JP7441622B2 - 複合材積層体を製造するための再構成可能な製造システム及び製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、概して、製造システムに関し、より具体的には、複合材積層体を積層、トリミング、及び、成形するための再構成可能なシステム及び方法に関する。

複合材料は、高比強度、高比剛性、高耐食性などの好ましい特性により、様々な用途に用いられる。複合構造体の製造は、典型的には、マンドレルに複合積層材料の複数のプライをレイアップして複合積層体を形成することを含む。レイアップ材料は、典型的には、樹脂が事前含浸された繊維材料（例えば、プリプレグ）である。例えば、レイアップ材料は、エポキシ含侵炭素繊維プリプレグである。

非平面形状の複雑な複合構造体を製造するために、典型的には、複合材積層体をレイアップしてから最終形状に成形し、その後、当該複合材積層体を硬化させる。さらに、典型的には、この複合材積層体をトリミングする。ある製造方法においては、トリミング表面において複合材積層体をトリミングし、その後、トリミングした複合材積層体を硬化させる前に成形するために当該複合材積層体を成形表面に移動させる。

トリミング表面から成形表面に複合材積層体を移動させるために、典型的には、ピックアンドプレース法（pick-and-place method）が用いられる。しかしながら、ピックアンドプレースシステムでは、例えば真空圧により複合材積層体を持ち上げることが可能であって、且つ、移動工程において、複合材積層体を支持するのに十分な剛性を有するマシンを用意するために、莫大な資本投資を必要とする。このようなピックアンドプレースシステムの信頼性に影響を及ぼす要因は、生産速度にも影響を及ぼす可能性がある。例えば、真空圧が破壊されると、成形表面に複合材積層体を配置する際の精度に影響を及ぼす可能性がある。

これらのことから分かるように、複雑な複合材積層体を製造するためのシステム及び方法において、従来の製造方法に関連する上記の課題を回避できる技術が必要とされている。

複合材積層体の製造に関連する上記要求は、製造システムを提供する本開示により具体的に対処及び緩和される。前記製造システムは、第１マンドレルと、第２マンドレルと、１つ以上の積層体固定機構とを含む。前記第１マンドレルは、第１マンドレル表面と第１マンドレル表面縁とを有する。前記第２マンドレルは、第２マンドレル表面と、第２マンドレル表面縁とを有するとともに、閉位置に配置可能であり、前記閉位置にある前記第１マンドレル表面縁及び前記第２マンドレル表面縁が隣接接触することにより、少なくとも複合材積層体のトリミングのための、前記第１マンドレル表面及び前記第２マンドレル表面の両方によって画定される連続マンドレル表面が形成されている。前記第２マンドレルは、前記第１マンドレル表面縁に対して垂直な方向に沿って並進して開位置に移動するように構成されており、前記開位置は、前記第１マンドレル表面縁と前記第２マンドレル表面縁との間の隙間を画定しており、前記隙間は、前記複合材積層体を成形するための成形ダイを受容するためのものである。前記積層体固定機構は、少なくとも前記複合材積層体のトリミング及び成形の際、前記第１マンドレル及び前記第２マンドレルのうちの少なくとも一方に対して前記複合材積層体を固定するとともに、前記開位置への前記第２マンドレルの並進の際、前記第１マンドレル上の固定位置に前記複合材積層体を固定するように構成されている。

さらなる例においては、上述したような第１マンドレルと第２マンドレルを有する製造システムが開示されている。これに加えて、前記製造システムは、前記第１マンドレル表面及び前記第２マンドレル表面に形成された複数の開口を含む。さらに、前記製造システムは、真空源と正の空圧源とを含む。前記真空源は、少なくとも前記第１マンドレル表面における前記開口に流体接続しており、前記複合材積層体のレイアップ、トリミング、及び／又は、成形の際、前記第１マンドレルに対して前記複合材積層体を固定する真空圧を生成するとともに、前記開位置への前記第２マンドレルの並進の際、前記第１マンドレル上の固定位置に前記複合材積層体を固定するように構成されている。前記正の空圧源は、前記第２マンドレル表面における前記開口に流体接続しており、前記開位置への第２マンドレルの並進の際、前記第２マンドレル表面から前記複合材積層体を遠ざける正の空圧を生成するように構成されている。

さらに、複合材積層体を製造する方法が開示されており、当該方法は、閉位置にある第２マンドレルの第２マンドレル表面縁を、第１マンドレルの第１マンドレル表面縁と隣接接触させることにより、第１マンドレル表面及び第２マンドレル表面の両方により画定される連続マンドレル表面を形成するステップを含む。前記方法はまた、前記連続マンドレル表面に複合材積層体を供給し、その際、前記連続マンドレル表面における固定位置に前記複合材積層体を固定することを含む。前記方法は、前記連続マンドレル表面上で前記複合材積層体をトリミングして、前記複合材積層体のトリミングの後に、前記第２マンドレル表面から前記複合材積層体を剥離させることを、さらに含む。前記方法は、前記第１マンドレル表面に前記複合材積層体を固定し続けた状態で、前記第１マンドレル表面縁に対して垂直な方向に沿って前記第２マンドレルを並進させて、前記第１マンドレル表面縁と前記第２マンドレル表面縁との間の隙間を画定する開位置に前記第２マンドレルを移動させることを、さらに含む。また、前記方法は、前記複合材積層体を前記隙間に押し込むことにより、前記複合材積層体を成形することを、さらに含む。

上述した特徴、機能、及び、利点は、本開示の様々な実施例において個別に実現可能であり、他の実施例においては互いに組み合わせることも可能である。詳細については、以下の記載と図面から明らかになるであろう。

本開示のこれら及び他の特徴は、図面を参照することによってより明らかになるであろう。なお、図面全体に亘って、同様の符号は同様の構成要素を示している。

本明細書で開示の製造システムの例を示す端面図である。 図１の製造システムを示す側面図である。 図１の製造システムを示す上面図である。 図３に示す線４－４に沿った製造システムの一部の側面図であって、製造システムのガントリに支持された積層ヘッドの例が示されている。 図３に示す線５－５に沿った製造システムの図であって、積層ヘッドが、閉位置にある第１マンドレル及び第２マンドレルの両方を合わせて形成される連続マンドレル表面に、複合材積層体をレイアップしている様子が示されている。 第１マンドレル表面及び第２マンドレル表面に形成された複数の開口を有する連続マンドレル表面の一例を示す斜視図であり、連続マンドレル表面に支持された複合材積層体が示されている。 開位置にある第１マンドレル及び第２マンドレルの一部を示す拡大図であって、第１マンドレルを第２マンドレルに位置揃えさせるためのアライメント機構の一例が示されている。 図５の参照符号８で特定される枠で囲まれた領域を示す図であり、閉位置において、アライメント機構により位置揃えされた状態が維持された状態の第１マンドレル及び第２マンドレルが示されている。 製造システムの準備領域の例を示す端面図であって、当該製造システムが、ガントリに選択的に接続するためのトリミング装置及び積層ヘッドを支持している様子が示されている。 製造システムを示す側面図であって、積層ヘッドをトリミング装置と取り換えるための準備領域に配置されたガントリが示されている。 図１０の製造システムを示す上面図である。 製造システムを示す端面図であって、複合材積層体をトリミングしているトリミング装置が示されている。 トリミング装置によるトリミングの後に複合材積層体を支持する連続マンドレル表面を示す斜視図である。 製造システムを示す側面図であって、ガントリが、第１マンドレル及び第２マンドレルの上方で支持される上側成形ダイの下の領域から外側に移動している状態が示されている。 図１４の製造システムを示す上面図である。 上側成形ダイが垂直方向に下降している製造システムを示す端面図であり、第１マンドレル表面の開口に対して真空圧を加えている間、第１クランプバーが第１マンドレル表面に対して複合材積層体をクランプしており、第２マンドレル表面の開口から正の空圧を印加している間、第２マンドレルが第１マンドレルから離れる方向に並進している様子が示されている。 第２マンドレルが開位置にあって、第１マンドレルと第２マンドレルとの間に隙間を形成している状態の製造システムを示す端面図であり、上側成形ダイがさらに垂直方向に下降して、第１クランプバーが第１マンドレル表面に対して複合材積層体をクランプしている様子が示されている。 第１クランプバー及び第２クランプバーがそれぞれ第１マンドレル表面及び第２マンドレル表面に対して複合材積層体をクランプしている状態の製造システムを示す端面図であって、下側成形ダイの対向する一対の下側ダイウェブ部が、垂直方向に持ち上げられて第１マンドレルと第２マンドレルとの間の隙間に入り込んでいる様子が示されている。 図１８の参照符号１９で特定される枠で囲まれた領域を示す図であり、アライメント機構を介して互いに接続及び位置揃えされた第１マンドレル、下側ダイウェブ部、及び、第２マンドレルが示されている。 製造システムを示す端面図であって、第１クランプバー及び第２クランプバーが、それぞれ第１マンドレル表面及び第２マンドレル表面に対して複合材積層体をクランプしている状態で、上側成形ダイが垂直方向にさらに下降して複合材積層体と係合する様子が示されている。 図２０の参照符号２１で特定される枠で囲まれた領域を示す図であり、上側成形ダイと、積層体中心線の両側において対向する一対の下側ダイウェブ部との間に加えられる積層体クランプ圧が示されている。 製造システムを示す端面図であり、第１クランプバー及び第２クランプバーが、複合材積層体に対するクランプ圧を維持して、積層体中心線の両側において複合材積層体に横張力を加えている状態で、上側成形ダイが、対向する一対の下側ダイウェブ部の間の隙間に複合材積層体を押し込むことにより、第１マンドレル及び第２マンドレルを同時に横方向外側に移動させている様子が示されている。 図２２の参照符号２３で特定される枠で囲まれた領域を示す図であり、複合材積層体の成形の際、上側成形ダイと、対向する一対の下側ダイウェブ部との間に加えられる積層体クランプ圧が示されている。 製造システムの端面図であり、上側成形ダイがさらに垂直方向に下げられて、上側成形ダイのダイフランジが複合材積層体と接触している様子が示されている。 製造システムを示す端面図であり、下側成形ダイの下側ダイキャップ部が垂直方向に並進して複合材積層体と接触している様子が示されている。 製造システムを示す端面図であり、上側成形ダイが元の位置に戻されている様子が示されている。 製造システムを用いてレイアップ、トリミング、及び、成形を行った後の複合材積層体の例を示す斜視図である。 製造システムの一例を示す上面図であり、当該システムにおいて、複合材積層体のレイアップ、トリミング、及び、成形が、レイアップステーション、トリミングステーション、及び、成形ステーションでそれぞれ順番に実行されており、レイアップステーションからトリミングステーションへ、また、トリミングステーションから成形ステーションへと第１マンドレル及び第２マンドレルを順番に移送する間、複合材積層体が、第１マンドレル及び／又は第２マンドレル上の固定位置に維持されている様子が示されている。 図２８の製造システムを示す側面図である。 レイアップステーションの一例を示す上面図であり、当該レイアップステーションは、閉位置にある第１マンドレル及び第２マンドレルに対して複合材積層体をレイアップしている間、積層ヘッドを支持するガントリを含む。 図３０のレイアップステーションを示す側面図である。 図３０のレイアップステーションを示す端面図である。 上側成形ダイと下側成形ダイとを含む成形ステーションの例を示す上面図であり、これらの成形ダイは、開位置にある第１マンドレル及び第２マンドレルに複合材積層体が支持されている状態で、当該複合材積層体を成形するためのものである。 図３３の成形ステーションを示す側面図である。 図３３の成形ステーションを示す端面図である。 複合材積層体を製造する方法に含まれる工程を示すフローチャートである。 レイアップステーションと、トリミングステーションと、成形ステーションとを含む製造システムの一例を示す上面図であり、これらのステーションは、それぞれレイアップマンドレルセット、トリミングマンドレルセット、及び、成形マンドレルセットを含み、各マンドレルセットは、第１マンドレルと第２マンドレルとを含む。同図には、さらに、上側クランプ機構と下側クランプ機構とを含むステーション間移送機構が示されており、この移送機構は、複合材積層体をクランプして、ステーション間で複合材積層体を移送するが、この移送において、各ステーションにおける第１マンドレル及び第２マンドレルは、固定された状態である。 図３７の製造システムの例を示す側面図である。 図３８の線３９－３９に沿ったレイアップステーションの断面図であって、積層ヘッドが、閉位置にある第１マンドレル及び第２マンドレル上に複合材積層体をレイアップしている様子が示されている。 製造システムの側面図であって、上側成形ダイ及び下側成形ダイが、成形ステーションからレイアップステーションに移動する様子が示されている。 製造システムの側面図であって、複合材積層体をクランプする準備として、レイアップステーションに配置されている上側成形ダイ及び下側成形ダイが示されている。 図４１の線４２－４２に沿ったレイアップステーションの断面図であって、複合材積層体をクランプする前の上側成形ダイ及び下側成形ダイの初期位置が示されている。 レイアップステーションの断面図であって、上側成形ダイが、複合材積層体に向かって下降しており、第２マンドレルが、第１マンドレルから離れる方向に並進して隙間を形成するマンドレル開位置に移動しており、一対の下側ダイウェブ部が相互に離れるように移動している様子が示されている。 レイアップステーションの断面図であって、上側成形ダイ及び下側ダイキャップ部が複合材積層体をクランプしている様子が示されている。 製造システムの側面図であり、上側成形ダイ及び下側成形ダイがレイアップステーションからトリミングステーションへ複合材積層体を移送している様子が示されている。 製造システムの側面図であり、トリミングステーションにおける上側成形ダイ及び下側成形ダイが示されている。 図４６の線４７－４７に沿ったトリミングステーションの断面図であって、上側成形ダイ及び下側成形ダイが複合材積層体から退避しており、トリミング装置が連続マンドレル表面上の複合材積層体をトリミングしている様子が示されている。 製造システムの側面図であり、上側成形ダイ及び下側成形ダイがトリミングステーションから成形ステーションへ複合材積層体を移送している様子が示されている。 製造システムの側面図であって、複合材積層体をクランプする準備として、成形ステーションに配置されている上側成形ダイ及び下側成形ダイが示されている。 図４９の線５０－５０に沿った成形ステーションの断面図であって、上側成形ダイ及び下側ダイキャップ部が複合材積層体から退避しており、第２マンドレルが第１マンドレルから離れる方向に並進している様子が示されている。 成形ステーションの断面図であって、下側ダイキャップ部が下側ダイウェブ部の間を上方に移動しており、上側成形ダイが、下側ダイウェブ部及び下側ダイキャップ部に対向するように複合材積層体を成形している様子が示されている。 レイアップステーションと、トリミングステーションと、成形ステーションとを含む製造システムのさらなる例を示す上面図であり、これらのステーションは、それぞれレイアップマンドレルセット、トリミングマンドレルセット、及び、成形マンドレルセットを含み、各マンドレルセットは、第１マンドレルと第２マンドレルとを含む。同図には、さらに、複数の枢動クランプアームとして構成された上側クランプ機構、及び、下側クランプ部材として構成された下側クランプ機構とが示されており、これらのクランプ機構は、レイアップステーション、トリミングステーション、及び、成形ステーションの間で複合材積層体を移送するためのものである。 図５２の製造システムを示す側面図である。 図５３の線５４－５４に沿ったレイアップステーションの断面図であって、積層ヘッドが、レイアップマンドレルセットの第１マンドレル及び第２マンドレル上に複合材積層体をレイアップしている例が示されている。 レイアップステーションの上面図であって、上側クランプモジュールのクランプアームがクランプ位置まで枢動されて、各クランプアームが複合材積層体の上方に延びている様子が示されている。 図５５のレイアップステーションを示す側面図である。 図５６の線５７－５７に沿ったレイアップステーションを示す断面図であって、キャップ部クランプと一対のフランジ部クランプとを有するクランプアームが示されており、さらに、下側クランプ部材を有する下側クランプ機構が示されており、当該下側クランプ部材は、レイアップマンドレルセットの第１マンドレル及び第２マンドレルの間を上方に延びるように構成されている。 レイアップステーションの断面図であって、キャップ部クランプと下側クランプ部材との間にクランプされた複合材積層体が示されている。 製造システムの上面図であって、複数の上側クランプモジュール及び下側クランプ機構（隠れている）がレイアップステーションからトリミングステーションへ複合材積層体を移送している様子が示されている。 図５９の製造システムを示す側面図である。 図６０の線６１－６１に沿ったトリミングステーションの断面図であって、複合材積層体が、キャップ部クランプと下側クランプ部材との間にクランプされた状態で、トリミングマンドレルセットの第１マンドレル及び第２マンドレルに支持されている様子が示されている。 トリミングステーションの断面図であって、下側クランプ部材が複合材積層体から退避しており、クランプアームが枢動して退避位置にあり、さらに、トリミング装置によるトリミングの際に複合材積層体を支持するために、第２マンドレルが閉位置に移動し第１マンドレルに対向している様子が示されている。 製造システムの上面図であって、複数の上側クランプモジュール及び下側クランプ機構（隠れている）がトリミングステーションから成形ステーションへ複合材積層体を移送している様子が示されている。 図６３の製造システムを示す側面図である。 図６４の線６５－６５に沿った成形ステーションの断面図であって、複合材積層体が、キャップ部クランプと下側クランプ部材との間にクランプされた状態で、成形マンドレルセットの第１マンドレル及び第２マンドレルに支持されている様子が示されている。 成形ステーションの断面図であって、下側クランプ部材及びキャップ部クランプが、複合材積層体から退避しており、フランジ部が、第１マンドレル及び第２マンドレルに対して複合材積層体をクランプしている様子が示されている。 成形ステーションの断面図であって、第１マンドレル及び第２マンドレルが、複合材積層体を横方向に並進させて、当該複合材積層体を成形ステーションにおける成形スタンドに配置する様子が示されている。 成形ステーションの断面図であって、成形の前に、第１マンドレル及び第２マンドレルが複合材積層体を支持している様子が示されている。 成形ステーションの断面図であって、下側成形ダイの下側ダイウェブ部及び下側ダイキャップ部に対向するように複合材積層体を成形した後の上側成形ダイが示されている。

次に、本開示の好ましい様々な例を示す図面を参照すると、図１には、複合材積層体４００（図２７）を製造するための製造システム１００の例を示す端面図が示されている。図２は、製造システム１００を示す側面図であり、図３は、図１の製造システム１００を示す上面図である。以下により詳細に説明するように、製造システム１００は、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０とを含み、これらのマンドレルは、１つ以上の積層体固定機構１９０（例えば、図５～６、図１６～２５）と組み合わせて用いられる。このような構成により、単一のツール（すなわち、製造システム１００）を用いて、複合材積層体４００のレイアップ、トリミング、及び、成形を行うことができる。製造システム１００は、上側成形ダイ３５２を含み、当該成形ダイは、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が開位置１６４（図１７）にあるときに、複合材積層体４００を成形するためのものである。単一のツール上で複合材積層体４００をレイアップ、トリミング、及び、成形することができるため、トリミング表面（不図示）から成形表面（不図示）に複合材積層体４００を移動させるために特殊な装置（例えば、ピックアンドプレースシステム）を必要とする従来の方法に関連するコスト及び複雑性を回避することができる。さらに、製造システム１００により、成形を行う前に、複合材積層体４００をトリミングする機能を実現することができる。これに関して、複合材積層体４００は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０によって形成される連続マンドレル表面１６２で完全に支持されている状態でトリミングされるので、成形後のトリミングの際に複合材積層体４００に支持されていない部分がある従来の方法、或いは、トリミング表面から成形表面に（例えば、ピックアンドプレースシステムを用いて）複合材積層体４００を移動させる従来の方法を用いて実現可能な寸法精度と比較して、複合材積層体４００の寸法精度を高めることができる。

図１～３を参照すると、製造システム１００は、工場のフロアなどの表面で支持された１つ以上の長状ベース部材１０２を含みうる。第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の各々は、製造システム１００の長手方向に沿って延在している。第１マンドレル１３０は、第１マンドレル表面１３２と、第１マンドレル表面縁１３４とを有する。第２マンドレル１５０は、第２マンドレル表面１５２と、第２マンドレル表面縁１５４とを有する。第１マンドレル１３０は、１つ以上のマンドレル支持体１１８により、複数のベース部材１０２のうちの１つに接続されている。同様に、第２マンドレル１５０は、１つ以上のマンドレル支持体１１８により、複数のベース部材１０２のうちの１つに接続されている。第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の各々は、単一の一体型構造体として構成されていることが示されているが、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０は、端同士が連なるマンドレルセグメント（不図示）として構成されてもよい。

製造システム１００は、一組の横レール１７２を含む。以下で詳しく説明するが、これらの横レールは、複合材積層体４００の成形の際、第１マンドレル１３０の横方向の動作を容易にするために、第１マンドレル１３０とマンドレル支持体１１８との間に設けられている。同様に、第２マンドレル１５０とマンドレル支持体１１８との間には一組の横レール１７２が設けられている。これにより、以下で詳しく説明するように、閉位置１６０（図１）と開位置１６４（図１７）との間で、第２マンドレル１５０が容易に動作することができる。いくつかの例においては、横レール１７２は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が閉位置１６０にある場合、及び／又は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が開位置１６４にある場合に、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２を同じ高さに維持するように構成されたアライメント機構１７０として機能する。以下に説明するように、製造システム１００は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が垂直方向に互いに位置揃えされた状態を維持するための代替又は追加のアライメント機構１７０を含みうる。

成形処理の際に第１マンドレル１３０を容易に並進させるために、１つ以上のマンドレルアクチュエータ１７４を用いることができる。同様に、成形処理を開始する前に第２マンドレル１５０を容易に並進させるために、１つ以上のマンドレルアクチュエータ１７４を用いることができる。図示例においては、第１マンドレル１３０のマンドレルアクチュエータ１７４は、複数のベース部材１０２のうちの１つから延びるマンドレル支持体１１８に取り付けられている。同様に、第２マンドレル１５０のマンドレルアクチュエータ１７４は、反対側に設けられたベース部材から延びるマンドレル支持体１１８に取り付けられている。マンドレルアクチュエータ１７４は、様々な異なる構成のうちの任意の構成をとることができ、例えば、能動制御装置又は受動装置として提供される。一例においては、第１マンドレル１３０用のマンドレルアクチュエータ１７４は、圧縮バネなどの受動装置であってもよい。この受動装置は、以下に説明するように、成形処理において、上側成形ダイ３５２が、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間に押し込まれる際に、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対して横方向外側に力が加わっている状態において、第１マンドレル１３０を第２マンドレル１５０に向けて付勢するように構成されている。いくつかの例においては、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０のマンドレルアクチュエータ１７４は、線形駆動機構として構成される。例えば、マンドレルアクチュエータ１７４は、第２マンドレル１５０に接続された駆動ネジ（不図示）を有するとともに、サーボモータ（不図示）によって回転可能な電気機械式のアクチュエータであってもよい。これに代えて、或いは、これに加えて、マンドレルアクチュエータ１７４は、空圧アクチュエータ及び／又は油圧アクチュエータとして構成することも可能である。なお、マンドレルアクチュエータ１７４は、様々な異なる例のうちの任意の例において使用可能であり、様々な異なる形態のうちの任意の形態で製造システム１００に接続されてもよく、図示された構成及び／又は本明細書で説明する構成に限定されない。

図１、５、及び、６を手短に参照すると、第２マンドレル１５０が閉位置１６０にあるとき、第１マンドレル表面縁１３４及び第２マンドレル表面縁１５４は隣接接触した状態にあり、これによって、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２が連続マンドレル表面１６２を形成している。連続マンドレル表面１６２には、段差、隙間、破損、途切れ、又は、不連続部分が存在しないため、レイアップ、トリミング、及び、成形などの処理の際に、複合材積層体４００の全体が連続マンドレル表面１６２によって支持される。連続マンドレル表面１６２における上記段差、隙間、破損、途切れ、又は、不連続部分は、トリミング処理の際に生じうる第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２の通常の摩擦や損傷とは異なりうる。複合材積層体４００は、トリミングを行う前に連続マンドレル表面１６２に配置してもよい。例えば、離れた場所（不図示）で複合材積層体４００をレイアップした後、トリミングを行うために、当該複合材積層体を連続マンドレル表面１６２に移動させてもよい。図４～６に示すとともに以下で説明する他の例においては、例えば、積層ヘッド３００などを用いて連続マンドレル表面１６２上に複合材積層体４００をレイアップし、その後、以下に説明するように、トリミング装置３３０を用いて、連続マンドレル表面１６２で複合材積層体４００をトリミングしてもよい。

図１～５を参照すると、製造システム１００は、少なくとも１つの積層ヘッド３００を含み、当該積層ヘッドは、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の上方を移動可能であって、且つ、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０によって形成される連続マンドレル表面１６２にレイアップ材料３１０を塗布するように構成されている。図示例においては、積層ヘッド３００は、ガントリ１０４に支持されている。ガントリ１０４は、略水平に配向されたガントリ横桁１０６を含み、このガントリ横桁は、略垂直に配向された一対のビーム支持体１１４に接続された互いに反対側の端部を有する。ビーム支持体１１４の各々は、ベース部材１０２の長手方向に沿って延びるガントリ軌道１１６を介して、ベース部材１０２のうちの１つに支持されている。ビーム支持体１１４は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の長手方向に沿って積層ヘッド３００を配置するための線形駆動機構（不図示）を介して、ガントリ軌道１１６に沿って移動可能である。さらに、積層ヘッド３００は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の横方向に沿って積層ヘッド３００を配置するためのガントリ横桁１０６に組み込まれた水平軌道１１２に沿って、線形駆動機構（不図示）を介して移動可能である。さらに、ガントリ横桁１０６は、垂直方向に移動可能である。例えば、ガントリ横桁１０６の両端は、ビーム支持体１１４に組み込まれた線形駆動機構（不図示）を介して、垂直軌道１１０（不図示）に沿って移動可能である。

図４～５を参照すると、第１マンドレル１３０（図５）及び第２マンドレル１５０（図５）の両方を合わせて形成された連続マンドレル表面１６２（図５）に対してレイアップ材料３１０を塗布するための積層ヘッド３００の例が示されている。積層ヘッド３００は、当該積層ヘッド３００のコンポーネントを支持するように構成された取付フレーム３０２を含む。取付フレーム３０２は、ガントリ横桁１０６に接続されている。積層ヘッド３００は、レイアップ材料３１０の材料ロール３０８を支持する材料供給ドラム３０６を含む。いくつかの例においては、レイアップ材料３１０は、裏当て層３１２によって裏当てされてもよい。例えば、レイアップ材料３１０は、裏当て層３１２によって裏当てされたプリプレグ複合材料であってもよい。

積層ヘッド３００は、１つ以上のリダイレクトローラ３１４をさらに含み、当該リダイレクトローラは、複合材積層体４００のレイアップの際、材料供給ドラム３０６から、例えば、レイアップ材料３１０を切断するための１つ以上の切断ブレード（不図示）を有する切断アセンブリ３１８などの、下流に位置する積層ヘッドコンポーネントに向かって、レイアップ材料３１０を誘導する。さらに、積層ヘッド３００は、レイアップ材料３１０から裏当て層３１２を分離するように構成された裏当て層分離アセンブリ３１６を含む。裏当て層３１２は、レイアップ材料３１０から分離され、その後、当該レイアップ材料３１０が連続積層表面に塗布されるのに伴って、裏当て層回収ドラム３２０に巻き付けられる。積層ヘッド３００は、複合材積層体４００のレイアップの際、レイアップ材料３１０に対して押圧力を加えるための押圧ローラや押圧シュー（compaction shoe）などの、押圧装置３２２をさらに含む。なお、図示していないが、複合材積層体４００のレイアップを行う前に連続マンドレル表面１６２に対して低摩擦材料層（不図示）を配置してもよい。以下に説明するように、複合材積層体４００の成形を容易に行うために、レイアップを行った後にも複合材積層体４００の上面に低摩擦材料層を配置してもよい。

図１、５、及び、６を参照すると、製造システム１００は、上述した積層体固定機構１９０のうちの１つ又は複数を含む。この固定機構は、少なくとも複合材積層体４００のトリミングの際に、少なくとも第１マンドレル１３０上の固定位置で複合材積層体４００を動かないように固定するように構成されている。さらに、積層体固定機構１９０のうちの１つ又は複数は、開位置１６４へ第２マンドレル１５０が並進している間（図１７）、第１マンドレル１３０上の固定位置で複合材積層体４００を動かないように固定するように構成されている。さらに、以下に説明するように、１つ以上の積層体固定機構１９０は、複合材積層体４００の成形などの複合材積層体４００に対して行われる任意の処理の際に、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００をクランプすることができる。一例においては、積層体固定機構１９０は、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を機械的にクランプするように構成されている。機械的なクランプは、クランプ装置の様々な異なる構成のうちのいずれかを用いて行うことができ、そのような構成の例としては、以下に説明する１つ以上の機構、又は、ラチェットストラップ（不図示）若しくはベース部材に枢動可能に接続された枢動クランプ（不図示）などの他の様々な機械的クランプ構成のうちのいずれか、又は、これら以外の様々なクランプ構成のうちのいずれかの構成などが挙げられる。

一例においては、積層体固定機構１９０は、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に形成された複数の開口１９２（図６）として供給される。開口１９２は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に形成された複数の流体導管１９４を介して、或いは、当該流体導管のネットワークを介して、真空源１９６に流体接続されている。第１マンドレル１３０の両端のうちの一方又は両方、及び／又は、第２マンドレル１５０の両端のうちの一方又は両方は、１つ以上の真空ポンプなどの１つ以上の真空源１９６に流体導管１９４を接続するためのマニホールド（不図示）を含む。１つ以上の真空源１９６は、起動すると、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００を引き付け、又は押し付けるために、開口１９２において真空圧１９８を生成する。例えば、複合材積層体４００のレイアップの際（図５）及び／又はトリミングの際（図１２）、１つ以上の真空源１９６を起動して、複合材積層体４００と第１マンドレル表面１３２との間及び／又は複合材積層体４００と第２マンドレル表面１５２との間に真空圧１９８を生成し、これによって、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０のそれぞれにおいて複合材積層体４００を固定することができる。第２マンドレル１５０が閉位置１６０から開位置１６４に並進する間（図１７）、第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００の真空圧１９８が加わらないようにするために第２マンドレル１５０の真空源１９６を停止し、これにより、第２マンドレル１５０が、第１マンドレル１３０から離れる方向に並進するようにする。これに代えて、製造システム１００は、真空源１９６により開口１９２に真空が加わるのを遮断するために、弁（不図示）などの内部機構を含んでもよい。第１マンドレル１３０に関しては、内部機構（例えば、弁）を調節したり、複合材積層体４００と第１マンドレル表面１３２との間に真空圧１９８を生成するために１または複数の真空源１９６を起動したりして、第１マンドレル１３０に対して固定した位置で複合材積層体４００を維持するとともに、第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００が摺動又は滑動できるようにする。

積層体固定機構１９０は、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０上の固定位置に複合材積層体４００を固定することにより、上側成形ダイ３５２及び任意の下側成形ダイ３６２に対して複合材積層体４００の位置を維持することができるため、有利である。例えば、複合材積層体４００のレイアップの際（例えば、図５）及びトリミングの際（例えば、図１２）、積層体固定機構１９０は、複合材積層体４００の積層体中心線４０２と、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２のダイ中心線３５８とが位置揃えされた状態を維持する。複合材積層体４００の成形の際（例えば、図１６～２５）、図２１及び２３に示すように、上側ダイウェブ部３５３と下側ダイウェブ部３６３との間に複合材積層体４００をクランプすることにより、積層体中心線４０２が、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２のダイ中心線３５８と位置揃えされた状態を維持し、これによって、成形後に、成形された複合材積層体４００の最終寸法が設計公差及び／又は製造公差の範囲内になるようにする。図２３に示すように、複合材ストリンガに成形される複合材積層体４００の例においては、レイアップ、トリミング、及び、成形の際、積層体中心線４０２と、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２のダイ中心線３５８とが位置揃えされた状態を維持することにより、複合材ストリンガの全長に沿って、積層体中心線４０２の両側において材料の横幅が適切である複合材ストリンガを得ることができる。

図７～８を参照すると、開位置１６４（図７）及び閉位置１６０（図８）にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の一部が示されている。また、これらの図には、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の相互接続、及び、これらの間の垂直方向の位置揃えを維持するために、製造システム１００に含められるアライメント機構１７０の例が示されている。図示例においては、アライメント機構１７０は、ソケット１７８を含み、このソケットは、一方のマンドレルの内部に形成されるとともに、隣接するマンドレルに含まれるピン１７６を受容するように構成されている。ピン１７６は、リニアアクチュエータ（不図示）によって線形状に駆動される。

図示例においては、ソケット１７８は、第１マンドレル１３０に形成されており、ピン１７６は、第２マンドレル１５０に含まれている。ただし、第２マンドレル１５０には１つ以上のソケット１７８が形成されていてもよく、第１マンドレル１３０にはそれに対応する数のピン１７６が含まれていてもよい。ソケット１７８及びピン１７６の各々のサイズは、第１マンドレル表面１３２に対する第２マンドレル表面１５２の垂直方向の動き量を最小限に抑えるための手段として、ピン１７６とソケット１７８との間に比較的厳密な公差篏合（tolerance fit）が実現されるように決定される。なお、アライメント機構１７０は、ピン１７６及びソケット１７８として図示されているが、これに代えて、当該アライメント機構は、第１マンドレル表面１３２と第２マンドレル表面１５２との間の垂直方向の位置揃えを維持するための任意の数の構成要素として提供されてもよい。

製造システム１００は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の長手方向に沿って、間隔を空けて設けられた複数のアライメント機構１７０を含む。図８に示すアライメント機構１７０は、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の位置揃えを維持しているが、製造システム１００は、複合材積層体４００の作製の際、１つ以上の位置で第２マンドレル１５０に対する第１マンドレル１３０の垂直方向の位置揃えを維持するように構成された１つ以上のアライメント機構１７０を含むこともできる。例えば、アライメント機構のうちの１つ又は複数が係合することにより、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が開位置にある場合、及び／又は、以下に説明するとともに図１９に示すように、少なくとも一方の成形ダイ（例えば、下側成形ダイ３６２）が、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６内に配置されている場合に、これら第１及び第２のマンドレル間の垂直方向の位置揃えを維持することができる。

図９～１１を参照すると、ガントリ１０４（図１～５）は、１つ以上の異なるタイプの装置を支持するように構成されている。これに関して、ガントリ横桁１０６は、装置の装置接続機構３０４（図５）に着脱可能に接続されるように構成されたガントリ接続機構１０８（図５）を含む。ガントリ接続機構１０８及び装置接続機構３０４は、これら両方を合わせて即脱アセンブリを形成しており、これにより、人手を介さずに、あるタイプの装置（例えば、積層ヘッド３００）を他のタイプの装置（例えば、トリミング装置３３０）と迅速に取り換えることができる。

いくつかの例においては、製造システム１００は、当該製造システム１００の一端又は両端に準備領域（staging area）３８０を含む。準備領域３８０は、１つ以上の装置スタンド３８２を含み、当該装置スタンドの各々は、複合材積層体４００の製造に関連する処理を実行するためにガントリ１０４に（例えば、ガントリ接続機構１０８及び装置接続機構３０４を介して）着脱可能に接続される１つ以上の装置を支持するように構成されている。例えば、図９に示す準備領域３８０は、積層ヘッド３００を支持するための装置スタンド３８２と、トリミング装置３３０を支持するための別の装置スタンド３８２とを含む。ガントリ１０４に取り付けられたあるタイプの装置を他のタイプの装置と取り換えるには、ガントリ１０４を空の装置スタンド３８２の上方に配置し（例えば、図１０～１１を参照）、ガントリ接続機構１０８から装置接続機構３０４を取り外すことにより、ガントリ１０４から現在取り付けられている装置（例えば、積層ヘッド）を取り外して空の装置スタンド３８２に載置し、ガントリ接続機構１０８が異なるタイプの装置（例えば、トリミング装置３３０）に使用されている装置スタンドと位置が揃うまで、ガントリ横桁１０６に沿って当該ガントリ接続機構を横方向に並進させ、異なるタイプの装置の装置接続機構３０４とガントリ接続機構１０８とを係合させる。

図１２を参照すると、ガントリ１０４に支持されたトリミング装置３３０が示されている。トリミング装置３３０は、ガントリ１０４によって、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の縦方向及び横方向に移動可能である。トリミング装置３３０は、複合材積層体４００が連続マンドレル表面１６２に支持された状態で当該複合材積層体をトリミングするように構成されている。上述したように、複合材積層体４００は、当該複合材積層体４００を成形するために第２マンドレル１５０を開位置１６４に並進させる前に、トリミングされる。一例においては、トリミング装置３３０は、超音波カッターである。これに代えて、トリミング装置３３０は、レーザーカッター（不図示）や機械式ブレード（不図示）などの他の構成を有する装置であってもよい。

図１３を参照すると、図６に示す複合材積層体４００が、連続マンドレル表面１６２に支持された状態でトリミングされている様子が示されている。この図示例においては、複合材積層体４００は、上述した複合材ストリンガ（例えば、図２３）に成形されている。このため、複合材積層体４００は、その横方向外側にそれぞれ位置する対向するフランジ部４０４と、フランジ部４０４の内側にそれぞれ位置する一対のウェブ部４０６と、これらウェブ部４０６の間に位置するキャップ部４０８と、を有する。トリミング装置３３０は、（例えば、積層体中心線４０２を中心として）対称又は非対称形状に複合材積層体４００を正確にトリミングすることができ、その形状は、任意の数の様々な異なるタイプの幾何学的特徴部を含みうる。例えば、図１３において、トリミング装置３３０は、複合材積層体４００の周囲をトリミングして、各フランジ部４０４の両端の各々にタブ４１０を形成している。また、トリミング装置３３０によって、タブ張出部（tab outs）、切欠部、穴、ノッチ、及び、他の幾何学的形状部などの他の幾何学的特徴部を形成することも可能である。複合材積層体４００が連続マンドレル表面１６２に支持された状態で当該複合材積層体をトリミングすることにより、複合材積層体４００の一部が支持されない状態でトリミングする場合と比較してトリミング精度を向上させることができるため、有利である。例えば、ウェブ部４０６が支持されていない状態で複合材積層体４００をトリミングすると、トリミング精度が低下して、トリミングの際に支持されていない部分の動きを防止することができず、結果としてウェブ部４０６がトリミングされてしまう場合がある。

第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２は、金属材料又はポリマー材料で形成される。例えば、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２は、ポリマー材料（Vyon^TM）で形成されており、この材料は、トリミングされた複合材積層体４００の品質に影響を及ぼすことなく、複合材積層体４００のトリミングの際、スライス、カット、又は、他の表面損傷（surface interruptions）に耐えるように、及び／又は、起こりうる表面形状の崩れ（topographical damage）を（特定数の切断にまで）最小限に抑えるように、構成されている。さらに、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２の材料は、多孔性であってもよく、これによって、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２が金属製である場合に起こりうる切断ブレードの破損を防ぐことができる。いくつかの例においては、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２の材料は、複合材レイアップ材料３１０との化学反応に対して耐性を有する。これに代えて、複合材積層体４００と、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２との間にバリアフィルム又は剥離フィルムを配置してもよい。

上述したように、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２は、真空源１９６に流体接続された複数の開口１９２を含み、当該真空源は、レイアップ及び／又はトリミングの際に複合材積層体４００を固定位置に固定するために、真空圧１９８（図１２）を生成するものである。上述したように、製造システム１００は、複合材積層体４００を第２マンドレル表面１５２から遠ざけるための正圧２２４（図１６）を生成し、これにより、第２マンドレル１５０を閉位置１６０（図１２～１３）から並進させて開位置１６４（図１７）に移動させるために、第２マンドレル１５０における開口１９２を正の空圧源２２２に接続する機能をさらに有しうる。例えば、製造システム１００は、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２の開口１９２を、真空源１９６又は正の空圧源２２２のいずれかに選択的に流体接続させるための１つ以上の弁を含み、これによって、複合材積層体４００に対して、真空圧１９８又は正の空圧２２４のいずれを供給するかを選択することができる。空圧源２２２と開口１９２との組み合わせにより、積層体剥離機構２２０が形成される。真空源１９６と開口１９２との組み合わせにより、積層体固定機構１９０が形成される。なお、トリミングの際、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０（図１２～１３）によって形成される連続積層表面において、複合材積層体４００の全体が支持されるように、複合材積層体４００のトリミングは、成形の前に行うことが望ましい。しかしながら、代替の実施例においては、成形後に複合材積層体４００をトリミングするように製造システム１００を操作することもできる。例えば、複合材積層体４００は、開位置１６４における第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０によって支持された状態でトリミングされてもよく、任意ではあるが、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６（図１７）内に配置されている状態においては、さらに下側成形ダイ３６２によって支持されてもよい。

図１４～１５を参照すると、製造システム１００の側面図（図１４）及び上面図（図１５）が示されており、これらの図において、ガントリ１０４は、準備領域３８０に隣接するとともに、上側成形ダイ３５２の下の領域から外側に移動した状態で配置されている。ガントリ１０４を上側成形ダイ３５２の下の領域から外側に移動した状態で配置することにより、以下で説明する複合材積層体４００の成形処理の際に必要とされる上側成形ダイ３５２の垂直方向の動作を妨げないようにすることができる。

図１６を参照すると、製造システム１００を示す端面図が示されており、同図においては、明瞭化のためにガントリ１０４が省かれている。上側成形ダイ３５２は、一体型構造体として形成されており、対向する上側ダイウェブ部３５３と上側ダイキャップ部３５５とを含む。これに代えて、上側成形ダイ３５２は、一端から他端まで連なる上側ダイセグメント（不図示）として提供されてもよい。以下に説明するとともに図１７～２５に示すように、上側成形ダイ３５２は、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６に複合材積層体４００を押し込むことにより、当該複合材積層体４００を上側成形ダイ３５２の輪郭に成形するように構成されている。上側成形ダイ３５２は、製造システム１００の長手方向に沿って間隔を空けて配置された複数の上側ダイ横桁３６０によって支持される。上側ダイ横桁３６０の各々は、一対の支柱３５０に接続されており、当該支柱は、製造システム１００の横方向両側に配置されるとともに、ベース部材１０２から上方に延びている。上側ダイ横桁３６０の各々は、線形駆動機構（不図示）を介して垂直軌道１１０に沿って垂直方向に移動可能である。このような線形駆動機構の例としては、サーボモータに接続されるとともに、支柱３５０に組み込まれた駆動ネジが挙げられる。複数の上側ダイ横桁３６０は、上側成形ダイ３５２を垂直方向に移動させるために、一致して移動が可能である。

上側成形ダイ３５２は、当該上側成形ダイ３５２の両側から延びるダイフランジ３５６を含む。ダイフランジ３５６の横幅は、ほぼ、第１ピンチ機構の第１クランプバー２０１と、第２ピンチ機構の第２クランプバー２０３との間の距離に亘っている。ダイフランジ３５６により、上側ダイ横桁３６０間の各位置で上側成形ダイ３５２の剛性が高められるため、上側成形ダイ３５２により複合材積層体４００に加えられる圧力が、上側成形ダイ３５２の長手方向に沿って略一定になる。これに加えて、ダイフランジ３５６は、当該ダイフランジ３５６が複合材積層体４００の上面に接触すると、上側成形ダイ３５２の下方向への動きを止めることができる。

再度図１４～１６を参照すると、製造システム１００は、積層体固定機構１９０をさらに含み、当該固定機構は、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を機械的にクランプするように構成されたピンチ機構２００、２０２として構成される。図示例においては、ピンチ機構２００、２０２は、上側成形ダイ３５２が下降すると、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対するクランプ圧を複合材積層体４００に加える受動装置として構成される。これについては、以下でより詳細に説明する。ピンチ機構２００、２０２の各々は、安定した圧力を加えるための押圧バネ２０６又は空圧制御されたピストン（不図示）を収容するハウジング２０４から下方に延びるピンチロッド２０８を含む。図示例においては、各ピンチ機構の押圧バネ２０６は、ピンチロッド２０８の上端とハウジング２０４の上端との間で保持されている。各上側ダイ横桁３６０は、上側成形ダイ３５２の両側に取り付けられた第１ピンチ機構２００と第２ピンチ機構２０２とを含む。

第１ピンチ機構２００のピンチロッド２０８の自由端は、複合材積層体４００の長手方向に沿って第１マンドレル表面１３２に一定のクランプ力を加えるために、第１マンドレル１３０の長手方向に沿って連続して延びる第１クランプバー２０１に接続されている。同様に、第２ピンチ機構２０２のピンチロッド２０８の自由端は、複合材積層体４００の長手方向に沿って第２マンドレル表面１５２に一定のクランプ力を加えるために、第２マンドレル１５０の長手方向に沿って連続して延びる第２クランプバー２０３に接続されている。一例においては、第１ピンチ機構２００及び第２ピンチ機構２０２は、上側ダイ横桁３６０の部位、具体的には、当該上側ダイ横桁３６０が十分に下降したときに、第１ピンチ機構２００の第１クランプバー２０１、及び、第２ピンチ機構２０２の第２クランプバー２０３が、複合材積層体４００のフランジ部４０４（図１３）に接触するような部位に固定されている。上述したように、複合材積層体４００の成形の際に複合材料を滑り易くするために、複合材積層体４００のレイアップを行う前に、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に低摩擦材料の犠牲層（不図示）を配置してもよい。同様に、複合材積層体４００の成形の際に第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３に対して複合材積層体４００を滑り易くするために、複合材積層体４００のレイアップを行った後に、複合材積層体４００の頂面に低摩擦材料の犠牲層を配置してもよい。

図１６に示すように、各第１ピンチ機構２００のピンチロッド２０８は、各第２ピンチ機構２０２のピンチロッド２０８よりもさらに下方に延びており、第２ピンチ機構２０２の第２クランプバー２０３が第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００をクランプする前に、第１ピンチ機構２００の第１クランプバー２０１が第１マンドレル表面１３２に対して複合材積層体４００を接触させるとともに当該積層体をクランプしている。このため、第１クランプバー２０１が、第１マンドレル表面１３２上の所定位置で複合材積層体４００をクランプしている状態で、第２マンドレル１５０が、閉位置１６０（図１２）から開位置１６４（図１７）に移動することができる。第１ピンチ機構２００及び第２ピンチ機構２０２は、互いに実質的に同じであってもよく、これらの間の主な違いは、ピンチロッド２０８の長さであってもよい。さらに、任意ではあるが、第２ピンチ機構２０２の押圧バネ２０６のバネ定数は、第１ピンチ機構２００の押圧バネ２０６のバネ定数よりも高くてもよい。このようにすると、第１ピンチ機構２００及び第２ピンチ機構２０２のピンチロッド２０８が複合材積層体４００に接触するとともに上側成形ダイ３５２が第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６に配置された場合に、第１クランプバー２０１が第１マンドレル表面１３２に対して複合材積層体４００をクランプする力と、第２クランプバー２０３が第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００をクランプする力とがほぼ等しくなる。

図１６に示すように、製造システム１００は、開位置１６４にある第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６（図１７）に配置可能な下側成形ダイ３６２をさらに含む。一例においては、図１７に示すとともに以下で説明するように、下側成形ダイ３６２は、開位置１６４にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０よりも下側に配置されるとともに、上側に並進して、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６に入り込むことができる。代替の例においては、製造システム１００は、下側成形ダイ３６２が垂直に固定され、且つ、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が垂直に下降して下側成形ダイ３６２の両側に配置されるように構成されている。下側成形ダイ３６２は、対向する一対の下側ダイウェブ部３６３を含む。以下に説明するように、下側成形ダイ３６２は、任意ではあるが、下側ダイウェブ部３６３に対して独立して垂直移動が可能な下側ダイキャップ部を含んでもよい。各下側ダイウェブ部３６３は、一体型構造体として示されているが、各下側ダイウェブ部３６３は、任意ではあるが、一端から他端まで連なる複数の下側ダイウェブ部セグメント（不図示）であってもよく、これらのセグメントにより、複合材積層体４００の長手方向に沿った複合材積層体４００の厚みのばらつきに対応することができる。

下側成形ダイ３６２の下側ダイウェブ部３６３は、上側成形ダイ３５２の上側ダイウェブ部３５３によって加えられる成形圧に対して複合材積層体４００を支持するように構成されている。下側成形ダイ３６２は、製造システム１００の長手方向に沿って間隔を空けて配置された複数の下側ダイ横桁３６８によって支持される。下側ダイ横桁３６８は、製造システム１００の横方向両側に配置されたベース部材１０２の間に延在しており、当該ベース部材に可動に接続されている。例えば、各下側ダイ横桁３６８の両端は、線形駆動機構（不図示）を介した移動のための垂直軌道１１０に係合しており、そのような駆動機構としては、例えば、サーボモータに接続されるとともに、各下側ダイ横桁３６８の位置においてベース部材１０２に組み込まれた駆動ネジなどが挙げられる。複数の下側ダイ横桁３６８は、下側成形ダイ３６２を垂直方向に移動させるために、一体的に移動可能である。

引き続き図１６を参照すると、上側成形ダイ３５２が垂直位置に下降しており、第１ピンチ機構２００の第１クランプバー２０１が複合材積層体４００に接触するとともに、第１マンドレル表面１３２に対して当該複合材積層体４００を少なくとも部分的にクランプしている。また、同図には、第２マンドレル１５０がマンドレルアクチュエータ１７４によって閉位置１６０から開位置１６４に並進している様子が示されている。上述したように、開位置１６４において、第１マンドレル表面縁１３４と第２マンドレル表面縁１５４との間に隙間１６６が形成される。第２マンドレル１５０は、下側成形ダイ３６２を受容するのに十分な程度に隙間１６６が拡がるように、横方向の位置に移動可能である。例えば、第２マンドレル１５０は、互いに隣接接触している場合に（不図示）、下側ダイウェブ部３６３を受容するのに十分な幅の隙間を形成するように横方向の位置に移動する。図２０～２１に示すとともに以下に詳述する例において、第２マンドレル１５０が離間して、下側ダイウェブ部３６３の幅に対して相補的になるように横方向の位置に移動すると、複合材積層体４００が、積層体中心線４０２の両側の各々において上側ダイウェブ部３５３と下側ダイウェブ部３６３との間にクランプされる。

図１６において、製造システム１００は、１つ以上の積層体剥離機構２２０を含む。当該剥離機構は、第２マンドレル１５０の並進の際、第２マンドレル表面１５２と複合材積層体４００のレイアップ材料３１０との間の粘着力や接着力が、第２マンドレル表面１５２の複合材積層体４００に対する相対移動を阻害する場合に、第２マンドレル表面１５２から複合材積層体４００を剥離させて、この相対移動を可能にするように構成されている。一例においては、積層体剥離機構２２０は、第２マンドレル表面１５２に形成された複数の開口１９２（図６）として提供されてもよく、これらの開口は、上述したように、レイアップやトリミングの際に真空圧１９８を生成して第２マンドレル表面１５２に複合材積層体４００を固定するために（例えば、図示は省略するが、スイッチや弁を介して）真空源１９６に接続される開口１９２と同じものである。図１６において、第２マンドレル表面１５２の開口１９２は、複数の流体導管１９４を介して正の空圧源２２２に接続されている。正の空圧源２２２を起動することによって、複数の開口１９２から吐出される空気の形態で正の空圧２２４を生成することができる。吐出された空気により、第２マンドレル表面１５２から複合材積層体４００が引き離されるので、第２マンドレル１５０がスムーズに並進することができる。第２マンドレル１５０を並進させる前、及び、その間において、真空源１９６を起動して第１マンドレル１３０の開口１９２で真空圧１９８を生成し、これによって、第１マンドレル表面１３２に複合材積層体４００を固定してもよい。上述したように、第２マンドレル１５０の並進の際、第１クランプバー２０１もまた、第１マンドレル表面１３２に対するクランプ圧を複合材積層体４００に加える。

図１７を参照すると、第２マンドレル１５０が開位置１６４にあり、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間に隙間１６６が形成されている様子を示している。第２マンドレル１５０が開位置１６４に移動して、隙間１６６が下側成形ダイ３６２の下側ダイウェブ部３６３を受容するのに十分な幅になったとき、正の空圧源２２２を停止する。真空源１９６を起動すると、複合材積層体４００と第１マンドレル表面１３２との間に真空圧１９８が生成され、及び／又は、複合材積層体４００と第２マンドレル表面１５２との間に真空圧１９８が生成されて、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００が固定位置で維持される。

図１８は、下側成形ダイ３６２が垂直方向に持ち上げられて、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６に入り込んだ状態を示している。第１ピンチ機構２００は、第１マンドレル表面１３２に対して複合材積層体４００をクランプし続ける。また、図１８には、第２クランプバー２０３が第２マンドレル表面１５２に対するクランプ圧を複合材積層体４００に加えることができる位置まで、上側成形ダイ３５２がさらに下降している様子が示されている。第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３が、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対するクランプ圧を複合材積層体４００に加えた後、真空源１９６が停止する。上述したように、製造システム１００は、第１マンドレル表面１３２と第２マンドレル表面１５２の垂直方向の位置揃えを維持するように構成された１つ以上のアライメント機構１７０を含む。

図１９を参照すると、第１マンドレル１３０、一対の下側ダイウェブ部３６３、及び、第２マンドレル１５０が、アライメント機構１７０を介して互いに連係され及び位置揃えされた部分が示されている。また、同図には、複合材積層体４００が、複数の複合材プライ４０１で形成されており、当該複合材積層体が、第１マンドレル表面１３２、下側ダイウェブ部３６３、及び、第２マンドレル表面１５２に支持されている部分が示されている。第１マンドレル表面縁１３４は、下側ダイウェブ部３６３のうちの一方に当接している。同様に、第２マンドレル表面縁１５４は、反対側の下側ダイウェブ部３６３に当接している。上述したように、下側成形ダイ３６２の下側ダイウェブ部３６３は、上側成形ダイ３５２の上側ダイウェブ部３５３により画定される上側成形ダイ輪郭３５４に対して相補的となるように設計された下側成形ダイ輪郭３６４を有する。さらに、任意ではあるが、各上側ダイウェブ部３５３の下縁及び各下側ダイウェブ部３６３の上縁に丸みを持たせることにより、成形の際に複合材積層体４００に鋭い角が形成されるのを回避することができる。しかしながら、いくつかの例においては、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２に鋭い角を持たせることも可能である。

上述したように、製造システム１００は、第１マンドレル表面１３２と第２マンドレル表面１５２との間の位置揃えを維持するための複数のアライメント機構１７０を含む。図示例においては、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の各々は、リニアアクチュエータ（不図示）によって線形状に駆動されるピン１７６を含む。下側ダイウェブ部３６３の各々は、ソケット１７８を含み、当該ソケットは、図７～８に示すとともに上述した構成と同様に、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０のピン１７６を受容するようなサイズ及び構成を有する。アライメント機構１７０は、下側成形ダイ３６２の下側ダイウェブ部３６３の位置揃えを維持するのに加えて、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の垂直方向の位置揃えを維持することができる。

図２０は、製造システム１００を示す端面図であって、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３が、それぞれ第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００をクランプしている状態で、上側成形ダイ３５２が垂直方向に下降して複合材積層体４００と係合する様子が示されている。複合材積層体４００と第１マンドレル表面１３２との間、及び、複合材積層体４００と第２マンドレル表面１５２との間に真空圧１９８が加わるのを防ぐために、真空源１９６を停止してもよい。

図２１は、上側成形ダイ３５２、複合材積層体４００、第１マンドレル１３０、第２マンドレル１５０、及び、下側ダイウェブ部３６３の一部を示す拡大図である。上述したように、第２マンドレル１５０は、開位置１６４に移動し、この位置において、下側ダイウェブ部３６３間の空間は、上側ダイキャップ部３５５の幅と相補的な関係にある。下側ダイウェブ部３６３間の空間により、積層体中心線４０２の両側の各々において複合材積層体に対して積層体クランプ圧４１８が加わる。なお、積層体中心線４０２は、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２のダイ中心線３５８と横方向に関して位置が揃っている。

図２２を参照すると、上側ダイ横桁３６０が、図２０に示す当該上側ダイ横桁３６０の位置よりもさらに垂直方向に下降している。複合材積層体４００に対して下方に力を加えて当該複合材積層体を下側ダイウェブ部３６３間の凹部３６６に押し込むことにより、下側ダイウェブ部３６３のうちの一方が第１マンドレル１３０と共に横方向外側に移動し、これと同時に、反対側の下側ダイウェブ部３６３が、第２マンドレル１５０と共に横方向外側に移動する。第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３は、それぞれ第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００をクランプし続け、その間、上側成形ダイ３５２は、対向する下側ダイウェブ部３６３間において複合材積層体４００に対して下方に力を加える。これによって、積層体中心線４０２の両側において複合材積層体４００内で横張力４１６が生成される。複合材積層体４００に生じる横張力４１６により、成形の際、複合材積層体４００の複合材プライ４０１におけるシワや座屈を低減又は防止することができるため、有利である。

図２３は、上側成形ダイ３５２、第１マンドレル１３０、第２マンドレル１５０、及び、下側ダイウェブ部３６３の一部を示す拡大図であり、複合材積層体４００が、下側ダイウェブ部３６３間の凹部に押し込まれている様子が示されている。また、同図に示すように、積層体中心線４０２の両側において、比較的狭いスリップゾーン４１４が示されており、当該ゾーンにおいては、上側成形ダイ３５２が下側ダイウェブ部３６３間に垂直方向下側に押し込まれると、複合材プライ４０１が相互にスリップする。積層体中心線４０２の両側のスリップゾーン４１４は、下側ダイウェブ部３６３の上面と、下側ダイウェブ部３６３の横方向内側を向く面との交差部分又は移行部分（例えば、アール状部分）に形成される。積層体中心線４０２の両側におけるスリップゾーン４１４は、上側成形ダイ３５２が下側ダイウェブ部３６３間において徐々に下側に押し込まれると、複合材積層体４００の両側のウェブ部４０６に沿って移動する。これにより、複合材積層体４００をラッシュ成形（lash forming）することができるため、複合材積層体４００が一度に最終輪郭に成形される場合に当該複合材積層体４００に生じうるシワや座屈を最小限に抑えることができ、有利である。

また、図２３には、複合材積層体４００の成形の際に、上側ダイウェブ部３５３と下側ダイウェブ部３６３との間において、積層体中心線４０２の両側で生成される積層体クランプ圧４１８が示されている。製造システム１００は、複合材積層体４００の成形の際、上側成形ダイ３５２のダイ中心線３５８が、下側成形ダイ３６２のダイ中心線３５８と横方向に関して位置揃えした状態が維持されるように構成されているため、積層体中心線４０２の両側において積層体クランプ圧４１８が均等になり、有利である。積層体中心線４０２の両側における積層体クランプ圧４１８により、成形の際に上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２に対して複合材積層体４００を固定位置に維持する仕組みが形成される。第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３により付与されるクランプ力により、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が横方向外側に移動すると、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して、また、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３に対して、複合材積層体４００のフランジ部４０４（図１３）がスライドすることができる。この結果、複合材積層体４００の（例えば、フランジ部４０４の）横方向両側の各々において横張力４１６が生じるため有利である。

図２４を参照すると、図２２に示す上側成形ダイ３５２の位置よりもさらに垂直方向下側に上側成形ダイ３５２が下げられており、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０がさらに横方向外側に移動している。図２４において、ダイフランジ３５６は、複合材積層体４００の上面と接触しており、これによって、上側成形ダイ３５２がさらに下降するのを防止することができる。いくつかの例においては、上側成形ダイ３５２と下側ダイウェブ部３６３との間の横方向のクランプ圧を生成することを目的として、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の横方向外側への動きが受動的に阻止される（passively resisted）。これに代えて、マンドレルアクチュエータ１７４を連携動作させることにより、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の横方向外側への動きに対する抵抗力を生成し、これによって、上側成形ダイ３５２と下側ダイウェブ部３６３との間に横方向のクランプ圧を生成することもできる。上述したように、複合材積層体４００の成形の際、上側成形ダイ３５２が、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との隙間１６６、又は、下側ダイウェブ部３６３間の凹部３６６に、複合材積層体４００のウェブ部４０６（図２２）及びキャップ部４０８（図２２）を押し込む間、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３は、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対するクランプ圧を複合材積層体４００に加える。これによって、積層体中心線４０２の両側において複合材積層体４００のフランジ部４０４（図１３）の横張力４１６（図２２）が維持され、上述したように、複合材積層体４００にシワや座屈が形成されるのを低減又は防止することができる。上側成形ダイ３５２が隙間１６６又は下側ダイウェブ部３６３間の凹部３６６に複合材積層体４００のウェブ部４０６及びキャップ部４０８を徐々に押し込むにつれて、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が横方向外側に移動すると、これに伴って、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３は、フランジ部４０４が、第１クランプバー２０１と第１マンドレル１３０との間、及び、第２クランプバー２０３と第２マンドレル１５０との間で横方向に移動することができる程度のクランプ圧を加える。これに関して、フランジ部４０４に対する第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３の相対位置は、図２０から図２２へと変化し、さらに図２４へと変化する。

図２５は、製造システム１００を示す端面図であり、下側ダイキャップ部３６５が持ち上げられて、複合材積層体４００のキャップ部４０８と接触している様子が示されている。下側ダイキャップ部３６５は、下側ダイ横桁３６８の各々におけるリニアアクチュエータ機構（不図示）によって垂直に持ち上げられてもよい。下側ダイキャップ部３６５は、上側成形ダイ３５２の上側ダイキャップ部３５５によって複合材積層体４００に加えられるクランプ圧に対する支持を行う。成形処理の際、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３は、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００にクランプ圧が加わった状態を維持することにより、複合材積層体４００の横方向両側において横張力４１６（図２２）を生成することができる。

図２６を参照すると、製造システム１００において、１つ以上の線形駆動機構（不図示）を用いた上側ダイ横桁３６０の垂直移動により、上側成形ダイ３５２が元の位置（例えば、図１）に戻されている様子が示されている。下側成形ダイ３６２は、最終輪郭に成形された複合材積層体４００を支持するために、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の位置に維持されている。

図２７は、成形が完了して製造システム１００から取り外された後の複合材積層体４００を示す。成形が完了した複合材積層体４００は、任意ではあるが、さらに別の処理ステーション（不図示）に移送してもよく、当該ステーションにおいて、複合材ストリンガを形成するために複合材積層体４００に対してさらにデバルクを行ったり（debulking）最終的な硬化を行ったりするなどの処理を行ってもよい。製造システムの説明は、図２７に示すようにハット型、或いはオメガ型の断面を有する複合材積層体の製造に関連させて行ったが、製造システムは、これとは異なる代替の断面形状を有する複合材積層体を製造するように動作させてもよい。例えば、製造システム１００は、ブレード形状（不図示）の断面を有する複合材積層体を形成するように動作させてもよい。この場合、図２６に示すように、隙間１６６から上側成形ダイ３５２が既に抜き取られている状態で、下側成形ダイ３６２を下降させて第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との隙間１６６から抜き取る。その後、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０とを再度近づけ合って、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の対向する端面の間で、複合材積層体４００のウェブ部４０６（図１３）とキャップ部４０８（図１３）とを挟み込む。さらに別の代替例においては、製造システム１００は、Ｉ字形状（不図示）の断面を有する複合材積層体を形成するように動作させてもよい。この場合、ウェブ部４０６（図１３）のみを挟み付けて、複合材積層体のキャップ部４０８がＩ字形断面の下側の水平フランジ（不図示）を形成するようにし、且つ、複合材積層体のフランジ部４０４がＩ字形断面の上側のフランジ（不図示）を形成するようにする。

図２８は、製造システム１００の一例を示す上面図であり、当該システムにおいて、複合材積層体４００のトリミング、レイアップ、及び、成形が、レイアップステーション４２４、トリミングステーション４２６、及び、成形ステーション４２８でそれぞれ順番に実行されている様子が示されている。図２９は、図２８の製造システム１００を示す側面図である。図２８～２９に示す製造システム１００においては、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６、成形ステーション４２８へと第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を順番に移送する間、複合材積層体４００は、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０上の固定位置に維持されている。図２８～２９に示す製造システム１００は、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６、成形ステーション４２８へと第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を容易に移送させるように構成されたステーション間移送機構４３０を含む。一例においては、ステーション間移送機構４３０は、以下で詳細に説明するように、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に沿って長手方向に延びる複数の長手方向レール４３２を含む。図２８～２９に示す製造システム１００は、レイアップステーション４２４と、トリミングステーション４２６と、成形ステーション４２８との間で、長手方向レール４３２に支持された状態の第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を移送するための１つ以上の線形駆動機構（不図示）を含む。なお、製造システム１００は、レイアップステーション４２４と、トリミングステーション４２６と、成形ステーション４２８との間で、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を支持及び移送するための様々な代替の装置のうちの任意の装置を含んでもよい。

上述した積層体固定機構１９０は、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０をレイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６に移送し、さらに、トリミングステーション４２６から成形ステーション４２８へ移送する間、これらのマンドレル上の固定位置に複合材積層体４００を維持することができる。例えば、製造システム１００は、上述した真空源１９６を１つ以上含んでもよい。当該真空源は、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に形成された開口（図６）に流体接続されており、これによって、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６へ、さらに、トリミングステーション４２６から成形ステーション４２８へ第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を移送する間、真空圧１９８（例えば、図５及び１２）を介して第１マンドレル１３０又は第２マンドレル１５０に複合材積層体４００を固定することができる。

図３０は、図２８～２９に示す製造システム１００のレイアップステーション４２４の例を示す上面図である。図３１は、レイアップステーション４２４を示す側面図であり、図３２は、レイアップステーション４２４を示す端面図である。図３０～３２に示すレイアップステーション４２４の構成は、上側成形ダイ３５２、上側ダイ横桁３６０、垂直ポスト、下側成形ダイ３６２、下側ダイ横桁、及び、準備領域３８０が省かれている点と、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０とともにステーション間移送機構４３０が含まれている点を除けば、図１～８に示す上述した構成と同様である。例えば、図３２には、第１マンドレル１３０を支持する平行な１組の長手方向レール４３２と、第２マンドレル１５０を支持する平行な１組の長手方向レール４３２が示されている。上述したように、レイアップステーション４２４は、連続マンドレル表面１６２を形成する閉位置１６０の第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０上に、複合材積層体４００をレイアップするために構成されている。図示例においては、積層ヘッド３００はガントリ１０４を有しているが、当該積層ヘッドは、限定するものではないが、ロボット装置、片持ち支持システム、又は、他の装置を含む様々な装置のうちの任意の装置によって支持されてもよい。

図示していないが、図２８～２９に示すトリミングステーション４２６は、図３０～３２に示すレイアップステーション４２４と実質的に同様に構成されてもよい。ただし、トリミングステーション４２６においては、積層ヘッド３００の代わりに超音波カッターなどのトリミング装置３３０（例えば、図１２）、又は、他のトリミング装置３３０が用いられている。トリミングステーション４２６は、上述したトリミング処理、すなわち、閉位置１６０の第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０で形成された連続マンドレル表面１６２上の複合材積層体４００をトリミングする処理を実行する。上述したように、複合材積層体４００のトリミングが実行される際、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に形成された開口１９２から加えられる真空圧１９８などにより、複合材積層体４００が、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に対して固定されている。

図３３は、図２８～２９に示す製造システム１００の成形ステーション４２８の例を示す上面図である。図３４は、成形ステーション４２８を示す側面図である。図３５は、図３３の成形ステーション４２８を示す端面図であり、マンドレル支持体１１８上の第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を支持するための長手方向レール４３２が示されている。図３３～３５に示す成形ステーション４２８の構成は、ステーション間移送機構４３０（例えば、長手方向レール４３２）が追加されている点、及び、ガントリ１０４と準備領域３８０が省かれている点を除けば、図１～８及び図１６～２６に示す上述した構成と同様である。図１６～２６に示すとともに上述したように、成形ステーション４２８は、複合材積層体４００を成形するための上側成形ダイ３５２と下側成形ダイ３６２とを含み、当該複合材積層体４００は、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０によって形成された連続マンドレル表面１６２上でトリミングされた後、開位置１６４における第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０によって支持された状態で成形される。

なお、製造システム１００及び関連するコンポーネントの例は、図示された構成、及び、上述した構成に限定されない。これに関して、製造システム１００は、限定するものではないが、第１マンドレル１３０、第２マンドレル１５０、積層ヘッド３００、トリミング装置３３０、上側成形ダイ３５２、下側成形ダイ３６２、積層体剥離機構２２０、アライメント機構１７０、及び、ピンチ機構２００、２０２を備える積層体固定機構１９０などの上述したコンポーネントのうちの任意の１つ以上のコンポーネントを支持するための様々な代替の寸法、形状、及び、構成のうちのいずれかを有していてもよい。例えば、製造システム１００は、連続パネル表面に対する複合材積層体４００のレイアップの際に積層ヘッド３００のポジショニングのためにガントリ１０４を用いる代わりに、１つ以上のロボット装置（不図示）によって支持された１つ以上の積層ヘッド３００を含んでもよく、当該ロボット装置は、複合材積層体４００のレイアップの際、積層ヘッド３００のポジショニングをするように構成されていてもよい。他の例においては、製造システム１００は、単一のトリミング装置３３０のポジショニングをするためのガントリ１０４を用いる代わりに、複数のトリミング装置３３０（不図示）を含んでいてもよく、これらのトリミング装置は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の長手方向に沿って間隔を空けて配置された対応する一連の支持部材（不図示）によって固定的に支持されていてもよい。

さらに他の例においては、上側成形ダイ３５２が垂直移動可能な上側ダイ横桁３６０に対して固定接続されるのに代えて、上側成形ダイ３５２は、一連の片持ち梁（不図示）によって支持された一連の成形ダイアクチュエータ（不図示）によって垂直移動可能であってもよく、これらの片持ち梁は、ベース部材１０２に接続されるとともに、上側成形ダイ３５２の長手方向に沿って間隔を空けて配置されていてもよい。下側成形ダイ３６２を垂直方向に持ち上げて、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との隙間１６６に当該下側成形ダイを挿入するのに代えて、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の長手方向に平行な方向に沿って下側成形ダイ３６２を水平方向に並進させて、隙間１６６に当該下側成形ダイを入り込ませてもよい。ピンチ機構２００、２０２が、垂直移動可能な上側ダイ横桁３６０に接続された受動機構であるのに代えて、ピンチ機構２００、２０２は、製造システム１００に固定配置された能動的に制御される電気機械式クランプアクチュエータ（不図示）であってもよい。なお、製造システム１００は、様々な異なる寸法、形状、及び、構成を有する複合材積層体のうちの任意の複合材積層体をレイアップ、トリミング、及び、成形するために構成されており、複合材積層体をレイアップ、トリミング、及び、成形して複合材ストリンガを作製する構成に限定されない。

図３６を参照すると、複合材積層体４００を製造する方法５００に含まれる工程のフローチャートが示されている。方法５００のステップ５０２は、第２マンドレル１５０の第２マンドレル表面縁１５４を閉位置１６０に配置して、第１マンドレル１３０の第１マンドレル表面縁１３４と隣接接触させることにより、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２の両方により画定される連続マンドレル表面１６２を形成することを含む。図１に示すとともに上述したように、複数のマンドレルアクチュエータ１７４は、第１マンドレル１３０に向かって第２マンドレル１５０を移動させて、第１マンドレル１３０の縁に第２マンドレル１５０の縁を当接させることにより、連続マンドレル表面１６２を形成することができる。上記方法は、複合材積層体４００のレイアップ、トリミング、及び／又は、成形の際、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０の位置揃えを維持することを、さらに含みうる。第１マンドレル表面１３２と第２マンドレル表面１５２との間の垂直方向の位置揃えは、例えば、図７～８及び／又は図１９に示すとともに上述したようなピン１７６及びソケット１７８を用いた構成などの、複数のアライメント機構１７０によって維持されてもよい。

方法５００のステップ５０４は、連続マンドレル表面１６２に複合材積層体４００を供給し、その際、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００が固定位置に配置されるようにすることを含む。上述したように、いくつかの例においては、離れた場所（不図示）で複合材積層体４００をレイアップした後、当該複合材積層体を連続マンドレル表面１６２に移動させる。これに代えて、複合材積層体４００を供給するステップは、図４～６に示すとともに上述したように、積層ヘッド３００を用いて連続マンドレル表面１６２上にレイアップ材料３１０をレイアップ又は塗布することを含んでもよい。ステップ５０４は、複合材積層体４００の成形の際、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を固定することをさらに含みうる。上記方法は、連続マンドレル表面１６２に複合材積層体４００を配置した後、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を固定することを含みうる。例えば、図５～６に示すとともに上述したように、上記方法は、真空圧１９８を用いて、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を固定することを含みうる。真空圧１９８は、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に形成された複数の開口１９２（図６）を介して、複合材積層体４００に印加されてもよい。真空ポンプなどの真空源１９６は、開口１９２で真空圧１９８を生成して、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００を固定するために起動される。図示しない代替例においては、上記方法は、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を機械的にクランプすることを含みうる。機械的なクランプは、クランプ装置の様々な異なる構成のうちのいずれかを用いて実行することができる。例えば、機械的なクランプは、上述した、及び／又は、図１７～１８及び図２０～２１に示すピンチ機構２００、２０２を用いて行うことができる。

方法５００のステップ５０６は、図１２に示すように連続マンドレル表面１６２上の複合材積層体４００をトリミングすることを含む。複合材積層体４００のトリミングは、超音波カッター、レーザーカッター、機械式ブレードなどのトリミング装置３３０、及び／又は、他のトリミング装置３３０を用いて行うことができる。連続マンドレル表面１６２上で複合材積層体４００をトリミングすることにより、複合材積層体４００の全体が支持された状態でトリミングを行うことができるので、トリミング精度を向上させることができ、有利である。以下に説明するように、トリミングは、閉位置１６０（図１２）から開位置１６４（図１６～１８、図２０、図２２、及び、図２４～２６）に第２マンドレル１５０を移動させる前に行ってもよい。これに代えて、複合材積層体４００のトリミングは、成形後に行ってもよく、例えば、複合材積層体４００が、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に支持された状態、又は、これに加えて図２６に示すように下側ダイウェブ部３６３によってさらに支持された状態で行ってもよい。

方法５００のステップ５０８は、複合材積層体４００をトリミングした後であって、且つ、閉位置１６０から開位置１６４に第２マンドレル１５０を移動させる前に、１つ以上の積層体剥離機構２２０を用いて、第２マンドレル表面１５２から複合材積層体４００を剥離させることを含む。図１６に示す例においては、第２マンドレル表面１５２に形成された複数の開口１９２（図６）から空気を吐出することにより、第２マンドレル表面１５２から複合材積層体４００を剥離させることができる。図１６に示すとともに先に説明したように、開口１９２は、第２マンドレル１５０に組み込まれた複数の流体導管１９４を介して、正の空圧源２２２と流体接続している。正の空圧源２２２の作動により、開口１９２に正の空圧２２４（図１６）が生成され、この空圧により、第２マンドレル表面１５２から複合材積層体４００を遠ざけることができるため、第２マンドレル１５０の移動が可能になる。

第２マンドレル１５０の移動の際、複合材積層体４００は、積層体固定機構１９０により第１マンドレル表面１３２に固定され続ける。例えば、第１ピンチ機構２００（図１６）は、第２マンドレル１５０の移動前及び移動の際、第１クランプバー２０１を用いて、第１マンドレル表面１３２に複合材積層体４００を部分的にクランプし、これにより、第２マンドレル１５０が当該第２マンドレルの表面を覆う複合材積層体４００の一部分に対して移動している間、第１マンドレル表面１３２上の固定位置に複合材積層体４００を維持することができる。先にも説明したが、図１６に示すように、上側ダイ横桁３６０を下降させると、第１ピンチ機構２００の第１クランプバー２０１により、第１マンドレル表面１３２に対して複合材積層体４００がクランプされる。これに代えて、或いは、これに加えて、第１マンドレル表面１３２における開口１９２に対して真空圧１９８を加え続けると、第１マンドレル表面１３２に対して複合材積層体４００を固定することができる。

方法５００のステップ５１０は、第１マンドレル表面縁１３４に対して横方向又は垂直方向に第２マンドレル１５０を並進させて、閉位置１６０（図１２）から開位置１６４に移動させ、第１マンドレル表面縁１３４と第２マンドレル表面縁１５４との間に隙間１６６（図１７）を形成することを含み、その際、積層体固定機構１９０（例えば、真空圧１９８やピンチ機構２０２）によって、第１マンドレル表面１３２に対して複合材積層体４００を固定し続けるとともに、第２マンドレル表面１５２における開口１９２から正の空圧２２４を印加し続けることを含む。第２マンドレル１５０は、マンドレルアクチュエータ１７４によって移動させることができる。第２マンドレル１５０は、上述した横レール１７２（図１６～１７）に支持されており、当該レールによって、第２マンドレル１５０の滑動を容易にすることができる。第２マンドレル１５０が開位置１６４に移動して、隙間１６６（図１７）の幅が上側成形ダイ３５２及び／又は下側ダイウェブ部３６３の幅に対して相補状態になると、複数の積層体固定機構１９０を起動して第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を固定する。例えば、図１８に示すように、上側ダイ横桁３６０を下降させ、第２ピンチ機構２０２の第２クランプバー２０３が第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を少なくとも部分的にクランプする一方で、第１ピンチ機構２００の第１クランプバー２０１が第１マンドレル表面１３２に対して複合材積層体４００を少なくとも部分的にクランプし続ける位置まで移動させる。さらに、真空圧１９８により、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００を固定し易くすることができる。

方法５００のステップ５１２は、複合材積層体４００を隙間１６６に押し込むことにより、複合材積層体４００を積層輪郭４１２（図２６～２７）に成形することを含む。これに関して、上記方法は、積層体固定機構１９０（例えば、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３）が、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００をクランプしている状態で、上側成形ダイ３５２を下方に並進させて複合材積層体４００と接触させ、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との隙間１６６に複合材積層体４００を押し込むことを含みうる。いくつかの例においては、上記方法は、上側成形ダイ３５２を垂直下降させて複合材積層体４００と接触させる前に、下側ダイウェブ部３６３を上方に並進させて、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との隙間１６６に押し込むことを含む。下側成形ダイ３６２は、上側成形ダイ３５２によって加えられる成形圧に対して複合材積層体４００を支持することができる。製造システム１００が下側成形ダイ３６２を含む場合、上記方法は、積層体固定機構１９０が第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００をクランプし続けている状態において、上側成形ダイ３５２を並進させて、下側ダイウェブ部３６３間の凹部３６６に複合材積層体４００を押し込むことを含む。上述したように、上側成形ダイ３５２の垂直移動は、リニアアクチュエータ（不図示）によって上側ダイ横桁３６０を垂直下降させることにより容易に実行することができる。下側成形ダイ３６２の垂直移動は、リニアアクチュエータ（不図示）によって下側ダイ横桁３６８を垂直上昇させることにより容易に実行することができる。

上記方法は、複合材積層体４００の成形処理の際、１つ以上のアライメント機構１７０を用いて、第１マンドレル表面１３２と第２マンドレル表面１５２の位置揃えを維持することをさらに含みうる。例えば、図１８～１９に示すように、上記方法は、上側成形ダイ３５２が複合材積層体４００と接触する前に、第１マンドレル表面１３２と、下側ダイウェブ部３６３と、第２マンドレル表面１５２の垂直方向の位置揃えを維持する手段として、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０のピン１７６を線形状に駆動して、下側ダイウェブ部３６３（図１９）の横方向両側に形成されたソケット１７８と係合させることを含む。

図２０～２１を参照すると、上側成形ダイ３５２が複合材積層体４００に接触したとき、積層体固定機構１９０（例えば、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３）は、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して複合材積層体４００の横方向両側（例えば、フランジ部４０４）をそれぞれ少なくとも部分的にクランプし続ける。図２１に示すように、下側ダイウェブ部３６３間の空間は、上側ダイキャップ部３５５の幅と相補的な関係にあるため、積層体中心線４０２の両側の各々において複合材積層体４００に対して積層体クランプ圧４１８を加えることができる。上述したように、積層体中心線４０２は、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２のダイ中心線３５８と横方向に関して位置揃えされているため、積層体中心線４０２の両側の各々において積層体クランプ圧４１８が均等な強度で同時に加えられる。積層体クランプ圧４１８により、複合材積層体４００の成形の際、積層体中心線４０２がダイ中心線３５８と位置揃えした状態が維持される。

図２２～２３を参照すると、下側ダイウェブ部３６３間の凹部３６６に上側成形ダイ３５２がさらに押し込まれて、一対の下側ダイウェブ部３６３、第１マンドレル１３０、及び、第２マンドレルが横方向外側に移動している様子が示されている。上側成形ダイ３５２が、下側ダイウェブ部３６３間の凹部３６６に複合材積層体４００を押し込む間、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３によってクランプ圧が継続的に加えられる。この結果、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が横方向外側に移動するにつれて、第１クランプバー２０１と第１マンドレル１３０との間、及び、第２クランプバー２０３と第２マンドレル１５０との間で、フランジ部４０４が滑動する。上側成形ダイ３５２と下側ダイウェブ部３６３との間の積層体クランプ圧４１８と、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３によって加わるクランプ力によって積層体中心線４０２の両側の各々において複合材積層体４００に横張力４１６が生じる。上述したように、複合材積層体４００に生じる横張力４１６により、複合材積層体４００の成形の際、複合材プライ４０１のシワや座屈を低減又は防止することができる。

図２４～２５を参照すると、上側成形ダイ３５２が最終位置まで下降して、ダイフランジ３５６が複合材積層体４００の上面と接触している様子が示されている。任意の構成においては、下側成形ダイ３６２は、下側ダイキャップ部３６５を含み、当該下側ダイキャップ部を上昇させてキャップ部４０８と接触させることにより、上側成形ダイ３５２の上側ダイキャップ部３５５によって複合材積層体４００に加えられるクランプ圧に対する支持が行われる。

図２６を参照すると、上記方法は、複合材積層体４００が積層輪郭４１２に成形された後、上側成形ダイ３５２を垂直方向に並進させて元の位置（例えば、図１）に戻すことを含みうる。図２７を参照すると、上記方法は、任意でデバルク及び／又は最終的な硬化などのさらなる処理を行うために、成形された複合材積層体４００を製造システム１００から取り外すことを含みうる。

図２８～３５を参照すると、複合材積層体４００を製造する方法は、上述したレイアップステーション４２４と、トリミングステーション４２６と、成形ステーション４２８とを有する製造システム１００で実行することができる。このような製造システム１００の構成においては、上記方法は、複合材積層体４００をレイアップした後、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６に第１マンドレル１３０及び第２マンドレルを移送することと、複合材積層体４００をトリミングした後、トリミングステーション４２６から成形ステーション４２８に複合材積層体４００を移送することと、を含みうる。レイアップステーション４２４と、トリミングステーション４２６と、成形ステーション４２８との間における第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の移送は、上述した長手方向レール４３２や１つ以上の線形駆動機構（不図示）などのステーション間移送機構４３０を使用して実行されてもよい。上記方法は、レイアップステーション４２４と、トリミングステーション４２６と、成形ステーション４２８との間における第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の移送の際、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０上の固定位置に複合材積層体４００を維持することを含みうる。第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０上の固定位置に複合材積層体４００を維持することは、積層体固定機構１９０を用いて行われる。当該固定機構は、上述したように、第１マンドレル表面１３２及び／又は第２マンドレル表面１５２に形成された開口１９２を介して、複合材積層体４００に対して真空圧１９８を加えるためのものである。これに代えて、或いは、これに加えて、複合材積層体４００は、１つ以上の機械式クランプ装置（不図示）を用いて、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０に固定されてもよい。

図２８～３５に示すような構成を有する製造システム１００においては、連続マンドレル表面１６２に複合材積層体４００を供給するステップ５０４は、レイアップステーション４２４において複合材積層体４００をレイアップすることを含みうる。複合材積層体４００のレイアップは、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の両方を合わせて形成される連続マンドレル表面１６２上で実行される。上述したように、レイアップステーション４２４は、図３０～３２に示すものと同様の構成を有していてもよく、図４～５に関して先に説明したガントリ１０４に支持された積層ヘッド３００を含みうる。ただし、積層ヘッド３００は、ロボット装置、片持ち支持体、又は、他の構成を有する装置を含む任意の数の装置によって支持されてもよい。

図２８～３５に示す製造システム１００においては、複合材積層体４００をトリミングするステップ５０６は、トリミングステーション４２６において連続マンドレル表面１６２上で実行されてもよい。具体的には、レイアップステーション４２４において上記連続マンドレル表面１６２に複合材積層体４００をレイアップし、その後、１つ以上の線形駆動機構（不図示）を用いて、上述した長手方向レール４３２などのステーション間移送機構４３０を介して、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６に複合材積層体４００を移送した後、上記トリミングを行ってもよい。これに代えて、複合材積層体４００のトリミングは、成形後に行ってもよく、例えば、図２６に示すように、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０によって、またさらに、下側ダイウェブ部３６３によって支持されている状態で行ってもよい。複合材積層体４００のトリミングは、図１２に示す超音波カッターなどのトリミング装置３３０を用いて実行することができる。上記方法は、複合材積層体４００のトリミングが完了した後、上述したステーション間移送機構４３０（例えば、長手方向レール４３２及び線形駆動機構）を介して、トリミングステーション４２６から成形ステーション４２８に第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を移送することを含みうる。

複合材積層体４００を成形するステップ５１２は、上述するとともに図１６～２６に示すように、成形ステーション４２８において、開位置１６４にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を用いて実行されてもよい。複合材積層体４００の成形が完了した後、デバルク及び／又は最終的な硬化などのさらなる処理を行うために、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０から複合材積層体４００を取り外して、保持ステーション（不図示）や後続の製造（ステーション）などの他の場所（不図示）に当該複合材積層体を移送してもよい。複合材積層体４００は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０から手動で持ち上げることもできるし、真空リフト装置（不図示）、頭上クレーン又はガントリ（不図示）を用いて、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０から複合材積層体４００を持ち上げて、他の場所（不図示）へ当該複合材積層体４００を移送してもよい。複合材積層体４００が取り外された後、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０は、レイアップステーション４２４に返還され、当該ステーションにおいて、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０によって形成される連続マンドレル表面１６２上に他の複合材積層体４００がレイアップされる。成形ステーション４２８からレイアップステーション４２４への第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の返還は、マンドレル返還システム４３４を用いて実行することができる。例えば、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０は、コンベヤシステム４３６を用いて成形ステーション４２８からレイアップステーション４２４へ返還されてもよい。当該コンベヤシステムは、成形ステーション４２８の両端に配置された一対の横配向コンベヤベルト（不図示）を含んでもよく、当該横配向コンベヤベルトは、成形ステーション４２８から、当該成形ステーション４２８とレイアップステーション４２４との間に延在する縦配向コンベヤベルト（不図示）上へ第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を移送するように構成されている。製造システム１００は、レイアップステーション４２４の両端に配置された他の一対の横配向コンベヤベルトを含んでもよく、当該横配向コンベヤベルトは、縦配向コンベヤベルトからレイアップステーション４２４に第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を移送するためのものである。マンドレル返還システム４３４は、コンベヤシステム４３６から第１マンドレル１３０をピックアップしたり当該コンベヤシステムに対して当該第１マンドレルを配置したりするための１つ以上のロボット装置などの、追加のハードウェアを含みうる。

図３７～５１を参照すると、図３７及び３８は、それぞれ製造システム１００のさらなる例を示す上面図及び側面図であり、当該製造システムにおいては、複合材積層体４００（図３９）のレイアップ、トリミング、及び、成形が、レイアップステーション４２４、トリミングステーション４２６、及び、成形ステーション４２８でそれぞれ順番に実行されている。レイアップステーション４２４は、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０とを含むレイアップマンドレルセット４２５を有しており、当該マンドレルセットは、１つ以上の積層ヘッド３００による複合材積層体４００のレイアップの際、複合材積層体４００を支持するように構成されている。トリミングステーション４２６は、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０とを含むトリミングマンドレルセット４２７を有しており、当該マンドレルセットは、トリミング装置３３０による複合材積層体４００のトリミングの際、複合材積層体４００を支持するように構成されている。成形ステーション４２８は、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０とを含む成形マンドレルセット４２９を有しており、当該マンドレルセットは、成形ステーションにおける上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２による成形の際、複合材積層体４００を支持するように構成されている。

図３７～５１に示すように、ステーション間移送機構４３０は、上側クランプ機構４５０と下側クランプ機構４８０とを含む。これらのクランプ機構は、複合材積層体４００をクランプして、ステーション間で複合材積層体４００を移送するが、この移送において、各ステーションにおける第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０は固定された状態である。図３７～５１に示すように、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２は、それぞれ、複合材積層体４００に係合（例えば、クランプ）して、ステーション間で当該積層体を移送する上側クランプ機構４５０及び下側クランプ機構４８０として機能する。上側成形ダイ３５２及び／又は下側成形ダイ３６２は、移送の際、複合材積層体４００と各ステーションとの位置合わせを維持することができるため、有利である。以下に示すように、一例において、上側クランプ機構４５０（例えば、上側成形ダイ３５２）及び／又は下側クランプ機構４８０（例えば、下側成形ダイ３６２）は、複合材積層体４００に係合するように構成されている。例えば、上側クランプ機構４５０及び下側クランプ機構４８０は、複合材積層体４００のキャップ部４０８（例えば、図４４及び５８）に対してクランプを行うように構成されており、当該キャップ部は、開位置１６４（図４３）にある第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との隙間１６６（例えば、図４３及び５７）を跨いでいる。以下に説明する他の例においては、下側クランプ機構４８０は、当該下側クランプ機構４８０に形成された開口１９２を介して印加される真空圧１９８によりキャップ部４０８に係合するように構成されている。ステーション間において及び／又は後続の製造ステーション（不図示）へ複合材積層体４００を移送している間、下側クランプ機構４８０（例えば、下側成形ダイ３６２の下側ダイキャップ部３６５）は、隙間１６６の長手方向に沿って、且つ、その内部で移動する。いくつかの例においては、複合材積層体４００の移送の際、各ステーションにおいて、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０に形成された複数の開口１９２（図６）から正の空圧２２４（図４３）を印加して、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０から複合材積層体４００を浮かせる。ステーション間で複合材積層体４００を移送するために上側成形ダイ３５２及び／又は下側成形ダイ３６２を使用できるので、複合材積層体４００を移送するために別個のピックアンドプレースシステム（不図示）などの外部装置を必要とせず、有利である。

図３７～３８を参照すると、レイアップステーション４２４は、１つ以上の積層ヘッド３００を支持するガントリ１０４を含む。ガントリ１０４は、図４～５に示す上述した構成と同様に構成されている。これに関して、ガントリ１０４は、製造システム１００のベース部材１０２に含まれるガントリ軌道１１６（図３９）に沿って移動可能である。ガントリ軌道１１６は、レイアップステーション４２４、トリミングステーション４２６、及び、成形ステーション４２８に沿って連続的に延在している。これによって、ガントリ１０４を一時的にトリミングステーション４２６及び／又は成形ステーション４２８（例えば、図４０～４１、図４５）に配置して、ステーション間で複合材積層体４００を移送する際に上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２の動作を妨げないようにすることができる。

図３７～３８に示すように、トリミングステーション４２６もまた、ガントリ１０４を含み、当該ガントリは、複合材積層体４００がレイアップステーション４２４から移送された後に当該複合材積層体をトリミングするためのトリミング装置３３０を支持する。積層ヘッド３００を支持するガントリ１０４の上記構成と同様に、トリミング装置３３０を支持するガントリ１０４もまた、上述したガントリ軌道１１６に沿って移動可能であり、これによって、トリミング装置３３０を一時的にレイアップステーション４２４及び／又は成形ステーション４２８に配置して、ステーション間で複合材積層体４００を移送する際に上側クランプ機構４５０及び下側クランプ機構４８０の動作を妨げないようにすることができる。

図３９は、レイアップステーション４２４を示す断面図であり、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００をレイアップする積層ヘッド３００の例が示されている。第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０は、複合材積層体４００に対して真空圧１９８を印加するための上述した開口１９２を含み、これによって、図５～６に関して説明した態様と同様に複合材積層体４００を所定位置に固定することができる。これに代えて、或いは、これに加えて、図１６に関して説明した態様と同様に、第１マンドレル表面１３２（図４３）及び／又は第２マンドレル表面１５２（図４３）から複合材積層体４００を剥離させるために、開口１９２から正の空圧２２４（図４３）を印加させてもよい。積層ヘッド３００及び支持体ハードウェアは、図５～８に示す上記構成と同様に構成されている。例えば、積層ヘッド３００は、ガントリ１０４のガントリ横桁１０６に支持されている。ガントリ横桁１０６の両端は、一対のビーム支持体１１４に接続されており、この一対の支持体は、一対のベース部材１０２に取り付けられた一対のガントリ軌道１１６に沿って移動可能である。以下に説明するように、ベース部材１０２は、上側成形ダイ３５２（図３７～３８）及び下側成形ダイ３６２（図３７～３８）がステーション間を容易に移動できるように、追加のガントリ軌道１１６を含む。

図４０は、製造システム１００の側面図であり、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２が成形ステーション４２８からレイアップステーション４２４に移動する様子が示されている。図１６に関して先に説明したように、上側成形ダイ３５２は、製造システム１００の長手方向に沿って間隔を空けて配置された複数の上側ダイ横桁３６０（図４２）によって支持されている。上側ダイ横桁３６０の各々は、一対の支柱３５０（図４２）に接続されており、当該支柱は、製造システム１００の横方向両側において、ベース部材１０２から上方に延びている。複数の支柱３５０は、１つ以上の線形駆動機構（不図示）を介してガントリ軌道１１６に沿って一体的に移動可能である。図４０に示すように、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６に複合材積層体４００（図３９）を移送する際に上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２の動作を妨げないようにするために、トリミング装置３３０のガントリ１０４、及び、積層ヘッド３００のガントリ１０４は、成形ステーション４２８に一時的に配置されている。図４１には、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２が、複合材積層体４００をクランプする準備として、レイアップステーション４２４に配置されている様子が示されている。

図４２は、レイアップステーション４２４を示す断面図であり、上側成形ダイ３５２及び下側ダイキャップ部３６５（図４４）が複合材積層体４００に対して係合又はクランプする前の、上側成形ダイ３５２の初期位置及び下側成形ダイ３６２の下側ダイウェブ部３６３の初期位置が示されている。上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２は、図５に示す構成と実質的に同様に構成されているが、図４２においては、上側成形ダイ３５２の支柱３５０がガントリ軌道１１６に支持されている点で異なる。上述したように、上側成形ダイ３５２、下側成形ダイ３６２、及び、ガントリ１０４のためのそれぞれのガントリ軌道１１６は、レイアップステーション４２４から成形ステーション４２８まで連続している。

図４３には、レイアップステーション４２４における上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２が示されている。同図において、上側成形ダイ３５２が、ガントリ横桁１０６により複合材積層体４００に向かって下降している。一対の下側ダイウェブ部３６３は、互いから離れる方向に並進している。また、同図には、第２マンドレル１５０が第１マンドレル１３０から離れる方向に並進して開位置１６４へと移動することにより隙間１６６を形成している様子が示されている。レイアップステーション４２４、トリミングステーション４２６（図３７～３８）、及び、成形ステーション４２８（図３７～３８）においては、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０は、図１～３に示す上述した構成と実質的に同様に構成されている。例えば、各ステーションにおいて、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の各々は、当該第１マンドレル１３０及び当該第２マンドレル１５０をそれぞれベース部材１０２に接続する横レール１７２（図４３）に沿って横方向に並進することができる。第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の並進は、各マンドレルの長手方向に沿って間隔を空けて配置された１つ以上のマンドレルアクチュエータ１７４によって、容易に行うことができる。

第１マンドレル１３０から離れるように第２マンドレル１５０を横方向に並進させる作業を容易にするために、図１６に関して説明した態様と同様に、第２マンドレル表面１５２における開口１９２から正の空圧２２４を印加させて、第２マンドレル表面１５２から複合材積層体４００を遠ざけることができる。第１マンドレル表面１３２に対して真空圧１９８を印加することにより、第１マンドレル１３０上の複合材積層体４００の位置を固定することができる。これに関して、各ステーションのいずれかにおいて複合材積層体４００をクランプしたり剥離したりする間、複合材積層体４００と第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０との間に真空圧１９８を加えることにより、積層体中心線４０２と、上側成形ダイ３５２のダイ中心線３５８及び下側成形ダイ３６２のダイ中心線３５８とを横方向に関して位置揃えさせることができるため、複合材積層体４００をトリミング及び／又は成形する精度を向上させることができる。

図４４は、上側成形ダイ３５２が、複合材積層体４００のキャップ部４０８の頂面と接触している様子を示す。図１６に関して先に説明したように、上側成形ダイ３５２は、その長さが少なくとも複合材積層体４００の長さと同じであるバー部材などの単一構造体として構成されている。これに代えて、上側成形ダイ３５２は、一端から他端まで連なるバーセグメントとして提供されてもよい。下側成形ダイ３６２の下側ダイキャップ部３６５は、隙間１６６を通って垂直方向上方に延び、複合材積層体４００のキャップ部４０８の底面に接触している。下側ダイキャップ部３６５は、一体型のバー部材として構成されてもよいし、その全長が少なくとも複合材積層体４００の長さと同じである一端から他端まで連なるバーセグメントとして構成されてもよい。上側成形ダイ３５２及び（下側成形ダイ３６２の）下側ダイキャップ部３６５は、複合材積層体４００に軽いクランプ圧を加えて、複合材積層体４００を局所的に凹ませることなく当該複合材積層体４００を移送する。これに代えて、或いは、これに加えて、ステーション間の複合材積層体４００の移送の際、上側成形ダイ３５２及び／又は下側ダイキャップ部３６５に複合材積層体４００を固定するために、上側成形ダイ３５２及び／又は下側ダイキャップ部３６５に形成された開口１９２（不図示）に対して真空圧１９８を加えてもよい。さらなる例においては、ステーション間の複合材積層体４００の移送のために、（上側成形ダイ３５２ではなく）下側ダイキャップ部３６５に複合材積層体４００を固定するために、開口１９２及び下側ダイキャップ部３６５に対して真空圧１９８を加えてもよい。レイアップステーション４２４からの複合材積層体４００の移送を開始する前に、第１マンドレル１３０又は第２マンドレル１５０に対する真空圧１９８（図４２）の印加を停止してもよい。

図４５は、製造システム１００の側面図であり、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２が、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６へ複合材積層体４００を移動させている様子が示されている。上述したように、上側成形ダイ３５２の支柱３５０（図４３）、及び、下側ダイ横桁３６８（図４３）の各々は、レイアップステーション４２４から成形ステーション４２８に連続して延びるガントリ軌道１１６（図４３）に沿って移動する。ステーション間の複合材積層体４００の移送の際、各ステーションにおいて、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０における開口１９２から正の空圧２２４（例えば、４３）が印加されることにより、各ステーションにおいて、第１マンドレル１３０及び第２マンドレルの上方の薄い空気クッションに複合材積層体４００が浮かんだ状態となる。図４６には、トリミングステーション４２６における上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２が示されている。同図には、積層ヘッド３００のガントリ１０４が、成形ステーション４２８からレイアップステーション４２４に戻されている様子が示されている。トリミング装置３３０のガントリ１０４は、成形ステーション４２８に一時的に配置されている。

図４７は、トリミングステーション４２６の断面図である。同図には、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２が、複合材積層体４００から退避している様子が示されており、また、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０によって形成された連続マンドレル表面１６２上で複合材積層体４００をトリミングするために、トリミング装置３３０がトリミングステーション４２６に戻されている様子が示されている。図１２に関して先に説明したように、トリミング処理の際、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０に対して図４７に示すように真空圧１９８を加えることにより、連続マンドレル表面１６２上の所定位置に複合材積層体４００を固定することができる。トリミングステーション４２６における複合材積層体４００のトリミングの際、レイアップステーション４２４において他の複合材積層体（不図示）をレイアップしてもよいし、成形ステーション４２８において他の複合材積層体（不図示）を成形してもよい。トリミングステーション４２６において複合材積層体４００のトリミングが完了すると、トリミング装置３３０をレイアップステーション４２４に移動させて、図４２～４４に関して説明した態様と同様に上側成形ダイ３５２及び下側ダイキャップ部３６５を移動させて複合材積層体４００に接触させる。

図４８は、製造システム１００の側面図であって、レイアップステーション４２４に一時的に配置されたトリミング装置３３０のガントリ１０４が示されている。また、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２が、トリミングステーション４２６から成形ステーション４２８へ複合材積層体４００を移動させている様子も示されている。図４９には、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２が、複合材積層体４００を成形する準備として、成形ステーション４２８に配置されている様子が示されている。成形ステーション４２８における複合材積層体４００の成形の際、レイアップステーション４２４において他の複合材積層体（不図示）をレイアップしてもよいし、トリミングステーション４２６において他の複合材積層体（不図示）をトリミングしてもよい。

図５０は、成形ステーション４２８の断面図であって、上側成形ダイ３５２及び下側ダイキャップ部３６５が複合材積層体４００から退避している様子が示されている。複合材積層体４００から上側成形ダイ３５２及び下側ダイキャップ部３６５を退避させる前に、第１マンドレル１３０上の所定位置に複合材積層体４００を固定するために、第１マンドレル表面１３２に対して真空圧１９８を加えてもよい。第１マンドレル１３０上の所定位置に複合材積層体４００をさらに固定するために、第２マンドレル１５０が第１マンドレル１３０から横方向に離れる方向に並進している間、第１クランプバー２０１は、第１マンドレル表面１３２に複合材積層体４００をクランプしてもよい。第１マンドレル１３０から離れるように第２マンドレル１５０を横方向に並進させて開位置１６４（図５１）へと移動させる作業を容易にするために、第２マンドレル表面１５２における開口１９２から正の空圧２２４を印加させて、第２マンドレル表面１５２から複合材積層体４００を遠ざけてもよい。

図５１は、成形ステーション４２８の断面図であって、図１７～２６に示す上述した処理と同様の成形処理において、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との隙間１６６内に配置された下側ダイウェブ部３６３及び下側ダイキャップ部３６５に対して複合材積層体４００を成形した後の、上側成形ダイ３５２が示されている。第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３は、それぞれ第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００の対向するフランジ部４０４をクランプする。これにより、成形処理の際に、上側成形ダイ３５２が下側成形ダイ３５２に対して複合材積層体４００を押し付けると、複合材積層体４００において横張力４１６（図２０及び２２）が発生する。図５１において、成形処理が完了すると、上側成形ダイ３５２が垂直方向に退避する際に第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０から複合材積層体４００が持ち上がるのを防止するために、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０における開口１９２に真空圧１９８を加えてもよい。複合材積層体４００は、図２７に示すように成形されてもよいし、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２の形状及び構成によって決定する様々な代替の断面形状のうち任意の形状に成形されてもよい。図示していないが、複合材積層体４００の成形が完了した後、上側成形ダイ３５２及び／又は下側成形ダイ３６２は、成形ステーション４２８から保持ステーションへ（不図示）、又は、複合材積層体４００の一体化（consolidating）及び／又は硬化などを行うための様々な後続の製造ステーション（不図示）のうちの任意のステーションへ、複合材積層体４００を移送するように構成されてもよい。

図３７～５１に示す製造システム１００を用いて複合材積層体４００を製造する上記方法５００（図３６）の例において、この方法は、図３７～３８に示すレイアップステーション４２４と、トリミングステーション４２６と、成形ステーション４２８との間などのステーション間で複合材積層体４００を移送することを含む。上述したように、ステーション間での複合材積層体４００の移送は、上側クランプ機構４５０及び／又は下側クランプ機構４８０を用いて、開位置１６４にある第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６を跨いでいる複合材積層体４００の一部に係合することを含む。上述したように、上側クランプ機構４５０は、上側成形ダイ３５２であってもよく、下側クランプ機構４８０は、下側成形ダイ３６２の下側ダイキャップ部３６５であってもよい。上側クランプ機構（上側成形ダイ３５２）及び下側クランプ機構４８０（下側ダイキャップ部３６５）は、ステーション間の移送を行う前に複合材積層体４００をクランプする。上側クランプ機構４５０と下側クランプ機構４８０との間に複合材積層体４００をクランプすることに代えて、上記方法は、ステーション間で複合材積層体４００を移送する際に、下側クランプ機構４８０に対して（上側クランプ機構４５０を用いることなく）複合材積層体４００を固定するために、下側ダイキャップ部３６５における開口１９２に真空圧１９８を印加することを含んでもよい。上記方法は、複合材積層体４００の移送の際、各ステーションにおいて第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の上方に複合材積層体４００を浮かせるために、各ステーションにおいて第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２における開口１９２に空気を送り込むことを含む。

上記方法は、移送の際、各ステーションにおいて第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が固定された状態で、複合材積層体４００と各ステーションとが位置合わせした状態を維持することを含む。上述したように、複合材積層体４００の位置合わせは、１つ以上のステーションにおける複合材積層体４００の剥離及びクランプの際、第１マンドレル１３０、第２マンドレル１５０、上側成形ダイ３５２、及び／又は、下側ダイキャップ部３６５に対して真空圧１９８を用いて維持される。複合材積層体４００の成形が完了した後（例えば、図５１）、上記方法５００は、任意で、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２の下側ダイキャップ部３６５を用いて、成形ステーション４２８から撤去（dismount）ステーション（不図示）や保持ステーション（不図示）へ、或いは、上述したような後続の製造ステーション（不図示）へ複合材積層体４００を移送することを含んでもよい。上側成形ダイ３５２及び下側ダイキャップ部３６５は、図４４に示すクランプ処理と同様の態様で複合材積層体４００のキャップ部４０８をクランプする。保持ステーション（不図示）又は後続の製造ステーション（不図示）に複合材積層体４００を移送する前に、第１及び第２のクランプバー２０１、２０３（図５１）を複合材積層体４００から上方に退避させ、下側ダイウェブ部３６３（図５１）を複合材積層体４００から下方に退避させる。

図５２～６９を参照すると、図５２及び５３は、それぞれ製造システム１００のさらなる例を示す上面図及び側面図であり、当該製造システムにおいては、複合材積層体４００（図５４）のレイアップ、トリミング、及び、成形が、レイアップステーション４２４、トリミングステーション、及び、成形ステーション４２８でそれぞれ順番に実行されている。レイアップステーション４２４は、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０とを含むレイアップマンドレルセット４２５を有しており、当該マンドレルセットは、複合材積層体４００のレイアップの際、複合材積層体４００を支持するように構成されている。トリミングステーション４２６は、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０とを有するトリミングマンドレルセット４２７を含み、当該マンドレルセットは、レイアップステーション４２４から複合材積層体４００を受け取り、トリミングの際に複合材積層体４００を支持するように構成されている。成形ステーション４２８は、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０とを含む成形マンドレルセット４２９を有しており、当該マンドレルセットは、トリミングステーション４２６から複合材積層体４００を受け取るように構成されている。成形ステーション４２８は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を横方向に並進させて成形スタンド４９０に移動させるように構成されており、当該成形スタンドは、複合材積層体４００を成形するための複数の成形ヘッド４９２を有する。

図５２～６９に示す製造システム１００は、専用の上側クランプ機構４５０と専用の下側クランプ機構４８０とを含み、この点で、図３７～５１に示す製造システム１００、すなわち、上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２の下側ダイキャップ部３６５が、ステーション間で複合材積層体４００を移送するための上側クランプ機構４５０及び下側クランプ機構４８０としてそれぞれ使用される製造システムとは異なる。以下に説明するように、図５２～６９において、上側クランプ機構４５０は、複数の上側クランプモジュール４５２として構成される。下側クランプ機構４８０は、１つ以上の下側横部材４８２に支持された下側クランプ部材４８４として構成される。上側クランプ機構４５０及び／又は下側クランプ機構４８０は、複合材積層体４００に係合するとともに、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６へ、また、トリミングステーション４２６から成形ステーション４２８へ複合材積層体４００を移送するように構成されている。製造システム１００は、レイアップステーション４２４、トリミングステーション４２６、及び、成形ステーション４２８に沿ってこれらの間に延在する一対のベース部材１０２を含む。

図５２～５３において、レイアップステーション４２４は、レイアップマンドレルセット４２５に複合材積層体４００をレイアップするための、少なくとも１つの積層ヘッド３００を含む。図示例においては、積層ヘッド３００は、レイアップステーション４２４の長手方向に沿って移動するように構成されたガントリ１０４に支持されている。以下に説明するように、レイアップステーション４２４は、トリミングステーション４２６へ複合材積層体４００を移送するために上側クランプ機構４５０と下側クランプ機構４８０とが係合している間、一時的に積層ヘッド３００を保管するための準備領域３８０を含む。トリミングステーション４２６は、上述した構成のうちのいずれかを有するトリミング装置３３０を含む。トリミング装置３３０は、ガントリ１０４に支持されており、当該ガントリは、レイアップステーション４２４に沿って積層ヘッド３００を移動させるためのガントリ１０４の動作と同様に、トリミングステーション４２６の長手方向に沿って移動するように構成されている。成形ステーション４２８は、成形ステーション４２８の長手方向に沿って、間隔を空けて配置された複数の成形ヘッド４９２を支持する上記成形スタンド４９０を含む。以下に説明するように、成形ヘッド４９２は、垂直方向に上側成形ダイ３５２を駆動させるために一致して移動可能であり、これによって、成形スタンド４９０に支持された下側成形ダイ３６２に対して複合材積層体４００を成形することができる。

図５４を参照すると、同図は、レイアップステーション４２４の断面図であり、閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０を示すレイアップステーション４２４が示されている。また、同図には、複合材積層体４００をレイアップする積層ヘッド３００の例が示されている。積層ヘッド３００によるレイアップの際、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００を固定するために、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に対して真空圧１９８が加えられる。上述したように、積層ヘッド３００は、図４～５に示される積層ヘッド３００の上記構成と同様に構成されている。図示例においては、積層ヘッド３００は、ガントリ１０４の上側ビーム１１３に支持されている。上側ビーム１１３は、ほぼ垂直に配向されたビーム支持体１１４から外側に片持ち支持されており、当該ビーム支持体１１４は、レイアップステーション４２４の長手方向に沿って延びる１つ以上の長手方向軌道４６４に移動可能に取り付けることができる。しかしながら、積層ヘッド３００は様々な構造体（例えば、ロボットアームなど）のうちの任意の構造体に支持されてもよく、図５４に示すガントリ１０４に支持される構成に限定されない。

図５４～５７を参照すると、上側クランプ機構４５０の例が示されている。図５５は、レイアップステーション４２４を示す上面図である。図５６は、レイアップステーション４２４を示す側面図である。図５７は、レイアップステーション４２４の断面図であり、同図には上側クランプモジュール４５２の例が示されている。上述したように、上側クランプ機構４５０は、レイアップステーション４２４の側部に取り付けられた複数の上側クランプモジュール４５２を含む。図５５～５６に示すように、上側クランプモジュール４５２は、レイアップステーション４２４の長手方向に沿って、間隔を空けて配置されている。図５７に示すように、各上側クランプモジュール４５２は、ほぼ垂直に配向されたアーム支持体４６０に対して枢動可能に接続されたクランプアーム４５４を含む。各アーム支持体４６０は、製造システム１００の側部に配置された１つ以上の長手方向軌道４６４に対して移動可能に接続されている。長手方向軌道４６４は、製造システム１００の長手方向に沿って、レイアップステーション４２４から成形ステーション４２８まで連続して延びている。

図５４、５５、及び、５７に示すように、各クランプアーム４５４は、（例えば、図５５に実線で示されている）クランプ位置４６６と（例えば、図５５に仮想線で示されている）退避位置４６８との間で（例えば、約９０度に）枢動可能である。クランプアーム４５４は、電気機械式、空圧式、及び／又は、油圧式の手段によって駆動可能な回転駆動機構（不図示）によって垂直軸４６２（図５４）を中心として枢動可能である。各クランプアーム４５４は、クランプ位置４６６（図５７）において、複合材積層体４００の上方で横方向に延びている。各クランプアーム４５４は、退避位置４６８（図５４）において、レイアップステーション４２４の側部に平行に配向されてもよいし、複合材積層体４００のレイアップの際に積層ヘッド３００の動作を妨げないように配向されてもよい。

図５７には、クランプ位置４６６にあるクランプアーム４５４が示されている。クランプアーム４５４の終端は、垂直方向に駆動可能な一対のフランジ部クランプ４５８の間に配置された垂直方向に駆動可能なキャップ部クランプ４５６を含む。フランジ部クランプ４５８は、任意で各クランプアーム４５４に含まれてもよい。キャップ部クランプ４５６は、フランジ部クランプ４５８の駆動とは独立して駆動可能である。一対のフランジ部クランプ４５８は、互いに独立して駆動可能である。キャップ部クランプ４５６及びフランジ部クランプ４５８は、電気機械式、空圧式、及び／又は、油圧式の手段によって駆動可能な１つ以上の線形駆動機構（不図示）によって駆動可能である。キャップ部クランプ４５６及びフランジ部クランプ４５８の終端（例えば、底部）の各々は、複合材積層体４００に対する損傷を防ぐための弾性パッド（例えば、ゴムパッドや発泡パッド）を含む。

引き続き図５７を参照すると、下側クランプ機構４８０は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の下側に配置されている。下側クランプ機構４８０は、少なくとも１つの下側クランプ部材４８４と、少なくとも１つの下側横部材４８２とを含む。例えば、下側クランプ機構４８０は、下側クランプ部材４８４の長手方向に沿って、間隔を空けて配置された複数の下側横部材４８２を含む。下側クランプ部材４８４は、単一の長状バーとして構成されてもよい。これに代えて、下側クランプ部材４８４は、一端から他端まで連なるバーセグメントとして構成されてもよい。構成に関係なく、下側クランプ部材４８４の全長は、少なくとも複合材積層体４００と同じ長さである。下側横部材４８２の複数の端は、一対のガントリ軌道１１６にそれぞれ接続されており、当該ガントリ軌道は、製造システム１００の長手方向に沿って、レイアップステーション４２４から成形ステーション４２８まで連続的に延びている。各下側横部材４８２は、下側クランプ部材４８４を垂直方向に駆動させるためのアクチュエータ（不図示）を含む。

図５８を参照すると、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間に隙間１６６を形成するために、第２マンドレル１５０を横方向に並進させて当該第２マンドレルを開位置１６４に配置した様子が示されている。上側クランプモジュール４５２及び／又は下側クランプ部材４８４は、ステーション間で複合材積層体４００を移送するために複合材積層体４００と係合するように構成されている。一例において、上側クランプモジュール４５２及び下側クランプ部材４８４は、隙間１６６を跨ぐ複合材積層体４００のキャップ部４０８をクランプするように構成されている。下側クランプ部材４８４は、隙間１６６を通って上方に駆動して複合材積層体４００の底面と接触する。上側クランプモジュール４５２のキャップ部クランプ４５６は、下方に駆動して複合材積層体４００の頂面と接触する。任意ではあるが、移送処理の際、上側クランプ機構４５０及び下側クランプ機構４８０に対して複合材積層体４００を固定するために、下側クランプ部材４８４に形成された開口１９２、及び／又は、キャップ部クランプ４５６に対して真空圧１９８を印加してもよい。上側クランプ機構４５０を省くことが可能な製造システム１００のさらなる例においては、下側クランプ部材４８４を用いてステーション間で複合材積層体４００を移送する前に、下側クランプ部材４８４に対して複合材積層体を固定するために、下側クランプ部材４８４における開口１９２に真空圧１９８を印加してもよい。レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６への複合材積層体４００の移送を開始する前に、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対する真空圧１９８の印加を停止してもよい。ステーション間で複合材積層体４００を移送する際、各ステーションにおいて第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の上方に複合材積層体４００を浮かせるために、各ステーションにおいて第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２における開口１９２を介して正の空圧２２４を印加させてもよい。

図５９は、製造システム１００の上面図であって、上側クランプ機構４５０及び下側クランプ機構４８０（図５８）が、レイアップステーション４２４からトリミングステーション４２６に複合材積層体４００を移送する様子が示されている。図６０は、製造システム１００を示す側面図である。上述したように、複数の上側クランプモジュール４５２は、製造システム１００の長手方向に沿って延びる長手方向軌道４６４に沿って、移動可能である。下側横部材４８２（図５８）は、同様に製造システム１００の長手方向に沿って延びるガントリ軌道１１６に沿って、移動可能である。

図６１を参照すると、トリミングステーション４２６の断面図が示されており、同図においては、複合材積層体４００が、キャップ部クランプ４５６と下側クランプ部材４８４との間にクランプされた状態で、トリミングマンドレルセット４２７（図５２）の第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に支持されている。トリミング装置３３０は、上側クランプモジュール４５２の動作を妨げないように、トリミングマンドレルセット４２７の片側に一時的に配置されている。任意ではあるが、複合材積層体４００からキャップ部クランプ４５６及び下側クランプ部材４８４を退避させる前に、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０上の所定位置に複合材積層体４００を固定するために、トリミングマンドレルセット４２７の第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０における開口１９２に真空圧１９８を印加してもよい。

図６２は、トリミングステーション４２６の断面図であり、下側クランプ部材４８４が複合材積層体４００から退避している様子が示されている。また同図には、トリミング装置３３０の動作を妨げないように、クランプ位置４６６（図６１）から第１マンドレル１３０に沿った退避位置４６８までクランプアーム４５４が枢動している様子が示されている。同図において、トリミング装置３３０によるトリミングの際に複合材積層体４００を支持するために、第２マンドレル１５０が、第１マンドレル１３０に対して閉位置１６０に移動している。なお、図示していないが、第２マンドレル１５０を横方向に並進させて当該第２マンドレルを第１マンドレル１３０に隣接する閉位置１６０に移動させる作業を容易にするために、第２マンドレル１５０における開口１９２（図５４）を介して正の空圧２２４（例えば、図１６）を印加させて、第２マンドレル１５０から複合材積層体４００を遠ざけることができる。閉位置１６０にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０は、トリミング装置３３０によるトリミングの際に複合材積層体４００を支持するために、連続マンドレル表面１６２（図１２）を形成している。トリミング処理が完了した後、第２マンドレル１５０が並進して開位置１６４（例えば、図５７）に戻り、下側クランプ部材４８４が延びて第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６（例えば、図５７～５８）に入り込む。クランプアーム４５４は枢動してクランプ位置４６６（図５７）に戻り、図５７～５８に示す上述した処理と同様にキャップ部クランプ４５６と下側クランプ部材４８４との間に複合材積層体４００のキャップ部４０８をクランプするために、キャップ部クランプ４５６が下方に駆動される。

図６３は、製造システムを示す上面図であって、同図には、上側クランプ機構４５０（例えば、上側クランプモジュール４５２）及び下側クランプ機構４８０（隠れている）が、トリミングステーション４２６から成形ステーション４２８へ複合材積層体４００を移送している様子が示されている。図６４は、図６３の製造システムを示す側面図である。図５９～６０に示す上述した処理と同様に、上側クランプモジュール４５２は、長手方向軌道４６４（図６２）に沿って移動し、下側横部材４２は、ガントリ軌道１１６（図６２）に沿って移動する。しかしながら、上述した代替例においては、上側クランプモジュール４５２を省いてもよく、また、ステーション間で複合材積層体４００を移送するために、下側クランプ機構４８０（下側クランプ部材４８４）に対して真空圧１９８を加えて複合材積層体４００を固定してもよい。

図６５は、成形ステーション４２８の断面図であり、複合材積層体４００が、成形マンドレルセット４２９の第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に支持されている様子が示されている。また、同図には、複合材積層体４００が、上側クランプ機構４５０のキャップ部クランプ４５６と下側クランプ機構４８０の下側クランプ部材４８４との間にクランプされている様子が示されている。任意ではあるが、キャップ部クランプ４５６及び下側クランプ部材４８４に対する真空圧１９８の印加を停止する前に複合材積層体４００を所定位置で固定する手段として、成形マンドレルセット４２９の第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０における開口１９２に真空圧１９８を印加してもよく、これにより、複合材積層体４００からキャップ部クランプ４５６及び下側クランプ部材４８４を退避させる前に第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０上の所定位置に複合材積層体４００を固定することができる。また、図６５には、複数の成形ヘッド４９２を含む成形スタンド４９０が示されており、これらの成形ヘッドは、上側成形ダイ３５２を移動させるために垂直方向に移動可能である。成形スタンド４９０は、一対の下側ダイウェブ部３６３と下側ダイキャップ部３６５とを有する下側成形ダイ３６２をさらに含む。

図６６は、下側クランプ部材４８４が、複合材積層体４００の底面から下側横部材４８２に向かって退避している様子を示す。キャップ部クランプ４５６は、複合材積層体４００の頂面から退避している。また、同図には、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００を任意でクランプすることが可能な一対のフランジ部クランプ４５８も示されている。下側クランプ部材（不図示）が、複合材積層体４００の表面に平行な方向に沿って並進（例えば、図６６の平面の内外）可能であって、且つ、図示例における垂直移動（図６６）が不可能である場合の例として、フランジ部クランプ４５８は、このような下側クランプ部材の並進の際、複合材積層体４００の動きを抑止することができる。上述したように、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００が動くのを抑止するために、複合材積層体４００に対して継続的に真空圧１９８が印加される。第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０は、開位置１６４に維持されており、下側成形ダイ３５２を受容できる寸法の隙間１６６が形成されている。図示を省略した代替の例においては、第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０は、レイアップステーション４２４、トリミングステーション４２６、及び、成形ステーション４２８に含まれる１つ以上のマンドレルアクチュエータ１７４（例えば、図１）により、閉位置１６０まで横方向に並進することができる。

図６７には、開位置１６４にある第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が、複合材積層体４００を横方向に並進させて成形スタンド４９０に移動している様子が示されている。第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０は、成形ステーション４２８の横レール１７２に沿って横方向に並進可能である。上述したように、成形スタンド４９０は、成形ステーション４２８の長手方向に沿って、間隔を空けて配置された複数の成形ヘッド４９２を支持するように構成されている。これに加えて、成形スタンド４９０は、一対の下側ダイウェブ部３６３と下側ダイキャップ部３６５とを有する下側成形ダイ３６２を含む。

図６８は、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０が、成形スタンド４９０における上側成形ダイ３５２と下側成形ダイ３６２との間で複合材積層体４００を支持している様子が示されている。上側成形ダイ３５２及び下側成形ダイ３６２は、図１６～２６に示す上述した構成と同様に構成及び操作される。例えば、任意ではあるが、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００を固定するために、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２の開口１９２に対して真空圧１９８を加えてもよい。図１６～２６に示すとともに先に説明したように、下側ダイウェブ部３６３は、垂直方向に並進して、第１マンドレル１３０と第２マンドレル１５０との間の隙間１６６に入り込むことができる。上側成形ダイ３５２は、一対の下側ダイウェブ部３６３に押し付けて複合材積層体４００を成形するために、隙間１６６（例えば、図２０～２４）に対して複合材積層体４００を徐々に押し込む。上側成形ダイ３５２が隙間１６６に複合材積層体４００を押し込む前に、上側成形ダイ３５２が一対の下側ダイウェブ部３６３に対向するように複合材積層体４００に力を加えている状態において、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３は、複合材積層体４００のフランジ部４０４にクランプ圧を加えて、当該複合材積層体４００において横張力４１６（例えば、図２２）を生成する。上側成形ダイ３５２のダイフランジ３５６が複合材積層体４００（図２５）に近づいたとき、下側ダイキャップ部３６５は、下側ダイウェブ部３６３間を垂直方向に並進する。

図６９は、上側成形ダイ３５２が、下側ダイウェブ部３６３及び下側ダイキャップ部３６５、並びに、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２に押し付けて、複合材積層体４００を成形している様子が示されている。成形が完了すると、第１クランプバー２０１及び第２クランプバー２０３は、複合材積層体４００から垂直方向に退避する。また、上側成形ダイ３５２が垂直方向に退避する際に第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０から複合材積層体４００が持ち上がるのを防止するために、第１マンドレル表面１３２及び第２マンドレル表面１５２における開口１９２に対して真空圧１９８が加えられる。複合材積層体４００の成形が完了した後、デバルク及び／又は最終的な硬化などのさらなる処理を行うために、他の製造ステーション（不図示）に複合材積層体４００を移送してもよい。

図５２～６９に示す製造システム１００を用いて複合材積層体４００を製造する上記方法５００（図３６）の例において、この方法は、図５９～６０に示すレイアップステーション４２４とトリミングステーション４２６との間、及び、図６３～６４に示すトリミングステーション４２６と成形ステーション４２８との間などのステーション間で複合材積層体４００を移送することを含む。ステーション間の複合材積層体４００の移送は、上側クランプ機構４５０及び／又は下側クランプ機構４８０に複合材積層体４００の一部を係合させることを含む。例えば、上記方法は、図５８及び６１に示すように、複合材積層体４００の上方に配置された複数のクランプアーム４５４のキャップ部クランプ４５６と、第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０の下方に配置された下側クランプ部材４８４との間で複合材積層体４００をクランプして、上側クランプ機構４５０（例えば、クランプアーム４５４）及び下側クランプ機構４８０（例えば、下側クランプ部材４８４）を用いて複合材積層体４００を移送することを含む。これに代えて、上記方法は、ステーション間で複合材積層体４００を移送するために、下側クランプ機構４８０（例えば、下側クランプ部材４８４）に対して真空圧１９８を加えて、下側クランプ機構４８０に対して複合材積層体４００を固定することを含んでもよい。上記方法は、レイアップステーション４２４から成形ステーション４２８に複合材積層体４００を移送する場合に、レイアップステーション４２４及び成形ステーション４２８に対して複合材積層体４００が位置合わせされている状態を維持することを含む。複合材積層体４００の位置合わせの維持は、上側クランプ機構４５０と下側クランプ機構４８０との間のクランプによって、或いは、真空により（例えば、真空圧１９８を介して）複合材積層体４００に対して下側クランプ機構４８０が連係することによって、実現することができる。また、複合材積層体４００（図６１）からキャップ部クランプ４５６及び／又は下側クランプ部材４８４を退避させる前に、各ステーションにおいて真空圧１９８を用いて第１マンドレル１３０及び／又は第２マンドレル１５０に対して複合材積層体４００を固定することによっても、位置合わせを維持することができる。

複合材積層体４００の成形が完了した後（例えば、図６９）、成形ステーション４２８において第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０から複合材積層体４００を取り外して、その後、移送機構（不図示）によって、撤去ステーション（不図示）、又は、さらなる処理のための後続する製造ステーション（不図示）に当該複合材積層体を移送する。第１マンドレル１３０及び第２マンドレル１５０は、成形スタンド４９０で成形するための新たな複合材積層体４００を受け取る準備として、横レール（図６７）に沿って横方向に並進し、成形スタンド４９０から成形ステーションの左側に戻される。

さらに、本開示は、以下に列挙する項に記載する例を含む。

Ａ１．第１マンドレル（１３０）と、第２マンドレル（１５０）と、１つ以上の積層体固定機構（１９０）と、を含み、前記第１マンドレル（１３０）は、第１マンドレル表面（１３２）と、第１マンドレル表面縁（１３４）とを有し、前記第２マンドレル（１５０）は、第２マンドレル表面（１５２）と、第２マンドレル表面縁（１５４）とを有するとともに、閉位置（１６０）に配置可能であり、前記閉位置にある前記第１マンドレル表面縁（１３４）及び前記第２マンドレル表面縁（１５４）が隣接接触することにより、少なくとも前記複合材積層体（４００）をトリミングするための、前記第１マンドレル表面（１３２）及び前記第２マンドレル表面（１５２）の両方によって画定される連続マンドレル表面（１６２）が形成されており、前記第２マンドレル（１５０）は、前記第１マンドレル表面縁（１３４）に対して垂直な方向に沿って並進して開位置（１６４）に移動するように構成されており、前記開位置にある前記第１マンドレル表面縁（１３４）と前記第２マンドレル表面縁（１５４）との間の隙間（１６６）が画定されており、前記隙間は、前記複合材積層体（４００）を成形するための成形ダイ（３５２、３６２）を受容するためのものであり、前記１つ以上の積層体固定機構（１９０）は、少なくとも前記複合材積層体（４００）のトリミング及び成形の際、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）のうちの少なくとも一方に対して前記複合材積層体（４００）を固定するとともに、前記開位置（１６４）への前記第２マンドレル（１５０）の並進の際、前記第１マンドレル（１３０）上の固定位置に前記複合材積層体（４００）を固定するように構成されている、製造システム（１００）。

Ａ２．前記積層体固定機構（１９０）は、複数の開口（１９２）及び１つ以上のピンチ機構（２００、２０２）のうちの少なくとも一方を含み、前記複数の開口（１９２）は、前記第１マンドレル表面（１３２）及び前記第２マンドレル表面（１５２）のうちの少なくとも一方に形成されるとともに、真空源（１９６）に流体接続されており、前記真空源は、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）に前記複合材積層体（４００）を固定するための真空圧（１９８）を生成するものであり、前記１つ以上のピンチ機構（２００、２０２）は、前記第１マンドレル表面（１３２）及び前記第２マンドレル表面（１５２）のうちの少なくとも一方に対して前記複合材積層体（４００）を機械的にクランプするように構成されている、付記Ａ１に記載の製造システム（１００）。

Ａ３．前記第２マンドレル（１５０）の並進の際、前記第２マンドレル表面（１５２）から前記複合材積層体（４００）を剥離させて、前記複合材積層体（４００）に対する前記第２マンドレル表面（１５２）の相対移動を可能にするように構成された１つ以上の積層体剥離機構（２２０）をさらに含む、付記Ａ１又はＡ２に記載の製造システム（１００）。

Ａ４．前記積層体剥離機構（２２０）は、前記第２マンドレル表面（１５２）に形成されるとともに、正の空圧源（２２２）に流体接続された複数の開口（１９２）を含み、前記正の空圧源は、前記第２マンドレル表面（１５２）から前記複合材積層体（４００）を遠ざけて前記第２マンドレル（１５０）の並進を可能にするためのものである、付記Ａ３に記載の製造システム（１００）。

Ａ５．前記開位置（１６４）において、前記第１マンドレル（１３０）と前記第２マンドレル（１５０）との間の前記隙間（１６６）を跨ぐ前記複合材積層体（４００）の一部と接触するように下方に並進可能な上側成形ダイ（３５２）をさらに含み、前記上側成形ダイ（３５２）は、前記複合材積層体（４００）を前記隙間（１６６）に押し込んで前記複合材積層体（４００）を成形するように構成されている、付記Ａ１～Ａ４のいずれか１つに記載の製造システム。

Ａ６．前記開位置（１６４）において、前記第１マンドレル（１３０）と前記第２マンドレル（１５０）との間の前記隙間（１６６）に入り込むことが可能な下側成形ダイ（３６２）をさらに含み、前記下側成形ダイ（３６２）は、前記上側成形ダイ（３５２）によって加えられる成形圧に対して前記複合材積層体（４００）を支持するように構成されている、付記Ａ５に記載の製造システム（１００）。

Ａ７．前記開位置（１６４）において、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）上で前記複合材積層体（４００）を成形するために構成された成形ステーション（４２８）、並びに、前記閉位置（１６０）において、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）上に前記複合材積層体（４００）をレイアップするために構成されたレイアップステーション（４２４）、及び、前記閉位置（１６０）において、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）上で前記複合材積層体（４００）をトリミングするために構成されたトリミングステーション（４２６）のうちの少なくとも一方、を含む１つ以上のステーションと、
前記レイアップステーション（４２４）又は前記トリミングステーション（４２６）のうちの少なくとも一方から前記成形ステーション（４２８）に前記複合材積層体（４００）を移送するように構成されたステーション間移送機構（４３０）と、を含み、前記積層体固定機構（１９０）は、前記複合材積層体（４００）の移送の際、前記複合材積層体（４００）と前記ステーションの位置合わせを維持するように構成されている、付記Ａ１～Ａ６のいずれか１つに記載の製造システム（１００）。

Ａ８．前記ステーション間移送機構（４３０）は、前記ステーションを相互接続するとともに、当該ステーションに沿って延びる複数の長手方向レール（４３２）を含み、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）は、前記複数の長手方向レール（４３２）に支持されるとともに、前記複合材積層体（４００）を支持している状態で前記複数の長手方向レール（４３２）に沿って並進するように構成されており、前記積層体固定機構（１９０）は、前記ステーション間で前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）を並進させている間、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）のうちの少なくとも一方において前記複合材積層体（４００）を固定位置に維持するように構成されている、付記Ａ７に記載の製造システム（１００）。

Ａ９．前記ステーション間移送機構（４３０）は、前記開位置（１６４）にある前記第１マンドレル（１３０）と前記第２マンドレル（１５０）との間の前記隙間（１６６）を跨ぐ前記複合材積層体（４００）の一部をクランプするように構成された上側クランプ機構（４５０）及び下側クランプ機構（４８０）を含み、前記上側クランプ機構（４５０）及び前記下側クランプ機構（４８０）は、各ステーションにおける前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）が固定された状態で、前記ステーション間で前記複合材積層体（４００）を移送するように構成されており、前記下側クランプ機構（４８０）は、前記複合材積層体（４００）の移送の際、前記レイアップステーション（４２４）及び前記成形ステーション（４２８）において、前記隙間（１６６）内を移動するように構成されている、付記Ａ７又はＡ８に記載の製造システム（１００）。

Ａ１０．前記上側クランプ機構（４５０）は、前記複合材積層体（４００）を成形するために、前記成形ステーション（４２８）において前記隙間（１６６）に前記複合材積層体（４００）を押し込むように構成された上側成形ダイ（３５２）を含み、前記下側クランプ機構（４８０）は、前記成形ステーション（４２８）において、前記上側成形ダイ（３５２）によって加えられる成形圧に対して前記複合材積層体（４００）を支持するように構成された下側成形ダイ（３６２）を含む、付記Ａ９に記載の製造システム（１００）。

Ａ１１．前記複合材積層体（４００）のレイアップ、トリミング、及び、成形のうちの少なくともいずれか１つの実行の際、前記第１マンドレル（１３０）と前記第２マンドレル（１５０）との間の相互接続を行うとともに、これらの間の位置揃えを維持するように構成された１つ以上のアライメント機構（１７０）をさらに含む、付記Ａ１～Ａ１０のいずれか１つに記載の製造システム（１００）。

Ａ１２．前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）の上方で支持される積層ヘッド（３００）をさらに含み、当該積層ヘッドは、前記閉位置（１６０）における前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）によって画定される前記連続マンドレル表面（１６２）に対してレイアップ材料（３１０）を配置するように構成されている、付記Ａ１～Ａ１０のいずれか１つに記載の製造システム（１００）。

Ａ１３．前記複合材積層体（４００）を成形するために前記開位置（１６４）に前記第２マンドレル（１５０）を並進させる前に、前記連続マンドレル表面（１６２）上の前記複合材積層体（４００）をトリミングするように構成されたトリミング装置（３３０）をさらに含む、付記Ａ１～Ａ１０のいずれか１つに記載の製造システム（１００）。

Ｂ１．第１マンドレル（１３０）と、第２マンドレル（１５０）と、真空源（１９６）と、正の空圧源（２２２）と、を含み、前記第１マンドレル（１３０）は、第１マンドレル表面（１３２）と第１マンドレル表面縁（１３４）とを有し、前記第１マンドレル表面（１３２）は複数の開口（１９２）を有しており、前記第２マンドレル（１５０）は、第２マンドレル表面（１５２）と、第２マンドレル表面縁（１５４）とを有し、前記第２マンドレル表面（１５２）は、複数の開口（１９２）を有し、前記第２マンドレル（１５０）は、閉位置（１６０）に配置可能であり、前記閉位置にある前記第１マンドレル表面縁（１３４）及び前記第２マンドレル表面縁（１５４）が隣接接触することにより、少なくとも前記複合材積層体（４００）をトリミングするための、前記第１マンドレル表面（１３２）及び前記第２マンドレル表面（１５２）の両方によって画定される連続マンドレル表面（１６２）が形成されており、前記第２マンドレル（１５０）は、前記第１マンドレル表面縁（１３４）に対して垂直な方向に沿って並進して開位置（１６４）に移動するように構成されており、前記開位置にある前記第１マンドレル表面縁（１３４）と前記第２マンドレル表面縁（１５４）との間の隙間（１６６）が画定されており、前記隙間は、前記複合材積層体（４００）を成形するための成形ダイ（３５２、３６２）を受容するためのものであり、前記真空源（１９６）は、少なくとも前記第１マンドレル表面（１３２）における前記開口（１９２）に流体接続しており、前記複合材積層体（４００）のレイアップ、トリミング、及び、成形の際、前記第１マンドレル（１３０）に対して前記複合材積層体（４００）を固定する真空圧（１９８）を生成するとともに、前記開位置（１６４）への前記第２マンドレル（１５０）の並進の際、前記第１マンドレル（１３０）上の固定位置に前記複合材積層体（４００）を固定するように構成されており、前記正の空圧源（２２２）は、前記第２マンドレル表面（１５２）における前記開口（１９２）に流体接続しており、前記開位置（１６４）への前記第２マンドレル（１５０）の並進の際、前記第２マンドレル表面（１５２）から前記複合材積層体（４００）を遠ざける正の空圧（２２４）を生成するように構成されている、製造システム（１００）。

Ｃ１．複合材積層体（４００）を製造する方法であって、第２マンドレル（１５０）の第２マンドレル表面縁（１５４）を閉位置（１６０）に配置して、第１マンドレル（１３０）の第１マンドレル表面縁（１３４）と隣接接触させることにより、第１マンドレル表面（１３２）及び第２マンドレル表面（１５２）の両方により画定される連続マンドレル表面（１６２）を形成し、前記連続マンドレル表面（１６２）に複合材積層体（４００）を配置し、その際、前記連続マンドレル表面（１６２）に対して前記複合材積層体（４００）を固定し、前記連続マンドレル表面（１６２）において前記複合材積層体（４００）をトリミングし、前記複合材積層体（４００）をトリミングした後、前記第２マンドレル表面（１５２）から前記複合材積層体（４００）を剥離させ、前記第１マンドレル表面（１３２）に前記複合材積層体（４００）を固定し続けた状態で、前記第１マンドレル表面縁（１３４）に対して垂直な方向に沿って前記第２マンドレル（１５０）を並進させて、前記第１マンドレル表面縁（１３４）と前記第２マンドレル表面縁（１５４）との間の隙間（１６６）を画定する開位置（１６４）に前記第２マンドレル（１５０）を移動させ、前記複合材積層体（４００）を前記隙間（１６６）に押し込むことにより、前記複合材積層体（４００）を成形する、方法。

Ｃ２．前記複合材積層体（４００）を成形するステップは、前記複合材積層体（４００）の成形の際、前記第１マンドレル表面（１３２）及び前記第２マンドレル表面（１５２）のうちの少なくとも一方に対して前記複合材積層体（４００）をクランプすることを含む、付記Ｃ１に記載の方法。

Ｃ３．前記連続マンドレル表面（１６２）に対して前記複合材積層体（４００）を固定することは、前記第１マンドレル表面（１３２）及び前記第２マンドレル表面（１５２）に形成された複数の開口（１９２）を介して前記複合材積層体（４００）に対して真空圧（１９８）を加えることと、１つ以上のピンチ機構（２００、２０２）を用いて、前記第１マンドレル表面（１３２）及び／又は前記第２マンドレル表面（１５２）に対して前記複合材積層体（４００）を機械的にクランプすることと、のうちの少なくとも一方を含む、付記Ｃ２に記載の方法。

Ｃ４．前記第２マンドレル表面（１５２）から前記複合材積層体（４００）を剥離させる前記ステップは、前記第２マンドレル表面（１５２）に形成されるとともに正の空圧源（２２２）に流体接続された複数の開口（１９２）に空気を送り込むことを含む、付記Ｃ１～Ｃ３のいずれか１つに記載の方法。

Ｃ５．前記複合材積層体（４００）を成形する前記ステップは、前記複合材積層体（４００）に接触するように上側成形ダイ（３５２）を下方に並進させて、前記隙間（１６６）に前記複合材積層体（４００）を押し込むことを含む、付記Ｃ１～Ｃ４のいずれか１つに記載の方法。

Ｃ６．前記複合材積層体（４００）を成形する前記ステップは、前記複合材積層体（４００）に対して前記上側成形ダイ（３５２）を並進させる前に、前記第１マンドレル（１３０）と前記第２マンドレル（１５０）との間の前記隙間（１６６）に下側成形ダイ（３６２）を移動させることと、前記下側成形ダイ（３６２）を用いて、前記上側成形ダイ（３５２）により加えられる成形圧に対して前記複合材積層体（４００）を支持することと、をさらに含む、付記Ｃ５に記載の方法。

Ｃ７．成形ステーション（４２８）と、レイアップステーション（４２４）及びトリミングステーション（４２６）のうちの少なくとも一方とを含む複数のステーション間で前記複合材積層体（４００）を移送することと、前記複合材積層体（４００）の移送の際、前記複合材積層体（４００）と前記複数のステーションの位置合わせを維持することと、をさらに含む、Ｃ１～Ｃ６のいずれか１つに記載の方法。

Ｃ８．ステーション間で前記複合材積層体（４００）を移送するステップ、及び、前記複合材積層体（４００）と前記複数のステーションの位置合わせを維持するステップは、それぞれ前記複数のステーションを相互接続するとともに、これらのステーションに沿って延びる複数の長手方向レール（４３２）において、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）を支持している状態で、前記複数のステーション間で前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）を並進させること、及び、前記ステーション間で前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）を並進させているときに、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）のうちの少なくとも一方において前記複合材積層体（４００）を固定位置に維持すること、を含む、付記Ｃ７に記載の方法。

Ｃ９．ステーション間で前記複合材積層体（４００）を移送する前記ステップ、及び、前記複合材積層体（４００）と前記複数のステーションの位置合わせを維持する前記ステップは、それぞれ上側クランプ機構（４５０）及び下側クランプ機構（４８０）のうちの少なくとも一方を用いて、前記開位置（１６４）にある前記第１マンドレル（１３０）と前記第２マンドレル（１５０）との間の前記隙間（１６６）を跨ぐ前記複合材積層体（４００）の一部に対する係合を行うこと、及び、前記移送の際、各ステーションにおいて前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）が固定された状態で、前記複合材積層体（４００）と前記複数のステーションの位置合わせを維持すること、を含む、付記Ｃ７又はＣ８に記載の方法。

Ｃ１０．上側成形ダイ（３５２）として構成された前記上側クランプ機構（４５０）を用いて、前記複合材積層体（４００）を成形するための前記成形ステーション（４２８）において前記隙間（１６６）に前記複合材積層体（４００）を押し込むことと、下側成形ダイ（３６２）として構成された前記下側クランプ機構（４８０）を用いて、前記成形ステーション（４２８）において、前記上側成形ダイ（３５２）によって加えられる成形圧に対して前記複合材積層体（４００）を支持することと、をさらに含む、付記Ｃ９に記載の方法。

Ｃ１１．前記複合材積層体（４００）に係合して、前記複合材積層体（４００）と前記複数のステーションとの位置合わせを維持することは、前記複合材積層体（４００）の上側に枢動可能に配置可能な複数の上側クランプモジュール（４５２）と、前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）の下側に配置された下側クランプ部材（４８４）との間に前記複合材積層体（４００）をクランプすることを含む、付記Ｃ９又はＣ１０に記載の方法。

Ｃ１２．ステーション間で前記複合材積層体（４００）を移送する前記ステップは、前記複合材積層体（４００）の移送の際、各ステーションにおいて第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル（１５０）の上方に前記複合材積層体（４００）を浮かせるために、各ステーションにおいて前記第１マンドレル（１３０）及び前記第２マンドレル表面（１５２）における複数の開口（１９２）に空気を送り込むことを含む、付記Ｃ９～Ｃ１１のいずれか１つに記載の方法。

Ｃ１３．前記複合材積層体（４００）に対する係合を行うこと、及び、前記複合材積層体（４００）と前記複数のステーションとの位置合わせを維持することは、前記下側クランプ機構（４８０）における複数の開口（１９２）に真空圧（１９８）を加えることにより、前記複数のステーション間で前記複合材積層体（４００）を移送するための前記下側クランプ機構（４８０）に前記複合材積層体（４００）を固定することを含む、付記Ｃ１～Ｃ１２のいずれか１つに記載の方法。

Ｃ１４．前記複合材積層体（４００）のレイアップ、トリミング、及び、成形のうちの少なくともいずれか１つの実行の際、前記第１マンドレル（１３０）と前記第２マンドレル（１５０）の位置揃えを維持することをさらに含む、付記Ｃ１～Ｃ１３のいずれか１つに記載の方法。

Ｃ１５．前記複合材積層体（４００）を配置する前記ステップは、積層ヘッド（３００）を用いて、前記連続マンドレル表面（１６２）上にレイアップ材料（３１０）を塗布することを含む、付記Ｃ１～Ｃ１３のいずれかに記載の方法。

Ｃ１６．前記複合材積層体をトリミングする前記ステップは、超音波カッター、レーザーカッター、及び、機械式ブレードのうちの少なくとも１つを用いて前記複合材積層体（４００）をトリミングすることを含む、付記Ｃ１～Ｃ１３のいずれか１つに記載の方法。

当業者には、本開示に対するさらなる改変及び改良が明らかであろう。したがって、本明細書において説明及び図示した部品の特定の組み合わせは、本開示の、ある実施形態のみを表すことを意図しており、本開示の思想及び範囲内の代替の実施形態又は装置を限定することを意図したものではない。

Claims (15)

1. 第１マンドレルと、第２マンドレルと、１つ以上の積層体固定機構と、を含み、
   前記第１マンドレルは、第１マンドレル表面と、第１マンドレル表面縁とを有し、
   前記第２マンドレルは、第２マンドレル表面と、第２マンドレル表面縁とを有するとともに、閉位置に配置可能であり、前記閉位置にある前記第１マンドレル表面縁及び前記第２マンドレル表面縁が隣接接触することにより、少なくとも複合材積層体のトリミングのための、前記第１マンドレル表面及び前記第２マンドレル表面の両方によって画定される連続マンドレル表面が形成されており、前記第２マンドレルは、前記第１マンドレル表面縁に対して垂直な方向に沿って並進して開位置に移動するように構成されており、前記開位置にある前記第１マンドレル表面縁と前記第２マンドレル表面縁との間の隙間が画定されており、前記隙間は、前記複合材積層体を成形するための成形ダイを受容するためのものであり、
   前記１つ以上の積層体固定機構は、少なくとも前記複合材積層体のトリミング及び成形の際、前記第１マンドレル及び前記第２マンドレルのうちの少なくとも一方に対して前記複合材積層体を固定するとともに、前記開位置への前記第２マンドレルの並進の際、前記第１マンドレル上の固定位置に前記複合材積層体を固定するように構成されている、製造システム。
2. 前記積層体固定機構は、複数の開口及び１つ以上のピンチ機構のうちの少なくとも一方を含み、
   前記複数の開口は、前記第１マンドレル表面及び前記第２マンドレル表面のうちの少なくとも一方に形成されるとともに、真空源に流体接続されており、前記真空源は、前記第１マンドレル及び前記第２マンドレルに前記複合材積層体を固定するための真空圧を生成するものであり、
   前記１つ以上のピンチ機構は、前記第１マンドレル表面及び前記第２マンドレル表面のうちの少なくとも一方に対して前記複合材積層体を機械的にクランプするように構成されている、請求項１に記載の製造システム。
3. 前記第２マンドレルの並進の際、前記第２マンドレル表面から前記複合材積層体を剥離させて、前記複合材積層体に対する前記第２マンドレル表面の相対移動を可能にするように構成された１つ以上の積層体剥離機構をさらに含む、請求項１又は２に記載の製造システム。
4. 前記積層体剥離機構は、
   前記第２マンドレル表面に形成されるとともに、正の空圧源に流体接続された複数の開口を含み、前記正の空圧源は、前記第２マンドレル表面から前記複合材積層体を遠ざけて前記第２マンドレルの並進を可能にするためのものである、請求項３に記載の製造システム。
5. 前記開位置において、前記第１マンドレルと前記第２マンドレルとの間の前記隙間を跨ぐ前記複合材積層体の一部と接触するように下方に並進可能な上側成形ダイをさらに含み、
   前記上側成形ダイは、前記複合材積層体を前記隙間に押し込んで前記複合材積層体を成形するように構成されている、請求項１～４のいずれか１つに記載の製造システム。
6. 前記開位置において、前記第１マンドレルと前記第２マンドレルとの間の前記隙間に入り込むことが可能な下側成形ダイをさらに含み、
   前記下側成形ダイは、前記上側成形ダイによって加えられる成形圧に対して前記複合材積層体を支持するように構成されている、請求項５に記載の製造システム。
7. 前記開位置において、前記第１マンドレル及び前記第２マンドレル上で前記複合材積層体を成形するために構成された成形ステーション、並びに、
   前記閉位置において、前記第１マンドレル及び前記第２マンドレル上に前記複合材積層体をレイアップするために構成されたレイアップステーション、及び、前記閉位置において、前記第１マンドレル及び前記第２マンドレル上で前記複合材積層体をトリミングするために構成されたトリミングステーションのうちの少なくとも一方、を含む１つ以上のステーションと、
   前記レイアップステーション又は前記トリミングステーションのうちの少なくとも一方から前記成形ステーションに前記複合材積層体を移送するように構成されたステーション間移送機構と、を含み、
   前記積層体固定機構は、複合材積層体の移送の際、前記複合材積層体と前記ステーションの位置合わせを維持するように構成されている、請求項１～６のいずれか１つに記載の製造システム。
8. 前記ステーション間移送機構は、前記ステーションを相互接続するとともに、当該ステーションに沿って延びる複数の長手方向レールを含み、
   前記第１マンドレル及び前記第２マンドレルは、前記複数の長手方向レールに支持されるとともに、前記複合材積層体を支持している状態で前記複数の長手方向レールに沿って並進するように構成されており、
   前記積層体固定機構は、前記ステーション間で前記第１マンドレル及び前記第２マンドレルを並進させている間、前記第１マンドレル及び前記第２マンドレルのうちの少なくとも一方において前記複合材積層体を固定位置に維持するように構成されている、請求項７に記載の製造システム。
9. 複合材積層体を製造する方法であって、
   第２マンドレルの第２マンドレル表面縁を閉位置に配置して、第１マンドレルの第１マンドレル表面縁と隣接接触させることにより、第１マンドレル表面及び第２マンドレル表面の両方により画定される連続マンドレル表面を形成し、
   前記連続マンドレル表面に複合材積層体を配置し、その際、前記連続マンドレル表面に対して前記複合材積層体を固定し、
   前記連続マンドレル表面において前記複合材積層体をトリミングし、
   前記複合材積層体をトリミングした後、前記第２マンドレル表面から前記複合材積層体を剥離させ、
   前記第１マンドレル表面に前記複合材積層体を固定し続けた状態で、前記第１マンドレル表面縁に対して垂直な方向に沿って前記第２マンドレルを並進させて、前記第１マンドレル表面縁と前記第２マンドレル表面縁との間の隙間を画定する開位置に前記第２マンドレルを移動させ、
   前記複合材積層体を前記隙間に押し込むことにより、前記複合材積層体を成形する、方法。
10. 前記複合材積層体を成形することは、前記複合材積層体の成形の際、前記第１マンドレル表面及び前記第２マンドレル表面のうちの少なくとも一方に対して前記複合材積層体をクランプすることを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記連続マンドレル表面に対して前記複合材積層体を固定することは、
    前記第１マンドレル表面及び前記第２マンドレル表面に形成された複数の開口を介して前記複合材積層体に対して真空圧を加えることと、
    １つ以上のピンチ機構を用いて、前記第１マンドレル表面及び／又は前記第２マンドレル表面に対して前記複合材積層体を機械的にクランプすることと、
    のうちの少なくとも一方を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２マンドレル表面から前記複合材積層体を剥離させることは、前記第２マンドレル表面に形成されるとともに正の空圧源に流体接続された複数の開口に空気を送り込むことを含む、請求項９～１１のいずれか１つに記載の方法。
13. 前記複合材積層体を成形することは、前記複合材積層体に接触するように上側成形ダイを下方に並進させて、前記隙間に前記複合材積層体を押し込むことを含む、請求項９～１２のいずれか１つに記載の方法。
14. 前記複合材積層体を成形することは、
    前記複合材積層体に対して前記上側成形ダイを並進させる前に、前記第１マンドレルと前記第２マンドレルとの間の前記隙間に下側成形ダイを移動させることと、
    前記下側成形ダイを用いて、前記上側成形ダイにより加えられる成形圧に対して前記複合材積層体を支持することと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 成形ステーションと、レイアップステーション及びトリミングステーションのうちの少なくとも一方とを含む複数のステーション間で前記複合材積層体を移送することと、
    前記複合材積層体の移送の際、前記複合材積層体と前記複数のステーションの位置合わせを維持することと、をさらに含む、請求項９～１４のいずれか１つに記載の方法。

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