JPH01214412A - 複雑な複合材料物品を形成するための半ば剛固な工具及び方法 - Google Patents

複雑な複合材料物品を形成するための半ば剛固な工具及び方法

Info

Publication number
JPH01214412A
JPH01214412A JP63305844A JP30584488A JPH01214412A JP H01214412 A JPH01214412 A JP H01214412A JP 63305844 A JP63305844 A JP 63305844A JP 30584488 A JP30584488 A JP 30584488A JP H01214412 A JPH01214412 A JP H01214412A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
cavity
semi
around
article
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63305844A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2673566B2 (ja
Inventor
David A Evans
デヴィッド・エイ・エヴァンス
Alex C Dublinski
アレックス・シー・ダブリンスキー
Joseph Goldberg
ジョセフ・ゴールドバーグ
Geoffrey C R Davis
ジェフリー・シー・アール・デーヴィス
Jr William Sharp
ウイリアム・シャープ・ジュニア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JPH01214412A publication Critical patent/JPH01214412A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2673566B2 publication Critical patent/JP2673566B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/544—Details of vacuum bags, e.g. materials or shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/307—Mould plates mounted on frames; Mounting the mould plates; Frame constructions therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/40—Plastics, e.g. foam or rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/10—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
    • B29C43/12—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies using bags surrounding the moulding material or using membranes contacting the moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642—Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/086—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C2033/385—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by laminating a plurality of layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642—Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • B29C2043/3644—Vacuum bags; Details thereof, e.g. fixing or clamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/001—Shaping in several steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/24—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped crosslinked or vulcanised
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/24—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped crosslinked or vulcanised
    • B29K2105/243—Partially cured
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2277/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2827/00—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as mould material
    • B29K2827/12—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as mould material containing fluorine
    • B29K2827/18—PTFE, i.e. polytetrafluorethene, e.g. ePTFE, i.e. expanded polytetrafluorethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
    • Y10S425/06—Vacuum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複合材料の成形に係り、更に詳細には別に形
成された細部構造体と共に硬化される必要のある一体的
な複合材料物品を形成するための工具及び方法に係る。
従来の技術 複合材料を成形する方法としては種々の方法がある。そ
の一つの方法に於ては、互いに嵌合する金型が使用され
、金型の二つの半体が互いに押付けられ加熱され（硬化
処理に付され）、これにより物品が形成される。この方
法は非常に正確な方法であるが、互いに嵌合する金型を
製造するコストが非常に高く、従ってかかる方法は少量
生産には不経済である。更に積層体のイ菫かな不正確さ
によって硬化された複合材料の性質に大きい変動が発生
されることがある。広範囲に使用されている他の一つの
方法は真空バッグ成形法である。典型的にはナイロンで
ある薄い膜が成形されるべき物品上に配置されてバッグ
が形成され、物品及びバッグより成る組立体が加熱され
ることにより複合材料が硬化される前にバッグの内部が
真空化される。高品質の材料については、組立体はオー
トクレーブ内に配置され、硬化中に外圧が付与される。
真空バッグ成形法は互いに嵌合する金型による成形法に
比して低置であり、また材料の変動や積層体の不正確さ
に対する許容度の高いものであるが、バッグに皺が発生
し易く、そのため成形された物品の表面が不均一になり
易い。また真空バッグは積層体の高い点にのみ接触して
橋渡し状態になり易く、積層体の全面に接触することが
できないことがある。かかる現象によりバッグがその降
伏点を越えて不適正に圧縮されたり伸張されたりし、そ
の結果バッグが破損することがある。何れの場合にも硬
化された複合材料の性質が悪い。更に複合材料物品上に
バッグを配置してそれをシールすることに多大の労力が
必要であり、バッグを一度しか使用することかできない
。
他の一つの真空バッグとして強化された又は強化されて
いないシリコンゴムにて形成されたバッグがある。この
バッグは再使用可能であるよう設計されているか、シリ
コンゴムは複合材料に使用される硬化剤と反応し易く、
従って脆弱になる。
このことによりかかるバッグの寿命は比較的短い。
従って当技術分野に於ては、部材の表面になじみ且均−
な硬化圧を付与するに十分な可撓性を有し、しかも材料
のハンドリングや硬化する樹脂との化学的反応の厳しさ
に耐えるに十分な程頑強な再使用可能な工具材料が従来
より研究されている。
構造的支持体や支柱の如き先に形成された細部構造体と
共に硬化されることを要する一体的な複雑な複合材料構
造体を形成する場合には、細部構造体を複合材料のシー
ト上に配置することや圧縮及び硬化中の細部構造体の移
動を防止することに関し種々の問題が生じる。一般に通
常はシートの形態をなす含浸された繊維織物やテープで
ある複合材料が雌型内に積層され、細部構造体が手によ
って複合材料上に配置される。細部構造体を所定の位置
に保持するためにはブロックやブリッジの如き物理的構
造体、接着剤、又は他の手段が必要である。次いで鋳型
上に可撓性を有するバッグが注意深く配置され、次いで
バッグ内が真空化され、これにより積層体が圧縮される
と共に保持されて成形される。細部構造体を配置するこ
とは非常に困難であり、細部構造体を適正に配置するた
めにはテンプレートや手持ち型の測定機器が必要である
。またバッグを適用したり鋳型をハンドリングする際に
細部構造体か移動することを防止することは困難であり
、従って部品毎の再現性は一般に許容し難いほど低い。
従って細部構造体は一般に表面を貫通する締結要素を使
用して成形後に複合材料物品に取付けられる。従って細
部構造体か正確に配置された状態で非常に複雑な一体的
な複合材料製の部材を成形する方法が従来より研究され
ている。
発明の開示 本発明は、特に複合材料の成形に使用される可撓性を有
する複合材料製の工具を製造する方法及びその方法によ
り得られる再使用可能な工具に関するものである。本発
明の方法はフルオロエラストマ溶液を形成すべくＢ段階
化されたフルオロエラストマを適当な溶媒中に溶解する
ことを含んでいる。次いで織物がフルオロエラストマ溶
液にて被覆され、次いで溶媒が蒸発せしめられ、被覆さ
れた織物がカレンダー掛けされ或いは二つの強化されて
いないシート間にてローラ掛けされ、これにより強化さ
れた工具材料が形成される。次いて強化された工具材料
が所望の形状を有する型上に積層され硬化され、これに
より複数の冷熱サイクル及び化学サイクルを経ても安定
な複合材料工具が形成される。
本発明の他°の一つの局面は、上述の再使用可能な工具
を使用して複合材料を成形することに係る。
プリプレグ又は繊維強化されたポリマーシートが再使用
可能な工具上に積層される。次いで圧力及び熱が付与さ
れてプリプレグ又はシートが硬化され、これにより複合
材料が形成される。次いで複合材料が取除かれ、これに
より工具が再度使用される状態にされる。従来の真空バ
ッグは一回しか使用できないのに対し、本発明の工具は
少くとも５０〜１００サイクルに耐え、もし工具が損傷
すると、その工具の寿命を更に延長すべく損傷した部分
を修復する方法が実施される。
本発明の他の一つの局面は、複雑な複合材料物品を形成
するための半ば剛固な工具であって、別に形成された細
部構造体が複合材料物品と共に硬化されるよう細部構造
体を複合材料物品上に正確に配置するための半ば剛固な
工具を製造することに係る。この半ば剛固な工具は物品
の形状に実質的に適合する形状に形成され、これにより
各細部構造体の周りにキャビティを郭定するエラストマ
層を含んでいる。更にこの工具は各キャビティの周りに
配置された強化されたエラストマの少くとも一つの追加
の層を含んでおり、かかる追加の強化により細部構造体
用のキャビティの周りのエラストマ層の剛性が増大され
、処理中に細部構造体が変位することか防止される。別
に形成された細部構造体に適合するよう形成されたキャ
ビティは、成形前に工具に細部構造体を配置することを
可能にする形状のポケットを与える。このことにより物
理的構造体や疲労を来す手作業による積層を要すること
なく細部構造体を適正に整合させることかできる。
本発明の更に他の一つの局面は、別に形成された細部構
造体を複合材料物品中に正確に組込むことを要する複雑
な複合材料物品を成形する方法に係る。この方法は実質
的に複合材料物品の形状に適合する形状に形成され、こ
れにより各細部構造体の周りにキャビティを郭定するエ
ラストマ層よりなる半ば剛固な工具半体を含む工具を用
意することを含んでいる。半ば剛固な工具半体は更に各
キャビティの周りに配置された強化されたエラストマの
少くとも一つの追加の層を含み、かかる追加の強化によ
り細部構造体の周りのエラストマの剛性が増大され、処
理中に細部構造体が変位することか阻止される。また完
全な工具は半ば剛固な工具半体と嵌合する形状に形成さ
れた剛固な工具半体を含んでいる。次の工程は剛固な工
具半体上に複合材料を積層し、別に形成された細部構造
体を半ば剛固な工具のキャビティ内に挿入し、二つの工
具半体を互いに嵌合させ、その状態にて処理することに
より最終の複合材料物品を形成することを含んでいる。
本発明の一つの好ましい実施例に於ては、含浸されたポ
リアミド織物よりなるフルオロエラストマシートであっ
て強化されていないフルオロエラストマシートの間にサ
ンドイッチ状に挾まれたフルオロエラストマシートを含
み、これらのシートが完成物品に適合する形状に積層さ
れ、次いで硬化される。更に工具は成形中に細部構造体
が変位することを阻止すべく各細部構造体用のキャビテ
ィの周りに配置された強化されたフルオロエラストマの
少くとも一つの層を含んでいる。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
発明を実施するための最良の形態 フルオロエラストマ溶液はＢ段階化されたフルオロエラ
ストマ及び適当な溶媒を含んでいる。
「Ｂ段階化されたフルオロエラストマ」とは、部分的に
硬化され、連鎖延長されていてよいが架橋されていない
フルオロエラストマを意味する。Ｂ段階化されたフルオ
ロエラストマは流動可能であり伸延可能なものであるが
粘着性は有しない。
フルオロエラストマはフルオロエラストマ樹脂と、連鎖
延長剤と、反応性若しくは非反応性の充填材と、複合物
の温度が上昇されると反応する硬化剤とよりなっている
。フルオロエラストマは不活性であり高温度に於て使用
可能であるので好ましい。不活性であることは成形プロ
セスに於て成形される樹脂と工具材料との間の反応を低
減する点に於て好ましい。またフルオロエラストマは臭
化物エラストマや塩化物エラストマに比して使用可能な
温度が高いので好ましい。最も好ましいフルオロエラス
トマはその所期の用途が可撓性を有する工具であるので
約７０〜８０の硬度を有するゴムを形成するフルオロエ
ラストマである。本発明の実施に於ては任意のハロゲン
化エラストマ、例えばフルオロシリコンエラストマ、フ
ルオロホスファゼンエラストマが使用されてよいものと
考えられる。例示的な材料として、アメリカ合衆国ミネ
ソタ州、セントポール所在の３Ｍ　Ｃｏｍｐａｎｙより
販売されているＦｌｕｏｒｅｌ　フルオロエラストマや
、アメリカ合衆国プラウエア用所在のＥ、　１．　Ｄｕ
ＰｏｎｔＤｅＮｅｍｏｕｒｓ　ＣｏｒｐｏｒａＨｏｎに
より製造されているＶｉｔｏｎフルオロエラストマがあ
る。
適当な溶媒が選定されなければない。溶媒はフルオロエ
ラストマを完全に溶解しなければならない。このことは
フルオロエラストマの析出物が存在せず、また比較的多
量のポリマーが溶解しない状態で残存してはいないこと
を意味する。メチルエチルケトン（２−ブタノン）及び
トルエン（メチルベンゼン）か好ましい溶媒であるが、
一般に任意のアルキル芳香族溶媒が使用されてもよい。
一般に約８０〜９９ｖｏ１％の溶媒が使用される。
フルオロエラストマ溶液は約９０〜９５ｖｏ１％の溶媒
を含んでいることか好ましい。溶媒が少な過ぎると溶液
の粘性が高過ぎ、繊維に適正に浸透せず、逆に溶媒か多
過ぎるとフルオロエラストマは殆ど繊維に含浸せず、含
浸サイクルの数を多くしなければならない。溶媒は二つ
の機能を果す。即ち溶媒はフルオロエラストマを溶解し
て含浸を可能にし、また繊維より洗浄工程の残留物質を
洗い流す。溶媒の最終的な洗浄作用がなければ、フルオ
ロエラストマは繊維に付着しない。
典型的には使用されるフルオロエラストマ化合物はフル
オロエラスＩ・マ樹脂と幾つかの添加物を含んでおり、
添加物はジシアナミドやビスフェノ一ルＡの如き助剤、
カーボンブラックの如き充填材、酸化マグネシウムや酸
化カルシウムの如きスカベンジャを含んでいてよい。
Ｅ、　１．　ＤｕＰｏｎｔ　Ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓや他
の会社より市販されているケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）繊
維の如きポリアラミド繊維が本発明に於て使用されるに
好ましい繊維である。但し黒鉛繊維やガラス繊維の如き
他の繊維も使用されてよい。ポリアラミド繊維は破断強
さが高いので好ましい。またポリアラミド繊維は強度及
び弾性の両方に関し引張り特性に優れているので好まし
い。
典型的にはフルオロエラストマ溶液は複数個の互いに織
られた繊維束である織物上に被覆される。
一般にかかる用途に於ては各繊維束は６０００本の繊維
を含んでいる。かかる用途に使用される典型的な織物は
経糸方向及び緯糸方向に１インチ（２，５４ｃｍ）当り
１０〜１５本の繊維束を有している。例示的な織物はＣ
ｌａｒｋｓｃｈｗｅｂｅｌ　ＴｅｘｔｉｌｅＣｏｍｐａ
ｎｙのスタイル３５４であり、この織物は経糸及び緯糸
方向に１インチ（２，５４ｃｍ）当り１３本の繊維束を
有する対称的なバスケット織りである。種々のスタイル
の織物及び種々のデニールのヤーンか使用されてよい。
織物は通常互いに直交する繊維の軸に平行な経糸方向及
び緯糸方向に実質的に互いに同一の強度を有するが、他
の織方の織物が使用されてもよい。織物の伸びは経糸方
向及び緯糸方向に於ては小さいが、これらを横切る方向
に於ては高い。
本発明の方法に於ては、選定された織物はフルオロエラ
ストマ溶液にて含浸される。含浸工程に於ては、フルオ
ロエラストマ溶液は種々の方法により織物に適用されて
よい。例えはばフルオロエラストマ溶液はペンキ用の刷
毛に似た道具を使用して織物に刷毛塗りされてよく、或
いは織物を溶液槽に通して織物にフルオロエラストマ溶
液を被覆すべく一連のローラが使用されてもよい。織物
を含浸するために使用されてよい他の方法として、一連
のノスルによってフルオロエラストマ溶液か織物内に強
制的に供給される圧力含浸法がある。
また比較的粘性の高い溶液に使用されてよい他の一つの
方法は、ドクタブレードを使用して均一な厚さのフルオ
ロエラストマを適用し、次いで一連のローラを使用して
フルオロエラストマを織物内に押込む方法である。
ポリアラミド繊維はフルオロエラストマ溶液により完全
に含浸されることか好ましい。もしそうでなければ、フ
ルオロエラストマにて被覆されていないポリアラミド繊
維がウィックの如き作用をなして水を吸収する。ポリア
ラミド繊維織物は乾燥状態を維持することが好ましい。
各繊維はフルオロエラストマにより完全に被包されてい
ることが好ましい。ケブラー織物か含浸工程前に乾燥さ
れない場合には、或いは繊維が完全には被覆されない場
合には、硬化工程中に生じる凝縮反応により生じた水の
蓄積によって層状の構造体が剥離せしめられ、その後か
かる材料にて形成された工具が損傷することがある。
フルオロエラストマ溶液は従来の方法を使用して蒸発せ
しめられる。溶液は高温度（但しフルオロエラストマを
硬化させるに必要な温度以下てある）に加熱されること
により迅速に除去され、或いは長時間かけて室温に於て
蒸発せしめられる。
含浸された織物が強化されていないフルオロエラストマ
の層の間にサンドイッチ状に挾まれる前に全ての溶媒が
除去されることが好ましく、さもなくば織物中に補足さ
れた溶媒が硬化プロセス中に蒸発し、その材料を損傷さ
せることがある。
織物がフルオロエラストマにて含浸されフルオロエラス
トマにて被包されると、その材料は工具に形成される。
まず強化されていない材料の薄いカバーシートの間に含
浸された材料をサンドイッチ状に挾むことにより強化さ
れた工具材料が製造される。これらの層をサンドイッチ
状に挾む典型的な方法はカレンダ掛け（ローリング）又
はプレス法である。接着剤は不要であり、このことは接
着剤が熱的に劣化し易く、工具材料又は形成される工具
の寿命を低減するので特に有用である。次いで強化され
た材料及び強化されていない材料の層が所望の形状の型
上に交互に積層される。最後にその積層体が硬化されて
半ば剛固な位置決めカー　１９　＝ ウルの如き工具が形成される。硬化プロセスは硬化段階
及び後熱硬化段階の二段階にて生じる。硬化段階は典型
的には約１００〜２００ｐｓｊ　　（７゜０３−１４．
　０ｋｇ／ｃＪ）の圧力にて約３〜５時間に亙り約３０
０〜４００下（１４９〜２０４°Ｃ）にて行われる。ま
た後熱硬化段階は典型的には拘束されることなく大気圧
にて約８〜１０時間に亙り約４００〜５００下（２０４
〜２６０’Ｃ）にて行われる。硬化段階及び後熱硬化段
階中にフッ化水素及び水が発生する。これらの濃度は低
いが、硬化サイクル後に金属工具上に残留する酸が除去
されることが好ましい。
半ば剛固な工具 別に形成された細部構造体を正確に位置決めすることを
要する物品を製造するための半ば剛固な工具を形成する
場合には、所望の完成した物品の形状に適合する型がま
ず形成される。例えば第１図には、平滑な外表面及び内
部に配置された支柱や支持体を要するヘリコプタの複合
材料製の機体セクション１が図示されている。最終的に
完成し−２〇　　− た物品を形成する場合に於ける複雑さを低減すべく、別
に製造された細部構造体を使用して内部構造を形成する
ことが望ましい。更にこのことによりステイフナやバル
クヘッド取付は点を一体的に成形することができ、これ
により表面を貫通することを要する締結要素を使用しな
くてすむようになる。
機体セクションめ型は任意の好適な材料にて形成され離
型剤にて被覆されてよい。次いでエラストマ工具材料が
型上に層状に適用され、種々のストリップが切断され各
細部構造体の周りに接着される。典型的な工具に於ては
、全ての細部構造体の領域及び細部構造体以外の領域を
覆うメインシートを形成すべく、強化された材料の約二
つの層及び強化されていない材料の約二つの層が交互に
使用されてよい。説明の目的で上述のフルオロエラスト
マ材料について詳細に説明する。但し任意のエラストマ
材料が使用されてよいことが理解されよう。例えばシリ
コンゴム、ネオプレンゴム、ニトリルゴムは許容し得る
代替材料である。強化材としては・ガラス繊維、ケブラ
ー繊維、黒鉛繊維が使用されてよい。適当な材料を選定
するに際しては、積層体を一様に圧縮するための可撓性
や伸張性を確保しつつ細部構造体の領域に剛性を付与す
る考慮が払われなければならない。勿論複合材料系及び
温度の制限との両立性も考慮されなければならない。例
えば半ば剛固な工具は強化されていないフルオロエラス
トマシートの間にサンドイッチ状に挾まれた強化されフ
ルオロエラストマにて含浸されたポリアラミド繊維織物
よりなっている。強化された材料のシートの厚さは約０
．０３０インチ（０，７６ｍｍ）であり、強化されてい
ない材料のシートの厚さは０．０４０インチ（１゜０順
）であり、強化された材料のシートは工具の長手方向軸
線に対し±４５°に配向されたケブラー繊維を含んでい
る。勿論材料の厚さや繊維の配向は使用者により決定さ
れる。
エラストマ層が型に適用された後、−時的な真空バッグ
か適用され、その内部に真空が導入される。次いでエラ
ストマ積層体の一体化が行われて＝　２２− いる間に細部構造体の周りを正確に形成すべくエラスト
マ積層体が適用される。最初のエラストマの層か適用さ
れた後、細部構造体の領域の剛性を増大させるべく細部
構造体の周りに追加の強化祠か適用される。このことに
より細部構造体用のキャビティの崩壊や変形が防止され
る。例えば四つの層、即ち二つの強化された飼料の層と
二つの強化されていない層が各細部構造体の周りに適用
されてよく、各層は材料か徐々に隆起した状態になるよ
うテーパー状に適用される。第２図には、機体セクショ
ン１の補形をなすよう成形され細部構造体４を受けるキ
ャビティ３を含むエラストマ製の半ば剛固な工具２か図
示されている。また第３図には、典型的な細部構造体の
周りに組込まれた八つのプライにて強化された構造体か
図示されている。二つの強化されたプライ５と二つの強
化されていないプライ６とを含む四つのベースプライに
は細部構造体の領域に於て四つの追加のプライ、即ち二
つの強化されたプライマ及び二つの強化されていないプ
ライ８か重ねて配置されている。かくして重ね合わされ
た剛固な領域は自己支持性を有するようになり、複合材
料を適正に圧縮して一体化することができないので、過
剰の剛性は回避されなければならないことに留意された
い。エラストマの弾性をなくすことなく細部構造体の周
りの材料の剛性を増大させることにより、最終的に形成
される構造体に細部構造体を正確に組込み位置決めする
ことかできる。
形成された物品よりフルオロエラ２ストマ工具を離脱さ
せるための複数個の引張りブロックをフルオロエラスト
マ工具の周りに組込むことが望ましい。また位置決めブ
ロックがエラストマ層の間に配置されてよく、また穿孔
されねじ切りされたアルミニウムブロックであって、接
着可能な面を与えるべく陽極処理されプライマーが塗布
されたブロックを含んでいてよい。完全な積層が行われ
た後、それらのシートが真空により圧縮され、前述の如
く硬化される。更に離型剤にて被覆された後フルオロエ
ラストマを温度サイクルによって時効処理することが好
ましいことが解っている。かかる時効により工具が形成
された部材に粘着することか防止される。完成した半ば
剛固な工具は最終的な製造中に複合材料の表面材料に共
に硬化されることによって結合される別に形成された細
部構造体を密に受入れる形状に形成された複数個のキャ
ビティ即ちポケットを含んでいる。半ば剛固な工具にキ
ャビティを設けることにより追加の測定装置やテンプレ
ートを必要とすることなく細部構造体を正確に位置決め
することかできる。
次いで完成したフルオロエラストマ工具は、積層及び他
方の工具半体と嵌合させる際に可撓性を有する工具、即
ち半ば剛固な工具を支持する骨組みを与える可動梁（ｓ
ｔｒｏｎｇｂａｃｋ）に取付けられ、これにより二つの
工具半体か正確に整合される。
第４図には、剛固な工具半体１０と可動梁１２により支
持された半ば剛固な工具半体１１とを含む完全な工具９
が図示されている。説明の目的で、第５図は剛固な工具
半体に嵌合された半ば剛固な工具半体１１を可動梁のな
い状態にて示しており、第６図は剛固な工具半体を示し
ている。
可動梁１２は回転可能であり、これにより全ての細部構
造体が対応するキャビティに容易に挿入される位置に半
ば剛固な工具を支持し、しかる後それを回転させて剛固
な工具半体に嵌合させることができる。ま−た可動梁］
２は鋼、アルミニウム、又は他の適当な材料よりなって
いてよい。第４図に於て、半ば剛固な工具半体１１は可
動梁１２により支持されており、可動梁１２は成形後に
エラストマ工具、即ち半ば剛固な工具半体を制御可能に
持上げるための複数個の解放アクチュエータ１゜４を取
付けるためのメインフレーム１３を含んでいる。各アク
チュエータ１４はエラストマ工具に埋設された位置決め
ブロック］７にねじ込まれたアイボルト１６に取付けら
れた伸張可能なシリンダ１５を含んでおり、これにより
エラストマ工具を可動梁に保持し得るようになっている
。また可動梁はエラストマ工具が細部構造体を装填する
位置にある間エラストマ工具をその成形形状に維持する
ためのコンタグリッド１つを含むサブフレーム１８を含
んでいる。第２図は細部構造体を受はる位置にて半ば剛
固な工具を示している。
工具半体を互いに係合させる前に、旧１１ｅｒ　５ｔｅ
ｖｅｎｓｏｎ　ＭＳ−１４２の如き離型剤が半ば剛固な
工具半体に適用され、約３５０°Ｆ（１７７°Ｃ）にて
約２時間に亙り焼成され、この手続きが数回繰返される
ことにより半ば剛固な工具半体が時効処理される。次い
で複合材料か剛固な工具半体上に配置され、半ば剛固な
工具半体のキャビティ内に細部構造体か挿入される。複
合材料は一般にプリプレグと呼ばれる樹脂にて含浸され
織編された繊維よりなるシートの一つ又はそれ以上の層
を含んでいてよい。また細部構造体はハニカムコアセク
ションの如く予め積層され成形された所定形状の複合材
料体であってよい。半ば剛固な工具半体はそれに細部構
造体か挿入された後回転され、第４図に示されている如
く剛固な工具半体と整合されこれと互いに嵌合せしめら
れる。半ば剛固な工具半体の整合及び位置決め中に細部
構造体を所定の位置に保持するために接着剤や他の材料
が必要とされないことに留意されたい。エラストマ材料
の可撓性により細部構造体が把持され、これにより半ば
剛固な工具半体か所定の位置に配置される際に細部構造
体が保持される。次いで複合材料が真空によって圧縮さ
れ、例えばオートクレーブ内に於て加熱され硬化され、
これにより複合材料に樹脂が均一に含浸すること及び細
部構造体の正確な位置決めが確保される。
硬化が完了した後、半ば剛固な工具半体はその除去中に
細部構造体か損傷することを防止するようプログラムさ
れたシーケンスに従って引離しアクチュエータを用いて
完成した物品より引離される。このシーケンスは細部構
造体の形状の関数であり、適正な半ば剛固な工具除去シ
ーケンスを決定するためには各物品についである程度の
実験が必要である。可能ならば細部構造体のドラフト角
度が工具の除去を容易に行い得るよう調節されなければ
ならない。例えば直線的な側面ではなく傾斜した側面を
採用することにより工具の除去を容易に行うことができ
る。
例 ５０ｇのＢ段階化されたフルオロエラストマが９オンス
（２５５ｇ）の２−ブタノンに溶解された。次いでかく
して形成された溶液が６Ｘ６インチ（１５Ｘ１５ｃｍ）
のケブラー繊維よりなる織物の両面に刷毛にて被覆され
た。次いで織物は溶媒を蒸発させるべく室温に於て３０
分間に亙り空気乾燥された。また１００ｇのＢ段階化さ
れたフルオロエラストマを９オンス（２５５ｇ）の２−
ブタノンに溶解しその溶液を織物に適用することにより
、Ｂ段階化されたフルオロエラストマの他の溶液の被覆
が織物の両側に刷毛塗りされた。この織物も溶媒を蒸発
させるべく室温に於て３０分間に亙り空気乾燥された。
次いてこの材料が二つの強化されていないＢ段階化され
たフルオロエラストマのシートの間にサンドイッチ状に
挾まれ、これにより試験片が形成された。
フルスケールの試験を行うべく、５０ヤード（４６ｍ）
のポリアラミド繊維（ケブラー繊維）の織物が一連のロ
ーラ及び溶液槽を用いて上述のＢ段階化されたフルオロ
エラストマ溶液にて含浸され、約１７５〜１８５°［（
７９〜８２℃）の従来の炉内にて４７分間溶媒が蒸発さ
れた。このプロセスは良好な含浸が行われるよう３回繰
返された。溶媒が蒸発された後、含浸された織物が強化
されていないＢ段階化されたフルオロエラストマシート
を織物上にカレンダー掛けすることによりフルオロエラ
ストマシートの間にサンドイッチ状に挾まれた。この場
合接着剤は不要であった。強化された工具材料及び強化
されていないフルオロエラストマシートが所望の形状の
型上に交互に積層され、１００　ｐｓｉ（７、０３ｋｇ
／　ｃＪ）にて４時間に亙り３５０下（１７７℃）に於
て硬化され、しかる後従来の炉内に於て拘束することな
く大気圧にて８時間に亙り４５０下（２３２℃）に於て
後熱硬化された。
かくして得られる溶液にて被覆されフルオロエラストマ
にて含浸された織物よりなる工具は複合材料を成形する
ために使用され得る。典型的にはポリマー材料にて予め
含浸された織物（プリプレグ）の少なくとも一つの層が
工具上に積層される。
次いで予め含浸された織物を硬化して複合材料を形成す
べく熱及び圧力が従来の態様にて与えられる。かかる工
具を使用して複合材料を成形する他の従来より公知の方
法が採用されてもよい。
上述の溶液にて被覆されフルオロエラストマにて含浸さ
れた織物よりなる工具は従来より使用されている接着剤
にて被覆された織物よりも優るものである。接着剤が被
覆された材料による。場合には、接着剤はポリアラミド
繊維織物の強化と両立せず、工具は早期に損傷していた
。これに対し複合材料部材を製造するためにフルオロエ
ラストマにて含浸された織物よりなる工具を使用する方
法は現在使用されている真空バッグ法に優る幾っがの利
点を有している。この工具は複数の熱サイクルに亙り安
定であり、従って再使用可能なものである。試験によれ
ば、従来の真空バッグによっては一つの部材しか製造す
ることができず、従って一度しか使用できないのに対し
、本発明の工具によれば少くとも５０個の部材を製造す
ることができることか解っている。工具が交換されなけ
ればならなくなる前に一つの工具により少なくとも１０
０個の部材を製造することができるものと考えられる。
他の一つの利点は、工具材料が従来のエポキシ樹脂中に
存在するアミン硬化剤により大きく攻撃されることがな
く、またフルオロエラストマ材料の機械的性質が時間と
共に低下することがないということである。また工具の
表面に僅かな損傷が与えられても、織物を含浸するため
に使用されたフルオロエラストマ溶液と同様のフルオロ
エラストマ溶液にて損傷した部分を被覆することにより
その損傷を修復することができる。このことにより工具
の寿命が増大される。更に本発明の工具は複合材料部材
の、内部細部構造体を正確に位置決めし、工具と接触す
る部材の表面が良好に郭定される。このことにより品質
の優れた部材が製造される。また細部構造体用のキャビ
ティの周りの強化か増大されることにより細部構造体か
厳密な公差にて位置決めされることを確保しつつ正確な
圧縮を行うことか可能になる。更に細部構造体が複合材
料上に層状に配置されるのではなく細部構造体用のキャ
ビティ内に配置されるので、製造時間が実質的に低減さ
れ、部品製造の良好な再現性が確保される。本発明の半
ば剛固なフルオロエラストマ工具材料を使用することに
より細部構造体を０．００４インチ（０，１０ｍｍ）の
公差にて位置決めすることかできることが判っている。
更に特殊な構造体、剥離する積層体、或いは接着剤が不
要であるので、必要とされる労力及び材料が低減され、
部材の生産性が増大される。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は一体的に成形された支柱及び支持体を含む完成
した物品を示す斜視図である。 第２図は細部構造体を受けるためのキャビティを含む一
つの典型的な半ば剛固なエラストマ工具を示す斜視図で
ある。 第３図は追加の強化部材を含む一つの典型的な細部構造
体用キャビティを示す拡大部分断面図である。 第４図は互いに嵌合された完全な工具を示す斜視図であ
る。 第５図は可動梁が除去された状態にて互いに嵌合する工
具を示す斜視図である。 第６図は剛固な工具半体を示す斜視図である。 ］・・・機体セクション、２・・・半ば剛固なエラスト
マ工具、３・・・キャビティ、４・・・細部構造体、５
・・・強化されたプライ、６・・強化されていないプラ
イ。 ７・・・強化されたプライ、８・・・強化されていない
プライ、９・・・完全な工具、１０・・・剛固な工具半
体。 １１・・・半ば剛固な工具半体、１２・・・可動梁、１
３・・・メインフレーム、１４・・・アクチュエータ、
１５・・・シリンダ、１６・・アイボルト、１７・・位
置決めブロック、１８・・サブフレーム、］９・・・コ
ンタグリッド 特許出願人　　ユナイテッド・チクノロシーズ・（方　
式・自　発） 手続補正書 平成元年５月８日 １、事件の表示　昭和６３年特許願第３０５８４４号２
、発明の名称　複雑な複合材料物品を形成するための半
ば剛固な工具及び方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国コネチカット州、ハートフォ
ード、フィナンシャル・ブラザ　１ 名　称　　ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレイ
ンヨン４、代理人

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複雑な複合材料物品を形成するための半ば剛固な
    工具であって、物品と共に硬化すべく物品上に別に形成
    された細部構造体を正確に位置決めする半ば剛固な工具
    にして、前記物品の形状に実質的に適合する形状に形成
    されこれにより各細部構造体の周りにキャビティを郭定
    し各キャビティの周りに強化されたエラストマの少なく
    とも一つの追加の層を含むエラストマ層であって、前記
    追加の強化により前記細部構造体用のキャビティの周り
    の剛性が増大され処理中に於ける前記細部構造体の変位
    が阻止されるよう構成されたエラストマ層を含む半ば剛
    固な工具。
  2. （２）複雑な複合材料物品を形成するための半ば剛固な
    工具であって、物品と共に硬化すべく物品上に別に形成
    された細部構造体を正確に位置決めする半ば剛固な工具
    にして、強化されていないエラストマ層の間にサンドイ
    ッチ状に挾まれた強化されたエラストマ層であって、前
    記エラストマ層は前記物品の形状に実質的に適合する形
    状に形成され、これにより各細部構造体の周りにキャビ
    ティを郭定し、各キャビティの周りに強化された少なく
    とも一つの追加の層を含み、前記追加の強化により前記
    キャビティの周りの剛性が増大され、処理中に於ける前
    記細部構造体の変位が阻止されるよう構成されたエラス
    トマ層を含む半ば剛固な工具。
  3. （３）別に形成された構造体が正確に組込まれることを
    要する複雑な複合材料物品を成形するための方法にして
    、 前記物品の形状に実質的に適合する形状に形成され、こ
    れにより各細部構造体の周りにキャビティを郭定し、各
    キャビティの周りに強化されたエラストマの少なくとも
    一つの追加の層を含むエラストマ層よりなる半ば剛固な
    工具半体であって、前記追加の強化により前記キャビテ
    ィの周りの前記エラストマ層の剛性が増大され、これに
    より処理中に於ける前記細部構造体の変位が阻止される
    よう構成された半ば剛固な工具半体と、前記半ば剛固な
    工具半体と嵌合する形状に形成された剛固な工具半体と
    を含む工具を用意する工程と、前記剛固な工具半体上に
    複合材料を積層する工程と、 前記半ば剛固な工具の前記キャビティ内に別に形成され
    た細部構造体を挿入する工程と、 前記二つの工具半体を互いに嵌合させる工程と、前記複
    合材料を処理して最終物品を形成する工程と、 を含む方法。
  4. （４）別に形成された構造体が正確に組込まれることを
    要する複雑な複合材料物品を成形するための方法にして
    、 強化されていないエラストマ層の間にサンドイッチ状に
    挾まれた強化されたエラストマ層よりなり、前記エラス
    トマ層は前記物品の形状に実質的に適合する形状に形成
    され、これにより各細部構造体の周りにキャビティを郭
    定し、各キャビティの周りに強化されたエラストマの少
    なくとも一つの追加の層を含む半ば剛固な工具半体であ
    って、前記追加の強化により前記キャビティの周りの前
    記エラストマ層の剛性が増大され、これにより処理中に
    於ける前記細部構造体の変位が阻止されるよう構成され
    た半ば剛固な工具半体と、前記半ば剛固な工具半体と嵌
    合する形状に形成された剛固な工具半体とを含む工具を
    用意する工程と、前記剛固な工具半体上に複合材料を積
    層する工程と、 前記半ば剛固な工具の前記キャビティ内に別に形成され
    た細部構造体を挿入する工程と、 前記二つの工具半体を互いに嵌合させる工程と前記複合
    材料を処理して最終物品を形成する工程と、 を含む方法。
  5. （５）複合材料を成形する方法にして、可撓性を有する
    工具上に予め含浸された織物の少なくとも一つの層を配
    置する工程と、熱及び圧力を与えて前記少なくとも一つ
    の層を硬化させ、これにより複合材料を形成する工程と
    を含む方法にして、前記可撓性を有する工具は物品の形
    状に実質的に適合する形状に形成され、各細部構造体の
    周りにキャビティを郭定するエラストマ層にて形成され
    ており、前記工具は各キャビティの周りに配置された強
    化されたエラストマの少なくとも一つの追加の層を含み
    、前記追加の強化により前記細部構造体用のキャビティ
    の周りの前記エラストマ層の剛性が増大され、これによ
    り処理中に於ける前記細部構造体の変位が阻止されるよ
    う構成された可撓性を有する工具が使用されることを特
    徴とする方法。
JP63305844A 1987-12-03 1988-12-02 複雑な複合材料物品を形成するための半ば剛固な工具及び方法 Expired - Fee Related JP2673566B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12813487A 1987-12-03 1987-12-03
US128,134 1987-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01214412A true JPH01214412A (ja) 1989-08-28
JP2673566B2 JP2673566B2 (ja) 1997-11-05

Family

ID=22433819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63305844A Expired - Fee Related JP2673566B2 (ja) 1987-12-03 1988-12-02 複雑な複合材料物品を形成するための半ば剛固な工具及び方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0319449B1 (ja)
JP (1) JP2673566B2 (ja)
KR (1) KR0139217B1 (ja)
CA (1) CA1313491C (ja)
DE (1) DE3885717T2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009179001A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Kurashiki Kako Co Ltd 成形用中空部材
JP2009291999A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Fuji Heavy Ind Ltd 加圧成形パッド
JP2010510111A (ja) * 2006-11-20 2010-04-02 ザ・ボーイング・カンパニー 熱膨張ツーリングコールを使用してハット型に強化された複合部品を形成する装置及び方法
WO2012002355A1 (ja) * 2010-07-01 2012-01-05 三菱重工業株式会社 複合材成形型及びその製造方法
JP2014237243A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 三菱航空機株式会社 繊維強化プラスチック構造体の製造装置および製造方法
CN108995250A (zh) * 2018-06-21 2018-12-14 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种隔段式回转结构复合材料制件的rtm成型模具
US20220111604A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-14 The Boeing Company Placement and compaction of multiple objects via vacuum heads with floating end effectors

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2056330C (en) * 1990-12-19 2003-06-10 Alexander C. Dublinski Method of fabricating a complex part made of composite material
CA2056224A1 (en) * 1990-12-19 1992-06-20 Terry Martin Boustead Conformal composite molding
GB9828368D0 (en) 1998-12-22 1999-02-17 British Aerospace Forming reinforcing components
EP1031406A1 (en) * 1999-02-22 2000-08-30 British Aerospace Forming reinforcing components
US7849729B2 (en) 2006-12-22 2010-12-14 The Boeing Company Leak detection in vacuum bags
US8568551B2 (en) 2007-05-22 2013-10-29 The Boeing Company Pre-patterned layup kit and method of manufacture
US9770871B2 (en) 2007-05-22 2017-09-26 The Boeing Company Method and apparatus for layup placement
US8707766B2 (en) 2010-04-21 2014-04-29 The Boeing Company Leak detection in vacuum bags
US8936695B2 (en) 2007-07-28 2015-01-20 The Boeing Company Method for forming and applying composite layups having complex geometries
US8333864B2 (en) 2008-09-30 2012-12-18 The Boeing Company Compaction of prepreg plies on composite laminate structures
US8752293B2 (en) 2007-12-07 2014-06-17 The Boeing Company Method of fabricating structures using composite modules and structures made thereby
US8916010B2 (en) 2007-12-07 2014-12-23 The Boeing Company Composite manufacturing method
GB2456566B (en) 2008-01-18 2012-03-07 Gkn Aerospace Services Ltd A method of manufacturing a polymer matrix composite forming tool
EP2349691A1 (en) 2008-10-29 2011-08-03 Saab AB Hot drape forming by means of a stiffness controlled vacuum bag
CN102926577B (zh) * 2012-11-19 2015-01-21 北京玻钢院复合材料有限公司 一种可调节松紧的复合材料联接构件及制作方法与组装
FR3059933B1 (fr) * 2016-12-08 2020-03-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Bache a vide pour un procede d'infusion de materiaux composite comprenant un fluoroelastomere
US11390013B2 (en) * 2017-11-21 2022-07-19 General Electric Company Vacuum forming mold assembly and associated methods
FR3082142B1 (fr) * 2018-06-11 2021-10-08 Commissariat Energie Atomique Bache a vide bicouche pour un procede d'infusion de materiaux composite
CN109130248A (zh) * 2018-07-23 2019-01-04 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种多腔体薄壁结构复合材料rtm成型制备方法
CN114103162B (zh) * 2021-11-12 2024-03-01 中国人民解放军国防科技大学 两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US453759A (en) * 1891-06-09 Pruit paring machine
US2749266A (en) * 1953-05-21 1956-06-05 Gen Tire & Rubber Co Method of making reinforced glass fiber articles
FR1215435A (fr) * 1957-12-06 1960-04-19 Union Carbide Corp Articles composites en matière plastique et fibres métalliques
FR1418114A (fr) * 1964-09-16 1965-11-19 Rhone Poulenc Sa Perfectionnement aux moules en élastomère silicone
US3989790A (en) * 1974-03-22 1976-11-02 Sws Silicones Corporation Method for preparing silicone rubber molds
US4009067A (en) * 1975-07-07 1977-02-22 Rogers Charles W Process of fabricating composite structural members
US4622091A (en) * 1984-11-29 1986-11-11 The Boeing Company Resin film infusion process and apparatus
US4608220A (en) * 1984-12-20 1986-08-26 The Boeing Company Method of forming composite material articles

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010510111A (ja) * 2006-11-20 2010-04-02 ザ・ボーイング・カンパニー 熱膨張ツーリングコールを使用してハット型に強化された複合部品を形成する装置及び方法
JP2009179001A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Kurashiki Kako Co Ltd 成形用中空部材
JP2009291999A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Fuji Heavy Ind Ltd 加圧成形パッド
WO2012002355A1 (ja) * 2010-07-01 2012-01-05 三菱重工業株式会社 複合材成形型及びその製造方法
JP2014237243A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 三菱航空機株式会社 繊維強化プラスチック構造体の製造装置および製造方法
CN108995250A (zh) * 2018-06-21 2018-12-14 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种隔段式回转结构复合材料制件的rtm成型模具
US20220111604A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-14 The Boeing Company Placement and compaction of multiple objects via vacuum heads with floating end effectors
US11904558B2 (en) * 2020-10-09 2024-02-20 The Boeing Company Placement and compaction of multiple objects via vacuum heads with floating end effectors

Also Published As

Publication number Publication date
KR890009582A (ko) 1989-08-02
JP2673566B2 (ja) 1997-11-05
EP0319449A2 (en) 1989-06-07
DE3885717D1 (de) 1993-12-23
EP0319449A3 (en) 1990-10-10
EP0319449B1 (en) 1993-11-18
DE3885717T2 (de) 1994-03-31
CA1313491C (en) 1993-02-09
KR0139217B1 (ko) 1998-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01214412A (ja) 複雑な複合材料物品を形成するための半ば剛固な工具及び方法
US5071338A (en) Tool for forming complex composite articles
US5217669A (en) Method for forming complex composite articles
US5688353A (en) Method of fabricating a low total density, stabilized ramped honeycomb core for high pressure co-cure composite molding
US6739861B2 (en) High pressure co-cure of lightweight core composite article utilizing a core having a plurality of protruding pins
US7479201B1 (en) Method for fabricating rib-stiffened composite structures
US5145621A (en) Crossover mold tool for consolidating composite material
EP1855871B1 (en) Low temperature, vacuum cure fabrication process for large, honeycomb core stiffened composite structures
EP2886311B1 (en) Three-dimensional reuseable curing caul for use in curing integrated composite components and method of making the same
US5344515A (en) Method of making a pump housing
JPH10146898A (ja) 繊維強化複合材の成形方法
CA2245088C (en) Method for forming inner mold line tooling without a part model
KR20060126565A (ko) 탄소 발포체 복합물 금형 및 이를 사용하기 위한 방법
US20070222122A1 (en) Brightened composite sheel and method for making the same
JP2000179448A (ja) 風力発電装置及びその製造方法
JP6667055B2 (ja) 複合材料成形物製造用成形型および複合材料成形物の製造方法
Musch et al. Tooling with reinforced elastomeric materials
EP0486517A1 (en) Low energy cured composite repair system
EP0318415A2 (en) Method for making a flexible fluoroelastomer reinforced with a polyaramide fibre, and its use as tooling material
JP4052381B2 (ja) 樹脂コート成形法
US11277909B2 (en) Three-dimensional circuit assembly with composite bonded encapsulation
JPS62135349A (ja) 繊維強化プラスチツクの製造方法
JP2004058610A (ja) セミ含浸プリプレグ及び当該プリプレグを用いた成形方法
IL119236A (en) High pressure hardening design process to create a composite product

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees