KR101422653B1

KR101422653B1 - 복합 구조물 응용을 위한 하이브리드 3차원 직조/적층스트럿

Info

Publication number: KR101422653B1
Application number: KR1020087014520A
Authority: KR
Inventors: 조나단 고어링
Original assignee: 알바니 엔지니어드 콤포짓스, 인크.
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2014-07-30
Also published as: BR122016030994B1; CA2866029C; NO20082769L; KR20080076954A; JP5650769B2; JP2009516091A; USRE45977E1; CN101310053B; RU2008119094A; JP5429779B2; CA2629546C; AU2006317054A1; US7655581B2; EP1948856B1; TWI361234B; EP1948856A1; CA2629546A1; BRPI0618526B1; WO2007061586A1; ES2398286T3

Abstract

다수의 직조 층들을 갖는 중앙부를 포함하는 복합 구조물을 보강하기 위해 사용되는 직조 예비성형체가 개시되어 있다. 직조 예비성형체는 중앙부에 있는 다수의 교직층들과 일체로 직조되고 직조 예비성형체의 전체 길이를 따라서 연장되는 다수의 독립적인 직조층들을 갖는 제 1 단부와 제 2 단부를 또한 포함한다. 제 1 및 제 2 단부에 있는 다수의 독립적인 직조 층들 사이에는 바이어스 가닥들이 산재해 있다.

직조, 예비성형체, 바이어스 가닥, 컬럼부, 러그, 복합 구조물, 경사, 위사, 날실, 씨실, 모재

Description

복합 구조물 응용을 위한 하이브리드 3차원 직조/적층 스트럿{HYBRID THREE-DIMENSIONAL WOVEN/LAMINATED STRUCTURE FOR COMPOSITE STRUCTURAL APPLICATIONS}

본 발명은 일단부 혹은 2개 단부에서 준등방성 또는 다방향 보강재를 가지며 모든 다른 영역에서는 대략적으로 단방향 보강재를 갖는 보강된 복합 구조물을 위한 3차원 직조 예비성형체의 기하학적 구성에 관한 것이다.

구조적인 부품들을 생산하기 위해서 보강된 복합재료를 사용하는 것은 현재 널리 보급되어 있으며, 특히 경량성, 강성, 인성, 열적 저항성, 자체 지지능력 및 형성되고 형상화되는 것에 대한 적응성과 같은 원하는 특성들이 필요한 응용분야에 널리 알려져 있다. 몇몇 부품들은 예를 들어 경주용 보트와 자동차와 같은 오락용, 항공학, 항공우주, 위성분야 및 배터리 산업분야에서 그리고 셀 수 없이 많은 다른 응용분야에서 사용된다. 3차원 직물은 일반적으로 모든 방향을 지향하는 섬유들로 구성되는데, 이때 각각의 섬유는 다른 섬유들에 대하여 수직한 방향, 즉 X, Y 및 Z 축 방향을 따라서 연장된다.

통상적으로, 그러한 직물들로부터 형성된 부품들은 모재에 삽입된 보강재료로 구성된다. 보강 부품은 유리, 탄소, 세라믹, 아라미드(즉, "KEVLAR®"), 폴리에틸렌, 및/또는 원하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 성질들, 그 중에서도 응 력 실패에 대해 큰 저항성을 나타내는 다른 재료들과 같은 재료들로부터 제조된다. 궁극적으로 완벽한 성분의 구성 요소가 되는 그러한 보강재료의 사용을 통해서, 매우 높은 강도와 같은 보강 재료의 원하는 특성들이 완성된 복합 부품에 부여된다. 구성 보강 재료는 통상적으로 짜거나, 뜨거나 혹은 보강 예비성형체를 위한 원하는 구성 및 형상을 갖도록 특정방위에 맞춘다. 일반적으로, 특별히 주목하는 것은 선택될 구성 보강 재료의 특성들에 대한 최적 이용을 보장하는 것이다. 일반적으로, 그러한 보강 예비성형체는 원하는 최종 부품을 형성하거나 혹은 최종 부품의 궁극적인 제조를 위한 작업 원료를 만들어 내도록 모재와 결합한다.

원하는 보강 예비성형체가 구성된 후에, 모재가 도입되어 예비성형체와 결합되고, 따라서 보강 예비성형체는 모재에 싸이고 모재는 보강 예비성형체의 구성 요소들 사이에 있는 틈새 영역을 채운다. 모재는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에스테르, 세라믹, 탄소 및/또는 원하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들을 또한 나타내는 다른 재료와 같은 여러 가지 재료들이 될 수 있다. 모재로서 사용하도록 선택된 재료들은 보강 예비성형체와 동일하거나 동일하지 않으며, 비교 가능한 물리적, 화학적, 열적 혹은 다른 특성들을 갖거나 갖지 못할 것이다. 그러나, 하나의 구성 재료만을 단독으로 사용해서는 달성할 수 없는 최종 제품에서의 특성들의 조합을 달성하도록 제 1 위치에서 복합체를 사용하기 때문에, 통상적으로 이 재료들은 동일한 재료로 이루어지지 않거나 혹은 보강 예비성형체로서 물리적, 화학적, 열적 혹은 다른 특성들을 가지지 않게 될 것이다.

결합하는 경우에, 보강 예비성형체와 모재는 열경화 혹은 다른 공지된 방법 에 의해서 동일한 방식으로 경화 및 안정화되고, 원하는 성분을 생성하는 다른 방식을 경험하게 된다. 경화된 후에 모재의 고화된 매스가 보강재료(즉, 보강 예비성형체)에 매우 강하게 부착되는 것에 주목해야 한다. 그 결과, 특히 섬유들 사이의 접착제로서 작용하는 모재를 거쳐서 최종 제품에 가해지는 응력은 보강 예비성형체의 구성 재료에 의해서 효과적으로 전달되거나 생성된다.

통상적으로, 간단한 2차원 직조 직물이나 단방향 섬유들은 재료 공급자에 의해서 생산되어 패턴들을 절단하는 고객에게 보내지고 최종 파트에서 층간 적층된다. 가장 단순한 직조 재료들은 평평하고 실질적으로 단지 두 방향으로만 섬유들을 갖는 2차원 구조물이다. 이들은 서로에 대하여 수직한 2개 세트의 실들을 섞어 짜는 것에 의해서 형성된다. 2차원 직조에 있어서, 0°실들은 경사 섬유로 부르고, 90°실들은 씨실 혹은 충진 섬유나 실로 부른다. 수지 이송 성형을 위해서, 일련의 직조 직물들이 몰드 내에 위치하여 수지로 사출되는 건조 적층을 형성하도록 결합될 수 있다. 이 직물들은 "절단 및 바느질(cut and sew)" 기술을 사용하여 예비 성형되거나 혹은 열적으로 형성되거나 수지 바인더를 사용하여 "시침질(tacked)" 할 수 있다.

그러나 2차원 직조 구조물은 한계를 갖는다. 예비 성형의 단계는 적층시에 많은 노동력을 요구한다. 2차원 직조 구조물은 0°와 90°와는 다른 각도, 특히 섬유 축으로부터 멀어지는 각도를 따라서 강해지지 않거나 신축성에 저항하게 된다. 이러한 한계를 줄이기 위한 한가지 방법은 바이어스 섬유들(bias fibers)을 직조에 추가하는 것이며, 섬유들은 충진 섬유들의 축에 대하여 중간 각도, 바람직하게는 ±45°각도로 직물을 가로질러서 절단된다.

간단한 직조 예비 성형체는 단일 층이다. 이것은 재료의 가능한 강도를 제한한다. 한가지 가능한 해법은 섬유 크기를 증가시키는 것이다. 다른 해법은 다수 층 혹은 가닥들을 이용하는 것이다. 다중 층을 사용하는 추가적인 이점은 다른 층들의 날실과 씨실 축들이 서로 다른 방향을 갖도록 몇 개의 층들이 특정 방위에 맞추어지고, 이에 의해서 앞서 설명한 바이어스 섬유들과 같이 작용하는 것이다. 이 층들은 수지와 함께 적층한 단일 층들의 더미이면, 층간 분리가 발생하는 문제점이 있다. 만일 층들이 함께 바느질되면, 많은 직조 섬유들이 바느질 과정 중에 손상되어 전체 인장 강도가 약해진다. 또한, 다층 더미들의 적층과 바느질을 위해서, 수동식 적층 작업이 층들을 정렬하는데 필요하다. 이와는 달리, 층들은 직조 공정의 일부로서 섞어 짜인다. 직물, 특히 일체형 바이어스 섬유들의 다중 교직 층들을 생성하는 것은 어려운 문제이다.

구조적인 성분들을 생성하기 위해서 복합 재료들이 사용되는 하나의 예는 스트럿과 브레이스(braces)의 제조이다. 스트럿과 브레이스는 통상적으로 구조물의 각 단부상에서 러그들을 갖는 중앙 컬럼(column)을 포함한다. 이러한 러그들은 수(male) 혹은 암(female)(U링크) 구성을 가질 수 있으며, 보강하기 위하여 스트럿이나 브레이스를 구조물에 부착시키도록 사용될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 복합 구조물의 강도를 증가시키기 위해서, 다중 층들 혹은 다중 가닥들이 러그들 및 스트럿과 브레이스의 컬럼부에 대하여 사용된다. 비록 다층 층들을 사용하는 것이 바람직할지라도, 개별적인 층들이 0°와 90°방향으로 보강을 제공하도록 배향 될 수 있을 뿐만 아니라 ±45°방향과 같은 추가적인 방향으로 보강을 제공하도록 배향될 수 있기 때문에, 수지와 함께 박판화되는 경우, 층들의 층간 분리가 문제가 된다. 이와는 달리, 만일 층들이 함께 바느질되면, 앞서 설명한 바와 같이, 많은 직조 섬유들이 바느질 과정 중에 손상되고 최종 구조물의 전체 인장 강도가 약해진다. 적층된 러그의 많은 예들이 존재하며, 몇몇은 혼성 재료들(즉, 교대하는 탄소와 티타늄 가닥들)을 사용하지만, 박판화된 러그들은 3차원 직조 컬럼과 결합하지 않는다. 고도로 적재된 구조물에 대한 적층 복합 러그들의 생존가능성이 몇몇 정부 재정지원 프로그램에서 나타났다. 그러나, 출원인의 지식으로 판단할 때, 3차원 직조 예비성형체의 이용을 고려한 프로그램은 전무한 실정이다.

그러므로, 스트럿과 브레이스에서 사용하기 위한 것으로서 적층 러그 단부들이나 부분들을 가지며 모놀리식(monolithic) 3차원 직조 중앙 컬럼을 갖는 3차원 예비성형체가 바람직하다. 예비성형체의 중앙부에서 3차원 구성을 사용하는 장점은 두꺼운 복합물에 필요한 가닥들을 절단하여 함께 합치는데 필요한 노동력을 줄일 수 있으며 종래의 적층 복합물 보다 양호한 손상 허용오차를 제공한다는 것이다. 단부들에서 독립적인 층들의 장점은 라미네이트가 특별한 성질을 갖도록 맞추어질 수 있다는 것이다.

따라서, 독립적인 직조 층들로 이루어진 적층 러그 단부들과 일체로 짜여진 3차원 중앙부를 갖는 직조 예비성형체의 필요성이 존재한다.

그러므로, 본 발명의 주 목적은 교직 컬럼부와 복합 구조물에 사용하기 위하여 러그 단부들에서 개별적으로 짜여진 직물들의 더미를 갖는 3차원 직조 예비성형체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 일단부 혹은 2개 단부 상에서 준등방성 또는 다방향 보강을 가지며 모든 다른 영역에서는 거의 단방향 보강을 갖는 두꺼운 보강 복합 구조물을 위한 직조 예비성형체를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 큰 집중 부하를 운반하도록 사용될 수 있는 복합 구조물을 제공하는 것이다.

이러한 목적과 다른 목적 및 장점들은 본 발명에 의해서 제공된다. 이러한 점에서, 본 발명은 보강 구조물을 보강하도록 사용된 직조 예비성형체 및 그 예비성형체의 제조방법에 관한 것이다. 직조 예비성형체는 함께 직조한 다수의 층들을 갖는 중앙부를 포함한다. 예비성형체는 중앙부에서 다수의 교직 층들과 일체로 직조되고 예비성형체의 전체 길이를 따라서 연장된 다수의 독립적으로 직조한 층들을 갖는 일측의 단부로서의 제 1 단부를 포함한다. 예비성형체는 중앙부에서 다수의 교직 층들과 일체로 직조되고 예비성형체의 전체 길이를 따라서 연장된 다수의 독립적으로 직조한 층들을 갖는 타측의 단부로서의 제 2 단부를 또한 포함한다. 제 1 단부와 제 2 단부에서 다수의 독립적으로 직조한 층들 사이에서 산재한 바이어스 가닥들이 존재한다. 바이어스 가닥들에 대한 제 1 단부와 제 2 단부에서 독립적으로 직조한 층들 사이에 간격을 제공하기 위해서, 경사 섬유들이나 날실들의 층들이 예비성형체 외부로 직조된다. 또한, 단일 러그 단부와 컬럼부 단부를 갖는 직조 예비성형체는 실시 예들 중 어느 것에 따라서 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 양태는 여기에서 설명하는 직조 예비성형체를 사용하여 구성된 3차원 보강된 복합 구조물에 관한 것이다. 보강된 복합 구조물은 중앙부를 포함하는데, 이는 단방향 보강재를 가지며, 준등방성으로 혹은 다중 방향으로 보강된 제 1 및 제 2 단부를 갖는다. 보강된 복합 구조물은 일 단부에서 컬럼부를 가지며 타단부에서는 러그부를 갖도록 구성될 것이다.

본 발명을 특징짓는 다양한 신규한 특징들은 본 명세서의 일부를 형성하며 본 명세서에 부속된 특허청구범위에서 특별하게 지적된다. 본 발명의 보다 양호한 이해를 돕기 위하여, 작동상의 장점과 그것의 사용에 의해서 달성되는 특정 목적들은 첨부 도면들을 참조하여 설명되는데, 이때 본 발명의 바람직한 실시 예들은 첨부 도면들을 통해서 설명되고, 첨부도면에서 대응하는 부품들은 동일한 참조부호로서 구별된다.

다음의 상세한 설명은 예로서 주어진 것으로서 본 발명을 단지 이것으로만 제한하도록 의도된 것이 아니며, 첨부도면들을 참조하여 양호하게 이해될 수 있으며, 참조부호들은 유사한 요소들과 부분들을 나타낸다, 첨부도면에서:

도 1은 수(male) 구성을 갖는 러그 단부들을 구비한 컬럼부를 갖춘 복합 구조물의 평면도;

도 2는 암(female) 구성 혹은 U링크 구성을 갖는 러그 단부들을 구비한 컬럼부를 갖춘 복합 구조물의 평면도;

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라서 구성된 예비성형체의 평면도;

도 4A는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 구성된 대칭적인 구성의 러그 단부들을 갖는 예비성형체의 평면도;

도 4B는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 구성된 대칭적인 구성의 러그 단부들을 갖는 예비성형체의 평면도;

도 4C는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 구성된 비대칭적인 구성의 러그 단부들을 갖는 예비성형체의 평면도;

도 4D는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 구성된 비대칭적인 구성의 러그 단부들을 갖는 예비성형체의 평면도;

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 구성된 예비성형체의 평면도;

본 발명은 첨부도면들을 참조하여 하기에서 더욱 상세하게 설명될 것이며, 본 발명의 바람직한 실시 예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 형태로 구체화될 수 있고, 여기에서 발표한 실시 예들로서 제한되지는 않는다. 이렇게 설명한 실시 예들은 완전히 그리고 완벽하게 설명될 것이며, 본 발명의 영역은 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 완전하게 이해될 것이다.

다음의 설명에 있어서, 유사한 참조 부호들은 도면들을 통해서 유사하거나 대응하는 부분들을 나타낸다. 또한, 다음의 명세서에 있어서, 용어 "상부", "하부", "상측"과 "하측" 및 그와 유사한 용어들은 편의를 위해서 사용된 것으로서 본 발명은 이러한 용어들로서 제한되지는 않는다.

본 발명은 하나 혹은 두 단부들 상에서 준등방성 혹은 다방향 보강재를 가지 며 모든 다른 영역에서 거의 단방향 보강재를 갖는 복합 구조물에 대한 예비성형체 개념이다. 이 구성은 스트럿과 브레이스와 같은 큰 집중 부하들을 운반하는 구조물들에 대하여 바람직하다. 준등방성 혹은 다방향성 보강 단부들은 양호한 베어링 특성 및 보다 균형 잡힌 텐션, 압축 및 전단 강도를 제공하며, 구조물의 러그 단부들에 대하여 양호한 선택을 하게 한다. 이러한 러그 단부들은 수 혹은 암(U링크) 구성을 가질 수 있다. 단방향부는 높은 축방향 강성을 제공하는데, 이는 컬럼이 구부러지거나 심하게 손상되는 것을 양호하게 방지하며, 스트럿이나 브레이스의 주 컬럼에 대하여 양호한 선택을 하게 한다. 도 1을 참조하면, 러그 단부들(4)을 갖는 스트럿이나 브레이스(2)와 3차원 주 컬럼부(6)가 도시되어 있다. 도 1에서 러그 단부들(4)은 수 구성을 갖는다. 도 2는 3차원 주 컬럼부(10)와 암 구성 혹은 U링크 구성을 갖는 러그 단부들(12)을 갖는 스트럿이나 브레이스(8)를 나타낸 도면이다.

예비성형체의 중앙부에서 3차원 구성을 사용하는 장점은 두꺼운 복합물에 필요한 가닥들을 절단하고 함께 합치는데 필요한 노동력을 줄일 수 있으며, 종래의 박판화된 복합물 보다 양호한 손상 허용오차를 제공한다. 구조물의 단부들에서 독립적인 층들의 장점은 라미네이트가 특별한 성질을 갖도록 맞추어질 수 있다는 것이다. 상기한 바와 같이, 러그 단부들은 준등방성 혹은 다방향성으로 보강되는 것으로 고려되지만, 이들은 소정의 라미네이트 구성으로 실행될 수도 있다.

본 예비성형체는 다수의 층들과 동일한 수의 독립적인 바이어스 층들로 이루어진 3차원 직조부로 구성된다. 3차원 직조 조각의 중앙부나 컬럼부에 있어서, 모든 층들은 교직되거나 일체로 직조되어 직조 재료의 모놀리식 블록을 함께 형성하 게 된다. 이러한 부분에 사용된 섬유 아키텍처는, 하기의 예로서 제한되지는 않지만, 층간 두께, 각도 맞물림 혹은 직교의 아키텍처를 포함하여 두꺼운 예비성형체에 대하여 종래의 패턴을 이룰 수 있다. 이러한 구조물의 단부에서, 개별적인 층들은 구조물의 길이를 따라서 0°방향과 90°방향으로 보강재를 구비한 직물의 더미를 형성하도록 서로 독립적으로 직조된다. ±45°방향과 같이 0°/90°방향에 추가적인 방향으로 보강을 제공하도록 별도로 구성된 바이어스 층들이나 가닥들은, 보다 전통적인 라미네이트를 형성하도록 0°/90°직물들의 층들 사이에서 산재한다. 바이어스 층들이나 가닥들은 경사 섬유와 위사 섬유를 사용하여 직조되거나, 혹은 비직조되거나, 짜여지거나 혹은 MD 또는 CD 섬유들 혹은 실의 어레이가 될 수 있다. 다음의 도면에 있어서, 날실 방향은 0°혹은 구조물의 길이를 따르거나 혹은 화살표 100으로 나타낸다.

중앙 혹은 컬럼부를 구비한 예비성형체를 포함하는 모든 층들은 자카드 직기와 포획 셔틀을 사용하여 경사 섬유와 위사 섬유로 직조되고, 종래의 직조 기술이 층들을 직조하도록 사용될 수도 있다. 섬유나 실들은, 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 탄소, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 섬유유리, 솜, 유리, 세라믹, 아라미드("KEVLARR®") 및 폴리에틸렌과 같은 합성 혹은 천연재료가 될 수 있다. 복합된 직조 예비성형체는, 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에스테르, 세라믹, 탄소 및/또는 원하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들을 또한 나타내는 다른 재료와 같은 모재를 도입하고, 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 수지 이송 성형이나 화학 증기 침투와 같은 종래의 기술을 사용하여, 직조/적층 복합 구조물 내로 처리된다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 3은 중앙부(16)의 각 면에 위치된 2개의 얇은 수 러그 단부들(18)과 일체를 이루는 두꺼운 중앙부(16)를 갖는 구조물(14)의 세그멘트를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 두꺼운 중앙부(16)는 교직되거나 함께 직조한 다수의 직조 층들(20)로 구성된 모놀리식 3차원 직조 컬럼이다. 얇은 수 러그 단부(18)를 형성하기 위해서, 두꺼운 중앙 컬럼(16)으로부터 경사 섬유들의 층들이 컬럼(16)으로부터 얇은 러그 단부(18)로 테이퍼진 전이부(22)를 제공하도록 예비성형체 밖으로 직조된다.

일단 원하는 수의 경사 섬유 층들이 원하는 러그 두께로 컬럼을 하방향으로 테이퍼지도록 수행하여 예비성형체 외부로 직조되면, 경사 섬유들의 추가적인 층들이 바이어스 직물 가닥에 대하여 간격이나 공간을 제공하도록 얇은 러그 단부(18)에서 예비성형체 외부로 직조된다. 컬럼이나 중앙부(16)에서 다수의 층들(20)과 함께 일체로 직조되고 구조물의 길이를 따라서 연속적으로 연장되는 얇은 러그 단부(18)에 있는 나머지 경사 섬유들은, 서로 독립적으로 직조한 가닥들(24)의 개별적인 층들을 형성한다. 가닥들이나 직물들의 이러한 더미는 얇은 러그 단부(18)에 0°와 90°방향으로 보강을 제공한다. 0°/90°가닥들(24)이 서로 교직되지 않으므로, ±45°방향과 같은 추가방향으로 보강을 제공하는 바이어스 가닥(26)이 0°/90°가닥(24) 사이에 있는 간격 내에 산재되어 직물들의 더미를 형성하며, 모재가 적용되는 경우에, 얇은 러그 단부들(18)에 준-등방성 혹은 다방향성 보강을 제공한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 구조물은 두꺼운 컬럼(16)의 최외부 경사 섬 유들의 결과인 연속적인 표면 섬유(28)를 갖는다.

만일 그렇게 하는 것이 바람직하면, 중앙부(16)의 양측에서 2개의 얇은 러그 단부들(18)을 갖는 중앙부(16)를 구비하는 이 실시 예에 대한 앞서 설명한 구조물과는 달리, 단지 하나의 얇은 러그 단부(18)를 갖는 구조물이 개시된 실시 예에 따라서 구성될 것이다. 그러한 경우에 있어서, 구조물은 모놀리식 3차원 직조 중앙부(16)와 유사한 일단부 및 앞서 설명한 바와 같은 하나의 얇은 러그 단부(18)를 포함하게 될 것이다. 이러한 방식으로 구성된 구조물은 도 3에 도시한 것과 아주 유사하게될 것이다.

본 발명의 다른 실시 예가 도 4A 내지 도 4D에 도시되어 있는데, 이것은 구조물(30)의 모놀리식 3차원 직조 컬럼부(34)보다 두꺼운 2개의 러그 단부들을 포함하는 구조물(30)의 세그멘트를 나타낸다. 앞선 실시 예에서의 경우와 마찬가지로, 중앙 컬럼부(34)는 교직되거나 함께 직조하는 다수의 직조층(35)으로 구성된다. 그러나, 이러한 구성에 있어서, 두꺼운 러그 단부들(32)을 형성하기 위해서 컬럼부(34)로부터 경사 섬유들(36)을 직조할 필요가 없다. 대신에, 컬럼부(34)를 구성하도록 사용된 모든 경사 섬유들(36)이 두꺼운 러그 단부들(32)을 형성하기 위해서 사용된다. 그러나, 컬럼부(34)로부터 나오는 경사 섬유들(36)은 두꺼운 러그 단부들(32)에서 서로 교직되지 않는다. 이것은 바이어스 가닥들(38)이 두꺼운 러그 단부들(32)에서 경사 섬유들(40) 사이에 산재할 수 있게 하며, 이들은 0°/90°방향으로 보강을 제공하는 가닥들이다. 그러므로, 두꺼운 러그 단부들(32)은 0°/90°방향으로 배향된 가닥들이나 직물들 그리고 0°/90°방향과는 다른 방향으로 별도 로 구성된 가닥들, 예를 들면 ±45°방향으로 배향된 가닥들이나 직물들을 가지며, 모재가 적용되는 경우에, 준-등방성 혹은 다방향 보강을 갖는 적층 러그가 생성된다. 또한, 도 4A 내지 4D에 잘 도시된 바와 같이, 이 실시 예에 따라서 구성된 구조물들은 적층된 두꺼운 러그 단부(32)로부터 모놀리식 컬럼부(34)로 엇갈린 전이부(42)를 가지게 되고, 이에 의해서 한 부분으로부터 다른 부분으로의 개선된 하중 전달이 이루어진다.

도 4A 내지 4D에 잘 도시된 바와 같이, 바이어스 가닥들(38)의 길이와 위치선정은 그림에서 그림으로 변화한다. 도 4A와 4B는 대칭적인 구성을 갖는 러그 단부(32)를 나타낸다. 즉, 러그 단부(32)에서 바이어스 가닥들(38)의 길이와 위치선정은 중앙선이나 종축 A-A 주위로 대칭을 이룬다. 도 4A는 중앙선 A-A로부터 러그 단부(32)의 상부면(43)과 바닥면(45)을 따라서 이동함에 따라 연속적인 바이어스 가닥들(38)의 길이가 러그 단부(32)의 상부 절반부(39)와 하부 절반부(41)에서 증가하는 비대칭적 구성을 나타낸다.

도 4B는 중앙선 A-A로부터 러그 단부(32)의 상부면(43)과 바닥면(45) 쪽으로 이동함에 따라 연속적인 바이어스 가닥들(38)의 길이가 러그 단부(32)의 상부 절반부(39)와 하부 절반부(41)에서 감소하는 대칭적 구성을 나타낸다.

도 4C와 4D는 비대칭적인 구성을 갖는 러그 단부(32)를 나타낸다. 즉, 러그 단부(32)에서 연속적인 바이어스 가닥들(38)의 길이는 러그 단부(32)의 상부면(43)과 바닥면(45)을 따라서 이동함에 따라 단지 증가하거나 감소한다. 도 4C는 러그 단부(32)에서 연속적인 바이어스 가닥들(38)의 길이가 러그 단부(32)의 바닥면(45) 으로부터 상부면(43)으로 이동함에 따라 증가하는 비대칭적 구성을 나타낸다. 도 4D는 연속적인 바이어스 가닥들(38)의 길이가 러그 단부(32)의 바닥면(45)으로부터 상부면(43)으로 이동함에 따라 감소하는 비대칭적 구성을 비대칭적 러그 단부(32)가 갖는 것을 나타낸다.

만일 그렇게 하는 것이 바람직하면, 중앙부(16)의 양측에서 2개의 두꺼운 러그 단부들(18)을 갖는 중앙부(16)를 구비하는 이 실시 예에 대한 앞서 설명한 구조물과는 달리, 단지 하나의 두꺼운 러그 단부(18)를 갖는 구조물이 개시된 실시 예에 따라서 구성될 것이다. 그러한 경우에 있어서, 구조물은 모놀리식 3차원 직조 중앙부(34)와 유사한 일단부 및 앞서 설명한 바와 같은 하나의 두꺼운 러그 단부(32)를 포함하게 될 것이다. 이러한 방식으로 구성된 구조물은 도 4A~4D에 도시한 구조물과 아주 유사하게될 것이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 도 5는 2개의 암 러그들이나 U링크(48)를 갖는 모놀리식 3차원 직조 중앙 컬럼부(46)를 구비한 구조물(44)의 세그멘트를 나타낸다. 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 암 러그 단부들(48)은 중앙 컬럼부(46)와 일렬이나 동일선상을 이루지 않도록 중앙 컬럼부(46)에 대하여 일정 각도를 이룬다. 앞선 실시 예에서의 경우와 마찬가지로, 중앙 컬럼부(46)는 교직되거나 함께 직조하는 다수의 직조층(50)으로 구성된다. 암 러그 단부들이나 U링크(48)를 형성하기 위해서, U링크의 두 절반부들을 형성하도록 두갈래진 부분(52)으로 모놀리식 컬럼부(46)가 직조된다. U링크의 각각의 절반부의 제 1 부 혹은 각이진 부분(56)에서 0°/90°층들(54)은 계속해서 함께 교직된다.

바이어스 직물 가닥들(60)에 대하여 혹은 U링크의 단부(62)에 대하여 평행한 0°/90°각도 보강 층들(58) 사이에 간격을 제공하기 위해서, 경사 섬유들은 예비성형체의 각이진 부분(56)으로부터 외부로 직조된다. 중앙 컬럼부(46)와 각이진 부분(54)에서 다수의 층들(20)과 함께 일체로 직조되는 러그 단부(18)에 있는 나머지 경사 섬유들은, 서로 독립적으로 직조한 개별적인 층들을 형성하고, 0°와 90°방향으로 U링크(48)에 보강을 제공한다. 0°/90°층들(58)이 서로 교직되지 않으므로, 0°/90°방향과는 다른 방향, 예를 들면 ±45°방향으로 보강이 0°/90°가닥들(58) 사이에서 산재한 바이어스 가닥들(60)에 제공되는데, 이때 모재가 예비성형체에 추가될 때 준-등방성 혹은 다방향 보강을 제공하는 U링크에서 직물의 더미를 형성하게 된다.

만일 그렇게 하는 것이 바람직하면, 중앙부(46)의 양측에서 2개의 암 러그 단부들이나 U링크들(48)을 갖는 중앙부(46)를 구비하는 이 실시 예에 대한 앞서 설명한 구조물과는 달리, 단지 하나의 암 러그 단부(48)를 갖는 구조물이 개시된 실시 예에 따라서 구성될 것이다. 그러한 경우에 있어서, 구조물은 모놀리식 3차원 직조 중앙부(46)와 유사한 일단부 및 앞서 설명한 바와 같은 하나의 암 러그 단부나 U링크(48)를 포함하게 될 것이다. 이러한 방식으로 구성된 구조물은 도 5에 도시한 구조물과 아주 유사하게될 것이다.

위에서 언급한 모든 실시 예들에 있어서, 바이어스 가닥들이 러그 단부들에 삽입된 후에, 직조 예비성형체는 예비성형체의 마멸 저항성을 개선하기 위해서 유리 재료의 가닥과 땋을 수 있다.

해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 명백한 바와 같이, 위에서 언급한 구조물은 여기에서 발표한 것에 추가하여 많은 형태들을 가질 수 있다. 예를 들면, 구조물은 암 혹은 U링크 러그 구성을 갖는 두꺼운 모놀리식 3차원 직조 컬럼을 가질 수 있다. 구조물은 일단부에는 수 러그를 가지며 타단부에는 암 러그를 갖는 두꺼운 모놀리식 3차원 직조 컬럼을 가질 수 있다. 또한, 구조물은 각 단부에 암 러그들을 가지거나 일단부에는 수 러그를 가지며 타단부에는 암 러그를 갖는 얇은 모놀리식 3차원 직조 컬럼을 가질 수 있다. 끝으로, 모든 구성들은 주 컬럼부와 일렬 혹은 동일선상을 이루는 러그들; 주 컬럼부에 대하여 각이진 러그들을 가질 수 있거나, 혹은 하나의 러그는 주 부분과 동일선상을 이루고 하나의 러그는 주 부분에 대하여 각이질 수 있다. 비록 상기한 바와 같이 러그 단부들은 준등방성 혹은 다방향성으로 보강되는 것으로 고려되지만, 러그 단부들은 실제로 소정의 라미네이트 구성이 될 수 있다. 그러므로, 본 구조물에서, 예를 들면 스트럿이나 브레이스는 구조물의 특정한 필요성이나 원하는 용도를 기초하여 여러 가지 형태의 보강을 제공하기 위해서 다른 구성을 갖도록 설계될 수 있다.

비록 본 발명의 바람직한 실시 예와 변형 예들이 여기에서 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예와 변형 예들로서 한정되지는 않으며 다른 변형과 변화들이 첨부된 특허청구범위에서 한정된 바와 같은 본 발명의 사상 및 영역을 벗어남이 없이 해당 기술분야의 숙련된 당업자에 의해서 달성될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

복합 구조물을 보강하기 위해 사용되는 직조 예비성형체로서,

다수의 교직 층들을 갖는 중앙부;

상기 예비성형체의 일측 단부로서 상기 중앙부의 상기 다수의 교직 층들과 함께 일체로 직조되고 상기 예비 성형체의 전체 길이를 따라서 연장되는 다수의 독립적인 직조 층들을 갖는 제 1 단부; 그리고

상기 예비성형체의 타측 단부로서 상기 중앙부의 상기 다수의 교직 층들과 함께 일체로 직조되고 상기 예비 성형체의 전체 길이를 따라서 연장되는 다수의 독립적인 직조 층들을 갖는 제 2 단부; 그리고

상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부에 있는 상기 다수의 독립적인 직조 층들 사이에 산재된 바이어스 가닥들을 포함하는 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 직조 예비성형체의 전체 길이를 따라서 연장된 다수의 층들 및 상기 예비 성형체의 길이를 따라서 부분적으로 연장된 다수의 층들을 포함하는 직조 예비성형체.
제 2 항에 있어서, 상기 부분적으로 연장되는 층들은 상기 직조 예비성형체의 외부로 직조되는 경사 섬유들 혹은 날실들에 의해서 형성되고, 상기 중앙부로부터 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부로 전이부를 제공하는 직조 예비성형체.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부에서 상기 독립적인 직조 층들 사이에서 상기 바이어스 가닥들을 위한 간격들은 상기 직조 예비성형체의 외부로 직조된 경사 섬유들 혹은 날실들의 결과인 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단부는 수(male) 혹은 암(female) 구성을 갖는 러그인 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단부는 수 혹은 암 구성을 갖는 러그인 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단부는 상기 중앙부와 동일선상을 이루거나 상기 중앙부에 대하여 일정각도를 이루는 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단부는 상기 중앙부와 동일선상을 이루거나 상기 중앙부에 대하여 일정각도를 이루는 직조 예비성형체.
제 3 항에 있어서, 상기 중앙부와 상기 제 1 및 제 2 단부 사이의 상기 전이부는 매그럽게 테이퍼진 전이부 혹은 엇갈린 전이부인 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 중앙부의 단부에서 두 갈래진 직조 예비성형체.
제 10 항에 있어서, 상기 두 갈래진 단부는 암 러그 혹은 U링크의 2개 절반부들을 형성하는 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 제 1 및 상기 제 2 단부보다 두꺼운 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 제 1 및 상기 제 2 단부보다 얇은 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부는 경사 및 위사 섬유들 혹은 실들과 교직되는 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙부에 있는 상기 층들은 경사 및 위사 섬유들 혹은 실들과 교직된 직조 층들인 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙부는 가닥 대 가닥, 통과 두께, 직각과 일정각도의 맞물림으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 섬유 아키텍쳐(architecture)를 갖 는 직조 예비성형체.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 경사 및 위사 섬유들 혹은 실들은 탄소, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 유리섬유, 솜, 유리, 세라믹, 아라미드 및 폴리에틸렌으로 이루어진 합성재료 혹은 천연재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 직조 예비성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 직조 예비성형체는 유리의 가닥으로 땋은 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하도록 사용된 직조 예비성형체의 제조방법으로서,

모놀리식(monolithic) 중앙부를 형성하도록 다수의 층들을 함께 직조하는 단계;

상기 예비성형체의 일측단부인 제 1 단부를 형성하도록 다수의 독립적인 층들을 직조하는 단계로서, 이때 상기 다수의 독립적인 층들은 상기 중앙부에서 상기 다수의 층들과 일체로 직조되는, 단계;

상기 예비성형체의 타측단부인 제 2 단부를 형성하도록 다수의 독립적인 층들을 직조하는 단계로서, 이때 상기 다수의 독립적인 층들은 상기 중앙부에서 상기 다수의 층들과 일체로 직조되는, 단계; 그리고

상기 제 1 및 상기 제 2 단부에서 상기 다수의 독립적인 직조 층들 사이에 바이어스 가닥들을 산재시키는 단계;를 포함하는 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 중앙부로부터 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부로 전이부를 제공하기 위해서 상기 직조 예비성형체의 외부로 경사 섬유들이나 날실들을 직조하는 단계를 더 포함하는 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부에 독립적인 직조층을 형성하여 상기 바이어스 가닥들에 대하여 상기 독립적인 직조층들 사이에 간격을 제공하도록 상기 직조 예비성형체의 외부로 경사 섬유들이나 날실들을 직조하는 단계를 더 포함하는 직조 예비성형체의 제조방법,
제 19 항에 있어서, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부는 수 혹은 암 구성을 갖는 러그인 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 2 단부는 수 혹은 암 구성을 갖는 러그인 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 1 단부는 상기 중앙부와 동일선상에 있거나 혹은 상기 중앙부에 대하여 각이진 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 2 단부는 상기 제 1 단부는 상기 중앙부와 동일선상에 있거나 혹은 상기 중앙부에 대하여 각이진 직조 예비성형체의 제조방법.
제 20 항에 있어서, 상기 중앙부와 상기 제 1 및 제 2 단부 사이의 상기 전이부는 매그럽게 테이퍼진 전이부 혹은 엇갈린 전이부인 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 중앙부의 단부에 두 갈래진 부분을 갖도록 직조된 직조 예비성형체의 제조방법.
제 27 항에 있어서, 상기 두 갈래진 단부는 암 러그나 U링크의 2개의 절반부들을 형성하는 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 제 1 및 상기 제 2 단부보다 두꺼운 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 제 1 및 상기 제 2 단부보다 얇은 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 중앙부, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부는 경사 섬유 및 위사 섬유 혹은 실들과 교직되는 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 중앙부는 가닥 대 가닥, 통과 두께, 직각과 일정각도의 맞물림으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 섬유 아키텍쳐로 직조되는 직조 예비성형체의 제조방법.
제 31 항에 있어서, 상기 경사 섬유와 위사 섬유들 혹은 날실과 씨실들은 탄소, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 유리섬유, 솜, 유리, 세라믹, 아라미드 및 폴리에틸렌으로 이루어진 합성재료 혹은 천연재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 직조 예비성형체의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 직조 예비성형체는 유리의 가닥으로 땋은 직조 예비성형체의 제조방법.
보강된 3차원 복합 구조물로서,

직조 예비성형체를 포함하고;

다수의 교직층들을 갖는 중앙부;

상기 예비 성형체의 일측단부로서 상기 중앙부의 상기 다수의 교직 층들과 함께 일체로 직조되고 상기 예비 성형체의 전체 길이를 따라서 연장되는 다수의 독립적인 직조 층들을 갖는 제 1 단부; 그리고

상기 예비 성형체의 타측단부로서 상기 중앙부의 상기 다수의 교직 층들과 함께 일체로 직조되고 상기 예비 성형체의 전체 길이를 따라서 연장되는 다수의 독립적인 직조 층들을 갖는 제 2 단부; 그리고

상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부에 있는 다수의 독립적인 직조 층들 사이에 산재된 바이어스 가닥들; 그리고

모재;를 포함하는 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 직조 예비성형체의 전체 길이를 따라서 연장된 다수의 층들 및 상기 예비 성형체의 길이를 따라서 부분적으로 연장된 다수의 층들을 포함하는 3차원 복합 구조물.
제 36 항에 있어서, 상기 부분적으로 연장되는 층들은 상기 직조 예비성형체의 외부로 직조되는 경사 섬유들 혹은 날실들에 의해서 형성되고, 상기 중앙부로부터 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부로 전이부를 제공하는 3차원 복합 구조물.
제 36 항에 있어서, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부에서 상기 독립적인 직조 층들 사이에서 상기 바이어스 가닥들을 위한 간격들은 상기 직조 예비성형체의 외부로 직조된 경사 섬유들 혹은 날실들의 결과인 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 제 1 단부는 수 혹은 암 구성을 갖는 러그인 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 제 2 단부는 수 혹은 암 구성을 갖는 러그인 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 제 1 단부는 상기 중앙부와 동일선상을 이루거나 상기 중앙부에 대하여 일정각도를 이루는 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 제 2 단부는 상기 중앙부와 동일선상을 이루거나 상기 중앙부에 대하여 일정각도를 이루는 3차원 복합 구조물.
제 37 항에 있어서, 상기 중앙부와 상기 제 1 및 제 2 단부 사이의 상기 전이부는 매그럽게 테이퍼진 전이부 혹은 엇갈린 전이부인 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 중앙부의 단부에서 두 갈래진 3차원 복합 구조물.
제 44 항에 있어서, 상기 두 갈래진 단부는 암 러그 혹은 U링크의 2개 절반부들을 형성하는 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 제 1 및 상기 제 2 단부보다 두꺼운 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 중앙부는 상기 제 1 및 상기 제 2 단부보다 얇은 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 중앙부는 단방향으로 보강된 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 단부는 준-등방성 혹은 다방향성으로 보강된 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부는 경사 섬유 및 위사 섬유 혹은 날실 및 씨실과 교직되는 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 중앙부에 있는 상기 층들은 경사 섬유 및 위사 섬유 혹은 날실 및 씨실과 교직되는 직조 층들인 3차원 복합 구조물.
제 35 항에 있어서, 상기 직조 중앙부는 가닥 대 가닥, 통과 두께, 직각과 일정각도의 맞물림으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 섬유 아키텍쳐를 갖는 3차원 복합 구조물.
제 50 항 또는 제 51 항에 있어서, 상기 경사 섬유 및 위사 섬유 혹은 날실 및 씨실들은 탄소, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 유리섬유, 솜, 유리, 세라믹, 아라미드 및 폴리에틸렌으로 이루어진 합성재료 혹은 천연재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 3차원 복합 구조물.
제 36 항에 있어서, 상기 복합 구조물은 수지 이송 성형 및 화학증기 여과로 이루어진 그룹으로부터 선택된 공정으로부터 형성되는 3차원 복합 구조물.
제 54 항에 있어서, 상기 모재는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에스테르, 세라믹 및 탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 3차원 복합 구조물.
복합 구조물을 보강하기 위해 사용되는 직조 예비성형체로서,

다수의 교직 층들을 갖는 컬럼부; 그리고

상기 컬럼부에서 상기 다수의 교직 층들과 함께 일체로 직조되고 상기 예비 성형체의 전체 길이를 따라서 연장되는 다수의 독립적인 직조 층들을 갖는 러그 단부; 그리고

상기 러그 단부에 있는 상기 다수의 독립적인 직조 층들 사이에 산재된 바이어스 가닥들을 포함하는 직조 예비성형체.
제 56 항에 있어서, 상기 러그 단부는 수 혹은 암 구성을 갖는 러그인 직조 예비성형체.
제 56 항에 있어서, 상기 러그 단부는 상기 컬럼부와 동일선상을 이루거나 상기 컬럼부에 대하여 일정각도를 이루는 직조 예비성형체.
제 56 항에 있어서, 상기 컬럼부는 상기 러그 단부보다 두꺼운 직조 예비성형체.
제 56 항에 있어서, 상기 컬럼부는 상기 러그 단부보다 얇은 직조 예비성형체.
제 56 항에 있어서, 모재를 더 포함하는 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하기 위해 사용되는 직조 예비성형체로서,

다수의 위사 섬유들이 다수의 경사 섬유들과 교직하는 3차원 중앙부;

제 1 단부;와

제 2 단부;

상기 중앙부는 상기 예비성형체의 외부면 상에 하나 이상의 경사 섬유들을 포함하고,

상기 경사 섬유들은 상기 예비성형체의 전체 길이를 따라 연장하며;

상기 직조 예비성형체의 전체 길이에 따라 연장하는 하나 이상의 경사 섬유들과 상기 직조 예비체의 외부로 직조되고 상기 중앙부로부터 상기 제 1 단부와 제 2 단부 중 적어도 하나로의 전이부를 제공하는 다수의 경사 섬유들을 포함하는 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하도록 사용된 직조 예비성형체의 제조방법으로서,

3차원 중앙부를 형성하기 위하여 다수의 위사 섬유와 다수의 경사 섬유들을 직조하는 단계;

3차원의 제 1 단부를 형성하기 위하여 다수의 위사 섬유들과 다수의 경사 섬유들을 직조하는 단계;

3차원의 제 2 단부를 형성하기 위하여 다수의 위사 섬유들을 다수의 경사 섬유들에 직조하는 단계;

상기 중앙부는 상기 예비성형체의 전체길이를 따라 연장하기 위하여 상기 예비성형체의 외부면 상에서 직조되는 하나 이상의 경사 섬유를 포함하고;

상기 직조 예비성형체의 전체 길이를 따라 연장하는 하나 이상의 경사 섬유들과 상기 예비성형체의 외부로 직조되고 상기 중앙부로부터 상기 제 1 단부 및 제 2 단부 중 적어도 하나로의 전이부를 제공하는 다수의 경사 섬유들을 포함하는 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하도록 사용된 직조 예비성형체로서,

다수의 위사 섬유들과 다수의 경사 섬유들이 교직하는 3차원 중앙부; 그리고

상기 중앙부는 상기 예비성형체의 외부면 상에 하나 이상의 경사 섬유들을 포함하고,

상기 경사 섬유들은 상기 예비성형체의 전체 길이를 따라 연장되며,

인접 층의 둘 이상의 경사 섬유들은 상기 중앙부가 두 갈래진 부분이 되면 두께방향으로 위치를 교환하는 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하도록 사용된 직조 예비성형체의 제조방법으로서,

3차원 중앙부를 형성하기 위하여 다수개의 위사 섬유들과 다수개의 경사 섬유들을 직조하는 단계에 있어서, 상기 예비성형체의 외부면 상에 하나 이상의 경사섬유들이 상기 예비성형체의 전체 길이에 따라 연장되고;

상기 중앙부의 인접 층의 둘 이상의 경사 섬유들이 중앙부의 두 갈래진 부분에서 두께방향으로 위치를 교환하여 직조되는 예비성형체의 제조방법.
복합 구조물을 보강하기 위해 사용되는 직조 예비성형체로서,

3차원 직조 중앙부를 포함하고;

위사 방향으로 연장되는 제 1의 실들;

경사 방향으로 연장되며, 제 1의 실들과 중앙부의 교직층을 형성하는 제2의 실들;을 포함하고

직조되는 중앙부의 제 2의 영역의 제2 의 실들의 숫자보다 직조되는 중앙부의 제 1의 영역의 제 2의 실들의 숫자가 더 큰 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하도록 사용된 직조 예비성형체의 제조방법으로서,

예비성형체의 제 1의 영역에 3차원 직조 중앙부를 형성하기 위하여 제 1의 실들과 제 2의 실들을 직조하는 단계;

제 2의 영역의 3차원 직조 중앙부의 두께를 줄이기 위하여 상기 예비성형체의 제 2의 영역에서 선택된 제 2의 실들을 외부로 직조하는 단계;를 포함하는 직조 예비성형체의 제조방법.
복합 구조물을 보강하도록 사용된 직조 예비성형체로서,

3차원 직조 중앙부를 포함하고;

다수의 위사 섬유들과 교직된 다수의 경사 섬유들에 있어서, 하나 이상의 위사 섬유들이 상기 예비성형체의 전체 길이를 따라 연장되고, 하나 이상의 위사 섬유들은 상기 예비성형체의 전체 길이보다 적게 연장되는 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하도록 사용된 직조 예비성형체로서,

다수개의 위사 섬유들과 교직된 다수개의 경사 섬유들로 이루어진 3차원 중앙부에 있어서, 상기 예비성형체의 외부면 상에 하나 이상의 경사 섬유들이 상기 예비성형체의 전체 길이를 따라 연장하는 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하도록 사용되는 직조 예비성형체의 제조방법으로서,

3차원 중앙부를 형성하기 위하여 다수개의 위사 섬유들을 다수개의 경사 섬유들과 직조하는 단계에 있어서, 상기 예비성형체의 외부면 상에 하나 이상의 경사 섬유들이 상기 예비성형체의 전체 길이에 따라 연장하기 위하여 직조되는 직조 예비성형체의 제조방법.
복합 구조물을 보강하도록 사용되는 직조 예비성형체로서,

다수개의 위사 섬유들과 다수개의 경사 섬유들이 교직되는 3차원 중앙부를 포함하며, 둘 이상의 경사 섬유들은 상기 중앙부의 두 갈래진 부분에서 서로 교차되는 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하도록 사용되는 직조 예비성형체의 제조방법으로서,

3차원 중앙부를 형성하기 위하여 다수개의 위사 섬유들과 다수개의 경사 섬유들을 직조하는 단계로서, 둘 이상의 경사 섬유들이 상기 중앙부의 두 갈래진 부분에서 서로 교차되는 직조 예비성형체의 제조방법.
복합 구조물을 보강하기 위해 사용되는 직조 예비성형체로서,

3차원 직조 중심을 포함하고;

위사 방향으로 연장되는 제 1의 실들;과

경사 방향으로 연장되는 제 2의 실들를 포함하고, 직조 중심의 제 2의 영역의 제 2의 실들의 숫자보다 직조 중심의 제 1의 영역의 제 2의 실들의 숫자가 더 큰 직조 예비성형체.
복합 구조물을 보강하기 위해 사용되는 직조 예비성형체의 제조방법으로서,

예비성형체의 제 1의 영역에 3차원 직조 중심을 형성하기 위하여 제 1의 실들과 제 2의 실들을 직조하는 단계;와

제 2의 영역의 3차원 직조 중심의 두께를 줄이기 위하여 예비성형체의 제 2의 영역의 선택된 제2의 실들을 외부로 직조하는 단계;를 포함하는 직조 예비성형체의 제조방법.
복합 구조물을 보강하기 위해 사용되는 직조 예비성형체로서,

3차원 중심을 포함하고;

다수개의 위사 섬유들과 교직되는 다수개의 경사 섬유들에 있어서, 하나 이상의 경사 섬유들이 상기 예비성형체를 따라 연장되고, 하나 이상의 경사 섬유들이 상기 예비성형체의 전체 길이보다 적게 연장되는 직조 예비성형체.