KR101473977B1 - 개방 다각형 셀로 이루어진 격자형 섬유 복합구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 3개의 코어 절편(16)으로 만들어져, 상기 리브(16)들에 나란히 일렬로 함께 이어져서 격자 구조물을 형성하는 다수의 개방 다각형 셀(5), 및 일측이 격자 구조물에 부착되는 본질적으로 평면 표피시트(4)를 포함하는 섬유 복합구조물의 격자형 요소(1)에 관한 것이다. 다분할 코어(6)가 제공되는데, 각각 사각형 단면을 갖는 코어 절편(6A, 6B, 6C)은 상기 다분할 코어(6)로 형성된다. 상기 적어도 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)은 상기 적어도 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C) 중의 2개 사이의 적어도 2개의 단면감소부(9)와 피봇동작 가능하게 연결되며, 적어도 하나의 섬유 복합층(7, 8)에는 상기 다분할 코어(6)가 제공되며, 상기 적어도 하나의 섬유 복합층(7, 8)은 상기 다분할 코어(6)의 적어도 일부를 감싼다. 본 발명은 또한 이런 격자형 요소의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

개방 다각형 셀로 이루어진 격자형 섬유 복합구조물{Grid Type Fibre Composite Structure of Open Polygonal Cells}
본 발명은 격자형 섬유 복합구조물에 관한 것으로서, 특히 청구항 1의 특징을 갖는 국부하중용의 횡방향 힘 탄성 격자형 섬유 복합구조물, 및 청구항 11의 특징을 갖는 이런 격자형 섬유 복합구조물의 제조 방법에 관한 것이다.
특허문헌 US2004140049 A1호는 표면을 갖는 공구를 포함하는 중공부 격자 강성 패널의 제조 방법을 개시한다. 이 강성의 표피 복합패널은 복합 외피를 표면에 적층하고, 복합 외피상에 분리기 외층을 배치하며, 분리기 외층상에 위치하는 맨드렐상에 복합 강성체를 적층함으로써 미리 조립되는데, 상기 분리기 외층은 상기 강성체 및 맨드렐을 복합 외피로부터 분리시킨다. 이렇게 미리 조립된 외피 복합 패널은 공구상에서 경화된다. 분리기 외층 및 맨드렐은 미리 조립된 강성 표피 복합패널로부터 제거된다. 강성 표피 복합패널은 복합 외피와 복합 강성체 사이에 접착제를 도포함으로써 다시 조립된다. 다시 조립된 강성 표피 복합패널은 공구상에서 경화되어 강성 표피를 외피에 결합시킨다.
특허문헌 제 US2009038744 A1호는 일정 각도로 교차하는 다수 군의 리브를 갖는 격자를 구비한 셀형 복합구조물을 개시한다. 각 군의 리브들은 실질적으로 서로 동일한 방향으로 배향되며 다른 군의 리브로부터 일정 각도로 배향된다. 추가의 리브는 복합구조물 주위벽을 규정하며 다른 리브로부터 다른 각도로 배향될 수 있다. 리브 교차부에 의해 규정되는 리브의 부분에 의해 연속 리브벽이 형성된다. 연속 리브벽은 캐비티를 이루고 있다. 상기 캐비티 내에는 연속 리브벽과 맞물리도록 연장되는 벽을 갖는 다층 시트 캡이 위치한다. 상기 맞물리는 벽은 시트에 대하여 일정 각도로 배향된 개개의 시트 외주부로부터 연장된다. 리브 및 캡 부재는 사전에 수지로 함침되어 있다. 캡 부재 및 리브를 가열하면 수지를 활성화시키고 복합구조물을 동시 경화시킨다.
특허문헌 제 EP 0 948 085 A2호는 일체형 보강 격자를 이용한 고강성 포물선형 구조물에 관한 것으로서, 특히 일반적인 포물선 형상을 갖는 표피면 시트, 및 상기 표피면 시트에 부착되며 삼각형 등격자 패턴을 갖는 격자를 포함하는 일체형 보강 격자를 이용한 고강성 포물선형 구조물에 관한 것이다.
특허문헌 제 DE 10 2009 053 053 A1호는 다각형 엣지를 따라서 연장되는 리브를 구비하는 리브 구조물을 가지며 서로 차례로 배치된 박판 격자형 다각형을 포함하는 구성부품을 개시한다. 탄소 섬유를 함유하는 이중판 형상 섬유 복합구조물은 리브 구조물을 나타내는데, 섬유 복합구조물 중의 하나는 다른 섬유 복합구조물의 평면측에 고정되며, 여러 부분들을 다각형의 내부에 삽입하고 생성된 구조물 사출물을 변형시켜서 리브 구조물을 형성함으로써 평면 섬유 복합구조물에 기초하여 형성된다.
특허문헌 제 US 4 052 523 A호는 인공위성 등의 대면적 패널을 구성하는데 사용하기 위한 강성의 경량 구조패널을 제조하기 위해 섬유상 에폭시 함침 복합체의 일방향 특징을 이용하는 격자형 구조패널을 개시한다.
특허문헌 제 US 4,012,549 A호는 격자 구조물을 덮고 있는 표피시트와 일체로 된 실질적인 정삼각형의 일체형 반복 패턴으로 배치된 I 비임 부재로 된 격자 구조물을 개시한다. 비임 웨브들은 지지 매트릭스 속에 고강도 섬유를 포함하는 선진복합재로 채워진다. 바람직하게는 섬유들은 높은 강도 대 중량비를 갖는 개량된 강성 구조물을 위해 비임 웨브들에 평행하게 연장된다.
US2004140049 A1 US2009038744 A1 EP 0 948 085 A2 DE 10 2009 053 053 A1 US 4 052 523 A US 4,012,549 A
본 발명의 목적은 격자형 섬유 복합구조물, 특히 종래의 격자구조물의 특정 결점들을 경감시키는 높은 강도대 하중비를 갖는 국부하중용 횡방향 힘 탄성 격자형 섬유 복합구조물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이런 격자형 섬유 복합구조물의 자동 제조 방법을 제공하는 것이다.
그 해결책은 격자형 섬유 복합구조물, 특히 청구항 1의 특징을 갖는 국부하중용 섬유 복합구조물의 횡방향 힘 탄성 격자형 요소, 그리고 청구항 11의 특징을 갖는 이런 격자형 섬유 복합구조물의 제조 방법으로 제공된다.
본 발명에 따르면, 격자형 섬유 복합구조물은 각각 적어도 3개의 코어 절편을 갖는 다수의 개방 다각형 셀을 포함하는데, 상기 개방 다각형 셀은 상기 코어 절편과 함께 일렬로 이어져서 격자 구조물을 형성한다. 바람직하게는, 상기 개방 다각형 셀은 3개의 코어 절편으로 만들어진 삼각형 셀이며, 상기 다분할 코어는 3분할 코어다. 섬유 복합구조물의 강성 격자형 요소를 위해 격자구조물에는 본질적으로 평면 표피시트의 일측이 부착된다. 상기 코어 절편들은 각각 사각형 단면을 갖는 다분할 코어로 형성된다. 상기 적어도 3개의 코어 절편은 상기 적어도 3개의 코어 절편 중의 2개 사이의 적어도 2개의 단면감소부에서 피봇동작 가능하게 서로 연결된다. 적어도 하나의 섬유 복합층에는 상기 다분할 코어가 제공되는데, 상기 적어도 하나의 섬유 복합층은 상기 다분할 코어를 적어도 부분적으로 감싼다. 본 발명의 격자형 섬유 복합구조물은 특히 횡방향 힘에 의해 선택 지점을 통해 하중을 받는 쉘에 특히 적합한데, 이런 쉘은 항공기의 바닥 패널로서 사용된다. 본 발명의 격자형 섬유 복합구조물은 단일 격자셀로서 개방 다각형 셀, 바람직하게는 개방 삼각형 셀로 모듈형 조립체를 가능하게 한다. 개방 다각형 셀의 다분할 코어의 사각형 단면은 자동화 과정으로 다수로 제조하는데 적합하다. 개방 다각형 셀의 다분할 코어는 임의의 환경영향에 대하여 안정화시키고 보호하기 위해 적어도 하나의 섬유 복합층에 의해 적어도 부분적으로 감싸진다. 상기 개방 다각형 셀이 서로 함께 일렬로 이어지면 좌굴에 대하여 경량의 전단 강성 및 전단 저항 필렛 및 플랜지에 대한 안정된 리브 구조물이 되며, 개방 삼각형 셀들은 특히 본 발명의 격자형 섬유 복합구조물의 강성형 교차점에 횡방향 힘이 최적으로 적용되게 하는 전단 강성 필렛이 된다. 교차점에 집중되는 삼각형 셀의 섬유 복합층들은 모두 서로 직간접적으로 연결되어 어떤 횡방향 힘이라도 본 발명의 격자형 섬유 복합구조물 속으로 효과적으로 전달되게 한다. 개방 다각형 셀의 각각의 다분할 코어는 특히 무게가 최적화된 본 발명의 격자형 섬유 복합구조물 구조를 가능하게 한다. 개방 다각형 셀의 다분할 코어를 감싸면 다분할 코어의 각 사각형 단면에서 각 섬유 복합층의 섬유들이 동일하게 배향되게 하는데, 이는 본 발명의 격자형 섬유 복합구조물의 균일한 구조적 거동에 유리하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 격자구조물은 각각 스트립으로 된 상층 및/또는 대응 스트립으로 된 반대층으로 덮여진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 삼각형 셀은 3분할 코어 및 적어도 하나의 섬유 복합층으로 미리 조립된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 적어도 하나의 섬유 복합층은 절단되어 텍스쳐 처리된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 섬유 복합층은 미리 함침된 반완성 부품이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 다분할 코어는 경량 구조를 위해 발포재로 만들어진다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 섬유 복합층 및/또는 발포 코어는 인접한 주위 리브를 전단 강성 있게 연결하기 위해 접착 부분을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 섬유 복합층은 발포 코어를 보다 양호하게 보호하기 위해 주위 리브의 상측면 및/또는 하측면을 덮기 위한 측면 플랩을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 다분할 코어의 코어 절편의 연속적인 사각형 단면은 코어 절편의 각각의 단부에서 상기 적어도 3개의 코어 절편 중의 2개 사이의 피봇동작 가능한 상호 연결된 단면감소부 쪽으로 경사면으로 경사져 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 섬유 복합구조물의 격자형 요소의 제조 방법은, 절단되어 텍스쳐 처리된 섬유 복합층과 코어 절편들로 이루어진 적어도 2개의 동일한 종방향 다분할 코어, 바람직하게는 3개의 코어 절편으로 이루어진 서로 동일한 종방향 3방향 코어를 제공한 다음에 상기 텍스쳐 처리된 섬유 복합층 중의 적어도 하나로 각 종방향 다분할 코어를 적어도 감싸서 종방향 반완성 부품을 만드는 제 1 단계, 각 종방향 반완성 부품을 접어서 셀 절편들이 폐쇄 레이아웃으로 연결된 횡방향 개방 다각형 셀, 바람직하게는 3개의 셀 절편을 갖는 다각형 셀을 형성하는 제 2 단계, 및 서로 동일한 개방 다각형 셀들을 코어 절편과 함께 일렬로 이어서 편평한 격자를 형성하고 상기 격자를 평면 표피 시트상에 장착하는 제 3 단계를 포함한다. 본 발명의 방법의 이점은 편평한 쉘로부터 편평한 종방향 다분할 코어로 처리하는 것이 단순하여 폐기물을 줄이는데 도움이 된다는 것이다. 이 유리한 다분할 코어를 다각형으로 조립하면 대량생산 자동화에 유리하게 작용하며, 본 발명의 격자형 요소는 본질적으로 평면 표피시트상에 단일 다각형을 함께 일렬로 이어줌으로써 모듈 방식으로 조립될 수 있다. 절단되어 텍스쳐 처리된 섬유 복합층을 다분할 코어로 된 격자에 덮는 것은 동일 평면상에서 편안하게 이루어지며 쉽게 자동화될 수 있다.
본 발명의 방법의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 교차 스트립을 갖는 상층 및/또는 교차 스트립을 갖는 반대층은 원하는 굽힘 및 비틀림 강성을 갖는 복합구조물을 제공하기 위해 각각 상기 셀 절편을 덮도록 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시형태들을 첨부도면을 참조하여 이후의 설명으로 예로서 개략적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 격자형 요소의 전체 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 격자형 요소의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 격자형 요소의 삼각형 셀의 전체 조립 단계를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 격자형 요소의 일부분의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 다른 격자형 요소의 일부분의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 격자형 요소의 일부분의 분해 사시도 및 단면도.
도 7은 도 6에 따른 격자형 요소의 다른 부분의 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 격자형 요소의 일부분의 분해 사시도 및 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 또 다른 격자형 요소의 일부분의 분해 사시도 및 단면도.
도 1 및 도 2에 따르면, 격자형 섬유 복합구조물(1)은 교차 스트립(2A, 2B, 2C)으로 이루어진 상층(2), 동일한 다각형 셀로서 다수의 각기 개방된 삼각형 셀(5), 대응하는 교차 스트립(3A, 3B, 3C)으로 이루어진 반대층(3), 및 하측 평면 표피시트(4)를 포함한다. 반대층(3)은 개방 삼각형 셀(5)에 대하여 상층(2)의 반대측에 있으며 상층과 대응하도록 되어 있다. 평면 표피시트(4)는 섬유 복합재 또는 금속으로 만들어진다.
격자형 섬유 복합구조물(1)은 실질적인 평면이다. 삼각형 셀(5)은 격자형 섬유 복합구조물(1)에 의해 정해지는 상기 면에 직각인 방향으로 개방되어 있다. 삼각형 셀(5)의 각각은 격자형 섬유 복합구조물(1)에 의해 정해지는 상기 면내에 폐쇄 레이아웃으로 연결된 3개의 셀 절편을 포함한다. 이등변 삼각형 셀(5)에서 3개의 셀 절편(10) 중 2개는 동일한 길이를 갖는다. 정삼각형 셀(5)에서 3개의 셀 절편(10) 중 3개는 동일한 길이를 갖는다. 직사각형 셀(5)에서는 4개의 셀 절편(10) 중 2개가 쌍으로 동일한 길이를 갖는다. 정사각형 셀(5)에서 4개의 셀 절편(10) 중 4개가 동일한 길이를 갖는다.
다수의 개방 삼각형 셀(5)은 상기 폐쇄 레이아웃 구조를 횡단하는 외측평면을 따라서 서로 1열로 이어져서 2차형 격자를 형성한다. 상층(2)의 교차 스트립(2A, 2B, 2C)의 각각과 하층(3)의 일치하는 교차 스트립(3A, 3B, 3C)의 각각은 삼각형 패턴이 제공되므로, 상층(2)의 교차 스트립(2A, 2B, 2C)의 각각과 하층(3)의 일치하는 교차 스트립(3A, 3B, 3C)의 각각은 개방 삼각형 셀(5)의 종방향 셀 절편(10)의 각각을 따라서 각각의 고유 종축선에 의해 규정되는 3방향 중의 한 방향으로 정렬된다.
상층(2)은 격자의 상단에 일측이 부착되며, 반대층(3)은 격자의 하단에 일측이 부착된다. 하측 평면 스킨시트(4)는 아래로부터 반대층(3)에 일측이 부착된다. 하측 평면 스킨시트(4)는 일측이 전체 격자를 덮어서 본질적으로 편평한 격자형 섬유 복합구조물(1)을 만든다.
상층(2)의 교차 스트립(2A, 2B, 2C)과 하층(3)의 대응하는 교차 스트립(3A, 3B, 3C)에 의해 증가되는 재료 두께는 격자형 섬유 복합구조물(1)에 의해 규정되는 상기 면에 직각인 방향으로 임의의 교차 지점(18)에서 3개의 셀 절편(10)을 적절히 성형함으로써 보상되어 무엇보다도 격자형 섬유 복합구조물(1)의 편평한 하측면에 반대층(3)을 제공할 수 있게 된다.
도 3에 따라서 도 1 및 도 2를 참조하여 해당 특징들을 언급한다. 하나의 개방 삼각형 셀(5)은 다수의 부분으로 분할된 코어로서 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)으로 된 3분할 코어(6)를 포함한다. 상기 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 각각은 각각의 고유 종축선(도시하지 않음)을 따라서 주로 연장되며, 상기 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 각각은 상기 종축선을 따라서 상기 레이아웃에 횡단하는 내측면과 마찬가지로 상기 종축선을 따라서 상기 레이아웃에 횡단하는 외측 평면을 갖는다. 상기 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)은 동일한 길이를 갖는다. 3분할 코어(6)는 발포재로 만들어진다.
섬유 복합층(7)은 상기 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 각각의 내측 횡단면을 사각형 단면으로 완전히 감싸도록 제공되고, 추가의 섬유 복합층(8)은 상기 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 외측 평면 횡단면을 완전히 감싸도록 제공된다.
상기 3분할 코어(6)의 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)은 상기 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C) 중의 2개 사이의 단면감소부(9)에 의해 피봇형 상호연결부를 구비한다. 단면감소부(9)는 3분할 코어(6)의 내측면에서 상기 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 각각의 단부를 일측에서 경사면(9A-9F)으로 테이퍼 가공함으로써 제공된다. 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 각각의 양단부는 대응하는 단면감소부를 구비하는데, 이들은 완전히 서로 덮어서 상기 코어 절편(6A, 6B, 6C)을 상호 연결하여 코너(15)가 어긋남 없이 결합된 상기 셀 절편(10)의 각각에 대한 폐쇄 레이아웃을 만든다.
섬유 복합층(7)은 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)을 갖는 3분할 코어(6)의 내측면과 경사면(9A-9F)을 구비한 2개의 단면감소부(9)에 결합하도록 절단되어 텍스쳐 처리된다. 추가의 섬유 복합층(8)은 3분할 코어(6)의 평면 외측면을 결합 방식으로 덮도록 사각형 레이아웃으로 절단되어 텍스쳐 처리된다. 섬유 복합층(7, 8)은 섬유가 3분할 코어(6)의 종방향에 대하여 45도의 배향을 갖는 미리 함침된 조직층이다.
절단되어 텍스쳐 처리된 섬유 복합층(7)은 경사면(9A-9F)을 갖는 상기 2개의 단면감소부(9)를 갖는 3분할 코어(6)의 내측면에 적층되고 절단되어 텍스쳐 처리된 추가의 섬유 복합층(8)은 3분할 발포체(6)의 평면 외측면에 적층되어 종방향으 반완성 부품(16)을 제공한다.
3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)상에 외측 섬유 복합층(8)과 내측 섬유 복합층(7)이 각각 적층된 종방향 반완성 부품(16)은 상측면 및 하측면을 따라서 덮이지 않은 채로 되어 있다.
종방향 반완성 부품(16)의 2개의 절편(A, B)은 각각 상기 2개의 단면감소부(9) 주위로 그리고 고정상태의 셀 절편(10)에 대하여 피봇 동작하여 폐쇄 코너(15A, 15B, 15C)에서 연속적인 사각형 단면을 이루도록 결합 전이부(9A-9F)를 갖는 개방 삼각형 셀(5)을 만든다. 섬유 복합층(7, 8)의 각각의 섬유 배향은 모든 셀 절편(10)이 접혀진 후에도 동일하게 유지된다.
발포 코어(6)는 폴리스티렌(PS), 폴리메타크릴이미드(PMI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리우레탄(PU), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 탄소, 또는 허니컴 재료나 발사(balsa)로 만들어진다.
도 4에 따라서 도 1 내지 도 3을 참조하여 해당 특징들을 언급한다. 평면 표피시트(4)상에 인접 삼각형 셀(5)이 장착되어 본질적으로 편평한 격자형 섬유 복합구조물(1)이 제공된다. 반대층(3)은 3분할 코어(6)와 평면 표피시트(4) 사이에 배치되고, 상층(2)은 3분할 코어(6)의 상단의 전체에 걸쳐서 배치된다. 3분할 코어(6) 사이에는 각각 상기 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 외측 평면을 따라서 부착된 외측 섬유 복합층(8)이 위치하는 반면, 각각의 내측 섬유 복합층(7)은 3분할 코어(6)의 레이아웃에 횡단하는 내측면을 덮는다. 상층(2)의 스트립(2A, 2B, 2C)과 반대층(3)의 교차 스트립(3A, 3B, 3C)은 각각 3분할 코어(6)의 임의의 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 2개의 나란하게 배치된 상측면 또는 하측면의 각 폭에 해당하는 폭에다가 외측 섬유 복합층(8)의 각 폭의 2배의 폭 및 본질적으로 편평한 격자형 섬유 복합구조물(1)에 인접하는 상층(2)의 스트립(2A, 2B, 2C) 및 반대층(3)의 대응 교차 스트립(3A, 3B, 3C)을 제외한 내측 섬유 복합층(7)의 각 두께의 2배의 폭을 더한 폭을 갖는데, 상기 상층(2)의 인접 스트립(2A, 2B, 2C)과 인접 대응 교차 스트립(3A, 3B, 3C)은 각각 3분할 코어(6)의 임의의 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 한 상측면 또는 하측면의 각 폭에 해당하는 폭에다가 외측 섬유 복합층(8)의 폭 및 내측 섬유 복합층(7)의 폭을 더한 폭을 갖는다.
외측 섬유 복합층(8) 및 내측 섬유 복합층(7)은 인접한 3분할 코어(6)에 의해 형성되는 필렛(fillet)을 제공한다. 인접한 셀 절편(10)의 각 외측 섬유 복합층(8)은 서로 부착된다. 셀 절편(10)은 플랜지로서 작용하는 상층(2) 및 반대층(3)을 형성한다.
도 5에 따라서 도 1 내지 도 4를 참조하여 해당 특징을 언급한다. 상층(2) 및 반대층(3)의 양측에서 연장되는 말단 부분(14)은 3분할 코어(6)를 완전히 시일링하기 위해 각각의 내측 섬유 복합층(7)의 부분들을 각각 둘러싼다.
도 6에 따라서 도 1 내지 도 5를 참조하여 해당 특징을 언급한다. 외측 섬유 복합체(8) 및 내측 섬유 복합체(7)는 3분할 코어(6)의 상측면 및 하측면을 완전히 덮기 위한 종방향 반완성 부품(16)을 제공하도록 각각 3분할 코어(6)의 엣지 주위로 접혀져서 3분할 코어(6)의 내측 횡단면 및 외측 횡단 평면을 덮을 뿐만 아니라 상측면 및 하측면의 일부도 덮기 위한 측면 플랩(12, 13)을 각각 구비한다.
측면 플랩(12, 13)은 종방향 반완성 부품(16)의 상측면 및 하측면 전부를 함께 덮기 때문에 3분할 코어(6)의 각각의 외측 섬유 복합층(8) 및 각각의 내측 섬유 복합층(7)이 측면 플랩(12, 13)을 통하여 상층(2) 및 반대층(3)에 연결되어 각각의 외측 섬유 복합층(8) 및 각각의 내측 섬유 복합층(7)이 상층(2) 및 반대층(3)과 3분할 코어(6)에 전단 강성이 있게 연결된다.
도 7에 따라서 도 1 내지 도 6을 참조하여 해당 특징을 언급한다. 삼각형 패턴을 갖는 상층(2)의 교차 스트립(2A, 2B, 2C)은 각각 3분할 코어(6)의 내측 횡단면 및 외측 횡단 평면뿐만 아니라 2개의 인접 3분할 코어(6)의 상측면도 덮고 있는 각각의 외측 섬유 복합층(8) 및 각각의 내측 섬유 복합층의 내측 플랩(12, 13)에 각각 부착된다. 삼각형 패턴을 갖는 반대층(3)의 대응 교차 스트립(3A, 3B, 3C)은 2개의 인접한 3분할 코어(6)의 하측면 전체에 걸쳐서 각각의 외측 섬유 복합층(8) 및 각각의 내측 섬유 복합층(7)의 측면 플랩(12, 13)에 짝을 이루어 부착된다. 2개의 인접한 3분할 코어(6) 사이의 각각의 외측 섬유 복합층(8)은 공통의 전단 강성 필렛(11)을 제공하도록 연결된다.
하측 평면 표피시트(4)는 반대층(3)의 대응 교차 스트립(3A, 3B, 3C)에 부착되어 본질적으로 평면인 격자형 섬유 복합구조물(1)을 제공하게 된다.
도 8에 따라서 도 1 내지 도 7을 참조하여 해당 특징을 언급한다. 내측 섬유 복합층(7)은 3분할 발포 코어(6)의 엣지 주위로 접혀져서 3분할 코어(6)의 내측 횡단면뿐만 아니라 상측면 및 하측면 전부도 덮어서 종방향 반완성 부품(16)을 제공함에 의해 3분할 코어(6)을 따라서 각각의 내측 섬유 복합층(7)이 측면 플랩(6)을 통하여 상층(2) 및 반대층(3)에 연결되게 하여 각각의 내측 섬유 복합층(7)이 3분할 코어 전체에 걸쳐서 상층(2) 및 반대층(3)에 전단 강성 있게 연결되게 하는 측면 플랩을 구비한다. 각각의 접착층(17)을 따라서 서로 접촉하고 있는 3분할 코어(6)에는 접착계면을 위한 접착제가 제공된다.
하측 평면 표피시트(4)는 본질적으로 편평한 격자형 섬유 복합구조물(1)의 반대층(3)에 부착된다.
도 9에 따라서 도 1 내지 도 8을 참조하여 해당 특징을 언급한다. 외측 섬유 복합층(8)은 3분할 코어(6)의 엣지 주위로 접혀서 3분할 코어(6)의 외측 횡단면뿐만 아니라 상측면 및 하측면 전체를 덮어서 종방향 반완성 부품(16)을 제공함으로써 3분할 코어(6)의 각각의 외측 섬유 복합층(8)이 측면 플랩(13)을 통해 상층(2) 및 반대층(3)에 연결되게 하여 각각의 외측 섬유 복합층(8)이 3분할 코어(6) 전체에 걸쳐서 상층(2) 및 반대층(3)에 전단 강성 있게 연결되게 하는 측면 플랩(13)을 구비한다.
하측 평면 표피시트(4)는 본질적으로 편평한 격자형 섬유 복합구조물(1)의 반대층(3)에 부착된다.
1 : 격자형 섬유 복합구조물 2 : 상층
2a, 2b, 2c : 상층의 교차 스트립 3 : 반대층
3a, 3b, 3c : 하층의 교차 스트립 4 : 평면 표피시트
5 : 다각형 셀 6 : 다분할 코어
6a, 6b, 6c : 코어 절편 7 : 내측 섬유 복합층
8 : 외측 섬유 복합층 9 : 단면감소부
9A-9F : 경사면 10 : 셀 절편
11 : 필렛 12 : 내측 섬유 복합층의 플랩
13 : 외측 섬유 복합층의 플랩 14 : 말단 부분
15 : 코너 16 : 종방향 반완성 부품
17 : 접착층 18 : 교차점

Claims (13)

  1. 편평한 폐쇄형 레이아웃을 갖는 다수의 개방 다각형 셀(5)을 갖는 격자형 섬유 복합구조물(1)로서,
    상기 개방 다각형 셀(5)의 각각은 적어도 3개의 셀 절편(10)을 포함하며, 셀 절편(10)은 적어도 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)으로 이루어진 다분할 코어(6), 및 적어도 하나의 섬유 복합층(7, 8)로 구성되며,
    상기 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 각각은 각각의 고유 종축선을 따라서 연장되며 각각 상기 종축선을 따라서 상기 레이아웃에 횡단하는 내측면 및 외측 평면을 가지며, 상기 적어도 하나의 섬유 복합층(7, 8)은 상기 다분할 코어(6)의 각각의 적어도 내측면 또는 외측 평면 전체를 감싸며,
    상기 적어도 3개의 셀 절편(10)의 각각은 적어도 3개의 셀 절편(10)의 적어도 다른 셀 절편에 피봇동작 가능하게 연결되어 상기 적어도 하나의 섬유 복합층(7, 8)으로 상기 개방 다각형 셀(5)의 하나를 형성하며, 상기 셀 절편(10)은 적어도 2개의 다른 방향으로 배향되며,
    상기 개방 다각형 셀(5)들은 전체 외측 평면 횡단면중의 적어도 하나를 따라서 서로 일렬로 이어져서 격자를 형성하며,
    본질적으로 평면 표피시트(4)의 일측이 격자에 부착되는 격자형 섬유 복합구조물에 있어서,
    상기 다각형 셀(5)로 이루어진 격자는 상기 셀 절편(10)에 대하여 상기 평면 표피시트(4)의 반대측에 있는 스트립(2A, 2B, 2C)으로 이루어진 상층(2)에 의해 상기 적어도 2개 방향의 각 방향으로 상기 셀 절편(10)을 따라서 덮이는 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다각형 셀(5)로 이루어진 격자는 상기 셀 절편(10)에 대하여 상기 상층(2)의 반대측에 있는 스트립(3A, 3B, 3C)으로 이루어진 반대층(3)에 의해 상기 적어도 2개 방향의 각 방향으로 상기 셀 절편(10)을 따라서 덮이며, 상기 스트립(3A, 3B, 3C)으로 이루어진 반대층(3)은 다각형 셀(5)로 이루어진 격자와 평면 표피시트(4) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  3. 제 1 항에 있어서, 적어도 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C)은 각각 사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  4. 제 1 항에 있어서, 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 각각의 양단부는 각각 2개의 경사면(9A-9F)을 형성하는 대응 단면감소부(9)를 구비하며, 상기 2개의 인접한 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 2개의 경사면(9A-9F)의 전부는 서로 완전히 덮어서 상기 코어 절편(6A, 6B, 6C)을 서로 연결하여 상기 각 셀 절편(10)의 각각에 대하여 폐쇄 레이아웃을 형성하는 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 다분할 코어(6)의 사각형 단면은 상기 적어도 3개의 코어 절편(6A, 6B, 6C) 중의 2개 사이에서 상기 서로 연결되는 단면감소부(9) 쪽으로 경사진 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 섬유 복합층(7, 8)은 절단되어 텍스쳐 처리되는 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유 복합층(7, 8)은 건조형 반완성 부품 또는 사전에 함침된 반완성 부품인 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  8. 제 1 항에 있어서, 다분할 코어(6)는 발포재로 만들어지는 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유 복합층(7, 8) 또는 상기 다분할 코어(6)는 필렛(11)의 접착 계면 또는 접착층(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유 복합층(7, 8)의 적어도 하나는 측면 플랩(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 격자형 섬유 복합구조물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 한 항에 따른 격자형 섬유 복합구조물(1)의 제조 방법에 있어서,
    사이에 있는 단면감소부(9)에 의해 서로 피봇동작 가능하게 연결되는 적어도 3개의 종방향 코어 절편(6A, 6B, 6C)을 구비한 다분할 코어(6)와 섬유 복합층(7, 8)을 제공하는 단계,
    상기 다분할 코어(6)의 상기 종방향 코어 절편(6A, 6B, 6C)의 각각을 상기 섬유 복합층(7, 8) 중의 적어도 하나로 적어도 부분적으로 감싸는 단계,
    적어도 하나의 섬유 복합층(7, 8)을 구비한 상기 다분할 코어(6)의 각각의 종방향 코어 절편(6A, 6B, 6C)을 피봇동작시켜서 셀 절편(10)으로 동일한 개방 다각형 셀(5)을 형성하는 단계,
    셀 절편(10)과 함께 동일한 개방 다각형 셀(5)을 함께 일렬로 이어서 격자를 형성하는 단계,
    교차 스트립(2A, 2B, 2C)을 갖는 상층(2) 또는 교차 스트립(3A, 3B, 3C)을 갖는 반대층(3)을 제공하는 단계,
    스트립(2A, 2B, 2C)으로 이루어진 상층(2) 또는 스트립(3A, 3B, 3C)로 이루어진 반대층(3)에 의해 상기 셀 절편(10)을 따라서 덮는 단계, 및
    상기 격자의 일측을 본질적으로 평면 표피시트(4)에 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 다분할 코어(6)의 내측 횡단면 및 3분할 코어(6)의 상측면 또는 하측면의 적어도 일부를 내측 섬유 복합층(7)으로 감싸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 3분할 코어(6)의 외측 횡단면 및 3분할 코어(6)의 상측면 또는 하측면의 적어도 일부를 외측 섬유 복합층(8)으로 감싸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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