KR101931660B1 - 프리폼 및 제직된 섬유 노드 강화 방법 - Google Patents

프리폼 및 제직된 섬유 노드 강화 방법 Download PDF

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Abstract

섬유 강화 복합 구조체에 사용하기 위한 섬유 강화 노드(29, 39, 49, 59)를 포함하는 프리폼(20, 30, 40 ,50), 및 섬유 보강 복합 구조체 제조 방법. 공통 노드로부터 방사상으로 연장하는 제직된 직물 요소들을 갖는 프리폼이, 적어도 두 개의 요소들을 서로 제직하면서 상기 노드를 통과하는 적어도 하나의 보강 섬유를 포함한다. 상기 프리폼들을 사용하여 프리폼 구조체를 조립함으로써 강화 노드를 갖는 구조체를 제공하는 방법.

Description

프리폼 및 제직된 섬유 노드 강화 방법{Preform and method for reinforcing woven fiber nodes}
본 발명은 섬유 강화 구조체에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 평판형 부품들을 갖는 섬유 강화 프리폼으로서, 상기 평판형 부품들이 상기 평판형 부품들의 적어도 하나의 모서리를 따라 서로 교차하는 섬유 강화 프리폼에 관한 것이다. 더더욱 상세하게는, 본 발명은 섬유 강화 노드(node) 또는 조인트(joint)를 갖는 제직된 프리폼의 제작 방법에 관한 것이고, 또한, 그러한 방법으로부터 제작된 구조체에 관한 것이다. 상기 방법은 격자 형태 구조체 제조용 프리폼 제작에 사용될 수 있다.
섬유 강화 복합 구조체는 종종 두 개 이상의 요소들을 필요로 하는데, 이때, 이 요소들은, 이 요소들 중의 적어도 하나의 모서리를 따라 연결되어 조인트 또는 노드를 형성한다. 예를 들어, 구조체는 섬유로 강화된 제직된 평판형 요소들을 가질 수 있는데, 이때, 이 요소들은 교차 각도를 이루며 배열됨으로써, 이 요소들이, 이 요소들 중의 적어도 하나의 모서리를 따라 교차하도록 한다. 구조체는 평판형의 제직되지 않은 요소들을 포함할 수 있고, 이 요소들은, 예를 들면, 금속 시트 또는 플레이트, 또는 세라믹 패널 또는 기타 조성의 패널일 수 있는데, 이 요소들은 적어도 하나의 모서리를 따라 서로 교차한다.
서로 교차하는 요소들의 연결은 격자 형태 구조체 또는 복합 패널 또는 늑재로 강화되는 표피의 제조에 유용할 수 있다. 그러한 경우에, 교차 선을 따라 요소들 간의 조인트를 제공하는 것이 바람직하거나 필요할 수 있다. 그러한 조인트를 달성하는 하나의 방법은, 제1 요소에 연결되는 제2 요소를 필요한 것보다 더 길게 형성하는 것이다. 제2 요소의 잉여의 재료는 제1 요소에 대하여 평행하도록 접혀서 제1 요소에 인접하도록 배치됨으로써, 제2 요소의 일부분이 제1 요소의 일부분과 중첩하도록 하고, 그에 따라, 중첩 부분을 갖는 단일 겹 이음(single lap joint)이 형성되도록 한다. 이러한 중첩 부분들은 기계적 수단 또는 화학적 수단에 의하여 서로 고정될 수 있다. 기계적 수단은, 예를 들면, 나사산이 형성된 파스너(fastener) 또는 리벳일 수 있다. 화학적 수단은, 예를 들면, 당해 기술분야에 공지된 접착제 또는 수지일 수 있다. 많은 통상적인 적용분야에서는 상기 요소들을 서로 고정하기 위하여 접착제 또는 수지에 의존한다.
일부 경우에 있어서, 제2 요소는 대체적으로 L자 형태를 취할 수 있는데, 이때, L자의 한 다리(수직 다리 또는 수평 다리 중의 하나)는 제1 요소에 평행하게 인접될 수 있다. 격자 형태 구조를 형성함에 있어서, 일련의 서로 교차하는 제1 및 제2 요소들은, 원하는 격자 형태 구조를 형성하기 위하여, 앞에서 기술된 바와 같이 형성될 수 있다. 일부 격자 형태 구조체에 있어서, 제1 요소들은 평행한 열들의 형태로 배열될 수 있고, 이때, 교차하는 제2 요소들은 요구되는 바에 따라 배열될 수 있다. 서로 인접하는 제1 요소들 사이에서, 제2 요소들은 대체적으로 C자 형태를 취할 수 있는데, 이때, 이 C자 형태는, 거의 직선 형태이고 서로 평행한 상부 및 하부 세그먼트를 가지며, 또한, 상기 상부 및 하부 세그먼트 사이에 위치하며 상기 상부 및 하부 세그먼트에 대하여 서로 수직인 중간 세그먼트를 갖는다. 전체적으로 Z자 형태를 취하는 제2 요소를 사용하여도 유사한 결과가 얻어질 수 있는데, 이때, 이 Z자 형태에 있어서, 상부 및 하부 세그먼트는 거의 직선 형태이면서 서로 평행하고, 또한, 중간 세그먼트는 대체로 직선 형태이고 상부 및 하부 세그먼트에 대하여 수직이다. 일부 경우에 있어서, 중간 세그먼트는 상부 및 하부 세그먼트에 대하여 수직이 아닐 수도 있다. 어느 형태이든지 간에, 제2 요소의 상부 및 하부 세그먼트는 인접하는 제1 요소들에 고정되어서, 격자 형태 구조체를 형성할 수 있다.
공지된 방법에 따르면, 제1 및 제2 요소 간의 노드 또는 조인트는 제1 요소에 평행한 단일 겹 전단 이음(single lap shear joint)에 의하여 형성된다. 단일 겹 전단 이음은 노드의 구조적 온전성을 제공하며, 이때, 노드의 강도는 제1 및 제2 요소를 연결하기 위하여 사용된 수단에 의존한다. 노드를 통하여 일 요소로부터 또 다른 요소로 전달되는 하중은, 반드시, 이 요소들 간의 조인트를 통과하게 된다.
단일 겹 전단 이음에 의하여 형성된 노드와 결부된 단점은, 조인트의 강도가, 중첩하는 부분들 사이의 겹이음의 강도에 의하여 결정된다는 점이다. 요소들이 구조적으로 분리된 상태로 있기 때문에, 교차 부분에 가해지거나 전달되는 스트레스는 통상적으로 접착제 만에 의하여 전달된다. 그러므로, 조인트의 강도는 접착제의 강도에 의존하며, 이는 대부분의 경우에, 섬유 강화 요소의 강도보다 작다. 강도에서의 차이는 중요한 문제일 수 있다. 접착제에만 의존하는 조인트는 종종 구조체의 약점이 된다.
노드에서의 불량한 강도 외에도, 현재의 격자 형태 구조체 제작 방법은, 제직된 직물의 개개의 조각들을 몰드 내에 위치시키는 과정 및 몰드의 부분들을 직물로 싸서 격자의 개방 셀 부분을 형성하는 과정에서, 상당한 양의 수작업 노동력을 요구한다.
본 발명은 선행기술의 단점을 해결하기 위하여, 강화된 노드를 포함하는 프리폼을 제공하고, 또한, 상기 청구된 프리폼을 사용하여 요소들 간의 강화된 조인트 또는 노드를 갖는 복합 구조체를 제작하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 선행기술의 방법보다 노동력이 덜 들고 비용이 덜 드는 강화된 노드를 갖는 격자 형태 구조체를 제작하는 방법을 제공한다.
본 출원에서 임의의 문헌을 인용 또는 언급하더라도, 이는, 그러한 문헌이 본 발명에 대한 선행기술로서 이용가능하다고 인정하는 것은 아니다.
본 발명의 측면들에 따라 제공되는 제직된 프리폼은 공통 교차선을 통하여 서로 제직된 다수의 다리(leg)를 포함하며, 이때, 상기 교차선은 강화된 노드 또는 조인트를 형성한다. (본 명세서의 목적상, "노드(node)"와 "조인트(joint)"는, 문맥상 달리 표시되지 않는 한, 상호교환적으로 사용된다.) 다리는 공통 제직될 수 있고, 노드 주위에 실질적으로 방사형으로 배열될 수 있으며, 노드로부터 바깥쪽으로 향할 수 있다. 프리폼은 건조 섬유 프리폼을 포함할 수 있는데, 이때, 건조 섬유 프리폼은, 수지 이송 몰딩과 같은 공지의 기법을 사용하여, 다른 건조 프리폼들과 일체화되어 복합 구조체로 전환된다. 프리폼은 또한 사전 함침된 직물을 포함할 수 있는데, 이때, 사전 함침된 직물은 또 다른 직물 또는 직물들과 일체화되고 경화되어 복합 구조체를 형성할 수 있다. 프리폼은 또한 경화된 복합 요소를 포함할 수 있는데, 이때, 경화된 복합 요소는 다른 복합 요소에 결합되어 복합 구조체를 형성할 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 두 개 이상의 다리들 사이에서 서로 제직되어 있고 노드 또는 조인트를 통하여 제직되어 있는 하나 이상의 섬유를 포함하는 강화 노드가 형성된다. 프리폼은, 다른 것들 중에서도, 격자 형태 구조체의 제작에 유용할 수 있다. 격자 형태 구조체는, 예를 들면, 우주항공 산업에서 사용되는 가스터빈에서 발견되는 것과 같은 역추력 프로펠러 날개(vanes), 또는 익렬(cascades)로서 사용될 수 있다. 프리폼은 또한 강화 복합 패널 또는 표피 제작에 유용할 수 있다. 다른 적용분야는 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명의 예시적인 구현예에 따르면, 공통 교차선을 통하여 서로 제직되어서 강화된 조인트 또는 노드를 형성하는 복수의 다리를 포함하는 제직된 프리폼이 제공된다. 이러한 비제한적인 실시예에 따른 제직된 프리폼은 다른 유사한 프리폼과 연결될 수 있으며, 그에 따라, 강화된 조인트 또는 노드를 갖는 격자 형태 구조체를 형성할 수 있다. 제1 프리폼으로부터의 하나 이상의 다리의 일부분을, 제2 유사 프리폼으로부터의 하나 이상의 다리의 일부분에 평행하게 인접하고 또한 그와 접경하여 접촉하도록 배치함으로써, 그리고, 이러한 패턴을 반복함으로써, 격자 형태 구조체가 형성될 수 있으며, 이때, 보강 섬유들은 노드를 통과하고, 또한, 함께 연결된 인접 프리폼들로부터의 다리를 통과하여 지나가게 된다.
일부 구현예에 따르면, 다리들 중의 적어도 하나는, 공통 노드로부터 각 다리의 자유 단부(free end)에 이르기까지 취해진 그것의 길이를 따라서, 두께가 균일할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 적어도 하나의 다리의 적어도 하나의 측면은, 공통 노드로부터 다리의 자유 단부 또는 끝에 이르는 그것의 길이를 따라서, 점점 가늘어질 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, 적어도 하나의 다리의 양 측면은, 공통 노드로부터 다리의 자유 단부 또는 끝(tip)에 이르는 다리의 길이를 따라서, 점점 가늘어질 수 있다.
비제한적인 실시예에 있어서, 전통적인 직기(loom)를 사용하여, 그 길이(즉, 길이방향 축을 따라)에 대하여 수직인 방향에서 보았을 때 십자형으로 배열된 4 개의 공통 제직된 요소 또는 다리를 갖는 제1 연장 프리폼을 제조할 수 있다. 유사한 크기 및 형상을 갖는 제2 프리폼은 별도도 제조되거나 제1 프리폼으로부터 잘라낼 수 있다. 이들 두 개의 프리폼을 배열함에 있어서, 길이방향 축들이 대체적으로 평행하게 배향되도록 할 수 있으며, 그에 따라, 제1 프리폼의 하나의 다리 또는 요소가 제2 프리폼의 다리 또는 요소에 평행하도록 할 수 있고, 이들 평행한 요소들이 적어도 부분적으로 중첩하면서 서로 접하도록 할 수 있다. 그러한 배열에 있어서, 두 개의 십자형 프리폼은, 4 개의 요소가 서로 평행하면서 대체적으로 동일 평면에 위치하도록 구성된다. 이들은, 예를 들어, 두 개의 십자형 프리폼의 수평 요소들인 것으로 표현될 수 있다.
각 프리폼의 다른 두 요소는 상기 동일 평면 요소들에 대하여 수직이고, 서로 평행하며, 서로 이격되어 있다. 이 실시예에 있어서, 이들은 4 개의 수직 요소인 것으로 표현될 수 있다.
이와 함께, 두 개의 십자형 프리폼은 복합 구조체 제1 하위 조립체(subassembly)를 포함한다.
유사한 크기, 형상 및 구조를 갖는 제2 하위 조립체를 배치함에 있어서, 제2 하위 조립체의 수직 요소들의 두 개가 제1 하위 조립체의 두 개의 수직 요소들과 적어도 부분적으로 중첩하면서 접하도록 할 수 있다. 이렇게 함께 배치되어서, 4 개의 십자형 프리폼은, 3×3 격자의 하나의 온전한 (중심) 셀을 형성한다. 이 실시예에 있어서, 격자는 틱택토(tic-tac-toe) 격자와 닮은 것일 수 있다. 가장자리 격자 셀들은 불완전하게 폐쇄되고, 구석 셀들은 적소에 위치하는 두 개의 변(side)을 가지며, 4 개의 내부 셀들은 적소에 위치하는 세 개의 변을 갖는다. 이러한 기본 구조로부터 시작하여, 추가의 십자형 프리폼들을 부가함으로써, 부분적으로 형성된 셀들의 적어도 일부를 둘러싸서, 격자의 크기를 원하는 대로 증가시킬 수 있다.
이어서, 프리폼 격자는 가공되어 복합 구조체로 될 수 있으며, 이 과정은, 프리폼의 조성에 따라 공지된 방법을 통하여 이루어질 수 있다.
예를 들어, 프리폼이 건조 섬유로 이루어진 경우, 수지 이송 몰딩과 같은 공정이 사용될 수 있으며, 이 공정을 통하여, 수지를 프리폼에 도입하고 경화시켜서 복합 구조체를 형성할 수 있다. 사전 함침된 부품들로 이루어진 프리폼은, 적절한 조건하에서 공동 경화될 수 있으며, 이를 통하여, 프리폼들을 결합하여 복합 구조체가 형성되도록 할 수 있다. 완전히 경화된 복합 부품들로부터 조립된 격자는, 적절한 결합 재료를 상기 요소들의 중첩 부분에 제공하고 이 결합 재료를 경화함으로써, 복합 구조체로 형성될 수 있다. 프리폼 조성, 복합 구조체의 요건, 또는 기타 고려사항들에 따라, 복합 구조체 형성을 위한 다른 공지된 방법들도 사용될 수 있다.
다른 비제한적인 예에 따르면, 4 개보다 작은 요소들(예를 들어, 세 개의 요소) 또는 4 개보다 많은 요소들(예를 들어, 다섯 개의 요소)을 갖는 제1 연장 프리폼이 형성될 수도 있다. 일부 경우에 있어서, 전통적인 직기(loom)를 사용하여, 프리폼을 위한 제직된 직물을 제조할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 프리폼들은, 길이에 대하여 수직인 단면을 통하여 바라보았을 때, 중심에 위치하는 공통 노드를 가질 수 있고, 이로부터 상기 요소들의 각각이 방사상으로 연장하게 된다.
프리폼은 길이방향 차원(dimension)에서 보았을 때 직선형일 수도 있고 또는 곡선형일 수도 있다. 직선형 프리폼은 직선형 노드를 초래하게 될 것이고, 반면에, 곡선형 프리폼은, 교차 부분을 따라서 보았을 때 하나 이상의 방향으로 곡률을 갖는 노드를 초래하게 될 것이다. 어떠한 형태를 갖는 프리폼이든지 간에 유사한 공정으로 조립되어 격자 형태 구조체를 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 구현예는, 공통 교차선을 갖는 인접하는 다리들의 쌍의 형태로 배열된 서로 제직된 다리들을 포함하는 강화 프리폼에 관한 것이되, 이때, 상기 다리들은 공통 제직된 강화물이고 강화된 노드를 형성한다. 다수의 다리 쌍들은, 보강 섬유가 쌍을 이루는 개개의 다리들 사이에서 제직되고, 뿐만 아니라, 하나 이상의 추가 다리들 또는 다리 쌍들 사이에서 제직되도록 제직될 수 있다. 노드는 서로 제직되는 다리 쌍들 사이의 공통 교차선에서 형성되며, 다리들 사이를 서로 제직하는 보강 섬유를 포함한다.
다리 쌍들은 실질적으로 평판형이면서 서로 평행할 수 있고, 공극이 형성되도록 서로로부터 이격될 수 있으며, 다리들 사이에 형성된 공극에 평판형 요소를 수용하도록 형성될 수 있다.
본 개시의 목적상, "요소(element)"는, 다른 제직된 직물 부품, 요소 또는 프리폼과 결합되어, 공지된 공정을 통하여, 복합 구조체를 형성하는 제직된 직물 또는 제직된 직물 구조체일 수 있다. 또는, "요소(element)"는, 금속 시트 또는 플레이트, 또는, 세라믹 패널과 같은 패널, 또는, 다른 재료로 된 패널과 같은 제직되지 않은 구조체일 수도 있다. 제직된 경우, "요소(element)"는 건조 섬유 직물 또는 프리폼, 사전 함침된 직물 또는 프리폼, 경화된 복합 요소이거나 또는 다른 공지된 조성을 가질 수 있으며, 특정의 용도 및 제조 공정상의 단계에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 인접한 다리들의 3 개의 쌍의 형태로 배열된 6 개의 다리를 갖는 프리폼은, 3 개의 평판형 요소를, 각 쌍의 다리들 사이에 하나씩, 수용할 수 있다. 이러한 비제한적인 실시예에 있어서, 프리폼은 조인트 또는 노드에서 교차하는 3 개의 평판형 요소를 제공하고, 이때, 노드를 통하여 섬유 보강이 이루어진다. 유사하게, 다리들의 4 개의 쌍의 형태로 배열된 8 개의 다리는, 4 개의 요소를 수용할 수 있다. 다리 쌍들은 노드 주위에서 등간격으로 이격될 수 있다. 또는, 다리 쌍들은 필요에 따라 비등간격으로 이격될 수도 있다.
유사한 방식으로, 다리 쌍들은 국소적으로 평행한 대향 표면들을 갖는 실질적인 비평판형일 수 있고, 공극이 형성되도록 서로로부터 이격될 수 있으며, 유사한 형태의 비평판형 요소를 다리들 사이에 형성된 공극에 수용하도록 형성될 수 있다. 쌍을 이루는 2 개의 다리의 적어도 내부 대향 표면들은, 전반적으로 정합하면서도 방향이 반대인 윤곽을 갖는다. 즉, 제1 다리의 내부 대향면이 특정 지점에서 오목하다면, 제2 다리의 내부 대향면의 해당 위치는 정도는 비슷하되 방향이 반대인 곡률을 가질 수 있고, 말하자면, 그 지점에서 볼록할 수 있다. 그에 따라, 쌍을 이루는 다리들의 내부 대향 표면들 사이의 평행성 또는 유사 평행성은 모든 지점에서 실질적으로 유지된다.
비제한적인 예의 경우, (모서리 표면들과는 대조적으로) 평행한 두 개의 주 표면을 갖는 제직된 직물 요소에 있어서, 주 표면들은 단순한, 변화하는, 또는 복잡한 곡률을 가질 수 있는데, 이때, 직물의 일 측면의 곡률은 다른 측면의 역(inverse)이어서, 요소 면들 사이의 국소화된 평행성을 유지할 수 있다. 즉, 일 표면이 특정 위치에서 오목한 곡률을 갖는 경우, 직물의 반대쪽 측면의 해당 위치는 불가피하게도 볼록한 곡률을 갖는다. 요소는, 직물의 표면에 걸쳐서, 일정하게 변화하는 곡률을 가질 수도 있다.
비평판형 요소의 일부분을 수용하도록 형성된 다리 쌍은, 수용되는 요소의 해당 부분과 실질적으로 동일한 윤곽 및 구조를 가질 수 있다. 그러한 곡선형태 프리폼들이 조립되는 경우, 프리폼 구조체 내의 다리들은 하나 이상의 방향으로 곡률을 갖는 곡선형태의 교차선을 가질 수 있다.
요소 및 다리 쌍의 평판성과 상관없이, 하나 이상의 프리폼 다리 쌍 및 하나 이상의 요소를 포함하는 프리폼 구조체는, 앞에서 논의된 것과 유사한 방법에 의하여 가공되어 복합 구조체가 될 수 있다. 다리 쌍 및 이와 결부된 요소들은 경화되거나, 공동 경화되거나, 또는 접착되어서, 복합 구조체를 생성한다. 프리폼과 요소 사이의 계면은 단일 또는 이중 겹 전단 이음을 포함할 수 있다.
본 발명의 방법의 구현예에 따르면, 강화된 노드를 갖는 격자 형태 구조체를 제작할 수 있는 공정으로서, 이전에 공지된 것에 비하여 더 경제적인 공정이 개시된다. 상기 방법은 앞에서 논의된 바와 같은 형태를 갖는 프리폼(즉, 프리폼은 그 길이를 따라 바라보았을 때 십자형 형태를 가질 수 있고, 그 길이는 직선형 또는 곡선형일 수 있음)에 대하여 적합하게 적용된다. 이 방법은 몰드 또는 주형(통상적으로, "압형(tool)" 또는 "압형기(tooling)"라고 지칭됨)을 포함할 수 있는데, 상기 몰드 또는 주형은 최종 완성 제품의 원하는 형태에 부합되는 형태 및 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 프리폼은 경화될 수 있는 코팅을 갖는 섬유로부터 제작될 수 있다. 이와 달리, 격자 형태 구조체의 제작 전에, 적합한 코팅이 프리폼에 첨가될 수도 있다. 경화될 수 있는 프리폼의 비제한적인 예로서는, 제직 전에 풀(sizing) 또는 점착부여제(tackifiers)로 코팅된 섬유로부터 제직된 프리폼, 제직 후의 프리폼에 부가되는 점착부여제, 수지 재료로 미리 함침된 프리폼, 등이 있다.
프리폼은 적절한 크기 및 형상을 갖는 몰드에서 삽입물로서 사용될 수 있다. 사용되는 삽입물은 몰드에 삽입되기 전에 그물과 흡사한 형태로 절단될 수 있다. 또는, 삽입물은 몰드에 있는 동안 다듬어질 수도 있다. 몰드에서, 삽입물은 압형 또는 몰드의 내부에 제공된 적절한 형상의 공동 내에 배치되며, 이때, 인접한 프리폼들의 부분들은 서로 중첩하면서 접할 수 있다.
필요에 따라, 추가적인 재료가 몰드 내에 배치될 수 있다. 몰드, 프리폼, 및 임의의 추가적으로 삽입된 재료는 몰드에서 예열될 수 있다. 수지 또는 매트릭스 재료는, 온도 및 압력과 같은 적절한 조건하에서 주입된 다음 굳어서 격자 형태 구조체를 형성한다. 적절한 가공 후에, 격자 형태 구조체는 몰드에서 제거된 후 필요한 최종 크기로 다듬어질 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따라 제공되는 강화 프리폼은, 모서리를 통하여 서로 연결되며 공통 노드로부터 방사상으로 연장하는 복수의 공통 제직된 직물 요소를 포함하며, 이때, 복수의 요소들의 각각으로부터 나오는 적어도 하나의 보강 섬유는, 노드를 통과한 후 복수의 요소들 중의 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되어 들어간다. 일부 구현예에 있어서, 직물 요소들 중의 적어도 하나는 전반적으로 서로 평행한 주 표면들을 포함한다. 다른 구현예에 있어서, 주 표면들 중의 적어도 하나는 노드로부터 요소의 말단으로 갈수록 점점 가늘어진다. 일부 구현예에 있어서, 직물 요소들은 인접하는 요소들의 쌍의 형태로 배열됨으로써, 요소들의 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어 그들 사이에 공극을 형성하도록 한다.
본 발명의 일부 구현예에 있어서, 복합 구조체가, 또는 일반화된 용어로서 구조체가 제공되는데, 이는 복수의 프리폼을 포함하되, 프리폼들의 각각은, 모서리를 통하여 서로 연결되며 공통 노드로부터 방사상으로 연장하는 복수의 공통 제직된 직물 요소들을 포함하고, 복수의 요소들의 각각으로부터 나오는 적어도 하나의 보강 섬유는 노드를 통과한 다음 복수의 요소들 중의 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되어 들어간다. 복수의 프리폼들의 각각은 길이방향 축을 포함하고, 프리폼들은, 상기 축들이 전반적으로 평행하게 정렬되어 격자 형태 패턴을 이루도록, 배치된다. 제직된 직물 요소의 제1 단부는 적어도 제1 제직된 직물 요소와 중첩하면서 접한다.
구조체의 구현예들에 있어서, 요소들이 제공되되, 이 요소들은 주 표면들을 포함하고, 복수의 프리폼들 중의 적어도 제1 프리폼이 쌍의 형태로 배열되는 서로 인접하는 요소들을 포함함으로써, 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어 그들 사이에 공극을 형성하도록 한다. 요소가 제공되되, 이 요소는 상기 공극 내에 적어도 부분적으로 수용되어, 그것의 서로 대향하며 인접하는 두 개의 주 표면들 중 하나의 적어도 일부분과 중첩하면서 접하게 된다. 일부 구현예에 있어서, 복수의 프리폼들 중의 제2 프리폼은 쌍으로 배열되는 서로 인접하는 요소들을 포함함으로써, 서로 대향하며 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어 그들 사이에 공극을 형성하도록 한다. 요소의 제2 단부는 제2 프리폼 내에 형성된 공극 내에 적어도 부분적으로 수용되어, 그것의 서로 대향하며 인접하는 두 개의 주 표면들 중의 적어도 하나와 중첩하면서 접하게 된다.
강화 복합 구조체 형성 방법의 구현예들은, 제1 강화 프리폼을 제작하는 단계로서, 상기 제1 강화 프리폼은, 모서리를 통하여 서로 연결되어 있고 공통 노드(node)로부터 방사상으로 연장하는 복수의 공통 제직된 직물 요소들을 포함하고, 상기 복수의 요소들 중의 각 요소로부터의 적어도 하나의 보강 섬유는 상기 노드를 통과한 후 상기 복수의 요소들 중의 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되는 단계; 적어도 하나의 요소를 포함하는 상기 제1 강화 프리폼과 같은 제2 강화 프리폼을 제작하는 단계; 상기 요소의 적어도 일부분을 상기 제1 제직된 프리폼의 적어도 일부분에 인접하도록 배치함으로써, 프리폼 어셈블리를 형성하는 단계; 상기 프리폼 어셈블리를 가공하여 복합 구조체를 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 방법의 일부 구현예에 있어서, 제1 제직된 프리폼의 직물 요소들은 주 표면들을 포함한다. 다른 구현예에 있어서, 제2 강화 프리폼은 복수의 공통 제직된 직물 요소들을 더 포함하되, 이 직물 요소들은 주 표면들을 포함하고, 모서리를 통하여 서로 연결되고, 공통 노드로부터 방사상으로 연장하며, 복수의 요소들의 각각으로부터 나오는 적어도 하나의 보강 섬유는 노드를 통과한 다음 복수의 요소들 중 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되어 들어간다. 구현예들에 있어서, 제1 및 제2 강화 프리폼은 길이방향 축을 가지며, 그들의 길이방향 축들이 대체적으로 평행이 되도록 배열된다. 제1 및 제2 프리폼을 조립함에 있어서는, 제1 제직된 프리폼의 주 표면들 중 적어도 하나의 일부분이, 제2 제직된 프리폼의 주 표면들 중 적어도 하나의 일부분과, 적어도 부분적으로 중첩하면서 접하도록 한다.
본 발명의 방법의 일부 구현예는, 제1 프리폼의 상기 직물 요소들의 적어도 일부를 인접하는 요소들의 쌍의 형태로 배열함으로써, 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어 그들 사이에 공극을 형성하도록 하는 단계; 및 제2 프리폼의 요소의 제1 단부의 적어도 일부를, 상기 제1 강화 프리폼 내에 형성된 상기 공극들 중의 하나의 안에 배치함으로써, 그것의 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 상기 주 표면들 중의 하나의 적어도 일부분과 중첩하면서 접하도록 하는 단계;를 포함한다.
다른 구현예는, 상기 직물 요소들 중 적어도 일부를 인접하는 요소들의 쌍의 형태로 배열함으로써, 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어 그들 사이에 공극을 형성하도록 하는 단계; 제직된 요소의 제1 단부를 배치하되, 그것이 제1 강화 프리폼에 형성된 공극 내에 적어도 부분적으로 수용되도록 하는 단계; 및 요소의 제2 단부를 배치하되, 그것이 제2 강화 프리폼 내에 형성된 공극들 중의 하나의 안에 적어도 부분적으로 수용되어, 그것의 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들 중의 하나의 적어도 일부분과 중첩하면서 접하도록 하는 단계;를 포함한다.
본 개시에서 그리고 특히 청구항에서 주목되어야 할 점은, "포함한다(comprises)," "포함된(comprised)," "포함하는(comprising)" 등과 같은 용어들은, 미국 특허법에서 그것에 부여하는 의미를 가질 수 있다; 즉, 이들은 "포함한다(includes)," "포함된(included)," "포함하는(including)" 등을 의미할 수 있다.
이러한 구현예들 및 다른 구현예들은, 하기 상세한 설명에 의하여 개시되거나, 그로부터 명백하거나, 그에 의하여 포괄될 수 있다.
하기의 상세한 설명은 예시의 목적으로 제공되는 것으로서 본 발명을 그 개시된 상세한 내용으로 제한하고자 의도된 것이 아니며, 첨부된 도면과 연계하여 설명된다. 첨부된 도면에서, 같은 지시부호는 같은 또는 유사한 요소 및 부품을 표시한다.
도 1은 격자 형태 구조체의 투시도이다.
도 2는 강화된 패널 또는 표피의 투시도이다.
도 3a 내지 3c는, 도 1의 격자 형태 구조체 또는 도 2의 강화 패널에 사용될 수 있는 요소의 축상도(axial views)이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 제직된 강화 프리폼의 축상도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 제직된 강화 프리폼의 축상도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 제직된 강화 프리폼의 축상도이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 제직된 강화 프리폼의 축상도이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 제직된 강화 프리폼의 투시도이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 강화된 제직된 프리폼 구조체의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 강화된 제직된 프리폼 구조체의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 구현예에 따른 강화 프리폼 구조체의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 격자 형태 구조체의 투시도이다.
도 13은, 복합 구조체의 형성 이전에 강화 제직 프리폼을 보유하고 성형하는 몰드 요소의 투시도이다.
도 14는 도 13의 몰드 요소 및 프리폼에 의하여 제조된 복합 구조체의 투시도이다.
도 15는 본 발명의 일 구현예에 따른 강화 구조체이다.
도 16은 본 발명의 일 구현예에 따른 강화 제직 프리폼의 축상도이다.
도 17은 도 16의 강화 제직 프리폼을 포함하는 강화 제직 프리폼 구조체의 평면도이다.
이하에서는, 본 발명의 구현예들이 첨부된 도면을 참조하여 기술된다. 첨부된 도면은 제직된 강화 프리폼 및 이로부터 제조된 복합 구조체의 구현예들을 묘사한다. 그러나, 당연하게도, 본 발명의 적용은 다른 강화 프리폼을 포괄하며, 도시된 것들로 제한되지 않는다. 또한, 본 발명은 묘사된 구현예들 및 그 세부 사항으로 제한되지 않으며, 이들은 제한의 목적이 아니라 예시의 목적으로 제공된다.
복합 구조체는 종종, 그 모서리를 따라서 연결되는 요소들을 요구하는 세부 양식을 포함한다. 도 1은 개방된 격자 형태 복합 구조체(1)를 도시한다. 개방된 격자 형태 복합 구조체(1)는, 제직된 제2 요소(12)와 교차하면서 그에 연결되는 제직된 제1 요소(10)을 포함한다. 교차선(14)에서, 요소들 중의 하나(예를 들어, 12)는 그 길이를 따라가다가 중단되고, 이때, 그것은 요소(이 예에서는, 10)와 교차한다. 교차선(14)은 종종 노드 또는 조인트라고 지칭된다. 제1 요소(10)와 그에 인접하는 제2 요소(12)의 서로 인접하는 쌍들 사이에서, 셀(11)이 형성된다. 도시된 바에 따르면, 셀(11)은 실질적으로 직사각형이지만, 의도된 용도 또는 다른 요구조건에 따라서 다른 형태를 가질 수 있다.
도 2는 복합 구조체(2)를 도시한다. 복합 구조체(2)는 표피 또는 패널(16)을 포함한다. 표피 또는 패널(16)은 요소들(10, 12)에 의하여 강화 또는 경직화되어 있다. 이때, 요소들(10, 12)은 패널(16)의 적어도 하나의 표면에 인접하게 배치되어 있고, 또한, 노드 또는 조인트(14)에서 서로 교차하도록 배열되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 것들과 같은 복합 구조체는, 통상적으로 다수의 제직된 제1 요소들(10)로부터 제작된다. 이때, 제1 요소들(10)은, 예를 들면, 원하는 구조체의 치수(이 예에서는, W)에 걸쳐지기에 충분한 길이를 가질 수 있다. 다수의 제직된 제2 요소들(12)은, 인접하는 제1 요소들(10)의 사이에 들어맞는 기하학적 형태로 제작된다. 제2 요소(12)는 L자, C자 또는 Z자의 형태로 제작될 수 있는데, 이때, 이러한 형태들은, 전반적으로 직선형인 수평 및 수직 세그먼트들(각각, 18a 및 18b)을 가질 수 있으며, 이를 도 3a 내지 도 3c에 도시하였다. 전반적으로 수평인 세그먼트(18a)는 통상적으로, 제1 요소 또는 요소들(10)의 일부분에 고정된다. 노드 또는 조인트(14) 들은 요소들(10, 12)의 교차선에서 형성된다. 요소들(10, 12)은 공지된 공정에 따라 가공되어 복합 조립체를 형성하게 된다.
요소들(10, 12)은 구조적으로 서로 분리된 요소들이기 때문에, 이들 두 요소들에 공통인 섬유로서 노드(14)에 걸쳐있는 섬유는 없다. 구조적으로, 노드(14)는 종종, 구조체의 약점이 된다. 복합 구조체(1, 2) 또는 요소(10, 12)에 걸리는 하중은, 요소를 따라서 노드(14)까지 전달될 수 있다. 노드의 하중 지탱 능력은 통상적으로, 채용된 접합 방법에 의존하며, 대개는, 접합 방법에서 사용된 접착 시스템에 의하여 제한된다. 노드의 하중 지탱 능력을 초과하는 하중은 구조체(1,2)의 노드 위치에서의 파괴를 야기할 수 있으며, 종종, 파국적인 파괴를 가져온다.
종종, 교차하는 요소들(10, 12) 사이에, 공지된 노드 구축 기법에 비하여 더 많은 하중을 지탱할 수 있는 노드를 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명은, 노드를 통하여 지나가는 적어도 하나의 섬유를 포함하는 노드를 제공한다. 노드를 통하여 지나가는 섬유 또는 섬유들은, 요소들 사이의 부착 부분의 하중 지탱 강도를 보충함으로써, 노드의 하중 지탱 능력을 증가시킨다.
본 발명의 구현예들에 따라, 제직된 강화 프리폼(20)은 복수의 직물 다리들(fabric legs)(22 내지 26)을 포함하되, 직물 다리들(22 내지 26)은 공통 모서리 연결 시트들의 형태로 함께 제직되어서 강화 노드(29)에서 교차하는데, 이를 도 4에 도시하였다. 도시된 바와 같이, 직물 다리들(22 내지 26)은 교차선에서 함께 제직되어서 직물의 일부분으로서 노드(29)를 형성하며, 공지의 기법을 사용하여 제직될 수 있다. 공지의 제직 기법을 사용하여, 프리폼(20)은 실질적으로 임의의 길이까지 제직될 수 있으며, 이 길이는 도 4의 보는 방향에 수직이다.
강화 제직 프리폼(20)을 제직함에 있어서, 적어도 하나의 보강 섬유가 각각의 다리들 사이에서 제직됨으로써, 각각의 다리가 적어도 하나의 다른 다리와 제직된 보강 섬유를 공유하도록 한다. 예를 들어, 다리(22)는 다리(24)와 제직된 적어도 하나의 공통 섬유를 가질 수 있다. 다리(24)는 다리(26)와의 적어도 하나의 공통 섬유를 가질 수 있고, 다리(26)는 다리(22)와의 적어도 하나의 공통 섬유를 가질 수 있다.
도시된 바와 같이, 다리들(22 내지 26)은 주 표면들(22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b)을 포함하는데, 주 표면들(22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b)은 평행하지 않고 그 길이를 따라서 실질적으로 균일하게 점점 가늘어지고, 그에 따라, 다리들(22 내지 26)은 노드(24)로부터 바깥쪽으로 갈수록 좁아진다. 대안적인 구현예에 있어서, 다리 표면들은 실질적으로 평행이어서 그 길이를 따라 균일한 두께를 갖는 다리를 형성할 수도 있고, 또는, 이들은 한쪽 면에서만 점점 가늘어질 수도 있다. 다리들(22 내지 26)이 노드(29) 주위에서 등간격으로 이격되어 있는 것으로 도시되어 있는데, 이는 단지 도시의 편의성을 위한 것이다. 다리들은, 원하는 바에 따라, 노드(29) 주위에서 임의의 각도 위치에 배치될 수 있다.
대안적인 구현예들은 노드 주위에서 방사상으로 배치된 3 개보다 많은 다리를 가질 수 있다. 대안적인 프리폼의 비제한적인 예시적 구현예가 도 5에 도시되어 있는데, 여기서, 강화 제직 프리폼(30)은 4 개의 다리들(32 내지 38)을 포함하며, 4 개의 다리들(32 내지 38)은 모서리를 통하여 서로 연결되어 있고 노드(39) 주위에서 방사상으로 배치되어 있다. 다리들(32 내지 38)은 주 표면들(32a, 32b, 34a, 34b, 36a, 36b, 38a, 38b)을 포함할 수 있다. 다리들은 도 5에 도시된 바와 같이 한쪽 면 또는 양쪽 면에서 점점 가늘어질 수도 있고, 또는, 앞에서 기술된 바와 같이 그 길이를 따라서 균일한 두께를 가질 수도 있다.
본 발명의 강화 제직 프리폼의 구현예들은 앞에서 기술된 것과 유사한 다리들을 포함할 수 있고, 이때, 다리들은 노드 주위에서 방사상으로 배치된 쌍의 형태로 배열될 수 있다. 쌍을 이루는 개개의 다리들은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 이들은 서로 다른 치수(예를 들어, 두께 T, 노드의 방향으로의 길이, 또는 노드(49)로부터 방사상으로의 폭 W)를 가질 수 있으며, 이를 도 6에 나타내었다.
다리 쌍들을 갖는 프리폼의 비제한적인 예로서, 도 6은 6 개의 다리(42, 43, 44, 45, 46, 47)를 포함하는 프리폼(40)을 도시하는데, 이때, 6 개의 다리(42, 43, 44, 45, 46, 47)는, 모서리를 통하여 서로 연결되며 노드(49) 주위에서 방사상으로 배열되어 있는 다리들의 3 개의 쌍으로서 배열되어 있다. 다리들의 각 쌍은 2 개의 인접한 다리들을 포함하는데, 2 개의 인접한 다리들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고 거리(d)를 두고 서로 이격되어 있어서, 공극을 형성한다. 다리 쌍들((42,43), (44,45), (46,47)) 사이의 제직시에, 보강 섬유는 인접한 다리들 사이를 엮을 수 있다. 즉, 예를 들면, 섬유는 다리(43)부터 다리(44)까지 엮을 수 있다. 다른 대안으로서, 보강 섬유는 하나의 다리부터 엮기 시작하되, 하나 이상의 다리를 우회하여, 그 다음 다리 내로 엮어져 들어갈 수 있다. 보강 섬유는, 하나의 쌍에 있는 하나의 다리로부터, 또 다른 쌍에 있는 또 다른 다리로, 제직될 수 있다. 예를 들어, 보강 섬유는 하나의 쌍에 있는 하나의 다리(예를 들어, 다리(42) 또는 다리(43))사이에서 제직될 수 있고, 다리(45) 또는 다리(46)와 제직될 수 있으며, 그에 따라 인접 다리(44)는 건너뛰게 된다. 다리들 사이에서 제직될 때, 보강 섬유는 노드(49)를 통과한다.
유사한 구현예가 도 7에 도시되어 있는데, 여기서, 강화 프리폼(50)은 8 개의 모서리 연결된 다리들을 포함하되, 거리(d) 만큼 서로 이격되어 다리들 사이에 공극을 형성하는 4 쌍의 다리들의 형태로 포함하고, 다리들의 쌍들은 노드(59) 주위에서 방사상으로 배열되어 있다. 앞에서와 같이, 섬유는 하나의 쌍에 있는 하나의 다리로부터 제직되기 시작하여 또 다른 쌍에 있는 하나의 다리 내로 제직되어 들어갈 수 있으며, 이때, 보강 섬유는 노드(59)를 통과한다.
도 6 및 7에 있어서, 다리 쌍(42,43), 다리 쌍(44,45), 및 다리 쌍(46,47)은 거리(d)를 두고 서로 이격되어, 서로 대향하며 인접하는 주 다리 표면들 사이에 공극 또는 공간을 형성하는 것으로 도시되어 있다. 도시의 편의성 만을 위하여, 도시된 바와 같이 공간은 직각으로 다리 표면들에 연결된 평평한 바닥을 포함한다. 예상될 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 다리들 사이에 형성된 공간의 바닥은 평평하지 않을 수도 있고, 바닥과 측면은 선명한 각도로 연결되지 않을 수도 있다. 통상적인 복합재료 실시와 부합하자면, 예상되는 바와 같이, 대부분의 내부 및 외부 구석은 선명한 각도 또는 직각을 이루지 않을 수 있고, 둥근 모양을 가질 수 있다. 도시된 예들에서의 구석은 선명한 각도로 그려져 있는데, 이는 도시의 편의성 만을 위한 것이다.
예시적인 주 다리 표면들(도 6의 42a, 42b; 도 7의 51a, 51b)은 평평하고 실질적으로 평행인 것으로 도시되어 있는데, 이는 도시의 편의성 만을 위한 것이다. 도시된 구현예들에 있어서, 다리들(도 6의 42 내지 47; 도 7의 51 내지 58)은 두께가 실질적으로 균일하다. 본 발명의 다른 구현예에서와 같이, 도 6 및 7에서 도시된 구현예들의 다리들은 평행하지 않은 표면들을 포함할 수 있고, 그에 따라, 그 길이를 따라서 점점 가늘어지는 다리들을 포함할 수 있다.
프리폼은 프리폼의 길이를 따라 직선형 노드를 가질 수 있다. 즉, 노드는, 프리폼의 길이 방향을 향하여, 곧은, 또는 실질적으로 곧은, 선을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 4 내지 7의 단면도에 나타난 프리폼(20, 30, 40 및 50)은 해당 페이지의 평면에 대하여 수직으로, 프리폼의 길이 방향을 향하여, 연장할 수 있으며, 그에 따라, 직선형 프리폼을 산출한다.
다른 대안으로서, 본 개시에 따른 프리폼은 곡선형 구조를 갖는 부분 또는 부분들을 가질 수도 있고, 또는, 그 길이 전체에 걸쳐서 곡선형일 수도 있다. 즉, 프리폼은 원하는 곡선형 구조로 형성되거나 원하는 곡선형 구조를 취할 수 있으며, 이는 도 8의 프리폼(30a)에 의하여 도시된 바와 같다. 단면부에서는, 프리폼(30a)은 도 5에 나타난 프리폼(30)과 유사한데, 이때, 4 개의 요소(32a 내지 38a)는 모서리를 통하여 서로 연결되어 있으며 노드(39a) 주위에서 방사상으로 배치되어 있다. 차이점은, 도 8의 요소(32a 내지 38a)는 제직되어서, 평면내(in-plane) 또는 평면외(out-of-plane) 곡률을 수용한다는 점이다. 도시된 바와 같이, 요소(34a, 38a)는 실질적으로 동일 평면에 있으며, 그 평면 내에서 구부러져 있다. 요소(32a, 36a)는 실질적으로 동일선 상에 있으며, 실질적으로 동일한 곡면 상에 놓여져 있고, 이 요소들은 프리폼의 길이를 따라서 평면외 곡률을 보이고 있다.
본 발명의 구현예에 따른 강화 프리폼은 다양한 방식으로 조립되어, 강화 노드를 포함하는 격자 형태 구조체를 형성할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 강화 프리폼은 조립되어, 복합 구조체에, 예를 들면, 요소들의 교차부에서, 강화 노드를 제공할 수 있다. 도 9는 본 발명의 구현예에 따른 강화 제직 프리폼 구조체(60)의 비제한적인 예를 도시하는데, 여기서, 다수의 프리폼(70 내지 75)(각각은 3 개의 제직된 직물 다리를 포함함)은, 예시적인 조합으로 조립되어, 격자 형태 복합 구조체를 형성한다. 유사한 프리폼을 결합하여 유사한 구조체를 형성하는 다양한 방식들은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 제직된 프리폼 구조체(60)의 평면도인데, 여기서, 프리폼(70 내지 75)은 해당 종이의 평면에 대하여 수직으로 연장한다.
도 9의 비제한적인 예에 따르면, 본 발명에 따른 제직된 프리폼 구조체(60)는 강화 프리폼(70 내지 75)(각각은 3 개의 다리 또는 요소를 포함함)으로부터, 다음과 같이 조립된다. 제1 프리폼(70)을 배치함에 있어서, 하나의 다리(70a)는 수직으로 배향되어 윗 쪽으로 향하도록 하고, 제2 다리(70c)는 아래쪽으로 배향되어, 예를 들어, 수직 다리의 오른쪽으로 향하도록 하며, 트리플렛 중의 제3 다리(70b)는 아래쪽으로 배향되어, 도시된 바와 같이 왼쪽으로 향하도록 한다. 제2 프리폼(71)을 배열함에 있어서는, 다리(71b)는 다리(70c)와, 다리(70a)와 다리(70c) 사이에 있는 다리(70c)의 측면 상(제직된 프리폼 구조체(60)의 "외부")에서, 접하면서 실질적으로 중첩하도록 한다. 다리(71a)는 윗 쪽으로 연장하면서 노드의 오른쪽으로 향하고, 다리(71c)는 노드로부터 아래쪽으로 수직으로 배향되어 전반적으로 다리(70)와 평행하다. 프리폼(72)를 배열함에 있어서는, 다리(72b)는 실질적으로 수직으로 배향되어서, 다리(71b)와 다리(71c)의 사이에 있는 다리(71c)의 측면(구조체(60)의 "내부")에서, 다리(71c)와 인접하면서 실질적으로 중첩하도록 한다.
프리폼(73)을 배열함에 있어서는, 다리(73a)는 수직으로 아래쪽으로 배향되어 다리(70a)와 실질적으로 동일 평면상에 놓이도록 한다. 다리(73c)는 윗쪽으로 배향되면서 오른쪽으로 향하고, 구조체의 내부를 형성하는 다리(72c)의 측면에서, 다리(72c)와 인접하면서 실질적으로 중첩한다. 다리(73b)는 윗쪽으로 배향하면서 왼쪽으로 향한다. 프리폼(74)은 프리폼(72)와 유사하게 배열되며, 프리폼(72)으로부터 왼쪽으로 떨어져 있다. 다리(74a)는 수직으로 윗쪽으로 배향되고, 다리(74c)는 아래쪽으로 배향하면서 오른쪽으로 향하되, 구조체의 내부에서, 다리(73b)와 인접하면서 실질적으로 중첩한다. 다리(74b)는 아래쪽으로 배향하면서 왼쪽으로 향한다. 프리폼(75)은 프리폼(71)과 유사한 방식으로 배열되며, 프리폼(71)으로부터 왼쪽으로 떨어져 있다. 다리(75b)는 수직으로 아래쪽으로 배향되고, 구조체의 외부에서, 다리(74a)와 접하면서 실질적으로 중첩한다. 다리(75c)는 윗 쪽으로 배향하면서 오른쪽으로 향하고, 다리(70b)와 접하면서 실질적으로 중첩한다. 다리(75a)는 윗 쪽으로 배향하면서 왼쪽으로 향한다.
이렇게 배열되어, 프리폼들(70 내지 75)은 제직된 프리폼 구조체(60)를 형성하고, 이것은 실질적으로 육각형인 셀(13)을 포함하게 된다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하게도, 도 9에 도시된 단일 셀(13)은 격자 형태 구조체로 확장될 수 있을 것이다. 이를 위하여, 프리폼(70 내지 75)과 유사한 추가적인 프리폼들을 도시된 프리폼 구조체와 결합할 수 있다. 이때, 유사한 방식으로, 프리폼 다리들을 중첩시키고 접하게 함으로써, 추가적인 육각형 셀들을 형성할 수 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 임의의 공지된 방법을 사용하여, 구조체는 추가적으로 가공되어, 복합 구조체를 형성할 수 있다.
도 9에서 제직된 직물 다리(70a 내지 75c)는 도시의 편의성 만을 위하여 직선 세그먼트로서 나타나 있다. 그러한 구조체에 있어서, 각각의 제직 프리폼의 다리들은 불가피하게도 두께를 갖게 될 것이다. 예상되는 바와 같이, 제직 직물 다리(70a 내지 75c)는, 다리들 중의 적어도 일부의 길이를 따라, 변화하는 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 9의 제직된 프리폼의 다리들(70a 내지 75c)은, 도 4에 도시된 것과 유사하게, 균일하게 변화하는 다리 두께를 가질 수 있다. 다른 대안으로서, 도 9의 구조체(60)를 포함하는 프리폼의 다리들은 또한 균일한 두께를 가질 수 있다.
구조체(60)가 복합 구조체로 경화되면, 중첩하는 다리들, 예를 들어, 다리(70c) 및 다리(71b)는 단일 겹 전단 이음을 형성할 수 있다. 변화하는 두께를 갖는 다리들은, 중첩되면, 그 길이를 따라서 균일한 또는 실질적으로 균일한 두께를 갖는 다리를 형성할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따라, 제직된 프리폼들(70 내지 75)의 다리들(70a 내지 75c)은 실질적으로 길이가 동일하며, 그에 따라, 중첩하는 다리들은 실질적으로 동일한 공간에 걸칠 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 중첩하는 다리들은 길이가 동일하지 않을 수 있다. 게다가, 다리들(70a 내지 75c)은, 도 9의 면에 수직으로 취해지는 깊이가 서로 다를 수 있다.
도 10에서, 강화된 프리폼들(80, 81, 82, 및 83)은, 본 발명의 또 다른 구현예에 따라, 조립되어 제직된 프리폼 구조체(62)를 형성할 수 있다. 프리폼들(80 내지 83)은 제직된 직물 다리들(80a 내지 83d)을 포함한다. 도 9의 구현예에서와 같이, 도 10의 프리폼 구조체(62)의 다리들(80a-83d)은 도시의 편의성만을 위하여 직선 세그먼트를 사용하여 도시되어 있다. 그러한 구조체에 있어서, 각 제직된 프리폼의 다리들은 불가피하게도 두께를 가질 것이다. 예상되는 바와 같이, 제직된 직물 다리들(80a 내지 83d)은, 적어도 일부의 다리들의 길이를 따라서, 변화하는 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 10의 제직된 프리폼의 다리들(80a 내지 83d)은, 도 5에 도시된 것과 유사하게, 균일하게 변화하는 다리 두께를 가질 수 있다.
도 10의 비제한적인 예에 따라, 본 발명에 따른 제직된 프리폼 구조체(62)는, 다음과 같이, 조립되어 강화 프리폼(80 내지 83)을 형성할 수 있으며, 이들 각각은 4 개의 다리로 이루어질 수 있다. 제1 프리폼(80)의 배열에 있어서, 다리(80a) 및 다리(80c)의 쌍은 수직으로 동일 평면상에 배열되고, 다리(80b) 및 다리(80d)는 서로에 대해서는 동일 평면상에 다리(80a) 및 다리(80c)에 대해서는 수직으로 배열된다. 즉, 다리(80b) 및 다리(80d)는 수평으로 배향되고, 이때, 다리(80b)는 다리(80a) 및 다리(80c)의 오른쪽에 배치된다. 프리폼(81)의 배열에 있어서는, 다리(81a) 및 다리(81c)는 동일 평면상에서 수직으로 배향되도록 배열될 수 있고, 그에 따라, 다리(81a) 및 다리(81c)는, 다리(80a) 및 다리(80b)로부터 오른쪽으로 이격되어, 다리(80a) 및 다리(80b)에 평행하도록 배열될 수 있다. 동일 평면상에 있는 다리(81b) 및 다리(81d)는 수평으로 배향되며, 이때, 다리(81d)는 다리(80b)와, 다리(80a)의 반대쪽 측면에서(즉, 제직된 프리폼 구조체(62)의 내부쪽에서), 접하면서 실질적으로 중첩한다. 프리폼(83) 및 프리폼(82)은, 각각, 프리폼(80) 및 프리폼(81)과 유사하게 배열되며, 이때, 프리폼(83) 및 프리폼(82)은 프리폼(80) 및 프리폼(81)의 아래에 위치한다. 수직 다리들(82a 및 82c)는 동일 평면상에서 수직으로 배향되며, 다리(82a)는 다리(81c)와, 구조체의 내부쪽에서, 접하면서 실질적으로 중첩한다. 수직 다리들(83a 및 83c)는 동일 평면상에서 수직으로 배향되며, 이때, 다리(83a)는 다리(80c)와, 구조체의 외부쪽에서, 접하면서 실질적으로 중첩한다. 수평 다리들(82b 및 82d)은 동일 평면상에 위치하며, 다리들(80b, 80d, 81b, 81d)과 평행하다. 수평 다리들(83b 및 83d)은 동일 평면상에 있고 다리들(80b, 80d, 81b, 81d)과 평행하며, 이때, 다리(83b)는 다리(82d)와, 구조체의 내부쪽을 향하면서, 접하면서 실질적으로 중첩한다.
구조체(62)가 복합 구조체로 형성될 때, 중첩하는 다리들, 예를 들어, 다리(80b) 및 다리(81d)는 단일 겹 전단 이음을 형성할 수 있다. 변화하는 두께를 갖는 다리들은, 중첩될 때, 그 길이를 따라서, 균일한 또는 실질적으로 균일한 두께를 갖는 다리를 형성할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따라, 제직된 프리폼들(80 내지 83)의 다리들(80a 내지 83d)은 길이가 실질적으로 동일하며, 그에 따라, 중첩하는 다리들은 실질적으로 동일한 공간에 걸칠 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 중첩하는 다리들은 길이가 동일하지 않을 수 있다. 또한, 다리들(80a 내지 83d)은, 도 9의 면에 수직으로 취해지는 깊이가 서로 다를 수 있다.
도 10에서와 같이 그렇게 배열되면, 프리폼들(80 내지 83)은, 실질적으로 직사각형인 셀(11)을 포함하는 제직된 프리폼 구조체(62)를 형성한다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 바와 같이, 도 10에 도시된 단일 셀(11)은 격자 형태 구조체로 확장될 수 있는데, 이는, 프리폼들(80 내지 83)과 유사한 추가적인 프리폼들을 도시된 프리폼 구조체와 결합함으로써, 그리고, 프리폼 다리들을 유사한 방식으로 중첩시키고 접하게 함으로써, 달성될 수 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 프리폼 구조체(62)는, 공지된 임의의 방법에 따라 추가적으로 가공되어 복합 구조체를 형성할 수 있다.
곡선형 프리폼들도 유사하게 조립되어, 도 10에 도시된 바와 같은 유사한 구조체를 형성할 수 있다. 곡선형 프리폼들은, 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 조립될 수 있는데, 여기서, 두 개의 프리폼(30b 및 30c)은, 도 8의 프리폼(30a)과 유사하게, 예시적인 구조로 조립된 후, 복합 구조체로 형성된다. 프리폼들(30b 및 30c)은 동일한 또는 실질적으로 동일한 곡률을 가지며, 그에 따라, 요소 또는 다리들(34b 및 38c)은 중첩하면서 실질적으로 평행을 유지하며 그 길이에 걸쳐서 접할 수 있는데, 이들은 동일 공간에 걸칠 수도 있고 동일 공간에 걸치지 않을 수도 있다. 프리폼들(30b 및 30c)을 제직함에 있어서, 프리폼의 길이들은 원하는 곡선 방향으로 배치가능하고, 고정 수단의 도움이 없어도 그렇게 형성된 구조를 유지할 수 있으며, 그렇게 된 다음, 복합 구조체로 형성된다.
당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 바와 같이, 프리폼들(30b 및 30c)와 유사한 추가적인 프리폼들을 결합하여 더 큰 격자 형태 구조체를 형성할 수 있다. 그러한 구조체(100)의 비제한적인 일 예를 도 13에 도시하였다. 구조체(100)의 용도의 예에는, 통상적으로 항공기 터빈 엔진 주위의 공기의 흐름을 유도하는데 사용되는 역추진 장치 또는 익렬로서의 사용이 포함된다. 유사한 방식으로 제조된 다른 구조체들 및/또는 예시적인 구조체(100)의 다른 용도는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
다른 구현예에 있어서, 프리폼들은, 예를 들어 직선형 프리폼과 같은, 용이하게 제작되는 형태로 제직되어, 프리폼을 원하는 최종 형태로 보유하는데 적합한 형태의 몰드 내에 배치될 수 있다. 프리폼을 원하는 형태로 보유하도록 형성된 몰드의 비제한적인 일 예가 도 13에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 십자 형태 프리폼(32d)가 4 개의 몰드 요소들(102 내지 108) 사이에 형성된 공동 내에 배치된다. 몰드 요소는, 전통적인 성형 수단을 사용하여, 최종 복합 구조체의 원하는 그물 형태 또는 그물과 유사한 형태로 형성된다. 적절한 가공 조건하에 있는 몰딩 장치에서, 프리폼(32d)은 원하는 형태를 갖는 복합 구조체로 가공될 수 있다.
도 14는 형성된 복합 구조체(101)의 예를 도시하는데, 이는, 도 13에 도시된 몰드 구성에 의하여 적절한 가공 조건하에서 제조된다.
더 큰 구조체를 형성하기 위해서는, 여러 개의 프리폼들 및 여러 세트의 몰드 요소들(102 내지 108)을 도 13의 프리폼들 및 몰드 요소들에 인접하도록 배치하되, 각 프리폼의 적어도 하나의 다리가 인접하는 프리폼의 적어도 하나의 다리와 중첩하도록 하고, 각 프리폼의 적어도 하나의 다리가 인접하는 프리폼의 적어도 하나의 다리와 접하는 관계를 유지하도록 하며, 그 다음, 복합 구조체를 형성하도록 가공하면 된다.
다른 대안으로서, 여러 개의 구조체들(101)이 형성되어 중첩하는 요소들과 조립될 수 있으며, 이때, 더 큰 구조체를 형성하는 공지의 기법을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 강화된 제직 프리폼 구조체는 교차하는 요소들 사이의 강화된 노드를 제작하는데 유용할 수 있다. 본 발명에 따른 추가 구현예에 있어서, 강화된 제직 프리폼(90)은, 도 7에 도시된 것과 유사하게, 2차 요소들(92, 94, 96, 및 98)과 조립되어, 도 15에 나타난 바와 같은 프리폼 구조체(64)를 형성할 수 있다. 도시된 바와 같이, 2차 요소들(92 내지 98)의 제1 단부들은, 실질적으로 평행한 다리 쌍들((51, 52), (53, 54), (55, 56), (57, 58)) 사이의 공간 내로 적어도 부분적으로 삽입될 수 있으며, 여기서, 쌍(예를 들어, 도 7의 51b 및 52b)의 서로 대향하는 두 개의 다리 표면들은 거리(d)를 두고 이격되어 있다. 간격(d)은, 그 안에 삽입된 요소를 밀착하여 수용하도록 형성될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 간격(d)은, 서로 대향하는 두 개의 다리 표면들과 요소 사이에 어느 정도의 유격(clearance)을 제공할 수 있다. 이 유격은, 예를 들면, 접착제를 수용할 수 있다.
제직된 프리폼(90)을 사용하여, 경직화된 패널 또는 표피에 있는 요소들의 교차점에서 강화된 노드를 형성할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 교차하는 요소들(10 및 12)은 교차선에서 노드(14)를 형성한다. 제직된 프리폼(90)을 노드(14)에 배치함에 있어서, 다리 쌍들((51, 52) 및 (55, 56))은 중단된 요소(12)의 단부들을 수용할 수 있고, 다리 쌍들((53, 54) 및 (57, 58))은 중단된 요소(10)의 단부들을 수용할 수 있다.
제직된 프리폼 구조체(64)는, 앞에서 논의된 방법을 사용하여, 강화된 복합 구조체로 전환될 수 있다.
제직된 프리폼 구조체(64)는, 단지 도시의 편의성 만을 위하여, 4 개의 요소들을 연결하는 단일 노드의 형태로, 도 15에 도시되어 있다. 요소들(92 내지 98)은, 프리폼 내의 다른 요소들로부터 이들을 구별하기 위하여, 2차 요소로서 표시되어 있다. 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게도, 프리폼 구조체(64)는, 추가적인 요소들(미도시)과 함께 추가적인 제직 프리폼들(90)을 2차 요소들(92 내지 98)의 제2 단부에 사용함으로써, 반복될 수 있으며, 그에 따라, 도 10에 도시된 것과 유사한 실질적으로 직사각형인 셀(11)들을 포함하는 격자 형태 구조체를 형성하게 된다.
당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 바와 같이, 다른 형태의 셀들을 포함하는 격자 형태 구조체가, 다른 구조를 갖는 제직 프리폼들로부터 얻어질 수 있다. 예를 들어, 앞에서 기술된 바와 같은 유사한 방식으로 요소들을 연결하기 위하여 채용된 도 6의 제직 프리폼(40)은, 도 9의 셀(13)과 유사한 실질적으로 육각형인 셀들을 포함하는 제직 프리폼 구조체를 생성할 수 있다.
다른 대안으로서, "하이브리드" 제직 프리폼들이 형성될 수 있는데, 여기서, 적어도 일부의 요소들은 쌍으로 배열되고, 다른 요소들은 단독으로 배열된다. 비제한적인 예로서, 본 발명에 따른 일 구현예가 도 16에 도시되어 있다. 제직된 프리폼(110)은 4 개의 연속되는 요소들을 갖는데, 이들은, 두 쌍의 요소들((111,112), (113,114))과 단독으로 배열된 두 요소들(115 및 116)의 형태로 배열되어 있다. 도시의 편의성을 위하여, 노드(119)를 빗금 친 원으로 나타내고, 6 개의 요소들(111 내지 116)을 직선으로 나타내었으며, 이는 앞에서 논의된 바와 같은 요소들의 구성, 즉, 요소들이 평행하거나 평행하지 않은 주 표면들을 갖는 구성을 나타낸다.
도 17은, 도 16의 하이브리드 프리폼(110)들로 이루어진 복합 구조체의 비제한적인 일 예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 복합 구조체(120)는 4 개의 하이브리드 프리폼들로 이루어져 있고, 이들은, 각각의 단독 요소(115 및 116)가 요소 쌍들((111,112) 및 (113,114))사이에 형성된 공극 내에 수용되도록 조립되어 있다. 이러한 패턴이 계속되면, 도시된 3 × 3 격자보다 큰 구조체를 형성할 수 있다. 단독 요소들과 요소 쌍들의 다른 배열을 갖는 하이브리드 프리폼도 예상된다. 예를 들어, 2 보다 많은 그룹들로 배열된 요소들을 갖는 하이브리드 프리폼이 예상될 수 있다. 예를 들어, 일부 하이브리드 프리폼은, 둘 씩, 셋 씩, 또는 더 많은 개수로 그룹화되어 있는 요소들을 포함할 수 있고, 이때, 단독 요소들은 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 도 16에 나타난 전반적으로 십자형인 구조 외에도, 하이브리드 프리폼은 도 4 및 6의 세 개 한 벌 구조(triad configuration)와 같은 다른 구조로 제작될 수 있고, 이때, 단독 요소는 있을 수도 있고 없을 수도 있다.
본 발명의 방법의 비제한적이고 예시적인 구현예들에 있어서, 강화된 노드를 갖는 격자 형태 구조체 및 강화 패널 또는 표피는, 종래의 공지된 공정보다 더욱 경제적인 공정에 의하여 제작될 수 있다. 본 발명의 방법은 직선 및 형태를 갖는 프리폼에 적용되기에 적합하다. 즉, 길이 방향으로의 길이가 직선형 또는 곡선형일 수 있는 앞의 구현예에서 논의된 바와 같은 프리폼에 적용되기에 적합하다. 이 공정은 몰드 또는 주형, 일반적으로는, 압형기(tooling)를 포함할 수 있는데, 이들은, 최종 제품의 원하는 형태와 부합하는 형태 및 구조를 가질 수 있다.
격자 형태 구조체 또는 강화 패널을 제조하는 비제한적이고 예시적인 방법에 따른 프리폼은, 일반적으로, 다음과 같이 제작된다. 제시된 방법은 십자 형태 프리폼에 대한 것이지만, 더 적거나 더 많은 요소들을 갖는 다른 형태들도 유사한 방법으로 사용될 수 있음이 인식되어야 한다. 십자형 격자 형태 구조체는, 도 10의 강화된 제직 프리폼 구조체(62)에 의하여 예시적으로 표현될 수 있다. 3 개의 요소를 갖는 프리폼으로 제작된 프리폼 구조체는, 도 9의 강화된 제직 프리폼 구조체(60)에 의하여 예시적으로 표현될 수 있다.
예시적인 제1 단계로서, 십자형 프리폼(30 또는 80)은, 열경화될 수 있는 코팅을 갖거나 열경화될 수 있는 성분을 포함하는 섬유로부터 제직된다. 다른 대안으로서, 프리폼은, 후제직 단계에서 적합한 코팅으로, 코팅되거나 가공될 수 있다. 열 경화에 적합한 적절한 코팅의 비제한적인 예로서는, 풀(sizing) 또는 점착부여제(tackifiers)가 있다. 이러한 대안에 있어서는, 프리폼은 매트릭스 또는 수지 재료로, 제직후에, 사전 함침될 수 있다.
원하는 최종 형태에 해당하는 형태, 윤곽 및 치수를 갖는 몰드 캐비티 또는 캐비티들을 포함하는 압형기(tooling)가 제작된다. 몰드는 통상적으로, 격자 형태 구조체의 원하는 크기 및 형태에 해당하는 형태의 반복되는 패턴을 포함할 것이다. 인접하는 프리폼들의 적어도 일부의 다리들이 서로 접하면서 적어도 일부분 중첩하는 방식으로, 프리폼이 몰드 내에 수용될 수 있다. 도 10은, 인접하는 프리폼들의 다리들이 본질적으로 완전히 중첩하도록 배열된 십자형 프리폼을 도시한다. 다른 구현예들은, 요구 조건에 따라, 서로 다른 정도의 중첩을 제공할 수 있다. 당해 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 몰드는 적절한 프리폼들의 삽입을 허용하도록 개방될 수 있고, 또한, 캐비티 내에 프리폼들을 밀봉하도록 폐쇄될 수 있다.
프리폼들은 정확한 길이로 미리 절단되어 몰드 내에 배치될 수도 있고, 크기가 큰 프리폼들이 몰드 내에 배치된 후 몰드 내에서 크기가 다듬어질 수도 있다. 각각의 몰드 캐비티가 프리폼 삽입물과, 복합 격자 형태 구조체에 포함되는 임의의 다른 재료를 수용한 후에는, 몰드가 폐쇄되어, 프리폼들이 복합 구조체로 가공되기 위하여 위치되어 있는 캐비티를 밀봉하게 된다.
몰드 요소들, 삽입된 프리폼들, 및 몰드 내에 배치된 임의의 추가적인 재료들은, 추가적인 가공 전에, 몰드에서 예열될 수 있다. 적절한 조건하에서, 수지 또는 매트릭스 재료는 적합한 압력 및 온도하에서 주입되어, 몰드를 채우고, 격자 형태 구조체를 형성한다. 적절한 가공 후에, 격자 형태 구조체는 몰드로부터 제거되어, 필요에 따라 또는 원하는 바에 따라, 후 몰드 가공을 거칠 수 있다.
이와 같이 본 발명의 다양한 구현예들이 상세하게 기술되었지만, 당연하게도, 위의 문단들에 의하여 정의된 발명은 위의 상세한 설명에 기재된 구체적이고 상세한 사항으로 제한되지 않으며, 그것의 많은 자명한 변형예들이, 본 발명의 기술적 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않은 채, 가능하다.

Claims (12)

  1. 강화 프리폼(reinforced preform)으로서,
    상기 강화 프리폼은 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소(fabric leg reinforcement element)들을 포함하며,
    상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 강화된 공통 노드(common node)를 구성하되, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 모서리를 통하여 서로 연결되어 있고, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 상기 공통 노드의 주위에 방사형으로 배열되고 또한 상기 공통 노드로부터 연장하며,
    상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들 중 각각의 요소로부터의 적어도 하나의 보강 섬유는 상기 공통 노드를 통과한 후 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들 중 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되는,
    강화 프리폼.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직물 요소들 중의 적어도 하나가 대체적으로 평행한 주 표면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화 프리폼.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 직물 요소들 중의 적어도 하나가, 상기 공통 노드로부터 상기 요소의 단부로 갈수록 점점 가늘어지는(tapering) 적어도 하나의 주 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화 프리폼.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 요소들이 주 표면들을 더 포함하며; 그리고
    상기 복수의 요소들의 적어도 일부는 인접하는 요소들의 쌍의 형태로 배열됨으로써, 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어서 그들 사이에 공극(void)을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 강화 프리폼.
  5. 복합 구조체로서,
    상기 복합 구조체는 복수의 프리폼(preform)들을 포함하며,
    각각의 프리폼은 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들을 포함하고, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 강화된 공통 노드(common node)를 구성하되, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 모서리를 통하여 서로 연결되어 있고, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 상기 공통 노드의 주위에 방사형으로 배열되고 또한 상기 공통 노드로부터 연장하고, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들 중 각각의 요소로부터의 적어도 하나의 보강 섬유는 상기 공통 노드를 통과한 후 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들 중 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되며,
    상기 복수의 프리폼들 중 각각의 프리폼은 길이방향 축을 포함하고, 상기 복수의 프리폼들의 상기 축들은 격자와 같은 패턴으로 대체적으로 평행하게 정렬되어 있으며, 그리고,
    상기 복수의 프리폼들 중 제1 프리폼의 제1 제직된 직물 요소의 제1 단부는, 적어도 상기 복수의 프리폼들 중 제2 프리폼의 제2 제직된 직물 요소와 중첩하면서 접하는,
    복합 구조체.
  6. 복합 구조체로서,
    상기 복합 구조체는 복수의 프리폼들을 포함하며,
    각각의 프리폼은 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들을 포함하고, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 강화된 공통 노드(common node)를 구성하되, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 모서리를 통하여 서로 연결되어 있고, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 상기 공통 노드의 주위에 방사형으로 배열되고 또한 상기 공통 노드로부터 연장하며, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 주 표면(major surface)들을 포함하고, 또한 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들 중 각각의 요소로부터의 적어도 하나의 보강 섬유를 가지되, 상기 적어도 하나의 보강 섬유는 상기 공통 노드를 통과한 후 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들 중 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되며,
    상기 복수의 프리폼들 중의 제1 프리폼은 서로 인접하는 제직된 직물 요소들을 포함하고, 상기 서로 인접하는 제직된 직물 요소들은 쌍으로 배열됨으로써, 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어서 그들 사이에 제1 공극을 형성하도록 하며, 그리고,
    상기 복합 구조체는 2차 요소를 더 포함하고, 상기 2차 요소의 제1 단부는 상기 제1 공극 내에 적어도 부분적으로 수용되는,
    복합 구조체.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복합 구조체는 상기 복수의 프리폼들 중의 제2 프리폼을 더 포함하며,
    상기 제2 프리폼은 쌍으로 배열된 서로 인접하는 요소들을 포함함으로써, 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어서 그들 사이에 공극을 형성하도록 하며, 그리고,
    상기 2차 요소의 제2 단부는 상기 제2 프리폼에 형성된 제2 공극 내에 적어도 부분적으로 수용되어서, 그것의 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 상기 주 표면들 중의 적어도 하나와 적어도 부분적으로 중첩하면서 접하는 것을 특징으로 하는 복합 구조체.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 2차 요소가 제직된 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조체.
  9. 다음의 단계들을 포함하는 강화된 복합 구조체 형성 방법:
    제1 강화 프리폼을 제작하는 단계로서, 상기 제1 강화 프리폼은 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들을 포함하며, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 강화된 공통 노드(common node)를 구성하되, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 모서리를 통하여 서로 연결되어 있고, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들은 상기 공통 노드의 주위에 방사형으로 배열되고 또한 상기 공통 노드로부터 연장하며, 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들 중 각각의 요소로부터의 적어도 하나의 보강 섬유는 상기 공통 노드를 통과한 후 상기 복수의 공통 제직된 직물 다리 강화 요소들 중 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되는, 단계;
    적어도 하나의 2차 요소를 포함하는 제2 프리폼을 제작하는 단계;
    상기 2차 요소의 적어도 일부분을 상기 제1 제직된 프리폼의 적어도 일부분에 인접하도록 배치함으로써, 프리폼 어셈블리를 형성하는 단계; 및
    상기 프리폼 어셈블리를 가공하여 복합 구조체를 형성하는 단계.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 강화 프리폼의 상기 직물 요소들이 주 표면들을 포함하며;
    상기 제2 프리폼이 복수의 2차 요소들을 더 포함하고, 상기 2차 요소들은 주 표면들을 포함하며; 그리고,
    상기 제1 강화 프리폼 및 상기 제2 프리폼 각각은 길이방향 축들을 가지며;
    또한, 상기 방법은,
    상기 제1 강화 프리폼 및 상기 제2 프리폼을 그들의 길이방향 축들이 대체적으로 평행하도록 배열하는 단계; 및
    상기 제1 강화 프리폼 및 상기 제2 프리폼을 배치하되, 상기 제1 강화 프리폼의 상기 주 표면들 중의 적어도 하나의 일부분이, 상기 제2 프리폼의 2차 요소의 상기 주 표면들의 적어도 하나의 일부분과, 적어도 부분적으로 중첩하면서 접하도록 배치하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강화된 복합 구조체 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 강화 프리폼의 상기 직물 요소들의 적어도 일부를 인접하는 요소들의 쌍의 형태로 배열함으로써, 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어 그들 사이에 공극을 형성하도록 하는 단계; 및
    상기 복수의 2차 요소들 중의 하나의 제1 단부의 적어도 일부를, 상기 제1 강화 프리폼 내에 형성된 상기 공극들 중의 하나의 안에 배치함으로써, 그것의 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 상기 주 표면들 중의 하나의 적어도 일부분과 중첩하면서 접하도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강화된 복합 구조체 형성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제2 강화 프리폼을 제작하는 단계로서, 상기 제2 강화 프리폼은, 모서리를 통하여 서로 연결되어 있고 공통 노드로부터 방사상으로 연장하는 복수의 공통 제직된 직물 요소들을 포함하며, 상기 직물 요소들은 주 표면들을 포함하고 또한 상기 복수의 요소들 중의 각 요소로부터 나오는 적어도 하나의 보강 섬유를 가지며, 상기 보강 섬유는 상기 노드를 통과한 후 상기 복수의 직물 요소들 중의 적어도 하나의 다른 요소 내로 제직되는 단계;
    상기 제2 강화 프리폼의 상기 직물 요소들의 적어도 일부를 인접하는 요소들의 쌍의 형태로 배열함으로써, 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 주 표면들이 거리를 두고 이격되어 그들 사이에 공극을 형성하도록 하는 단계; 및
    상기 2차 요소의 제2 단부를 배치하되, 그것이 상기 제2 강화 프리폼 내에 형성된 상기 공극들 중의 하나의 안에 적어도 부분적으로 수용되도록 배치함으로써, 그것의 서로 대향하면서 인접하는 두 개의 상기 주 표면들 중의 하나의 적어도 일부분과 중첩하면서 접하도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강화된 복합 구조체 형성 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084472B3 (de) * 2011-10-13 2013-01-03 Airbus Operations Gmbh Strukturanordnung, Luft- oder Raumfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen einer Strukturanordnung
DE102011084438B3 (de) 2011-10-13 2012-11-29 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Komponente zur Verbindung von Strukturen, Verfahren zum Herstellen einer Strukturanordnung sowie Vorrichtung zum Herstellen einer Komponente zur Verbindung von Strukturen
DE102011084433A1 (de) 2011-10-13 2013-04-18 Airbus Operations Gmbh Komponente, Verstärkungsbauteil, Strukturanordnung, Luft- oder Raumfahrzeug sowie Verfahren
DE102011084441A1 (de) 2011-10-13 2013-04-18 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Komponente zur Verbindung von Strukturen, Komponente sowie Strukturanordnung
EP2783838B1 (en) * 2013-03-27 2015-11-18 Airbus Operations GmbH Composite reinforcement component, structural element, aircraft or spacecraft and method for producing a composite reinforcement component
US9895840B2 (en) * 2014-05-15 2018-02-20 The Boeing Company Thermoformed cascades for jet engine thrust reversers
US9527238B2 (en) 2015-03-13 2016-12-27 Rohr, Inc. Method of manufacturing thrust reverser cascades
US10830176B2 (en) 2015-08-26 2020-11-10 Rohr, Inc. Additive manufacturing fiber-reinforced, thrust reverser cascade
US11511847B2 (en) 2017-03-28 2022-11-29 The Boeing Company Skin panel of composite material having an internal grid
US10823112B2 (en) 2017-05-25 2020-11-03 The Boeing Company Method for manufacturing and assembly of a thrust reverser cascade
MX2021001250A (es) 2018-08-01 2021-05-27 Albany Eng Composites Inc Preformas curvas y metodos de fabricacion de las mismas.
US11123916B2 (en) 2019-05-06 2021-09-21 Rohr, Inc. Forming a thrust reverser cascade using corrugated bodies
US11491686B2 (en) 2019-07-22 2022-11-08 The Boeing Company Compression molded cascades with two piece mold
US11046420B2 (en) 2019-10-23 2021-06-29 The Boeing Company Trailing edge flap having a waffle grid interior structure
USD1009455S1 (en) * 2020-01-02 2024-01-02 Marmot Mountain, Llc Cube pattern

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020192450A1 (en) 2001-06-15 2002-12-19 Schmidt Ronald P. Three-dimensional weave architecture
WO2009076065A2 (en) 2007-12-07 2009-06-18 Albany Engineered Composites, Inc. Method for weaving closed structures with intersecting walls
WO2010053750A1 (en) * 2008-10-29 2010-05-14 Albany Engineered Composites, Inc. Pi-shaped preform with non-linear legs and method to manufacture it
US20100167007A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-01 Jonathan Goering Woven Preform with Integral Off Axis Stiffeners

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4715560A (en) * 1983-03-14 1987-12-29 Lear Fan Limited Composite cruciform structure for joining intersecting structural members of an airframe and the like
JPS61179731A (ja) * 1984-12-29 1986-08-12 日本マイヤー株式会社 三次元構造材料
JPS62231073A (ja) 1986-03-31 1987-10-09 石川県 炭素繊維複合材の製造方法
GB8609865D0 (en) 1986-04-23 1986-05-29 Courtaulds Plc Composite articles
FR2637838B1 (fr) 1988-10-14 1991-01-25 Europ Propulsion Procede de fabrication de pieces composites constituees d'un voile et d'un renfort
US5026595A (en) 1989-11-09 1991-06-25 Techniweave, Inc. Woven gap filler for use in the lay-up of composite plastic structural units
US5304339A (en) 1990-05-23 1994-04-19 Le Comte Adolf Method for manufacturing a large-sized object of fiber reinforced synthetic resin
US6854388B2 (en) 1990-09-06 2005-02-15 Hunter Douglas Inc. Pearlescent honeycomb material and method for fabricating same
ES2132123T3 (es) 1991-05-24 1999-08-16 Dow United Tech Composite Prod Piezas de material compuesto trenzado, de geometria compleja, y metodos para su fabricacion.
US5277854A (en) 1991-06-06 1994-01-11 Hunt John F Methods and apparatus for making grids from fibers
US5508085A (en) 1991-10-03 1996-04-16 Tolo, Inc. Structural elements made with cores of fiber-reinforced plastic
GB9314311D0 (en) 1993-07-10 1993-08-25 3 D Composites Ltd Composite article
US5843354A (en) 1995-11-21 1998-12-01 General Electric Company Method for compression molding a fan blade
CN1042754C (zh) * 1997-06-27 1999-03-31 天津纺织工学院 多层机织物
US6179943B1 (en) 1997-07-30 2001-01-30 The Boeing Company Method for forming a composite acoustic panel
CA2253037C (en) 1997-11-12 2004-11-02 Sakura Rubber Co., Ltd. Method of manufacturing structure by using biodegradable mold
US6245274B1 (en) 1998-03-02 2001-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for making advanced grid-stiffened structures
US6149851A (en) 1998-04-30 2000-11-21 Alliant Techsystems Inc. Tooling apparatus and method for producing grid stiffened fiber reinforced structures
US6103337A (en) 1998-07-09 2000-08-15 Albany International Techniweave, Inc. Fiber-reinforced composite materials structures and methods of making same
US6630093B1 (en) 1999-08-21 2003-10-07 Ronald D. Jones Method for making freeform-fabricated core composite articles
JP2001206778A (ja) 2000-01-24 2001-07-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 繊維強化複合部材の製造方法およびその装置
US6986940B1 (en) 2000-07-27 2006-01-17 General Electric Company Fiber reinforced composite article, fiber member, and method for making
US6520706B1 (en) * 2000-08-25 2003-02-18 Lockheed Martin Corporation Composite material support structures with sinusoidal webs and method of fabricating same
US6374570B1 (en) * 2000-08-25 2002-04-23 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for joining dissimilar materials to form a structural support member
US7097731B2 (en) 2001-04-06 2006-08-29 General Dynamics Armament And Technical Products, Inc Method of manufacturing a hollow section, grid stiffened panel
US6446675B1 (en) * 2001-07-05 2002-09-10 Albany International Techniweave, Inc. Minimum distortion 3D woven preforms
US6627142B2 (en) 2001-08-01 2003-09-30 Lockheed Martin Corporation Apparatus for making composite structures and method for making same
US6630095B2 (en) 2001-08-01 2003-10-07 Lockheed Martin Corporation Method for making composite structures
US20040213953A1 (en) * 2003-04-24 2004-10-28 Lockheed Martin Corporation Apparatus, system, and method of joining structural components with a tapered tension bond joint
US7244487B2 (en) * 2003-04-24 2007-07-17 Lockheed Martin Corporation Apparatus, system, and method of joining structural components with a tapered tension bond joint
US7713893B2 (en) * 2004-12-08 2010-05-11 Albany Engineered Composites, Inc. Three-dimensional woven integrally stiffened panel
US7625510B2 (en) 2005-11-29 2009-12-01 Lockheed Martin Corporation System, method, and apparatus for production-worthy, low cost composite tool fabrication
US20080060755A1 (en) 2006-09-13 2008-03-13 General Electric Corporation composite corner and method for making composite corner
US8152948B2 (en) * 2008-01-09 2012-04-10 The Boeing Company Contoured composite parts
US7712488B2 (en) 2008-03-31 2010-05-11 Albany Engineered Composites, Inc. Fiber architecture for Pi-preforms

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020192450A1 (en) 2001-06-15 2002-12-19 Schmidt Ronald P. Three-dimensional weave architecture
WO2009076065A2 (en) 2007-12-07 2009-06-18 Albany Engineered Composites, Inc. Method for weaving closed structures with intersecting walls
WO2010053750A1 (en) * 2008-10-29 2010-05-14 Albany Engineered Composites, Inc. Pi-shaped preform with non-linear legs and method to manufacture it
US20100167007A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-01 Jonathan Goering Woven Preform with Integral Off Axis Stiffeners

Also Published As

Publication number Publication date
US9757803B2 (en) 2017-09-12
WO2012100159A1 (en) 2012-07-26
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US20140120296A1 (en) 2014-05-01
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JP2014504671A (ja) 2014-02-24
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US20140220295A1 (en) 2014-08-07
US20120189798A1 (en) 2012-07-26
EP2665599A1 (en) 2013-11-27
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