KR101942841B1 - 방법 및 열가소성 블레이드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블레이드를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이러한 블레이드는 열가소성 복합 재료로 만들어진 서브어셈블리(10)들을 포함하고, 서브어셈블리(10) 각각은 하나의 내부 배열(15)과 적어도 하나의 외부 배열(20)을 포함하며, 내부 배열(15) 각각은 반결정성 열가소성 매트릭스로 침윤된 강화 섬유들을 포함하는 중간층(16)들이 쌓인 것을 포함하고, 적어도 하나의 표면층(21)을 포함하는 외부 배열(20) 각각은 반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 합금으로 침윤된 강화 섬유들을 포함한다. 비정질 열가소성 재료와 강자성 부재를 포함하는 어셈블리 막은, 유도에 의한 국부적인 가열의 방법에 의해 함께 조립될 2개의 별개의 서브어셈블리의 2개의 표면층(21) 사이에 끼워져 있다.

Description

방법 및 열가소성 블레이드{A METHOD AND A THERMOPLASTIC BLADE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 본 명세서에 전문이 참조로서 통합되고, 2016년 5월 25일에 출원된 FR 16 00841의 이익을 주장한다.
본 발명은 "열가소성(thermoplastic)" 블레이드라고 부르는 블레이드와, 특히 회전익기용으로 그러한 블레이드를 제조하는 방법에 관한 것이다. 그러므로 본 발명은 섬유(fiber)들과 열가소성 매트릭스들을 사용하여 만들어진 블레이드의 기술 분야에 속한다.
블레이드는 외측 스킨(skin)과 적어도 하나의 스파(spar)를 포함하는 다양한 부재들을 포함한다. 블레이드는 또한 리브(rib) 강화재(reinforcement), 트레일링 엣지 스트립(trailing edge strip) 등을 포함할 수 있다.
블레이드는 복합 재료들로부터 만들어질 수 있다.
특히, 블레이드들은 보통 유기 또는 무기 섬유들과 열경화성 수지들의 매트릭스들로부터 만들어진다. 그러한 블레이드는 편의상 "열경화성" 블레이드라고 부르는데, 이는 블레이드가 그러한 열경화성 수지를 이용하기 때문이다.
예를 들면, 스킨, 리브, 강화재, 및 스파를 구성하는 요소들은 금형에서 직접 적층된다. 중합 사이클을 적용한 후, 그러한 다양한 요소들은 공동 경화(cocuring) 원리에 의해 함께 조립된다.
이러한 경화의 끝에서, 블레이드는 틀에서 꺼내지고, 도장을 준비한 다음, 페인트가 칠해진다.
열가소성 블레이드는 널리 보급되어 있다. 그렇지만, 열가소성 수지의 사용은 부득이 하게 행해지는 것으로 발견된다.
구체적으로 말하면, 중합은 화학적 변화의 비가역적 현상이다. 중합 사이클 동안, 열가소성 수지는 "액체" 상태로부터 고체 상태로 되돌릴 수 없게 변화가 이루어진다.
게다가, 복합 재료에 관한 구성물에서 사용된 화학적 화합물은 보관상 시간적 한계의 문제를 일으킨다.
또한, 복합 재료 구성물에서 사용된 특정 화학적 화합물은 독성 이유들에 관한 특정 법률에 의해 금지되어 왔거나, 장래에 금지될 위험이 있다.
예를 들면, 현재는 염화메틸렌이 있는 "용매(solvent)" 기술에 의한 침윤(impregnating) 섬유들은 특정 법률에 의해 금지되고 있다.
특허 문서 EP0604297은 열가소성 수지에 기초한 매트릭스들과 유기 또는 무기 섬유들로부터 만들어진 블레이드를 제안한다. 그러한 블레이드는 편의상 "열가소성" 블레이드라고 부르는데, 이는 그것이 열가소성 재료를 사용하기 때문이다.
특허 문서 FR2699498과 FR2699499는 열가소성 복합 재료들로부터 만들어진 블레이드를 개시한다.
특허 문서 FR2699499에 따르면, 스킨들과 스파들은 열가소성 복합 재료들로부터 만들어진다. 스킨들과 스파들은 사출 금형에 놓인다. 그 후, 필러(filler) 몸체들을 형성하거나 블레이드 루트(root)에 관한 내부 강화 커프(cuff)를 형성하기 위해, 용융 온도까지 가열되는 열가소성 매트릭스에서 끼워 넣어진 짧은 강화 섬유들을 포함하는 유체 복합 재료가 금형 내로 주입된다.
유체 복합 재료는 내부에 끼워 넣어진 짧은 탄소 섬유들을 가지는 두문자어인 "PEEK"라고 알려진 폴리에테르에테르 케톤으로 만들어진 매트릭스 알갱이(granule)들을 포함한다. 임의의 사용 전에, 그러한 알갱이들은 적어도 3시간 동안 약 150℃의 온도까지 말려진다. 그 후, 알갱이들은 금형 내로 주입되기 전에 약 400℃의 온도까지 가열되고, 금형은 약 150℃ 내지 200℃의 온도로 유지된다.
이러한 방법은 유리하지만, 전체 금형이 높은 온도까지 가열될 것을 요구하고, 알갱이들이 매우 높은 온도까지 가열될 것을 요구한다.
특허 문서 EP2256034는 열경화성 수지를 주입함으로써 블레이드를 제조하는 방법을 설명한다.
특허 문서 EP1880833은 유리 섬유들에서 열가소성 매트릭스들을 포함하는 윈드 터빈 블레이드에 관한 것이다.
특허 문서 FR2756211은 블레이드의 기술 분야에 속하지 않고, 원격 기술적 배경을 통해서만 언급된다.
마찬가지로, 특허 문서 US4137218은 블레이드의 기술 분야에는 속하지 않고, 원격 기술적 배경을 통해서만 언급된다. 이 특허 문서는 벤조페논에 기초한 열가소성 폴리에스테르에 관한 구성과, 그것을 제조하는 방법을 개시한다.
특허 문서 GB2463250은 터빈 블레이드를 제조하는 방법을 설명한다. 이러한 터빈 블레이드는 적어도 2개의 세그먼트를 가지고, 세그먼트 각각은 열가소성 재료로 만들어진 적어도 하나의 끝 구역(end region)을 가진다.
특허 문서 US2016/059479는 본 발명의 분야에 속하지 않는데, 이는 그것이 탄성 중합체와 복합 재료를 함께 용접하는 것에 관한 것이기 때문이다.
특허 문서 US2013/134621은 또한 본 발명과는 관계가 적다.
그러므로 본 발명의 목적은 혁신적인 열가소성 블레이드를 제조하는 방법을 제안하는 것이다. 특히, 그러한 블레이드는, 예를 들면 항공기의 요(yaw) 움직임을 제어하기 위한 로터 또는 회전익의 로터와 같은 항공기 로터의 블레이드이거나, 비행기 프로펠러 블레이드, 또는 실제로는 터빈 블레이드 등일 수 있다.
그러므로 본 발명은 블레이드를 제조하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은:
열가소성 복합 재료들로부터 서브어셈블리들(subassemblies)을 제조하는 단계로서, 서브어셈블리 각각은 하나의 내부 배열과, 그러한 내부 배열과 연결된 적어도 하나의 외부 배열을 포함하고, 하나의 서브어셈블리의 외부 배열은 또 다른 서브어셈블리의 외부 배열에 달라붙게 접착시키기 위한 것이며, 외부 배열 각각은 "중간" 층들이라고 부르는 플라이(ply)들이 쌓인 것(stack)을 포함하고, 중간층 각각은 반결정성 열가소성 매트릭스로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 외부 배열 각각은 "표면" 층이라고 부르는 적어도 하나의 플라이를 포함하고, 표면층 각각은 반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 합금으로 침윤된 강화 섬유들을 포함하는, 서브어셈블리들을 제조하는 단계;
어셈블리 금형에 서브어셈블리를 놓는 단계;
비정질 열가소성 재료와 강자성 부재를 포함하는 복수의 어셈블리 막을 국부적으로 배치하는 단계로서, 어셈블리 막 각각은 함께 조립될 2개의 별개의 서브어셈블리의 2개의 표면층 사이에 끼워져 있는, 배치 단계; 및
상기 서브어셈블리에 압력을 가하고, 열과 압력을 적절히 가하기 위해 하나의 사이클 적용시 유도에 의해 어셈블리 막 각각을 국부적으로 가열함으로써 어셈블리 금형에서 함께 서브어셈블리를 조립하는 단계를 포함한다.
제조를 끝내기 위해서, 다양한 요소가 블레이드에 끼워 넣어질 수 있다. 그러므로 예컨대 스파 상에 금속이나 세라믹 링(ring)들이 접착제 또는 드링크 피팅(drink fitting)에 의해 짜 맞추어질 수 있다. 그러한 링들은 허브(hub)에 고정하기 위한 핀(pin)들 또는 실제로는 피치 로드(pitch rod)들과 협력할 수 있다. 마찬가지로, 방빙 장치(de-icer)를 선택적으로 함유할 수 있는, 리딩 에지(leading edge) 보호 커버가 블레이드에 달라붙게 접착될 수 있다.
따라서, 이러한 방법에서는 서브어셈블리가 별도로 제조된다. 서브어셈블리 각각은 양호한 세기를 강화 섬유들에 주는 반결정성 열가소성 매트릭스들로부터 만들어진 코어(core)를 포함한다. 게다가, 서브어셈블리 각각은 나중에 또 다른 서브어셈블리에 달라붙게 접착하기 위한 인터페이스 표면을 가진다. 이러한 인터페이스 표면은 반결정성 열가소성 매트릭스뿐만 아니라 비정질 열가소성 매트릭스를 포함한다. 비정질 열가소성 매트릭스는 반결정성 열가소성 매트릭스와는 달리, 양호한 확산 능력을 가짐으로써, 하나의 서브어셈블리와 또 다른 서브어셈블리 사이의 접착 결합(adhesive bonding)을 증대시킨다.
또한, 열가소성 막은 2개의 서브어셈블리의 2개의 결합 존(zone) 사이에 놓인다. 열가소성 막에는 결합을 증대하기 위한 비정질 열가소성 매트릭스가 또한 제공된다. 또한, 열가소성 막은 강화 섬유들을 가지지는 않지만, 강자성 부재를 포함한다.
그러한 상황에서, 조립 단계 동안에는 강자성 부재가 블레이드를 국부적으로 가열하기 위해 전자기 인덕터에 의해 여기된다. 그러므로 이러한 방법은 열가소성 막에 의해 덮이는 미리 결정된 응집 존(cohesion zone)들에 제한되는 가열 존에서의 유도 가열 사용을 준비한다.
높은 온도까지 가열된 수지들을 주입하는 것을 준비하는 방법들과는 달리, 이러한 방법은 전자기 유도를 사용하여 비정질 열가소성 매트릭스들을 확산함으로써 국부적으로 함께 서브어셈블리들을 조립하는 것을 제안한다.
그러한 상황에서, 서브어셈블리의 다른 존들은 매우 많이 가열되지는 않고, 이는 서브어셈블리의 구조적 보존(structural integrity)에 임의의 영향을 미치는 것을 피하는 것을 가능하게 한다.
구체적으로, 열가소성 재료는 열경화성 재료와는 달리, 가열에 의해 복수의 부드럽게 하는 사이클을 겪게 될 수 있다. 그러한 상황에서, 가열에 의해 열가소성 서브어셈블리를 조립하는 단계는 그러한 서브어셈블리는 변형시키는 위험을 무릅쓰게 된다. 본 발명의 방법은 확산을 위한 큰 용량을 가지는 비정질 열가소성 재료가 제공되고, 유도에 의해 국부적으로 가열되는 막을 사용함으로써, 그러한 위험을 제거하는 역할을 한다.
또한, 전자기 유도에 의한 가열은 매우 신속하게 열가소성 막의 유리 전이 온도보다 높은 온도에 도달하고, "고무 플래토(rubber plateau)" 존을 차지하는 것을 가능하게 한다. 그러므로 열가소성 막은 함께 결합될 서브어셈블리에서 비정질 열가소성 재료의 고분자(macromolecular) 사슬(chain)들의 엉킴과 확산을 증대시키기 위해 신속하게 부드럽게 된다.
게다가, 유도 가열은 조립 단계를 수행하기 위해 필요한 전기 에너지를 최적화하는 역할을 할 수 있다.
그러므로 이러한 방법은 서브어셈블리들에 기초하여 열가소성 재료들로 만들어진 혁신적인 블레이드를 얻는 것을 가능하게 한다. 이러한 서브어셈블리들은 단일 성형 프레스(shaping press)를 사용하여 임의로 만들어진다.
열가소성 재료의 사용은 또한 특정 열경화성 재료를 사용하는 것과 연관된 환경 문제와 보관 문제를 해결하는 것을 가능하게 한다. 또한, 열가소성 매트릭스는 열경화성 매트릭스의 점성도 레벨에 비해 매우 높은 점성도 레벨을 나타냄으로써, 열경화성 매트릭스 크리핑(creeping)과 연관된 제작 불균형(manufacturing disparity)을 감소시키는 경향이 있고, 따라서 어셈블리 각각의 최종 무게에 대한 더 양호한 제어를 얻는 것을 가능하게 하며, 이는 최종 블레이드의 균형을 맞추는 동작을 촉진한다.
그러므로 이러한 방법은 블레이드를 제조시 필요한 에너지량의 가능한 감소를 가지고 사용된 가열 시스템 측면과, 선택된 재료의 측면 모두에서 "환경 친화적인" 접근을 성립시킨다. 또한, 블레이드는 훨씬 더 환경 친화적인 접근에서 "분말 페인트(powder paint)"를 적용함으로써 마무리가 이루어질 수 있다.
이러한 방법은 또한 전용 제조 라인의 조직화를 최적화하여, 필요한 플로어(floor) 영역을 최적화하도록 로봇들에 의해 적용될 수 있다.
또한, 그리고 이러한 방법을 최적화하기 위해, 다량으로 만들기 위한 캠페인에서 연속해서 다양한 서브어셈블리가 만들어질 수 있고, 주위 온도에서 보관될 수 있다. 조직적으로 작업하는 것은 불합격률(reject rate)을 최소화하는 경향이 있다.
또한, 이러한 방법은 예컨대 헬리콥터의 조(jaw) 움직임 제어용 로터에 관한 작은 치수를 갖는 블레이드와, 예컨대 헬리콥터 리프트 로터에 관한 큰 치수를 갖는 블레이드 또는 실제로는 비행기 프로펠러, 또는 다른 적용예(터빈 블레이드들 등) 모두를 만드는 데 있어서 적용 가능하다.
이러한 방법은 또한 하나 이상의 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
선택적으로, 어셈블리 막들의 비정질 열가소성 재료는 적어도 표면층의 비정질 열가소성 폴리머를 포함한다.
이러한 특징은 2개의 서브어셈블리 사이의 결합을 최적화하기 쉬울 수 있다. 또한, 이러한 특징은 사용되는 상이한 재료의 개수를 제한하는 것을 가능하게 한다.
또한, 각각의 강화 섬유는 적어도, 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유, 및 아라미드(aramid) 섬유를 포함하는 목록으로부터 선택될 수 있다.
또한, 각각의 서브어셈블리는 적어도 스파, 보강재(stiffener), 외측 스킨, 및 트레일링 엣지 스트립, 또는 실제로는 선택적인(optional) 방빙 장치를 포함하는 목록으로부터 선택될 수 있다.
그러한 블레이드는 어떻게 법률이 변하는지에 따라, 환경 관점에서 문제가 될 수 있는 임의의 벌집 모양 또는 거품 필러(foam filler) 몸체가 결여되어 있는 속인 빈 것일 수 있다.
예를 들면, 상기 블레이드는 적어도 하나의 스파, 적어도 하나의 트레일링 엣지 스트립, 복수의 보강재, 및 복수의 외측 스킨을 포함하고, 외측 스킨은 흡입측 벽을 형성하기 위해 하나의 또 다른 날개 길이 방향(spanwise)에 연결되고, 외측 스킨은 압력측 벽, 상기 또는 각각의 트레일링 엣지 스트립, 상기 또는 각각의 스파, 및 상기 흡입측 벽과 상기 압력측 벽 사이에서 연장하는 보강재 각각을 형성하기 위해 하나의 또 다른 날개 길이 방향에 연결되며, 적어도 하나의 보강재는 압력측 벽에서의 2개의 외측 스킨과 흡입측 벽에서의 2개의 외측 스킨 사이의 접합부(junction)에 위치한다.
이러한 보강재는 특히 I자 모양의 섹션(section)을 가질 수 있다.
그러므로 블레이드는 주로 열가소성 서브어셈블리를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서는, 반결정성 열가소성 매트릭스가 PEEK일 수 있다.
그러므로 최적화된 구조적 특징들을 나타내기 위해, 중간층 각각은 100%의 PEEK을 가지는 매트릭스만을 포함할 수 있다.
표면층들에 관해서는, 반결정성 열가소성 폴리머가 PEEK일 수 있고, 비정질 열가소성 폴리머가 폴리에테르이미드, 즉 "PEI"일 수 있다.
선택적으로, 반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 합금은 70%의 PEEK와 30%의 PEI를 포함할 수 있다.
이러한 분포는 양호한 구조적 특징과 양호한 확산 능력을 모두 나타내는 합금을 얻는 것을 가능하게 한다.
그러한 상황에서, 스파는 다양한 재료를 사용하여 만들어질 수 있다. 예를 들면, 중간층 각각은 단방향성 UD PLAIN 80-20 또는 PEEK 분말로 침윤된 UD PLAIN 90-10 사틴(satin)-5 섬유 직물의 형태를 가질 수 있다.
표면층 각각은 UD PLAIN 80-20 또는 70%의 PEEK 분말과 30%의 PEI 분말의 혼합물을 포함하는 열가소성 폴리머 합금이 있는 90-10 사틴-5 섬유 직물의 형태를 가질 수 있다.
블레이드의 스킨 기능을 위해, 몇몇 선택이 또한 가능하다. 예를 들면, 중간층 각각은 7781 유리 섬유 직물 또는 7781 현무암 섬유 직물 또는 PEEK 분말이 뿌려진 G963 탄소 섬유 직물 강화재(reinforcement)를 포함할 수 있다. 표면층 각각은 7781 유리 섬유 직물 또는 7781 현무암 섬유 직물 또는 70% PEEK 분말과 30% PEI 분말의 혼합물이 뿌려진 G963 탄소 섬유 직물로 만들어진 강화재를 포함할 수 있다.
보강재는 예컨대, 중간층들에 관해서는 PEEK로, 그리고 표면층들에 관해서는 70% PEEK 분말과 30% PEI 분말의 혼합물로 침윤된 2㎜ 내지 10㎝의 범위에 있는 길이를 갖는 짧은 섬유들로 만들어진 강화재를 포함할 수 있다.
트레일링 엣지 스트립에 있어서, 중간층들에 관해서는 PEEK를, 표면층들에 관해서는 70%의 PEEK 분말과 30%의 PEI 분말의 혼합물이 분말이 뿌려진 단방향성 시트가 존재한다.
또 다른 양태에서는, 어셈블리 막의 비정질 열가소성 재료가 적어도 PEI를 포함할 수 있다.
또한, 어셈블리 막의 강자성체 부재는 페라이트(ferrite) 또는 금속 요소(metal element)의 입자들을 포함할 수 있다.
"금속 요소"라는 용어는 금속으로 만들어진 구조상 부품(part)을 가리키기 위해 사용된다.
예를 들면, 금속 요소는 구리 격자(grid)와 같은 격자를 포함할 수 있다.
유도 가열에 반응하는 히터(heater) 소자들로서 역할을 하기 위해, 어셈블리 막의 열가소성 매트릭스에 금속 요소 및/또는 매우 미세한 페라이트 분말이 통합된다.
어셈블리 막은 또한 열가소성 매트릭스의 2개의 두께(thickness) 사이에 끼워진 임의의 다른 전도성 직물이나 Astrostrike
Figure 112017050135354-pat00001
타입의 늘어난 구리로 만들어진 전도성 금속 직물을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서는, 비정질 열가소성 재료가 벤조페논 및/또는 프로프리오페논을 포함할 수 있다.
서브어셈블리에는 오직 반결정성인 열가소성 매트릭스를 포함하는 중간층들이 제공된다. 그러한 상황에서는, 서브어셈블리가 약 145℃인 유리 전이 온도를 가진다.
반대로, 비정질 열가소성 매트릭스만이 제공된 어셈블리 막은 약 210℃인 유리 전이 온도를 가진다. 벤조페논 및/또는 프로프리오페논을 추가하는 것은, 어셈블리 막에 관해 약 150℃인 유리 전이 온도를 얻는 역할을 한다(막에 도입된 벤조페논 또는 프로프리오페논의 농도의 함수로서 유리 전이 온도(Tg)를 주는 관계의 결과로서).
그러므로 조립 단계는, 최종 조립 동작 동안에 서브어셈블리의 본래의 모습과 치수 안정성을 유지하도록, 상기 210℃보다 낮은 150℃의 온도에서 수행될 수 있다.
서브어셈블리의 재료가 치수로 잴 수 있게 이완하는 것을 회피하기 위해서, 벤조페논 또는 프로프리오페논이 어셈블리 막 내로 추가될 수 있다. 사용된 농도의 함수로서, 서브어셈블리의 유리 전이 온도 위에 남아 있으면서 어셈블리 막의 유리 전이 온도는 약 150℃일 수 있다. 피에르-쥘(Pierre-Gilles) DE GENNES'의 크리프(creep)의 이론에 따라, 어셈블리 막의 유리 전이 온도가 낮을수록, 플라스틱 매트릭스의 확산의 열운동역학(thermokinetics)이 더 많이 가속된다.
또 다른 양태에서는, 서브어셈블리 제작의 상기 단계는 서브어셈블리를 제조하기 위한 다음 단계들, 즉
제조 금형에서 상기 플라이들을 배치하는 단계; 및
"뜨거운(hot)" 온도라고 부르는 최대 온도에 도달하는 가열 사이클의 적용시 제조 금형에서 상기 플라이들을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
최적화된 가열 사이클의 정의는 열적으로 발산된(thermodiffused) 구조물이 튼튼한 것을 보장하려고 한다.
플라이들은 제조 금형에서 하나하나씩(one by one) 배치될 수 있다.
그렇지만, 일 변형예에서는 그리고 제조 금형에서 플라이들을 배치하는 단계 이전에, 서브어셈블리를 제조하는 단계는 다음 단계들, 즉
포지셔닝(positioning) 금형에서 하나하나씩 플라이들을 적층하는 단계로서, 포지셔닝 금형 적층된 플라이 각각은 최종 강화를 위해 매우 양호한 배향 품질을 보장하기 위해, 이전에 적층된 플라이에 국부적으로 용접되는, 적층 단계; 및
포지셔닝 금형으로부터 제조 금형으로 플라이들을 옮기는 단계를 포함한다.
예를 들면, 나무로 된(wooden) 포지셔닝 금형이 서브어셈블리의 플라이들을 쌓기 위해 사용된다.
플라이들은 예컨대 강철로 만들어진 제조 금형으로 함께 옮겨진다. 플라이들은 일반적인 프레스에 의해 가열되고 압축되는 가열 사이클을 거친다.
또한, 서브어셈블리의 상기 플라이들은 치수가 재어진 섬유들을 포함하고, 제조 금형에서 상기 플라이들을 배치하는 단계 이전에 서브어셈블리들을 제조하는 단계는 상기 치수가 재어진 섬유들에 적용된 다음의 제조 단계들, 즉
적어도 하나의 치수가 재어지지 않는(de-sized) 강화 섬유에 대해 열가소성 폴리머의 분말을 적용하는 단계; 및
가열에 의해 치수가 재어지지 않는 강화 섬유에 상기 열가소성 폴리머를 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
플라이들은 치수가 재어지지 않는 섬유로 만들어질 수 있다. 치수를 재는 기능은 블레이드의 서브어셈블리들의 최종 피로성능을 개선하기 위해, 씨앗 소섬유(seed fibril)들을 발달시키고 따라서 섬유들에 대해 반결정성 성장을 발달시키도록 가열 사이클 동안에 재구성된다.
이러한 특징은 특별히 탄소 섬유들을 가지고 사용하기에 더 적합하다.
또 다른 양태에서는, 열과 압력을 어셈블리 단계에서 적용하는 사이클이 "어셈블리" 온도라고 부르는 최대 온도까지 어셈블리 막들의 온도를 상승시키는 단계, 어셈블리 막들의 온도를 감소시키는 단계가 후속하는 상기 어셈블리 온도를 유지하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 어셈블리 온도는 상기 뜨거운 온도보다 낮다.
온도 올림 단계 및/또는 온도 낮춤 단계는, 예를 들면 분당 10℃ 크기의 온도 구배를 가지고 수행될 수 있다.
또한, 어셈블리 온도는 150℃ 내지 210℃의 범위에 있을 수 있고, 뜨거운 온도는 350℃ 내지 450℃의 범위에 있다.
또 다른 양태에서는, 표면층 각각이 트레이서 방적사(tracer yarn)를 포함할 수 있고, 이러한 트레이서 방적사는 폴리머 합금으로 구성된 표면층이 100%의 PEEK 수지로 구성된 중간층으로부터 시각적으로 구별될 수 있게 한다.
방법 외에, 본 발명은 위 방법에 의해 얻어질 수 있는 것과 같은 열가소성 복합 재료들로 만들어진 서브어셈블리들을 포함하는 블레이드를 제공한다.
그러한 상황에서, 서브어셈블리 각각은 하나의 내부 배열(arrangement)과, 그러한 내부 배열에 연결된 적어도 하나의 외부 배열을 포함하고, 하나의 서브어셈블리의 외부 배열은 또 다른 서브어셈블리의 외부 배열에 들러붙게 결합되고, 내부 배열 각각은 "중간" 층들로서 부르는 플라이들이 쌓인 것을 포함하고, 중간층 각각은 반결정성 열가소성 매트릭스로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 외부 배열 각각은 "표면" 층이라고 부르는 적어도 하나의 플라이를 포함하고, 표면층 각각은 반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 합금으로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 비정질 열가소성 재료를 포함하는 어셈블리 막은 함께 조립되는 2개의 별개인 서브어셈블리의 2개의 표면층 사이에 끼워져 있다.
본 발명은 또한 전술한 장치를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명과 그것의 장점은 첨부 도면을 참조하고 예시를 통해 주어진 실시예의 이어지는 설명의 상황에서 더 상세히 드러난다.
도 1은 본 발명의 방법의 단계들을 보여주는 그림.
도 2는 본 발명의 방법의 서브어셈블리를 보여주는 그림.
도 3 내지 7은 서브어셈블리들을 제조하는 단계에서 상이한 단계들을 보여주는 그림들.
도 8 내지 10은 서브어셈블리의 상이한 타입들을 보여주는 그림들.
도 11 및 도 12는 서브어셈블리들을 함께 조립하기 위해 준비하는 단계를 보여주는 그림들.
도 13은 열과 압력을 인가하기 위한 사이클을 보여주는 그림.
도 14는 본 발명의 블레이드를 보여주는 그림.
도면들 중 하나 이상에 존재하는 요소들은 그것들 각각에서 동일한 참조 번호가 주어진다.
도 1은 블레이드를 제조하기 위한 발명의 방법을 보여준다. 그러한 블레이드는 항공기 로터의 블레이드일 수 있거나, 터빈 또는 비행기 프로펠러의 블레이드일 수 있다.
이러한 방법은 열가소성 복합 재료로부터 블레이드의 서브어셈블리들을 제조하는 예비 단계(STP1)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 어셈블리(10) 각각은 하나의 내부 배열(15)과 적어도 하나의 외부 배열(20)로 세부 분할될 수 있다. 외부 배열(20) 각각은 내부 배열(15)에 고정된다. 또한, 하나의 서브어셈블리의 외부 배열(20)은 또 다른 서브어셈블리의 외부 배열에 들러붙게 결합하기 위한 것이다.
도 2의 예에서는 서브어셈블리의 2개의 외부 배열(20)이 블레이드의 두께 방향에서 그러한 서브어셈블리의 내부 배열(15)의 어느 한쪽에 위치한다. 그렇지만, 서브어셈블리(10)의 내부 배열(15) 위 또는 밑에 하나의 외부 배열(20)이 배치될 수 있다.
또 다른 양태에서는, 내부 배열(15)은 각각 편의상 "중간" 층(16)이라고 부르는 열가소성 플라이들의 적어도 하나의 쌓인 것을 포함한다. 중간층(16) 각각은 반결정성 열가소성 매트릭스(86)로 침윤된 강화 섬유(85)들을 포함한다. 중간층(16)은 방적사, 테이프, 직물, 시트의 세트의 형태를 가질 수 있다.
중간층(16)의 강화 섬유(85) 각각은, 특히 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는 목록으로부터 선택될 수 있다. 그러한 강화 섬유는 긴 섬유일 수 있다.
또한, 반결정성 열가소성 매트릭스(86)는 PEEK로 만들어질 수 있다.
또 다른 양태에서는, 외부 배열(20) 각각이 편의상 "표면" 층(21)이라고 부르는 적어도 하나의 열가소성 플라이를 포함한다. 표면층(21) 각각은 합금(88)으로 침윤된 강화 섬유(87)들을 포함하고, 이러한 합금(88)은 반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 혼합물을 포함할 수 있다.
표면층(21)의 강화 섬유(87) 각각은 특히 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는 목록으로부터 선택되어야 한다. 그러한 강화 섬유는 긴 섬유일 수 있다.
게다가, 반결정성 열가소성 폴리머는 PEEK일 수 있고, 비정질 열가소성 폴리머는 PEI일 수 있다. 더 정확하게는 합금(88)이 70%의 PEEK와 30%의 PEI를 포함할 수 있다. 이들 백분율은 플러스 5% 또는 마이너스 5%의 정확도를 갖는 마진(margin)이 주어진다. 그러한 상황에서, 합금(88)은 65% 내지 75%의 PEEK와 25% 내지 35%의 PEI를 포함할 수 있다.
게다가, 중간층(16)으로부터 시각적으로 구별될 수 있도록 트레이서 방적사(25)를 표면층(21) 각각이 포함할 수 있다. 그러한 트레이서 방적사는 층의 다른 요소들과는 다른 컬러를 나타내는 방적사의 형태를 가질 수 있다.
또 다른 양태에서는, 내부 배열(15)이 특히 열가소성 매트릭스(17)로부터 만들어진 코어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 중간층(16)의 2개의 쌓아진 것(stack)은 코어의 어느 한쪽에서 두께 방향으로 배치된다. 그러한 코어는 PEI의 거품을 포함할 수 있다. 또한, 표면층과 동일한 타입의 결합층은 중간층과 코어 사이에 배치될 수 있다.
또 다른 양태에서는, 서브어셈블리의 플라이(16, 21) 각각이 그러한 플라이에 대응하는 열가소성 재료, 즉 증간층에 관해서는 반결정성 열가소성 매트릭스(86)를 표면층에 관해서는 합금(88)으로 치수가 정해진 섬유들을 포함할 수 있다.
그렇지만, 그리고 도 3을 참조하면, 예비 단계(SP1) 동안, 이러한 방법은 에컨대 호퍼(hopper)(61)를 사용하여 적어도 하나의 치수가 재어지지 않는 강화 섬유에 열가소성 폴리머의 분말을 인가하는 것을 준비할 수 있다. 이러한 열가소성 폴리머는 중간층(16)에 관해서는 반결정성 열가소성 매트릭스(86)이거나 표면층(21)에 관해서는 합금(88)이다. 그런 다음 분말은 섬유들에 들러붙기 위해, 예컨대 적외선 램프(62)에 의해 가열된다.
도 3은 2개의 방향(워프(warp) 방향과 웨프트(weft) 방향)으로 정렬된 섬유들을 포함하는 직물의 롤(roll)을 보여주지만, 임의의 다른 타입의 플라이가 생각될 수 있다.
또한, 이러한 방법은 예를 들면 일반적인 초음파 커터 공구 세공(tooling)과 같이, 예비 단계(STP1) 동안 도 4에 도시된 것과 같은 커터 스테이션(station)(63)으로부터의 미리 침윤된 재료들을 사용하는 것을 준비한다.
그러한 상황에서, 방법은 2가지 타입의 플레이트(plate), 즉 중간층들용 플레이트와 표면층들용 플레이트를 만드는 것을 제안한다. 그러한 플레이트는 상대적으로 쉽게 저장될 수 있고, 커터 스테이션(63)에서 잘려 질 수 있다.
주어진 서브어셈블리를 제조하기 위해, 커터 스테이션(63)은 적절한 층들을 얻기 위해, 예비 단계인 STP1 동안에 플레이트들을 잘라낸다.
선택적으로, 그리고 도 5를 참조하면, 서브어셈블리의 다양한 플라이가 포지셔닝 금형(67)에서 서로에 대해 위치가 정해진다.
예를 들면, 플라이 각각은 포지셔닝 금형(67) 상에 이전에 적층된 플라이에 용접 스테이션(64)에 의해 용접된다. 용접 스테이션은 아마도 플라이마다 오직 하나의 용접 점(weld spot)(68)을 제공할 수 있다.
복수의 플라이, 또는 실제로는 서브어셈블리(10)의 다양한 플라이 모두가 도 6에 도시된 것처럼, 제조 금형(65) 내로 함께 옮겨진다.
일 변형예에서, 플라이들은 포지셔닝 금형(67)을 거쳐 미리 지나가지 않고 제조 금형(65)에서 배치된다.
따라서 변형예가 무엇이든지 간에, 서브어셈블리를 제조하는 단계는 제조 금형(65)에서 장치(15, 20)의 플라이들을 배치하는 단계를 포함한다.
그런 다음 핫 프레스(hot press)(66)가 가열 사이클의 적용시 제조 금형(65) 상에서 장치(15, 20)의 플라이들을 압축하고 가열하기 위해 사용된다.
도 7은 그러한 가열 사이클을 보여준다. 이러한 가열 사이클에서는, 냉각되기 전에 "뜨거운" 온도(T1)라고 부르는 최대 온도에 도달할 때까지, 장치의 플라이들이 가열된다. 뜨거운 온도(T1)는 350℃ 내지 450℃의 범위에 있을 수 있다.
장치들의 플라이들의 강화 섬유들이 치수가 재어지지 않는 섬유들이라면, 서브어셈블리의 최종 피로성능을 최적화하기 위해, 가열 사이클은 소섬유 씨앗(fibril seed)들을 발전시키고 따라서 섬유들에서의 반결정성 성장을 가져오는 역할을 할 수 있다.
도 8 내지 10은 서브어셈블리의 다양한 타입을 보여준다.
구체적으로, 서브어셈블리(10)는 도 8에 도시된 것과 같은 스파(spar)(30)일 수 있다. 스파(30)는 예를 들면 마운트 피팅(mounting fitting)과 협력하기 위해, 그것의 두께를 통과하는 오리피스(orifice)(31)들을 포함할 수 있다.
서브어셈블리(10)는 도 9에 도시된 것과 같은 외측 스킨(35)이거나 실제로는 도 10에 도시된 것과 같은 보강재(40)일 수 있다.
서브어셈블리(10)는 또한 트레일링 엣지 스트립일 수 있다.
그러므로 도 1을 참조하면, 다양한 서브어셈블리가 예비 단계(STP1) 동안에 제조된다. 이들 서브어셈블리는 산업 공정을 최적화하기 위해 캠페인(campaign)에서 제조될 수 있다. "캠페인"이라는 용어는 단일 타입의 서브어셈블리가 주어진 기간 동안에 제조되는 것을 의미한다. 예를 들면, 스파들은 1주 동안 제조될 수 있고, 외측 스킨들은 그 다음 주 동안에 제조될 수 있는 것 등이다.
블레이드를 제조하기 위해, 본 발명의 방법은 상기 블레이드의 2개의 함께 조립된 열가소성 서브어셈블리를 마련하기 위한 예비 단계(STP2)를 더 포함한다.
도 11을 참조하면, 블레이드의 서브어셈블리(10)는 이러한 예비 단계(STP2) 동안에 어셈블리 금형(70)에서 배치된다.
어셈블리 금형(70)은 전자기 유도에 의한 가열을 위한 수단(700)을 포함하는 상부 및 하부(top and bottom) 백킹 모양(shape)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유도 가열기 수단이 제공된 금형을 얻기 위해 특허 문서 FR2918919의 가르침이 사용될 수 있다.
도 11에서는, 하나의 블레이드가 적어도 하나의 스파(30), 적어도 하나의 트레일링 엣지 스트립(45), 복수의 보강재(40), 및 복수의 외측 스킨(35)을 포함할 수 있고, 이들 모두는 어셈블리 금형(70)에 배치되어 있다.
외측 스킨(35)은 흡입측 벽(2)을 형성하기 위해 서로 날개 길이 방향으로 연결되고, 다른 외측 스킨(35)은 압력측 벽(3)을 형성하기 위해 날개 길이 방향으로 서로 연결된다.
게다가, 상기 또는 각각의 트레일링 엣지 스트립(45), 상기 또는 각각의 스파(30), 및 각각의 보강재(40)가 적어도 흡입측 벽(2)과 압력측 벽(3) 사이에서 연장한다. 특히, 보강재(40)는 압력측 벽(3)의 2개의 외측 스킨(35) 사이의 접합부와 또한 흡입측 벽(2)의 2개의 외측 스킨(35) 사이의 접합부 모두를 덮기 위해, I자 모양의 섹션을 가질 수 있다.
또한, 어셈블리 막(50)들이 어셈블리 금형(70)에 국부적으로 배치된다. 어셈블리 막 각각은 함께 조립될 2개의 별개의 서브어셈블리의 2개의 표면층(21) 사이에 끼워진다.
도 12를 참조하면, 어셈블리 막(50)들은 함께 조립될 서브어셈블리의 존들만을 덮는다.
예를 들면, 어셈블리 막은 2개의 외측 스킨(35) 사이, 외측 스킨(35)과 스파(30) 사이, 외측 스킨(35)과 보강재(40) 사이, 외측 스킨(35)과 트레일링 엣지 스트립(45) 사이 등에서 배치될 수 있다.
어셈블리 막(50) 각각은 비정질 열가소성 재료(51)와 강자성 부재(52)를 포함한다. 강자성 부재(52)는 페라이트의 입자들 및/또는 비정질 열가소성 재료(51)에서 끼워 넣어진 금속 요소를 포함할 수 있다.
예를 들면, 비정질 열가소성 재료(51)는 적어도 PEI를 포함한다.
대안예에서는, 비정질 열가소성 재료(51)가 PEI만을 포함한다.
또 다른 대안예에서는, 비정질 열가소성 재료(51)가 PEI, 벤조페논 및/또는 프로프리오페논을 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 방법은 조립 단계(STP3)를 포함한다. 이러한 조립 단계(STP3) 동안, 열과 압력을 가하기 위한 사이클을 적용할 때 유도에 의해 국부적으로 어셈블리 막(50) 각각을 가열하면서, 서브어셈블리(10)들에 압력을 가함으로써, 어셈블리 금형(70)에서 서브어셈블리(10)들이 함께 조립된다.
도 13은 곡선(C1)과 또 다른 곡선(C2)의 형태로 열과 압력을 가하기 위한 사이클(90)을 보여주고, 이 경우 곡선(C1)은 어셈블리 막들의 온도가 어떻게 변하는지를 보여주며, 또 다른 곡선(C2)은 어셈블리 막들의 압력이 어떻게 변하는지를 보여준다.
열과 압력을 가하기 위한 사이클(90)은 "어셈블리" 온도(T2)라고 부르는 최대 온도까지 어셈블리 막(50)들의 온도를 올리는 제1 단계(stage)(91)를 포함할 수 있다. 어셈블리 온도(T2)는 예컨대 150℃와 210℃ 사이의 범위에 있는 뜨거운 운도(T1)보다 낮다.
제2 단계(92) 동안에는, 예컨대 15분 동안 어셈블리 온도(T2)로 어셈블리 막(50)들의 온도가 유지된다.
제3 단계(93) 동안에는, 어셈블리 막(50)들의 온도가 낮아진다.
어셈블리 막들의 압력은 또한 실질적으로 온도의 증가와 함께, 최대 압력까지 증가한다.
최대 압력은 상기 단계(92) 동안, 그리고 제1 단계(93)의 시작 동안에 유지된다.
도 1을 참조하면, 조립 단계(STP3)의 끝에서 마무리 단계(STP4)가 행해질 수 있다.
도 14를 참조하면, 블레이드(1)는 예컨대 "분말 페인트(powder paint)"를 적용함으로써, 페인트칠을 위해 준비될 수 있고 조립 단계(STP3)의 끝에서 페인트칠이 이루어진다.
또한, 예를 들면 블레이드(1)는 접착제에 의해 배치될 수 있는 방빙(de-icing) 시스템이 있거나 없는 리딩 엣지 커버(4)와, 허브에 고정하기 위한 피팅(fitting), 또는 실제로는 균형추(6)를 구비할 수 있다.
마무리와 관계없이, 조립 단계 후 블레이드의 각각의 서브어셈블리(10)는 하나의 내부 배열(15)과, 그러한 내부 배열(15)에 연결된 적어도 하나의 외부 배열(20)을 포함하고, 서브어셈블리(10)의 외부 배열(20)은 또 다른 서브어셈블리(10)의 외부 배열(20)에 들러붙게 결합되며, 내부 배열(15) 각각은 "중간" 층(16)이라고 부르는 플라이들이 쌓인 것을 포함하고, 중간층(16) 각각은 반결정성 열가소성 매트릭스로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 외부 배열(20) 각각은 "표면" 층(21)이라고 부르는 적어도 하나의 플라이를 포함하고, 표면층(21) 각각은 반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 합금으로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 비정질 열가소성 재료를 포함하는 어셈블리 막은 서로에 대해 조립되는 2개의 별개의 서브어셈블리의 2개의 표면층(21) 사이에 끼워져 있다.
물론, 본 발명은 그것의 구현에 있어 다수의 변형예를 거칠 수 있다. 비록 몇몇 실시예가 설명되지만, 모든 가능한 실시예를 빠짐없이 확인하는 것은 생각할 수 없다는 점이 즉시 이해될 것이다. 물론 본 발명의 범위를 넘어서지 않고, 설명된 수단 중 임의의 것을 대등한 수단으로 대체하는 것을 생각하는 것은 가능하다.

Claims (17)

  1. 블레이드(1)를 제조하기 위한 제조방법으로서,
    열가소성 복합 재료로부터 서브어셈블리(10)를 제조하는 단계;
    어셈블리 금형(70)에 상기 서브어셈블리(10)를 놓는 단계;
    복수의 어셈블리 막(50)을 국부적으로 배치하는 단계로서, 어셈블리 막 각각은 함께 조립될 2개의 별개의 서브어셈블리의 2개의 표면층(21) 사이에 끼워져 있는, 배치 단계; 및
    열과 압력을 인가하기 위한 사이클을 적용할 때, 상기 서브어셈블리(10)에 압력을 가하고, 전자기 유도에 의해 어셈블리 막(50) 각각을 국부적으로 가열함으로써 어셈블리 금형(70)에서 함께 상기 서브어셈블리(10)를 조립하는 단계를 포함하고,
    서브어셈블리(10) 각각은 하나의 내부 배열(15)과, 상기 내부 배열과 연결된 적어도 하나의 외부 배열(20)을 포함하고, 하나의 서브어셈블리의 외부 배열(20)은 또 다른 서브어셈블리의 외부 배열에 달라붙게 결합하기 위한 것이며, 외부 배열(20) 각각은 "중간" 층(16)들이라고 부르는 플라이(ply)들의 쌓인 것을 포함하고, 중간층(16) 각각은 반결정성 열가소성 매트릭스로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 외부 배열(20) 각각은 "표면" 층(21)이라고 부르는 적어도 하나의 플라이를 포함하고, 표면층(21) 각각은 반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 합금으로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 어셈블리 막 각각은 비정질 열가소성 재료와 강자성 부재를 포함하는, 제조방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    강화 섬유 각각은 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유, 및 아라미드 섬유를 포함하는 목록으로부터 선택되는, 제조방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    서브어셈블리(10) 각각은 적어도 스파(spar)(30), 보강재(40), 외측 스킨(35), 및 트레일링 엣지 스트립(45)을 포함하는 목록으로부터 선택되는, 제조방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 블레이드(1)는 적어도 하나의 스파(30), 적어도 하나의 트레일링 엣지 스트립(45), 복수의 보강재(40), 및 복수의 외측 스킨(35)을 포함하고, 상기 외측 스킨(35)은 흡입측 벽(2)을 형성하기 위해 하나의 또 다른 날개 길이 방향으로 연결되고, 상기 외측 스킨(35)은 압력측 벽(3), 상기 또는 각각의 트레일링 엣지 스트립(45), 상기 또는 각각의 스파(30)를 형성하기 위해 하나의 또 다른 날개 길이 방향으로 연결되며, 상기 보강재(40) 각각은 상기 흡입측 벽(2)과 상기 압력측 벽(3) 사이에서 연장하고, 적어도 하나의 보강재(40)는 상기 압력측 벽(3)에서의 2개의 외측 스킨(35)과 상기 흡입측 벽(2)에서의 2개의 외측 스킨(35) 사이의 접합부에 위치하는, 제조방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 반결정성 열가소성 매트릭스는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)인, 제조방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 반결정성 열가소성 폴리머는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)이고, 상기 비정질 열가소성 폴리머는 폴리에테르이미드(PEI)인, 제조방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 합금은 70%의 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 30%의 폴리에테르이미드(PEI)를 포함하는, 제조방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 비정질 열가소성 재료는 적어도 폴리에테르이미드(PEI)를 포함하는, 제조방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 강자성 부재(52)는 페라이트 또는 금속 요소의 입자들을 포함하는, 제조방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 비정질 열가소성 재료는 벤조페논 및/또는 프로프리오페논을 포함하는, 제조방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    서브어셈블리를 제조하는 단계는 서브어셈블리(10)를 제조하기 위한 다음 단계들, 즉
    제조 금형(65)에서 플라이들을 배치하는 단계; 및
    "뜨거운(hot)" 온도(T1)라고 부르는 최대 온도에 도달하는 가열 사이클을 적용할 때 상기 제조 금형(65)에서 상기 플라이들을 가열하는 단계를 포함하는, 제조방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    서브어셈블리의 플라이들은 치수가 정해진 섬유들을 포함하고, 제조 금형(65)에서 상기 플라이들을 배치하는 단계 이전에, 서브어셈블리(10)를 제조하는 단계는 치수가 정해진 섬유들에 적용된 다음 제조 단계들, 즉
    적어도 하나의 치수가 정해지지 않는 강화 섬유에 열가소성 폴리머의 분말을 인가하는 단계; 및
    가열에 의해, 상기 열가소성 폴리머를 치수가 정해지지 않는 강화 섬유에 결합시키는 단계를 포함하는, 제조방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    제조 금형(65)에서 플라이들을 배치하는 단계 이전에, 서브어셈블리를 제조하는 단계는 다음 단계들, 즉
    포지셔닝(positioning) 금형(67)에서 하나하나씩 플라이들을 적층하는 단계; 및
    상기 포지셔닝 금형(67)으로부터 상기 제조 금형(65)으로 상기 플라이들을 옮기는 단계를 포함하고,
    상기 포지셔닝 금형(67)에서 적층된 플라이 각각은 이전에 적층된 플라이에 국부적으로 용접되는, 제조방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    열과 압력을 인가하는 사이클(90)은 어셈블리 막(50)의 온도를 "어셈블리" 온도(T2)라고 부르는 최대 온도까지 올리는 단계(91)와, 어셈블리 막들의 온도를 감소시키는 단계(93)가 후속하는, 어셈블리 온도(T2)를 유지하는 단계(92)를 포함하고,
    상기 어셈블리 온도(T2)는 상기 뜨거운 온도(T1)보다 낮은, 제조방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 어셈블리 온도(T2)는 150℃ 내지 210℃의 범위에 있고, 상기 뜨거운 온도(T1)는 350℃ 내지 450℃의 범위에 있는, 제조방법.
  16. 제1 항에 있어서,
    표면층(21) 각각은 표면층(21)이 중간층(16)으로부터 시각적으로 구별될 수 있게 하는 트레이서 방적사(tracer yarn)(25)를 포함하는, 제조방법.
  17. 열가소성 복합 재료로 만들어진 서브어셈블리를 포함하는 블레이드로서,
    서브어셈블리(10) 각각은 하나의 내부 배열(15)과, 상기 내부 배열(15)에 연결된 적어도 하나의 외부 배열(20)을 포함하고, 하나의 서브어셈블리(10)의 외부 배열(20)은 또 다른 서브어셈블리(10)의 외부 배열(20)에 들러붙게 결합되고, 내부 배열(15) 각각은 "중간" 층(16)이라고 부르는 플라이가 쌓인 것을 포함하고, 중간층(16) 각각은 반결정성 열가소성 매트릭스로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 외부 배열(20) 각각은 "표면" 층(21)이라고 부르는 적어도 하나의 플라이를 포함하고, 표면층(21) 각각은 반결정성 열가소성 폴리머와 비정질 열가소성 폴리머의 합금으로 침윤된 강화 섬유들을 포함하며, 비정질 열가소성 재료를 포함하는 어셈블리 막(50)은 함께 조립되는 2개의 별개인 서브어셈블리의 2개의 표면층(21) 사이에 끼워져 있는, 블레이드.
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