KR102129517B1 - 강화 발포 구조체, 및 이의 제조방법, 및 제품 - Google Patents

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KR102129517B1
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KR
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foam body
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KR1020187021118A
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에린 엠. 디케만
키이쓰 클리네딘스트
피터 쥐베르
에릭 오토 토이치
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

구조체는 제1 및 제2주표면을 가지는 열가소성 발포체 몸체 및 발포체 몸체를 통해 부분적으로 또는 전체적으로 연장하고 1개 또는 2개 모두의 주표면에서 종결되는 채널을 포함한다. 패널의 일부 또는 전부의 표면은 강화되고, 압축 강도가 증가된 구조체를 제공한다. 주표면 중 하나 또는 둘 모두에 표피를 포함할 수 있는 구조는 항공 오버헤드 컨테이너, 항공 내부 벽 패널, 및 항공 트레이를 포함하는 항공 내부 부품을 형성하는데 유용하다.

Description

강화 발포 구조체, 및 이의 제조방법, 및 제품
밀폐된 캐빈 또는 조종석을 가지는 운송 수단에서, 샌드위치 구조로 구성되는 반구조 패널은 벽 표면, 바닥 보드, 저장칸 등과 같은 내부 부품을 제공하는데 사용될 수 있다. 이들 패널은 벌집 형상으로 붙인 종이로 형성될 수 있고, 이어서 구조적이고 장식적인 표피로 덮일 수 있다. 추가로, 패널은 열경화성 재료 및/또는 열가소성 재료와 같은 상이한 재료로 형성될 수 있다. 미국 특허 공개 제2014/283941호는 고분자 발포체의 단일 연속 균질 구성으로 만들어진 이음매 없는 자체-절연 발포체 덕트를 설명한다. 발포체 구성은 중공 코어가 조밀화 되어 발포 덕트에 차음 및 단열을 제공하는 것에 더하여 중공 코어와 외부 환경 사이에 밀폐층을 제공하도록 추가로 변형된다. 미국 특허 제4,898,763호는 경화된 폴리이미드 발포 구조체를 설명한다. 국제 공개 제2015/147973호는 정렬된 3차원 마이크로구조 코어를 포함하는 샌드위치 구조에 파스너 (fastener)를 삽입하는 방법을 기술한다.
본 발명자들은 무엇보다도, 패널의 제조방법에서 해결되어야 하는 문제점으로 팽창 단계 동안의 종이 찢어짐 또는 원하는 패널 형상을 얻는 단계 동안의 손상되는 구조물의 구성 요소가 포함될 수 있음을 인식하였다. 본 개시로부터 명백한 바와 같이, 본 개시에서 인식되는 바와 같이, 반구조 패널의 구조에 통합된 구조에 대한 개선을 위한 문제점 및/또는 목적은 항공 우주 및 자동차 용도에 충분한 압축 강도를 가지는 발포 구조체를 제공하는 것을 포함할 수 있고, 이는 수분 흡수에 내성이 있고, 재료를 낭비하지 않고 원하는 형상으로 쉽게 형성될 수 있다.
따라서, 본 개시의 양태는 무엇보다도, 본 개시에서 확인된 문제점을 해결할 수 있는 발포 구조체에 대한 가능한 개선을 제공한다. 특히, 본 개시의 일 양태에 따르면, 적어도 열가소성 재료로 형성된 발포 구조체는 제1면, 제2면, 및 제1면에서 제2면으로 연장하고 다수의 구멍을 정의하는 몸체를 포함한다. 다수 구멍의 각 구멍은 각각 제1벽 및 제1벽을 둘러싸는 제2벽으로 정의된다. 각 제1벽은 열가소성 재료로 형성되고 제1압축 강도를 가지는 강화벽을 포함한다. 각 제2벽의 적어도 일부는 열가소성 재료로 형성되고 제1압축 강도 미만의 제2압축 강도를 갖는다.
다른 구현예는 다음을 포함하는 구조체이다: 열가소성 발포체를 포함하는 발포체 몸체로서, 상기 발포체 몸체는 제1주표면 및 제1주표면에 대향하는 제2주표면을 포함하고; 상기 제1주표면 및 상기 제2주표면은 각각 독립적으로 다수 개수를 정의하고, 발포체 몸체는 발포체 몸체를 통해 부분적으로 또는 전체적으로 연장하는 채널을 정의하며, 각 채널은 제1주표면의 개구, 제2주표면의 개구 또는 하나는 제1주표면 다른 하나는 제2주표면의 개구쌍으로부터 연장하고; 발포체 몸체는 압축 강도를 특징으로 하고; 채널의 적어도 일부는 발포체 몸체 압축 강도보다 더 큰 압축 강도를 가지는 채널 재료를 포함하는 내향 채널 표면을 포함한다.
다른 구현예는 강화 발포 구조체의 제조방법으로, 상기 방법은 다음을 포함한다: (a) 발포체 몸체 내에 다수 채널을 형성하여 압축 강도를 특징으로 하는 중량이 감소된 발포체 몸체를 형성하는 단계로서, 상기 발포체 몸체는 열가소성 재료를 포함하고 제1주표면에서 제1주표면에 대향하는 제2주표면으로 연장하고; 각 채널은 발포체 몸체를 통해 부분적으로 또는 전체적으로 연장하고; 각 채널은 채널 표면으로 정의되는 것인 단계; 및 (b) 채널 표면의 적어도 일부를 강화하여 강화 발포 구조체를 형성하는 단계로서, 상기 강화 발포 구조체는 중량이 감소된 발포체 몸체의 압축 강도보다 더 큰 압축 강도를 가지는 것인 단계.
다른 구현예는 이 구현예 중 어느 하나의 구조체를 포함하는 제품이다.
본 요약은 본 특허 출원의 발명 대상에 대한 개요를 제공하기 위한 것이다. 이는 본 발명의 배타적인 또는 완전한 설명을 제공하기 위한 것이 아니다. 상세한 설명은 본 특허 출원에 관한 추가 정보를 제공하기 위해 포함된다.
도 1A는 본 개시의 양태에 따른, 구조체의 개략도를 나타낸 것이다.
도 1B는 본 개시의 양태에 따른, 발포 구조체를 도시한 것이다.
도 1C는 도 1B의 확대된 부분을 도시한 것이다.
도 2는 도 1B 및 1C의 발포 구조체의 개략적 단면를 도시한 것이다.
도 3은 본 개시의 양태에 따른, 강화 발포체의 개략적 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 개시의 양태에 따른, 패널 집합체의 개략적 단면도를 도시한 것이다.
도 5A는 도 4의 패널 집합체의 투시도를 도시한 것이다.
도 5B는 도 5A의 확대된 부분을 도시한 것이다.
도 6은 본 개시의 양태에 따른, 부품 형성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 양태에 따른, 부품 형성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 양태에 따른, 발포 구조체의 개략적 단면도를 도시한 것이다.
도 9는 본 개시의 양태에 따른, 항공기의 내부를 도시한 것이다.
도 10은 본 개시의 양태에 따른, 항공기의 내부를 도시한 것이다.
도 11은 본 개시의 양태에 따른, 중량이 감소된, 강화 발포 구조체의 개략적 단면도를 도시한 것이다.
도 12는 본 개시의 양태에 따른, 중량이 감소된, 강화된, 표피-클래드 발포 구조체의 개략적 단면도를 도시한 것이다.
상세한 설명
본 개시의 양태는 이제 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이지만, 달리 특정되지 않는 한, 도면 부호는 여러 도면에 걸쳐 동일하거나 대응하는 부분을 나타낸다.
명세서 및 청구범위에서 사용되는 단수 형태 "a", "an", 및 "the"는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 참조를 포함할 수 있음에 주의해야 한다.
다르게 특정되지 않는 한, 본 개시에서 사용된 용어 "실질적인" 또는 "실질적으로"는 "상당 정도의 범위", 또는 "크게는 아니지만 필수적으로 전체적으로 명시된 것"을 의미한다.
본 개시에서 값의 범위의 설명은 범위 내에 속하는 각각의 독립적인 값을 개별적으로 언급하는 약식 방법의 역할을 하기 위한 것으로, 본 개시에서 달리 지시되지 않는 한, 각 개별 값은 명세서에서 개별적으로 언급한 것처럼 명세서에 속한다. 본 개시에서 설명된 모든 방법은 본 개시에서 달리 지시되지 않거나 문맥에 명백하게 반대되는 경우를 제외하고는 방법을 수행하기 위해 서로에 대해 임의의 순서로 수행될 수 있는 루틴을 포함할 수 있다.
도 1A는 본 개시의 양태에 따른, 발포 구조체(10)의 개략도를 도시한 것이다. 상기 발포 구조체(10)는 일반적으로 평면 몸체(20), 및 상이한 균일 패턴 배열(40) 및 비균일 패턴 배열(50)로 몸체(20)에 형성된 다수의 상이한 유형의 구멍(30)을 포함한다. 상기 발포 구조체(10)는 단일 패턴, 또는 복수 패턴에 따라 배열된 상이한 유형의 구멍(30)의 1종 또는 모두를 포함할 수 있다. 이러한 점에서, 상이한 유형의 구멍(30)을 포함하는 상기 발포 구조체(10)는 상이한 유형의 구멍(30)이 없는 영역을 추가로 포함할 수 있다. 일 양태에 있어서, 상이한 유형의 구멍(30)이 없는 이들 영역은 리브 구조, 리브 패턴 등을 형성할 수 있다. 상이한 유형의 구멍(30)의 배열, 리브 구조 및/또는 리브 패턴의 배열은 발포 구조체(10)에 대해 의도된 특정 용도 및 발포 구조체(10)에 대해 고려된 다양한 용도 스트레스에 의해 전략적으로 정의될 수 있다.
도 1B는 본 개시의 양태에 따른, 도 1A의 발포 구조체(10)의 일 예로서, 발포 구조체(100)를 도시한 것이다. 구멍의 패턴(100a)은 발포 구조체(100)를 통하여 형성된다. 발포 구조체(100)는 하나의 조각으로 형성되고, 발포 구조체(100)의 높이에 상응하는, 제1방향(W)에 수직인 길이 방향(L)을 따라 연장된다. 제2방향(T)에 따른 크기는 발포 구조체(100)의 두께를 정의하며, 또한 이는 길이 방향(L)에 수직이다.
도 1C는 도 1B의 확대된 부분을 도시하고, 구멍의 패턴(100a)의 부분을 보인다. 구멍의 패턴(100a)은 제2방향(T)을 따라 발포 구조체(100)를 통해 연장될 수 있다. 구멍의 패턴(100a)의 각 구멍(102)은 발포 구조체(100)의 한면에서 발포 구조체(100)를 통하여 대향하는 면으로 제2방향(T)을 따라 연장된 구멍벽(102a)에 의해 정의될 수 있다. 각 구멍벽(102a)은 인접한 구멍(102) 사이에 연장하는 중실부(104)의 표면을 형성한다. 그렇지 않으면, 구멍(102)의 모든 또는 일부는 제2방향(T)를 따라 발포 구조체(100)의 단면의 부분을 통해서만 연장되어 발포 구조체(100)의 일 면에 열린 오목 구조를 정의할 수 있다.
구멍 패턴(100a)는 배열되거나 형성되어 벌집 구조 (예컨대, 벌집 코어)를 형성할 수 있다. 벌집 구조는 육각 형상의 구멍(102)의 인접한 행 및 열에 의해 형성될 수 있다. 구멍(102)는 예를 들어, 원, 오각형, 사각형 등의 다른 형상으로 형성될 수 있고, 도 1A에 도시된, 다른 균일 또는 비-균일 패턴으로 배열될 수 있다. 구멍(102)은 크기가 균일하거나 선택된 패턴에 따라 달라질 수 있으며, 전체 발포 구조체의 중량을 감소시키기 위해 필요한 재료 대 제거될 수 있는 재료에 기반하여 구성될 수 있다. 구멍 패턴(100a)은 펀칭 공정, 워터 젯 절단 공정, 레이저 절단 공정, 드릴링 공정, 컴퓨터 수치제어 (CNC) 기반 공정 또는 다양한 재료로 구성된 발포 구조체를 절단/변형하는 유사한 공정의 1종 이상을 포함하나 이에 한하지 않는 다수의 공정으로 발포 구조체(100) 내에 형성될 수 있다.
발포 구조체(100)은 열가소성 재료로부터 형성될 수 있다. 다음은 구멍(102)이 없는 발포 구조체(100) 제조에 적용된다. 발포제는 1차 압출기에 공급되고 고압 및 고온 하에서 용융 블랜드로 혼합될 수 있다. 용융 블랜드는 제2 압출기에 압력하에서 공급될 수 있는데, 이는 거기서 형성된 발포체 재료를 냉각하고 발포체 재료를 다이를 통해 칼리브레이터(calibrator)로 운반하여 발포 구조체 형성을 완성하는데 사용될 수 있다. 다이는 특정 온도 범위 및 압력 범위에서 작동하여 필요한 용융 강도를 제공하고 다이에서의 조기 발포를 억제할 수 있다. 칼리브레이터는 발포 구조체의 냉각 속도를 조절할 수 있고, 따라서, 두께, 너비 및 밀도를 조절할 수 있다. 교대로 발포 구조체(100)는 저밀도 발포체 비드 주입 공정을 이용하여 그들 전부를 형성할 수 있다. 이 양태에 있어서, 구멍(102)은 도구에 구멍 코어를 포함시킴으로써 주형 공극부에 직접 형성될 수 있다. 발포 구조체(100)는 나중에 형성될 수 있는 평면으로 성형되거나 구멍 핀이 집어넣어 질 수 있는 또는 일직선으로 제공되는 형상으로 성형될 수 있다. 구멍(102)은 상기 설명된 것과 같이 형성될 수 있거나, 대안적으로, 구멍(102)을 형성하는 강화 공정이 수행될 수 있는 고정구로서 금형이 사용될 수 있다.
열가소성 재료로부터 발포 구조체(100)를 형성하면 발포 구조체(100)가 상이한 형상으로 열성형될 수 있다. 특히, 발포 구조체(100)는 소정의 두께를 가지는 시트 또는 보드와 같은 평평한 형상으로부터 아치형 또는 코너형으로의 열성형 공정 동안 성형될 수 있다. 코너형의 경우에는, 열성형 공정 전 발포 구조체(100)의 두께와 실질적으로 동일한 두께를 가지는 코너를 형성하는 연속적인 방식으로, 결과 형상이 예를 들어 90°와 같은, 일정한 각의 각도로 만나는 2개의 평평한 부분을 가질 수 있다. 본 개시의 양태에 따라, 형성된 구멍의 패턴(100a)이 있거나 없는, 발포체 재료(100)는 원하는 형상으로 열성형될 수 있다.
발포 구조체(100)를 형성하기 위해 사용된 열가소성 재료는 다양한 항공 우주 용도에서 사용되는 구조에 대한 공지된 당국에 의해 수립된 다양한 화재, 연기, 및 독성 (FTS) 표준을 만족시킬 수 있다. 예를 들어, 열가소성 재료는 항공기 또는 헬리콥터에 제공되는 클래딩 및 반-구조성 부품 (예컨대, 패널)에 관련된 FST 요구사항을 충족시킬 수 있다.
발포 구조체(100)를 형성하기 위해 사용된 열가소성 재료는 SABIC로부터 구입가능한, ULTEM
Figure 112018072130657-pct00001
수지와 같은 폴리에테르이미드 (PEI) 수지를 포함할 수 있다. 본 개시의 양태에 따르면, 폴리에테르이미드 수지로부터 형성될 수 있는, 폴리에테르이미드 발포체로부터 형성된 발포 구조체(100)의 구현예는 진공 가방/오토클레이브/오븐 및 압축 성형 공정에서 기계로 만들어지고 열성형되고 및/또는 사용될 수 있다. 또한, 폴리에테르이미드 발포체는 폴리에테르이미드 섬유 기재 종이와 같은, 폴리에테르이미드 복합체의 다른 형태들과 유사한 특성을 가질 수 있다. 표 1에서 보이는 바와 같이, 특정 조건하에서, 폴리에테르이미드 섬유 기재 종이는 패널을 형성하기 위해 사용될 수 있는 다른 재료에 비해 더 낮은 수분 함유량을 가진다.
수분 함량 백분율에 대한 재료 비교(%)
상이한 조건에서 백분율 (%) 수분 함량
시료 조건
주변
69°F		 오븐 건조
250°F-24 시간		 습윤
86°F-80%-63 시간		 재건조
300°F-1.5 시간
NOMEX® 410 (3mil) 3.797 3.691 3.961 3.688
ULTEM
Figure 112018072130657-pct00002
섬유 기재 종이(3 mil)		 3.035 3.006 3.048 3.011
NOMEX® Crushcore® Honeycomb (1/8") 4.303 4.176 4.444 4.175
NOMEX® Honeycomb (1/2") 14.402 14.189 15.129 14.212
ULTEM
Figure 112018072130657-pct00003
섬유 기재 종이 (2 mil)		 2.121 2.042 2.074 2.046
따라서, ULTEM
Figure 112018072130657-pct00004
발포체의 혼입은 발포 구조체(100)가 낮은 수분 흡수성을 가지도록 할 수 있다. 그 결과, 적어도 부분적으로, ULTEM
Figure 112018072130657-pct00005
발포체로부터 형성된 발포 구조체(100)로 구성된, 비행기 또는 헬리콥터의 내부 구조에 설치된 패널에 대한 에지 필링의 필요성이 감소될 수 있다. 또한, 내부 구조에 패널을 설치하기 위한 중량, 전체 비용, 및 노동 비용은 감소될 수 있다. 추가적인 장점으로는 0.3 초과인 소음 저감 계수를 포함하여, 유리한 유전체, 열 및 음향 특성을 포함할 수 있다.
발포 구조체(100)는 다른 유형의 열가소성 재료 또는 다른 유형의 열 가소성 재료의 조합으로부터 형성될 수 있음을 알 수 있는데, 열가소성 재료는 다음을 포함할 수 있다: 아크릴, 나일론, 플루오로카본, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 및 폴리에테르케톤케톤.
도 2는 도 1B 및 1C의 발포 구조체(100)의 개략적 단면도를 도시한다. 도 1B, 1C 및 2가 본 개시에 따른 벽 강화 공정 전의 발포 구조체(100)를 도시함을 알 수 있다. 이와 같이, 구멍 벽(102a)은 중실부(104)의 표면으로 정의된다.
도 3은 본 개시의 양태에 따른, 강화 발포 구조체(300)의 개략적 단면도를 도시한다. 강화 발포 구조체(300)는 일반적으로 평평하고 제1면(300b)에서 제2면(300c)로 연장하는 몸체(300a)를 포함한다. 제1면(300b)는 강화 발포 구조체(300)의 제1주표면을 정의하고, 제2면(300c)는 제2주표면을 정의한다. 구멍(302)는 제1면(300b)의 각각의 개구로부터 제2면(300c)의 각각의 개구로 연장되는 몸체(300a)에 형성됨으로써, 제1주표면의 각각의 개구로부터 제2주표면의 각각의 개구로 연장되는 다수의 채널을 정의한다. 대안적으로, 모든 또는 일부 구멍(302)은 오로지 발포 구조체(300)의 단면 부분을 통하여 연장하여 발포 구조체(300)의 제1면(300b) 또는 제2면(300c)에 열린 오목 구조를 정의할 수 있다.
제1벽(302a)에 의해 정의된 각 구멍(302)은 제2벽(304)에 둘러싸여있다. 도 1B, 1C, 및 2에 도시된 발포 구조체(100)의 구멍 벽(102a)와 달리, 각 제1벽(302a)의 적어도 일부분은 강화 공정을 거치지 않은 제2벽(304)의 표면과 상이한 구조를 포함한다. 특히, 각 제1벽(302a)의 부분은 강화벽(302b)을 포함한다. 강화벽(302b)은 각 구멍(302)에 의해 정의된 채널의 내향 채널 표면을 정의한다. 이에 따라 내향 채널 표면은 각 구멍(302)의 제2벽(304)의 몸체 재료에 인접하게 배치된다. 본 개시의 양태에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 전체 제1벽(302a)은 강화벽(302b)일 수 있다. 본 개시의 양태에 따르면, 각 구멍(302)의 강화벽(302b)은 제1면(300b)로부터 제2면(300c)으로의 거리보다 작은 거리로 제1면(300b)으로부터 연장될 수 있다.
제1벽(302a), 강화벽(302b), 및 제2벽(304)은 예를 들어 동일한 열가소성 재료인, 동일한 재료로부터 형성될 수 있다. 강화벽(302b)의 혼입으로 인해, 제1벽(302a)은, 제2벽(304)과 동일한 열가소성 재료로부터 형성되나, 제2벽(304)의 압축 강도보다 더 큰 압축 강도를 갖는다. 이와 같이, 각각의 구멍(302)에 대해, 각 구멍(302a)에 의해 정의된 채널의 내향 채널 표면의 채널 재료는 각 구멍(302a)의 제2벽(304)의 몸체 재료의 압축 강도보다 더 큰 압축 강도를 갖는다. 각 구멍(302)의 높이는 제1면(300b)의 평면 및 제2면(300c)의 평면에 직각인 제2 방향(T)를 따라 연장하는 제1치수에 상응한다. 각 제1벽(302a)의 두께와 각 제2벽(304)의 두께는 구멍(302)의 각 형상에 따른 제1면(300b)의 평면과 제2면(300c)의 평면에 평행으로 연장하는 제2수치에 상응한다. 각 제1벽(302a)/강화벽(302b)의 두께는 각 구멍(302)에 대한 제2벽(304)의 사응하는 부분의 두께보다 작다.
강화벽(302b)은 열 적용 또는 열 및 압력 적용에 의해 변형된 제1벽(302a)의 부분으로서 정의될 수 있고, 제2벽(304)과 상이한 물리적 구조를 가진다. 따라서, 강화벽(302b)의 밀도는 제2벽(304)의 밀도보다 더 클 수 있고, 강화벽(302b)의 투수성은 제2벽(304)의 투수성 보다 더 작을 수 있다. 각 강화벽(302b)은 각 강화벽(302b)보다 작은 투수성을 가지는 재료로 코팅될 수 있다.
도 4는 본 개시의 양태에 따른, 패널 집합체(400)의 개략적 단면도를 도시한 것이다. 패널 집합체(400)는 몸체(300a)의 제1면(300b)에 부착된 적층(402a)의 제1층 및 제2면(300c)에 부착된 적층(402a)의 제2층을 포함한다. 제1적층 층 및 제2적층 층 (402a, 402b)은 열가소성, 유리, 탄소 강화 적층, 열가소성 수지, 또는 다른 재료로부터 형성될 수 있는 구조적 표피를 형성할 수 있다. 제1 및 제2 적층층(402a, 402b)은 그 안에 배열될 수 있는 접착층 또는 추가적인 접착층을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 적층층(402a, 402b)은 열성형될 수 있거나, 보다 일반적으로 전체 형상을 유지하고 가열하는 경우 실질적으로 구부리기 어렵지 않은 (예컨대, 뻣뻣하지 않은) 재료로 형성된다.
도 5A는 도 4의 패널 집합체의 투시도를 도시한 것이고, 도 5B는 도 5A의 확대된 부분을 도시한 것이다. 도 1B, 1C 및 2에 도시된 발포 구조체(100)의 구멍과 유사한, 패널 집합체(400) 내의 강화 발포 구조체(300)의 구멍(302)은 도 5A 및 5B에 도시된 바와 같은 벌집 구조를 정의하는 패턴으로 배열될 수 있다. 각 구멍(302)은 육각형 형상으로 형성되지만, 구멍(302)은 원, 사각형, 오각형 및 팔각형을 포함하는 임의의 형상일 수 있음을 알 수 있을 것이다. 구멍(302)의 형상이 육각형이기 때문에, 각 구멍은 도 5B에 도시된 바와 같은 좁은 벽 단면(304a)과 넓은 벽 단면(304b)을 포함한다.
본 개시의 양태에 따르면, 구멍(302)의 제1부분은 제1형상으로 형성될 수 있고, 구멍(302)의 제2부분은 제1형상과 상이한 제2형상으로 형성될 수 있다. 강화 발포 구조체(300)를 포함하는 패널(400)이 혼입되는 특정 용도에 대한 구조적 지지의 원하는 수준을 강화 발포 구조체(300)가 제공하기 위해 구멍(302)의 상이한 유형의 형상의 배열이 선택되고 구현될 수 있다. 또한, 강화 발포 구조체(300)의 상이한 부분은 상이한 높이를 가질 수 있고, 적층(402)의 제1층 및 적층(402b) 층의 제2층은 강화 발포 구조체(300)의 상이한 높이에 상응하도록 구성될 수 있다.
도 6은 본 개시의 양태에 따른, 부품 형성 방법(600)을 도시하는 흐름도이다. 단계 S602에서, 아래에 보다 상세하게 설명한 도 8에 도시된 예로서, 절단되지 않은 비강화 발포 구조체는 구멍 패턴(100a)를 형성하기 전에 발포 구조체(100)를 형성하기 위해 이미 논의된 공정에 따라 열가소성 재료로 부터 형성될 수 있다.
단계 S604에서, 구멍은 1종 이상의 워터젯, 레이저, 드릴, 컴퓨터 수치 절단 시스템, 펀칭 시스템, 또는 다양한 재료의 발포 구조체를 절단/변형하는 유사한 장치로 절단되지 않은 비강화 발포 구조체의 몸체에 형성된다. 생성된 구조는 도 2에 도시된 발포 구조체(100)와 같은 패턴화된 발포 구조체이다. 각 구멍은 각 각 제2벽에 둘러쌓인 각 제1벽에의해 정의될 수 있다. 구멍은 단계 S604에서 벌집 구조로 정의되는 배열로 몸체내에 형성될 수 있다.
비강화 버전의 발포 구조체의 두께 (즉, 제2방향(T)의 치수)는 필요에따라 단계 S606에서 변형될 수 있다.
단계 S608에서, 제1벽의 패턴화된 발포 구조체는 강화 공정에 따른 강화 벽을 포함하도록 변형된다. 따라서, 패턴화된 발포 구조체는 도 3에 도시된 강화 발포 구조체(300)와 같은 강화 발포 구조체로 전환된다. 따라서, 단계 S608에서 형성된 강화 발포 구조체는 강화벽(302b)를 포함하고 제2벽(304)에 둘러싸인 제1벽(302a)에 의해 정의된 몸체(300a), 제1면(300b), 제2면(300c), 및 구멍(302)을 포함한다. 각 제1벽(302a)의 물리적 구조, 또는 구멍(302)의 선택된 부분의 각 제1벽(302a)은 단계 S608동안 영구적으로 변형된다.
특히, 단계 S608은 열 카트리지와 같은, 가열 요소를 각 선택된 구멍(302)을 통해 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 가열 요소는 각각의 제1벽(302a) (즉, 각 구멍(302)의 형상)에 의해 정의된 형상에 실질적으로 상응하는 외부 표면을 포함할 수 있다. 열은 가열 요소로부터 제1벽(302a)으로 전달될 수 있고, 제1벽(302a)의 부분은 연화되거나 액화되어 일단 냉각되면 각각의 강화벽(302b)을 제공할 수 있다. 또한, 압력은 단계 S608동안 제1벽(302a)에 적용되어 제1벽(302a)의 구조를 변형할 수 있다. 각 구멍(302)의 제1벽(302a)의 물리적 구조는 강화벽(302b)이 제1면(300b)에서 제2면(300c)로 연장되도록 단계 S608에서 제2방향(T)를 따라 변형될 수 있다. 강화벽(302b)는 제1면(300b)에서 제2면(300c)의 거리보다 미만인 거리에 걸쳐 연장될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 단계 S608의 대안 또는 단계 S608의 추가는 용매로 용융시켜 보강벽(302b)를 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 단계 S608의 다른 대안 또는 단계 S608의 추가는 프리폴리머 또는 튜브형 구조의 첨가로 고밀도 재료를 내벽에 첨가하는 단계를 포함할 수 있다. 일 양태에 있어서, 열은 제1주표면 및/또는 제2주표면의 부분을 연화하거나 액화하여 일단 냉각되면 이들 표면의 각 강화를 제공할 수 있는 발포 구조체(100)의 제1주표면 및/또는 제2주표면에 적용될 수 있다. 제1주 표면 및/또는 제2주 표면을 가열하는 단계는 표면 밀도를 높임으로써 아래에 설명된 적층층(402a, 402b)에 접착 성능을 증가시킬 수 있다.
단계 S610에서, 제1 적층층 및 제2 적층층 (402a, 402b)은 단계 S608에서 형성된 발포 구조체(300)에 부탁되어 도 4에 도시된 패널(400)과 같은 패널을 형성한다.
다음, 단계 S612에서, 단계 S610에서 형성된 패널(400)은 변형될 수 있어서, 패널(400)의 적어도 일 부분은 패널(400)의 다른 부분에 대해 소정의 각도로 배향되어 원하는 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 패널(400)은 유연한 성형 온도로 가열될 수 있고 금형 (예컨대, 패널이 열성형될 수 있음)내에서 특정 형상으로 형성될 수 있다.
부품 형성 방법(600)에 따라 형성된 패널의 양태는 다른 방법에 따라 형성되고, 특정 FST 요구사항이 만족되어야 하는, 항공기 및 헬리콥터의 내부 구조와 같은, 다양한 용도로 사용되는 다른 패널의 몇 가지 단점을 극복할 수 있다. 예를 들어, 단계 S608에서, 비강화 발포 구조체의 전체 구조적 강도는 상이한 재료 특성을 가지는 새로운 재료를 첨가하는 단계를 포함하지 않는 단순한 공정을 통해 증가된다. 예를 들어, 가열 공정 또는 비강화 발포 구조체에 열 및 압력 적용을 결합하는 공정을 통해 제1벽(302a)를 변형함으로써, 제1벽(302a) 또는 이의 일부는 연화된 또는 액화된 상태 (예컨대, 용융)로 전이할 수 있고, 제1벽(302a)의 각 구조를 형성하는 셀은 함께 융합될 수 있다. 열가소성 재료로부터 형성된 발포 구조체의 부분에서 세포가 융합되는 정도를 증가시키는 단계는 발포 구조체의 부분의 투과성을 감소시킬수 있고, 내구성을 증가시킬 수 있고, 신축 저항성을 증가시킬 수 있다.
일단 단계 (S608)에서의 냉각 공정이 완료되면, 이제 더 조밀하게 구성된 열가소성 재료의 보강벽(302b)를 가지는, 소정의 구멍(302)의 제1벽(302a)의 압축 강도는 제1벽(302a)를 둘러싸는 제2벽(304) 각각의 압축 강도보다 높을 것이다. 제1벽(302a)의 압축 강도의 집단적 증가는 예를 들어, 비강화 발포 구조체(100)으로부터 개선된 전체적 강도를 가지는 강화 발포 구조체(300)를 제공한다. 또한, 강화 발포 구조체(300)의 전체적인 구조적 강도는 아라미드 섬유로 구성된 종이와 같은 다른 재료를 포함하는 다른 구조의 구조적 강도와 비교될 수 있다.
아라미드계 벌집 구조는 밀폐된 객실 또는 조종석을 가지는 운송 수단 용도에 사용되는 패널의 발포 구조체를 생산하는데 사용될 수 있다. 그러나, 아라미드 섬유 또는 다른 유형의 열경화성 재료를 포함하는 종이로 주로 형성되는 패널은 쉽게 수분을 흡수할 수 있고, 시간이 지남에 따라 중량이 증가할 수 있다. 항공기와 같은 용도에 있어서, 내부 패널의 중량 증가 및 그에 따른 항공기의 중량 증가는 연료 소모 증가와 연료 효율의 감소를 초래할 수 있다. 또한, 증가된 수분 흡수는 내부 패널에 곰팡이 성장 위험을 증가시킬 수 있는데, 이는 항공기 여행자의 건강상 문제가 될 수 있다.
본 개시에 따른 발포 구조체 강화의 이점을 설명하기 위해서, ULTEM
Figure 112018072130657-pct00006
발포체로부터 형성된 발포 구조체의 압축 실험의 실험 데이터를 표 2에 나타내었다. 표피 재료가 코어 재료를 좌굴하기 때문에 구부러지는 경우 샌드위치 패널이 일반적으로 실패할 수 있기 때문에 압축 실험은 코어 재료를 스크리닝 하는데 사용된다. 각 발포 구조체는 개시 밀도가 80 g/L 또는 110 g/L인 ULTEM
Figure 112018072130657-pct00007
발포체 시료로부터 시작하여 시험된다. 단계(S604)를 포함하는 공정으로부터 형성될 수 있는 구멍의 패턴은 각 발포 구조체에 형성된다. 일단 구멍 패턴이 발포 구조체에 형성되면, 개시 밀도가 80 g/L 및 110g/L인 발포 구조체는 최종 밀도가 각각 49.77 g/L 및 50.11 g/L이었다. 예를 들어 단계(S608)을 포함하는 공정을 통해, 발포 구조체 일부는 강화되고, 따라서 도 3-5B에 도시된 강화벽(302b)와 같은 강화벽을 포함한다. 각 발포 구조체는 동일한 시험 조건하에서 압축 실험되었고 발포 구조체의 압축 강도가 측정되었다. 표 2에서 보이는 바와 같이, 강화벽을 포함하는 구조는 강화벽이 없는 구조에 비해 더 큰 압축 강도를 가졌다.
발포체 시료 압축 강도 비교
시료 유형
(ULTEM
Figure 112018072130657-pct00008
발포체)		 비 강화 강화 비 강화 강화
개시 밀도 (g/L) 80 80 110 110
최종 밀도 (g/L) 49.77 49.77 50.11 50.11
셀 크기-지름(mm) 8 9.0-9.3 8 11.2-11.3
벽 두께 (mm) 2.7 1.4-1.5 4.6 1.3-1.4
압축 강도 (kPa) 697 1356 694 1418
강화 시료의 압축 강도 표준 편차 (kPa) 65 37
표 3은 SABIC ULTEMTM 발포체 제품의 상업적으로 이용가능 한 밀도를 나타낸다. 이들 발포체는 본 발명의 개념에 따라 밀도가 감소된 발포 구조체를 만드는데 사용된다. 입방 미터 당 킬로그램의 단위로 표현된, 밀도 값은 ASTM D1622-14에 따라 23℃에서 측정되었다. 메가파스칼 단위로 표현된, 압축 강도 값은 ASTM D695-15에 따라 23℃에서 측정되었다.
ULTEMTM 발포체 등급
특성 XP60 XP80 XP110
밀도 (kg/m3) 60 60 110
압축 강도 (MPa) 0.703 1.200 1.889
표 4는 상업적으로 이용가능 한 발포체가 강화 공정을 통해 더 높은 압축 강도를 달성하면서 밀도가 감소될 수 있음을 나타낸다. 발포체 시트를 컴퓨터 수치 코드(CNC)형 기계를 사용하여 절단하여 채널의 배치가 원하는 프로그램된 패턴에 따라 정확하게 위치되도록 하였다. 벌집 패턴은 채널의 가장 효율적인 패킹을 가능하게 한다.
절단 단계 후에 시트의 코어 밀도를 계산하기 위한 식은 다음과 같다:
Figure 112018072130657-pct00009
ρf= 절단 공정 후의 코어 밀도로, 단위는 kg/m3이고,
ρi= 초기 발포체 밀도로, 단위는 kg/m3이며,
d = 절단 지름으로, m 단위이고,
α= 가장 인접한 구멍 간의 중심-대-중심 거리로, m 단위이다.
절단 공정 후에, 각 채널에 열 에너지를 가하여 제품의 압축 강도를 증가시키는 강화 효과를 얻었다, 정확한 위치 및 시간을 가지는 가열 요소에 의해 각 셀의 내부 벽에 열을 가하였다. McMaster-Carr로부터 구득한 물품 번호. 8376T27인, 가열 요소는 단면의 지름이 3.175 밀리미터 (0.125 인치)이고, 길이가 50.8 밀리미터 (2 인치)인 원형이었다. 최대 전력은 100 와트이고, 이는 감소될 수 있다. 이것은 채널 중심의 바로 위의 시트면에 수직으로 위치되었다. 이어서, 가열 요소 중간점이 시트의 중심선에 정렬될 때까지, 가열 요소를 25.4 cm/s (10 인치/s)로 채널에 삽입하였다. 가열 요소는 시료 식별에 따라, 0.5초에서 2.0초 사이 동안 이 아래 위치에서 움직임이 없었다. 이어서, 가열 요소가 수축되어 다음 채널 위로 재배치되었다. 이로써 일관되게 형성된 보강체가 얻어지도록 하였다.
표 4는 감소된 밀도 발포 구조체와 이들 발포체 전구체의 특징을 요약한 것이다. 표 4에 있어서, "초기 발포체 밀도 (kg/m3)"는 표 3 ULTEM
Figure 112018072130657-pct00010
발포체 등급 중 하나인 초기 발포체를 가지는, 단위가 입방 미터당 킬로그램인 초기 발포체 밀도이다. "초기 구멍 지름(m)"은 절삭 공구로 생성된 구멍 (또는 "개구") 지름으로서, 단위가 cm이다. "중심-대-중심 (m)"은 구멍과 가장 가까운 구멍 사이의 중심-대-중심 거리로, 단위가 m이다. "열출력 (와트)"은 가열 요소의 출력으로, 단위가 와트이다. "밀도 감소(%)"는 초기 발포체 밀도와 (절단 및 열 처리 이후) 최종 벌크 밀도간의 차이를 초기 발포체 밀도로 나눈 값으로, 차이는 백분율 단위로 나타내었다. 그리고 "압축 강도 (MPa)"는 밀도가 감소된, 강화 발포 구조체의 압축 강도로, 단위는 메가파스칼이고, ASTM D695-15에 따라 23℃에서 측정되었다.
표 4의 결과, 특히 마지막 두 행은, 밀도가 감소된, 강화 발포체가 이들이 제조된 초기 발포체보다 단위 밀도당 더 큰 압축 강도를 나타냄을 보여준다. 이는 본 방법이 압축 강도는 동등하지만 중량은 감소되거나, 중량은 동일하지만 압축 강도는 증가한 제품을 제조하는데 사용될 수 있음을 의미한다.
시료 식별 A B C D E F
초기 발포체 밀도 (kg/m3) 60 60 80 80 110 110
초기 발포체 압축 강도 (MPa) 0.703 0.703 1.200 1.200 1.700 1.700
초기 구멍 지름 (m) 0.955 0.635 0.955 0.635 0.955 0.635
중심-대-중심 (m) 1.209 0.955 1.209 0.955 1.209 0.955
열출력 (와트) 70 70 75 75 80 80
밀도 감소 (%) 60 40 60 40 60 40
최종 벌크 밀도 (kg/m3) 24 36 36 48 48 66
감소된 밀도, 강화 발포체 압축 강도 (MPa) 0.41 0.66 0.62 0.79 1.37 1.34
(초기 발포체 압축 강도)/(초기 발포체 밀도) (MPa . m3/kg) 0.0117 0.0117 0.0150 0.0150 0.0154 0.0154
(감소된 밀도, 강화 발포체 압축 강도)/(최종 벌크 밀도) (MPa . m3/kg) 0.0170 0.0183 0.0172 0.0165 0.0285 0.0203
이어서, 표 4에 요약된 밀도가 감소된, 강화 발포체 시트를 다양한 표피 재료를 사용하여 샌드위치 구조로 제조하였으나, 각 샌드위치 구조는 대향하는 면에 동일한 표피 재료를 사용하였다. 두께가 각각 6 밀리미터 (그러나, 대안적인 1 내지 25.4 밀리미터)인, 밀도가 감소된, 강화 발포체 시트를 Bostik Aerospace Flame Retardant Film Grade SH4275FA-A로서 얻어지는 열가소성 폴리에스터 접착제를 사용하여 각 표피 재료의 각 면상에 적층하였다. 접착제는 표피 또는 코어의 용융 온도 미만의 용융 온도를 가졌다. 열가소성 폴리에스터 접착제를 약 40 g/m2로 도포하였다. 적층은 평평한 판 스타틱 프레스에서 수행되고, 여기서 샌드위치 구조가 온도 121℃ 및 압력 69 kPa에서 약 20분간 통합되었다.
표피 재료는 TenCate로부터 CETEXTM TC925 FST로 얻어진 폴리카보네이트 매트릭스 중합체(두께 0.5 mm)와 유리섬유 67 중량%로 구성된 복합 시트였다.
긴 빔 굽힘 시험은 샌드위치 패널의 표피면에 허용되는 응력을 정량화하는데 사용된다. 다음의 시험 절차는 ASTM C393 / C393M-16, "빔 굴곡에 의한 샌드위치 구조의 중심 전단 특성 표준 시험 방법"에 기초한다. 시험된 시험편은 61 x 7.6 cm (24 x 3 인치)로 균일하게 절단되었다. 각 코어의 양면에 적용된 표피는 2층 TenCate CETEXTM TC1000 폴리에테르이미드/유리 섬유 적층이었다.
샌드위치 패널의 표피면과 코어의 근사 응력 값은 다음과 같다:
Figure 112018072130657-pct00011
Figure 112018072130657-pct00012
σ= mPa 단위의, 표피면의 굽힘 응력,
τ= mPa 단위의, 코어 전단 응력,
P = 뉴턴 단위의, 총 부하,
s = mm 단위의, 지지 간격,
l = mm 단위의, 부하 간격,
t f = mm 단위의, 표피-면 두께,
t c = mm 단위의, 벌집 두께,
b = mm 단위의, 시험편 너비.
결과는 표 5에 나타나 있으며, "코어 밀도 (kg/m3)"는 강화 발포 구조체의 밀도이다. "굽힘 응력 (MPa)"은 mPa 단위로 나타낸, 전체 샌드위치 구조의 굴곡 응력이다. "중심 전단 응력 (MPa)"는 mPa 단위로 나타낸, 전체 샌드위치 구조의 코어 전단 응력이다. "(굽힘 응력)/(중심 밀도)(MPa . m3/kg)"는 mPa-m3/kg 단위의 밀도-정규화 코어 전단 응력이다. 결과는 표피가 있는 밀도가 감소된, 강화 발포 구조체의 밀도-정규화 굴곡 응력 값과 밀도-정규화 코어 전단 응력 값이 변형되지 않은 발포체 코어에 상응하는 값에 비하여 감소되지 않음을 보인다.
시료 A B C D E F XP60 XP80 XP110
코어 밀도 (kg/m3) 24 36 36 48 48 66 60 80 110
굴곡 응력 (MPa) 79.23 87.89 96.43 93.02 94.49 96.67 110.45 164.19 154.90
(굴곡 응력)/(코어 밀도) (MPa . m3/kg) 3.30 2.44 2.68 1.94 1.97 1.46 1.84 2.05 1.41
코어 전단 응력 (MPa) 0.23 0.26 0.27 0.28 0.27 0.29 0.31 0.46 0.44
(코어 전단 응력)/(코어 밀도) (MPa . m3/kg) 0.00958 0.00722 0.00750 0.00583 0.00563 0.00439 0.00517 0.00575 0.00400
단계(S608)의 결과로서 전체 구조 강도가 증가될 수 있는 동시에, 일체형 구조로서 강화 발포 구조체(300), 또는 단계(S610)에서 결합된 구조로서 형성된 패널(400)은 결가소성 재료로부터 형성되는 다른 구조의 다양한 특징을 유지할 수 있다. 예를 들어, 각각 강화벽(302b)를 포함하는, 강화 발포 구조체 (300) 및 패널(400)은 여전히 유연한 형성 온도로 가열될 수 있고 금형에서 특정 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 패널(400)은 단계(S612)에서 변형되어 10°과 170° 사이 각과 같은, 넓은 범위 내의 각을 정의하는 전이를 포함할 수 있다. 특히, 패널(400)은 패널(400)의 제1부분 및 제2부분 사이 90°각을 정의하는 코너 형태의 전이를 포함하도록 성형될 수 있다. 단계(S602)에서 사용된 열가소성 재료의 유연성 때문에, 제1부분, 코너, 제2부분에 대한 패널(400)의 두께는 실질적으로 일정할 수 있다.
상기 논의로부터, 아라미드 섬유로 구성된 종이로부터 형성된 패널에 비하여, 패널(400)의 이점은, 종이계 패널이 벌집 구조를 형성하기 위해 사용되는 접착제 라인의 패턴에 의해 규정된 형상으로 구속되는 것에 비해, 패널(400)이 비교가능한 전체 압축 강도를 가질 수 있고, 구멍이 임의의 형상으로 형성될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 또한, 패널(400)은 패널(400)을 유연한 상태로 가열하고 패널(400)을 원하는 형상으로 성형하는 것보다 더 많은 단계, 노동 및 계획을 포함하는, 많은 열경화성 재료와 같은 형상으로 파쇄될 필요가 없다. 예를 들어, 패널(400)은 열경화성 재료로 형성된 패널이 샌딩될 필요가 있는 정도까지 샌딩될 필요가 없다. 패널을 형성하는데 사용되는 다양한 열 경화성 재료의 거친 성질은 상당한 정도의 노동 집약 샌딩 단계를 필요로 할 수 있고, 이어서 패널은 습기를 방지하기 위해 밀봉되어야 한다. 또한, 패널(400)과 같은 부품이 열성형 공정에 의해 성형되는 방법보다, 요소를 원하는 형상으로 분쇄하는 단계를 포함하는 부품 형성 방법에서 구성 요소가 손상될 더 큰 위험이 있다. 또한 여전히, 열경화성 재료로 형성된 일부 패널, 및 구멍은 벌집을 형성하기 위한 패널 면내 팽창이 아닌, 팽창 공정을 통해 형성될 수 있고, 만약 팽창된 벌집 구조의 원래 블록 내에 임의의 내부 약점이 있는 경우, 블록을 통해 전파될 수 있는 찢어짐이 발생할 수 있다. 결과적으로, 전체 블록은 폐기되어야 한다.
패널(400)은 ULTEM
Figure 112018072130657-pct00013
발포체로부터 형성된 강화 발포 구조체(300)을 포함할 수 있다. 이미 논의된 바와 같이, ULTEM
Figure 112018072130657-pct00014
발포체는 패널을 형성하는데 사용될 수 있는 다른 재료보다 습기를 더 적게 흡수할 수 있다. 따라서, 아라미드 섬유로 구성된 종이 또는 다른 열경화성 재료와 같은 다른 재료로 형성된 패널에 비해, ULTEM
Figure 112018072130657-pct00015
발포체를 혼입한 패널(400)은 시간에 따라 습기를 더 적게 흡수할 수 있고, 패널의 수명에 따라 상응하는 중량 증가가 감소할 수 있다. 패널은 비행기, 헬리콥터, 자동차, 또는 다른 운송 수단에 설치된 경우, 패널의 중량 증가는 이것이 설치된 각 운송 수단의 전체 중량을 증가시킬 것이다. 전체 중량이 증가하는 것은 운송 수단을 움직이기 위해 필요한 더 많은 힘이 필요하기 때문에 연비 감소를 초래할 것이다. 본원에서 논의된 부품 제조 방법(600)에 따른 ULTEM
Figure 112018072130657-pct00016
발포체로 형성된 패널은 ULTEM
Figure 112018072130657-pct00017
계 재료로 형성되지 않은 패널에 비해 더 적은 습기를 흡수할 것이고 더 적게 운송 수단의 연비를 감소시킬 것이다.
도 7은 본 개시의 양태에 따른 부품 형성 방법(600)을 도시하는 흐름도이다. 단계(S702)에서, 비절단 및 비강화 발포 구조체는 구멍 패턴(100a)를 형성하기 전에 발포 구조체(100)를 형성하기 위해 이미 논의된 방법에 따라 열가소성 재료로 형성될 수 있다.
단계(S704)에서, 구멍 형성 및 비절단 및 비강화 발포 구조체를 강화하는 방법이 결합된다. 보다 구체적으로, 이로부터 형성된 개별 구멍에 열을 가할 수 있는 펀치 시스템이 비절단 및 비강화 발포 구조체를 펀칭하고 구멍을 형성하는데 이용될 수 있다. 펀치 시스템의 펀칭 요소는 각각의 구멍내에 남아있을 수 있고 각 구멍의 제1벽에 열을 가할 수 있다. 구명이 형성되는 절단 공정 도중에 펀칭 요소가 또한 열을 방출할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 일단 형성된 구멍 내에 압력이 가해질 수 있고, 새로 형성된 제1벽을 구조적으로 변형시킬 수 있다 (예를 들어, 각 펀칭 요소는 각 구멍내에서 팽창할 수 있다). 따라서, 개별 구멍에 열을 가할 수 있는 펀치 시스템은 비절단 및 비강화 발포 구조체에서 구멍을 형성할 뿐만 아니라, 추가적으로 제1벽의 물리적 구조를 가열하고 변형 (예컨대, 연화 또는 액화)하여 강화벽을 형성한다. 이어서, 단계(S704)에서 제1벽/강화벽이 냉각되고 응고되도록 한다. 따라서, 단계(S704)에서, 비절단 및 비강화 발포 구조체는 도 3에 도시된 바와 같이 제1면(300b)에서 제2면(300c)로 연장된 몸체(300a)를 가지는 강화 발포 구조체(300)로 변형되고 전환된다.
비강화 버전의 발포 구조체(300)의 두께 (즉, 제2방향(T)의 치수)는 필요에 따라 단계(S706)에서 변형될 수 있다.
단계(S708)에서, 제1적층층 및 제2적층층은 단계(S708)에서 형성된 강화 발포 구조체(300)에 부착되어 도 4에 도시된 패널(400)과 같은, 패널을 형성한다.
다음, 단계(S710)에서, 단계(S708)에서 형성된 패널(400)은 패널(400)의 적어도 일부분이 패널(400)의 다른 부분에 대해 소정의 각도로 배향되어 원하는 형상을 형성하도록 변형될 수 있다. 예를 들어, 패널(400)은 유연한 성형 온도로 가열될 수 있고 금형에서 특정 형상으로 형성될 수 있다 (예를 들어, 패널은 열성형 될 수 있음).
도 8은 본 개시의 양태에 따른, 발포 구조체(800)의 개략적인 단면도를 도시한다. 발포 구조체(800)는 구멍 패턴(100a)의 형성 전에 도 1B에 도시된 발포 구조체(100)와 같은, 열가소성 재료로 형성된 발포 구조체의 실시예를 제공한다. 발포 구조체(800)는 다음을 포함할 수 있는 열가소성 재료 중 임의의 하나 또는 그 조합으로 형성된 일체형 구조일 수 있다: 아크릴, 나일론, 플루오로카본, PEI, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에테르에테르케톤, 및 폴리에테르케톤케톤.
도 9는 본 개시의 양태에 따른, 항공기 내부(1500)를 도시한 것이다. 특히, 도 9는 본 개시에서 설명된 부품 형성 방법에 따라 형성된 패널로 구성될 수 있는 오버헤드 컨테이너(1502), 벽 패널(1504), 및 트레이(1506)를 포함하는 비행기 내부(1500)를 도시한 것이다. 오버헤드 컨테이너(1502)는 본 개시에 따른 부품 형성 방법을 활용하여 일체형 발포 구조체로부터 형성되는 단일 패널 (400, 1300)로부터 형성될 수 있고, 제1벽(1502a), 제2벽(1502b), 및 제3벽(1502c)를 포함할 수 있다. 특히, 본 개시에서 설명된 패널(400, 1300)은 90°를 포함하는 범위 내에서 각도를 정의하는 다중 전이를 포함하는 복합 구조로 열성형될 수 있다. 특히, 본 개시에 설명된 단일 패널(400, 1300)은 제1, 제2, 제3벽(1502a, 1502b, 1502c)사이에 전이(1502d)를 포함하는 일체형으로서 열성형될 수 있다. 문 패널(1502e)은 제1, 제2, 제3(1502a, 1502b, 1502c)를 포함하는 일체형과 결합하여 오버헤드 컨테이너(1502)를 제공할 수 있다. 또한, 벽 패널(1504) 및 트레이(1506)는 본 개시에 설명된 부품 형성 방법에 따르고 다양한 열가소성 재료를 활용하여 제공될 수 있는 윤곽화된 표면 특징을 포함할 수 있다.
도 10은 본 개시의 양태에 따른, 항공기 내부(1600)를 도시한 것이다. 특히, 도 10은 각각 본 개시의 부품 형성 방법에 따라 형성될 수 있는 플로어 디바이더(1602), 수직 파티션(1604), 내부 벽 표면(1606), 벌크헤드(1608), 및 헤더(1610)를 포함하는 헬리콥터 내부를 도시한 것이다. 플로어 디바이더(1602)는 본 개시에 따른 단일 패널(400, 1300)로부터 형성될 수 있고, 실질적으로 직각을 정의하는 디바이더 전이(1602c)를 통해 제2 디바이더 벽(1602b)에 대해 경사진 제1 디바이더 벽(1602a)를 포함한다. 제1디바이더 벽(1602a), 제2디바이더 벽(1602b) 및 디바이더 전이(1602c)에 의해 제공되는 코너의 두께는 동일할 수 있다.
파티션(1604)은 본 개시에 따른 단일 패널(400, 1300)로부터 형성될 수 있고, 다른 벽에 대해 기울어있는 항공기 내부(1600)를 향하는 제1파티션 벽(1604a)과 각각의 파티션 전이(1604c)에 대해 제2파티션 벽(1604b)을 포함한다. 제2 파티션 벽(1604b) 및 각 제1 파티션 벽(1604a) 사이의 파티션 전이(1604c)에 의해 정의된 각도는 직각일 수 있다. 대조적으로, 제1 파티션 벽(1604a) 사이 파티션 전이(1604c)에 의해 정의된 각도는 범위가 120° 내지 150°(즉, 항공기(1600)의 수직 평면 또는 파티션(1604)을 제조하기 위해 사용되는 단일 패널의 열성형 공정 이전의 평면으로부터 60° 내지 30°)일 수 있다 .
벌크헤드(1608)는 본 개시에 따른 단일 패널(400, 1300)로 형성될 수 있고, 제1, 제2, 및 제3 벌크헤드 벽(1608a, 1608b, 1608)c을 포함한다. 제1 벌크헤드 벽(1608a)은 직각을 정의하는 전이(1608d)에 의해 제2 벌크헤드 벽(1608b)에 대해 기울어질 수 있다. 제3 벌크헤드 벽(1608c)은 120° 내지 150° 사이의 각도 (즉, 제2 벌크헤드 벽(1608)을 통해 연장되는 평면에 대해 60° 내지 30°)로 정의된 다른 벌크헤드 전이 (1608d)에 의해 제2 벌크헤드 벽(1608b)에 대해 기울어질 수 있다. 제1, 제2, 또는 제3 벌크헤드 벽(1608a, 1608b, 1608c) 중 임의의 것은 본 개시의 임의의 부품 형성 방법을 통해 형성될 수 있는 컷아웃/돌출 표면 특징(1608e)를 포함할 수 있다,
헤더(16010)는 본 개시에 따른 단일 패널(400, 1300)로 형성될 수 있고, 실질적으로 직각을 이루는 헤더 전이(1610c)를 통해 제2 헤더 벽(1610b)에 대해 기울어진 제1 헤더 벽(1610a)을 포함한다. 또한, 제2 헤더 벽(1610b)은 내부에 제2 헤더 벽(1610b)의 평평한 부분들 사이의 만곡부(1610b)를 형성할 수 있다.
도 11은 본 개시의 양태에 따른, 중량이 감소된, 강화 발포 구조체(1100)의 개략적 단면도를 도시한 것이다. 강화 발포 구조체(1100)은 발포체 코어(1104)의 연결된 부분을 포함하는 발포체 몸체(1100a)를 포함하고, 발포체 몸체(1100a)는 제1면(1100b)에서 제2면(1100c)로 연장된다. 제1면(1100b)은 강화 발포 구조체(1100)의 제1 주표면을 정의하고, 제2면(1100c)은 강화 발포 구조체(1100)의 제2 주표면을 정의한다. 채널(1102)은 제1면(1100b)의 각 개구에서 제2면(1100c)의 개구로 연장되는 몸체(1100a)에 형성되고, 이에 따라 제1주표면의 각 개구에서 제2주표면의 각 개구로 연장되는 다수의 채널이 정의된다. 대안적으로, 채널(1102)의 전부 또는 일부는 오로지 발포 구조체(1100)의 단면의 일부를 통해서만 연장하여 발포 구조체(1100)의 제1면(1100b) 또는 제2면(1100c)에서 개방되는 오목 구조를 정의할 수 있다. 채널은 강화 표면(1102a)을 포함한다.
도 12는 본 개시의 양태에 따른, 표피-클래드, 중량이 감소된, 강화 발포 구조체(1200)의 개략적 단면도를 도시하고 있다. 구조(1200)는 전체 채널(1202)이 완전히 연장되고 부분 채널(1204)이 부분적으로 연장되는 것을 통하는 중앙 발포체 코어(1210)를 포함한다. 전체 채널(1202)은 강화 표면(1202a)를 포함하고, 부분 채널(1204)은 강화 표면(1204a)을 포함한다. 표피층(1208)은 접착층(1206)을 통해 발포체 코어(1210)의 상부 표면 및 하부 표면에 부착된다.
단일 패널을 다수 방향으로 구부릴 수 있고, 예각, 둔각, 또는 직각으로 서로에 대해 기울어진 부분을 포함할 수 있다는 이점은 발포 구조체 내에 강화 벽을 형성하는 강화 공정에 의해 제공되는 증가된 구조 강도와 결합된다. 따라서, 열경화성 재료로 형성된 중간 생성물을 분쇄하는 것을 포함하는 다른 방법에 비하여, 본 개시에 설명된 방법으로 형성된 부품은 복합 구조로 제조되기 쉬울 수 있다. 또한, PEI와 같은, 특정 재료로부터 본 개시의 방법에 따라 제조된 부품은 열경화성 재료로 형성된 부품에 비해 시간에 따라 더 적은 수분을 흡수할 수 있다. 또한, 본 개시의 부품 형성 방법에 따라 강화벽으로 형성된 부품은 열가소성 재료로 형성된 다른 부품에 비해 구조적으로 더 강할 수 있다.
일 구현예는 다음을 포함하는 구조이다: 열가소성 발포체를 포함하는 발포체 몸체로서, 상기 발포체 몸체는 제1 주표면과 제1 주표면에 대향하는 제2 주표면을 포함하고; 제1 주표면 및 제2 주표면은 각각 독립적으로 다수의 개구를 정의하고, 상기 발포체 몸체는 제1 주표면의 개구, 제2 주표면의 개구 또는 하나는 제1주표면 상에 다른 것은 제2 주표면상에 있는 개구쌍으로부터 연장되는 각 채널을 가지는, 발포체 몸체를 통하여 부분적으로 전체적으로 연장하는 각 채널을 정의하고; 상기 발포체 몸체는 압축 강도를 특징으로 하고; 채널의 적어도 일부는 압축 강도가 발포체 몸체 압축 강도보다 더 큰 채널 재료를 포함하는 내향 채널 표면을 포함한다
일부 구현예에 있어서, 발포체 몸체 압축 강도보다 더 큰 압축 강도를 가지는 채널 재료를 포함하는 내향 채널 표면을 포함하는 채널의 일부는 전체 채널의 50 내지 100%, 또는 전체 채널의 80 내지 100%, 또는 전체 채널의 90 내지 100%이다. 일부 구현예에 있어서, 전체 채널의 100%는 발포체 압축 강도보다 더 큰 압축강도를 갖는다.
일부 구현예에 있어서, 공극을 제외한, 발포체 몸체는 화학적으로 균질하다. 이 문맥에서, "공극(voids)"은 발포체의 공극을 지칭하며, 발포체를 통하는 채널은 포함하지 않는다.
일부 구현예에 있어서, 발포체 몸체는 발포체 몸체를 통하여 부분적으로 연장되는 채널을 정의한다. 일부 구현예에 있어서, 발포체 몸체는 발포체 몸체를 통하여 전체적으로 연장되는 채널을 정의한다.
일부 구현예에 있어서, 열가소성 발포체는 폴리이미드 (폴리에테르이미드를 포함), 아크릴, 탄화플루오르, 폴리아미드, 폴리(페닐렌에테르), 폴리(페닐렌설파이드), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터(폴리(에틸렌테레프탈레이트)를 포함), 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에테르설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리(비닐클로라이드), 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소체를 포함한다. 매우 특정 구현예에 있어서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드를 포함한다.
일부 구현예에 있어서, 발포체 몸체는 60 내지 98.5 부피%의 공극 함량을 특징으로 한다. 공극 함량이 발포체의 공극으로 정의되고 발포체를 통하는 채널은 포함하지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 60 내지 98.5 부피% 범위 내에서, 공극 부피는 65-95 부피% 또는 70-90 부피%일 수 있다.
일부 구현예에 있어서, 구조체는 추가로 제1 주표면에 접착된 접착층;및 제1 주표면에 대향하는 접착층 표면에 접착된 표피층을 포함한다.
일부 구현예에 있어서, 구조체는 추가로 제2 주표면에 접착한 접착층과 제2 주표면에 대향하는 접착층 표면에 부착된 표피층을 포함한다. 그러한 구현예에 있어서, 구조체의 2개의 접착층은 동일한 조성을 가지고, 구조체의 2개의 표피층은 동일한 조성을 가지는 것이 바람직하다.
적합한 접착제의 예로는 열가소성 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리페닐술폰, 폴리카보네이트, 폴리(페닐렌술파이드), 폴리아마이드, 및 이들의 조합을 포함하는 접착제를 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 접착층은 열가소성 폴리에스터를 포함한다.
표피층 재료의 예는 알루미늄, 알루미늄 합금, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에테르이미드/유리섬유 복합체, 폴리에테르이미드/탄소섬유 복합체, 폴리카보네이트/유리섬유 복합체, 폴리카보네이트/탄소섬유 복합체, 및 폴리프로필렌/유리섬유 복합체를 포함한다.
표피층 재료의 특성 예는 폴리에테르이미드 매트릭스 중합체로 직조된 유리섬유로 구성된 복합 시트; 폴리에테르이미드 매트릭스 중합체로 직조되지 않은 유리섬유로 구성된 복합 시트; 폴리에테르이미드 매트릭스 중합체와 탄소섬유로 구성된 복합 시트를 포함한다. 상기 복합 시트는 두께가 0.8 내지 1.5 mm일 수 있다. 표피 재료의 다른 예는 예를 들어, TenCate로부터 CETEXTM TC1000 (두께 1 또는 2 mm)로서, 얻어지는 폴리에테르이미드 매트릭스 중합체와 유리섬유로 구성된 복합 시트; TenCate로부터 CETEXTM TC925 FST (두께 0.5, 1 또는 2 mm)로 얻어지는 폴리카보네이트 매트릭스 중합체와 유리섬유로 구성된 복합 시트; 폴리카보네이트 매트릭스 중합체 (두께 1 또는 2 mm)와 유리섬유로 구성된 복합 시트; 폴리에테르이미드 매트릭스 중합체와 탄소 섬유로 구성된 복합 시트; 폴리카보네이트 매트릭스 중합체와 탄소섬유로 구성된 복합 시트; 알루미늄 시트 (두께 0.2 내지 2 ㎛); 두께가 5 ㎛ 내지 1 mm 이상인 SABIC으로부터 ULTEMTM 1000, ULTEM TM 1010, 및 ULTEMTM 9011 필름으로서 구득 가능한 폴리에테르이미드 시트; 두께가 10 ㎛ 내지 1 mm 이상인 SABIC으로부터 LEXANTM EXRL 2252 필름으로 구득 가능한 폴리카보네이트 시트; 및 두께가 10 ㎛ 내지 1 mm 이상인 폴리프로필렌 필름을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 표피층은 폴리에테르이미드/유리섬유 복합체를 포함한다.
구조체의 매우 특정 구현예에 있어서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드를 포함하고, 발포체 몸체는 공극 함량이 65 내지 95 부피%로 특징지어지고, 발포체 몸체는 제1 주표면에 접착된 접착층을 더 포함하고, 표피층은 제1 주표면에 대향하는 접착층의 표면에 접착되고, 표피층은 폴리에테르이미드 및 유리섬유를 포함하는 복합체를 포함한다.
또 다른 구현예는 강화 발포 구조체의 제조 방법으로서, 상기 방법은 다음을 포함한다: (a) 발포체 몸체 내에 다수의 채널을 형성하여 압축 강도를 특징으로 하는 중량이 감소된 발포체 몸체를 형성하는 단계로서, 상기 발포체 몸체는 열가소성 재료를 포함하고 제1 주표면에서 제1 주표면에 대향하는 제2 주표면으로 연장되고; 각 채널은 발포체 몸체를 통하여 부분적으로 전체적으로 연장하고; 각 채널은 채널표면에 의해 정의되는 것인 단계와; (b) 채널 표면의 적어도 일부를 강화하여 강화 발포 구조체를 형성하는 단계로, 상기 강화 발포 구조체는 중량이 감소된 발포체 몸체의 압축 강도보다 더 큰 압축 강도를 가지는 것인 단계.
일부 구현예에 있어서, 채널 표면 강화 부분은 50 내지 100 (숫자)%, 또는 80 내지 100%, 또는 90 내지 100%이다. 일부 구현예에 있어서, 채널 표면의 100%가 강화된다.
방법의 매우 특정 구현예에 있어서, 발포체 몸체는 폴리에테르이미드를 포함하고; 발포체 몸체는 65 내지 95 부피%의 공극 함량으로 특징지어지고; 강화 발포 구조체는 제1 주표면에 접착된 접착층, 및 제1 주표면에 대향하는 접착층의 표면에 접착된 표피층을 더 포함하고; 표피층은 폴리에테르이미드와 유리섬유를 포함하는 복합체를 포함하고; 상기 채널 표면의 적어도 일부분을 강화하는 단계는 채널 표면의 적어도 일부분에 의해 정의되는 채널을 통하여 가열 요소를 통과시키는 단계를 포함한다.
일부 구현예에 있어서, 강화 발포 구조체는 제2 주표면에 접착된 접착층, 및 제2 주표면에 대향하는 접착층의 표면에 접착된 표피층을 더 포함한다. 이러한 구현예에 있어서, 구조의 2개 접착층은 동일한 조성을 가지고, 구조의 2개의 표피층은 동일한 조성을 가지는 것이 바람직하다.
다른 구현예는 상기 설명된 구현예 중 어느 하나의 구조를 포함하는 제품이다. 이러한 제품의 예는 항공 오버헤드 컨테이너, 항공 내부 벽 패널 및 항공 트레이가 있다.
또 다른 구현예는 다음을 포함하는 구조체이다: 적어도 열가소성 발포체로 형성된 일반적으로 평면인 몸체, 각 주표면이 다수의 개구로 정의되는 제1 주표면 및 제1주표면에 대향하는 제2주표면을 포함하는 일반적인 평면 몸체로, 일반적으로 평면은 몸체는 이를 통하여 연장되는 채널을 정의하고, 채널 적어도 일부분의 각 채널은 제1 주표면의 개구로부터 제2 주표면의 개구로 연장되는데, 채널의 부분인 각 채널은 제1 압축 강도의 채널 재료를 포함하는 내향 채널 표면을 포함하고, 채널 재료는 제1 압축 강도보다 낮은 제2 압축 강도의 몸체 재료에 인접하게 배치된다.
구조의 일부 구현예에 있어서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드, 아크릴, 탄화플루오르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌 설파이드 및 폴리에테르케톤케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성 수지를 포함한다.
구조의 일부 구현예에 있어서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드를 포함한다.
구조의 일부 구현예에 있어서, 적어도 채널의 채널 일부분은 벌집 구조로 정의되는 패턴으로 배열된다.
구조의 일부 구현예에 있어서, 일반적으로 평면인 몸체는 채널이 없는 부분을 포함한다.
구조의 일부 구현예에 있어서, 채널 부분의 각 채널의 제1 치수는 제1 주표면의 평면 및 제2 주표면의 평면에 직각인 제1축을 따라 연장되고; 채널 부분의 각 채널의 제2 치수는 제1 주표면의 평면과 제2 주표면의 평면과 평행인 제2축을 따라 연장되며; 채널 부분의 1개 이상의 패널의 내향 채널 표면의 제2 치수는 내향 채널 표면이 가까이에 배치되는 몸체 재료의 제2 치수보다 작다.
또 다른 구현예는 패널의 제조 방법으로, 상기 방법은 다음 과정을 포함한다: (a) 제1면에서 제2면으로 연장하는 몸체를 가지는 적어도 열가소성 재료로 발포 구조체를 형성하는 단계; (b) 몸체 내에 다수의 구멍을 형성하는 단계로서, 1개 이상의 구멍은 제2벽에 둘러싸인 제1벽에 의해 정의되는 것인 단계; 및 (c) 제1벽의 적어도 일부분으로 1개 이상의 강화벽을 형성하는 단계, 상기 강화벽은 열가소성 재료로 형성되고 제1 압축 강도를 가지며, 제2 벽의 적어도 일부분은 열가소성 재료로 형성되고 제1 압축 강도와 상이한 제2 압축 강도를 가진다.
방법의 일부 구현예에 있어서, 단계 (b)는 워터젯, 레이저, 드릴, 컴퓨터 수치 절단 시스템, 비드 주입 공정 및 펀치 시스템으로 몸체에 다수의 구멍을 절단하는 것 중 하나를 포함한다.
본 발명은 이하의 실시예 중 임의의 하나 내지 전부를 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
실시예 1. 적어도 열가소성 재료로 형성된 발포 구조체로, 상기 발포 구조체는 다음을 포함한다: 제1면; 제2면; 및 제1면에서 제2면으로 연장하고 다수의 구멍을 정의하는 몸체로서, 다수 구멍의 각 구멍은 각각 제1벽 및 제1벽에 둘러싸인 제2벽으로 정의되고, 각 제1벽은 열가소성 재료로 형성되고 제1 압축 강도를 가지는 강화벽을 포함하고, 각 제2벽의 적어도 일부분은 열가소성 재료로 형성되고 제1 압축 강도보다 작은 제2 압축 강도를 가진다.
실시예 2. 실시예 1에서 언급된 발포 구조체로서, 다수 구멍의 적어도 일부부의 각 구멍의 각 강화벽이 제1면에서 제2면으로 연장한다.
실시예 3. 실시예 1에서 언급된 발포 구조체로서, 다수 구멍의 적어도 일부분의 각 구멍의 각 강화벽은 제1벽에서 제2벽의 거리보다 작은 거리로 제1벽에서 연장한다.
실시예 4. 실시예 1에서 언급된 발포 구조체로서, 평면이 제1면 및 제2면과 평행하게 그 사이에서 발포 구조체를 통해 연장하고, 각 강화벽은 평면으로부터 제1면을 향하여 평면에서 제1면의 거리보다 작은 제1거리를 각각 연장하고 평면으로부터 제2면을 향하여 평면에서 제2면의 거리보다 작은 제2거리를 각각 연장한다.
실시예 5. 실시예 1 내지 4 중 어느 하나에서 언급된 발포 구조체로서, 다수 구멍의 각 구멍의 높이는 제1면의 평면과 제2면의 평면에 수직인 제1축을 따라 연장하는 제1치수에 상응하고, 각 제1벽의 두께 및 각 제2벽의 두께는 제1면의 평면과 제2면의 평면에 평행인 제2축을 따라 연장하는 제2치수에 상응하며, 강화벽의 두께는 다수 구멍의 각 구멍에 대한 제2벽 부분의 두께보다 작다.
실시예 6. 실시예 5에 언급된 발포 구조체로서, 다수 구멍의 제1부분의 각 구멍은 제1높이를 가지고, 다수 구멍의 제2부분의 각 구멍은 제1높이와 상이한 제2높이를 가진다.
실시예 7. 실시예 1 내지 6 중 어느 하나에서 언급된 발포 구조체로서, 열가소성 재료는 열가소성 발포체이다.
실시예 8. 실시예 7에 언급된 발포 구조체로서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드로부터 형성된다.
실시예 9. 실시예 7에 언급된 발포 구조체로서, 다수의 섬유는 몸체 전체에 걸쳐 분산된다.
실시예 10. 실시예 9에 언급된 발포 구조체로서, 섬유는 열가소성 재료와 상이한 재료로 형성된다.
실시예 11. 실시예 9 및 10에 언급된 발포 구조체로서, 다음을 포함한다: 몸체 제1면에 부착된 열경화성 재료 및 접착 재료 중 하나의 제1층, 및 몸체 제2면에 부착된 열경화성 재료 및 접착 재료 중 하나의 제2층으로, 상기 열경화성 재료 및 상기 접착 재료 중 하나는 열가소성 발포체를 다수의 섬유에 부착시킨다.
실시예 12. 실시예 1 내지 11 중 어느 하나에 언급된 발포 구조체로서, 몸체의 제1면 및 제2면 중 1개 이상에 부착된 적층 층을 추가로 포함하는 발포 구조체.
실시예 13. 실시예 1 내지 11 중 어느 하나에 언급된 발포 구조체로서, 다음을 더 포함한다: 몸체의 제1면에 부착된 적층의 제1층, 및 몸체의 제2면에 부착된 적층의 제2층.
실시예 14. 실시예 1 내지 13 중 어느 하나에 언급된 발포 구조체로서, 강화벽의 밀도가 다수 구멍의 각 구멍에 대한 제2벽 부분의 밀도보다 더 크다.
실시예 15. 실시예 1 내지 14 중 어느 하나에 언급된 발포 구조체로서, 강화벽의 투과성이 다수 구멍의 각 구멍에 대한 제2벽 부분의 투과성보다 작다.
실시예 16. 실시예 15에서 언급된 발포 구조체로서, 각 강화벽은 각 강화벽의 투과성보다 작은 투과성을 가지는 재료로 코팅된다.
실시예 17. 실시예 1 내지 16 중 어느 하나에서 언급된 발포 구조체로서, 다수 구멍은 벌집 구조를 정의하는 패턴으로 배열된다.
실시예 18. 실시예 17에 언급된 발포 구조체로서, 다수 구멍의 각 구멍은 원형, 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형 중 하나의 형상으로 형성된다.
실시예 19. 실시예 17에 언급된 발포 구조체로서, 다수 구멍의 제1부분의 각 구멍은 원형, 사각형, 오각형, 육각형, 및 팔각형 중 어느 하나의 제1형상으로 형성되고, 다수 구멍의 제2부분의 각 구멍은 제1형상과 상이한 제2형상으로 형성된다.
실시예 20. 항공기에 설치되도록 구성된 패널 배치로서, 상기 패널 배치는 다음을 포함한다: 제1외벽; 제2외벽; 및 제1외벽 및 제2외벽 사이에 위치한 제1전이 구조로, 제2외벽은 제1외벽에 대해 제1각도로 배향되고 제1벽의 두께와 상이한 두께를 가지는데, 제1외벽, 제2외벽 및 제1전이 구조는 일체형 발포 구조체 및 일체형 발포 구조체의 제1면에 부착된 적층의 적어도 제1층으로 형성되고, 일체형 발포 구조체는 열가소성 재료로 형성된 제1내벽 및 제2내벽을 포함하고, 제1내벽은 제2내벽에 인접하여 위치하고 제2내벽의 압축 강도와 상이한 압축 강도를 갖는다.
실시예 21. 실시예 20에 언급된 패널 배열로서, 제2외벽은 제1외벽에 대해 제1각도로 제1전이 구조에 의해 배향되고, 제1외벽의 두께는 제2외벽의 두께와 같다.
실시예 22. 실시예 21의 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 다음을 더 포함한다: 제3외벽; 및 제1외벽 및 제3외벽 사이에 배치된 제2전이 구조로 제3외벽은 제1내벽에 대해 제2각도로 배향되고, 제3외벽 및 제1전이 구조는 일체형 발포 구조체로 형성된다.
실시예 23. 실시예22에 언급된 패널 배열로서, 상기 제2각도는 범위가 120° 내지 150°이다.
실시예 24. 실시예 22 및 23 중 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 상기 제3외벽은 제2내벽에 대해 제1 각도로 배향된다.
실시예 25. 실시예 21 내지 24 중 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 상기 제1 각도는 90°와 동일하다.
실시예 26. 실시예 21 내지 24 중 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 상기 제1각도는 120° 내지 150° 범위 내이다.
실시예 27. 실시예 21 내지 26 중 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 제1외벽은 제1 평평한 부분과 제2 평평한 부분 사이에 위치한 구부러진 부분을 포함하고, 제1 평평한 부분과 제2 평평한 부분은 제2 외벽에 대해 제1 각도로 배향된다.
실시예 28. 실시예 20 내지 27 중 어느 하나의 언급된 패널 배열로서, 열가소성 재료는 열가소성 발포체이다.
실시예 29. 실시예 28에 언급된 패널 배열로서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드로 형성된다.
실시예 30. 실시예 20 내지 29 중 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 일체형 발포 구조체의 제2면에 부착된 적층 층을 더 포함한다.
실시예 31. 실시예 28에 언급된 패널 배열로서, 다수의 섬유가 일체형 발포 구조체에 걸쳐 분산된다.
실시예 32. 실시예 31에 언급된 패널 배열로서, 상기 섬유가 열가소성 재료와 상이한 재료로 형성된다.
실시예 33. 실시예 31 및 32 중 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 다음을 더 포함한다: 제1면과 적층 제1층 사이에서 일체형 발포 구조체의 제1면에 접착된 열경화성 재료 및 접착 재료 중 어느 하나의 제1층, 및 몸체의 제2면에 접착된 열 가소성 재료 및 접착 재료 중 어느 하나의 제2층, 열경화성 재료 및 접착 재료 중 하나는 열가소성 발포체를 복수의 섬유에 부착한다.
실시예 34. 실시예 33에 언급된 패널 배열로서, 열경화성 재료 및 접착 재료중 하나의 제2층에 부착된 적층 제2층을 추가로 포함한다.
실시예 35. 실시예 20 내지 35 중 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 제1내벽은 일체형 발포 구조체의 몸체 내에 구멍을 정의하고 열가소성 재료로 형성된 강화벽을 포함하고 제1압축 강도를 가지며, 제2내벽은 제1내부를 둘러싸고, 열가소성 재료로 형성되며, 제1압축 강도 보다 작은 제2압축 강도를 가진다.
실시예 36. 실시예 35에 언급된 패널 배열로서, 구멍의 높이는 일체형 발포 구조체의 제1면의 평면에 수직인 제1축을 따라 연장하는 제1치수에 상응하고, 제1내벽의 두께와 제2내벽의 두께는 제1면의 평면에 평행한 제2축을 따라 연장하는 제2치수에 상응하며, 강화벽의 두께는 제2벽의 두께보다 작다.
실시예 37. 실시예 35 내지 36 중 어느 하나에 개시된 패널 배열로서, 강화벽의 밀도는 제2벽의 밀도보다 크다.
실시예 38. 실시예 35 내지 37 중 어느 하나에 언급된 패널 배열로서, 강화벽의 투과성은 제2벽의 투과성보다 작다.
실시예 39. 실시예 38에 언급된 패널 배열로서, 강화벽은 강화벽의 투과성 보다 작은 투과성을 가지는 재료로 코팅된다.
실시예 40. 실시예 35 내지 39 중 어느 하나의 패널 배열로서, 구멍은 벌집 구조를 정의하는 패턴으로 배열된 일체형 발포 구조체에 의해 정의된 다수의 구멍 중 하나이다.
실시에 41. 실시예 40에 언급된 발포 구조체로서, 다수 구멍의 각 구멍은 원형, 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형 중 어느 하나의 형상으로 형성된다.
실시예 42. 패널의 제조 방법으로서, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다: (a) 발포 구조체를 형성하여 제1면에서 제2면으로 연장하고 적어도 열가소성 재료로 형성된 몸체를 포함하는 단계; (b) 다수 구멍을 상기 몸체에 형성하는 단계로서, 각 구멍은 각 제2벽에 의해 둘러싸인 각 제1벽에 의해 정의되는 것인 단계; 및 (c) 강화벽을 형성하는 단계로서, 각 강화벽은 적어도 각 제1벽의 부분으로 형성되는 것인 단계; 각 강화벽은 열가소성 재료로 형성되고 제1압축 강도를 가지며, 각 제2벽의 적어도 일부는 열가소성 재료로 형성되고 제1압축 강도 보다 작은 제2압축 강도를 가진다.
실시예 43. 실시예 42의 방법으로서, 단계 (a) 이후 및 단계 (c) 전에 발포 구조체 부분의 두께를 조절하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 44. 실시예 42 및 43 중 어느 하나의 방법으로서, 단계 (c)는 다수 구멍의 적어도 일부의 각 구멍의 제1벽의 물리적 구조를 영구적으로 변형하는 단계를 포함한다.
실시예 45. 실시예 42 내지 44 중 어느 하나의 방법으로서, 단계 (b)는 워터젯, 레이저, 드릴, 컴퓨터 수치 절단 시스템, 빔 주입 공정 및 펀치 시스템 중 1종 이상으로 몸체에 다수의 구멍을 절단하는 단계 중 하나를 포함한다.
실시예 46. 실시예45의 방법으로서, 단계 (c)는 다음을 포함한다: (c1) 각 가열 요소가 각 구멍의 제1벽의 형상에 실질적으로 상응하는 외부 표면을 포함하도록 다수 구멍의 부분의 각 구멍을 통해 가열 요소를 통과시키는 단계, (c2) 제1벽의 적어도 일부가 용융되도록 각 가열 요소로 각 구멍의 제1벽에 열을 가하는 단계, (c3) 각 구멍의 제1벽을 냉각시키고 굳히는 단계.
실시예 47. 실시예 42 내지 44 중 어느 하나의 방법으로서, 단계 (c)는 단계 (b)와 조합되고, 단계 (b)는 다음을 포함한다: (b1) 제1벽의 적어도 일부가 용융되도록 펀치 시스템으로 몸체에 다수 구멍을 절단하는 단계 및 다수 구멍으로서 열을 적용하는 단계는 다수 구멍 부분의 각 구멍의 제1벽을 절단시키는 것인 단계, 및 (b2) 각 구멍의 제1벽을 냉각시키고 굳히는 단계.
실시예 48. 실시예 45 내지 47 중 어느 하나의 방법으로서, 다수 구멍 부분의 각 구멍의 제1벽의 물리적 구조는 발포 구조체의 제1면으로부터 제2면으로 변형된다.
실시예 49. 실시예 45 내지 47 중 어느 하나의 방법으로서, 평면은 제1면 및 제2면 사이에서 평행하게 발포 구조체를 통해 연장되고, 다수 구멍 부분의 각 구멍의 제1벽의 물리적 구조는 평면에서 제1면까지 거리보다 작은 평면에서 제1면을 향하는 제1거리에 걸쳐 변형되고 평면에서 제2면까지 거리보다 작은 평면에서 제2면을 향하는 제2거리에 걸쳐 변형된다.
실시예 50. 실시예 42 내지 49 중 어느 하나의 방법으로서, 단계 (b)는 벌집 구조로 정의되는 배열로 몸체 내에 다수 구멍을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예 51. 실시예 42 내지 50 중 어느 하나의 방법으로서, 발포 구조체의 제1면에 제1적층 층을 부착하고 발포 구조체의 제2면에 제2적층 층을 부착하는 단계인 단계 (d)를 추가로 포함한다.
실시예 52. 실시예 42 내지 51 중 어느 하나의 방법으로서, 열가소성 재료는 폴리에테르이미드로 형성된 열가소성 발포체이다.
실시예 53. 실시예 49의 방법으로서, 단계 (a)는 발포 구조체의 몸체를 통하여 섬유를 펀칭하는 단계를 포함한다.
실시예 54. 실시예 53의 방법으로서, 열가소성 재료는 폴리에테르이미드로 형성된 열가소성 발포체이고 섬유는 열가소성 재료와 상이한 재료로 형성된다.
실시예 55. 실시예 53 내지 54 중 어느 하나의 방법으로서, 단계 (b)는 벌집 구조를 정의하는 배열로 몸체 내에 다수 구멍을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예 56. 실시예 53 내지 55 중 어느 하나의 방법으로서, 발포 구조체를 열경화성 재료 및 접착제 중 하나로 굳히는 단계 및 섬유를 열가소성 발포체에 부착하는 단계인 단계 (d)를 추가로 포함한다.
실시예 57. 실시예 56의 방법으로서, 제1적층 층 및 제2적층 층을 발포 구조체의 제2면에 부착하는 단계인 단계 (e)를 추가로 포함한다.
실시예 58. 실시예 51 또는 57의 방법으로서, 제1적층 층 및 제2적층 층을 부착한 후에 패널을 열성형하는 단계를 추가로 더 포함하는데, 패널은 열성형되어 다음을 포함한다: 제1외벽, 제2외벽, 및 제2외벽이 제1외벽에 대해 제1각도로 배향되도록 제1외벽 및 제2외벽 사이에 위치한 제1전이 구조.
실시예 59. 실시예 58의 방법으로서, 패널은 열성형되어 다음을 포함한다: 제3외벽, 및 제3외벽이 제1내벽에 대해 제2각도로 배향되도록 제1외벽 및 제3외벽 사이에 위치한 제2전이 구조.
실시예 60. 실시예 59의 방법으로서, 제2각도는 120° 내지 150°의 범위 내이다.
실시예 61. 실시예 59 및 60 중 어느 하나의 방법으로서, 제3외벽은 제2외벽에 대해 제1각도로 배향된다.
실시예 62. 실시예 59 내지 61 중 어느 하나의 방법으로서, 제1각도는 90°와 동일하다.
실시예 63. 실시예 59 내지 61 중 어느 하나의 방법으로서, 제1각도는 120° 내지 150°범위 내이다.
실시예 64. 실시예 59 내지 63 중 어느 하나의 방법으로서, 제1외벽은 제1평평한 부분과 제2평평한 부분 사이에 위치한 구부러진 부분을 포함하고, 상기 제1 평평한 부분 및 제2평평한 부분은 제2 외벽에 대해 제1 각도로 배향된다.
실시예 65. 다음을 포함하는 구조체: 제1주표면 및 제1주표면에 대향하는 제2주표면을 포함하는 일반적으로 평면인 몸체로, 각 주표면은 다수의 개구를 정의하고, 상기 일반적으로 평면인 몸체는 그를 관통하여 연장하는 채널을 정의하는데, 채널 적어도 일부분의 각 채널은 제1주표면의 개구에서 제2주표면의 개구로 연장하고, 채널 부분의 각 채널은 제1압축 강도의 채널 재료로 구성되는 내향 채널 표면을 포함하는데, 상기 채널 재료는 제1압축 강도보다 낮은 제2압축 강도의 몸체 재료에 인접하게 배치된다.
실시예 66. 실시예 65에 언급된 구조체로서, 상기 일반적으로 평면인 몸체는 적어도 열가소성 재료로 형성되는데, 열가소성 재료는 열가소성 발포체이다.
실시예 67. 실시예 66에 언급된 발포 구조체로서, 다수 섬유는 상기 일반적으로 평면인 몸체에 걸쳐 분산되어 있다.
실시예 68. 실시예 67에 언급된 발포 구조체로서, 다음을 추가로 포함한다: 일반적으로 평면인 몸체의 제1주표면에 부착된 열경화성 재료 및 접착 재료 중 1종의 제1층, 및 일반적으로 평면인 몸체의 제2표면에 부착된 열경화성 재료 및 접착 재료 중 1종의 제2층으로, 열경화성 재료 및 접착 재료 중 1종은 열가소성 발포체를 다수 섬유에 부착한다.
실시예 69. 실시예 65 내지 68 중 어느 하나에 언급된 구조체로서, 채널 부분의 각 채널의 제1치수는 제1주표면의 평면과 제2주표면의 평면에 수직인 제1축을 따라 연장하고, 체널 부분의 각 채널의 제2치수는 제1주표면의 평면 및 제2주표면의 평면에 평행한 제2축을 따라 연장하고, 패널 부분의 1개 이상의 채널의 내향 채널 표면의 제2치수는 내향 채널 표면이 인접하게 배치된 몸체 재료의 제2치수보다 작다.
실시예 70. 다음을 포함하는 패널: 제1외벽; 제2외벽; 및 제1외벽과 제2외벽사이에 위치한 제1전이 구조, 제2외벽은 제1외벽에 대해 제1각도로 연장하거나 제1방향에 따른 제2외벽의 제1치수는 제1방향에 따른 제1외벽의 제1치수와 상이하고, 제1외벽, 제2외벽, 및 제1전이 구조는 일체형 발포 구조체 및 적어도 일체형 발포 구조체의 제1면에 부착된 적층의 제1층을 형성하고, 일체형 발포 구조체는 열가소성 재료로 형성된 제1내벽 및 제2내벽을 포함하고, 제1내벽은 제2내벽에 인접하여 위치하고 제2내벽의 제2압축 강도와 상이한 제1압축 강도를 갖는다.
실시예 71. 실시예 70에 언급된 패널로서, 제2외벽은 제1외벽에 대해 제1각도로 제1전의 구조에 의해 배향되고, 제1외벽의 제1치수는 제2외벽의 제1치수와 동일하다.
실시예 72. 실시예 71에 언급된 패널로서, 제1각도는 90°와 동일하다.
실시예 73. 패널의 제조 방법으로서, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다: (a) 적어도 제1면에서 제2면으로 연장하는 몸체를 가지는 열가소성 재료로 발포 구조체를 형성하는 단계; (b) 몸체내에 다수 구멍을 형성하는 단계로, 1개 이상의 구멍은 제2벽에 둘러싸인 제1벽으로 정의되는 것인 단계; 및 (c) 적어도 제1벽 부분으로 1개 이상의 강화벽을 형성하는 단계로서, 상기 강화벽은 열가소성 재료로 형성되고 제1압축 강도를 가지며, 제2벽의 적어도 일부분은 열가소성 재료로 형성되고 제1압축 강도와 상이한 제2압축 강도를 가진다.
실시예 74. 다음을 포함하는 구조: 열가소성 발포체를 포함하는 발포체 몸체로서, 상기 발포체 몸체는 제1주표면과 제1주표면에 대향하는 제2주표면을 포함하는 것인 발포체 몸체; 상기 제1주표면과 제2주표면은 각각 독립적으로 다수의 개구, 발포체 몸체를 통하여 부분적으로 또는 전체적으로 연장하는 채널을 정의하는 발포체 몸체를 정의하는데, 각 채널은 제1주표면의 개구, 제2주표면의 개구, 또는 하나는 제1주표면에 있고 다른 하나는 제2주표면에 있는 개구쌍으로부터 연장하고; 발포체 몸체는 압축 강도를 특징으로 하고; 채널의 적어도 일부는 발포체 몸체 압축 강도보다 큰 압축 강도를 가지는 채널 재료를 포함하는 내향 채널 표면을 포함한다.
실시예 75. 실시예 74의 구조로서, 발포체 몸체는 발포체 몸체를 통하여 부분적으로 연장하는 채널을 정의한다.
실시예 76. 실시예 74의 구조로서, 발포체 몸체는 발포체 몸체를 통하여 전체적으로 연장하는 채널을 정의한다.
실시예 77. 실시예 74-76 중 어느 하나의 구조로서, 열가소성 발포체는 폴리이미드, 아크릴, 탄화플루오르, 폴리아미드, 폴리(페닐렌에테르), 폴리(페닐렌설파이드), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에테르설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리(비닐클로라이드), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소체를 포함한다.
실시예 78. 실시예 74-76 중 어느 하나의 구조로서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드를 포함한다.
실시예 79. 실시예 74-78 중 어느 하나의 구조로서, 발포체 몸체는 60 내지 98.5 부피%의 공극 함량을 특징으로 한다.
실시예 80. 실시예 74-79 중 어느 하나의 구조로서, 제1주표면에 접착된 접착층; 및 제1주표면에 대향하는 접착층의 표면에 접착된 표피층을 추가로 포함한다.
실시예 81. 실시예 80에 따른 구조로서, 표피층은 알루미늄, 알루미늄 합금, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에테르이미드/유리 섬유 복합체, 폴리에테르이미드/탄소 섬유 복합체, 폴리카보네이트/유리 섬유 복합체, 폴리카보네이트/탄소 섬유 복합체, 및 폴리프로필렌/유리 섬유 복합체로 이루어진 군중에서 선택된 재료를 포함한다.
실시예 82. 실시예 80 또는 81에 따른 구조로서, 표피층은 폴리에테르이미드/유리 섬유 복합체를 포함한다.
실시예 83. 실시예 74에 따른 구조로서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드를 포함하고; 발포체 몸체는 65 내지 95 부피%의 공극 함량을 특징으로 하고; 발포체 몸체는 제1주표면에 접착된 접착층, 및 제1주표면에 대향하는 접착층의 표면에 접착된 표피층을 추가로 포함하며; 표피층은 폴리에테르이미드와 유리 섬유를 포함하는 복합체를 포함한다.
실시예 84. 강화 발포 구조체의 제조 방법으로서, 상기 방법은 다음을 포함한다: (a) 발포체 몸체 내에 복수 채널을 형성하여 압축 강도를 특징으로 하는 중량이 감소된 발포체 몸체를 형성하는 단계로서, 상기 발포체 몸체는 열가소성 재료를 포함하고 제1주표면으로부터 제1주표면에 대향하는 제2주표면으로 연장하는 것인 단계; 각 채널은 발포체 몸체를 통하여 부분적으로 전체적으로 연장하고; 각 채널은 패널 표면으로 정의되며; (b) 채널 표면의 적어도 일부를 강화하여 강화 발포 구조체를 형성하는 단계로서, 상기 강화 발포 구조체는 중량이 감소된 발포체 몸체의 압축 강도보다 더 큰 압축 강도를 갖는 것인 단계.
실시예 85. 청구항 제84항의 방법으로서, 발포체 몸체는 폴리에테르이미드를 포함하고; 발포체 몸체는 65 내지 95 부피%의 공극 함량을 특징으로 하며; 강화 발포 구조체는 제1주표면에 접착된 접착층과 제1주표면에 대향하는 접착층 표면에 부착된 표피층을 추가로 포함하고; 표피층은 폴리에테르이미드와 유리 섬유를 포함하는 복합체를 포함하며; 상기 채널 표면의 적어도 일부를 강화하는 단계는 채널 표면의 적어도 일부에 의해 정의되는 채널을 통해 가열 요소를 통과시키는 단계를 포함한다.
실시예 86. 실시예 74-85 중 어느 하나의 구조체를 포함하는 제품.
실시예 87. 다음을 포함하는 구조: 적어도 열가소성 발포체로 형성되는 일반적으로 평면인 몸체로서, 상기 일반적 평면 몸체는 제1주표면 및 제1주표면에 대향하는 제2주표면을 포함하고, 각 주표면은 다수의 개구를 정의하고, 상기 일반적으로 평면인 몸체는 이를 통하는 채널을 정의하고, 채널의 적어도 일부의 각 채널은 제1주표면의 개구로부터 제2주표면의 개구로 연장하고, 채널 부분의 각 채널은 제1압축 강도의 채널 재료를 포함하는 내향 채널 표면을 포함하고, 채널 재료는 제1압축 강도보다 낮은 제2 압축 강도의 몸체 재료에 인접하여 배치된다.
실시예 88. 실시예 87의 구조체로서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드, 아크릴, 탄화 플루오르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드, 및 폴리에테르케톤케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소체를 포함한다.
실시예 89. 실시예 87의 구조체로서, 열가소성 발포체는 폴리에테르이미드를 포함한다.
실시예 90. 실시예 87-89 중 어느 하나의 구조체로서, 적어도 채널 부분의 채널은 벌집 구조를 정의하는 패턴으로 배열된다.
실시예 91. 실시예 87-90 중 어느 하나의 구조체로서, 일반적으로 평면인 몸체는 채널이 업는 부분을 포함한다.
실시예 92. 패널의 제조 방법으로서, 방법은 다음 단계를 포함한다: (a) 제1면에서 제2면으로 연장하는 몸체를 가지는 적어도 열가소성 재료로 발포 구조체를 형성하는 단계; (b) 몸체 내에 복수의 구멍을 형성하는 단계로서, 1개 이상의 구멍은 제2벽에 의해 둘러싸인 제1벽으로 정의되는 것인 단계; 및 (c) 제1벽 적어도 일부로 1개 이상의 강화벽을 형성하는 단계로서, 강화벽은 열가소성 재료로 형성되고 제1압축 강도를 가지며, 제2벽이 적어도 일부는 열가소성 재료로 형성되고 제1압축 강도와 상이한 제2압축 강도를 가지는 것인 단계.
실시예 93: 실시예 92의 방법으로서, 단계 (b)는 워터젯, 레이저, 드릴, 컴퓨터 수치 절단 시스템, 비드 주입 공정 및 펀치 시스템 중 1종 이상으로 몸체에 다수의 구멍을 절단하는 1개의 단계를 포함한다.

Claims (20)

  1. 구조체로서,
    상기 구조체는 폴리에테르이미드를 포함하는 열가소성 발포체를 포함하는 발포체 몸체를 포함하고, 상기 발포체 몸체는 제1주표면 및 제1주표면에 대향하는 제2주표면을 포함하며;
    상기 제1주표면 및 제2주표면은 각각 독립적으로 다수의 개구를 정의하고, 상기 발포체 몸체는 발포체 몸체를 통해 부분적으로 또는 전체적으로 연장되는 채널을 정의하며, 각 채널은 제1주표면의 개구, 제2주표면의 개구, 또는 하나는 제1주표면의 개구이고 다른 하나는 제2주표면의 개구인 개구쌍으로부터 연장되고;
    상기 채널의 적어도 일부는 내향 채널 표면을 포함하는 채널을 통하여 가열 요소를 통과시킴으로써 투과성이 있는 강화된 내향 채널 표면을 포함하고, 상기 투과성이 있는 강화된 내향 채널 표면은 강화되지 않은 내향 채널 표면의 투과성보다 낮은 투과성을 갖는 것이며,
    상기 구조체는 내향 채널 표면을 포함하는 채널을 통하여 가열 요소를 통과시키기 전 구조체의 압축 강도보다 더 큰 압축 강도를 특징으로 하고, 압축 강도는 ASTM D695-15에 따라서 결정되며;
    상기 발포체 몸체는 65 내지 95 부피%의 공극 함량을 특징으로 하고, 상기 공극 함량은 발포체 몸체를 통하는 채널을 포함하지 않으며;
    상기 발포체 몸체는 제1주표면에 부착된 접착층, 및 제1주표면에 대향하는 접착층의 표면에 부착된 표피층을 추가로 포함하고;
    상기 표피층은 폴리에테르이미드와 유리 섬유를 포함하는 복합체를 포함하고,
    상기 표피층은 다수의 개구의 적어도 일부를 덮는 것인, 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 발포체 몸체는 발포체 몸체를 통해 부분적으로 연장되는 채널을 정의하는 것인, 구조체.
  3. 제1항에 있어서, 발포체 몸체는 발포체 몸체를 통해 전체적으로 연장되는 채널을 정의하는 것인, 구조체.
  4. 강화 발포 구조체의 제조방법으로서, 상기 방법은:
    (a) 발포체 몸체 내에 다수 채널을 형성하여 압축 강도를 특징으로 하는 중량이 감소된 발포체 몸체를 형성하는 단계로서, 상기 발포체 몸체는 열가소성 재료를 포함하고 제1주표면에서 제1주표면에 대향하는 제2주표면으로 연장된 것이고, 상기 각 채널은 발포체 몸체를 통하여 부분적으로 또는 전체적으로 연장되며 상기 각 채널은 투과성이 있는 채널 표면으로 정의되는 것인, 단계; 및
    (b) 투과성이 있는 채널 표면을 포함하는 채널을 통하여 가열 요소를 통과시킴으로써 투과성이 있는 채널 표면의 적어도 일부를 강화하여 강화 발포 구조체를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 강화 발포 구조체는 채널을 통하여 가열 요소를 통과시키기 전 중량이 감소된 발포체 몸체의 압축 강도보다 큰 압축 강도를 특징으로 하고, 압축 강도는 ASTM D695-15에 의해 결정되며;
    상기 발포체 몸체는 폴리에테르이미드를 포함하고;
    상기 발포체 몸체는 65 내지 95 부피%의 공극 함량을 특징으로 하며, 상기 공극 함량은 발포체 몸체를 통하는 채널을 포함하지 않고;
    상기 강화 발포 구조체는 제1주표면에 부착된 접착층, 및 제1주표면에 대향하는 접착층의 표면에 부착된 표피층을 추가로 포함하며;
    상기 표피층은 폴리에테르이미드와 유리 섬유를 포함하는 복합체를 포함하고;
    상기 표피층은 다수의 개구의 적어도 일부를 덮는 것이고;
    상기 투과성이 있는 채널 표면의 적어도 일부를 강화하는 단계는 채널 표면의 적어도 일부로 정의되는 채널을 통하여 가열 요소를 통과시키는 단계를 포함하고, 상기 투과성이 있는 강화된 채널 표면은 강화되지 않은 채널 표면의 투과성보다 낮은 투과성을 갖는 것인, 강화 발포 구조체의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항의 구조체를 포함하는 제품.
  6. 제 1항에 있어서,
    서로에 대해 기울어진 섹션; 및
    상기 섹션 사이에 전이부를 포함하고,
    상기 섹션 각각은 발포체 몸체를 포함하며, 상기 전이부는 상기 섹션의 두께와 동일한 두께를 갖는 것인, 구조체.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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  12. 삭제
  13. 삭제
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