KR20070103378A - 3차원 직조 일체형 보강 패널 - Google Patents

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KR20070103378A
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Abstract

제 1 직물, 제 2 직물 및 제 3 직물(10,12,14)을 갖는 직조 기초 직물(8)로부터 구성된 보강재를 2방향으로 구비한 일체형 직조 3차원 모재가 개시된다. 상기 제 1 직물이 상기 제 2 직물에 대하여 접힐 수 있도록 상기 제 1 직물(10)과 상기 제 2 직물(12) 사이의 영역에 걸쳐서 다수의 실들이 섞여 짜인다. 상기 제 3 직물이 상기 제 2 직물에 대하여 접힐 수 있도록 상기 제 2 직물(12)과 상기 제 3 직물(14) 사이의 영역에 걸쳐서 추가적인 다수의 실들이 섞여 짜인다. 직조 기초 직물을 접을 때, 2개 방향의 보강재들을 갖는 일체로 짜인 3차원 모재가 형성된다.
3차원 직조, 패널, 직물, 보강재, 모재, 직조 기초 직물, 날실, 씨실, 섬유

Description

3차원 직조 일체형 보강 패널{Three-dimensional woven integrally stiffened panel}
본 발명은 보강된 복합 구조물들을 위한 일체형 직조 모재(preforms; 母材)로서, 평평하게 직조될 수 있고 둘 또는 그 이상의 방향으로 보강된 최종적인 3차원 형상으로 접을 수 있는 모재에 관한 것이다.
구조적인 부품들을 만들어 내기 위하여 보강 복합 재료의 사용이 폭넓게 적용되고 있으며, 특히 경량, 강성, 인성, 열 저항성, 자체 지지능력 및 형성과 형상화에 대한 융통성 등의 원하는 특성들이 필요한 분야에서 널리 적용되고 있다. 그러한 부품들은 예를 들면, 항공조명, 항공우주, 위성 및 연료전지 산업분야에서 사용될 수 있고, 경주용 보트와 경주용 자동차와 같은 오락적인 분야뿐만 아니라 셀 수없이 많은 다른 분야들에서 사용될 수 있다. 3차원 직물은 일반적으로 X,Y,Z방향을 따라서 연장되는 섬유들로 구성된다.
그러한 직물들로부터 형성된 부품들은 기지 재료(matrix material)에 삽입된 보강재료로 구성된다. 보강 부품은 원하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특 성들(그중 제일은 응력 파손에 대한 큰 강도)을 나타내는 유리, 카본, 세라믹, 아라미드(즉, "케블라(KEVLAR)"), 폴리에틸렌 및/또는 다른 재료들과 같은 재료들로부터 만들어질 것이다. 궁극적으로는 완전한 부품의 구성 요소가 되는 보강 재료의 사용을 통해서, 매우 높은 강도와 같은 보강 재료의 원하는 특성들이 완전한 복합 부품에 부여된다. 구성 보강 재료들은 통상적으로 직조되거나, 바느질되거나 혹은 보강 모재를 위한 원하는 구성 및 형상으로 적응된다. 일반적으로, 특정한 의도는 선택되는 구성 보강 재료들에 대한 특성들의 최적 이용을 보장하는데 맞추어져 있다. 일반적으로, 그러한 보강 모재들은 원하는 최종 부품을 형성하거나 최종 부품들의 궁극적인 생산을 위한 작업 원료를 만들어내도록 기지 재료와 결합한다.
원하는 보강 모재가 구성된 후, 기지 재료가 도입되어 모재와 결합되고, 다음에 보강된 모재는 기지 재료가 보강 모재의 구성 요소들 사이의 틈새 영역들을 채우도록 기지 재료 내에 포함된다. 기지 재료는 원하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들을 나타내는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에스테르, 세라믹, 카본 및/또는 다른 재료들과 같은 다양한 재료들이 될 수 있다. 기지에 사용하기 위해 선택한 재료는 보강 모재와 동일하거나 동일하지 않을 수 있고, 비교 가능한 물리적, 화학적, 열적 또는 다른 특성들을 가지거나 가지지 않을 수 있다. 그러나, 통상적으로, 단지 하나의 구성 재료만을 사용하여 달성할 수 없는 최종 제품의 특성들의 조합을 달성하기 위해서 제 1 위치에서의 복합물들의 사용을 통해 일반적인 목적이 이루어지므로, 이들은 동일한 재료가 아닐 수도 있고, 보강 모재와 같이 비교 가능한 물리적, 화학적, 열적 또는 다른 특성들을 가지지 않을 수도 있다. 결합 한 경우에, 보강 모재와 기지 재료는 열경화 혹은 다른 공지된 방법에 의해서 동일한 조작으로 경화되고 안정화되며, 원하는 부품을 만들어 내도록 다른 작업을 거치게 된다. 그렇게 경화된 후에, 기지 재료의 응고시킨 덩어리들은 보강 재료(즉, 보강 모재)에 매우 단단히 고착된다. 그 결과, 섬유들 사이의 접착제로서 작용하는 기지 재료를 통해서 최종 부품에 가해진 응력은, 보강 모재의 구성 재료에 효과적으로 전달되어 견딜 수 있게 된다.
빈번하게, 판, 시이트, 직사각형 또는 사각형 고체들과 같은 간단한 기하학적 형상들과는 다른 형상의 부품들을 만들어 내는 것이 바람직하다. 예를 들면, 복잡한 3차원 부품은 복잡한 3차원 모재를 요구한다. 복잡한 부품을 달성하기 위한 한가지 방법은 기초적인 기하학적 형상을 필요한 더욱 복잡한 형태와 결합시키는 것이다. 하나의 그러한 통상적인 결합은 측방향 보강재와 횡방향 보강재들을 형성하도록 서로에 대하여 직각으로 상기한 바와 같이 만든 부품들을 결합시킴으로써 이루어진다. 결합한 부품들의 그러한 각 배열의 일반적인 목적은 하나 또는 그 이상의 단부 벽들 혹은 예를 들어 "T" 교차부들을 포함하는 보강된 구조물들을 형성하도록 원하는 형상들을 만들어내는 것이다. 부품들을 결합하기 위한 다른 목적은 보강 모재들과 복합 구조물의 결과적인 결합을 강화시키는 것이며, 이는 압력이나 응력과 같은 외부적인 힘에 노출되는 경우에 편향이나 파손에 대항하게 한다. 그러므로, 구성 부품들, 즉 보강재와 기초 플랫폼 혹은 패널 부분 사이의 각각의 연결을 가능한한 강하게 만드는 것이 중요하다. 보강 모재의 필요한 매우 높은 강도가 그 자체에 주어지면, 접합의 약함은 구조적 "체인(chain)"에서 "취약한 링크(weak link)"를 구성하게 된다.
보강된 복합 구조물을 만들어 내도록 복합 부품들 혹은 보강 모재들을 결합시키기 위해 과거에 다양한 방법들이 사용되어 왔다. 서로 떨어진 패널 요소와 각이진 보강 요소를 형성하고 경화시키기 위해서, 보강 요소는 단일의 패널 접촉면을 가지거나 혹은 2개의 분기하는 공통 평면 패널 접촉면을 형성하도록 일단부에서 두갈래로 갈라진다. 2개의 부품들은 열경화 혹은 접착재료에 의해서 다른 부품의 접촉면에 보강 요소의 패널 접촉면(들)을 결합시킴으로써 결합된다. 그런데, 복합 구조물의 경화된 패널이나 스킨에 텐션이 가해지는 경우, 수용할 수 없을 정도로 낮은 값의 부하는 "필(peel)" 힘을 발생시키는데, 이 힘은 그들의 계면에서 보강 요소를 패널로부터 분리시킨다. 이것은 결합의 효과적인 강도가 기지 재료의 강도이고 부품들을 결합하도록 사용된 접착제의 강도는 아니기 때문에 발생한다.
그러한 부품들의 계면에서 금속 볼트나 리벳은 사용할 수 없다. 왜냐하면, 적어도 부분적인 파손이 수반되고, 복합구조물의 완결성을 취약하게 하며, 중량이 추가되고, 그러한 요소들과 주위 재료 사이에서 열팽창 계수의 차이들을 유발시키기 때문이다. 또한, 볼트와 리벳은 추가적인 제조 단계들이 필요하고 부품 수를 증가시킨다.
이러한 문제를 풀기 위한 다른 해법은, 강화 섬유들을 결합 위치를 가로질러서 도입하기 위해, 부품들 중 하나를 다른 것에 바느질하고 또한 바느질 실에 의존하여, 위에서 언급한 방법들의 사용을 통해 고강도의 섬유들을 결합 영역을 가로질러서 도입하는 개념을 기본으로 한다. 그러한 해법 중 한가지가 미합중국 특허 제 4,331,495 호에 개시되어 있고, 그 방법의 분할된 대응 해법이 미합중국 특허 제 4,256,790 호에 개시되어 있다. 이 특허들은 접착 결합된 섬유 주름들로부터 제 1 및 제 2 복합 패널 사이에 만들어진 결합부를 개시하고 있다. 제 1 패널은 종래의 방식으로 2개의 분기된 공통 평면 패널 접촉면들을 형성하도록 일단부에서 두갈래로 갈라진다. 이는 두 패널들을 통해서 경화되지 않은 유연한 복합 실을 바느질하여 제 2 패널에 결합된다. 패널들과 실은 동시에 경화된다. 그런데, 이러한 공정은 다단계로 구성되어 수행하는 것을 필요로 하고, 모재 내로 제 3의 실이나 섬유의 도입을 필요로 한다. 바느질은 모재를 손상시킬 수 있고, 결국에는 평면 성능을 저하시킬 수 있다.
여기에서는 참조 문헌으로서 언급한 미합중국 특허 제 6,103,337 호에는 교차 구성의 예가 개시되어 있다. 이 참조에는 3차원 보강 모재를 형성하도록 보강 모재를 모재 패널과 결합시키기 위한 수단이 개시되어 있다. 2개의 개별적인 모재들은 실이나 방사의 형태인 보강 섬유들에 의해 결합부에서 서로 결합된다. 일단 2개의 모재들이 함께 결합되거나 바느질되면, 기지 재료가 모재 내로 도입된다. 이러한 공정과 제품은 매우 만족스럽지만, 모재가 개별적으로 직조되거나 구성되고 별도의 단계에서 함께 부수적으로 바느질되어야 한다.
결합 강도를 개선하기 위한 다른 방법이 미합중국 특허 제 5,429,853 호에 발표되어 있다. 그런데, 이 방법은 별도로 구성된 요소들이 요소들 사이에서 제 3의 실이나 섬유를 바느질하여 함께 고정되기 때문에, 앞서 설명한 방법들과 유사하다.
종래 기술은 보강된 복합물의 구조적 완결성을 개선하고 그러한 성공을 달성하는 반면, 별도의 패널과 보강재 요소들의 접착제 결합 혹은 기계적인 결합과는 다른 방법을 통해서 문제를 개선하고 해결해야할 필요성이 존재한다. 이와 관련하여, 한가지 해법은 특수 기계류에서 직조 3차원 구조물을 형성하는 것이다. 그러나, 비용이 상당히 많이 들고, 단순한 구조물을 만들어 내도록 구성된 직기를 구비하는 것이 바람직하다.
다른 해법은 2차원 구조물을 직조하고 일정 형상으로 접어서 패널이 일체로 보강되어, 즉 실들이 평평한 베이스나 패널부와 보강재 사이에서 연속적으로 섞여 짜이게 하는 것이다. 그러나, 이것은 통상적으로 모재가 접히는 경우에 모재의 변형을 야기한다. 변형은 모재가 접히는 경우에 이들이 가질 수 있는 것과 제직 섬유의 길이가 다르기 때문에 일어난다. 이것은 제직 섬유 길이들이 너무 짧은 영역에서 움푹 들어간 곳과 주름진 곳을 야기하고, 섬유 길이들이 너무 긴 영역에서는 버클들(buckles)이 야기된다. 이러한 변형들은 바람직하지 않은 표면 변형을 야기하고, 부품의 강도와 강성을 저하한다. 이것은 절단 및 다팅(darting)에 의해서 경감되지만, 그러한 절차들은 노동력이 많이 들고 모재의 완결성을 손상시키기 때문에 바람직하지 못하다.
미합중국 특허 제 6,446,675 호에는, 여기에서는 참조 문헌으로 기재하였지만, 직조과정 동안에 몇몇 섬유들이 몇몇 영역에서는 너무 짧고 다른 영역에서는 너무 길 정도로 섬유들의 길이를 조정함으로써 2차원 직조 모재를 접을 때 발생하는 변형 문제를 푸는 해법이 개시되어 있다. 모재를 접을 때, 섬유들의 길이는 균 등해질 수 있으며, 이는 접힘부에서 매끄러운 전이부를 제공한다.
보강된 패널들을 구성하기 위한 다른 해법이 미합중국 특허 6,019,138 호에 개시되어 있는데, 이는 두 날실 방향과 충진 방향에서 보강재들을 구비한 보강된 패널들을 만들기 위한 방법을 개시하고 있다. 개시된 바와 같이, 이 방법은 직조에 걸쳐서 혹은 모재의 패널 부분 내로 높은 스폿(spot)을 간단하게 직조함으로써 2개 방향으로 보강을 달성한다. 이 방법을 사용하면, 달성될 수 있는 보강재의 높이가 제한된다. 또한, 이 방법은 3개의 실들을 사용하여 모재를 직조하는 것을 필요로 한다. 보강재를 모재의 패널 부분에 묶는 제 3의 실은 둘 사이에서 단지 주기적으로 짜인다. 그러므로, 보강재는 패널 부분과 완벽하게 일체로 짜이지 않으며, 그 결과로서 생긴 결합부는 완전하게 일체로 형성된 제직 조인트보다 약하다.
그러므로, 2차원 박층 복합물에 비하여 증가된 강도를 제공하기 때문에 섬유 보강된 복합 부품 내로 처리될 수 있는 3차원 모재가 바람직하다. 이러한 모재들은 평면 부하를 제거하도록 복합물을 필요로 하는 응용에 특히 유용하다.
따라서, 특별한 수정없이 종래의 직기를 사용하여 하나의 공정에서 짤 수 있는 둘 또는 그 이상의 방향으로 보강을 제공하는 일체로 짜인 모재가 필요하다.
본 발명에 따르면, 제 1 직물, 제 2 직물 및 제 3 직물을 포함하는 직조 기초 직물로부터 구성된 보강재를 2방향으로 구비한 일체형 직조 3차원 모재가 제공된다. 상기 기초 직물은 상기 제 1 직물이 상기 제 2 직물에 대하여 접힐 수 있도록 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물 사이에서 섞여 짜인 다수의 실들을 갖는 영역을 포함한다. 상기 기초 직물은 상기 제 3 직물이 상기 제 2 직물에 대하여 접힐 수 있도록 상기 제 2 직물과 상기 제 3 직물 사이에서 섞여 짜인 다수의 실들을 갖는 영역을 포함한다.
본 발명의 다른 실시 양태는 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물 사이에서 섞여 짜인 다수의 실들을 갖는 접힙 가능한 제 1 직물로부터 구성된 제 1 방향으로 보강재를 갖는 3개 혹은 그 이상의 직물을 포함하는 일체로 짜인 3차원 모재다. 제 2 보강재는, 제 1 보강재에 대한 각도 관계에서, 다수의 실들이 제 2 직물과 제 3 직물 사이에서 섞여 짜이는 곳에서 제 3의 접힘 가능한 직물의 부분과 제 2 접힘 가능한 직물의 부분으로부터 구성된다.
본 발명의 다른 실시 양태는 일체로 짜인 3차원 모재를 형성하기 위한 방법이다. 본 발명의 방법은 셋 또는 그 이상의 직물들을 제공하는 단계 및 제 1 직물이 제 2 직물에 대하여 접힐 수 있도록 제 1 직물로부터 나온 다수의 실들을 제 2 직물로부터 다수의 실들과 섞어 짜는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 제 3 직물이 제 2 직물에 대하여 접힐 수 있도록 제 2 직물로부터 나온 다수의 실들을 제 3 직물로부터 다수의 실들과 섞어 짜는 단계를 포함한다. 일단 섞어 짜는 것이 완수되면, 제 1 직물은 제 2 직물의 상부면으로 절단된다. 제 1 직물과 제 2 직물들의 섞여 짜인 영역들의 각 면에서 제 1 직물의 2개의 제 1 부분들은 제 1 방향으로 보강재를 형성하도록 접힌다. 접혀진 제 1 직물의 제 2 부분은 보강재에 대한 보강 부재들을 제 2 방향으로 형성하도록 접혀진다. 제 2 직물과 제 3 직물의 제 1 부분은 제 2 방향으로 보강재를 형성하도록 접힌다. 모재를 완료하기 위해서, 제 3 직물의 제 2 부분이 모재의 패널 부분을 완결하도록 접혀진다.
본 발명을 특징짓는 신규성의 여러 가지 특징들은 이러한 명세서에 부속된 특허청구범위와 명세서의 일부에서 특별하게 지적된다. 본 발명의 보다 양호한 이해를 위해서, 본 발명의 특정한 목적 및 장점들은 첨부도면을 참조한 바람직한 실시 예의 상세한 설명을 통해서 밝혀질 것이며, 첨부도면에서 대응하는 부품들은 동일한 참조부호로서 나타낸다.
본 발명의 보다 완전한 이해를 돕기 위하여, 다음의 상세한 설명과 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 첨부된 도면에서:
도 1A는 본 발명의 일 실시 예에 따른 섞여 짜인 영역들을 묘사한 도면으로서, 기초 직물의 정면도;
도 1B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 섞여 짜인 영역들을 묘사한 도면으로서, 기초 직물의 배면도;
도 2A는 기초 직물을 직조하도록 사용될 수 있는 동일한 아키텍쳐(architecture)를 나타낸 도면;
도 2B는 기초 직물을 짜도록 사용될 수 있는 다른 샘플 아키텍쳐를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 직물에 대한 절단선을 묘사한 도 면으로서, 기초 직물의 정면도;
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 횡단 보강재의 형성을 묘사한 도면으로서, 기초 직물의 배면도;
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 횡단 보강재의 형성을 묘사한 도면으로서, 기초 직물의 정면도;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종방향 보강 부재들의 형성을 묘사한 도면으로서, 기초 직물의 정면도;
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종방향 보강재 보강 부재들의 형성을 묘사한 도면으로서, 기초 직물의 정면도;
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종방향 보강재의 형성을 묘사한 도면으로서, 기초 직물의 배면도;
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 일체로 짜인 3차원 모재의 패널 부분의 형성을 묘사한 도면으로서, 기초 직물의 배면도;
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 종방향 보강재와 하나의 횡방향 보강재를 갖는 완전한 3차원 고강 부품 구조물의 평면도;
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 종방향 보강재와 하나의 횡방향 보강재를 갖는 완벽하게 일체로 짜인 3차원 고강 부품 구조물을 위에서 내려다 본 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 종방향 보강재와 횡방향 보강재를 갖는 대칭적인 일체로 짜인 3차원 모재를 만들어 내도록 설계된 기초 직물을 위에서 내려다 본 도면;
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종방향 보강재와 횡방향 보강재를 갖는 대칭적인 일체로 짜인 3차원 모재를 만들어 내도록 설계된 기초 직물의 배면도;
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 종방향 보강재와 횡방향 보강재를 갖는 대칭적인 일체로 짜인 3차원 모재의 배면도;
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성된 하나의 종방향 보강재와 다수의 횡방향 보강재를 갖는 완벽하게 일체로 짜인 3차원 모재를 만들어 내도록 설계된 기초 직물의 정면도; 그리고
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성된 하나의 종방향 보강재와 다수의 횡방향 보강재를 갖는 완벽하게 일체로 짜인 3차원 모재를 만들어 내도록 설계된 기초 직물의 그림.
본 발명은 보강된 3차원 패널 혹은 스킨으로서, 상기 패널 혹은 스킨의 일체형 부분에서 2개 방향으로 제공된 보강재들을 구비한 패널 혹은 스킨에 관한 것이다. 섬유들은 부품들을 함께 로킹하도록 스킨이나 패널 부분과 보강재들 사이에서 석여 짜인다. 이것은 부품들 사이에 더 이상 약한 결합선이 존재하지 않기 때문에 이전의 방법들보다 훨씬 강한 결합을 만들어 낸다. 또한, 모재는 재료의 하나의 조각으로부터 구성되고, 박판화된 스킨과 보강재에 대한 절단 주름들과 연관된 모든 소모시간이 제거된다. 모재는 기초 직물의 형태로 평평한 모재로서 먼저 짜인다. 그러면, 기초 직물은 횡방향과 종방향 보강재들을 갖는 스킨 혹은 패널을 구비한 3차원 모재로 접혀진다. 그 결과 생긴 일체형 직조 모재는 수지 이송 몰딩 혹은 화학적 증기 여과와 같은 종래의 기술들을 사용하여 기지 재료의 도입을 통해서 복합 부품으로 처리될 수 있다.
다음의 설명에 있어서, 유사한 참조부호들은 도면들을 통해서 유사하거나 대응하는 부분들을 나타낸다. 또한, 다음의 설명에 있어서, "전방", "후방", "좌측", "우측", "횡방향", "종방향"과 같은 용어들 및 그와 유사한 용어들은 본 발명을 한정하기 위해서 사용된 것은 아님을 이해할 수 있을 것이다.
다음의 설명을 위해서, 제 1 보강재 혹은 종방향 보강재는 도 1A에 도시된 X 좌표 혹은 날실 방향(18)과 실질적으로 정렬되는 제 1 방향으로 연장된다. 제 1 보강재에 대하여 수직한 제 2 보강재 혹은 횡방향 보강재는, 도 1A에 도시된 Y 좌표 혹은 씨실 방향 혹은 충전 방향(58)과 실질적으로 정렬되는 제 2 방향으로 연장된다. 제 1 및 제 2 보강재들은 구조물의 패널 부분의 X-Y 평면의 외부로 Z 좌표 방향으로 연장된다. 구조물을 한정하도록 사용된 좌표계가 도 1A에 도시되어 있다. 도시된 예에 있어서, 직물들은 자카드직물 직기(Jacquard loom)와 포획된 셔틀(shuttle)을 사용하여 날 실들 혹은 섬유들과 씨 실들 혹은 섬유들로 짜여 있다. 그러나, 통사 직기(harness loom)와 같은 종래의 직조 기술이 직물들을 짜는데 사용될 수 있다. 각각의 직물내에 있는 실들 혹은 섬유들은 주름 대 주름, 직교 및 각 맞물림과 같은 소정의 패턴을 따를 수 있다. 직물들을 짜는데 사용된 실들이나 섬유들은 카본, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 섬유유리, 목화, 유리, 세라믹, 아 라미드("케블라") 및 폴리에틸렌과 같은 합성 혹은 천연재료가 될 수 있다. 도 2A 및 2B에 도시된 2개의 유사한 섬유 아키텍쳐들(architectures)은 기초 직물을 짜는데 사용될 수 있는 아키텍쳐들을 대표한다. 기초 직물을 짜는데 사용된 섬유 아키텍쳐들은 여기에 설명한 것으로 제한되지 않는다.
도 1A 및 1B에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시 양태에 따르면, 기초 직물(8)은 제 1 직물(10), 제 2 직물(12) 및 제 3 직물(14)의 3개 직물들로 구성된다. 도 1A는 기초 직물(8)의 전방을 나타낸 도면이고, 도 1B는 기초 직물(8)의 후방을 나타낸 도면이다. 기초 직물(8)의 후방(28)에서, 기초 직물(10)의 우측 부분(20)으로부터 나오는 섬유들은 제 2 직물(12)의 좌측 부분(36) 내로 짜이고, 기초 직물(12)의 좌측 부분(22)으로부터 나오는 섬유들은 제 2 직물(12)의 우측 부분(38) 내로 짜인다. 그 결과로서 생긴 것은 제 1 직물(10)과 제 2 직물(12) 사이의 섞여 짜인 영역(16)이다. 기초 직물(8)의 전방 부분(26)에서, 제 2 직물(12)과 제 3 직물(14)로부터 나오는 섬유들은 섞여 짜인 영역(24)을 만들어 내도록 전체 날실 방향(18)을 따라서 서로 섞여 짜인다. 직물들 사이에서 섞여 짜인 섬유들은 날실 혹은 씨실이나 섬유들이 될 수 있다. 각각의 직물(10,12,14) 내에서 날 섬유들은 주름 대 주름, 직교 및 각 맞물림과 같은 소정의 패턴을 따를 수 있다. 이것은 평이한 위브(weave), 능직(twill) 혹은 새틴(satin)과 같은 통상적인 직물 패턴들을 본뜬 표면 마감을 갖는 모재를 만들어 낼 수 있게 한다. 날실 방향(18)에 평행한 모든 테두리들은 기초 직물(8)이 셔틀 직기 상에서 짜이는 경우에 폐쇄될 것이다. 도 2A 및 2B에 도시된 바와 같이, 함께 다양한 직물을 짜며 모재가 접혀지기 전에 절단되는 몇몇 테두리 섬유들(25)이 존재한다.
섞여 짜인 영역들(16,24)과 함께 기초 직물(8)이 짜이면, 이것은 종방향과 횡방향 보강재들을 갖는 일체로 짜인 3차원 모재를 형성하도록 접혀질 수 있다. 도 3에 있어서, 제 1 직물(10)의 전방 부분(40)은 제 1 직물(10)과 제 2 직물(12)이 함께 섞여 짜이는(44) 지점으로 절단(42)된다. 제 1 직물(10)의 전방 부분(40)은 제 2 직물(12)의 상부면(46)으로 절단(42)된다. 제 1 직물(10)이 절단(42)된 후에, 2개의 절반부들 혹은 부분들(48,50)은 Y 혹은 충진 방향(58)으로 횡방향 보강재(56)를 형성하도록 도 4에서 화살표(52,54)로 나타낸 바와 같이 접힐 수 있다. 제 1 직물(10)인 횡방향 보강재(56)의 일부는 그 자체와 제 2 직물(12) 사이에 섞여 짜인 영역(16)으로 인하여 제 2 직물(12)에 일체로 연결된 상태를 유지한다. 횡방향 보강재(56)의 전방 부분(60)은 직물들이 영역(62)에서 섞여 짜이지 않기 때문에 제 2 직물(12)에 연결되지 않는다. 그러므로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 횡방향 보강재(56)의 전방 부분(60)은 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 이 방향으로 형성될 보강재에 대한 보강 부재(67)로서 작용하도록 화살표(64,66)로 나타낸 바와 같이 접히지 않을 수 있다. 마지막으로, 모재의 배면도인 도 8에 도시된 바와 같이, 제 3 직물(14)의 후방 부분(28)은 보강된 모재를 완결하도록 화살표(70)로 나타낸 바와 같이 전방으로 접혀질 수 있다. 이것을 수행한 경우, 결합된 제 2 직물(12)과 제 3 직물(14)의 전방 부분(72)은 X 방향 혹은 날실 방향으로 종방향 보강재(74)를 형성하도록 Z방향으로 접힌다. 화살표(70)로 나타낸 바와 같이 Z방향으로 제 3 직물(14)을 계속해서 접으면, 제 3 직물(14)은 도 9에 나타낸 바와 같이 일체로 짜인 3차원 모재(78)의 패널 부분(76)을 완결한다. 몇몇 기하학에 있어서, 종방향 보강재(74)의 높이는 너무 높고, 그래서 횡방향 보강재(56)과 동일한 높이로 깍아 다듬는다. 그 역도 가능하다. 도 10 및 도 11은 일체로 짜인 3차원 모재를 형성하도록 상기 방법을 사용하여 접혀진 기초 직물의 사진이다. 모재는 기지 재료의 추가를 통해서 복합 구조물로 성형된다. 두 사진들은 복합 구조물의 패널 부분(76), 섞여 짜인 영역(16), 횡방향 보강재(56), 종방향 보강 부재(67) 및 종방향 보강재(74)를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시 양태는 종방향 보강재의 양 면들 상에 횡방향 보강재를 만들어낼 대칭적인 구성을 갖는 보강된 패널들을 만들어내도록 사용된다. 도 12는 제 1 직물(10), 제 2 직물(12), 제 3 직물(14) 및 제 4 직물(15)의 4개의 직물들을 갖도록 구성된 기초 직물(8)을 나타낸다. 제 1 직물(10)과 제 2 직물(12) 사이에서 영역(16)을 섞어 짜는 것에 추가하여, 영역(16)은 도 13에 나타낸 바와 같이 제 3 직물(14)과 제 4 직물(15) 사이에서 또한 섞여 짜인다. 앞서 설명한 바와 같이, 기초 직물(8)은 직물의 전방(26)에서 제 2 직물(12)과 제 3 직물(14) 사이에 섞여 짜인 영역(24)을 또한 갖는다. 일단 기초 직물(8)이 짜이면, 도 14에 나타낸 바와 같이 보강 부재(67)를 갖는 횡방향 보강재(56)와 종방향 보강재(74)를 만들어 내도록 앞서 설명한 바와 같이 제 1 직물(10)과 제 4 직물(15)이 모두 절단되어 접혀진다. 횡방향 보강재(56)는 제 1 직물(10)과 제 4 직물(15)이 접혀지는 경우에 형성된다. 패널 부분(76)은 제 2 직물(12)과 제 3 직물(14)의 접혀진 부분으로부터 형성된다. 종방향 보강재(74)는 Z 방향으로 접혀진 제 3 직물(14)과 제 2 직물(12) 의 전방 부분(72)으로 이루어진다. 그 결과, 종방향 보강재(74) 주위로 대칭을 이루는 3차원 직조 모재(100)이 형성된다.
본 발명의 다른 실시 양태에 있어서, 제 1 직물(10)과 제 2 직물(12)을 섞어 짜도록 앞서 설명한 동일한 방식을 사용하여 도 15에 나타낸 바와 같이 제 1 직물(10)과 제 2 직물(12) 사이에서 다수의 영역들(16)을 섞어 짜는 것으로, 다수의 횡방향 보강재들(56)을 구비한 보강된 패널들이 만들어질 수 있다. 일단 모든 섞여 짜인 영역들(16,24)이 짜이면, 3차원 모재로 용이하게 접혀질 수 있도록 하기 위하여 직물은 절단될 수 있다. 단계들은 다음을 제외하고는 하나의 종방향 보강재를 갖는 일체로 짜인 3차원 모재에 대하여 동일하게 설명된다. 제 1 직물(10)은 제 2 직물(12)의 상부(13)를 통해서 기초 직물(8)의 후방(28)으로부터 전방(26)으로 절단된다. 절단부(80)의 위치는 제 1 직물(10)이 다수의 횡방향 보강재들을 형성하도록 다수의 지역에서 접힐 수 있도록 설정된다. 다음으로, 제 1 직물(10)의 전방 부분(40)은 제 1 직물(10)과 제 2 직물(12)이 섞여 짜인 영역(44)으로 다수의 영역에서 후방(42)으로 절단된다. 제 1 직물(10)의 전방 부분(40)은 제 2 직물(12)의 상부면(46)으로 절단(42)된다. 절단된 후에, 기초 직물(8)은, 제 1 직물과 제 2 직물 사이의 다수의 섞여 짜인 영역의 양면에 다수의 부분들이 다수의 횡방향 보강재들을 형성하도록 함께 접혀지는 것을 제외하고는, 앞서 설명한 바와 같은 다음의 동일한 단계들에 따라서 일체로 짜인 3차원 모재로 접혀진다. 도 16은 기지 재료의 도입을 통해서 복합 부품으로 성형되는 다수의 횡방향 보강재들을 구비한 접혀진 일체로 짜인 3차원 보강 직물의 사진이다. 나타낸 바와 같이, 보강된 패널은 패널 부분(76), 종방향 보강재(74), 및 다수의 횡방향 보강재(56)를 포함한다.
기초 직물이 종방향 및 횡방향 보강재를 구비한 일체로 짜인 3차원 모재로 접혀진 후에, 복합 보강 패널 혹은 부품은 원하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들을 나타내는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에스테르, 세라믹, 카본 및/또는 다른 재료들과 같은 기지 재료의 도입을 통해서 수지 이송 몰딩 혹은 화학적 증기 여과와 같은 종래의 기술들을 사용하여, 형성될 수 있다.
따라서, 기초 직물은 2방향으로 일체형 보강재들을 갖는 3차원 직조 모재로 설계되고 형상화될 수 있음을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (60)

  1. 직조 기초 직물로부터 구성된 보강재를 2방향으로 구비한 일체형 직조 3차원 모재에서, 상기 직조 기초 직물이,
    제 1 직물;
    제 2 직물;
    제 3 직물;
    상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물 사이에서 섞여 짜인 다수의 실들로, 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물 사이의 영역에 걸쳐서 섞여 짜이고, 상기 제 1 직물은 상기 제 2 직물에 대하여 접힐 수 있는, 다수의 실들; 그리고
    상기 제 2 직물과 상기 제 3 직물 사이에서 섞여 짜인 다수의 실들로, 상기 제 2 직물과 상기 제 3 직물 사이의 영역에 걸쳐서 섞여 짜이고, 상기 제 3 직물은 상기 제 2 직물에 대하여 접힐 수 있는, 다수의 실들;을 포함하는 직조 기초 직물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기초 직물은 자카드직물 직기(Jacquard loom)를 사용하여 직조하는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기초 직물은 통사 직기(harness loom)를 사용하여 직조하는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 직물은 상기 제 2 직물의 상부면으로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 직물의 섞여 짜인 영역의 제 1 면 상에 있는 제 1 부분은 제 1 방향으로 보강재를 형성하도록 상기 제 1 직물의 상기 섞여 짜인 영역의 제 2 면 상에 있는 제 1 부분과 함께 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 보강재의 제 2 부분은 제 2 방향으로 형성된 보강재에 대한 보강 부재를 형성하도록 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 직물은 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물에 대하여 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 접혀질 수 있는 제 2 직물의 제 1 부분과 상기 제 2 직물의 제 1 부분은 제 2 방향으로 보강재를 형성하는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 3차원 모재의 패널 부분을 형성하기 위해서, 상기 접혀질 수 있는 제 2 직물의 제 2 부분은 상기 제 3 직물의 제 2 부분과 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  10. 제 1 항에 있어서, 다수의 독립적인 영역들에서 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물 사이에서 다수의 실들이 섞여 짜이는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 직물은 상기 제 2 직물과 상기 제 3 직물에 대하여 접힐 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 직물은 다수의 영역들에서 상기 제 2 직물의 상부면으로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물의 다수의 상기 섞여 짜인 영역들의 제 1 면 상에 있는 다수의 제 1 부분들은, 제 1 방향으로 다수의 보강재들을 형성하도록 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물의 다수의 상기 섞여 짜인 영역들의 다수의 제 2 면들 상에 있는 다수의 제 1 부분들과 함께 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 다수의 보강재들의 제 2 부분들은 제 2 방향으로 형성된 보강재에 대한 다수의 보강 부재들을 형성하도록 접힐 수 있는 것을 특징으 로 하는 직조 기초 직물.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 직물과 상기 제 3 직물은 상기 제 1 직물에 대하여 접힐 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 접혀질 수 있는 제 2 직물의 제 1 부분과 상기 접혀질 수 있는 제 3 직물의 제 1 부분은 제 2 방향으로 보강재를 제공하는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 직물의 제 2 부분은 상기 제 3 직물의 제 2 부분과 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  18. 제 1 항에 있어서,
    제 4 직물; 및
    상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물 사이에서 섞여 짜인 다수의 실들로, 상기 제 4 직물이 상기 제 3 직물에 대하여 접혀질 수 있도록 하기 위하여, 상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물 사이의 영역에 걸쳐서 섞여 짜이는, 다수의 실들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 직물은 상기 제 2 직물, 상기 제 3 직물 및 상기 제 4 직물에 대하여 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 직물은 상기 제 2 직물의 상부면으로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물의 섞여 짜인 영역의 제 1 면 상에 있는 제 1 부분은, 제 1 방향으로 보강재를 형성하도록 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물의 상기 섞여 짜인 영역의 제 2 면 상에 있는 제 1 부분과 함께 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 보강재의 일부분은 제 2 방향으로 형성된 보강재에 대한 보강 부재를 형성하도록 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  23. 제 18 항에 있어서, 상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물은 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물에 대하여 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  24. 제 18 항에 있어서, 상기 제 4 직물은 상기 제 3 직물의 상부면으로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물의 섞여 짜인 영역의 제 1 면 상에 있는 제 1 부분은, 제 1 방향으로 보강재를 형성하도록 상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물의 상기 섞여 짜인 영역의 제 2 면 상에 있는 제 1 부분과 함께 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 보강재의 제 2 부분은 제 2 방향으로 형성된 보강재를 위한 보강 부재를 형성하도록 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 접혀질 수 있는 제 2 직물 및 제 3 직물의 제 1 부분은 제 2 방향으로 형성된 보강재를 제공하는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 접혀질 수 있는 제 2 직물의 제 2 부분은 상기 제 3 직물의 제 2 부분과 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  29. 제 28 항에 있어서, 접혀진 3차원 모재는 대칭구조를 갖는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  30. 제 1 항에 있어서, 상기 직물은 날실과 씨실 혹은 날섬유와 씨섬유로 직조하는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 날섬유 패턴은 주름 대 주름, 직교 및 각 맞물림으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 패턴인 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  32. 제 30 항에 있어서, 상기 섞여 짜인 실들은 날실들인 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  33. 제 30 항에 있어서, 상기 섞여 짜인 실들은 씨실들인 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  34. 제 34 항에 있어서, 상기 날실과 씨실들은 카본, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 섬유유리, 목화, 유리, 세라믹, 아라미드 및 폴리에틸렌을 함유한 합성 혹은 천연재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  35. 제 1 항에 있어서, 복합 구조물은 수지 이송 성형 및 화학적 증기 여과를 포함하는 그룹으로부터 선택된 공정에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  36. 제 35 항에 있어서, 기지 재료는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에테르, 세라믹 탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 직조 기초 직물.
  37. 일체형 직조 3차원 모재로서,
    셋 또는 그 이상의 직물;
    제 1 직물과 제 2 직물 사이에서 섞여 짜인 다수의 실들을 구비한 접힘 가능한 제 1 직물로부터 구성된 제 1 보강재로, 상기 제 1 보강재의 적어도 일부는 보강재를 제 2 방향으로 보강하도록 접혀질 수 있는, 제 1 보강재;
    상기 제 1 보강재에 대하여 일정 각도를 이루며, 상기 제 2 직물의 일부와 제 3 직물로부터 구성되는 제 2 보강재; 그리고
    상기 제 2 직물과 상기 제 3 직물 사이에서 섞여 짜인 다수의 실들을 구비한 접힘가능한 제 3 직물;을 포함하는 일체형 직조 3차원 모재.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 모재는 자카드직물 직기(Jacquard loom)를 사용하여 짜이는 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  39. 제 37 항에 있어서, 상기 기초 직물은 통사 직기(harness loom)를 사용하여 직조하는 것을 일체형 직조 3차원 모재.
  40. 제 37 항에 있어서, 상기 직물은 날실과 씨실 혹은 날섬유와 씨섬유로 직조한 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  41. 제 37 항에 있어서, 상기 모재는 대칭구조를 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  42. 제 37 항에 있어서, 상기 모재는 제 1 방향으로 하나의 보강재와 제 2 방향으로 다수의 보강재들을 가지며, 이때 상기 다수의 보강재들은 상기 제 1 보강재에 대하여 일정 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  43. 제 37 항에 있어서, 상기 날섬유 패턴은 주름 대 주름, 직교 및 각 맞물림으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 패턴인 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  44. 제 37 항에 있어서, 상기 섞여 짜인 실들은 날실들인 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  45. 제 37 항에 있어서, 상기 섞여 짜인 실들은 씨실들인 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  46. 제 37 항에 있어서, 상기 날실과 씨실들은 카본, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 섬유유리, 목화, 유리, 세라믹, 아라미드 및 폴리에틸렌을 함유한 합성 혹은 천연재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차 원 모재.
  47. 제 37 항에 있어서, 복합 구조물은 수지 이송 성형 및 화학적 증기 여과를 포함하는 그룹으로부터 선택된 공정에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  48. 제 47 항에 있어서, 기지 재료는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에테르, 세라믹 탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 일체형 직조 3차원 모재.
  49. 일체형 3차원 모재의 형성 방법으로서,
    셋 또는 그 이상의 직물을 제공하는 단계;
    제 1 직물로부터 다수의 실들과 제 2 직물로부터 다수의 실들을 섞어 짜는 단계로, 이때 상기 제 1 직물은 상기 제 2 직물에 대하여 접혀질 수 있는, 단계;
    상기 제 2 직물로부터 다수의 실들을 상기 제 3 직물로부터 다수의 실들과 섞어 짜는 단계;
    상기 제 2 직물의 상부면으로부터 상기 제 1 직물을 절단하는 단계;
    제 1 방향으로 보강재를 형성하도록 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물의 섞여 짜인 영역의 제 2 면 상에 형성된 상기 제 1 직물의 제 1 부분과, 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물의 섞여 짜인 영역의 제 1 면 상에 형성된 상기 제 1 직물의 제 1 부분을 함께 접는 단계;
    제 2 방향으로 형성된 보강재에 대한 보강 부재를 형성하도록 상기 제 1 직물의 제 2 부분을 접는 단계;
    제 2 방향으로 보강재를 형성하도록 상기 제 2 직물의 제 1 부분과 상기 제 3 직물을 접는 단계; 그리고
    상기 모재의 패널 부분을 완수하도록 상기 제 3 접힘 가능한 직물의 제 2 부분을 접는 단계;를 포함하는 방법.
  50. 제 49 항에 있어서, 상기 기초 직물은 자카드직물 직기(Jacquard loom)를 사용하여 직조하는 것을 특징으로 하는
  51. 제 49 항에 있어서, 상기 기초 직물은 통사 직기(harness loom)를 사용하여 직조하는 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  52. 제 49 항에 있어서, 상기 직물은 날실과 씨실 혹은 날섬유와 씨섬유로 직조한 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  53. 제 49 항에 있어서, 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물 사이에서 다수의 독립적인 영역들에서 다수의 실들을 섞어 짜는 단계;
    다수의 영역들에서 상기 제 2 직물의 상부면으로부터 상기 제 1 직물을 절단 하는 단계;
    제 1 방향으로 다수의 보강재들을 형성하도록 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물의 다수의 섞여 짜인 영역의 다수의 제 2 면 상에 형성된 다수의 제 1 직물의 제 1 부분과, 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물의 다수의 상기 섞여 짜인 영역의 다수의 제 1 면 상에 형성된 다수의 제 1 부분을 함께 접는 단계;
    제 2 방향으로 형성된 보강재를 위한 다수의 보강 부재들을 형성하도록 상기 다수의 보강재의 다수의 제 2 부분을 접는 단계;
    제 2 방향으로 보강재를 제공하도록 상기 제 1 직물에 대하여 상기 제 2 직물의 일부분과 상기 제 3 직물의 일부분을 접는 단계;
    상기 모재의 패널 부분을 완결하도록 상기 제 3 접힘 가능한 직물의 제 2 부분을 접는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  54. 제 49 항에 있어서,
    제 4 직물을 제공하는 단계;
    상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물 사이에서 다수의 실들을 섞어 짜는 단계로, 이때 상기 다수의 실들은, 상기 제 4 직물로 하여금 상기 제 3 직물에 대하여 접혀질 수 있도록 하기 위하여 상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물 사이의 영역에 걸쳐서 섞여 짜이는, 단계;
    상기 3 직물의 상부면으로부터 상기 제 4 직물을 절단하는 단계;
    제 1 방향으로 보강재를 형성하도록 상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물의 섞여 짜인 영역의 제 2 면 상에서 제 1 부분과, 상기 제 3 직물과 상기 제 4 직물의 상기 섞여 짜인 영역의 제 1 면 상에 형성된 제 1 부분을 함께 접는 단계;
    제 2 방향으로 형성된 보강재를 위한 다수의 보강 부재들을 형성하도록 상기 다수의 보강재의 다수의 제 2 부분을 접는 단계;
    제 2 방향으로 보강재를 제공하도록 상기 제 2 직물에 대하여 상기 제 3 직물의 제 1 부분을 접는 단계; 그리고
    상기 모재의 패널 부분을 완결하도록 상기 제 3 접힘 가능한 직물의 제 2 부분을 접는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  55. 제 49 항에 있어서, 상기 날섬유 패턴은 주름 대 주름, 직교 및 각 맞물림으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 패턴인 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  56. 제 49 항에 있어서, 상기 섞여 짜인 실들은 날실들인 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  57. 제 49 항에 있어서, 상기 섞여 짜인 실들은 씨실들인 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  58. 제 49 항에 있어서, 상기 날실과 씨실들은 카본, 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 섬유유리, 목화, 유리, 세라믹, 아라미드 및 폴리에틸렌을 함유한 합성 혹은 천연재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  59. 제 49 항에 있어서, 복합 구조물은 수지 이송 성형 및 화학적 증기 여과를 포함하는 그룹으로부터 선택된 공정에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
  60. 제 49 항에 있어서, 기지 재료는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에테르, 세라믹 탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 일체형 3차원 모재의 형성 방법.
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