KR20140019217A - 복합 구조물들을 위한 반경부 충전제들, 반경부 충전제들을 포함하는 복합 구조물들, 및 이와 같은 것을 형성하는 시스템들과 방법들 - Google Patents

복합 구조물들을 위한 반경부 충전제들, 반경부 충전제들을 포함하는 복합 구조물들, 및 이와 같은 것을 형성하는 시스템들과 방법들 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합 구조물들을 위한 반경부 충전제들, 반경부 충전제들을 포함하는 복합 구조물들, 및 반경부 충전제들을 형성하는 시스템들과 방법들을 제공한다. 본 시스템들 및 방법들은 반경부 충전제를 형성하는 데에 이용될 수 있는 모재를 형성하고/형성하거나 모재로부터 반경부 충전제를 형성하도록 구성될 수 있다. 모재를 형성하는 것은 복합 테이프 소스부로부터 복합 테이프의 복수의 길이부들을 사출하여 모재 형성 구조물에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 받는 것, 모재를 만들도록 모재 형성 구조물의 내부에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 수렴하고/수렴하거나 결합하는 것, 및/또는 모재 형성 구조물로부터 모재를 빼내는 것을 포함할 수 있다. 모재로부터 반경부 충전제를 형성하는 것은 반경부 충전제 형성 구조물에서 모재를 받는 것 및 반경부 충전제 형성 구조물로부터 반경부 충전제를 생산하는 것을 포함할 수 있다.

Description

복합 구조물들을 위한 반경부 충전제들, 반경부 충전제들을 포함하는 복합 구조물들, 및 이와 같은 것을 형성하는 시스템들과 방법들{RADIUS FILLERS FOR COMPOSITE STRUCTURES, COMPOSITE STRUCTURES THAT INCLUDE RADIUS FILLERS, AND SYSTEMS AND METHODS OF FORMING THE SAME}
본 발명은 일반적으로 복합 구조물들에 있는 캐비티들을 채우는 데에 이용될 수 있는 반경부 충전제들에 관한 것으로, 더 상세하게는 반경부 충전제들을 포함하는 복합 구조물들 및/또는 반경부 충전제들을 형성하는 시스템들과 방법들에 관한 것이다.
복합 구조물들은 프리프레그 재료와 같은 복합 재료의 시트들(sheets)이 제1 평면 또는 표면과 제2 평면 또는 표면 사이에서 구부러지고(bent), 둘러싸지고(wrapped), 그리고/또는 연장형성될 수 있는 적층 구조물을 종종 포함한다. 복합 재료 시트들의 유한한 두께와 기계적인 강성은 제1 표면과 제2 표면 사이의 변이 영역에서 유한한 구부림률 또는 곡률 반경을 야기하고, 일부 기하구조들에서 이러한 유한한 곡률 반경은 복합 재료의 인접한 시트들 사이에 빈공간부 또는 캐비티를 발생시킨다.
일반적으로, 이러한 빈공간부는 반경부 충전제와 같은 충전 재료로 채워지거나 이에 의해 차지된다. 반경부 충전제는 이에 가깝고 그리고/또는 복합 구조물이 경화되고 있는 동안에 복합 재료의 시트들의 비틀림(distortion)에 대한 가능성을 감소시키는 복합 재료의 시트들에 기계적인 지지력을 제공하도록 구성될 수 있다. 반경부 충전제가 있음으로 인하여 복합 구조물에 다양한 이점들을 제공할 수 있지만, 빈공간부의 기하구조, 단면 형태, 또는 횡단면 형태와 비교시 반경부 충전제의 기하구조, 단면 형태, 또는 횡단면 형태 사이에서의 차이들은 복합 구조물의 형성 및/또는 경화 동안에 복합 구조물을 비틀 수 있다. 따라서, 반경부 충전제의 형태를 빈공간부의 형태 또는 요망되는 형태에 밀접하게 매칭시키는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 반경부 충전제의 기계적인 속성들을 복합 재료의 시트들 및/또는 이에 따른 복합 구조물의 기계적인 속성들에 매칭시켜 복합 구조물의 전체 내구성을 향상시키는 것이 바람직할 수도 있다.
종래의 반경부 충전제 구성을 위한 시스템들과 방법들은 매우 노동 집약적이고, 배치(batch) 프로세스들이며, 생산될 반경부 충전제만큼 긴 그리고 이에 따라 많은 양의 층 공간을 이용하는 지그들의 사용을 요구하고, 빈공간부의 기하구조와 잘 매칭되는 기하구조를 가진 반경부 충전제를 만들지 않으며, 반경부 충전제의 기계적인 강성의 제어를 허용하지 않고, 그리고/또는 본질적으로 비경제적이면서 상당한 양의 조각(scrap) 재료를 만들어낸다. 복합 구조물들이 더 커지고 더 복합해짐에 따라, 상기의 제한들은 점점 더 중요하게 되었고, 복합 구조물 구성과 관련된 비용들을 증가시켰다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 차세대 항공기는 직경이 대략 10미터, 길이가 대략 33미터로 형성되고, 여기에서 누들(noodle)로서 언급될 수도 있는 반경부 충전제의 1000개 이상의 길이부들을 포함하는 복합 구조물들을 이용할 수 있다.
따라서, 반경부 충전제들을 제작하기 위한 향상된 시스템들과 방법들 뿐만 아니라 복합 구조물들을 위한 향상된 반경부 충전제들에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 반경부 충전제를 위한 모재를 형성하는 방법이 제공된다. 본 방법은 예비 형성 구조물을 이용하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 받는 단계를 포함하되, 받는 단계는 예비 형성 구조물의 제1 면 상에서 복수의 제1 개구부들을 통하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 끌어당기는 단계를 포함하고, 모재를 형성하도록 예비 형성 구조물 내부에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 결합하는 단계를 포함하며, 그리고 예비 형성 구조물로부터 모재를 빼내는 단계를 포함하되, 빼내는 단계는 예비 형성 구조물의 제2 면 상에서 제2 개구부로부터 모재를 사출하는 단계를 포함하고, 받는 단계, 결합하는 단계, 및 빼내는 단계는 동시에 수행된다.
바람직하게는, 본 방법은 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 단면적, 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 단면 형태, 및 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 기계적인 강성 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 기초로 하여, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 폭, 상대적인 방향, 및 구성 재료 중 적어도 하나를 선택적으로 다르게 하는 단계를 더 포함한다. 바람직하게는, 복합 테이프의 복수의 길이부들은 복합 테이프의 미리 정해진 수의 길이부들을 포함하고 본 방법은 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 다르게 하는 단계를 포함하되, 선택적으로 다르게 하는 단계는 (i) 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 단면적을 증가시키는 것과 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 기계적인 강성을 변화시키는 것 중 적어도 하나를 위해 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 증가시키는 단계 및 (ii) 반경부 충전제의 단면적을 감소시키는 것과 반경부 충전제의 기계적인 강성을 변화시키는 것 중 적어도 하나를 위해 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 감소시키는 단계 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게는, 선택적으로 다르게 하는 단계는 사출하는 단계, 받는 단계, 결합하는 단계, 및 빼내는 단계와 동시에 수행된다. 바람직하게는, 결합하는 단계는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 복합 테이프의 적어도 제1 길이부를 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 복합 테이프의 제2 길이부에 평행하지 않은 평면에서 방향이 형성되도록 배열하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 결합하는 단계는 모재를 형성하도록 모재 틀의 내부에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 수렴하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 반경부 충전제 틀을 통하여 연장형성된 모재 공급 경로를 따라 모재를 사출하는 단계, 및 반경부 충전제 틀의 내부에서 모재로부터 반경부 충전제를 형성하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 형성하는 단계는 반경부 충전제 틀의 제1 면에서 모재를 받는 단계 및 반경부 충전제 틀의 제2 면으로부터 반경부 충전제를 빼내는 단계를 포함하고, 빼내는 단계는 받는 단계와 동시에 일어난다. 바람직하게는, 반경부 충전제 틀은 제1 반경부 충전제 틀이고, 형성하는 단계는 제1 단면 형태를 가진 반경부 충전제의 제1 영역을 만들도록 제1 반경부 충전제 틀 내부에서 반경부 충전제를 형성하는 단계를 포함하며, 그리고 본 방법은, 제1 반경부 충전제 틀을 모재 공급 경로 밖으로 이동하는 단계, 제2 반경부 충전제 틀을 모재 공급 경로 안으로 이동하는 단계, 및 제2 단면 형태를 가진 반경부 충전제의 제2 영역을 만들도록 제2 반경부 충전제 틀을 이용하여 반경부 충전제를 형성하는 단계를 포함하는데, 이때 선택적으로 제1 단면 형태는 제2 단면 형태와 다르게 형성된다. 바람직하게는, 이동하는 단계는 사출하는 단계를 중단하지 않고서 제1 영역을 만드는 것과 제2 영역을 만드는 것 사이에서 변이하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 모재를 가열하는 단계를 더 포함하는데, 이러한 가열하는 단계는 형성하는 단계 전에 모재를 가열하는 단계, 형성하는 동안 모재를 가열하는 단계, 모재에 복사열을 공급하는 단계, 및 반경부 충전제 틀을 가열하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 반경부 충전제를 위한 모재를 형성하도록 구성된 장치가 제공된다. 본 장치는 복합 테이프의 복수의 길이부들을 제공하도록 구성된 복합 테이프 소스부, 모재를 만들기 위하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 받고 복합 테이프의 복수의 길이부들을 수렴하도록 구성된 예비 형성 구조물, 및 복합 테이프 소스부와 예비 형성 구조물 사이에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 운반하도록 구성된 구동 기계장치를 포함한다.
바람직하게는, 본 장치는 복합 테이프의 복수의 길이부들을 예비 형성 구조물에 선택적으로 공급하도록 구성된 복합 테이프 선택 구조물을 더 포함한다. 바람직하게는, 복합 테이프의 복수의 길이부들은 복합 테이프의 미리 정해진 수의 길이부들을 포함하고, 복합 테이프 선택 구조물은 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 증가시키는 것, 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 감소시키는 것, 및 선택 기준에 응하여 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 구성을 선택적으로 변화시키는 것 중 적어도 하나를 하도록 프로그램된 컨트롤러를 포함한다. 바람직하게는, 선택 기준은 모재로부터 형성되는 반경부 충전제를 위한 요망되는 단면적, 모재로부터 형성되는 반경부 충전제를 위한 요망되는 단면 형태, 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 기계적인 강성, 및 반경부 충전제를 형성하는 데에 이용되는 반경부 충전제 틀의 형태 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게는, 예비 형성 구조물은 모재 틀을 포함하는데, 모재 틀은 제1 면과 제2 면을 포함하는 틀 바디, 틀 바디의 제1 면 상에 복합 테이프의 복수의 길이부들을 받도록 구성된 복수의 제1 개구부들, 및 틀 바디의 제2 면 상에 형성된 제2 개구부를 포함하되, 복수의 제1 개구부들은 틀 바디 내부에서 제2 개구부로 수렴하고, 모재는 제2 개구부로부터 빼내지도록 구성된다. 바람직하게는, 복수의 제1 개구부들 중 각각은 복수의 제1 개구부들 중 개개의 제1 개구부의 폭에 평행한 주 개구부축을 형성하고, 복수의 제1 개구부들 중 선택된 제1 개구부의 선택된 주 개구부축은 복수의 제1 개구부들 중 다른 제1 개구부의 다른 주 개구부축에 대하여 경사각을 갖도록 방향이 형성된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 반경부 충전제를 형성하도록 구성된 장치가 제공된다. 본 장치는 모재 공급 경로를 따라 모재를 공급하도록 구성된 모재 공급부를 포함하는데, 이러한 모재 공급부는 청구항 제12항의 장치, 및 모재 공급 경로 내에 위치된 반경부 충전제 틀을 포함하고, 이때 반경부 충전제 틀은 모재를 받아 이로부터 반경부 충전제를 생산하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 반경부 충전제를 형성하도록 구성된 장치가 제공된다. 본 방치는 모재 공급 경로를 따라 모재를 공급하도록 구성된 모재 공급부, 모재 공급 경로 내에 선택적으로 위치되고, 모재를 받으며, 그리고 이로부터 제1 단면 형태를 가진 반경부 충전제의 제1 영역을 만들도록 구성된 제1 반경부 충전제 틀, 모재 공급 경로 내에 선택적으로 위치되고, 모재를 받으며, 이로부터 제2 단면 형태를 가진 반경부 충전제의 제2 영역을 만들도록 구성된 제2 반경부 충전제 틀, 및 제1 영역을 만들도록 제1 반경부 충전제 틀을 모재 공급 경로 내에 선택적으로 위치시키고 제2 영역을 만들도록 제2 반경부 충전제 틀을 모재 공급 경로 내에 선택적으로 위치시키도록 구성된 틀 선택 구조물을 포함한다.
바람직하게는, 본 장치는 모재가 제1 반경부 충전제 틀과 제2 반경부 충전제 틀 중 어느 하나에 의해 받아지기 전에 모재를 예열하도록 구성된 예열기를 더 포함한다. 바람직하게는, 본 장치는 제1 반경부 충전제 틀 및 제2 반경부 충전제 틀 중 적어도 하나를 가열하도록 구성된 틀 가열기를 더 포함한다. 바람직하게는, 모재 공급부는 복합 테이프의 복수의 길이부들을 제공하도록 구성된 복합 테이프 소스부, 모재를 만들기 위하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 받고 복합 테이프의 복수의 길이부들을 수렴하도록 구성된 예비 형성 구조물, 및 복합 테이프 소스부와 예비 형성 구조물 사이에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 운반하도록 구성된 구동 기계장치를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 복합 구조물들을 위한 반경부 충전제들, 반경부 충전제들을 포함하는 복합 구조물들, 및 이와 같은 것을 형성하는 시스템들과 방법들에 의하면, 상기의 배경기술에서 설명된 종래기술의 문제점들을 개선한 반경부 충전제들을 제작하기 위한 향상된 시스템들과 방법들 뿐만 아니라 복합 구조물들을 위한 향상된 반경부 충전제들을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반경부 충전제들을 이용할 수 있는 하나 이상의 복합 구조물들을 포함할 수 있는 항공기의 실례가 되는 비배타적인 예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 복합 구조물의 실례가 되는 비배타적인 예들을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반경부 충전제 생산 어셈블리의 실례가 되는 비배타적인 예들을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모재 형성 장치의 실례가 되는 비배타적인 예들을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 예비 형성 구조물의 제1 면의 실례가 되는 비배타적인 예를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 예비 형성 구조물의 제2 면의 실례가 되는 비배타적인 예를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 반경부 충전제 형성 장치의 실례가 되는 비배타적인 예들을 나타내는 개략도이다.
도 8은 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 본 발명에 따른 모재의 실례가 되는 비배타적인 예를 나타내는 개략도이다.
도 9는 라인 9-9를 따라 취해진 도 8의 모재의 제1 영역에 대한 횡단면도이다.
도 10은 라인 10-10을 따라 취해진 도 8의 모재의 제2 영역에 대한 횡단면도이다.
도 11은 도 8의 모재의 제1 영역으로부터 형성되는 반경부 충전제의 제1 영역의 횡단면에 대한 실례가 되는 비배타적인 예를 나타내는 개략도이다.
도 12는 도 8의 모재의 제2 영역으로부터 형성되는 반경부 충전제의 제2 영역의 횡단면에 대한 실례가 되는 비배타적인 예를 나타내는 개략도이다.
도 13은 모재를 형성하는 본 발명에 따른 방법들을 도시하고 있는 순서도이다.
도 14는 반경부 충전제를 형성하는 본 발명에 따른 방법들을 도시하고 있는 순서도이다.
도 1 내지 12는 본 발명에 따른 반경부 충전제들(radius fillers); 본 발명에 따른 반경부 충전제들을 형성하는 데에 이용될 수 있는 어셈블리들(assemblies), 장치, 및/또는 모재들(pre-forms); 및/또는 본 발명에 따른 반경부 충전제들을 포함할 수 있는 복합 구조물들의 실례가 되는 비배타적인 예들을 제공한다. 도 1 내지 12에서, 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 지정하도록 이용되는 것으로 각각의 도면에 대하여 여기에서 상세하게 설명되지 않을 수 있다. 마찬가지로, 각각의 구성요소는 각각의 도면에서 명시적으로 라벨되지 않을 수 있고; 도 1 내지 12 중 어느 하나를 참조하여 여기에서 설명되는 어떠한 구성요소 및/또는 특징부는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 도 1 내지 12 중 어떠한 다른 것에 대하여 이용될 수 있다. 또한, 도 1 내지 12에 도시되어 있는 실시예들은 본 발명에 따른 반경부 충전제들, 어셈블리들, 장치, 모재들, 및/또는 복합 구조물들의 실례가 되는 비배타적인 예들을 제공하는 것으로 본 발명에 따른 반경부 충전제들, 어셈블리들, 장치, 모재들, 및/또는 복합 구조물들은 도시된 실시예들로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 반경부 충전제들(390)을 이용할 수 있는 하나 이상의 복합 구조물들(30)을 포함할 수 있는 항공기(20)의 실례가 되는 비배타적인 예를 나타내는 개략도이다. 항공기(20)는 하나 이상의 복합 구조물들(30)을 포함하고, 이용하고, 그리고/또는 이들로 형성될 수 있는 어떠한 적절한 항공기를 포함할 수 있고, 복합 구조물들(30)은 항공기(20)의 어떠한 적절한 부분을 형성할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예들로서, 복합 구조물들(30)은 항공기(20)의 조종석(cockpit)(21), 동체(fuselage)(22), 날개들(23), 꼬리날개(24), 수직 안정판(stabilizer)(25), 수평 안정판들(26), 제어면들(control surfaces)(27), 및/또는 내부(28)의 어떠한 적절한 부분을 형성할 수 있다.
마찬가지로, 복합 구조물들(30)은 어떠한 적절한 형태를 포함할 수 있는 것으로, 이의 실례가 되는 비배타적인 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2의 복합 구조물은 스킨(32) 및 복수의 웨브들(webs)(34)을 포함하고, 이때 이들 각각은 복합 재료로 형성된 하나 이상의 시트들(31)로 형성될 수 있다. 복합 구조물들(30)은 웨브들(34)로부터 형성되는 복수의 모자형 보강재들(hat stiffeners)(36)을 가진 하나의 스킨(32)을 포함할 수 있다. 한편, 도 2에서 점선들로 도시된 바와 같이, 복합 구조물들(30)은 2개의 스킨들(32) 사이에서 연장형성되는 웨브들(34)을 가진 2개의 스킨들을 포함할 수도 있다.
복합 구조물들(30)의 특정 구성과 상관없이, 스킨들(32) 및/또는 웨브들(34)을 복합 재료의 시트들(31)로 형성하는 것은 스킨들(32)과 웨브들(34) 사이의 변이 영역(transition region)(40) 내에서의 그리고/또는 제1 평면 또는 표면(42)과 제2 평면 또는 표면(44) 사이의 어떠한 적절한 변이 영역(40)에서의 빈공간부들(voids)(38)의 형성을 허용할 수 있다. 설명되는 바와 같이, 빈공간부들(38)은 반경부 충전제(390)로 채워지거나 이에 의해 차지될 수 있고, 반경부 충전제(390)의 형태 및/또는 하나 이상의 기계적인 속성들은 복합 구조물들(30)의 형태 및/또는 하나 이상의 기계적인 속성들에 영향을 줄 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 반경부 충전제 생산 어셈블리(100)의 실례가 되는 비배타적인 예들을 나타내는 개략도이다. 반경부 충전제 생산 어셈블리(100)는 복합 테이프 소스부(tape source)(150)를 포함하는데, 테이프 소스부는 예비 형성(pre-forming) 장치(200)에 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 제공할 수 있고, 예비 형성 장치는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 받아(receive) 이로부터 모재(290)를 생산하는 예비 형성 구조물(230)을 포함한다. 모재(290)는 반경부 충전제(390)를 생산할 수 있는 반경부 충전제 형성 장치(300)에 의해 받아질 수 있다.
작동시, 여기에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 반경부 충전제 생산 어셈블리(100)는 복합 테이프 소스부(150)로부터 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 동시에 사출하고(extend), 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들이 모재 형성 장치(200)로 받아지며, 모재 형성 장치(200)를 가지고 모재(290)를 생산하고, 모재 형성 장치(200)로부터 모재(290)를 사출하며, 모재(290)가 반경부 충전제 형성 장치(300)로 받아지고, 반경부 충전제 형성 장치(300) 내부에서 반경부 충전제(390)를 생산하며, 그리고/또는 적절한 복합 구조물(30)의 제작에서와 같은 다운스트림 공정에서의 사용을 위해 반경부 충전제 형성 장치(300)로부터 반경부 충전제(390)를 사출하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 반경부 충전제 생산 어셈블리(100)는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 포함하는 비처리(unprocessed) 영역(172), 모재(290)를 포함하는 중간(intermediate) 영역(174), 및 반경부 충전제(390)를 포함하는 형성된 영역(176)을 포함하는 복합 재료(170)의 연속적인 길이부를 생산하도록 구성될 수 있다.
복합 테이프 소스부(150) 및 예비 형성 장치(200) 모두는 도 4에서 더 상세하게 도시되어 있다. 예비 형성 구조물(230)은 도 4 내지 6에서 더 상세하게 도시되어 있는데, 도 4는 예비 형성 구조물의 개략도를 제공하고 도 5 및 6은 각기 예비 형성 구조물의 제1 면(242) 및 예비 형성 구조물의 제2 면(250)의 덜 개략적이되 실례가 되는 비배타적인 예들을 제공한다. 반경부 충전제 형성 장치(300)는 도 7에 더 상세하게 도시되어 있다.
복합 테이프 소스부(150)는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 모재 형성 장치(200)에 제공하도록 구성된 어떠한 적절한 구조물을 포함할 수 있다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 복합 테이프 소스부(150)는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 생산하는 하나의 복합 테이프 소스부를 포함하고/포함하거나 하나의 복합 테이프 소스부일 수 있다. 한편, 복합 테이프 소스부(150)가 복합 테이프(160)의 복수의 복합 테이프 분배기들(dispensers)(155) 및/또는 복수의 롤들(158)과 같은 복수의 복합 테이프 소스부들을 포함하고/포함하거나 이것들일 수 있는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.
복합 테이프 소스부(150) 및/또는 모재 형성 장치(200)는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 복합 테이프 선택(selection) 구조물(220)을 포함하고/포함하거나 이를 구비하도록 이용될 수 있다. 복합 테이프 선택 구조물(220)은 어떠한 적절한 선택 기준을 적어도 부분적으로 기초로 하여 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 예비 형성 구조물(230)에 선택적으로 공급하도록 구성된 어떠한 적절한 구조물을 포함할 수 있는 것으로, 이것은 또한 예비 형성 구조물(230)에 공급되는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들의 구성을 조절하는 것이라고 언급될 수도 있다.
실례가 되는 비배타적인 예들로서, 복합 테이프 선택 구조물(220)은 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 구성하는 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 선택적으로 증가시키거나, 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 선택적으로 감소시키거나, 그리고/또는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 구성을 선택적으로 변화시키도록 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 선택 기준의 실례가 되는 비배타적인 예들은 반경부 충전제(390)의 요망되는 단면적, 반경부 충전제(390)의 요망되는 단면 형태, 반경부 충전제(390)의 요망되는 기계적인 강성(stiffness), 및/또는 반경부 충전제 형성 장치(300) 내부에서 모재(290)를 반경부 충전제(390)로 형성하도록 구성된 반경부 충전제 틀(die)(306)의 요망되는 형태를 포함한다.
여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "요망되는(desired)"은 사전에 결정된 형태, 상태, 모양, 및/또는 속성이거나 이들과 가까운 형태, 상태, 모양, 및/또는 속성을 가리킬 수 있다. 이것을 고려하면, 요망되는 형태, 상태, 모양, 및/또는 속성은 여기에서 선택된 형태, 상태, 모양, 및/또는 속성; 목표 형태, 상태, 모양, 및/또는 속성; 선결정된 형태, 상태, 모양, 및/또는 속성, 및/또는 선정의된 형태, 상태, 모양, 및/또는 속성으로 언급될 수도 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 반경부 충전제(390)의 요망되는 단면 형태는 도 2의 빈공간부들(38)의 단면 형태에 일치하는 선결정된 단면 형태를 포함할 수 있다.
복합 테이프 선택 구조물(220)은 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들의 구성을 선택적으로 제어하기 위하여 어떠한 적절한 기계장치를 이용할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 복합 테이프 선택 구조물(220)은 수동적으로, 전자적으로, 공압식으로, 및/또는 유압식으로 제어될 수 있는 하나 이상의 기계적인 액츄에이터들(actuators)을 포함할 수 있다. 다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 복합 테이프 선택 구조물(220)은 작동을 제어하도록 프로그램된 컨트롤러(controller)(224)를 포함하고/포함하거나 이와 연통될 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 컨트롤러(224)는 반경부 충전제(390)의 단면적에서의 증가 또는 요망되는 증가에 응하여 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 증가시키도록 프로그램될 수 있다. 다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 컨트롤러(224)는 반경부 충전제(390)의 단면적에서의 감소 또는 요망되는 감소에 응하여 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 감소시키도록 프로그램될 수 있다. 또 다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 컨트롤러(224)는 반경부 충전제(390)의 요망되는 기계적인 강성에서의 변화에 응하여 복합 테이프(160)의 제1 길이부를 복합 테이프(160)의 제2 길이부 대신하도록 프로그램될 수 있다.
복합 테이프 소스부(150)가 예비 형성 장치(200)으로부터 분리되고/분리되거나 이와 별개일 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 한편, 예비 형성 장치(200)가 복합 테이프 소스부(150)를 포함할 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속하기도 한다.
예비 형성 구조물(230)은 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 받고 그로부터 모재(290)를 생산하도록 구성된 어떠한 적절한 구조물을 포함할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 예비 형성 구조물(230)은 모재 틀(234)을 포함하고/포함하거나 모재 틀일 수 있다. 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이, 모재 틀(234)은 제1 면(242) 상에서의 복수의 제1 개구부들(246) 및 제2 면(250) 상에서의 제2 개구부(254)를 포함하는 틀 바디(238)를 포함할 수 있다. 제1 개구부들(246)은 도 4에 도시된 바와 같이 틀 바디(238) 내부에 있는 복수의 채널들(256)을 통하여 틀 바디(238) 내부에서 제2 개구부(254)로 수렴될 수 있다.
모재 틀(234)은 제1 개구부들(246)에서 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 받고 제2 개구부(254)에서 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 수렴하여 모재(290)를 생산하도록 구성될 수 있다. 모재(290)는 제2 개구부(254)로부터 빼내지도록 구성될 수 있고 여기에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 이어서 반경부 충전제(390)를 형성하는 데에 이용될 수 있다.
모재 틀(234)이 어떠한 적절한 구성 및/또는 기하구조를 포함하고/포함하거나 형성할 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 면(242)은 제2 면(250)에 반대되거나 또는 대체적으로 반대될 수 있다. 다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 개구부들은 수렴각(260)을 가지면서 제2 개구부로 수렴되도록 구성될 수 있고, 이때 수렴각은 여기에서 최대 수렴각이라고 언급될 수도 있다. 본 발명에 따른 수렴각들(260)의 실례가 되는 비배타적인 예들은 70도보다 작은, 65도보다 작은, 60도보다 작은, 55도보다 작은, 50도보다 작은, 45도보다 작은, 40도보다 작은, 35도보다 작은, 30도보다 작은, 25도보다 작은, 20도보다 작은, 또는 15도보다 작은 수렴각들(260)을 포함한다.
복수의 제1 개구부들(246)은 어떠한 적절한 형태로 형성될 수 있는 것으로, 이의 실례가 되는 비배타적인 예들은 직사각형, 직선(rectilinear), 및/또는 라이너(liner) 개구부들을 포함한다(도 5에 도시된 바와 같음). 마찬가지로, 제2 개구부(254)도 어떠한 적절한 형태로 형성될 수 있는 것으로, 이의 실례가 되는 비배타적인 예들은 삼각형 형태, 쐐기(wedge) 형태, 및/또는 베이스 및 복수의 수렴하도록 굽은 측면들(angled sides)로 형성된 형태를 포함한다(도 6에 도시된 바와 같음).
복수의 제1 개구부들(246)이 복합 테이프(160)의 어떠한 적절한 수의 길이부들을 받도록 구성될 수 있는 어떠한 적절한 수의 제1 개구부들을 포함할 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 틀 바디(238) 내부에 있는 제1 개구부들(246)의 수 및/또는 모재(290) 내에 포함되는 복합 테이프(160)의 길이부들의 수의 실례가 되는 비배타적인 예들은 적어도 2개, 적어도 4개, 적어도 6개, 적어도 8개, 적어도 10개, 적어도 12개, 적어도 14개, 적어도 16개, 적어도 18개, 적어도 20개, 적어도 25개, 적어도 30개의 제1 개구부들(246) 및/또는 복합 테이프(160)의 길이부들을 포함한다.
또한, 복수의 제1 개구부들(246) 중 각각이 복수의 제1 개구부들(246) 중 나머지에 대하여 어떠한 적절한 각도를 가지도록 방향이 형성될 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 개구부들(246)은 각각의 제1 개구부(246)의 폭에 평행한 주 개구부축(247)을 형성할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 개구부들(246) 중 하나와 관련된 제1 주 개구부축(248)은 복수의 제1 개구부들(246) 중 다른 하나와 관련된 제2 주 개구부축(249)에 대하여 경사진(skew) 개구부각(opening angle)(245)을 갖도록 방향이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 경사진 개구부각(245)의 실례가 되는 비배타적인 예들은 90도보다 작은, 85도보다 작은, 80도보다 작은, 75도보다 작은, 70도보다 작은, 65도보다 작은, 60도보다 작은, 55도보다 작은, 50도보다 작은, 또는 40도보다 작은 경사진 개구부각들 뿐만 아니라 적어도 5도의, 적어도 10도의, 적어도 15도의, 적어도 20도의, 적어도 25도의, 적어도 30도의, 적어도 35도의, 적어도 40도의, 또는 적어도 45도의 경사진 개구부각들을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 개구부들(246) 중 적어도 하나는 복수의 제1 개구부들(246) 중 다른 하나의 주 개구부축에 적어도 실질적으로 평행한 주 개구부축(247)을 포함할 수 있다.
모재 틀(234)은 어떠한 적절한 구성 방법을 사용하여 어떠한 적절한 재료로 형성되고/형성되거나 구성될 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예들로서, 모재 틀(234)은 고분자 재료, 수지 재료, 고분자 수지, 에폭시, 및/또는 금속 재료 중 하나 이상으로 형성될 수 있다. 추가의 실례가 되는 비배타적인 예들로서, 모재 틀(234) 및/또는 이의 제1 개구부들(246) 및/또는 제2 개구부들(254)은 기계가공, 포토리소그래피(photolithography), 및/또는 3차원 프린팅에 의해 구성될 수 있다.
반경부 충전제 형성 장치(300)는 모재(290)를 받고 이로부터 반경부 충전제(390)를 생산하도록 구성된 형성 영역(318)과 같은 어떠한 적절한 구조물을 포함할 수 있다. 반경부 충전제 형성 장치(300)의 실례가 되는 비배타적인 예들이 도 3에 보여지고 도 7에 더 상세하게 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 모재(290)는 어떠한 적절한 모재 공급부(205)로부터 모재 공급 경로(294)를 따라 반경부 충전제 형성 장치(300)로 공급될 수 있고, 이때 모재 공급부(예를 들어, 모재 형성 장치(200) 및/또는 모재(290)의 다른 소스부)는 여기에서 모재 소스부라고 언급될 수도 있다. 반경부 충전제 형성 장치(300)는 모재 공급 경로(294) 내에 위치되고 모재(290)를 받아 이로부터 반경부 충전제(390)를 생산하도록 구성된 적어도 하나의 반경부 충전제 틀(306)을 포함한다.
반경부 충전제 형성 장치(300)는 어떠한 적절한 수의 반경부 충전제 틀(306)을 포함할 수 있는데, 이때 각각의 반경부 충전제 틀(306)은 모재 공급 경로(294) 내에 선택적으로 위치되도록 구성된다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 반경부 충전제 형성 장치(300)는 틀 선택 구조물(320)과 함께 제1 반경부 충전제 틀(308) 및 제2 반경부 충전제 틀(312)을 포함할 수 있다. 틀 선택 구조물(320)은 제1 반경부 충전제 틀(308)을 모재 공급 경로(294) 내에 선택적으로 위치시켜 제1 단면 형태를 포함하는 반경부 충전제(390)의 제1 영역을 만들고 제2 반경부 충전제 틀(312)을 모재 공급 경로(294) 내에 선택적으로 위치시켜 제2 단면 형태를 포함하는 반경부 충전제(390)의 제2 영역을 만들도록 구성될 수 있다.
여기에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 반경부 충전제 생산 어셈블리(100) 및/또는 이의 복합 테이프 선택 구조물(220)은 모재(290) 및/또는 이로부터 생산될 수 있는 반경부 충전제(390)에 포함되는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들의 수 및/또는 구성을 선택적으로 다르게 하도록 구성될 수 있다. 다음은 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로, 틀 선택 구조물(320)은 제1 반경부 충전제 틀(308) 및/또는 제2 반경부 충전제 틀(312)을 어떠한 적절한 틀 선택 기준(criteria)을 기초로 하여 모재 공급 경로(294) 내에 선택적으로 위치시키도록 구성되거고/구성되거나 이와 같이 위치시키도록 프로그램된 컨트롤러(324)로 이에 의해 제어될 수 있고, 이때 이러한 기준의 실례가 되는 비배타적인 예들이 모재(290)의 특정 부분 내에 포함되는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들의 수 및/또는 구성을 포함하며 그리고/또는 이러한 기준의 실례가 되는 비배타적인 예들은 복합 테이프 선택 구조물(220)에 관하여 여기에서 더 상세하게 설명된다.
도 7에서 점선들로 나타내져 있는 바와 같이, 반경부 충전제 형성 장치(300)는 모재(290)가 형성 영역(318) 및/또는 이의 반경부 충전제 틀(306)에 의해 받아지기 전에 모재(290)를 예열하도록 구성된 하나 이상의 예열기들(pre-heaters)(304)을 더 포함하고/포함하거나 이들과 열적으로 연통되도록 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 또한 도 7에서 점선들로 나타내져 있는 바와 같이, 반경부 충전제 틀(306)은 반경부 충전제 틀(306)을 가열하도록 구성되고 모재(290)를 직접적으로 또는 간접적으로 가열할 수 있는 하나 이상의 가열기들(316)을 포함하고/포함하거나 이들과 열적으로 연통되도록 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 예열기들(304) 및/또는 틀 가열기들(316)의 실례가 되는 비배타적인 예들은 어떠한 적절한 대류식 가열기, 전도식 가열기, 복사식 가열기, 적외선 램프, 전기식 가열기, 및/또는 연소식 가열기를 포함한다.
복합 테이프(160) 및/또는 이의 복수의 길이부들은 반경부 충전제 생산 어셈블리(100) 내에서 이용될 수 있고 그리고/또는 모재(290) 및/또는 반경부 충전제(390)를 생산하는 데에 이용될 수 있는 어떠한 적절한 구조물을 포함할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 복합 테이프(160)는, 수지 재료에 의해 코팅되고, 캡슐화되고(encapsulated), 그리고/또는 덮여지며 여기에서 프리프레그(prepreg) 재료라고 불릴 수도 있는 강화 섬유 매트릭스를 포함하는 복합 구성물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 강화 섬유 매트릭스들의 실례가 되는 비배타적인 예들은 어떠한 적절한 재료로 형성될 수 있는 복수의 강화 섬유들(reinforcing fibers)을 포함하고, 이때 이러한 재료의 실례가 되는 비배타적인 예들은 카본, 티타늄, 알루미늄, 유리, 및/또는 금속 재료를 포함한다. 수지 재료의 실례가 되는 비배타적인 예들은 에폭시 재료 및/또는 고분자 재료를 포함한다.
강화 섬유 매트릭스 및/또는 이의 복수의 강화 섬유들이 어떠한 적절한 방향 및/또는 상대적인 방향으로 구성될 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 복수의 강화 섬유들 중 일부, 대부분, 및/또는 모두의 길이방향 축은 적어도 실질적으로 평행하고/평행하거나 섬유 축에 평행할 수 있다. 마찬가지로, 반경부 충전제(390)는 반경부 충전제 길이방향 축을 형성할 수 있고, 섬유 축은 반경부 충전제 길이방향 축에 평행하고/평행하거나 상기 축에 대하여 어떠한 적절한 섬유각(fiber angle)을 갖도록 방향이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 섬유각들의 실례가 되는 비배타적인 예들은 85도보다 작은, 80도보다 작은, 75도보다 작은, 70도보다 작은, 65도보다 작은, 60도보다 작은, 55도보다 작은, 50도보다 작은, 또는 40도보다 작은 섬유각들 뿐만 아니라 적어도 5도의, 적어도 10도의, 적어도 15도의, 적어도 20도의, 적어도 25도의, 적어도 30도의, 적어도 35도의, 적어도 40도의, 또는 적어도 45도의 섬유각들을 포함한다.
다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 복수의 강화 섬유들 중 일부는 2차원 배열(arrangement)로 방향이 형성될 수 있는데, 이것의 실례가 되는 비배타적인 예들은 어떠한 적절한 메쉬(mesh), 직조된(woven) 구조물, 옷감(cloth) 및/또는 강화 섬유들의 임의의 2차원 배열체(array)를 포함한다. 또 다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 복수의 강화 섬유들 중 일부는 3차원 배열로 방향이 형성될 수 있는데, 이것의 실례가 되는 비배타적인 예들은 메쉬, 직조된 구조물, 옷감, 강화 섬유들의 임의의 3차원 배열체, 및/또는 다른 것의 상단 상에 적층되는 강화 섬유들의 둘 이상의 2차원 배열들의 집합체(collection)를 포함한다.
도 3에서 점선들로 도시된 바와 같이, 복합 테이프(160), 모재(290), 및/또는 반경부 충전제(390)는 구동 기계장치(120)와 기계적으로 연통될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 반경부 충전제 생산 어셈블리(100), 복합 테이프 소스부(150), 모재 형성 장치(200), 및/또는 반경부 충전제 형성 장치(300)는 구동 기계장치(120)를 포함할 수 있다. 구동 기계장치(120)는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 복합 테이프 소스부(150)와 모재 형성 장치(200) 사이에서 운반하고, 모재(290)를 모재 형성 장치(200)와 반경부 충전제 형성 장치(300) 사이에서 운반하며, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 복합 테이프 소스부(150)로부터 사출하고, 모재(290)를 모재 형성 장치(200)로부터 사출하며, 그리고/또는 반경부 충전제(390)를 반경부 충전제 형성 장치(300)로부터 사출하도록 구성될 수 있다.
구동 기계장치(120)는 어떠한 적절한 구조물을 포함할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예들로서, 구동 기계장치(120)는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들, 모재(290), 및/또는 반경부 충전제(390)를 반경부 충전제 생산 어셈블리(100)의 어떠한 적절한 부분 및/또는 어떠한 적절한 구성요소 내에서 그리그/또는 이들로부터 밀고, 당기고, 그리고/또는 나아가게 하도록(propel) 구성된 어떠한 적절한 모터, 롤러, 스퀴즈 롤러 어셈블리, 및/또는 컨베이어를 포함할 수 있다.
도 8 내지 10은 본 발명에 따른 시스템들 및 방법들을 이용하여 형성될 수 있는 모재(290)의 실례가 되는 비배타적인 예들을 제공하고, 한편 도 11 내지 12는 도 8 내지 10의 모재(290)로부터 형성될 수 있는 반경부 충전제(390)의 실례가 되는 비배타적인 예들을 제공한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 모재(290)는 도 6의 제2 개구부(254)의 형태와 적어도 실질적으로 유사한 단면 형태를 포함하되, 제2 개구부(254)가 어떠한 적절한 형태를 포함하고/포함하거나 어떠한 적절한 단면 형태를 가진 모재(290)를 생산하도록 구성될 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.
도 8의 모재(290)는 복수의 강화 섬유 매트릭스들(270) 및 하나 이상의 수지 재료들(274)을 포함하는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들로 형성되는 제1 영역(296) 및 제2 영역(298)을 포함한다. 도 9는 제1 영역(296) 내에서 도 8의 라인 9-9를 따라 취해지는 모재(290)의 횡단면도를 도시하고 있고, 한편 도 10은 제2 영역(298) 내에서 도 8의 라인 10-10을 따라 취해지는 모재(290)의 횡단면도를 도시하고 있다. 도 9 및 10에 도시되고 여기에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 제1 영역(296)은 제2 영역(298)보다 더 많은 수의 복합 테이프(160)의 길이부들로 형성되고 더 많은 수의 강화 섬유 매트릭스들(270)을 포함한다.
또한, 도 9 및 10은, 도 5의 제1 개구부들(246)의 방향에 따라, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 하나(및/또는 그의 강화 섬유 매트릭스(270)의 주 축(278))가 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 다른 하나(및/또는 그의 강화 섬유 매트릭스(270)의 주 축(280))에 대하여 경사각(skew angle)(276)을 갖도록 배열될 수 있다는 것을 도시하고 있다. 본 발명에 따른 경사각들(276)의 실례가 되는 비배타적인 예들은 도 5의 경사진 개구부각(245)에 관련하여 여기에서 더 상세하게 설명된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 또한 제1 개구부들(246)에 관련하여 설명된 바와 같이, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 일부(및/또는 그의 강화 섬유 매트릭스(270)의 주 축)는 서로 적어도 실질적으로 평행하도록 배열될 수 있다.
도 4 내지 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들은 예비 형성 구조물(230) 및/또는 모재 틀(234) 내에서 서로 수렴될 수 있다. 이러한 수렴은 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 일부의 형태를 압축하고, 변형시키며, 그리고/또는 변화시킬 수 있고, 횡단면도(도 9 및 10 참조)에서 보았을 때 완전히 평평하지는 아니한 강화 섬유 매트릭스를 생산할 수 있으며, 그리고/또는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 사이에서 그리고/또는 모재(290) 내에서 수지 재료(274)를 재분배할(redistribute) 수 있는 것으로 이해된다.
따라서, 도 9 및 10은 모재(290) 내부에서의 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들에 대한 실제 구조를 나타내는 개략도 및/또는 단순도를 제공한다. 여하튼, 설명된 바와 같이, 여기에서 개시된 시스템들 및 방법들은 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 포함하는 모재(290) 및/또는 반경부 충전제(390)을 생산하도록 구성될 수 있되, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 하나(및/또는 그의 강화 섬유 매트릭스(270)의 주 축)는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 다른 하나(및/또는 그의 강화 섬유 매트릭스(270)의 주 축)에 평행하지 않다.
이와 같은 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 모재(290)(및/또는 이로부터 형성되는 반경부 충전제(390)) 내에서 어떠한 적절한 상대 각도 및/또는 방향을 갖도록 향하게 하는 능력은, 모재(290) 내에 존재하는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들의 수 및/또는 구성에 대한 설명된 제어와 함께, 생산되는 반경부 충전제(390)의 최종 형태 및/또는 기계적인 속성들에 관하여 더 큰 제어 및/또는 유연성(flexibility)을 허용할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예들로서, 이것은 반경부 충전제(390)의 형태와 반경부 충전제(390)에 의해 채워질 수 있는 캐비티(cavity)의 형태 사이의 차이들을 처리하도록 반경부 충전제(390)의 외면에 적용될 수 있는 접착제 랩(wrap)의 제거를 허용할 수 있고, 많은 종래의 반경부 충전제 제작 기술들에 비해 반경부 충전제(390) 상에서의 더 날카로운 코너들의 형성을 허용할 수 있으며, 캐비티의 단면 형태에 동일한 또는 적어도 실질적으로 동일한 단면 형태를 포함하는 반경부 충전제(390)의 사용을 허용할 수 있고, 그리고/또는 종래의 반경부 충전제들에 비해 덜 과도하게 채워진 것(예를 들어, 10%보다 작게, 8%보다 작게, 6%보다 작게, 4%보다 작게, 또는 2%보다 작게 과도하게 채워진 것)을 포함하는 반경부 충전제의 사용을 허용할 수 있다.
도 8 내지 10을 다시 참조하면, 설명된 바와 같이, 모재(290)는 어떠한 적절한 횡단면 형태를 포함하고/포함하거나 형성할 수 있는 것으로, 이의 실례가 되는 비배타적인 예들은 어떠한 적절한 삼각형 횡단면 형태, 쐐기형 횡단면 행태, 및/또는 베이스 및 복수의 수렴하도록 굽은 측면들을 형성하는 횡단면 형태를 포함한다. 반경부 충전제(390)의 형성에 대한 중간물(intermediate)로서 모재(290)의 형성은 모재(290)와 같은 중간 구조물의 형성없이 복합 테이프로부터 직접적으로 반경부 충전제를 생산하는 공정에 비해 모재(290) 및/또는 반경부 충전제(390)를 형성하는 데에 필요한 힘을 감소시킬 수 있고 그리고/또는 반경부 충전제(390)를 형성하는 데에 이용되는 반경부 충전제 틀(306)의 거밍(gumming) 및/또는 마모를 감소시킬 수 있다.
모재(290) 내에 포함되는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 각각은 어떠한 적절한 테이프 길이 및/또는 테이프 폭을 포함하고/포함하거나 형성할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 일부는 50m보다 작은, 40m보다 작은, 30m보다 작은, 25m보다 작은, 20m보다 작은, 15m보다 작은, 10m보다 작은, 또는 5m보다 작은 테이프 길이 뿐만 아니라 적어도 1미터(m)의, 적어도 2m의, 적어도 3m의, 적어도 4m의, 적어도 5m의, 적어도 6m의, 적어도 7m의, 적어도 8m의, 적어도 9m의, 적어도 10m의, 적어도 15m의, 또는 적어도 20m의 테이프 길이를 포함할 수 있다. 다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 일부는 50mm보다 작은, 45mm보다 작은, 40mm보다 작은, 35mm보다 작은, 30mm보다 작은, 25mm보다 작은, 20mm보다 작은, 18mm보다 작은, 16mm보다 작은, 14mm보다 작은, 12mm보다 작은, 10mm보다 작은, 8mm보다 작은, 6mm보다 작은, 또는 4mm보다 작은 테이프 폭 뿐만 아니라 적어도 3밀리미터(mm)의, 적어도 4mm의, 적어도 5mm의, 적어도 6mm의, 적어도 7mm의, 적어도 8mm의, 적어도 9mm의, 적어도 10mm의, 적어도 11mm의, 적어도 12mm의, 적어도 14mm의, 적어도 16mm의, 적어도 18mm의, 적어도 20mm의, 또는 적어도 24mm의 테이프 폭을 포함할 수 있다. 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 일부의 실례가 되는 비배타적인 예들은 복합 테이프의 1개의 길이부, 복합 테이프의 2개의 길이부들, 복합 테이프의 3개의 길이부들, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 25%, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 50%, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 75%, 또는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 100%를 포함한다.
설명된 바와 같이, 도 11 및 12는 도 8 내지 10의 모재(290)로 형성되는 반경부 충전제(390)의 횡단면도들의 실례가 되는 비배타적인 예들을 나타내는 개략도들로서, 도 11은 도 8의 모재(290)의 제1 영역(296)에 대한 횡단면도를 제공하고 도 12는 도 9의 모재(290)의 제2 영역(298)에 대한 횡단면도를 제공한다. 도 11 및 12는 도 8 내지 10의 모재(290)의 제1 영역(296)으로부터 형성될 수 있는 반경부 충전제(390)의 일부가 모재(290)의 제2 영역(298)으로부터 형성되는 반경부 충전제(390)의 일부와 복합 테이프(160)의 길이부들의 다른 단면 형태, 단면적, 및/또는 수를 포함할 수 있다는 것을 도시하고 있다. 이것은 길이를 따라 변화할 수 있는 단면 형태 및/또는 하나 이상의 기계적인 속성들을 포함하는 반경부 충전제(390)의 생산을 허용할 수 있어, 반경부 충전제(390)의 형성 및/또는 이와 함께 형성될 수 있는 복합 구조물의 구성에서 더 많은 유연성을 제공한다.
도 13 및 14는 본 발명에 따른 방법들의 실례가 되는 비배타적인 예들을 나타내는 순서도들이다. 도 13 및 14에서, 일부 단계들은 이러한 단계들이 선택적일 수 있거나 본 발명에 따른 방법의 선택적인 버전에 해당할 수 있다는 것을 나타내도록 점선 박스들로 도시되어 있다. 즉, 본 발명에 따른 모든 방법들이 실선 박스들로 도시되어 있는 단계들을 포함하도록 요구되는 것은 아니다. 또한, 도 13 및 14에 도시되어 있는 방법들 및 단계들은 한정하는 것이 아니고 여기의 설명들로부터 이해되는 바와 같이 도시된 단계들의 수보다 더 많은 또는 더 적은 단계들을 가진 방법들을 포함하여 다른 방법들 및/또는 단계들이 본 발명의 범위 내에 속한다.
도 13은 모재를 형성하는 본 발명에 따른 방법(400)을 도시하고 있는 순서도이다. 본 방법(400)은 단계(405)에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 사출하는 것을 포함하고 단계(410)에서 복합 테이프의 복수의 길이부들의 구성을 선택적으로 다르게 하는 것을 포함할 수 있다. 본 방법(400)은 단계(415)에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 예비 형성 구조물에서 받는 것, 모재를 형성하도록 단계(420)에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 예비 형성 구조물 내부에서 결합하는 것, 및/또는 단계(425)에서 모재를 예비 형성 구조물로부터 빼내는 것을 더 포함한다.
단계(405)에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 사출하는 것은 복합 테이프의 복수의 길이부들을 복합 테이프 소스부로부터 운반하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 복합 테이프 소스부들의 실례가 되는 비배타적인 예들은 여기에서 더 상세하게 설명되어 있다.
단계(410)에서 복합 테이프의 복수의 길이부들의 구성을 선택적으로 다르게 하는 것은 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 폭, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 다른 하나에 대한 상대적인 방향, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 구성 재료, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 하나에 포함되는 강화 섬유 매트릭스의 방향, 및/또는 복합 테이프의 복수의 길이부들에 포함되는 복합 테이프 길이부들의 수 중 적어도 하나를 선택적으로 다르게 하는 것을 포함할 수 있다. 선택적으로 다르게 하는 것은 어떠한 적절한 기준을 기초로 하여 선택적으로 다르게 하는 것을 포함할 수 있는 것은 본 발명의 범위 내에 속하는데, 이때 이러한 기준의 실례가 되는 비배타적인 예들은 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 단면적, 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 단면 형태, 및/또는 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 기계적인 강성을 포함한다.
실례가 되는 비배타적인 예로서, 선택적으로 다르게 하는 것은 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 단면적을 증가시키도록 그리고/또는 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 기계적인 강성을 변화시키도록 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 선택적으로 다르게 하는 것은 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 단면적을 감소시키도록 그리고/또는 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 기계적인 강성을 변화시키도록 복합 테이프의 길이부들의 수를 감소시키는 것을 포함할 수도 있다. 선택적으로 다르게 하는 것이 단계(405)에서 사출하는 것, 단계(415)에서 받는 것, 단계(420)에서 결합하는 것, 및/또는 단계(425)에서 빼내는 것과 동시에 수행될 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.
단계(415)에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 예비 형성 구조물을 가지고 받는 것은 복합 테이프의 복수의 길이부들을 예비 형성 구조물로 끌어당기는 것 및/또는 운반하는 것을 포함할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 받는 것은 예비 형성 구조물의 제1 면 상에 존재하는 복수의 제1 개구부들을 통하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 끌어당기는 것 및/또는 예비 형성 구조물 내부에 있는 복수의 채널들을 따라 또는 이들 내에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 운반하는 것을 포함할 수 있다.
단계(420)에서 예비 형성 구조물 내부에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 결합하는 것은 모재를 생산하고/생산하거나 형성하도록 복합 테이프의 복수의 길이부들을 결합하는 것을 포함할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 결합하는 것은 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 제1 일부를 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 제2 일부에 평행하지 않은 평면에서 방향이 형성되도록 그리고/또는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 제2 일부에 의해 형성되거나 이에 평행한 평면에 대하여 경사각을 가지고 배열된 평면에서 방향이 형성되도록 배열하는 것을 포함할 수 있다.
다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 결합하는 것은 모재를 형성하기 위하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 서로 수렴하는 것을 포함할 수 있다. 수렴하는 것이 예비 형성 구조물 내부에서 수렴하는 것 및/또는 예비 형성 구조물의 모재 틀 내부에서 수렴하는 것을 포함할 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 또 다른 실례가 되는 비배타적인 예로서, 수렴하는 것은 복합 테이프의 제1 길이부를 복합 테이프의 제2 길이부와 접촉시키는 것을 포함할 수 있다.
단계(425)에서 예비 형성 구조물로부터 모재를 빼내는 것은 예비 형성 구조물로부터 모재를 운반하고/운반하거나 제거하는 것을 포함할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예로서, 빼내는 것은 예비 형성 구조물의 제2 면 상에서 제2 개구부로부터 모재를 사출하는 것을 포함할 수 있다. 빼내는 것이 단계(405)에서 사출하는 것, 단계(410)에서 선택적으로 다르게 하는 것, 단계(415)에서 받는 것, 및/또는 단계(420)에서 결합하는 것과 함께 및/또는 동시에 수행될 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.
도 14는 반경부 충전제를 형성하는 본 발명에 따른 방법(500)을 도시하고 있는 순서도이다. 본 방법(500)은 단계(505)에서 모재 공급 경로를 따라 모재를 사출하는 것을 포함하고 단계(510)에서 모재를 가열하는 것 및/또는 단계(515)에서 모재를 반경부 충전제 틀 내부에서 받는 것을 포함할 수 있다. 본 방법(500)은 단계(520)에서 반경부 충전제 틀을 이용하여 반경부 충전제를 형성하는 것을 더 포함하고 단계(525)에서 반경부 충전제 틀로부터 반경부 충전제를 빼내는 것, 단계(530)에서 반경부 충전제 틀을 이동시키는 것, 단계(535)에서 제2 반경부 충전제 틀을 이용하여 반경부 충전제를 형성하는 것, 및/또는 단계(540)에서 미처리 영역, 중간 영역, 및 형성된 영역을 포함하는 복합 재료의 연속적인 길이부를 생산하는 것을 포함할 수 있다.
단계(505)에서 모재 공급 경로를 따라 모재를 사출하는 것은 모재를 반경부 충전제 틀로, 이를 향해, 및/또는 이를 통과하도록, 반경부 충전제 틀을 포함하는 반경부 충전제 형성 장치를 통과하도록, 및/또는 반경부 충전제 틀을 포함하는 형성 영역을 통과하도록 끌어당기고, 밀고, 당기고, 나아가게 하고, 그리고/또는 운반하는 것을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 사출하는 것은 모재 형성 장치 및/또는 실례가 되는 비배타적인 예들로서 여기에서 더 상세하게 설명되어 있는 다른 모재 소스부로부터 모재를 사출하는 것, 및/또는 본 방법(400)을 이용하여 모재를 형성하는 것을 포함할 수도 있다.
단계(510)에서 모재를 가열하는 것은 모재의 어떠한 적절한 부분을 가열하는 것 및/또는 모재를 형성토록 그리고/또는 모재를 이용하여 반경부 충전제를 형성토록 구성된 반경부 충전제 생산 어셈블리의 어떠한 적절한 부분을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 실례가 되는 비배타적인 예들로서, 가열하는 것은 단계(520) 및/또는 단계(535)에서 형성하기 전에 모재를 가열하는 것, 단계(520) 및/또는 단계(535)에서 형성하는 동안 모재를 가열하는 것, 단계(515)에서 반경부 충전제 틀을 이용하여 모재를 받기 전에 모재를 가열하는 것, 모재에 복사열을 공급하는 것, 및/또는 반경부 충전제 틀을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 가열하는 것이 모재를 어떠한 적절한 모재 온도로 가열하는 것을 포함하는 것은 본 발명의 범위 내에 속하는데, 이때 이러한 온도의 실례가 되는 비배타적인 예들은 적어도 35℃, 적어도 40℃, 적어도 45℃, 적어도 50℃, 적어도 55℃, 적어도 60℃, 적어도 65℃, 적어도 70℃의 모재 온도들을 포함한다.
단계(515)에서 반경부 충전제 틀 내부에서 모재를 받는 것은 반경부 충전제 틀의 제1 면에서 모재를 받는 것을 포함할 수 있다. 단계(520)에서 반경부 충전제 틀을 이용하여 반경부 충전제를 형성하는 것은 모재를 압축하는 것, 모재로부터 빈공간부를 제거하는 것, 모재로부터 에어 포켓을 제거하는 것, 모재의 형태를 변화시키는 것, 및/또는 반경부 충전제를 생산토록 모재의 형태를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이것은 모재의 횡단면 형태와 다른 횡단면 형태를 형성하는 반경부 충전제를 생산하는 것 및/또는 모재의 횡단면적과 다른, 또는 그보다 더 작은 횡단면적을 포함하는 반경부 충전제를 생산하는 것을 포함할 수 있다.
단계(525)에서 반경부 충전제 틀로부터 반경부 충전제를 빼내는 것은 반경부 충전제 틀의 제1 면과 다른 또는 그와 반대되는 반경부 충전제 틀의 제2 면으로부터 반경부 충전제를 빼내는 것을 포함할 수 있다. 형성하는 것이 단계(505)에서 사출하는 것, 단계(510)에서 가열하는 것, 단계(515)에서 받는 것, 단계(520)에서 형성하는 것, 단계(525)에서 빼내는 것, 단계(530)에서 이동하는 것, 단계(535)에서 형성하는 것, 및/또는 단계(540)에서 생산하는 것과 동시에 수행될 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.
단계(530)에서 반경부 충전제 틀을 이동하는 것은 여기에서 제1 반경부 충전제 틀로 언급될 수도 있는 반경부 충전제 틀을 모재 공급 경로 밖으로 이동시키는 것 및 제2 반경부 충전제 틀을 모재 공급 경로 안으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 본 방법(500)이 단계(530)에서 이동하는 것 및 단계(535)에서 형성하는 것을 포함하는 때에, 단계(520)에서 형성하는 것은 제1 단면 형태를 형성하는 반경부 충전제의 제1 영역을 만들도록 제1 반경부 충전제 틀을 이용하여 반경부 충전제를 형성하는 것을 포함할 수 있고, 단계(535)에서 형성하는 것은 제1 단면 형태와 다를 수 있는 제2 단면 형태를 형성하는 반경부 충전제의 제2 영역을 만들도록 제2 반경부 충전제 틀을 이용하여 반경부 충전제를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 본 방법(500)은 복수의 다른 반경부 충전제 틀을 이용하여 모재를 형성함에 따라 복수의 다른 단면 형태들을 포함하고/포함하거나 형성하는 하나의 반경부 충전제를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
본 방법(500)이 단계(530)에서 이동하는 것을 포함하는 때에, 이동하는 것이 단계(505)에서 사출하는 것과 동시에 수행되거나 그리고/또는 단계(525)에서 빼내는 것과 동시에 수행될 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 단계(530)에서 이동하는 것은 단계(505)에서 사출하는 것을 중단하지 않고서 그리고/또는 단계(525)에서 빼내는 것을 중단하지 않고서 수행될 수 있다. 따라서, 본 방법(500)은 연속적인 또는 적어도 실질적으로 연속적인 공정을 설명할 수 있는 것으로, 이러한 공정에서 모재가 사출되고 이에 따른 반경부 충전제의 단면 형태가 단계(505)에서 사출하고/사출하거나 단계(525)에서 빼내는 동안에 실시간으로 달라지게 된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 방법(500)은 연속적인 또는 적어도 실질적으로 연속적인 공정을 설명할 수도 있는데, 이러한 공정은 단계(505)에서 사출하는 것 및/또는 단계(525)에서 빼내는 것을 중단하지 않고서 반경부 충전제의 제1 영역을 만드는 것과 반경부 충전제의 제2 영역을 만드는 것 사이에서 변이하는 것(transitioning)을 포함한다.
단계(540)에서 비처리 영역, 중간 영역, 및 형성된 영역을 포함하는 복합 재료의 연속적인 길이부를 만드는 것은 하나의 복합 구조물을 만드는 것을 포함할 수 있다. 하나의 복합 구조물은 비처리 영역에서 복합 테이프의 복수의 별개의 그리고/또는 분리된 길이부들을, 중간 영역에서 모재를, 그리고 형성된 영역에서 반경부 충전제를 포함할 수 있다. 모재 형성 장치에 의해 형성될 수 있는 제1 변이 영역은 복합 테이프의 복수의 별개의 길이부들과 안에 복합 테이프의 복수의 길이부들을 포함하는 모재 사이에 변이를 만들 수 있다. 유사하게, 반경부 충전제 형성 장치에 의해 형성될 수 있는 제2 변이 영역은 모재와 모재로부터 형성될 수 있는 반경부 충전제 사이에 변이를 만들 수 있다.
본 발명에 따른 진보된 대상물(inventive subject matter)에 대한 실례가 되는 비배타적인 예들이 다음의 열거된 단락들에서 설명된다.
A1. 반경부 충전제를 위한 모재를 형성하는 방법으로서, 본 방법은,
복합 테이프의 복수의 길이부들을 선택적으로 사출하는 단계를 포함하고;
예비 형성 구조물을 이용하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 받는 단계를 포함하되, 이러한 받는 단계는 예비 형성 구조물의 제1 면 상에서 복수의 제1 개구부들을 통하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 끌어당기는 단계를 포함하며;
모재를 형성하도록 예비 형성 구조물 내부에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 결합하는 단계를 포함하고; 그리고
예비 형성 구조물로부터 모재를 빼내는 단계를 포함하되, 이러한 빼내는 단계는 예비 형성 구조물의 제2 면 상에서 제2 개구부로부터 모재를 사출하는 단계를 포함하고, 상기의 받는 단계, 결합하는 단계, 및 빼내는 단계는 동시에 수행된다.
A2. 단락 A1의 방법에 있어서, 본 방법은 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 단면적, 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 단면 형태, 및 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 기계적인 강성 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 기초로 하여, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 폭, 상대적인 방향, 구성 재료, 및 방향 중 적어도 하나를 선택적으로 다르게 하는 단계를 더 포함한다.
A3. 단락 A1 또는 A2의 방법에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들은 복합 테이프의 미리 정해진 수의 길이부들을 포함하고, 본 방법은 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 다르게 하는 단계를 포함한다.
A4. 단락 A3의 방법에 있어서, 선택적으로 다르게 하는 단계는 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 단면적을 증가시키는 것과 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 기계적인 강성을 변화시키는 것 중 적어도 하나를 위해 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 증가시키는 단계를 포함한다.
A5. 단락 A3 또는 A4의 방법에 있어서, 선택적으로 다르게 하는 단계는 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 단면적을 감소시키는 것과 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 기계적인 강성을 변화시키는 것 중 적어도 하나를 위해 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 감소시키는 단계를 포함한다.
A6. 단락 A2 내지 A5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 선택적으로 다르게 하는 단계는 상기의 사출하는 단계, 상기의 받는 단계, 상기의 결합하는 단계, 및 상기의 빼내는 단계 중 적어도 2개, 선택적으로 적어도 3개, 및 선택적으로 모두와 동시에 발생한다.
A7. 단락 A1 내지 A6 중 어느 하나의 방법에 있어서, 결합하는 단계는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 복합 테이프의 적어도 제1 부분 또는 길이부를 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 복합 테이프의 제2 부분 또는 길이부에 평행하지 않은 평면에서 방향이 형성되도록 배열하는 단계를 포함한다.
A8. 단락 A1 내지 A7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 결합하는 단계는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 복합 테이프의 선택된 길이부를 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 나머지의 적어도 일부에 대하여 경사각을 갖도록 방향이 형성되도록 배열하는 단계를 포함한다.
A9. 단락 A1 내지 A8 중 어느 하나의 방법에 있어서, 결합하는 단계는 모재를 형성하도록 복합 테이프의 복수의 길이부들을 수렴하는 단계를 포함하고, 선택적으로 수렴하는 단계는 예비 형성 구조물 및 모재 틀 중 적어도 하나의 내부에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 수렴하는 단계를 포함한다.
A10. 단락 A1 내지 A9 중 어느 하나의 방법에 있어서, 결합하는 단계는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 복합 테이프의 제1 길이부를 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 복합 테이프의 제2 길이부와 접촉시키는 단계를 포함하고, 선택적으로 접촉시키는 단계는 예비 형성 구조물 및 모재 틀 중 적어도 하나의 내부에서 복합 테이프의 제1 길이부를 복합 테이프의 제2 길이부와 접촉시키는 단계를 포함한다.
A11. 단락 A1 내지 A10 중 어느 하나의 방법에 있어서, 모재는 횡단면 형태를 형성하고, 선택적으로 횡당면 형태는 삼각형 횡단면 형태, 쐐기형 횡단면 형태, 및 베이스와 복수의 수렴하도록 굽은 측면들을 형성하는 횡단면 중 적어도 하나를 포함하며, 그리고 선택적으로 결합하는 단계는 복합 테이프의 복수의 길이부들을 상기의 횡단면 형태로 형성하는 단계를 포함한다.
A12. 단락 A1 내지 A11 중 어느 하나의 방법에 있어서, 사출하는 단계는 복합 테이프의 복수의 길이부들을 당기고, 밀고, 그리고 나아가게 하는 단계들 중 적어도 하나를 포함한다.
A13. 단락 A1 내지 A12 중 어느 하나의 방법에 있어서, 사출하는 단계는 복합 테이프 소스부로부터 복합 테이프의 복수의 길이부들을 사출하는 단계를 포함하고, 선택적으로 복합 테이프 소스부는 복수의 복합 테이프 소스부들, 복합 테이프 롤, 및 복수의 복합 테이프 롤 중 적어도 하나를 포함한다.
A14. 단락 A1 내지 A13 중 어느 하나의 방법에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들 각각은 강화 섬유 매트릭스 및 수지 재료를 포함한다.
A15. 단락 A1 내지 A14 중 어느 하나의 방법에 있어서, 모재는 단락 C1 내지 C17 중 어느 하나의 모재를 포함한다.
A16. 단락 A1 내지 A15 중 어느 하나의 방법에 있어서, 예비 형성 구조물은 단락 D1 내지 D9 중 어느 하나의 모재 틀을 포함한다.
B1. 반경부 충전제를 형성하는 방법으로서, 본 방법은,
반경부 충전제 틀을 통하여 연장형성된 모재 공급 경로를 따라 모재를 사출하는 단계; 및
반경부 충전제 틀 내부에서 반경부 충전제를 형성하는 단계를 포함한다.
B2. 단락 B1의 방법에 있어서, 형성하는 단계는 반경부 충전제 틀의 제1 면에서 모재를 받는 단계 및 반경부 충전제 틀의 제2 면으로부터 반경부 충전제를 빼내는 단계를 포함하고, 선택적으로 상기의 빼내는 단계는 받는 단계와 동시에 일어난다.
B3. 단락 B1 또는 B2의 방법에 있어서, 반경부 충전제 틀은 제1 반경부 충전제 틀이고, 형성하는 단계는 제1 단면 형태를 가진 반경부 충전제의 제1 영역을 만들도록 제1 반경부 충전제 틀 내부에서 반경부 충전제를 형성하는 단계를 포함하며, 그리고 본 방법은,
제1 반경부 충전제 틀을 모재 공급 경로 밖으로 이동하는 단계;
제2 반경부 충전제 틀을 모재 공급 경로 안으로 이동하는 단계; 및
제2 단면 형태를 가진 반경부 충전제의 제2 영역을 만들도록 제2 반경부 충전제 틀을 이용하여 반경부 충전제를 형성하는 단계를 포함하는데, 이때 선택적으로 제1 단면 형태는 제2 단면 형태와 다르게 형성된다.
B4. 단락 B3의 방법에 있어서, 제2 반경부 충전제 틀 내부에서 반경부 충전제를 형성하는 단계는 제2 반경부 충전제 틀의 제1 면에서 모재를 받는 단계 및 제2 반경부 충전제 틀의 제2 면으로부터 반경부 충전제를 빼내는 단계를 포함하고, 선택적으로 빼내는 단계는 받는 단계와 동시에 일어난다.
B5. 단락 B3 또는 B4의 방법에 있어서, 이동하는 단계는 사출하는 단계와 동시에 일어나는 적어도 하나이고 사출하는 단계를 중단하지 않고서 수행된다.
B6. 단락 B3 내지 B5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이동하는 단계는 사출하는 단계를 중단하지 않고서 제1 영역을 만드는 것과 제2 영역을 만드는 것 사이에서 변이하는 단계를 포함한다.
B7. 단락 B3 내지 B6 중 어느 하나의 방법에 있어서, 본 방법은 제1 반경부 충전제 틀 및 제2 반경부 충전제 틀을 포함하는 형성 영역으로부터 반경부 충전제를 빼내는 단계를 더 포함하고, 선택적으로 이동하는 단계는 빼내는 단계와 동시에 일어난다.
B8. 단락 B1 내지 B7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 형성하는 단계는 모재를 압축하는 단계, 모재로부터 빈공간부를 제거하는 단계, 모재의 형태를 형성하는 단계, 모재로부터 에어 포켓을 제거하는 단계, 및 모재의 형태를 변화시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하고, 선택적으로 모재의 횡단면 형태는 반경부 충전제의 횡단면 형태와 다르게 형성되며, 또한 선택적으로 모재의 횡단면적은 반경부 충전제의 횡단면적보다 더 크게 형성된다.
B9. 단락 B1 내지 B8 중 어느 하나의 방법에 있어서, 본 방법은 반경부 충전제 틀, 제1 반경부 충전제 틀 및 제2 반경부 충전제 틀 중 적어도 하나를 포함하는 형성 영역으로부터 반경부 충전제를 빼내는 단계를 더 포함하고, 빼내는 단계는 사출하는 단계와 동시에 일어난다.
B10. 단락 B1 내지 B9 중 어느 하나의 방법에 있어서, 본 방법은 모재를 가열하는 단계를 더 포함하고, 선택적으로 가열하는 단계는 형성하는 단계 전에 모재를 가열하는 단계, 형성하는 동안 모재를 가열하는 단계, 모재에 복사열을 공급하는 단계, 및 반경부 충전제 틀을 가열하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
B11. 단락 B1 내지 B10 중 어느 하나의 방법에 있어서, 사출하는 단계는 모재를 당기는 단계, 미는 단계, 및 나아가게 하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
B12. 단락 B1 내지 B11 중 어느 하나의 방법에 있어서, 사출하는 단계는 모재 형성 장치로부터 모재를 사출하는 단계를 포함한다.
B13. 단락 B1 내지 B12 중 어느 하나의 방법에 있어서, 본 방법은 단락 A1 내지 A16 중 어느 하나의 방법을 선택적으로 이용하여 모재를 형성하는 단계를 더 포함한다.
B14. 단락 B13의 방법에 있어서, 본 방법은 미처리 영역, 중간 영역, 및 형성된 영역을 포함하는 복합 재료의 연속적인 길이부를 만드는 단계를 포함하는데, 이때 미처리 영역은 복합 테이프의 복수의 길이부들을 포함하고, 중간 영역은 모재를 포함하며, 그리고 형성된 영역은 반경부 충전제를 포함한다.
B15. 단락 B1 내지 B13 중 어느 하나의 방법에 있어서, 모재는 단락 C1 내지 C17 중 어느 하나의 모재를 포함한다.
C1. 반경부 충전제로 형성되도록 구성된 모재로서, 본 모재는,
복합 테이프의 복수의 길이부들을 포함하되, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 복합 테이프의 적어도 선택된 길이부는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 나머지의 적어도 일부에 대하여 경사각을 갖도록 배열된다.
C2. 단락 C1의 모재에 있어서, 복합 테이프의 선택된 길이부는 복합 테이프의 제1 길이부이고, 경사각은 제1 경사각이며, 그리고 모재는 복합 테이프의 제1 길이부와 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 나머지의 일부에 대하여 제2 경사각을 갖도록 배열된 복합 테이프의 제2 길이부를 포함한다.
C3. 단락 C1 또는 C2의 모재에 있어서, 경사각은 적어도 5도, 적어도 10도, 적어도 15도, 적어도 20도, 적어도 25도, 적어도 30도, 적어도 35도, 적어도 40도, 또는 적어도 45도이다.
C4. 단락 C1 내지 C3 중 어느 하나의 모재에 있어서, 경사각은 90도보다 작게, 85도보다 작게, 80도보다 작게, 75도보다 작게, 70도보다 작게, 65도보다 작게, 60도보다 작게, 55도보다 작게, 50도보다 작게, 또는 40도보다 작게 형성된다.
C5. 단락 C1 내지 C4 중 어느 하나의 모재에 있어서, 경사각은 모재의 횡단면에서 측정된다.
C6. 단락 C1 내지 C5 중 어느 하나의 모재에 있어서, 본 모재는 횡단면 형태를 형성하는데, 선택적으로 이러한 횡단면 형태는 삼각형 횡단면 형태, 쐐기형 횡단면 형태, 및 베이스와 복수의 수렴하는 굽은 측면들을 형성하는 횡단면 중 적어도 하나를 포함한다.
C7. 단락 C1 내지 C6 중 어느 하나의 모재에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들은 복합 테이프의 적어도 2개의, 적어도 4개의, 적어도 6개의, 적어도 8개의, 적어도 10개의, 적어도 12개의, 적어도 14개의, 적어도 16개의, 적어도 18개의, 적어도 20개의, 적어도 25개의, 또는 적어도 30개의 길이부들을 포함한다.
C8. 단락 C7의 모재에 있어서, 모재에 포함되는 복합 테이프의 길이부들의 수는 모재의 길이를 따라 다르게 형성된다.
C9. 단락 C1 내지 C8 중 어느 하나의 모재에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들 각각은 길이와 폭을 형성한다.
C10. 단락 C9의 모재에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 일부의 길이는 (i) 적어도 1미터(m)의, 적어도 2m의, 적어도 3m의, 적어도 4m의, 적어도 5m의, 적어도 6m, 적어도 7m의, 적어도 8m의, 적어도 9m의, 적어도 10m의, 적어도 15m의, 또는 적어도 20m의 그리고 (ii) 50m보다 작은, 40m보다 작은, 30m보다 작은, 25m보다 작은, 20m보다 작은, 15m보다 작은, 10m보다 작은, 또는 5m보다 작은 길이들 중 적어도 하나이다.
C11. 단락 C9 또는 C10의 모재에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 일부의 폭은 (i) 적어도 3밀리미터(mm)의, 적어도 4mm의, 적어도 5mm의, 적어도 6mm의, 적어도 7mm의, 적어도 8mm의, 적어도 9mm의, 적어도 10mm의, 적어도 11mm의, 적어도 12mm의, 적어도 14mm의, 적어도 16mm의, 적어도 18mm의, 적어도 20mm의, 또는 적어도 24mm의, 그리고 (ii) 50mm보다 작은, 45mm보다 작은, 40mm보다 작은, 35mm보다 작은, 30mm보다 작은, 25mm보다 작은, 20mm보다 작은, 18mm보다 작은, 16mm보다 작은, 14mm보다 작은, 12mm보다 작은, 10mm보다 작은, 8mm보다 작은, 6mm보다 작은, 또는 4mm보다 작은 폭들 중 적어도 하나이다.
C12. 단락 C10 또는 C11의 모재에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 일부는 복합 테이프의 1개의 길이부, 복합 테이프의 2개의 길이부들, 복합 테이프의 3개의 길이부들, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 25%, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 50%, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 75%, 또는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 100% 중 적어도 하나를 포함한다.
C13. 단락 C1 내지 C12 중 어느 하나의 모재에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들의 각각은 강화 섬유 매트릭스 및 수지 재료를 포함한다.
C14. 단락 C13의 모재에 있어서, 강화 섬유 매트릭스는 복수의 강화 섬유들을 포함하고, 선택적으로 복수의 강화 섬유들은 카본, 티타늄, 알루미늄, 유리, 및 금속 중 적어도 하나로부터 형성된다.
C15. 단락 C14의 모재에 있어서, 복수의 강화 섬유들의 각각의 섬유 길이방향 축은 섬유 축에 실질적으로 평행하고, 반경부 충전제는 반경부 충전제 길이방향 축을 형성하며, 그리고 선택적으로 섬유 축은 반경부 충전제 길이방향 축에 평행한 것과 상기 축에 대하여 섬유각을 갖도록 방향이 형성된 것 중 하나로 형성되고, 섬유각은 (i) 적어도 5도의, 적어도 10도의, 적어도 15도의, 적어도 20도의, 적어도 25도의, 적어도 30도의, 적어도 35도의, 적어도 40도의, 또는 적어도 45도의 그리고 (ii) 85도보다 작은, 80도보다 작은, 75도보다 작은, 70도보다 작은, 65도보다 작은, 60도보다 작은, 55도보다 작은, 50도보다 작은, 또는 40도보다 작은 섬유각들 중 적어도 하나의 섬유각을 포함한다.
C16. 단락 C14의 모재에 있어서, 복수의 강화 섬유들은 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 일부의 내부에서 2차원 배열을 형성하고, 그리고 선택적으로 2차원 배열은 메쉬, 직조된 구조물, 옷감 및 강화 섬유들의 임의의 배열체 중 적어도 하나를 포함한다.
C17. 단락 C14의 모재에 있어서, 복수의 강화 섬유들은 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 일부의 내부에서 3차원 배열을 형성하고, 선택적으로 3차원 배열은 메쉬, 직조된 구조물, 옷감, 강화 섬유들의 임의의 배열체, 및 다른 것의 상면 상에 적층되는 강화 섬유들의 둘 이상의 2차원 배열들 중 적어도 하나를 포함한다.
C18. 단락 C13 내지 C17 중 어느 하나의 모재에 있어서, 수재 재료는 에폭시를 포함한다.
C19. 반경부 충전제는 단락 C1 내지 C18 중 어느 하나의 모재로부터 형성된다.
C20. 반경부 충전제는 단락 C1 내지 C18 중 어느 하나의 모재를 포함한다.
C21. 단락 C19 또는 C20의 반경부 충전제에 있어서, 반경부 충전제는 외부 접착제 코팅을 포함하지 않는다.
C22. 복합 구조물은 단락 C19 내지 C21 중 어느 하나의 반경부 충전제를 포함한다.
C23. 항공기는 단락 C19 내지 C21 중 어느 하나의 반경부 충전제 또는 단락 C22의 복합 구조물을 포함한다.
D1. 반경부 충전제를 위한 모재를 형성하도록 구성된 모재 틀로서, 본 모재 틀은,
제1 면과 제2 면을 포함하는 틀 바디;
틀 바디의 제1 면 상에 복합 테이프의 복수의 길이부들을 받도록 구성된 복수의 제1 개구부들; 및
틀 바디의 제2 면 상에 형성된 제2 개구부를 포함하되, 복수의 제1 개구부들은 틀 바디 내부에서 제2 개구부로 수렴하고, 모재는 제2 개구부로부터 빼내지도록 구성된다.
D2. 단락 D1의 모재 틀에 있어서, 제1 면은 제2 면에 대체적으로 반대쪽에 있다.
D3. 단락 D1 또는 D2의 모재 틀에 있어서, 복수의 제1 개구부들은 수렴각을 가지고 제2 개구부로 수렴되는데, 선택적으로 수렴각은 70도보다 작은, 65도보다 작은, 60도보다 작은, 55도보다 작은, 50도보다 작은, 45도보다 작은, 40도보다 작은, 35도보다 작은, 30도보다 작은, 25도보다 작은, 20도보다 작은, 또는 15도보다 작은 경사각과 각도 중 적어도 하나를 포함한다.
D4. 단락 D1 내지 D3 중 어느 하나의 모재 틀에 있어서, 복수의 제1 개구부들은 적어도 2개, 적어도 4개, 적어도 6개, 적어도 8개, 적어도 10개, 적어도 12개, 적어도 14개, 적어도 16개, 적어도 18개, 적어도 20개, 적어도 25개, 적어도 30개의 제1 개구부들을 포함한다.
D5. 단락 D1 내지 D4 중 어느 하나의 모재 틀에 있어서, 복수의 제1 개구부들은 복수의 직사각형 개구부들, 복수의 직선형 개구부들, 및 복수의 라이너형 개구부들 중 적어도 하나를 형성한다.
D6. 단락 D1 내지 D5 중 어느 하나의 모재 틀에 있어서, 복수의 제1 개구부들 중 각각은 복수의 제1 개구부들 중 개개의 제1 개구부의 폭에 평행한 주 개구부축을 형성하고, 복수의 제1 개구부들 중 선택된 제1 개구부의 선택된 주 개구부축은 복수의 제1 개구부들 중 다른 제1 개구부의 주 개구부축에 대하여 경사각을 갖도록 방향이 형성된다.
D7. 단락 D1 내지 D6 중 어느 하나의 모재 틀에 있어서, 제2 개구부는 제2 개구부 형태를 형성하는데, 선택적으로 이러한 제2 개구부 형태는 삼각형 형태, 쐐기형 형태, 및 베이스와 복수의 수렴하도록 굽은 측면들을 형성하는 형태 중 적어도 하나를 포함한다.
D8. 단락 D1 내지 D7 중 어느 하나의 모재 틀에 있어서, 틀 바디는 고분자 재료, 수지 재료, 고분자 수지, 및 에폭시 중 적어도 하나로부터 형성될 수 있다.
D9. 단락 D1 내지 D8 중 어느 하나의 모재 틀에 있어서, 복수의 제1 개구부들 및 제2 개구부는 기계가공, 포토리소그래피, 및 3차원 프린팅 중 적어도 하나에 의해 형성된다.
E1. 반경부 충전제를 위한 모재를 형성하도록 구성된 장치로서, 본 장치는,
복합 테이프의 복수의 길이부들을 제공하도록 구성된 복합 테이프 소스부;
모재를 만들기 위하여 복합 테이프의 복수의 길이부들을 받고 복합 테이프의 복수의 길이부들을 수렴하도록 구성된 예비 형성 구조물; 및
복합 테이프 소스부와 예비 형성 구조물 사이에서 복합 테이프의 복수의 길이부들을 운반하도록 구성된 구동 기계장치를 포함한다.
E2. 단락 E1의 장치에 있어서, 본 장치는 복합 테이프의 복수의 길이부들을 예비 형성 구조물에 선택적으로 공급하도록 구성된 복합 테이프 선택 구조물을 더 포함한다.
E3. 단락 E2의 장치에 있어서, 복합 테이프의 복수의 길이부들은 복합 테이프의 미리 정해진 수의 길이부들을 포함하고, 복합 테이프 선택 구조물은 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 증가시키는 것, 복합 테이프의 길이부들의 수를 선택적으로 감소시키는 것, 및 선택 기준에 응하여 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 구성을 선택적으로 변화시키는 것 중 적어도 하나를 하도록 구성되거나 선택적으로 이러한 하나를 하도록 프로그램된 컨트롤러를 포함한다.
E4. 단락 E3의 장치에 있어서, 선택 기준은 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 단면적, 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 단면 형태, 모재로부터 형성되는 반경부 충전제의 요망되는 기계적인 강성, 및 반경부 충전제를 형성하는 데에 이용되는 반경부 충전제 틀의 형태 중 적어도 하나를 포함한다.
E5. 단락 E1 내지 E4 중 어느 하나의 장치에 있어서, 복합 테이프 소스부는 복수의 복합 테이프 소스부들 및 복스의 복합 테이프 분배기들 중 적어도 하나를 포함한다.
E6. 단락 E1 내지 E5 중 어느 하나의 장치에 있어서, 복합 테이프 소스부는 복수의 복합 테이프 롤들을 포함한다.
E7. 단락 E1 내지 E6 중 어느 하나의 장치에 있어서, 예비 형성 구조물은 단락 D1 내지 D9 중 어느 하나의 모재 틀을 포함한다.
E8. 단락 E1 내지 E7 중 어느 하나의 장치에 있어서, 본 장치는 모재를 포함하는데, 선택적으로 이러한 모재는 단락 C1 내지 C18 중 어느 하나의 모재를 포함한다.
E9. 단락 E1 내지 E8 중 어느 하나의 장치에 있어서, 모재는 단락 A1 내지 A16 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성된다.
E10. 단락 E1 내지 E9 중 어느 하나의 장치에 있어서, 본 장치는 컨트롤러를 더 포함하는데, 선택적으로 이러한 컨트롤러는 단락 A1 내지 A16 중 어느 하나의 방법을 이용하여 본 장치의 작동을 제어하도록 프로그램된다.
F1. 반경부 충전제를 형성하도록 구성된 장치로서, 본 장치는,
모재 공급 경로를 따라 모재를 공급하도록 구성된 모재 공급부; 및
모재 공급 경로 내에 위치되고, 모재를 받아 이로부터 반경부 충전제를 만들도록 구성된 반경부 충전제 틀을 포함한다.
F2. 단락 F1의 장치에 있어서, 반경부 충전제 틀은 모재 공급 경로 내에 선택적으로 위치되고, 모재를 받으며, 그리고 이로부터 제1 단면 형태를 가진 반경부 충전제의 제1 영역을 만들도록 구성된 제1 반경부 충전제 틀이고, 그리고 본 장치는,
모재 공급 경로 내에 선택적으로 위치되고, 모재를 받으며, 그리고 이로부터 제2 단면 형태를 가진 반경부 충전제의 제2 영역을 만들도록 구성된 제2 반경부 충전제 틀; 및
제1 반경부 충전제 틀을 제1 영역을 만들도록 모재 공급 경로 내에 선택적으로 위치시키고 제2 반경부 충전제 틀을 제2 영역을 만들도록 모재 공급 경로 내에 선택적으로 위치시키도록 구성된 틀 선택 구조물을 포함한다.
F3. 단락 F1 또는 F2의 장치에 있어서, 본 장치는 모재가 반경부 충전제 틀에 의해 받아지기 전에 모재를 예열하도록 구성된 예열기를 더 포함하는데, 선택적으로 이러한 예열기는 적외선 램프를 포함한다.
F4. 단락 F1 내지 F3 중 어느 하나의 장치에 있어서, 본 장치는 반경부 충전제 틀, 제1 반경부 충전제 틀, 및 제2 반경부 충전제 틀 중 적어도 하나를 가열하도록 구성된 틀 가열기를 더 포함한다.
F5. 단락 F1 내지 F4 중 어느 하나의 장치에 있어서, 본 장치는 단락 B1 내지 B15 중 어느 하나의 방법을 이용하여 반경부 충전제를 형성하도록 구성된다.
F6. 단락 F1 내지 F5 중 어느 하나의 장치에 있어서, 본 장치는 컨트롤러를 더 포함하고, 선택적으로 이러한 컨트롤러는 단락 B1 내지 B15 중 어느 하나의 방법을 이용하여 본 장치의 작동을 제어하도록 프로그램된다.
F7. 단락 F1 내지 F6 중 어느 하나의 장치에 있어서, 본 장치는 모재를 포함하는데, 선택적으로 이러한 모재는 단락 C1 내지 C18 중 어느 하나의 모재를 포함한다.
F8. 단락 F1 내지 F7 중 어느 하나의 장치에 있어서, 모재 공급부는 단락 E1 내지 E10 중 어느 하나의 장치를 포함한다.
G1. 단락 C1 내지 C18 중 어느 하나의 모재들 중 어느 하나, 단락 C19 내지 C21 중 어느 하나의 반경부 충전제들 중 어느 하나, 단락 C22의 복합 구조물, 단락 C23의 항공기, 단락 D1 내지 D9 중 어느 하나의 모재 틀, 또는 단락 E1 내지 F8 중 어느 하나의 장치를 이용한 단락 A1 내지 B15 중 어느 하나의 방법들 중 어느 하나의 사용방법.
G2. 단락 A1 내지 B15 중 어느 하나의 방법들 중 어느 하나를 이용한 단락 C1 내지 C18 중 어느 하나의 모재들 중 어느 하나, 단락 C19 내지 C21 중 어느 하나의 반경부 충전제들 중 어느 하나, 단락 C22의 복합 구조물, 단락 C23의 항공기, 단락 D1 내지 D9 중 어느 하나의 모재 틀, 또는 단락 E1 내지 F8 중 어느 하나의 장치의 사용방법.
G3. 반경부 충전제, 복합 구조물, 또는 항공기를 형성하기 위한 단락 A1 내지 B15 중 어느 하나의 방법들 중 어느 하나, 단락 C1 내지 C18 중 어느 하나의 모재들 중 어느 하나, 단락 C19 내지 C21 중 어느 하나의 반경부 충전제들 중 어느 하나, 단락 D1 내지 D9 중 어느 하나의 모재 틀, 또는 단락 E1 내지 F8 중 어느 하나의 장치의 사용방법.
G4. 반경부 충전제를 형성하도록 복합 테이프의 복수의 길이부들을 포함하는 모재의 사용방법으로서, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 제1 일부는 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 제2 일부에 대하여 경사각을 갖도록 방향이 형성된다.
G5. 복합 테이프의 복수의 길이부들을 포함하는 반경부 충전제의 사용방법으로서, 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 적어도 제1 일부는 복합 구조물을 형성하도록 복합 테이프의 복수의 길이부들 중 제2 일부에 대하여 경사각을 갖도록 방향이 형성된다.
여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "선택적인" 및 "선택적으로"는, 장치의 하나 이상의 구성요소들 또는 특징부들의 동작(action), 이동, 구성, 또는 다른 활동(activity)을 변경하는 때에, 특정 동작, 이동, 구성, 또는 다른 활동이 장치 또는 이의 하나 이상의 구성요소들의 측면에서의 사용자 조작의 직접적인 또는 간접적인 결과인 것을 의미한다.
여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "적합하게 만들어진(adapted)" 및 "구성된"은 요소, 구성요소, 또는 다른 대상물이 주어진 기능을 수행하도록 설계되고/설계되거나 의도된 것을 의미한다. 따라서, 용어 "적합하게 만들어진" 및 "구성된"의 사용은 주어진 요소, 구성요소, 또는 다른 대상물이 단순히 주어진 기능을 수행하는 것이 "가능한" 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안되고, 요소, 구성요소, 및/또는 다른 대상물이 기능을 수행하기 위하여 특별히 선택되고, 형성되고, 구현되고, 이용되고, 프로그램되고, 그리고/또는 설계되는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 요소들, 구성요소들, 및/또는 특정 기능을 수행하도록 적합하게 만들어진 것으로 열거된 다른 열거된 대상물이 상기의 기능을 수행하도록 구성된 것으로 추가적으로 또는 대안적으로 설명될 수 있다는 것 및 이와 반대의 경우는 본 발명의 범위 내에 속한다. 마찬가지로, 특정 기능을 수행하도록 구성된 것으로 열거된 대상물은 상기의 기능을 수행하도록 작동하는 것으로 추가적으로 또는 대안적으로 설명될 수 있다.
여기에서 개시된 장치들의 다양한 요소들 및 방법들의 단계들은 본 발명에 따른 모든 장치들 및 방법들에 대하여 요구되는 것은 아니고, 본 발명은 여기에서 개시된 다양한 요소들 및 단계들의 모든 신규하고 비자명한 조합들 및 하위조합들을 포함한다. 또한, 여기에서 개시된 다양한 요소들 및 단계들 중 하나 이상은 개시된 장치 또는 방법 전체로부터 별개이고 분리된 독립적인 진보된 대상물을 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 진보된 대상물은 여기에서 명백하게 개시된 특정 장치들 및 방법들과 관련되어야 하는 것이 요구되지 않고, 이러한 진보된 대상물은 여기에서 명백하게 개시되지 않은 장치들 및/또는 방법들에서 유용성을 찾을 수 있다.
30 ... 복합 구조물 150 ... 복합 테이프 소스부
160 ... 복합 테이프 220 ... 복합 테이프 선택 구조물
230 ... 예비 형성 구조물 234 ... 모재 틀
290 ... 모재 306 ... 반경부 충전제 틀
390 ... 반경부 충전제

Claims (15)

  1. 예비 형성 구조물(230)을 이용하여 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 받는 단계를 포함하되, 받는 단계는 예비 형성 구조물(230)의 제1 면(242) 상에서 복수의 제1 개구부들(246)을 통하여 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 끌어당기는 단계를 포함하고;
    모재(290)를 형성하도록 예비 형성 구조물(230) 내부에서 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 결합하는 단계를 포함하며; 그리고
    예비 형성 구조물(230)로부터 모재(290)를 빼내는 단계를 포함하되, 빼내는 단계는 예비 형성 구조물(230)의 제2 면(250) 상에서 제2 개구부(254)로부터 모재(290)를 사출하는 단계를 포함하고, 받는 단계, 결합하는 단계, 및 빼내는 단계는 동시에 수행되는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은 모재(290)로부터 형성되는 반경부 충전제(390)의 요망되는 단면적, 모재(290)로부터 형성되는 반경부 충전제(390)의 요망되는 단면 형태, 및 모재(290)로부터 형성되는 반경부 충전제(390)의 요망되는 기계적인 강성 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 기초로 하여, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 폭, 상대적인 방향, 및 구성 재료 중 적어도 하나를 선택적으로 다르게 하는 단계를 더 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들은 복합 테이프(160)의 미리 정해진 수의 길이부들을 포함하고 본 방법은 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 선택적으로 다르게 하는 단계를 포함하되, 선택적으로 다르게 하는 단계는 (i) 모재(290)로부터 형성되는 반경부 충전제(390)의 단면적을 증가시키는 것과 모재(290)로부터 형성되는 반경부 충전제(390)의 기계적인 강성을 변화시키는 것 중 적어도 하나를 위해 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 선택적으로 증가시키는 단계 및 (ii) 반경부 충전제(390)의 단면적을 감소시키는 것과 반경부 충전제(390)의 기계적인 강성을 변화시키는 것 중 적어도 하나를 위해 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 선택적으로 감소시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 선택적으로 다르게 하는 단계는 사출하는 단계, 받는 단계, 결합하는 단계, 및 빼내는 단계와 동시에 수행되는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 결합하는 단계는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 복합 테이프(160)의 적어도 제1 길이부를 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 복합 테이프(160)의 제2 길이부에 평행하지 않은 평면에서 방향이 형성되도록 배열하는 단계를 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 결합하는 단계는 모재(290)를 형성하도록 모재 틀(234)의 내부에서 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 수렴하는 단계를 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    반경부 충전제 틀(306)을 통하여 연장형성된 모재 공급 경로(294)를 따라 모재(290)를 사출하는 단계; 및
    반경부 충전제 틀(306)의 내부에서 모재(290)로부터 반경부 충전제(390)를 형성하는 단계를 더 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 형성하는 단계는 반경부 충전제 틀(306)의 제1 면에서 모재(290)를 받는 단계 및 반경부 충전제 틀(306)의 제2 면으로부터 반경부 충전제(390)를 빼내는 단계를 포함하고, 빼내는 단계는 받는 단계와 동시에 일어나는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 방법은 모재(290)를 가열하는 단계를 더 포함하는데, 가열하는 단계는 형성하는 단계 전에 모재(290)를 가열하는 단계, 형성하는 동안 모재(290)를 가열하는 단계, 모재(290)에 복사열을 공급하는 단계, 및 반경부 충전제 틀(306)을 가열하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하는 방법.
  10. 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 제공하도록 구성된 복합 테이프 소스부(150);
    모재(290)를 만들기 위하여 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 받고 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 수렴하도록 구성된 예비 형성 구조물(230); 및
    복합 테이프 소스부(150)와 예비 형성 구조물(230) 사이에서 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 운반하도록 구성된 구동 기계장치(120)를 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하도록 구성된 장치(300).
  11. 제10항에 있어서, 상기 장치(300)는 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 예비 형성 구조물(230)에 선택적으로 공급하도록 구성된 복합 테이프 선택 구조물(220)을 더 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하도록 구성된 장치(300).
  12. 제11항에 있어서, 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들은 복합 테이프(160)의 미리 정해진 수의 길이부들을 포함하고, 복합 테이프 선택 구조물(220)은 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 선택적으로 증가시키는 것, 복합 테이프(160)의 길이부들의 수를 선택적으로 감소시키는 것, 및 선택 기준에 응하여 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들 중 적어도 하나의 구성을 선택적으로 변화시키는 것 중 적어도 하나를 하도록 프로그램된 컨트롤러(224)를 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하도록 구성된 장치(300).
  13. 제12항에 있어서, 선택 기준은 모재(290)로부터 형성되는 반경부 충전제(390)를 위한 요망되는 단면적, 모재(290)로부터 형성되는 반경부 충전제(390)를 위한 요망되는 단면 형태, 모재(290)로부터 형성되는 반경부 충전제(390)의 요망되는 기계적인 강성, 및 반경부 충전제(390)를 형성하는 데에 이용되는 반경부 충전제 틀(306)의 형태 중 적어도 하나를 포함하는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하도록 구성된 장치(300).
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 형성 구조물(230)은 모재 틀(234)을 포함하는데,
    모재 틀(234)은,
    제1 면(242)과 제2 면(250)을 포함하는 틀 바디(238);
    틀 바디(238)의 제1 면(242) 상에 복합 테이프(160)의 복수의 길이부들을 받도록 구성된 복수의 제1 개구부들(246); 및
    틀 바디(238)의 제2 면(250) 상에 형성된 제2 개구부(254)를 포함하되, 복수의 제1 개구부들(246)은 틀 바디(238) 내부에서 제2 개구부(254)로 수렴하고, 모재(290)는 제2 개구부(254)로부터 빼내지도록 구성되는 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하도록 구성된 장치(300).
  15. 제14항에 있어서, 복수의 제1 개구부들(246) 중 각각은 복수의 제1 개구부들(246) 중 개개의 제1 개구부(246)의 폭에 평행한 주 개구부축(247)을 형성하고, 복수의 제1 개구부들(246) 중 선택된 제1 개구부(246)의 선택된 주 개구부축은 복수의 제1 개구부들(246) 중 다른 제1 개구부(246)의 다른 주 개구부축에 대하여 경사각(245)을 갖도록 방향이 형성된 반경부 충전제(390)를 위한 모재(290)를 형성하도록 구성된 장치(300).
KR1020130065435A 2012-08-06 2013-06-07 복합 구조물들을 위한 반경부 충전제들, 반경부 충전제들을 포함하는 복합 구조물들, 및 이와 같은 것을 형성하는 시스템들과 방법들 KR102054523B1 (ko)

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