KR20180039108A - 링 형상 프레임 제조 방법 - Google Patents

Abstract

복합 재료로 이루어진 링 형상 프레임을 제조하기 위한 방법은, - 서로 축 방향으로 상대 이동 가능하며 사이에 둘레 홈(11)이 형성되는 적어도 두 개의 동축 서브 조립체(81, 82)를 포함하며 상기 프레임의 전체 평면 내에 배치되는 조립체 위에서 건조 섬유로 이루어진 적어도 하나의 관형 케이싱(9)을 미끄럼 이동시키는 단계와; - 두 개의 서브 조립체(81, 82)의 사이에 제공되는 상기 홈(11)의 내부로 관형 케이싱(9)의 일부를 힘을 가하여 밀어 넣고 상기 홈(11)의 내부에 관형 케이싱(9)의 상기 부분(90)을 유지하도록 상기 두 개의 서브 조립체(81, 82)를 조이는 단계와; - 건조 섬유로 이루어진 예비 성형품(15)을 획득하기 위하여, 홈(11)의 외부에 있는 케이싱(9)의 두 개의 부분(91, 92)을 결합한 다음 이렇게 해서 얻어진 결합체(93)를 두 개의 서브 조립체(81, 82) 중 하나 위로 접는 단계; 그리고 - 중합화에 의해 상기 예비 성형품(15)을 고화시키는 단계를 포함한다.

Description

링 형상 프레임 제조 방법

본 발명은 합성 수지 매트릭스로 예비 함침된 또는 건조 섬유 기반 보강 재료를 포함하는 복합 재료로 이루어지는 부분의 분야에 관한 것이다.

본 발명은 주로, 복합제 환형 프레임, 특히, 예를 들어, 항공기, 보다 구체적으로는 비행기의, 일반적으로 복합 재료로 이루어지는 동체에 마련되기 위한 현창(porthole)용 프레임의 제조 분야에 적용가능하다.

종래 항공기 포털 프레임(portal frame)은 원형 또는 바람직하게는 타원형이며, 상기 프레임은 단일 평면 내에 포함되지 않는다; 프레임은 곡선형으로 형성됨으로써, 장치 동체의 원통형에 가장 잘 맞춰질 수 있다.

특히, 비행기의 현창 프레임은 다수의 기능을 수행하여야 한다.

한편, 현창 프레임은 장치의 동체에 체결되도록 되어 있으며, 이에 따라 포탈이 밀봉 가스켓에 의해 체결될 수 있도록 되어 있다.

다른 한편으로, 현창 프레임은, 특히, 강도 및 강성 면에서 우수한 특성을 갖추어야 하며, 장치 동체의 내측과 외측 사이에 완벽한 밀봉이 유지될 수 있도록 하여야 한다.

부차적으로, 현창 프레임은 항공기의 동체와 연속적인 소정의 표면을 제공함으로써, 장치의 공기 역학적 및 음향학적 특성에 부합하게 된다. 또한, 현창 프레임은 현창의 유리로 된 구성 요소의 장착을 촉진한다.

결과적으로, 항공기용 포탈 프레임의 생산에 있어서, 소정 개수의 제약을 고려할 필요가 있다.

보다 구체적으로, 장치 또는 동체의 현창 프레임 및 그외 다른 부분 사이에는 계면이 존재한다.

포탈 프레임(10)의 예시적인 일 실시예의 사시도가 도 1A에 도시되어 있다. 야기되고 있는 쟁점 사안의 용이한 이해를 위해, 상기 계면이 포탈 프레임(10)의 단면도를 도시한 첨부 도면 도 1B에 음영을 띤 회색으로 상세히 도시되어 있다.

따라서, 예를 들어, 포탈 프레임(10)의 구역(1)의 내면은 현창의 시일(seal)과 협력하도록 되어 있다.

구역(2)의 뒤축(heel) 외면은 장치 동체와의 사이의 데드 스페이스(dead space)를 제한하는 한편 장치 동체 상에 포탈 프레임(10)이 배치될 수 있도록 형성되어야 한다.

구역(3)은 항공기 동체에 포탈 프레임(10)을 체결하기 위한 체결구(piercing)을 수용한다.

프레임(10)의 원통형 스커트(skirt)(16)의 자유 단부에 마련된 구역(4)의 내면은 현창의 파지 부분과 관련한 용도를 갖는다.

마지막으로, 항공기 동체의 음향학적 및 공기 역학적 특성을 보장하기 위하여, 구역(5)의 외면은 항공기 동체와 현창 사이의 표면 연속성을 보장한다.

복합 재료로 이루어진 포탈 프레임을 제조하기 위하여, 다수의 예비 성형품을 개별적으로 생산하는 단계로 이루어진 방법이 공지되어 있다. 이들 예비 성형품은 이후 하나로 합쳐지며, 이렇게 해서 얻어진 조립체는 수지 사출 및 경화에 의해 적절한 금형 내에서 고화된다.

그러나, 이러한 방법은 상당 수의 단계를 포함하며, 실시가 복잡할 수도 있다. 또한, 다양한 예비 성형품 사이의 접합 구역은 강도가 약할 수도 있다.

또한, 국제 특허 출원 제 WO 2013/139714 호에는, 섬유상 보강재를 갖춘 복합 재료로 이루어진 포탈 프레임을 제조하기 위한 방법이 공지되어 있다.

여기서, 포탈 프레임은 단면 윤곽이 대략 T-자형으로, 서로 다른 방향으로 연장하는 세 개의 날개를 포함하여, 코어 및 기부를 형성한다.

이러한 현창 프레임을 획득하기 위하여, 다수의 단계가 수행된다. 우선, 관형의 섬유상 예비 성형품 또는 자루(sock)가 플레이팅(plaiting) 방법을 사용하여 형성된다. 관형 자루는 이후 평평한 관형 밴드를 형성하도록 평탄화 처리되며, 이후 복수의 평평한 밴드(band)가 공구의 제 1 면에 적용되어 현창 프레임의 코어를 구성한다.

제 1 예비 성형 단계에 따르면, 소정 띠(strip)의 일부가 공구의 제 2 면 상으로 아래로 접힌다. 제 2 예비 성형 단계에서, 다른 띠의 일부가 공구의 제 3 면 상으로 아래로 접힌다. 이들 예비 성형 단계는 프레임 기부의 구축을 허용하기 위한 용도로서, 프레임 기부는 보강 접힘부를 사용하는 드레이핑(draping) 단계에 의해 완성된다.

이렇게 해서 얻어진 섬유상 예비 성형품은 이후, 예를 들어, 수지 사출 또는 주입에 의해 고화된다.

그러나, 상기 문서에 따른 방법은 다수의 예비 성형 단계를 포함할 뿐만 아니라, 예비 성형품의 고화 후 얻어지는 프레임의 두 개의 단부 사이에서 접합 문제가 야기된다.

또한, 문서 제 US 2012/225087 호에는, 특히, 길이를 따라 다수의 직경을 포함하는 복잡한 관형의 특수 위빙(weaving)을 필요로 하는, 창 프레임, 휠 테두리, 또는 연소실을 제조하기 위한 방법이 공지되어 있다.

이 방법은 실시가 복잡하며, 비표준적인 관형 예비 성형품을 필요로 한다.

특허 문서 제 WO 2011/041435 호에는 외측의 직선형 부분 및 이른바 "조글(joggle)" 부분을 포함하는 단면 형상을 갖추며, 항공기 동체에 대해 밀봉 가능한, 항공기용 포탈 프레임의 생산이 기재되어 있다.

이 방법에서, 최초 예비 성형품은 평평하게 형성되며, 일 단부에 통상의 탄소 섬유를 그리고 타단에 이른바 신장 파단(stretch broken) 탄소 섬유를 포함한다. 예비 성형품은 최종 프레임에 소망하는 형상을 부여하기 위하여 금형 내에서 압축된다.

이 방법은 상당수의 단계가 수행되어야 함에 따라 복잡하다는 문제가 있다. 또한, 이러한 방법을 사용할 경우, 특히, 전체 단면에 걸쳐 일정한 두께를 갖춘 부분을 획득하기가 어렵다. 마지막으로, 이렇게 얻어진 예비 성형품의 두 개의 단부 사이의 접합은 쟁점 사항이 되고 있다.

또한, 일반적으로, 본 출원인은 당 업계에 적용 가능한 포탈 프레임의 섬유상 내부 구조와 관련하여 몇 가지 단점을 제시한 바 있다.

보다 구체적으로, 포탈의 이음부에 근접함으로 인해, "접합 구역(junction zone)"으로 불리우는 표면(6)에서 프레임의 단면을 취한 후 현미경 검사를 사용하여 섬유의 배치 상태를 분석한 결과, 각도가 상당히 날카로울 뿐만 아니라 상당한 두께 편차를 갖는 상기 섬유가 상당한 방향 변화 누적을 나타내었다.

그 결과, 각도 이내의 범위로 이동하는 경향이 있는 섬유의 적절한 배치뿐만 아니라 외부 가압을 통한 섬유의 정확한 가압이 상당히 가상적이다.

또한, 표면(7) 또는 "굴곡 구역(bend zone)"에서는 섬유의 접힘 문제가 야기된다

이로 이해, 포탈 프레임의 기계적 특성이 실질적으로 저하되는 경향이 있는데, 전술한 바와 같은 유형의 부분에서 만족하여야 하는 안전상의 제약의 견지에서 이러한 단점은 해소되어야만 한다.

결과적으로, 본 발명은 포탈 프레임의 기계적 특성을 개선하기 위하여 종래 기술의 포탈 프레임이 통상 직면하게 되는, 특히, 섬유의 배치에 관한 문제를 해소하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 방법은 또한, 단일체의 링 형상 프레임을 제조하여, 접합부에 위치한 부분의 강도 약화 문제를 방지할 수 있다.

이를 위해, 본 발명은 복합 재료로 이루어진 링 형상 프레임을 제조하기 위한 방법으로서, 적어도,

- 서로 축 방향으로 상대 이동 가능하며 사이에 둘레 홈이 형성되는 적어도 두 개의 동축 서브 조립체를 포함하며, 상기 프레임의 전체 평면 내에 배치되는 조립체 위에서 건조 섬유로 이루어지고 상기 홈의 대칭 평면과 직교하는 적어도 하나의 관형 케이싱을 미끄럼 이동시키는 단계와;

- 두 개의 서브 조립체 사이에 제공되는 상기 홈의 내부로 관형 케이싱의 일부를 힘을 가하여 밀어 넣고 상기 홈의 내부에 관형 케이싱의 상기 부분을 유지하도록 상기 두 개의 서브 조립체를 조이는 단계와;

- 건조 섬유로 이루어진 예비 성형품을 획득하기 위하여, 홈의 외부에 있는 케이싱의 두 개의 부분을 결합한 다음, 이렇게 해서 얻어진 결합체를 두 개의 서브 조립체 중 하나 위로 접는 단계; 그리고

- 수지를 분사하거나 주입한 다음, 상기 수지의 중합화를 허용하는 특정 온도 및 압력 조건을 적용하여 상기 예비 성형품을 고화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 복합 재료로 이루어진 링 형상 프레임을 제조하기 위한 방법으로서, 적어도,

- 서로 축 방향으로 상대 이동 가능하며 사이에 둘레 홈이 형성되는 적어도 두 개의 동축 서브 조립체를 포함하며, 상기 프레임의 전체 평면 내에 배치되는 조립체 위에서 수지로 예비 함침된 섬유로 이루어지고 상기 홈의 대칭 평면과 직교하는 적어도 하나의 관형 케이싱을 미끄럼 이동시키는 단계와;

- 두 개의 서브 조립체 사이에 제공되는 상기 홈의 내부로 관형 케이싱의 일부를 힘을 가하여 밀어 넣고, 상기 홈의 내부에 관형 케이싱의 상기 부분을 유지하도록 상기 두 개의 서브 조립체를 조이는 단계와;

- 예비 함침 섬유로 이루어진 예비 성형품을 획득하기 위하여, 홈의 외부에 있는 케이싱의 두 개의 부분을 결합한 다음, 이렇게 해서 얻어진 결합체를 두 개의 서브 조립체 중 하나 위로 접는 단계; 그리고

- 상기 수지의 중합화를 허용하는 특정 온도 및 압력 조건을 적용하여 상기 예비 성형품을 고화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법의 일 변형예에 따르면, 홈의 외부에 위치하는 케이싱의 두 개의 부분을 결합하기 위한 위상은, 케이싱의 상기 두 개의 부분 중 하나가 홈의 상기 대칭 평면의 연장 선상에서 세워지며 서로의 사이에 각도를 형성하는 상기 부분이 수지로 예비 함침된 섬유 또는 건조 섬유를 갖는 띠 재료에 결합되는 위상으로 교체된다.

유리하게는, 홈의 바닥은 제조되는 상기 프레임의 내부 가장자리와 유사한 만곡부를 구비한다.

본 발명의 다른 특성에 따르면, 상기 조립체는 맨드럴과 대향 맨드럴로 구성된다.

본 발명의 다른 특성에 따르면, 케이싱은 고리 형태로 구성되는 와이어형 구성 요소를 사용하여 홈의 내부로 밀어 넣어지며, 와이어형 구성 요소는 상기 케이싱을 바닥에 맞대어 밀어 넣을 때까지 상기 홈에 파지되어 있다.

흥미롭게는, 다수의 관형 케이싱이 상기 조립체 상에 중첩된다.

본 발명은 다수의 이점을 갖는다. 한편, 전술한 방법은 간단하면서도, 효과적이고, 특히, 비용면에서 효율적이다. 보다 적은 비용으로 단일의 기본 예비 성형품을 생산함으로써, 전체 단면에 걸쳐 거의 유사한 두께를 갖는 프레임을 획득할 수 있다. 또한, 프레임의 두께는, 필요한 경우, 건조 또는 예비 함침 섬유로 이루어진 복수 개의 관형 케이싱의 중첩을 사용하여 용이하게 제어될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법은 액체 수지를 주입하기 위한 회전 성형 방법과 완전히 호환 가능하다.

본 발명에 따른 방법은 또한, 섬유의 방위 보존 또는 섬유의 방위 중첩으로 인해, 특히 강도 및 강성 면에서 특히 흥미있는 기계적 특성을 갖춘 부분의 생산을 보장한다.

다른 장점으로서, 이러한 방법을 사용함으로써, 예비 성형품의 내부 가장자리가 섬유를 절단하지 않고 형성됨에 따라, 포탈 프레임과 현창의 이음부 사이에 접합을 형성하는 밀봉 립(lip)의 양이 개선된다.

본 발명의 그외 다른 특징 및 장점이 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 비제한적인 실시예의 아래의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다:
도 1A는 항공기에 마련되도록 되어 있는 링 형상의 포탈 프레임의 사시도를 개략적으로 나타내며, 도 1B는 장치의 이러한 프레임 및 그외 다른 구성 요소 사이의 상이한 계면을 예시하는, 상기 프레임의 단면도를 나타내며;
도 2 및 그 이하는 본 발명의 방법에서 수행되는 각종 단계의 바람직한 일 실시예를 개략적으로 나타내며, 특히;
도 2A 및 도 2B는 각각, 하나의 조립체의 두 개의 서브 조립체가 이들 두 개의 서브 조립체의 사이에 홈을 형성하도록 배치되어 있는 상태 그리고 상기 조립체 상에서의 플레이팅 처리된 섬유로 이루어진 관형 케이싱의 미끄럼 이동을 나타내며;
도 3A 및 도 3B는 각각, 상기 홈의 내부로 상기 관형 케이싱의 일부를 밀어 넣기 위한 파지 수단의 배치 상태 그리고 파지 수단에 잡아당김 힘을 인가하여 홈의 바닥을 향해 케이싱의 일부를 대칭 이동시키는 상태를 나타내며;
도 4A는 조립체의 홈에 채워진 관형 케이싱 부분의 단면도로서, 생성되는 프레임 내측의 만곡부와 유사한 만곡부를 갖는 상기 홈의 바닥을 나타내며, 도 4B는 홈에 위치하고 있지 않은 관형 케이싱의 두 개의 부분의 결합을 나타내며, 도 4C는 조립체를 구성하는 서브 조립체 중 하나의 면 중 하나로의, 공구를 사용한, 관형 케이싱을 접힘 과정을 나타내며;
도 5A, 도 5B 및 도 5C는 홈의 바닥이 직선형이며 특정 곡률로 형성되지 않음에 따라, 상이한 단면을 갖는 프레임의 생산을 허용하는 상이한 실시예를 나타내며;
도 6은 본 발명에 따른 프레임의 다른 실시예를 나타낸다.

본 발명은 대략 원형의 또는 바람직하게는 타원형의, 복합 재료로 이루어지는 링 형상의 프레임(10)을 생산할 수 있는 방법에 관한 것으로, 상기 프레임(10)은 도 1에 도시되어 있다.

바람직하게는, 본 발명의 방법의 각종 단계를 수행하여 얻어지는 링 형상의 프레임(10)은 항공기 엔진의 동체, 보다 구체적으로는, 비행기 동체에 구비되도록 되어 있으며, 상기 동체는 유리하게는 복합 재료로 형성될 수 있다.

도 2A 및 도 2B를 참조하면, 방법의 제 1 단계에서, 자루(sock) 타입의, 섬유로 이루어진 적어도 하나의 관형 케이싱(9)이 조립체(8) 상으로 미끄럼 이동되며, 이러한 조립체는 적어도 두 개의 서브 조립체(81, 82)를 포함하며 전체적으로 원통형인 것이 바람직하다.

상기 관형 케이싱(9)은, 예를 들어, 유리, 폴리아미드, 또는 바람직하게는 탄소로 이루어지며, 고분자 수지로 예비 함침된 또는 건조 플레이팅(plaiting) 처리 섬유로 구성되는 것이 유리하다.

플레이팅 처리된 탄소로 이루어지는 관형 케이싱(9)이 특히 유리한데, 그 이유는 상기 플레이트(plait)의 변형 능력이 제어 가능하기 때문이다.

또한, 생산하고자 하는 링 형상 프레임(10)의 둘레부에 따라, 다수의 상이한 직경이 상업적으로 이용 가능하다.

도면에는 도시되지 않는 흥미로운 일 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 다수의 서로 중첩된 관형 케이싱(9)을 조립체(8) 상에서 미끄럼 이동시키는 것을 고려할 수 있다.

이에 따라, 유리하게는, 생산되는 프레임(10)의 단면 두께를 부과된 제약에 따라 선택할 수 있다. 또한, 각기 섬유의 특정한 상보적인 방위를 갖는 다수의 플레이팅 처리된 관형 케이싱(9)의 적층을 고려할 수 있다.

관형 케이싱(9) 내부의 섬유의 방위는, 한편으로는 조립체(8)의 둘레부에 가까운 경우 상기 케이싱(9)이 구속되는 형상의 둘레부에 좌우되며, 다른 한편으로는 케이싱(9)의 직경에 좌우된다.

결과적으로, 상이한 직경을 갖는 케이싱(9)을 주의 깊게 선택함으로써, 등거리가 유사한 동종의 조립체를 획득하기 위하여 상이한 상보적인 섬유 방위를 갖출 수 있다.

바람직한 일 실시예에서, 조립체(8) 상에 적어도 하나의 관형 섬유 케이싱(9)을 배치하기 전에, 상기 케이싱(9)은 링 형상 프레임(10)의 생산에 적절한 길이를 갖도록 절단된다.

적어도 관형 케이싱(9)이 그 위에서 미끄럼 이동하며 조립체(8)를 구성하는 상기 두 개의 서브 조립체(81, 82)는 서로 상대 이동 가능하다. 일반적으로, 두 개의 서브 조립체 중 하나의 조립체(82)는 정지 상태로 유지되는 제 2 서브 조립체(81)에 대해 상대 이동하도록 안내된다.

흥미로운 예시의 일 실시예에 있어서, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 두 개의 서브 조립체는 맨드럴(81)과 대향 맨드럴(82)로 구성되며, 대향 맨드럴(82)이 상기 맨드럴(81) 상에서 안내되고, 관형 케이싱(9)이 맨드럴(81, 82)의 외면에 장착된다.

조립체(8)의 일반적인 형상은 본 방법을 사용하여 생산하고자 하는 링 형상의 현창 프레임(10)의 형상에 상응하여야 함이 이해될 것이다.

두 개의 서브 조립체(81, 82)의 사이, 바람직하게는, 맨드럴(81)과 대향 맨드럴(82)의 사이에는, 링 형상 프레임(10)의 전체 평면에 위치하며 관형 케이싱이 조립체(8) 상에서 미끄럼 이동하는 경우 그 대칭 평면이 상기 관형 케이싱(9)과 직교하는 둘레 홈(11)이 형성된다.

도 3A 및 도 3B를 참조하면, 후속 단계는 관형 섬유 케이싱(9)의 일부(90)에 힘을 가하여 홈(11)의 내부로 이동시키는 단계를 포함한다.

특히 바람직하게는, 이 단계는, 특히, 낚싯줄 유형의 링크로 이루어질 수 있는 조임 수단(12)을 통해 수행된다.

상기 조임 수단(12)은 대략 둘레 홈(11)의 대칭 평면에서 관형 케이싱(9)의 외측에 원주 방향으로 배치되는 것이 유리하다.

도 3B 및 도 4B를 참조하면, 조임 수단(12)에 잡아당김 힘이 인가됨에 따라 관형 케이싱(9)의 부분(90)이 상기 홈(11)의 대칭 평면에 대해 대칭적으로 홈(11)의 바닥(13)을 향해 이동하도록 된다.

특히 유리하게는, 서브 조립체(81, 82)의 사이에 형성되는 홈(11)의 바닥(13)은 생산되는 프레임(10)의 형상 또는 만곡부와 유사한 형상 또는 만곡부를 구비한다.

따라서, 도 4A 내지 도 4C에 도시된 실시예에서, 홈(11)의 상기 바닥(13)은 포탈 프레임(10)의 접합 구역(6)의 단면 형상에 대응하는 단면 형상을 갖는다. 이러한 예가 파선으로 나타내어진 원 및 화살표를 사용하여 도 4A에 보다 구체적으로 도시되어 있다.

그리고, 두 개의 서브 조립체(81, 82), 예를 들어, 맨드럴(81)과 대향 맨드럴(82)을 파지하여 섬유 케이싱(9)의 부분(90)이 홈(9)에 유지될 수 있도록 한다.

보다 구체적으로, 우선, 홈(11)의 내부로 관형 케이싱(9)이 이동하는 동안에는 맨드럴(81) 상에서 대향 맨드럴(82)을 약하게 파지하여, 이미 상기 홈(11)의 내부에 있는 케이싱(11)의 부분에 인가되는 압력을 유지한다. 주름 형성(creasing)을 방지하기 위하여, 이와 같이 인가되는 압력은 케이싱(9)의 이동에 약간의 저항력을 제공하여, 형상화 동안 상기 케이싱(9)의 섬유에 인가되는 장력을 유지할 수 있다.

이러한 동작의 말기에, 관형 케이싱(9)이 홈(11)의 바닥(13)에 도달하면, 맨드럴(81)과 대향 맨드럴(82) 사이의 압력이 증가하여, 관형 케이싱(9)이 최종 상태로 봉쇄되도록 되며, 이후, 예를 들어, 상기 수단(12)이 와이어 유형 링크로 구성되는 경우 수단의 두 개의 단부 중 하나에 간단한 잡아당김 힘을 인가함으로써 파지 수단(12)이 제거된다.

이때, 본 방법에서, 도 4A에 도시된 바와 같이, 상기 케이싱(9)의 일부가 상기 홈(11)의 외측에 유지되어 있었던 상태에서, 관형 케이싱(9)의 부분(90)이 홈(11)의 내부에서 바닥(13)에 포획된다.

보다 구체적으로, 케이싱(9)의 두 개의 부분(91, 92)이 마련되며, 상기 두 개의 부분(91, 92)은 각각 상기 홈(11)의 어느 일측에서 연장되며 홈의 양측에서 전체적으로 대칭형으로 마련되는 관형 케이싱의 최단 가장자리로 구성된다.

케이싱(9)의 상기 두 개의 부분(91, 92)은 이후 대략 홈(11)의 대칭 평면에서 결합체(93)로 하나로 합쳐진다. 이 단계는 도 4B에 보다 구체적으로 도시되어 있다.

도 4C를 참조하면, 두 개의 서브 조립체(81, 82) 중 하나에 획득된 상기 결합체(93)는 이어서, 포탈 프레임(10)의 원통형 스커트(16)를 형성하기 위하여 하방으로 접힌다. 한편, 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 결합체(93)는 맨드럴(81)의 외면(810) 상으로 되돌아가게 된다.

바람직하게는, 결합체(93)는 케이싱(9)의 구성에 적절한 형상을 갖는 공구(83)를 사용하여 원통형 스커트(16)의 형태로 하방으로 접히며, 이에 따라, 예비 성형품(15)에 도달하여 링 형상의 포탈 프레임(10)이 획득되도록 할 수 있다.

상기 프레임(10)의 생산을 완료하기 위하여, 상기 예비 성형품(15)이 고화된다.

예비 성형품(15)이 고분자 수지로 예비 함침된 플레이팅 처리 섬유로 이루어진 적어도 하나의 관형 케이싱(9)을 포함하는 경우에는, 상기 수지의 중합화를 허용하는 온도 및 압력 조건 하에 배치하는 간단한 방식으로 상기 예비 성형품(15)의 고화가 이루어진다.

예비 성형품(15)이 건조 섬유로 이루어지는 예시적인 실시예에 있어서, 예비 성형품은 고분자 수지를 분사 또는 주입하여 고화되어, 적절한 온도 및 압력 조건을 적용함으로써 상기 수지가 중합화 처리되도록 할 수 있다.

예를 들면, 상기 케이싱((9)의 형태 형성 단계를 수행하기 전에, 상기 케이싱(9)이 맨드럴(81)과 대향 맨드럴(82)의 조립체 상에 미끄럼 이동하면, 관형 케이싱(9)의 외면에 에폭시 수지 분무액을 분사하는 것을 고려할 수 있다.

이러한 사전 분사 작업에 의하면, 유리하게는, 최종적으로 획득되는 예비 성형품(15)에 기계적 강도를 부여할 수 있어, 특히, 맨드럴(81, 82)을 분해하는, 필요하다면 절단하는 경우에, 또는 상기 예비 성형품(15)의 성형 동안 용이한 조작이 이루어지도록 할 수 있다.

사실, 예비 성형품(15)의 고화 단계는 금형 내에 액상 수지를 저압 사출 성형하는 공정을 사용하여 수행될 수 있다.

더욱이, 특히 유리하게는, 복합제 프레임(10)의 생산을 자동화할 수 있도록, 예비 성형품(15)을 직접 금형에서 생산하는 것을 고려할 수 있다.

본 발명이 항공기, 특히, 비행기에 구비하도록 되어 있는 링 형상의 현창 프레임(10)을 생산하기 위해, 보다 구체적으로 바람직한 일 실시예에 기재되어 있다.

그러나, 기재된 방법이 현창 프레임의 생산으로만 제한되는 것으로 이해하여서는 안되며, 보다 일반적으로으로는, 특히, 대체로 링 형상이며 복합 재료로 이루어진 기부로 구성되는 비제한적인 프레임을 획득하기 위해 유리한 새로운 실시예를 정의할 수 있다.

이를 위해, 도 5A 내지 도 5C에는, 모든 측면에 계면이 부과되는 특정 형태의 "접합 구역"(6)이 없는, 항공기에 구비하도록 되어 있는 프레임에 비해 간소화된 단면을 갖는 환형 프레임의 제조가 예시되어 있다.

본 실시예에서, 홈(11)의 바닥(13)은 상기 홈(11)의 나머지 부분과 마찬가지로 직선형이다.

본 발명에 따른 방법이 특히 흥미로운 이유는, 제한된 수의 작업으로 환형 프레임(10)을 제조할 수 있기 때문이며, 또한, 다수의 예비 성형품 사이의 또는 동일한 단일 예비 성형품의 두 개의 단부 사이의 접합 문제없이, 전체적으로 원통형의 맨드럴과 대향 맨드럴 조립체 상에 형성되는 섬유로 이루어진 연속적인 관형 케이싱(9)이 사용되기 때문이다.

도 6을 참조하면, 상이한 단면을 갖는 프레임, 특히, 문서 제 WO 2013/139714 호에 개시된, 즉, T-자형 프레임을 생산하기 위해 본 발명에 따른 방법이 실시될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

이러한 형상은, 케이싱(9)의 두 개의 부분(91, 92)을 홈(11)에 밀어 넣은 후 함께 하나로 결합하는 것이 아니라, 한편으로는 합성 수지 매트릭스에 예비 함침된 또는 건조 섬유 기반의 보강 재료로 이루어진 띠(9')가 상기 부분(91, 92)에 결합되며, 다른 한편으로는 공구(83)가 부분(91, 92) 모두에 맞대어 띠(9')를 가압하면서, 단 하나의 부분, 이 경우, 부분(92)만을 다른 하나의 부분, 이 경우, 부분(91)과 각도를 형성하도록 세워 유지하는 방식에 의해 달성된다. 따라서, 부분(91)과 이 부분에 결합되는 띠 부분(9')은 프레임의 나머지 부분으로부터 돌출되는 둘레 부분을 구성한다.

유리하게는, 띠(9')는 맨드럴(81)과 부분(91) 상에서 미끄럼 이동하며 부분(92)에 대해 다른 절반 부분이 세워져 유지되는 관형 케이싱으로 구성된다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에 의하면 접합 구역이 없는 T-자형 단면을 갖는 프레임을 생산할 수 있다.

이미 언급한 바와 같이, 도 6에서, 케이싱(9)이 제 2 케이싱(9)에 의해 덧대어짐으로써 프레임의 두께를 증가시킴에 주목하여야 한다. 물론, 두 개 이상의 케이싱(9)을 중첩할 수 있다.

8: 조립체 9: 관형 케이싱
10: 프레임 11: 홈
15: 예비 성형품 81, 82: 서브 조립체
91, 92: 부분 93: 결합체

Claims (9)

1. 복합 재료로 이루어진 링 형상 프레임(10)을 제조하기 위한 방법으로서, 적어도,
   - 서로 축 방향으로 상대 이동 가능하며 사이에 둘레 홈(11)이 형성되는 적어도 두 개의 동축 서브 조립체(81, 82)를 포함하며, 상기 프레임(10)의 전체 평면 내에 배치되는 조립체(8)의 위에서 건조 섬유로 이루어지고 상기 홈(11)의 대칭 평면과 직교하는 적어도 하나의 관형 케이싱(9)을 미끄럼 이동시키는 단계와;
   - 두 개의 서브 조립체(81, 82)의 사이에 제공되는 상기 홈(11)의 내부로 관형 케이싱(9)의 일부(90)를 힘을 가하여 밀어 넣고, 상기 홈(11)의 내부에 관형 케이싱의 상기 부분(90)을 유지하도록 상기 두 개의 서브 조립체(81, 82)를 조이는 단계와;
   - 건조 섬유로 이루어진 예비 성형품(15)을 획득하기 위하여, 홈(11)의 외부에 있는 케이싱(9)의 두 개의 부분(91, 92)을 결합한 다음 이렇게 해서 얻어진 결합체(93)를 두 개의 서브 조립체(81, 82) 중 하나 위로 접는 단계; 그리고
   - 수지를 분사하거나 주입한 다음, 상기 수지의 중합화를 허용하는 특정 온도 및 압력 조건을 적용하여 상기 예비 성형품(15)을 고화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
2. 복합 재료로 이루어진 링 형상 프레임(10)을 제조하기 위한 방법으로서, 적어도,
   - 서로 축 방향으로 상대 이동 가능하며 사이에 둘레 홈(11)이 형성되는 적어도 두 개의 동축 서브 조립체(81, 82)를 포함하며, 상기 프레임(10)의 전체 평면 내에 배치되는 조립체(8)의 위에서 수지로 예비 함침된 섬유로 이루어지고 상기 홈(11)의 대칭 평면과 직교하는 적어도 하나의 관형 케이싱(9)을 미끄럼 이동시키는 단계와;
   - 두 개의 서브 조립체(81, 82)의 사이에 제공되는 상기 홈(11)의 내부로 관형 케이싱(9)의 일부(90)를 힘을 가하여 밀어 넣고, 상기 홈(11)의 내부에 관형 케이싱의 상기 부분(90)을 유지하도록 상기 두 개의 서브 조립체(81, 82)를 조이는 단계와;
   - 예비 함침 섬유로 이루어진 예비 성형품(15)을 획득하기 위하여, 홈(11)의 외부에 있는 케이싱(9)의 두 개의 부분(91, 92)을 결합한 다음, 이렇게 해서 얻어진 결합체(93)를 두 개의 서브 조립체(81, 82) 중 하나 위로 접는 단계; 그리고
   - 상기 수지의 중합화를 허용하는 특정 온도 및 압력 조건을 적용하여 상기 예비 성형품(15)을 고화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
3. 복합 재료로 이루어진 링 형상 프레임(10)을 제조하기 위한 방법으로서, 적어도,
   - 서로 축 방향으로 상대 이동 가능하며 사이에 둘레 홈(11)이 형성되는 적어도 두 개의 동축 서브 조립체(81, 82)를 포함하며, 상기 프레임(10)의 전체 평면 내에 배치되는 조립체(8)의 위에서 건조 섬유로 이루어지고 상기 홈(11)의 대칭 평면과 직교하는 적어도 하나의 관형 케이싱(9)을 미끄럼 이동시키는 단계와;
   - 두 개의 서브 조립체(81, 82)의 사이에 제공되는 상기 홈(11)의 내부로 관형 케이싱(9)의 일부(90)를 힘을 가하여 밀어 넣고, 상기 홈(11)의 내부에 관형 케이싱의 상기 부분(90)을 유지하도록 상기 두 개의 서브 조립체(81, 82)를 조이는 단계; 그리고
   - 홈(11)의 외부에 있는 케이싱(9)의 상기 두 개의 부분(91, 92) 중 하나를 홈의 상기 대칭 평면의 연장선 상에서 세우고, 서로 각도를 형성하는 상기 부분을 건조 섬유를 구비한 띠 재료(9')에 결합하는 단계; 그리고
   - 수지를 분사하거나 주입한 다음, 상기 수지의 중합화를 허용하는 특정 온도 및 압력 조건을 적용하여 상기 예비 성형품(15)을 고화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
4. 복합 재료로 이루어진 링 형상 프레임(10)을 제조하기 위한 방법으로서, 적어도,
   - 서로 축 방향으로 상대 이동 가능하며 사이에 둘레 홈(11)이 형성되는 적어도 두 개의 동축 서브 조립체(81, 82)를 포함하며, 상기 프레임(10)의 전체 평면 내에 배치되는 조립체(8)의 위에서 수지로 예비 함침된 섬유로 이루어지고 상기 홈(11)의 대칭 평면과 직교하는 적어도 하나의 관형 케이싱(9)을 미끄럼 이동시키는 단계와;
   - 두 개의 서브 조립체(81, 82)의 사이에 제공되는 상기 홈(11)의 내부로 관형 케이싱(9)의 일부(90)를 힘을 가하여 밀어 넣고, 상기 홈(11)의 내부에 관형 케이싱의 상기 부분(90)을 유지하도록 상기 두 개의 서브 조립체(81, 82)를 조이는 단계; 그리고
   - 홈(11)의 외부에 있는 케이싱(9)의 상기 두 개의 부분(91, 92) 중 하나를 홈의 상기 대칭 평면의 연장선 상에서 세우고, 서로 각도를 형성하는 상기 부분을 수지로 예비 함침된 띠 재료(9')에 결합하는 단계; 그리고
   - 상기 수지의 중합화를 허용하는 특정 온도 및 압력 조건을 적용하여 상기 예비 성형품(15)을 고화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 띠 재료는 관형 케이싱(9')으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 홈(11)의 바닥(13)은 생산되는 상기 프레임(10)의 내부 가장자리의 만곡부와 유사한 만곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조립체(8)는 맨드럴(81)과 대향 맨드럴(82)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   케이싱은 고리 형태로 구성되는 와이어형 구성 요소를 사용하여 홈의 내부로 밀어 넣어지며, 와이어형 구성 요소는 상기 케이싱을 바닥에 맞대어 밀어 넣을 때까지 상기 홈의 내부에 파지되어 있는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   다수의 관형 케이싱(9)이 상기 조립체(8) 상에 중첩되는 것을 특징으로 하는 프레임(10)의 생산 방법.
   
   

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