WO2015005126A1 - 補強構造体の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a reinforcing structure.
  • a fiber reinforced composite material for example, carbon fiber reinforced plastic; CFRP
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • a stringer longitudinal penetrating material
  • the skin to which the stringer is attached is hereinafter referred to as a reinforcing structure.
  • a fiber reinforced composite material may be used in the same manner as the skin.
  • a hardened stringer is placed on the uncured skin via an adhesive.
  • the skin is cured by heat and pressure, and the stringer is integrally bonded to the skin.
  • the hardened stringer Before being bonded to the skin, the hardened stringer may be processed for dimensional adjustment. When the processing is performed, the fiber component is exposed on the processed surface. That is, a fiber exposed surface is formed on a part of the stringer.
  • ⁇ Current or voltage may be applied to the reinforcing structure during operation.
  • a lightning current or a high voltage may be added to the reinforcing structure due to lightning.
  • edge glow may occur due to the applied current or voltage.
  • Patent Document 1 A technique for preventing edge glow is disclosed in Patent Document 1 (US2008 / 0128430A1).
  • Patent Document 1 discloses that a fiber exposed surface is sealed with a thermosetting resin layer and that the sealed resin layer is cured.
  • thermosetting resin layer As described in Patent Document 1, when the exposed fiber surface is sealed with a thermosetting resin layer, a step of curing the thermosetting resin layer is required. Therefore, the manufacturing process increases.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a reinforcing structure capable of preventing edge glow without increasing the number of manufacturing steps.
  • a method for manufacturing a reinforcing structure includes a step of preparing a stringer having a fiber exposed surface, a step of disposing an insulating protective material so as to cover at least a part of the fiber exposed surface, A step of arranging a stringer on the skin having a cured resin component and a step of curing the skin after the step of arranging the stringer are provided.
  • the insulating protective material has a composite material in which a resin component and an insulating fiber component are combined.
  • the step of curing the skin includes a step of simultaneously curing the skin and the insulating protective material.
  • a method for manufacturing a reinforcing structure capable of preventing edge glow without increasing the manufacturing process.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main wing member to which a reinforcing structure according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a reinforcing structure.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a reinforcing structure.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a reinforcing structure.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a reinforcing structure.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a reinforcing structure.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a reinforcing structure.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a reinforcing structure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main wing member 20 to which the reinforcing structure 1 according to the first embodiment is applied.
  • the main wing member 20 includes a pair of skins 2 (2-1, 2-2) and a spar 16.
  • the spar 16 is disposed between the skin 2-1 and the skin 2-2.
  • a fuel tank 15 is formed by a region surrounded by the skin 2-1, the skin 2-2, and the spar 16.
  • a stringer 3 is joined to the skin 2, thereby forming a reinforcing structure 1. That is, the reinforcing structure 1 includes a skin 2 and a stringer 3.
  • a fiber reinforced composite material in which a fiber component and a thermosetting resin component are combined is used as the skin 2 and the stringer 3.
  • the fiber reinforced composite material for example, a carbon fiber reinforced plastic material is used.
  • an edge glow may occur as described above.
  • the stringer 3 disposed in the fuel tank 15 is particularly required to prevent edge glow.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing the reinforcing structure 1. As described above, the reinforcing structure 1 has the skin 2 and the stringer 3.
  • the stringer 3 has a plate portion 4.
  • the plate portion 4 has an adhesive surface 5 and an end surface 6, and is bonded to the skin 2 at the adhesive surface 5.
  • the end surface 6 is a portion processed after the stringer 3 is cured, and is a fiber exposed surface.
  • the stringer 3 is provided with an insulating protective layer 8 so as to cover the end face 6.
  • an insulating protective layer 8 By providing the insulating protective layer 8, the fiber component exposed on the fiber exposed surface is insulated from the fuel. Thereby, edge glow discharge is prevented.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing the reinforcing structure 1.
  • Step S1 Preparation of a stringer
  • a cured stringer 3 is prepared.
  • the stringer 3 includes a fiber component and a resin component, and the fiber component is impregnated in the resin component. Thereby, the surface of the stringer 3 is covered with the resin component.
  • the end face 6 of the stringer 3 is polished for the purpose of adjusting the dimensions. Thereby, the end surface 6 becomes a fiber exposed surface.
  • Step S2 Arrangement of Insulation Protection Material
  • the insulation protection material 9 is applied (arranged) to the stringer 3.
  • the insulating protective material 9 is attached so as to cover at least a part of the end face 6.
  • a composite material in which an uncured thermosetting resin component 13 and an insulating fiber component 14 are combined is suitably used. Specifically, in this embodiment, a glass fiber component is used as the fiber component 14. As the insulating protective material 9, a glass fiber reinforced plastic material is preferably used.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the end face 6.
  • the insulating protective material 9 is attached only to a part of the end surface 6 so as to be separated from the bonding surface 5.
  • the insulating protective material 9 is affixed so that the covered region 12-1 and the exposed region 12-2 are formed on the end face 6.
  • the covered region 12-1 is a region covered with the insulating protective material 9.
  • the exposed region 12-2 is a region where the end face 6 is exposed.
  • the exposed region 12-2 is provided between the covering region 12-1 and the adhesive surface 5.
  • the exposed region 12-2 is set to a region that is covered with the flowed adhesive 10 (described later).
  • Step S3 Arrangement of Stringers Subsequently, as shown in FIG. 6, the stringers 3 are arranged on the uncured skin 2. Specifically, first, the adhesive 10 is applied to the bonding surface 5, and then the stringer 3 is placed on the skin 2 so that the bonding surface 5 adheres to the skin 2.
  • thermosetting resin sheet is preferably used as the adhesive 10.
  • Step S4 Curing Next, the skin 2 and the insulating protective material 9 are cured simultaneously. That is, the resin components of the skin 2 and the insulating protective material 9 are simultaneously cured. The skin 2 and the insulating protective material 9 are cured by, for example, heat and pressure. At this time, the adhesive 10 is also cured. As a result, the stringer 3 is integrally bonded to the skin 2 and the reinforcing structure 1 is obtained.
  • the adhesive 10 flows out from the end of the plate portion 4.
  • the exposed region 12-2 on the end surface 6 is covered with the adhesive 10 that has flowed out.
  • the end surface 6 is covered with the insulating protective material 9 and the adhesive 10, and the insulating protective layer 8 is formed.
  • the reinforcing structure 1 according to this embodiment is obtained by the method described above.
  • the hardening of the insulating protective material 9 and the hardening of the skin 2 are performed in the same process. Therefore, the fiber exposed surface (end surface 6) can be sealed without newly adding a process for curing the insulating protective material 9. That is, a reinforcing structure that can prevent edge glow can be manufactured without increasing the number of manufacturing steps.
  • the insulating protective material 9 since a composite material such as a glass fiber reinforced plastic material can be used as the insulating protective material 9, no special technique is required to seal the exposed fiber surface. Further, the weight of the reinforcing structure 1 hardly increases.
  • step S2 the insulating protective material 9 is attached only to a part of the end surface 6 so that the insulating protective material 9 and the bonding surface 5 are separated from each other. Thereby, edge glow can be prevented while maintaining the strength of the reinforcing structure. This point will be described below.
  • the fiber component contained in the insulating protective material 9 is between the skin 2 and the adhesive surface 5.
  • the mixed fiber component may cause the stringer 3 to peel from the skin 2.
  • strength mix between the stringer 3 and skin 2 which have high intensity
  • the insulating protective material 9 is attached only to a part of the end face 6 so that the exposed region 12-2 is formed. For this reason, the insulating protective material 9 is not mixed between the adhesive surface 5 and the skin 2.
  • the exposed region 12-2 is covered with the adhesive 10 that has flowed out from the end portion. That is, the fiber exposed surface (end surface 6) is covered with at least one of the insulating protective material 9 and the adhesive 10. As a result, the fiber exposed surface is completely covered with the insulating protective layer 8, and edge glow is prevented.
  • the flow-out of the adhesive 10 can be an obstacle to work in the subsequent process, but in the present embodiment, the flow-out is used in reverse.
  • the reinforcing structure 1 applied to the fuel tank 15 of the main wing member 20 has been described.
  • the reinforcing structure 1 is not necessarily used for the fuel tank 15 and can be suitably used for other applications as long as it is necessary to prevent edge glow.
  • the insulating protective material 9 is not limited to the glass fiber reinforced plastic material, and may be a composite material in which the resin component 13 and the insulating fiber component 14 are combined.
  • nylon fiber or the like may be used as the insulating fiber component 14.
  • the resin component contained in the skin 2, the resin component contained in the stringer 3, the resin component 13 contained in the insulating protective material 9, and the adhesive 10 are preferably the same component. When these components are the same, the physical properties of each part become close, and the strength of the entire reinforcing structure 1 can be increased.
  • a resin component contained in the skin 2 a resin component contained in the stringer 3, a resin component 13 contained in the insulating protective material 9, and the adhesive 10, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, or the like is used. Is possible.
  • the stringer 3 is disposed on the skin 2 after the insulating protective material 9 is applied to the stringer 3 (after step S2).
  • the insulating protective material 9 may be applied to the stringer 3 after the stringer 3 is disposed on the skin 2. Even in this case, the skin 2 and the insulating protective material 9 can be cured in the same process.
  • the adhesive 10 is applied to the stringer 3 before the application of the insulating protective material 9 (step S2). Specifically, as shown in FIG. 8, the adhesive 10 is applied so as to wrap the end face 6. That is, the adhesive surface 5 and the end surface 6 are completely covered by the adhesive 10. Thereafter, the insulating protective material 9 is applied from above the adhesive 10 so as to cover a part of the end face 6.
  • the adhesive 10 is preferably a sheet.
  • the end surface 6 which is the fiber exposed surface is covered with the adhesive 10. Therefore, the exposed region 12-2 is reliably covered with the adhesive 10. This makes it possible to prevent edge glow more reliably.
  • JP2013-146810 This application claims priority based on a Japanese patent application (JP2013-146810). That disclosure is incorporated herein by reference.

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Abstract

 補強構造体の製造方法は、繊維露出面を有するストリンガーを準備する工程と、繊維露出面の少なくとも一部を覆うように、絶縁保護材を配置する工程と、未硬化の樹脂成分を有するスキン上に、ストリンガーを配置する工程と、ストリンガーを配置する工程の後に、スキンを硬化させる工程とを有する。絶縁保護材は、樹脂成分と絶縁性の繊維成分とを含む複合材料を備える。スキンを硬化させる工程は、スキンと絶縁保護材とを同時に硬化させる工程を含んでいる。補強構造体の製造方法では、製造工程を増加させることなく、エッジグローを防止することができる。

Description

補強構造体の製造方法
 本発明は、補強構造体の製造方法に関する。
 航空機の主翼部材などには、スキン(外板)として、繊維成分と樹脂成分とが組み合わされた繊維強化複合材料(例えば、炭素繊維強化プラスチック;CFRP)が用いられる場合がある。スキンには、強度を高める為、ストリンガー(縦貫材)が取り付けられる場合がある。ストリンガーが取り付けられたスキンは、以下、補強構造体と称される。ストリンガーとしても、スキンと同様に、繊維強化複合材料が用いられる場合がある。
 補強構造体の製造時には、硬化済みのストリンガーが、未硬化のスキン上に接着剤を介して配置される。次いで、熱及び圧力などにより、スキンが硬化され、ストリンガーがスキンに一体に接合される。
 スキンに接合される前に、硬化済みのストリンガーは、寸法の調整などのため、加工される場合がある。加工が行われると、加工面において、繊維成分が露出する。すなわち、ストリンガーの一部に、繊維露出面が形成される。
 補強構造体には、運用時に、電流又は電圧が加えられる場合がある。例えば、航空機の主翼部材として用いられる場合、雷などにより、雷電流又は高電圧が補強構造体に付加される場合がある。繊維露出面が存在する場合、付加された電流又は電圧により、エッジグローが生じる場合がある。
 エッジグローを防止するための技術が、特許文献1(US2008/0128430A1)に開示されている。特許文献1には、繊維露出面を熱硬化性樹脂層によりシールする点、及びシールした樹脂層を硬化させる点が開示されている。
US2008/0128430A1
 特許文献1に記載されるように、繊維露出面を熱硬化性樹脂層によりシールした場合、熱硬化性樹脂層を硬化させる工程が必要となる。そのため、製造工程が増加してしまう。
 一方、ストリンガーをスキンに接着し、スキンを硬化させた後に、繊維露出面にゴム材などのシール材を適用することも考えられる。しかし、この場合においても、シール材を適用するために製造工程が増加する。また、部品点数も増加してしまう。
 そこで、本発明の課題は、製造工程を増加させることなく、エッジグローを防止することができる補強構造体の製造方法を提供することにある。
 本発明の一実施形態に係る補強構造体の製造方法は、繊維露出面を有するストリンガーを準備する工程と、繊維露出面の少なくとも一部を覆うように、絶縁保護材を配置する工程と、未硬化の樹脂成分を有するスキン上に、ストリンガーを配置する工程と、ストリンガーを配置する工程の後に、スキンを硬化させる工程とを備える。絶縁保護材は、樹脂成分と絶縁性の繊維成分とが組み合わされた複合材料を有する。スキンを硬化させる工程は、スキンと絶縁保護材とを同時に硬化させる工程を含んでいる。
 本発明によれば、製造工程を増加させることなく、エッジグローを防止することができる補強構造体の製造方法が提供される。
図1は、本発明の第1実施形態に係る補強構造体が適用された主翼部材を示す概略断面図である。 図2は、補強構造体の一例を示す概略断面図である。 図3は、補強構造体の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図4は、補強構造体の製造方法の一例を示す概略断面図である。 図5は、補強構造体の製造方法の一例を示す概略断面図である。 図6は、補強構造体の製造方法の一例を示す概略断面図である。 図7は、補強構造体の製造方法の一例を示す概略断面図である。 図8は、補強構造体の製造方法の一例を示す概略断面図である。
 以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。
[第1実施形態]
 図1は、第1実施形態に係る補強構造体1が適用された主翼部材20を示す概略断面図である。図1に示されるように、主翼部材20は、一対のスキン2(2-1、2-2)、及びスパー16を有している。スパー16は、スキン2-1とスキン2-2との間に配置されている。スキン2-1、スキン2-2、及びスパー16により囲まれた領域により、燃料タンク15が形成されている。また、スキン2には、ストリンガー3が接合されており、これによって補強構造体1が構成されている。すなわち、補強構造体1は、スキン2及びストリンガー3を含んでいる。
 スキン2及びストリンガー3としては、それぞれ、繊維成分と熱硬化性の樹脂成分とが組み合わされた繊維強化複合材が用いられる。この繊維強化複合材としては、例えば、炭素繊維強化プラスチック材が用いられる。ここで、ストリンガー3に繊維露出面が存在していると、既述のようにエッジグローが生じる場合がある。繊維露出面が燃料タンク15内に存在する場合、エッジグローにより、燃料に着火する可能性がある。従って、燃料タンク15内に配置されるストリンガー3に対しては、エッジグローの防止が特に求められる。
 図2は、補強構造体1を示す概略断面図である。上述のように、補強構造体1は、スキン2、及びストリンガー3を有している。
 ストリンガー3は、板部分4を有している。板部分4は、接着面5及び端面6を有しており、接着面5においてスキン2に接合される。端面6は、ストリンガー3の硬化後に加工された部分であり、繊維露出面となっている。
 ストリンガー3には、端面6を覆うように、絶縁保護層8が設けられている。絶縁保護層8が設けられていることにより、繊維露出面において露出した繊維成分と燃料との間が絶縁される。これにより、エッジグロー放電が防止される。
 続いて、本実施形態に係る補強構造体1の製造方法を説明する。図3は、補強構造体1の製造方法を示すフローチャートである。
 ステップS1:ストリンガーの準備
 まず、硬化済みのストリンガー3が準備される。ストリンガー3は、既述のように、繊維成分と樹脂成分とを含んでおり、繊維成分は樹脂成分に含浸されている。これにより、ストリンガー3の表面は樹脂成分によって覆われている。次いで、寸法の調整などを目的として、ストリンガー3の端面6が研磨される。これにより、端面6が繊維露出面になる。
 ステップS2;絶縁保護材の配置
 次いで、図4に示されるように、ストリンガー3に、絶縁保護材9が適用(配置)される。絶縁保護材9は、端面6の少なくとも一部を覆うように、貼り付けられる。
 絶縁保護材9としては、未硬化の熱硬化性樹脂成分13と絶縁性の繊維成分14とが組み合わされた複合材料が好適に用いられる。具体的には、本実施形態では、繊維成分14としては、ガラス繊維成分が用いられる。絶縁保護材9としては、ガラス繊維強化プラスチック材が好適に用いられる。
 図5は、端面6の構成を示す概略断面図である。本ステップでは、絶縁保護材9が、接着面5と離隔するように、端面6の一部にのみ貼り付けられる。言い換えれば、絶縁保護材9は、端面6に被覆領域12-1と露出領域12-2とが形成されるように、貼り付けられる。被覆領域12-1は、絶縁保護材9によって被覆された領域である。一方、露出領域12-2は、端面6が露出した領域である。露出領域12-2は、被覆領域12-1と接着面5との間に設けられる。
 尚、露出領域12-2は、流れ出した接着剤10(後述)により覆われるような領域に、設定される。
 ステップS3;ストリンガーの配置
 続いて、図6に示されるように、ストリンガー3が未硬化のスキン2上に配置される。具体的には、まず、接着面5に接着剤10が適用され、その後、接着面5がスキン2に接着するように、ストリンガー3がスキン2上に配置させられる。
 尚、接着剤10としては、熱硬化性樹脂シートが好適に用いられる。
 ステップS4;硬化
 次いで、スキン2及び絶縁保護材9が同時に硬化させられる。すなわち、スキン2及び絶縁保護材9のそれぞれの樹脂成分が、同時に硬化させられる。スキン2及び絶縁保護材9は、例えば、熱及び圧力により、硬化される。この際、接着剤10も硬化させられる。これにより、ストリンガー3がスキン2に一体に結合し、補強構造体1が得られる。
 ここで、硬化時には、接着剤10が、板部分4の端部から流れ出す。図7に示されるように、流れ出た接着剤10により、端面6における露出領域12-2が覆われる。その結果、絶縁保護材9及び接着剤10により端面6が覆われ、絶縁保護層8が形成される。
 以上説明した方法により、本実施形態に係る補強構造体1が得られる。
 本実施形態によれば、絶縁保護材9の硬化と、スキン2の硬化とが、同一工程で行われる。従って、絶縁保護材9を硬化させる為の工程を新たに追加することなく、繊維露出面(端面6)をシールすることが可能となる。すなわち、製造工程を増加させることなく、エッジグローを防止することができる補強構造体を、製造することができる。
 また、絶縁保護材9としては、ガラス繊維強化プラスチック材などの複合材料を用いることができるため、繊維露出面をシールするために特殊な技術は不要である。また、補強構造体1の重量もほとんど増加しない。
 加えて、本実施形態によれば、ステップS2において、絶縁保護材9が、絶縁保護材9と接着面5とが離隔するように、端面6の一部にのみ貼り付けられる。これにより、補強構造体の強度を保ったまま、エッジグローを防止することができる。この点について、以下に説明する。
 仮に、繊維露出面である端面6を完全に覆うように絶縁保護材9を適用した(貼り付けた)場合、絶縁保護材9に含まれる繊維成分が、スキン2と接着面5との間に混入する可能性がある。混入した繊維成分は、ストリンガー3がスキン2から剥離する原因になり得る。また、高い強度を有するストリンガー3とスキン2との間に、強度が低いガラス繊維等の繊維成分が混入すると、補強構造体1の強度が低下する。
 これに対して、本実施形態によれば、図5に示されるように、絶縁保護材9は、露出領域12-2が形成されるように、端面6の一部にのみ貼り付けられる。このため、接着面5とスキン2との間に絶縁保護材9が混入しない。また、露出領域12-2は、端部から流れ出た接着剤10により被覆される。すなわち、繊維露出面(端面6)は、絶縁保護材9及び接着剤10の少なくとも一方により被覆される。結果として、繊維露出面は、絶縁保護層8により完全に覆われ、エッジグローが防止される。接着剤10の流れ出しは、通常であれば、後工程における作業の障害となりうるが、本実施形態では、その流れ出しが逆に利用される。
 尚、本実施形態では、主翼部材20の燃料タンク15に適用される補強構造体1について説明した。但し、補強構造体1は、必ずしも燃料タンク15に用いられるものである必要はなく、エッジグローを防止する必要があれば、他の用途にも好適に用いることができる。
 また、本実施形態では、絶縁保護材9として、ガラス繊維強化プラスチック材が用いられる場合について説明した。但し、絶縁保護材9は、ガラス繊維強化プラスチック材に限定されるものではなく、樹脂成分13と絶縁性の繊維成分14とが組み合わされた複合材料であればよい。例えば、絶縁性の繊維成分14として、ナイロン繊維などが用いられてもよい。
 また、スキン2に含まれる樹脂成分、ストリンガー3に含まれる樹脂成分、絶縁保護材9に含まれる樹脂成分13、及び接着剤10は、同一成分であることが好ましい。これらの成分が同一であることにより、各部分の物理的性質が近くなり、補強構造体1全体の強度を高めることができる。
 また、スキン2に含まれる樹脂成分、ストリンガー3に含まれる樹脂成分、絶縁保護材9に含まれる樹脂成分13、及び接着剤10としては、例えば、エポキシ系樹脂、及びアクリル系樹脂などを用いることが可能である。
 また、本実施形態では、絶縁保護材9がストリンガー3に適用された後に(ステップS2の後に)、ストリンガー3がスキン2上に配置される。但し、絶縁保護材9は、ストリンガー3がスキン2上に配置された後に、ストリンガー3に適用されてもよい。この場合であっても、スキン2と絶縁保護材9とを同一工程で硬化させることが可能である。
[第2実施形態]
 続いて、第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態に対して、接着剤10の適用部分が工夫されている。その他の点については、第1の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
 本実施形態では、絶縁保護材9の適用(ステップS2)の前に、接着剤10がストリンガー3に適用される。具体的には、図8に示されるように、接着剤10が、端面6を包み込むように、適用される。すなわち、接着剤10により、接着面5及び端面6が完全に覆われる。その後、接着剤10の上から、絶縁保護材9が端面6の一部を覆うように、適用される。尚、接着剤10としては、シート状のものが好ましく用いられる。
 本実施形態によれば、接着剤10により、繊維露出面である端面6が被覆される。そのため、露出領域12-2が確実に接着剤10により被覆される。これにより、より確実にエッジグローを防止することが可能となる。
 本出願は、日本国特許出願(JP2013-146810)に基づいて優先権を主張する。その開示は、引用によりここに組み込まれる。
 

Claims (7)

  1.  繊維露出面を有するストリンガーを準備する工程と、
     前記繊維露出面の少なくとも一部を覆うように、絶縁保護材を配置する工程と、
     未硬化の樹脂成分を有するスキン上に、前記ストリンガーを配置する工程と、
     前記ストリンガーを配置する工程の後に、前記スキンを硬化させる工程と
    を具備し、
     前記絶縁保護材は、樹脂成分と絶縁性の繊維成分とを有する複合材料を備え、
     前記スキンを硬化させる工程は、前記スキンと前記絶縁保護材とを同時に硬化させる工程を含んでいる
    補強構造体の製造方法。
  2.  請求項1に記載された補強構造体の製造方法であって、
     前記ストリンガーは、板部分を有し、
     前記板部分は、
      前記スキンに接着させられる接着面と、
      端面とを有し、
     前記繊維露出面は、前記板部分の端面に設けられている
    補強構造体の製造方法。
  3.  請求項2に記載された補強構造体の製造方法であって、
     前記絶縁保護材を配置する工程は、前記絶縁保護材と前記接着面とが離隔するように、前記端面の一部に前記絶縁保護材を配置する工程を含んでいる
    補強構造体の製造方法。
  4.  請求項2又は3に記載された補強構造体の製造方法であって、
    更に、
     前記絶縁保護材を配置する工程の前に、前記接着面及び前記端面を覆うように、前記ストリンガーに接着剤を配置する工程、
    を具備する
    補強構造体の製造方法。
  5.  請求項1乃至4のいずれかに記載された補強構造体の製造方法であって、
     前記繊維成分は、ガラス繊維を含んでいる
    補強構造体の製造方法。
  6.  請求項1乃至5のいずれかに記載された補強構造体の製造方法であって、
     前記ストリンガーを準備する工程は、
      硬化済みの炭素繊維強化プラスチック材を準備する工程と、
      前記硬化済みの炭素繊維強化プラスチック材の一部を加工することにより、前記ストリンガーを得る工程とを含んでいる
    補強構造体の製造方法。
  7.  請求項1乃至6のいずれかに記載された補強構造体の製造方法であって、
     前記スキンは、炭素繊維強化プラスチック材を含んでいる
    補強構造体の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9849965B2 (en) 2013-07-12 2017-12-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Manufacturing method of reinforced structure
US9856009B2 (en) 2013-07-12 2018-01-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Manufacturing method of reinforcing structure

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6580359B2 (ja) 2015-03-31 2019-09-25 三菱重工業株式会社 構造体製造方法および構造体
WO2018127976A1 (ja) * 2017-01-06 2018-07-12 株式会社ジャムコ ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部をシールする絶縁被覆方法
US10745104B2 (en) * 2018-03-02 2020-08-18 The Boeing Company Stringer transition through a common base charge
CN110293695B (zh) * 2019-06-03 2021-12-24 西安飞机工业(集团)有限责任公司 一种基于已固化蒙皮的加筋壁板成型装置和成型方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080128430A1 (en) 2006-10-13 2008-06-05 The Boeing Company Edge seals for composite structure fuel tanks
JP2010523357A (ja) * 2007-03-30 2010-07-15 エアバス・オペレーションズ・ゲーエムベーハー 構造部品の製造方法
JP2012162147A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合材構造体、これを備えた航空機主翼および航空機胴体
JP2012187808A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭素繊維強化プラスチック構造体及び燃料タンク
JP2013146810A (ja) 2012-01-18 2013-08-01 Disco Corp 装着工具セット及びマルチブレードの装着方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4786426B2 (ja) 2005-10-06 2011-10-05 三菱重工業株式会社 ファスナ
CA2660326A1 (en) 2006-08-17 2008-02-21 Airbus Deutschland Gmbh Production method for a workpiece composed of a fibre-composite material, and a fibre-composite component in the form of a profile with a profile cross section which varies over its length
FR2909919B1 (fr) * 2006-12-13 2012-12-07 Eads Ccr Procede de fabrication d'une piece complexe en materiau composite a fibres longues et a matrice thermodurcissable
US8834668B2 (en) * 2008-11-19 2014-09-16 The Boeing Company Staged cocuring of composite structures
EP2251250A1 (en) * 2009-05-05 2010-11-17 Sika Technology AG Bonding with adhesive beads or plots
GB0912015D0 (en) * 2009-07-10 2009-08-19 Airbus Operations Ltd Stringer
DE102010042970A1 (de) 2010-05-12 2011-11-17 Airbus Operations Gmbh Strukturbauteil mit verbesserter Leitfähigkeit und mechanischer Festigkeit sowie Verfahren zu dessen Herstellung
ES2415773B1 (es) 2011-12-29 2014-09-02 Airbus Operations S.L. Método de fabricación de piezas de material compuesto con cambios de espesor
JP6204093B2 (ja) 2013-07-12 2017-09-27 三菱重工業株式会社 補強構造体の製造方法
JP6204092B2 (ja) 2013-07-12 2017-09-27 三菱重工業株式会社 補強構造体の製造方法
US9403350B2 (en) * 2013-12-16 2016-08-02 The Nordam Group, Inc. Flash control metal bonding

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080128430A1 (en) 2006-10-13 2008-06-05 The Boeing Company Edge seals for composite structure fuel tanks
JP2010523357A (ja) * 2007-03-30 2010-07-15 エアバス・オペレーションズ・ゲーエムベーハー 構造部品の製造方法
JP2012162147A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合材構造体、これを備えた航空機主翼および航空機胴体
JP2012187808A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭素繊維強化プラスチック構造体及び燃料タンク
JP2013146810A (ja) 2012-01-18 2013-08-01 Disco Corp 装着工具セット及びマルチブレードの装着方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3020539A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9849965B2 (en) 2013-07-12 2017-12-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Manufacturing method of reinforced structure
US9856009B2 (en) 2013-07-12 2018-01-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Manufacturing method of reinforcing structure

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