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特開2019-217752衝撃損傷耐性を改善するための層間波形を有する積層複合構造体、ならびにそれを形成するシステムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-217752(P2019-217752A)
(43)【公開日】2019年12月26日
(54)【発明の名称】衝撃損傷耐性を改善するための層間波形を有する積層複合構造体、ならびにそれを形成するシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 70/44 20060101AFI20191129BHJP
   B64C 1/06 20060101ALI20191129BHJP
   B64C 1/00 20060101ALI20191129BHJP
   B29C 70/06 20060101ALI20191129BHJP
   B32B 5/28 20060101ALI20191129BHJP
【FI】
   B29C70/44
   B64C1/06
   B64C1/00 B
   B29C70/06
   B32B5/28 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
【外国語出願】
【全頁数】37
(21)【出願番号】特願2018-231475(P2018-231475)
(22)【出願日】2018年12月11日
(31)【優先権主張番号】15/898,214
(32)【優先日】2018年2月15日
(33)【優先権主張国】US
(71)【出願人】
【識別番号】500520743
【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】The Boeing Company
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(74)【代理人】
【識別番号】100163522
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 晋平
(74)【代理人】
【識別番号】100154922
【弁理士】
【氏名又は名称】崔 允辰
(72)【発明者】
【氏名】ノア・ティー・マツモト
(72)【発明者】
【氏名】バーニス・イー・テレル
(72)【発明者】
【氏名】マイケル・エー・リー
(72)【発明者】
【氏名】ジョン・ディー・モリス
【テーマコード(参考)】
4F100
4F205
【Fターム(参考)】
4F100AA37
4F100AG00
4F100AK41
4F100AK48
4F100AS00A
4F100AS00B
4F100AS00C
4F100BA02
4F100BA03
4F100BA05
4F100BA31A
4F100BA31B
4F100BA31C
4F100DB01A
4F100DB01B
4F100DD12A
4F100DD12B
4F100DG01
4F100DG01A
4F100DG01B
4F100DG11
4F100DH01
4F100EJ08
4F100EJ08A
4F100EJ08B
4F100EJ17
4F100EJ17A
4F100EJ17B
4F100EJ59
4F100EJ59A
4F100EJ59B
4F100GB31
4F100JK01A
4F100JK01B
4F100JK10A
4F100JK10B
4F100YY00A
4F100YY00B
4F205AC03
4F205AD16
4F205AG03
4F205AH31
4F205HA09
4F205HA14
4F205HA23
4F205HA37
4F205HA45
4F205HB01
4F205HK03
4F205HK04
4F205HK05
(57)【要約】
【課題】衝撃損傷耐性を改善するための層間波形を有する積層複合構造体、ならびにそれを形成するシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する積層複合構造体が提供される。積層複合構造体は、複合材料の複数の積層された層を有する。複数の積層された層は、複数の積層された層内に形成された1つまたは複数の層間波形を有する。各層間波形は、実質的に正弦波形状の輪郭を有し、形成された積層複合構造体のサイズに応じた深さおよび長さを有する。1つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体は、積層複合構造体の露出した縁部が衝撃力を受けた場合に、露出した縁部において改善された強度および改善された衝撃損傷耐性を有する。
【選択図】図6A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
改善された衝撃損傷耐性(200)および改善された強度(202)を有する積層複合構造体(10)であって、前記積層複合構造体(10)は、
複合材料(106)からなる複数の積層された層(102)であって、前記複数の積層された層(102)内に形成された1つまたは複数の層間波形(100)を有し、各層間波形(100)は、実質的に正弦波形状の輪郭(101)を有し、かつ、形成された前記積層複合構造体(10)のサイズ(103)に応じた深さ(114)および長さ(116)を有する、複数の積層された層(102)を含み、
前記1つまたは複数の層間波形(100)を有する前記積層複合構造体(10)は、前記積層複合構造体(10)の露出した縁部(80)が衝撃力(88)を受けた場合に、前記露出した縁部(80)において改善された強度(202)および改善された衝撃損傷耐性(200)を有する、積層複合構造体(10)。
【請求項2】
各層間波形(100)の前記深さ(114)は、0.01インチ〜0.35インチの範囲にある、請求項1に記載の積層複合構造体(10)。
【請求項3】
各層間波形(100)の前記長さ(116)は、第1の谷部分(112a)の第1の接点(118a)と第2の谷部分(112b)の第2の接点(118b)との間の歪み長(116a)を含み、前記第1の谷部分(112a)と前記第2の谷部分(122b)との間にピーク(110)が形成される、請求項1または2に記載の積層複合構造体(10)。
【請求項4】
各層間波形(100)の前記長さ(116)は、0.20インチ〜0.60インチの範囲にある、請求項3に記載の積層複合構造体(10)。
【請求項5】
各層間波形(100)は、前記深さ(114)に対する前記長さ(116)の所定の比(119)を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の積層複合構造体(10)。
【請求項6】
前記積層複合構造体(10)は、積層複合ブレードストリンガ(28a)、積層複合スキンパネル(28b)、積層複合スパー(28c)、積層複合飛行制御面(28d)、および積層複合試験クーポン(11)のうちの1つを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層複合構造体(10)。
【請求項7】
前記積層複合構造体(10)は、前記積層複合ブレードストリンガ(28a)を含み、さらに、前記1つまたは複数の層間波形(100)は、前記積層複合ブレードストリンガ(28a)のウェブ(76)を横切っている、請求項6に記載の積層複合構造体(10)。
【請求項8】
1つまたは複数の層間波形(100)を有し、改善された衝撃損傷耐性(200)および改善された強度(202)を有する積層複合構造体(10)を形成するためのシステム(172)であって、前記システム(172)は、
積層体アセンブリ(120)であって、
第2の積層体(122b)に結合された第1の積層体(122a)であって、前記第1の積層体(122a)は第1のツールプレート(150a)に結合され、前記第2の積層体(122b)は第2のツールプレート(150b)に結合されている、第1の積層体(122a)と、
前記第1の積層体(122a)と前記第2の積層体(122b)との間に結合された1つまたは複数のギャップ要素であって、前記1つまたは複数のギャップ要素(134)は前記第1の積層体(122a)と前記第2の積層体(122b)との間にギャップ領域(145)を形成する、1つまたは複数のギャップ要素(134)と、を含む積層体アセンブリ(120)と、
前記積層体アセンブリ(120)に結合され、前記積層体アセンブリ(120)の圧密化(204)および硬化(206)の間に、前記1つまたは複数の層間波形(100)を形成するための低圧領域(198)を前記ギャップ領域(145)に形成し、かつ、前記1つまたは複数の層間波形(100)を有する前記積層複合構造体(10)を形成するための、加圧システム(174)と、を含み、
前記1つまたは複数の層間波形(100)を有する前記積層複合構造体(10)は、前記積層複合構造体(10)の露出した縁部(80)が衝撃力(88)を受けた場合に、前記露出した縁部(80)において改善された強度(202)および改善された衝撃損傷耐性(200)を有する、システム(172)。
【請求項9】
前記積層体アセンブリ(120)を前記加圧システム(174)内に固定し、かつ、前記積層体アセンブリ(120)の圧密化(204)および硬化(206)の間に、前記積層体アセンブリ(120)の樹脂材料(108)および繊維材料(107)の前記ギャップ領域(145)内への流れ方向(214)を容易にするために、前記積層体アセンブリ(120)の対向する側面(121)に対してそれぞれ配置された第1のエンドプレート(160a)および第2のエンドプレート(160b)をさらに含む、請求項8に記載のシステム(172)。
【請求項10】
前記積層複合構造体(10)の前記1つまたは複数の層間波形(100)の各々は、実質的に正弦波形状の輪郭(101)を有し、各々は、形成された前記積層複合構造体(10)のサイズ(103)に応じた深さ(114)および長さ(116)を有する、請求項8または9に記載のシステム(172)。
【請求項11】
前記システム(172)によって形成された前記積層複合構造体(10)の各層間波形(100)の前記深さ(114)は、0.01インチ〜0.35インチの範囲にあり、前記システム(172)によって形成された前記積層複合構造体(10)の各層間波形(100)の前記長さ(116)は、0.20インチ〜0.60インチの範囲にある、請求項10に記載のシステム(172)。
【請求項12】
前記積層体アセンブリ(120)の前記1つまたは複数のギャップ要素(134)は、前記積層体アセンブリ(120)の圧密化(204)および硬化(206)の間に形成された前記1つまたは複数の層間波形(100)の深さ(114)および長さ(116)を制御するために、前記第1の積層体(122a)の長手方向縁部(146)に沿って互いに対向して配置された2つの積層シム(135)を含む、請求項8から11のいずれか一項に記載のシステム(172)。
【請求項13】
前記加圧システム(174)は、真空バッグアセンブリ(175)および真空ポンプアセンブリ(183)を有する真空シールシステム(174a)を含み、前記真空バッグアセンブリ(175)は、第1のフィルム層(170a)、第2のフィルム層(170b)、第1のブリーザ材料層(176a)、真空バッグフィルム(178)、およびシーラント材料(180)を含む、請求項8から12のいずれか一項に記載のシステム(172)。
【請求項14】
前記積層複合構造体(10)は、積層複合試験クーポン(11)、積層複合ブレードストリンガ(28a)、積層複合スキンパネル(28b)、積層複合スパー(28c)、および積層複合飛行制御面(28d)のうちの1つを含む、請求項8から13のいずれか一項に記載のシステム(172)。
【請求項15】
1つまたは複数の層間波形(100)を有し、改善された衝撃損傷耐性(200)および改善された強度(202)を有する積層複合構造体(10)を形成する方法(250)であって、前記方法(250)は、
第1の積層体(122a)と第2の積層体(122b)との間にギャップ領域(145)を形成するために、前記第2の積層体(122b)に結合された前記第1の積層体(122a)と、前記第1の積層体(122a)と前記第2の積層体(122b)との間に結合された1つまたは複数のギャップ要素(134)と、を少なくとも含む積層体アセンブリ(120)を形成するステップ(252)と、
前記積層体アセンブリ(120)を圧密化し、かつ、前記1つまたは複数の層間波形(100)を形成するために前記ギャップ領域(145)に低圧領域(198)を形成するために、加圧システム(174)を使用するステップ(254)と、
前記1つまたは複数の層間波形(100)を有する前記積層複合構造体(10)を形成するために、前記積層体アセンブリ(120)を硬化するステップ(256)と、を含み、
前記形成された積層複合構造体(10)は、改善された衝撃損傷耐性(200)および改善された強度(202)を有する、方法(250)。
【請求項16】
前記積層体アセンブリ(120)を形成するステップ(252)の後であって、前記加圧システム(174)を使用するステップ(254)の前に、前記積層体アセンブリ(120)の圧密化(204)および硬化(206)の間に、前記積層体アセンブリ(120)の樹脂材料(108)および繊維材料(107)の前記ギャップ領域(145)内への流れ方向(214)を容易にするために、第1のエンドプレート(160a)および第2のエンドプレート(160b)を前記積層体アセンブリ(120)の対向する側面(121)に対してそれぞれ配置するステップ(258)を含む、請求項15に記載の方法(250)。
【請求項17】
前記積層体アセンブリ(120)を形成するステップ(252)は、前記第1の積層体(122a)を前記第2の積層体(122b)に結合する前に、前記第1の積層体(122a)を第1のツールプレート(150a)に結合し、前記第2の積層体(122b)を第2のツールプレート(150b)に結合するステップをさらに含む、請求項15または16に記載の方法(250)。
【請求項18】
前記積層体アセンブリ(120)を形成するステップ(252)は、前記積層体アセンブリ(120)の圧密化(204)および硬化(206)の間に形成された前記1つまたは複数の層間波形(100)の深さ(114)および長さ(116)を制御するために、2つのギャップ要素(134)を前記第1の積層体(122a)の長手方向縁部(146)に沿って互いに対向して配置し結合するステップをさらに含む、請求項15から17のいずれか一項に記載の方法(250)。
【請求項19】
前記加圧システム(174)を使用するステップ(254)は、前記加圧システム(174)を前記積層体アセンブリ(120)に、または前記積層体アセンブリ(120)の周囲に、結合させるステップを含み、前記加圧システム(174)は、真空バッグアセンブリ(175)および真空ポンプアセンブリ(183)を有する真空シールシステム(174a)を含む、請求項15から18のいずれか一項に記載の方法(250)。
【請求項20】
前記積層複合構造体(10)を形成するために前記積層体アセンブリ(120)を硬化させるステップ(256)は、積層複合試験クーポン(11)、積層複合ブレードストリンガ(28a)、積層複合スキンパネル(28b)、積層複合スパー(28c)、および積層複合飛行制御面(28d)のうちの1つを含む前記積層複合構造体(10)を形成するために、前記積層体アセンブリ(120)を硬化させるステップ(256)をさらに含む、請求項15から19のいずれか一項に記載の方法(250)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般的には積層複合構造体、ならびにそれを作製するシステムおよび方法に関し、より詳細には積層複合ブレードストリンガ、スパーおよび他の航空機構造体、ならびにそれを作製するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
複合構造体は、様々な用途に使用されている。その高い強度と軽い重量の構造特性のために、胴体、翼部、尾部、および他の部品を形成するための航空機製造における複合構造体の使用が増加している。航空機の翼部は、複合材、例えば積層複合材で作製することができるブレードストリンガなどのストリンガ、スパー、リブ、およびスキンパネルを含むことができる。積層複合材は、通常、強度、曲げ剛性、面内剛性、および荷重担持効率などの有益な特性を提供するために、接着剤などの結合材料で互いに接合された繊維強化複合材料の複数の層からなる。特に、航空機の構造設計基準は、翼部構造が、目に見えない衝撃損傷(BVID)、すなわち通常の目視検査によって見逃される損傷を伴う究極の荷重を維持できることを要求する。
【0003】
しかしながら、積層複合材は、露出しているかまたは保護されていない縁部に衝突すると、製造中および使用時の修理中に損傷を受けやすい可能性がある。例えば、BVIDを引き起こすのに十分なエネルギーを有する物体によって衝撃を受けた場合、繊維破断および層間剥離などの積層複合材の内部損傷が発生し、積層複合材の構造能力が低下する。露出されたまたは保護されていないブレードストリンガの垂直外側縁部のために、積層複合ブレードストリンガ形状についてBVIDが特に懸念され得る。内部損傷は非常に重要であるが、積層複合材に対するこのような衝撃損傷の可視性は不十分であり得る。したがって、積層複合構造体は、通常、製造コストを増加させ、重量を増加させ、全体的に性能を低下させるかなり大きい損傷を考慮して設計する必要がある。
【0004】
積層複合材のBVIDを軽減するための公知の装置および方法が存在する。そのような公知の装置および方法の1つは、積層複合ブレードストリンガなどの積層複合材の露出した垂直外側縁部を覆うように設計されたファイバーグラス層などの複数の材料層からなる縁部またはキャップ被覆を含む。これは、損傷の表示を改善することができ、ひいては検出のしきい値を向上させることができ、損傷レベルを低減させるように積層複合材を設計することを可能にする。しかし、そのような公知の縁部またはキャップの被覆は、積層複合材の製造中に追加の材料の使用を必要とし、これは次に製造コストを増加させる可能性がある。さらに、このような公知の縁部またはキャップの被覆は、追加の製造工程を必要とし、これは、時間、労力および製造コストを増加させる可能性がある。
【0005】
さらに、積層複合材のBVIDを軽減するための他の公知の装置および方法が存在する。そのような公知の装置および方法は、積層複合材への構造的オーバーラップおよびステッチングなどの二次構造の適用による損傷耐性の改善を含む。構造的オーバーラップは、衝撃を受けたときに積層複合材を共に保持するのを助けるクリップなどの機械的装置を含むことができ、あるいは初期損傷の開始を表すかまたは示す機械的インジケータを含むことができる。ステッチングは、層間剥離を低減させるために硬化させる前に、積層複合材の層間に高強度繊維を縫合することを含む。しかし、そのような公知の構造的オーバーラップおよびステッチングは、積層複合材の製造中に追加の材料を使用する必要があり、これは製造コストを増加させる可能性がある。さらに、このような公知の構造的オーバーラップおよびステッチングは、追加の製造工程を必要とし、これは、時間、労力および製造コストを増加させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、追加の材料、二次構造、および追加の製造工程を必要とせずに製造プロセスに容易に組み込むことができ、公知の装置、システム、および方法を上回る利点を提供する、改善された衝撃損傷耐性を有する積層複合構造体を提供するための改善された装置、システム、および方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の例示的な実施態様は、改善された衝撃損傷耐性を有する積層複合構造体を提供するための改善された装置、システム、および方法を提供する。以下の詳細な説明で説明するように、改善された衝撃損傷耐性を有する積層複合構造体を提供するための改善された装置、システム、および方法のバージョンは、公知の装置、システムおよび方法に対して重要な利点を提供することができる。
【0008】
1つのバージョンでは、改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する積層複合構造体が提供される。積層複合構造体は、複合材料からなる複数の積層された層を含む。複数の積層された層は、複数の積層された層内に形成された1つまたは複数の層間波形を有する。各層間波形は、実質的に正弦波形状の輪郭を有し、形成された積層複合構造体のサイズに応じた深さおよび長さを有する。1つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体は、積層複合構造体の露出した縁部が衝撃力を受けた場合に、露出した縁部において改善された強度および改善された衝撃損傷耐性を有する。
【0009】
別のバージョンでは、1つまたは複数の層間波形を有し、改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する積層複合構造体を形成するためのシステムが提供される。本システムは、積層体アセンブリを含む。
【0010】
積層体アセンブリは、第2の積層体に結合された第1の積層体を含む。第1の積層体は第1のツールプレートに結合され、第2の積層体は第2のツールプレートに結合される。積層体アセンブリは、第1の積層体と第2の積層体との間に結合された1つまたは複数のギャップ要素をさらに含む。1つまたは複数のギャップ要素は、第1の積層体と第2の積層体との間にギャップ領域を形成する。
【0011】
本システムはさらに、積層体アセンブリに結合され、積層体アセンブリの圧密化および硬化の間に、1つまたは複数の層間波形を形成するための低圧領域をギャップ領域に形成し、かつ、1つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体を形成するための、加圧システムをさらに含む。1つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体は、積層複合構造体の露出した縁部が衝撃力を受けた場合に、露出した縁部において改善された強度および改善された衝撃損傷耐性を有する。
【0012】
別のバージョンでは、1つまたは複数の層間波形を有し、改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する積層複合構造体を形成する方法が提供される。本方法は、第1の積層体と第2の積層体との間にギャップ領域を形成するために、少なくとも第2の積層体に結合された第1の積層体と、第1の積層体と第2の積層体との間に結合された1つまたは複数のギャップ要素と、を含む積層体アセンブリを形成するステップを含む。
【0013】
本方法は、積層体アセンブリを圧密化し、かつ、1つまたは複数の層間波形を形成するためにギャップ領域に低圧領域を形成するために、加圧システムを使用するステップをさらに含む。本方法は、1つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体を形成するために、積層体アセンブリを硬化するステップをさらに含み、形成された積層複合構造体は、改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する。
【0014】
説明された特徴、機能および利点は、本開示の様々なバージョンまたは実施形態において独立して達成することができ、あるいはさらに他のバージョンまたは実施形態において組み合わせることができ、そのさらなる詳細は以下の説明および図面を参照して理解することができる。
【0015】
本開示は、例示的なバージョンまたは実施形態を示す添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、よりよく理解することができるが、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】本開示の積層複合構造体の1つまたは複数のバージョンを組み込んだ航空機の斜視図である。
図2】航空機の製造および保守点検方法のバージョンの流れ図である。
図3】航空機のバージョンの機能ブロック図である。
図4A】複数のストリンガを示す公知の航空機翼部パネルの底面図である。
図4B図4Aの線4B−4Bに沿った、図4Aの公知の航空機翼部パネルの拡大断面図である。
図5A】露出した縁部の衝撃箇所を示す公知の積層複合ブレードストリンガの断面図である。
図5B】衝撃損傷領域を示す公知の積層複合ブレードストリンガの斜視図である。
図6A】本開示の層間波形のバージョンを有する、積層複合ブレードストリンガの形態における、積層複合構造体の断面図である。
図6B】本開示の別のバージョンの層間波形を有する、積層複合ブレードストリンガの形態における、積層複合構造体の断面図である。
図6C】本開示の層間波形のさらに別のバージョンを有し、かつ縁部被覆を有する、積層複合ブレードストリンガの形態における、積層複合構造体の断面図である。
図6D】本開示の層間波形の幅を示す、積層複合ブレードストリンガの形態における、積層複合構造体のバージョンの斜視図である。
図7】深さおよび長さを示す層間波形のピークと谷部分の拡大断面概略図である。
図8A】本開示の層間波形を有する積層複合構造体を形成するためのシステムに使用することができる、積層体アセンブリ、エンドプレート、およびフィルム層のバージョンの分解斜視図である。
図8B】本開示の層間波形を有する積層複合構造体を形成するためのシステムの正面部分断面図の概略図である。
図8C】本開示の層間波形を有する形成された積層複合構造体の正面断面図の概略図である。
図9】本開示の層間波形を有する積層複合構造体を形成するためのシステム、および層間波形を有する形成された積層複合構造体の例示的なバージョンを示す機能ブロック図である。
図10】層間波形を有する積層複合構造体を形成する本開示の方法の例示的なバージョンの流れ図である。 本開示に示される各図面は提示される実施形態の一態様のバージョンを示し、相違点のみを詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【0017】
開示されたバージョンまたは実施形態は、添付の図面を参照して以下でより完全に説明されるが、添付の図面には、開示されたバージョンまたは実施形態のすべてではなく一部が示されている。実際、いくつかの異なるバージョンまたは実施形態が提供されてもよく、本明細書に記載のバージョンまたは実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらのバージョンまたは実施形態は、この開示が徹底され、当業者に本開示の範囲を完全に伝えるように提供される。
【0018】
ここで図面を参照すると、図1は、本開示の積層複合構造体10の1つまたは複数のバージョンを組み込んだ、航空機12aの形態などの、ビークル12の斜視図である。図1にさらに示すように、航空機12aの形態などのビークル12は、胴体14、ノーズ16、翼部18、エンジン20、ならびに水平スタビライザ24および垂直スタビライザ26を含む尾翼22を含む。
【0019】
積層複合構造体10(図1図6A図6D図8C図9参照)は、1つまたは複数の層間波形100(図6A〜6D、図8C図9参照)を有する。1つまたは複数の層間波形100(図6A〜6D、図8C図9参照)を有する積層複合構造体10(図1図6A図6D図8C図9を参照)は、露出した縁部80(図6A図6D、9参照)を有する積層複合ブレードストリンガ28a(図1図9参照)などの積層複合仕上げ部品28(図1図9参照)の形態であってもよい。1つまたは複数の層間波形100(図6A図6D図8C、9参照)を有する積層複合構造体10(図1図8C図9参照)はまた、積層複合スキンパネル28b(図9参照)、積層複合スパー28c(図9参照)、積層複合飛行制御面28d(図9参照)、積層複合試験クーポン11(図9参照)、または露出した縁部を有する別の適切な積層複合構造体を含むことができる。図1は、航空機12aなどのビークル12に使用される積層複合構造体10を示しているが、積層複合構造体10を形成して、回転翼航空機、船舶、自動車などの他のビークル、または露出した縁部を有する積層複合構造体を有する別の適切なビークルまたは構造体で用いてもよい。
【0020】
ここで図2および図3を参照すると、図2は、航空機の製造および保守点検方法30の一実施形態の流れ図である。図3は、航空機46の一実施形態の機能ブロック図である。図2図3を参照すると、本開示の実施形態は、図2に示すような航空機の製造および保守点検方法30と、図3に示す航空機46との関連で説明することができる。予備製造中に、例示的な航空機の製造および保守点検方法30(図2参照)は、航空機46(図3参照)および材料調達34(図2参照)の仕様および設計32(図2参照)を含むことができる。製造中に、航空機46(図3参照)の構成要素および部分組立品の製造36(図2参照)およびシステム統合38(図2参照)が行われる。その後に、航空機46(図3参照)は、就航42(図2参照)に配置されるために、認証および搬送40(図2参照)を通過することができる。顧客による就航42(図2参照)中、航空機46(図3参照)は、定期的な整備および保守点検44(図2参照)のために予定されていてもよく、修正、再構成、改修、および他の適切な保守点検を含んでもよい。
【0021】
航空機の製造および保守点検方法30(図2参照)の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、および/またはオペレータ(例えば、顧客)によって実行または実施されてもよい。この説明の目的のために、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造業者および主要システム下請け業者を含むことができるが、これらに限定されず、第三者は、任意の数のベンダー、下請け業者、サプライヤーを含むことができるが、これらに限定されず、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事エンティティ、サービス組織、および他の適切なオペレータを含んでもよい。
【0022】
図3に示すように、例示的な航空機の製造および保守点検方法30(図2参照)によって製造された航空機46は、複数のシステム50および内部52を有する機体48を含むことができる。図3にさらに示すように、システム50の例は、推進システム54、電気システム56、油圧システム58、および環境システム60のうちの1つまたは複数を含むことができる。任意の数の他のシステムを含めることができる。航空宇宙の例が示されているが、本開示の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用することができる。
【0023】
本明細書で具体化される方法およびシステムは、航空機の製造および保守点検方法30(図2参照)の任意の1つまたは複数の段階に使用されてもよい。例えば、構成要素および部分組立品の製造36(図2参照)に対応する構成要素または部分組立品は、航空機46(図3参照)が就航中42(図2参照)に製造された構成要素または部分組立品と同様の方法で製作または製造することができる。また、1つまたは複数の装置の実施形態、方法の実施形態、またはそれらの組み合わせは、例えば、航空機46(図3参照)のアセンブリの実質的な迅速化またはコストの低減によって、構成要素および部分組立品の製造36(図2参照)およびシステム統合38(図2参照)の際に用いることができる。同様に、航空機46(図3参照)が就航中42(図2参照)にある間に、例えば限定はしないが、整備および保守点検44(図2参照)の間に、装置バージョンまたは実施形態、方法バージョンまたは実施形態、またはそれらの組み合わせのうちの1つまたは複数を利用することができる。
【0024】
ここで図4Aを参照すると、図4Aは、航空機複合翼部パネル62aなどの公知の航空機翼部パネル62の底面図であり、前方、後方、内側および外側の方向を示している。公知の航空機複合翼部パネル62a(図4A参照)は、外側端部の翼端64(図4A参照)に取り付けられ、内側端部の中央翼部ボックス65(図4A参照)に取り付けられる。公知の航空機複合翼部パネル62a(図4A参照)は、通常、ブレードストリンガ66a(図4A参照)を含む複数のストリンガ66(図4A参照)で補強されている。図4Aは、スキンパネル70(図4B参照)が除去された複数のストリンガ66の下面68を示す。
【0025】
図4Bは、図4Aの線4B−4Bに沿った、図4Aの航空機複合翼部パネル62aなどの公知の航空機翼部パネル62の拡大断面図である。図4Bは、前後方向と、前方スパー72aなどのスパー72と、を示す。図4Bはさらに、ブレードストリンガ66aおよびハットストリンガ66bを含む複数のストリンガ66を示しており、それぞれ、内部取り付け位置74で上側スキンパネル70aまたは下側スキンパネル70bなどのスキンパネル70に取り付けられている。図4Bに示すように、各ブレードストリンガ66aは、通常、ウェブ76と基部78とを含み、基部78は、内部取り付け位置74でスキンパネル70に取り付けられ、ウェブ76は露出した縁部80を有する。
【0026】
図5Aは、スキンパネル70に取り付けられた公知のブレードストリンガ66aの断面図であり、ウェブ76の露出した縁部80などの衝撃箇所90に加わる1つまたは複数の物体(図示せず)による衝撃力88を示す。図5Aに示すように、衝撃力88は、ウェブ76の露出した縁部80に垂直な1つの衝撃力88aを含むことができ、および/またはウェブ76の露出した縁部80に対してある角度で別の衝撃力88bを含むことができる。図5Aに示す衝撃力88は単なる例示であり、図示するものに限定されない。図5Aは、第1のウェブ部分76aおよび第2のウェブ部分76bを含むウェブ76を含む公知のブレードストリンガ66aを示し、フランジ82および下側基部部分84を含む基部78、ならびにフィラー部分86を含む。フランジ82(図5A参照)は、第1のフランジ部分82a(図5A参照)および第2のフランジ部分82b(図5A参照)を含む。第1のウェブ部分76a、第2のウェブ部分76b、および基部78は、通常、複数の積層されたプライ層92から形成される。衝撃箇所90(図5A参照)におけるウェブ76(図5A参照)に対する衝撃力88a、88b(図5A参照)などの衝撃力88(図5A参照)は、第1のウェブ部分76aおよび第2のウェブ部分76bの複数の積層されたプライ層92(図5Aを参照)の間に層間剥離または繊維破断を生じさせる可能性があり、それによって公知のブレードストリンガ66aの構造能力を低下させるおそれがある。このような層間剥離または繊維破断は、検出するのが困難な場合がある。
【0027】
図5Bは、公知のブレードストリンガ66aの斜視図であり、ウェブ76への衝撃損傷領域94を示している。図5Bに示すように、衝撃力88(図5A参照)、例えば衝撃力88a、88b(図5A参照)による衝撃損傷領域94は、衝撃損傷領域94の長さ96および深さ98で示すように広範囲に及ぶ場合があるが、見えない場合もある。損傷した公知のブレードストリンガ66a(図5B参照)がウェブ76の各端部に対して内向きに圧縮力を受けると、衝撃損傷領域94が座屈して、第1のウェブ部分76a(図5A参照)と第2のウェブ部分76b(図5A参照)の複数の積層されたプライ層92(図5A参照)を分離する可能性があり、公知のブレードストリンガ66a(図5A参照)の構造能力をさらに低下させるおそれがある。図5Bは、公知のブレードストリンガ66aのウェブ76および基部78をさらに示し、スキンパネル70に取り付けられた公知のブレードストリンガ66aを示す。
【0028】
ここで図6A図6Dを参照すると、図6Aは、積層複合構造体10の断面図であり、例えば、積層複合ブレードストリンガ28aの形態であり、本開示の1つのバージョンの層間波形100を有する。図6Bは、積層複合構造体10の断面図であって、積層複合ブレードストリンガ28aの形態で、本開示の別のバージョンの層間波形100を示す。図6Cは、積層複合構造体10の断面図であって、積層複合ブレードストリンガ28aの形態であり、本開示の層間波形100のさらに別のバージョンを有し、縁部被覆104を有する。図6Dは、層間波形100を有する積層複合ブレードストリンガ28aなどの積層複合仕上げ部品28の形態の積層複合構造体10のバージョンの斜視図である。
【0029】
図6A図6Dは、積層複合ブレードストリンガ28aの形態などの積層複合構造体10を示し、第1のウェブ部分76aおよび第2のウェブ部分76bを含むウェブ76と、フランジ82および下側基部部分84を含む基部78と、フィラー部分86と、を含む。図6A図6Dは、露出した垂直外側縁部80aなどの露出した縁部80を有するウェブ76をさらに示す。図6A図6Dは、第1のフランジ部分82aおよび第2のフランジ部分82bを含むフランジ82をさらに示しており、内部取り付け位置74でスキンパネル70に取り付けられた基部78の下側基部部分84を示している。
【0030】
図6A図6Dに示すように、第1のウェブ部分76aおよび第1のフランジ部分82aは、第1の複数の積層された層102aなどの複数の積層された層102またはプライを含み、好ましくはそれらから形成される。図6A図6Dにさらに示すように、第2のウェブ部分76bおよび第2のフランジ部分82bは、第2の複数の積層された層102bなどの複数の積層された層102またはプライを含み、好ましくはそれらから形成される。図6A図6Dにさらに示すように、下側基部部分84は、第3の複数の積層された層102cなどの複数の積層された層102を含み、好ましくはそれらから形成される。
【0031】
複数の積層された層102(図6A図6D参照)またはプライは、好ましくは複合材料106(図6D参照)からなる。複合材料106(図6D参照)は、繊維材料107(図6D参照)で強化された樹脂材料108(図6D参照)またはポリマーマトリックスを含む。図6A図6Dに示すように、複数の積層された層102またはプライは、複数の積層された層102またはプライ内に形成された1つまたは複数の層間波形100を有する。各層間波形100(図6A〜6D参照)は、実質的に正弦波形状の輪郭101(図6A〜6D参照)を有する。各層間波形100(図6A図6Dを参照)は、深さ114(図7図9参照)、長さ116(図7図9参照)、および幅117(図6D図9参照)をさらに有し、以下でより詳細に説明するが、これらは形成される積層複合構造体10(図6A図6D参照)のサイズ103(図9参照)に依存する。1つまたは複数の層間波形100(図6A図6D参照)を有する積層複合構造体10(図6A図6D参照)は、例えば、露出した垂直外側縁部80aなどの露出した縁部80が、1つまたは複数の物体(図示せず)から1つまたは複数の衝撃力88(図9参照)、例えば衝撃力88a、88b(図5A参照)を受けた場合に、ウェブ76(図6A図6D参照)の露出した垂直外側縁部80a(図6A図6D参照)などの露出した縁部80(図6A図6D参照)における改善された強度202(図9参照)および改善された衝撃損傷耐性200(図9参照)を有することが好ましい。
【0032】
図6Aに示すように、1つのバージョンでは、積層複合ブレードストリンガ28aなどの積層複合構造体10のウェブ76に形成された層間波形100は、大きい層間波形100aを含むことができる。このような大きい層間波形100a(図6A参照)は、第1のウェブ部分76a(図6A参照)および第2のウェブ部分76b(図6A参照)を含むように、ウェブ76(図6A参照)の実質的に全長に沿って垂直に延在することが好ましい。
【0033】
図6Bに示すように、別のバージョンでは、積層複合ブレードストリンガ28aなどの積層複合構造体10のウェブ76に形成された層間波形100は、中程度の層間波形100bを含むことができる。このような中程度の層間波形100b(図6B参照)は、第1のウェブ部分76a(図6B参照)および第2のウェブ部分76b(図6B参照)を含むように、ウェブ76(図6B参照)の長さの約半分に沿って垂直に延在することが好ましい。
【0034】
図6Cに示すように、さらに別のバージョンでは、積層複合ブレードストリンガ28aなどの積層複合構造体10のウェブ76に形成された層間波形100は、小さい層間波形100cを含むことができる。このような小さい層間波形100cは、第1のウェブ部分76a(図6C参照)および第2のウェブ部分76b(図6C参照)を含むように、ウェブ76(図6C参照)の長さの約1/4から約1/3に沿って、垂直に延在することが好ましい。さらに図6Cに示すように、任意選択的に、縁部被覆104を、層間波形100と共に用いて、1つまたは複数の衝撃力88(図9)をさらに吸収および分配することによって、かつ、積層複合ブレードストリンガ28aの複数の積層された層102の分離または損傷をさらに抑制することによって、ウェブ76の露出した縁部80にさらなる保護を提供することができる。
【0035】
図6Dに示すように、各層間波形100の幅117は、ウェブ76の幅に沿って延在し、ウェブ76の露出した縁部80に平行に延在する。1つまたは複数の層間波形100(図6D参照)は、積層複合ブレードストリンガ28a(図6D参照)のウェブ76(図6D参照)を横切ることが好ましい。
【0036】
ここで図7を参照すると、図7は、層間波形100の深さ114および長さ116を示す、層間波形100のピークと谷部分109の拡大断面の概略図である。各層間波形100(図6A図6D図7参照)は、交互のピーク110(図7参照)および谷112(図7参照)からなる複数のピークと谷部分109(図7参照)を含む。図7に示すように、層間波形100の各ピークと谷部分109は、ピーク110と、第1の谷部分112aおよび第2の谷部分112bなどの谷112と、を含む。深さ114(図7参照)は、好ましくは、ピーク110(図7参照)のピーク高さ114a(図7参照)を含む。各層間波形100(図7参照)の深さ114(図7参照)は、好ましくは0.01インチ〜0.35インチの範囲にある。例えば、大きい層間波形100a(図6A参照)は、0.025インチ〜0.035インチの範囲の深さ114(図7参照)を有してもよく、小さい層間波形100c(図6C参照)は、0.01インチ〜0.024インチの範囲の深さ114を有してもよい。層間波形100(図7参照)の深さ114(図7参照)は、好ましくは、複数の積層された層102(図6D参照)またはプライの中央生地もしくはプライ、または90°プライで追跡される。
【0037】
図7に示すように、各層間波形100の長さ116は、好ましくは、第1の谷部分112aの第1の接点118aと第2の谷部分112bの第2の接点118bとの間で測定される歪み長116aを含み、ピーク110は第1の谷部分112aと第2の谷部分112bとの間に形成される。各層間波形100(図7参照)の長さ116(図7参照)は、好ましくは0.20インチ〜0.60インチの範囲にある。各層間波形100(図7参照)の長さ116(図7参照)は、より好ましくは0.35インチ〜0.55インチの範囲にある。しかしながら、長さ116は、使用される複合材料106のシステムに応じて変化してもよい。
【0038】
各層間波形100(図7図9参照)はさらに、深さ114(図7図9参照)に対する長さ116(図7図9参照)の所定の比(L/D)119(図9参照)を有する。各層間波形100(図6D図9参照)は幅117をさらに有する(図6D図9参照)。
【0039】
ここで図8A図8Cを参照すると、図8Aは、積層体アセンブリ120、エンドプレート160、およびフィルム層170のバージョンの分解斜視図であり、これらは本開示の層間波形100(図6A図6D図8C図9参照)を有する積層複合構造体10(図6A図6D図8C図9参照)を形成するためにシステム172(図8B図9参照)で用いることができる。図8Bは、本開示の層間波形100を有する積層複合構造体10を形成するためのシステム172の正面部分断面図の概略図である。図8Cは、システム172(図8B参照)を使用して形成された、本開示の層間波形100を有する形成された積層複合構造体10の正面断面図の概略図である。
【0040】
図8A図8Bに示すように、1つのバージョンでは、システム172(図8B参照)は、積層体122を有する積層体アセンブリ120を含み、それは、例えば、第2の積層体122bに結合され、または第2の積層体122bに結合されるように構成された第1の積層体122aの形態などである。第1の積層体122a(図8A図8B参照)および第2の積層体122b(図8A図8B参照)は、好ましくは、完成または形成された積層複合構造体10(図6A図6D図8C図9)、例えば積層複合試験クーポン11(図9参照)または積層複合仕上げ部品28(図9参照)の全厚さの積層体半部124を各々含んでもよい。
【0041】
図8Aに示すように、第1の積層体122aは、第1の側面126aおよび第2の側面128aを含み、第2の積層体122bは、第1の側面126bおよび第2の側面128bを含む。互いに結合されると、好ましくは、第1の積層体122aの第1の側面126aは、第2の積層体122bの第1の側面126bに結合される。積層体122は、互いに結合された積層体122の間にギャップ領域145(図8B参照)または容積が形成されている限り、異なる側面または異なる方法で結合されてもよい。
【0042】
図8Aにさらに示すように、第1の積層体122aおよび第2の積層体122bなどの積層体122はそれぞれ、第1の端部130a、第2の端部130b、第1の側端部132a、および第2の側端部132bを含む。積層体122を用いて積層複合試験クーポン11(図9参照)を形成する場合、効率を改善するために、複数の積層複合試験クーポン11の積層体122を1つの大きい積層体に組み合わせるか、または入れ子にし、続いて、例えば超音波ナイフまたは別の適切な切断またはトリミング装置を使用してトリミングすることができる。図8Bに示すように、互いに結合される場合、第1の積層体122aおよび第2の積層体122bは、積層構成133になることが好ましい。
【0043】
各積層体122(図8A参照)は、複数の積層された層102(図8A参照)またはプライを含む。積層された層102(図8A図8C図9参照)またはプライは、好ましくはそれぞれ1つまたは複数の複合材料106を含む(図8A図8C、9参照)。複合材料106(図8A図8C図9参照)は、繊維材料107(図8A図8C図9参照)で強化された樹脂材料108(図8A図8C図9参照)またはポリマーマトリックスを含むことが好ましい。
【0044】
繊維材料107(図8A図8C図9参照)は、好ましくは、繊維または布地を含む。例示的な繊維材料107は、炭素繊維、ガラス繊維、ファイバーグラス、アラミド、ポリマー繊維、合成ポリマー繊維、ポリプロピレン(PP)繊維、ナイロン繊維、織布、不織布、これらの1つもしくは複数の組み合わせ、または他の適切な繊維もしくは布地を含むことができる。
【0045】
樹脂材料108(図8A図8C図9参照)は、樹脂母材またはポリマー母材を含むことが好ましい。例示的な樹脂材料108は、ポリエステル、ポリウレタン、フェノール、エポキシ、ビスマレイミド(BMI)、およびこれらの1つもしくは複数の組み合わせ、または別の適切な熱硬化性樹脂のうちの1つまたは複数を含む熱硬化性樹脂材料を含むことができる。あるいは、例示的な樹脂材料108は、ポリウレタン、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリアミド(PA)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリカーボネート、ナイロン、アクリル、ゴム、これらの組み合わせ、または別の適切な熱可塑性樹脂のうちの1つまたは複数を含む熱可塑性樹脂材料を含むことができる。
【0046】
繊維材料107で強化された樹脂材料108を含む複合材料106は、好ましくは、繊維または布地で補強された樹脂またはポリマーマトリックスを含む。例示的な複合材料106、または複合材料システムは、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、熱可塑性複合材料、ビスマレイミド(BMI)プリプレグ、炭素繊維強化ポリエーテルケトン(PEEK)、炭素繊維強化ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、炭素繊維強化ポリエチレンイミン(PEI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、アラミド、コポリエステル、ガラス繊維、セラミック、不織布材料、織布材料、これらの1つもしくは複数の組み合わせ、または別の適切な複合材料のうちの1つまたは複数を含むことができる。
【0047】
図8A図8Bに示すように、システム172(図8B参照)は、第1のツールプレート150aおよび第2のツールプレート150bの形態などのツールプレート150をさらに含むことができる。好ましくは、ツールプレート150は、コールプレート151(図8A参照)または別の適切なツールまたはモールド構造体を含む。ツールプレート150(図8A参照)は、スチールもしくは別の適切な金属材料、セラミック材料、複合材料、または積層複合構造体を形成するための圧密化プロセスおよび硬化プロセス用に設計された他の材料で作ることができる。
【0048】
図8Aに示すように、第1のツールプレート150aは、第1の側面152aおよび第2の側面154aを含み、第2のツールプレート150bは、第1の側面152bおよび第2の側面154bを含む。好ましくは、第1の積層体122a(図8A参照)の第2の側面128a(図8A参照)は、第1のツールプレート150a(図8A参照)の第1の側面152a(図8A参照)に結合され、好ましくは、第2の積層体122b(図8A参照)の第2の側面128b(図8A参照)は、第2のツールプレート150b(図8A参照)の第1の側面152b(図8A参照)に結合される。しかしながら、積層体122(図8A図8B参照)は、ギャップ領域145(図8B参照)、または容積が結合された積層体122の間に依然として形成される限り、ツールプレート150の異なる側面で、または異なる方法で、それぞれのツールプレート150(図8A図8B参照)に結合されてもよい。
【0049】
図8Aに示すように、第1のツールプレート150aおよび第2のツールプレート150bなどのツールプレート150はそれぞれ、第1の端部156a、第2の端部156b、第1の側端部158aおよび第2の側端部158bを含む。図8Bに示すように、第1の積層体122aと第2の積層体122bとが積層構成133で互いに結合されると、第1のツールプレート150aおよび第2のツールプレート150bは、ツールプレート150の間に位置する積層体122と共に、積層構成133になる。
【0050】
各ツールプレート150(図8A参照)は、使用される積層体122(図8A参照)のサイズに応じて適切な幅、長さ、および厚さを有する。例えば、ツールプレート150(図8A参照)は、約7インチの幅、約24インチの長さ、および約0.5インチの厚さを有することができる。しかし、ツールプレート150は、他の適切な幅、長さ、および厚さを有してもよい。各積層体122がそれぞれのツールプレート150に結合されると、各積層体は、好ましくは各ツールプレート150上に整列され、ツールプレート150の少なくとも1つの側面でツールプレート150の縁部と同一平面上に整列される。積層体122の反対側は、好ましくは、積層体122が好ましくは両側のツールプレートの縁部と同一平面になるように、ツールプレート150の反対側の縁部に同一平面上に整列するように必要に応じてトリミングされる。積層体122がツールプレート150に結合され、必要に応じてトリミングされた後に、積層体122の長さおよび幅は、好ましくは、それが結合または取り付けられるツールプレート150の長さおよび幅と同じかまたは実質的に同じである。例えば、結合およびトリミングの後に、ツールプレート150の幅が約7インチであり、ツールプレート150の長さが約24インチである場合に、積層体122は、約7インチの幅および約24インチの長さを有することができる。各積層体122の厚さは、好ましくは、積層体122が結合または取り付けられる各ツールプレート150の厚さよりも小さい。
【0051】
図8A図8Bに示すように、システム172の積層体アセンブリ120(図8B参照)は、第1の積層体122aと第2の積層体122bとの間に結合されるか、または結合されるように構成された1つまたは複数のギャップ要素134をさらに含む。1つまたは複数のギャップ要素134(図8A図8B参照)は、好ましくは、第1のギャップ要素134a(図8A図8B参照)および第2のギャップ要素134b(図8A図8B参照)を含む。各ギャップ要素134(図8A図8B参照)は、好ましくは、積層シム135(図8A参照)または他の適切なスペーサまたはギャップ形成要素を含む。積層シム135(図8A参照)の形態などの各ギャップ要素134は、複数の積層された層136(図8A参照)またはプライを含むことができる。積層シム135(図8A参照)の形態などの第1のギャップ要素134a(図8A参照)は、第1の複数の積層された層136a(図8A参照)を含み、積層シム135の形態などの第2のギャップ要素134b(図8A)は、第2の複数の積層された層136b(図8A参照)を含む。例えば、大きい層間波形100a(図6A参照)を形成するために、使用することができる積層シム135の形態などのギャップ要素134は、10プライの積層シムまたは12プライ〜15プライの積層シム、すなわち、10プライもしくは層のスタック、または12〜15プライもしくは層のスタックを含むことができる。加えて、例えば、小さい層間波形100c(図6C参照)を形成するために、使用することができる積層シム135の形態などのギャップ要素134は、5プライの積層シム、すなわち、5プライまたは層のスタックを含むことができる。
【0052】
図8Aに示すように、第1のギャップ要素134aは、第1の側面138aおよび第2の側面140aを含み、第2のギャップ要素134bは、第1の側面138bおよび第2の側面140bを含む。図8Aにさらに示すように、第1のギャップ要素134aおよび第2のギャップ要素134bなどのギャップ要素134はそれぞれ、第1の端部142a、第2の端部142b、第1の側端部144a、および第2の側端部144bを含む。1つまたは複数のギャップ要素134(図8A図8B参照)は、第1の積層体122a(図8A図8B参照)と第2の積層体122b(図8A図8B参照)との間のギャップ領域145(図8B参照)、または空気空間の容積を形成する、または形成するように構成される。このギャップ領域145(図8B参照)は、好ましくは、積層体122(図8B参照)の間の離間距離などの距離を形成する。
【0053】
積層シム135(図8A参照)の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134(図8A参照)は、1つまたは複数の複合材料106(図9参照)から構成することができる。複合材料106(図9参照)は、繊維材料107(図9参照)で補強された樹脂材料108(図9参照)またはポリマーマトリックスを含む。例えば、積層シム135(図8A参照)の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134(図8A参照)は、0度(0°)の一方向性炭素繊維強化プラスチック(CFRP)テープの複数のプライ、または積層体122に関して上述したような他の適切な複合材料から構成することができる。好ましくは、積層シム135の形態などのギャップ要素134は、上述のように、複合材料106または積層体122を形成する複合材料と同じか類似の1つまたは複数の複合材料である。
【0054】
図8Aに示すように、積層シム135(図8A参照)の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134(図8A参照)は、好ましくは、第1の積層体122aなどの積層体122の第1の側面126a(図8A参照)の1つまたは複数の長手方向縁部146に結合されるか、または結合されるように構成される。好ましくは、積層シム135(図8A参照)の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134(図8A参照)は、第1の積層体122aなどの積層体122のそれぞれの長手方向縁部146に沿って同一平面上に各々整列される。積層シム135(図8A参照)の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134(図8A参照)が、第1の積層体122aなどの積層体122上に適切に配置されると、積層シム135(図8A参照)の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134(図8A参照)は、真空圧縮などによって、第1の積層体122aなどの積層体122に結合または取り付けられる。あるいは、積層シム135(図8A参照)の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134(図8A参照)は、第2の積層体122b(図8A参照)などの積層体122の第1の側面126b(図8A参照)の長手方向縁部146(図8A参照)に結合または取り付けることができる。
【0055】
積層シム135(図8A参照)などの各ギャップ要素134(図8A参照)は、積層体122(図8A参照)のサイズおよび使用されるツールプレート150(図8A参照)のサイズに応じて適切な幅、長さ、および厚さを有する。例えば、積層シム135(図8A参照)などのギャップ要素134(図8A参照)は、約0.05インチの幅、約24インチの長さ、および約5〜15プライの厚さを有してもよい。しかし、積層シム135(図8A参照)などのギャップ要素134(図8A参照)は、別の適切な幅、長さ、および厚さを有してもよい。積層シム135などのギャップ要素134の長さは、好ましくは、使用される各ツールプレート150の長さよりわずかに短い。
【0056】
図8Aに示すように、第1の積層体122aは、第1の長手方向縁部147aの形態などの長手方向縁部146と、第1の長手方向縁部147aに対向する第2の長手方向縁部147bと、を有する。好ましくは、第1のギャップ要素134a(図8A参照)の第2の側面140a(図8A参照)は、第1の積層体122a(図8A参照)の第1の側面126a(図8A参照)上の第1の長手方向縁部147a(図8A参照)に結合または取り付けられ、好ましくは、第2のギャップ要素134b(図8A参照)の第2の側面140b(図8A参照)は、第1の積層体122a(図8A参照)の第1の側面126aの第2の長手方向縁部147b(図8A参照)に結合される。
【0057】
図8Aにさらに示すように、第2の積層体122bは、第1の長手方向縁部148aの形態などの長手方向縁部146と、第1の長手方向縁部148aに対向する第2の長手方向縁部148bと、を有する。好ましくは、第1のギャップ要素134a(図8A参照)の第1の側面138a(図8A参照)は、第2の積層体122b(図8A参照)の第1の側面126b(図8A参照)の第1の長手方向縁部148a(図8A参照)に隣接し、好ましくは、第2のギャップ要素134b(図8A参照)の第1の側面138b(図8A参照)は、第1の積層体122aと第2の積層体122bとが互いに結合されると、第2の積層体122bの第1の側面126a(図8A参照)の第2の長手方向縁部148b(図8A参照)に結合される。
【0058】
あるいは、積層シム135(図8A参照)の形態などの第1のギャップ要素134a(図8A参照)は、第2の積層体122b(図8A参照)の第1の側面126b(図8A参照)の第1の長手方向縁部148a(図8A参照)に結合または取り付けることができ、積層シム135(図8A参照)の形態などの第2のギャップ要素134b(図8A参照)は、第2の積層体122b(図8A参照)の第1の側面126b(図8A参照)の第2の長手方向縁部148b(図8A参照)に結合または取り付けることができる。
【0059】
図8A図8Bに示すように、例えば、積層シム135の形態などの2つのギャップ要素134は、第1の積層体122aに結合されるか、または結合されるように構成され、第1の積層体122aの長手方向縁部146に沿って互いに対向して配置される。積層シム135の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134を様々な位置または構成に配置することができ、積層体アセンブリ120(図9参照)の圧密化204(図9参照)および硬化206(図9参照)中に形成される1つまたは複数の層間波形100(図7図8C図9参照)の深さ114(図7図9参照)および長さ116(図7図9参照)のサイズを、ユーザが制御することが可能になる。積層シム135の形態などの2つのギャップ要素134が図8A図8Bに示されているが、代替として、積層シム135などの1つのギャップ要素134を、第1の積層体122a(図8A参照)の第1の長手方向縁部147a(図8A参照)または第2の長手方向縁部147b(図8A参照)などの、積層体122の1つの長手方向縁部146に結合することができ、あるいは、1つのギャップ要素134を、第2の積層体122b(図8A参照)の第1の長手方向縁部148a(図8A参照)または第2の長手方向縁部148b(図8A参照)に結合することができる。
【0060】
図8A図8Bに示すように、システム172(図8B参照)は、第1のエンドプレート160aおよび第2のエンドプレート160bなどの1対のエンドプレート160をさらに含む。エンドプレート160(図8A参照)は、アルミニウムバー161(図8A参照)の形態であることが好ましい。しかしながら、エンドプレート160(図8A参照)は、スチールもしくは別の適切な金属材料、セラミック材料、複合材料、または積層複合構造体を形成するための圧密化プロセスおよび硬化プロセス用に設計された他の材料で作ることができる。
【0061】
図8Aに示すように、第1のエンドプレート160aは上面162aおよび底面164aを含み、第2のエンドプレート160bは上面162bおよび底面164bを含む。図8Aにさらに示すように、第1のエンドプレート160aおよび第2のエンドプレート160bなどのエンドプレート160はそれぞれ、第1の端部166a、第2の端部166b、第1の側面168a、および第2の側面168bを含む。
【0062】
図8Bに示すように、第1のエンドプレート160aおよび第2のエンドプレート160bは、好ましくは、積層体アセンブリ120の対向する側面121に結合される。例えば、第1のエンドプレート160aおよび第2のエンドプレート160bは、積層体アセンブリ120の対向する側面121に対してそれぞれ配置することができ、積層体アセンブリ120は、第1のフィルム層170aなどのフィルム層170でラップすることができる。図8Bに示すように、第1のエンドプレート160aは、第1のフィルム層170aでラップされた積層体アセンブリ120の第1の側面121aに対向してまたは隣接して配置され、第2のエンドプレート160bは、積層体アセンブリ120の第2の側面121bに対向してまたは隣接して配置される。第1のエンドプレート160a(図8A図8B参照)および第2のエンドプレート160b(図8A図8B参照)は、好ましくは、積層体アセンブリ120(図8B参照)の対向する側面121(図8B参照)に対してそれぞれ配置され、積層体アセンブリ120を加圧システム174(図8B参照)の真空バッグアセンブリ175(図8B参照)内に固定して、積層体アセンブリ120の圧密化204(図9参照)および硬化206(図9参照)の間に、積層体アセンブリ120の、複合材料106(図8A図8C図9参照)の、樹脂材料108(図8A図8C図9参照)および繊維材料107(図8A図8C図9参照)のギャップ領域145(図8B参照)内への流れ方向214(図9参照)を容易にする。
【0063】
図8A図8Bにさらに示すように、積層体アセンブリ120は、エンドプレート160を積層体アセンブリ120に配置する前に、かつ、積層体アセンブリ120を真空バッグする前に、第1のフィルム層170aなどのフィルム層170でラップされてもよい。第1のフィルム層170a(図8A図8B参照)などのフィルム層170(図8A図8B参照)は、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)フィルム層171(図8A図8B参照)、またはエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)、または他のポリマーフィルムなどの別の適切なポリマーフィルムまたは可撓性フィルム材料を含むことが好ましい。
【0064】
図8Bに示すように、システム172は、組み立てられた積層体アセンブリ120に結合された加圧システム174をさらに含む。加圧システム174(図8B参照)は、好ましくは、真空バッグアセンブリ175(図8B参照)および真空ポンプアセンブリ183(図8B参照)を含む真空シールシステム174a(図8B参照)を含む。図8Bに示すように、真空バッグアセンブリ175は、第1のフィルム層170aおよび第2のフィルム層170bなどの1つまたは複数のフィルム層170を含むことができる。第1のフィルム層170a(図8B参照)および第2のフィルム層170b(図8B参照)などのフィルム層170(図8B参照)は、約2ミルの厚さを有するフッ素化エチレンプロピレン(FEP)フィルム層171(図8A図9)を含むことが好ましい。フィルム層170はまた、別の適切なポリマーフィルムまたは可撓性フィルム材料を含むことができる。
【0065】
図8Bに示すように、第1のフィルム層170aは、好ましくは、積層体122、ギャップ要素134、およびツールプレート150を含む積層体アセンブリ120の周りにラップされる。図8Bにさらに示すように、第2のフィルム層170bは、好ましくは、エンドプレート160、および第1のフィルム層170aでラップされた積層体アセンブリ120の周りにラップされる。
【0066】
図8Bに示すように、真空バッグアセンブリ175は、第1のブリーザ材料層176aおよび第2のブリーザ材料層176bなどの1つまたは複数のブリーザ材料層176をさらに含むことができる。ブリーザ材料層176は、それぞれ、穿孔された布または織物材料、または別の適切なブリーザ材料を含むことができる。例えば、第1のブリーザ材料層176aは10オンスのブリーザ材料を含むことができ、第2のブリーザ材料層176bは4オンスのブリーザ材料または10オンスのブリーザ材料を含むことができる。第1のブリーザ材料層176aおよび第2のブリーザ材料層176bは、他の適切なブリーザ材料を含むこともできる。
【0067】
図8Bに示すように、第1のブリーザ材料層176aは、第2のフィルム層170bに隣接し、第2のフィルム層170b、エンドプレート160、および積層体アセンブリ120の周りにラップされ、積層体アセンブリ120は第1のフィルム層170aでラップされる。図8Bにさらに示すように、第2のブリーザ材料層176bは任意であり、真空バッグされた積層体アセンブリ120を保護するための保護層として、例えば圧縮テーブルまたは他の平坦な表面などのテーブル182aなどの平坦な表面装置182上に配置することができる。図8Bに示すように、真空バッグされた積層体アセンブリ120およびエンドプレート160は、テーブル182aなどの平坦な表面装置182上に配置された第2のブリーザ材料層176b上に配置される。
【0068】
図8Bに示すように、真空バッグアセンブリ175は、真空バッグフィルム178をさらに含むことができる。真空バッグフィルム178(図8B参照)は、約3ミルの厚さを有するナイロンフィルム178a(図8B参照)を含むことができる。真空バッグフィルム178は、別の適切な厚さを有するシリコーン、シリコーンゴム、またはポリイミドなどの別の適切な可撓性フィルム材料を含むこともできる。図8Bにさらに示すように、真空バッグフィルム178は、第1のブリーザ材料層176aに隣接し、第1のブリーザ材料層176a、第2のフィルム層170b、エンドプレート160、および積層体アセンブリ120の周りにラップされ、積層体アセンブリ120は第1のフィルム層170aでラップされる。
【0069】
図8Bに示すように、真空バッグアセンブリ175は、シーラント材料180をさらに含むことができる。シーラント材料180(図8B参照)は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)テープ、シリコーン接着剤またはゴム接着剤を有するポリエステルテープ、剥離テープなどのシーラントテープ180a(図8B参照)や、剥離ライナーを有するかまたは有しない感圧接着剤(PSA)などの接着剤材料、または他の適切なシーラントテープを含む。シーラント材料180は、別の適切なシーラント材料も含むことができる。図8Bに示すように、シーラント材料180は、真空バッグフィルム178の部分を、第1のブリーザ材料層176a、第2のフィルム層170b、エンドプレート160、および積層体アセンブリ120の周りで共にシールするために使用することができ、積層体アセンブリ120は第1のフィルム層170aでラップされる。
【0070】
図8Bに示すように、システム172の真空シールシステム174aなどの加圧システム174は、好ましくは、真空ポンプアセンブリ183を含む。真空ポンプアセンブリ183(図8B参照)は、真空バッグアセンブリ175(図8B参照)に結合される。図8Bに示すように、真空ポンプアセンブリ183は、第1の真空ポート184aおよび第2の真空ポート184bの形態などの、1つまたは複数の真空ポート184を含む。真空ポート184(図8B参照)は、真空バッグフィルム178(図8B参照)を通して挿入され、第1のブリーザ材料層176a(図8B参照)を通して取り付けられてもよい。図8Bには2つの真空ポート184が示されているが、真空ポンプアセンブリ183は1つの真空ポート184のみを含むことができ、または真空ポンプアセンブリ183は3つ以上の真空ポート184を含むことができる。
【0071】
図8Bに示すように、真空ポンプアセンブリ183は、1つまたは複数の真空ライン186をさらに含むことができる。真空ライン186は、好ましくは、1つまたは複数の真空ポート184をトラップ部材188、ゲージ部材190、1つもしくは複数の制御バルブ192、および真空ポンプ194に接続する。
【0072】
加圧システム174(図8B参照)が積層体アセンブリ120(図8B参照)を加圧すると、ギャップ要素134(図8B参照)およびその周囲に高圧領域196(図8B参照)が形成され、または、ギャップ領域145(図8B参照)が存在しない場合は、第1の積層体122a(図8B参照)と第2の積層体122b(図8B参照)との間のギャップ領域145(図8B参照)に低圧領域198(図8B参照)が形成される。低圧領域198(図8B参照)は、積層体アセンブリ120(図8B参照)の圧密化204(図9参照)および硬化206(図9参照)中に1つまたは複数の層間波形100(図8C参照)の形成を容易にする。低圧領域198(図8B参照)は、複合材料106(図8A図8C図9参照)の樹脂材料108(図8A図8C図9参照)および繊維材料107(図8A図8C図9参照)のギャップ領域145内への流れ方向214(図9参照)、すなわち、圧密化204および硬化206中の樹脂材料108および繊維材料107の積層体122からギャップ領域145への移行または移動を容易にする、または生じさせる。ギャップ領域145への樹脂材料108(図9参照)および繊維材料107(図9参照)の流れまたは移動により、低圧領域198の低圧と共に、複合材料106(図9参照)の繊維材料107(図9参照)の1つまたは複数の繊維の歪みが形成され、その結果、1つまたは複数の層間波形100(図8C参照)が形成される。低圧領域198で使用される圧力および高圧領域196で使用される圧力は、積層体アセンブリ120(図9参照)のために使用される複合材料106(図9参照)または使用される複合材料システムに依存する。例えば、特定の複合材料106システムでは、低圧領域198と高圧領域196との間の圧力差は、5psi(ポンド/平方インチ)〜10psiなど、より小さくてもよいが、他の複合材料106システムでは、低圧領域198と高圧領域196との間の圧力差は、50psi(ポンド/平方インチ)〜100psiなど、より大きくてもよい。
【0073】
上述のように、第1のエンドプレート160a(図8A図8B参照)および第2のエンドプレート160b(図8A図8B参照)などのエンドプレート160(図8A図8B参照)は、積層体アセンブリ120の圧密化204(図9参照)および硬化206(図9参照)中に、積層体アセンブリ120(図8A図8B参照)の複合材料106(図8A図8C図9参照)の、樹脂材料108(図8A図8C図9参照)および繊維材料107(図8A図8C図9参照)のギャップ領域145(図8B参照)内への流れ方向214(図9参照)をさらに容易にする。エンドプレート160(図8A図8B参照)は、積層体122に対するバリアを形成し、これにより、樹脂材料108(図8A参照)および繊維材料107が積層体アセンブリ120から外側に流れるのを防止または実質的に防止し、その代わりに、圧密化204および硬化206中に、樹脂材料108および繊維材料107がギャップ領域145内および低圧領域198内に流れ込むのを容易にする。
【0074】
本明細書で使用する「圧密化」または「圧密化する」とは、積層体アセンブリ120を加圧および加熱しながら共に圧縮または圧搾して、樹脂材料108および繊維材料107の流動または移動、および複合材料106の強化繊維材料107の濡れなどの複合材料106の濡れをもたらし、積層複合構造体10を形成することを意味する。本明細書で使用する「硬化」または「硬化する」は、積層複合構造体10を形成するために、熱および圧力下で積層体アセンブリ120を硬化または強化することを意味する。
【0075】
図8Cは、システム172(図8B参照)を用いて形成された層間波形100を有する、形成された積層複合構造体10を示す。図8Cに示すように、積層複合構造体10は、複合材料106からなる複数の積層された層102またはプライを含む。複合材料106(図8C参照)は、繊維材料107(図8C参照)で強化された樹脂材料108(図8C参照)またはポリマーマトリックスを含む。複数の積層された層102(図8C参照)は、複数の積層された層102内に形成された層間波形100(図8C参照)を有する。各層間波形100(図8C参照)は、ピーク110および谷112を有する実質的に正弦波形状の輪郭101(図8C参照)または波状構成を有する。層間波形100(図8C参照)を有する積層複合構造体10(図8C図9参照)は、好ましくは、例えば、露出した垂直外側縁部80aなどの露出した縁部80が1つまたは複数の衝撃力88(図9参照)、例えば1つまたは複数の物体(図示せず)などから衝撃力88a、88b(図5A参照)を受けた場合に、積層複合構造体10の露出した垂直外側縁部80a(図6A図6D図9参照)などの露出した縁部80(図6A図6D図9参照)において改善された強度202(図9参照)および改善された衝撃損傷耐性200(図9参照)を有する。
【0076】
ここで図9を参照すると、図9は、層間波形100を有する積層複合構造体10を形成するためのシステム172の例示的なバージョンを示す機能ブロック図であり、層間波形100を有する形成された積層複合構造体10を示す。図9に示すように、図8Bに関して上で詳細に説明したように、システム172は、加圧システム174に結合された積層体アセンブリ120を含む。図9にさらに示すように、積層体アセンブリ120は、好ましくは、互いに結合された第1の積層体122a(図8A参照)および第2の積層体122b(図8A参照)などの2つの積層体122を含み、2つの積層体122の間に結合されてギャップ領域145を形成する積層シム135の形態などの1つまたは複数のギャップ要素134を含む。図9にさらに示すように、積層体アセンブリ120は、第1の積層体122a(図8A参照)に結合された第1のツールプレート150a(図8A参照)などのツールプレート150と、第2の積層体122b(図8A参照)に結合された第2のツールプレート150b(図8A参照)と、を含む。第1のエンドプレート160a(図8A参照)および第2のエンドプレート160b(図8A参照)などの1対のエンドプレート160(図9参照)は、好ましくは積層構成133(図9参照)にある積層体アセンブリ120(図8A図9参照)の対向する側面121(図8B参照)に対して配置される。
【0077】
図9にさらに示すように、加圧システム174は、上で詳細に説明したように、真空バッグアセンブリ175および真空ポンプアセンブリ183を含む真空シールシステム174aを含む。図9に示すように、また詳細に上述したように、真空バッグアセンブリ175は、第1のフィルム層170a(図8B参照)および第2のフィルム層170b(図8B参照)などの1つまたは複数のフィルム層170を含み、好ましくは、フィルム層170は、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)フィルム層171をそれぞれ含む。図9に示すように、また詳細に上述したように、真空バッグアセンブリ175は、第1のブリーザ材料層176a(図8B参照)および第2のブリーザ材料層176bなどの1つまたは複数のブリーザ材料層176(図8B参照)をさらに含み、真空バッグフィルム178を含み、またシーラント材料180を含む。積層体アセンブリ120(図9参照)は、好ましくは、加圧システム174の真空バッグアセンブリ175内に結合され、好ましくは、テーブル182a(図8B参照)などの平坦な表面装置182(図8B図9参照)、例えば圧縮テーブル、または別の適切な平坦な表面に配置される。
【0078】
図9に示すように、また上で詳細に説明したように、真空ポンプアセンブリ183は、第1の真空ポート184a(図8B参照)および第2の真空ポート184b(図8B参照)の形態などの1つまたは複数の真空ポート184、1つまたは複数の真空ライン186、トラップ部材188、ゲージ部材190、1つまたは複数の制御バルブ192、ならびに真空ポンプ194を含む。
【0079】
加圧システム174(図9参照)が積層体アセンブリ120(図9参照)を加圧すると、ギャップ要素134およびその周囲に高圧領域196(図9参照)が生成され、またはギャップ領域145(図9参照)がない場合には、低圧領域198(図9参照)が積層体122(図9参照)間のギャップ領域145(図9参照)に形成される。上述のように、低圧領域198(図9参照)は、複合材料106(図9参照)の樹脂材料108(図9参照)および繊維材料107(図9参照)のギャップ領域145(図9参照)への流れ方向214(図9参照)を容易にすることにより、積層体アセンブリ120(図9参照)の圧密化204(図9参照)および硬化206(図9参照)中に1つまたは複数の層間波形100(図9参照)の形成を容易にし、それによって、低圧領域198の低圧と共に、複合材料106(図9参照)の繊維材料107(図9参照)の1つまたは複数の繊維の歪みが形成され、その結果、1つまたは複数の層間波形100(図9参照)が形成される。繊維材料107の1つまたは複数の繊維は、繊維材料107および樹脂材料108の流れ方向214(図9参照)が、繊維材料107の1つまたは複数の繊維の配向を横切るように配向することができる。
【0080】
図9に示すように、1つまたは複数の層間波形100を有する積層複合構造体10を形成するための、積層体アセンブリ120の圧密化204および硬化206は、好ましくは、有効圧力208、有効温度210、および有効期間212で行われる。積層複合構造体10の圧密化204および硬化206の間に使用される有効圧力208は、例えば特定の複合材料システムに対して使用される複合材料106システムに応じて変化してもよく、圧密化204および硬化206の間の圧力は、14psi(ポンド/平方インチ)未満の大気圧分圧から、例えば、熱可塑性樹脂については数千psiまで変化してもよい。積層複合構造体10の圧密化204および硬化206中に使用される有効温度210および有効期間212もまた、使用される複合材料106システムに応じて変化してもよく、そして、使用される複合材料106の種類、複合材料106の流動特性、例えば、樹脂材料108の流れおよび繊維材料107の流れ、複合材料106の粘度特性、複合材料106の化学変化プロファイル、ならびに複合材料106および複合材料システムの他の材料特性などに応じて変化してもよい。
【0081】
図9に示すように、システム172によって形成された積層複合構造体10は、積層複合ブレードストリンガ28a、積層複合スキンパネル28b、積層複合スパー28c、積層複合飛行制御面28d、または他の適切な積層複合仕上げ部品28などの積層複合仕上げ部品28を含むことができる。図9にさらに示すように、システム172によって形成された積層複合構造体10は、積層複合試験クーポン11をさらに含むことができる。
【0082】
図9に示すように、システム172によって形成され、第1の積層体122a(図8A参照)および第2の積層体122b(図8A参照)などの積層体122によって形成された積層複合構造体10は、複合材料106からなる複数の積層された層102またはプライを含む。複合材料106(図9参照)は、上述したように、繊維材料107(図9参照)で補強された樹脂材料108(図9参照)またはポリマーマトリックスを含む。図9にさらに示すように、システム172によって形成され、第1の積層体122a(図8A参照)および第2の積層体122b(図8A参照)などの積層体122によって形成される積層複合構造体10は、1つまたは複数の層間波形100を含む。各層間波形100(図9参照)は、実質的に正弦波形状の輪郭101(図8C図9参照)、または波状構成もしくは形状を有し、各層間波形100(図7図8C図9参照)は、ピーク高さ114aなどの深さ114(図7図9を参照)を有し、歪み長116a(図9参照)などの長さ116(図7図9参照)を有し、幅117(図9参照)を有する。深さ114(図9参照)、長さ116(図9参照)、幅117(図9参照)は、システム172によって形成される積層複合構造体10(図8C図9参照)のサイズ103(図9参照)に依存する。図9にさらに示すように、各層間波形100は、交互のピーク110と谷112とからなる複数のピークと谷部分109を有する。
【0083】
図9に示すように、形成された積層複合構造体10は、好ましくは、露出した垂直外側縁部80aなどの露出した縁部80が1つまたは複数の衝撃力88、例えば1つまたは複数の物体(図示せず)からの衝撃力88a、88b(図5A参照)を受けた場合に、改善された衝撃損傷耐性200および改善された強度202を有する。形成され、完成した積層複合構造体10(図9参照)は、好ましくは、航空機12a(図9参照)または他の適切なビークルなどのビークル12(図9参照)に使用される。
【0084】
ここで図10を参照すると、図10は、1つまたは複数の層間波形100(図6A図6D図8C)を有し、改善された衝撃損傷耐性200(図9参照)および改善された強度202(図9参照)を有する積層複合構造体10(図6A図6D図8Cを参照)を形成する本開示の方法250の例示的なバージョンの流れ図である。上述したように、積層複合構造体10(図9参照)は、積層複合ブレードストリンガ28a(図9参照)、積層複合スキンパネル28b(図9参照)、積層複合スパー28c(図9参照)、積層複合飛行制御面28d(図9参照)などの、積層複合仕上げ部品28(図9参照)、または他の適切な積層複合仕上げ部品を含むことができ、あるいは、積層複合構造体10は、積層複合試験クーポン11(図9参照)、または他の適切な積層複合構造体を含むことができる。
【0085】
図10に示すように、方法250は、積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)を形成するステップ252を含む。積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)は、第2の積層体122b(図8A図8B図9参照)に結合された少なくとも第1の積層体122a(図8A図8B図9参照)を含む。積層体アセンブリ120(図8A図8B図9を参照)は、第1の積層体122a(図8B図9参照)と第2の積層体122b(図8B図9参照)との間にギャップ領域145(図8B図9参照)を形成するために、第1の積層体122aと第2の積層体122bとの間に結合された、積層シム135(図8A図8B図9を参照)の形態などの、1つまたは複数のギャップ要素134(図8A図8B図9を参照)をさらに含む。積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)を形成するステップ252(図10参照)は、好ましくは、第1の積層体122a(図8A図8B図9参照)を第2の積層体122b(図8A図8B図9参照)に結合する前に、第1の積層体122aを第1のツールプレート150a(図8A図8B図9参照)に結合し、第2の積層体122bを第2のツールプレート150b(図8A図8B図9参照)に結合するステップをさらに含む。
【0086】
方法250(図10参照)の積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)を形成するステップ252(図10参照)は、2つのギャップ要素134(図8A図8B図9参照)を配置し結合するステップをさらに含み、積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)の圧密化204(図9参照)および硬化206(図9参照)中に形成される1つまたは複数の層間波形100(図6A図6D図7図8C参照)の深さ114(図7図9参照)および長さ116(図7図9参照)を制御するために、2つのギャップ要素134は、第1の積層体122a(図8A参照)(または第2の積層体122b(図8A参照))の長手方向縁部146(図8A参照)に沿って互いに対向する積層シム135(図8A図9参照)を含む。
【0087】
図10に示すように、方法250は、1つまたは複数の層間波形100(図8C図9参照)を形成するために、積層体アセンブリ120(図8B図9参照)を圧密化し、ギャップ領域145(図8B図9参照)に低圧領域198(図8B図9参照)を形成するために、加圧システム174(図8B図9参照)を使用するステップ254をさらに含む。加圧システム174(図8B図9参照)を使用するステップ254(図10参照)は、加圧システム174を積層体アセンブリ120(図8B図9参照)に、またはその周りに結合させるステップを含む。上述したように、加圧システム174(図8B図9参照)は、真空バッグアセンブリ175(図8B図9参照)および真空ポンプアセンブリ183(図8B図9参照)からなる真空シールシステム174a(図8B図9)を含む。
【0088】
図10に示すように、方法250は、1つまたは複数の層間波形100(図8C図9参照)を有する積層複合構造体10(図8C図9参照)を形成するために、積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)を硬化させるステップ256をさらに含み、形成された積層複合構造体10(図8C図9参照)は、露出した縁部80が1つまたは複数の衝撃力88(図9参照)、例えば1つまたは複数の物体(図示せず)などから衝撃力を受けた場合に、特に積層複合構造体10(図6A図6D図9参照)の露出した垂直外側縁部80a(図6A図6D図9参照)などの露出した縁部80(図6A図6D図9参照)において、改善された衝撃損傷耐性200(図9参照)および改善された強度202(図9参照)を有する。積層複合構造体10(図8C図9参照)を形成するために積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)を硬化させるステップ256(図10参照)は、積層複合試験クーポン11(図9参照)、積層複合ブレードストリンガ28a(図9参照)、積層複合スキンパネル28b(図9参照)、積層複合スパー28c(図9参照)、積層複合飛行制御面28d(図9参照)、または他の適切な積層複合構造体のうちの1つを含む、積層複合構造体10(図8C図9参照)を形成するために、積層体アセンブリ120(図9参照)を硬化させるステップ256(図9参照)をさらに含む。
【0089】
図10に示すように、方法250は、積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)を形成するステップ252の後であって、加圧システム174を使用するステップ254の前に、積層体アセンブリ120の圧密化204(図9参照)および硬化206(図9参照)中に、樹脂材料108(図9参照)および繊維材料107(図9参照)の、積層体アセンブリ120(図8A図8B図9参照)のギャップ領域145(図8B図9参照)内への流れ方向214(図9参照)を容易にするために、第1のエンドプレート160a(図8A図8B図9参照)および第2のエンドプレート(160b)(図8A図8B図9参照)をそれぞれ、積層体アセンブリ120(図8B参照)の対向する側面121(図8B参照)に対して配置するステップ258をさらに任意選択的に含むことができる。
実施例
【0090】
一例では、開示されたシステム172のバージョン(図9参照)を使用して、積層複合試験クーポン11(図9参照)などの積層複合構造体10(図9参照)が形成された。
【0091】
積層体アセンブリの形成:複合材料および樹脂材料からなるライトゲージ積層体の形態の第1の積層体122a(図8A参照)および第2の積層体122b(図8A参照)を含む2つの別個の積層体122がレイアップ装置上に形成され、各積層体は、総積層複合試験クーポン11(図9参照)の半分を表していた。
【0092】
2つの積層シム135の形態などの2つの別個のギャップ要素134は、0度(0°)の一方向炭素繊維強化プラスチック(CFRP)テープの複数のプライから構成され、小さい層間波形100c(図6C参照)を形成するためのライトゲージ積層体用の5プライ(厚さ)の積層シムと、大きい層間波形100a(図6A参照)を形成するためのライトゲージ積層体用の10プライ(厚さ)の積層シムと、を含む。積層シム135はレイアップ装置上に形成された。各積層シム135は、幅0.5インチ×長さ23.85インチのサイズにトリミングされた。
【0093】
24インチの長さ、7インチの幅、および0.5インチの厚さを有する剛性の精密な地鉄製コールプレートの形態の第1のツールプレート150a(図8A参照)および第2のツールプレート150b(図8A参照)を含む2つのツールプレート150が、清浄にされ、準備され、圧縮テーブル上に置かれた。
【0094】
第1の積層体122aは、第1のツールプレート150aの上に配置されて整列され、第1の積層体122aの一方の側端部または縁部は、第1のツールプレート150aの一方の側端部または縁部と同一平面上に整列された。第2の積層体122bは、第2のツールプレート150bの上に配置されて整列され、第2の積層体122bの一方の側端部または縁部は、第2のツールプレート150bの一方の側端部または縁部と同一平面上に整列された。
【0095】
第1の積層体122aおよび第2の積層体122bは、汚染を防止するためにフッ素化エチレンプロピレン(FEP)フィルム層で覆われていた。第1の積層体122aは、22インチの水銀(Hg)圧力を用いて5分間第1のツールプレート150aに真空圧縮され、第2の積層体122bは22インチの水銀(Hg)圧力を用いて第2のツールプレート150bに5分間真空圧縮された。
【0096】
真空圧縮された第1の積層体/第1のツールプレートおよび第2の積層体/第2のツールプレートを平坦な作業面に移動させた。第1の積層体122aの反対側(非平坦面側)を超音波ナイフで第1のツールプレート150aの反対側と同一面になるようにトリミングした。第2の積層体122bの反対側(非平坦面)は、第2のツールプレート150bの反対側と同一面になるように超音波ナイフでトリミングされた。第1の積層体122aと第2の積層体122bは、それぞれの第1の積層体122aと第2の積層体122bの両側端部または縁部が適切にトリミングされていることを確認するためにチェックされ、その結果両側でそれぞれの第1のツールプレート150aおよび第2のツールプレート150bと同一平面上に整列された。
【0097】
2つの積層シム135の形態などの2つのギャップ要素134は、第1の積層体122aの長手方向縁部146(図8A参照)に沿って配置され、整列された。第1のギャップ要素134a(図8A参照)は、第1の積層体122a(図8A参照)の第1の長手方向縁部147a(図8A参照)に沿って同一平面上に整列された。第2のギャップ要素134b(図8A参照)は、第1の積層体122aの第2の長手方向縁部147b(図8A参照)に沿って同一平面上に整列された。
【0098】
第1のギャップ要素134aおよび第2のギャップ要素134bは、例えば、積層シム135の形態で、第1の積層体122aに真空圧縮された。真空圧縮された第1のギャップ要素134aおよび第2のギャップ要素134bを有する第1の積層体122aは、テーブル182a(図8B参照)などの平坦な表面装置182(図8B参照)に移動された。
【0099】
第2の積層体122bの底面に取り付けられた第2のツールプレート150bを有する第2の積層体122bは、真空圧縮された第1および第2のギャップ要素134a、134bが上面に取り付けられ、第1のツールプレート150aは第1の積層体122aの底面に取り付けられている第1の積層体122aとその上に整列され、その結果、積層体アセンブリ120を形成するために、第1の積層体122aと第2の積層体122bとが内部で対向し、第1のツールプレート150aと第2のツールプレート150bとが外部で外側を向いていた。
【0100】
積層体アセンブリの真空バッグ:形成された積層体アセンブリ120は、厚さ2ミルのフッ素化エチレンプロピレン(FEP)フィルム層171(図9参照)の形態で、第1のフィルム層170a(図8B参照)などのフィルム層170(図9参照)でラップされたエンベロープであった。FEPフィルム層の形態の第1のフィルム層を、数枚のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)テープを用いて、形成された積層体アセンブリの周りに固定した。
【0101】
各々24インチの長さ、1インチの幅、および1.5インチの厚さのアルミニウム棒の形態で、第1のエンドプレート160a(図8A参照)および第2のエンドプレート160b(図8A参照)を含む2つのエンドプレート160(図8A図9参照)を、フィルム層170でラップされた積層体アセンブリ120(図8B参照)の各対向する側面121(図8B参照)に配置した。
【0102】
2つのエンドプレート160およびラップされた積層体アセンブリ120は、厚さ2ミルのフッ素化エチレンプロピレン(FEP)フィルム層171(図9参照)の形態の第2のフィルム層170bでゆるくラップされた。FEPフィルム層の形態の第2のフィルム層を、数枚のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)テープで形成された積層体アセンブリの周りに固定した。FEPフィルム層の形態の第2のフィルム層をチェックして、第2のフィルム層に弛みがあることを確認し、積層体アセンブリ120の端部のギャップ領域145(図8B参照)を満たすことができるようにした。
【0103】
第1の真空ポート184a(図8B参照)および第2の真空ポート184b(図8B参照)用の部分を含む真空ポート184(図8B参照)の真空ポートワッフル部分は、任意選択的に10オンスのブリーザ材料でラップされ、積層体アセンブリ120の各端部に配置される。
【0104】
積層体アセンブリ120および包まれた真空ポート184は、10オンスブリーザ材料層の形態の第1のブリーザ材料層176aでラップされ、第1のブリーザ材料層はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)テープで固定された。真空ポート184(図8B参照)の真空ポート基部は、第1のブリーザ材料層176aに配置され、固定された。
【0105】
シーラントテープ180a(図8B参照)の形態のシーラント材料180(図8B参照)を、3ミルの厚さを有するナイロンフィルム178a(図8B参照)の形態の真空バッグフィルム178にU字形の構成で塗布した。シーラントテープを有する真空バッグフィルムの縁部を、積層体アセンブリ120および第2のフィルム層170bおよび第1のブリーザ材料層176aでラップされたエンドプレート160の中心に折り畳んだ。縁部を逆に折り曲げて、シーラントテープ上に剥離紙を露出させた。真空バッグフィルムの反対側の縁部は、ラップされた積層体アセンブリの中心に折り畳まれた。剥離紙を取り除き、真空バッグをラップされた積層体アセンブリの中心と真空バッグフィルムの端部にシールした。
【0106】
真空ポート184(図8B参照)を真空バッグフィルム178(図8B参照)に挿入し、真空ポンプアセンブリ183(図8B参照)で真空引きして漏れのチェックを行った。この実施例では、真空バッグ積層体アセンブリを約90psi(90ポンド/平方インチ)の有効圧力、約355°Fの有効温度で約2時間の有効時間で圧密化し硬化させて、層間波形100(図8C図9参照)を有する積層複合構造体10を得た。しかし、有効圧力、有効温度および有効時間は、使用される複合材料システムによって異なる。
【0107】
衝撃および圧縮の試験:層間波形100を有する積層複合試験クーポン11(図9参照)の例示的な形態の、層間波形100を有する完成し形成された積層複合構造体10を上述のように形成し、衝撃および圧縮荷重について試験し、層間波形のない積層複合試験クーポンの形態などの、衝撃および圧縮荷重について試験した層間波形100のない積層複合構造体10の対照に対して試験した。
【0108】
衝撃試験を行うために、約300ポンドの重い衝撃固定具を有する高速衝撃試験装置を使用した。すべての試験試料に同じ衝撃エネルギーまたは力で衝撃を与えた。衝撃試験は、積層複合試験クーポンの形態で、以下の試験試料で実施した。(1)大きい層間波形100(図6A参照)(0.030インチの波形サイズ)を有するライトゲージ32プライおよびミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポン、(2)小さい層間波形100c(図6C参照)(0.018インチの波形サイズ)を有するミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポン、(3)層間波形のない、ライトゲージ32プライおよびミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプの対照積層複合試験クーポン、(4)大きい層間波形100(図6A参照)(0.030インチの波形サイズ)を有し、縁部被覆104(図6C参照)またはキャップ処理を含む、ライトゲージ32プライおよびミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポン、(5)小さい層間波形100c(図6C参照)(0.018インチの波形サイズ)を有し、縁部被覆104(図6C参照)またはキャップ処理を含む、ライトゲージ32プライおよびミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポン、(6)層間波形のない、縁部被覆104(図6C参照)またはキャップ処理を含む、ライトゲージ32プライおよびミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプの対照積層複合試験クーポン。
【0109】
圧縮試験は、上記積層複合試験クーポンについて行われ、それらの残留強度能力を決定した。圧縮試験装置は、ウィンドウ、荷重プラテン、調整可能な基部、および最大200キップ(キロポンド)の荷重フレームを有する圧縮ジャケット固定具を用いて圧縮試験を実施した。
【0110】
結果:衝撃試験の結果は、層間波形のない対照試験試料と層間波形およびさらに縁部被覆またはキャップ処理を有する積層複合試験クーポンとの間で衝撃損傷サイズを比較した。結果は、大きい層間波形を有するライトゲージ32プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポンが、層間波形のないライトゲージ32プライの積層体クーポンタイプの対照積層体複合試験クーポン(平均サイズ損傷4.2×1.4インチ)よりも損傷が少ない(平均サイズ損傷3.1×1.0インチ)ことを示した。さらに、衝撃試験および圧縮試験は、大きい層間波形を有するミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポンが、層間波形のないミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプの対照積層体複合試験クーポン(平均サイズ損傷3.8×1.4インチ)よりも損傷が少ない(平均サイズ損傷3.6×1.4インチ)ことを示した。
【0111】
さらに、荷重担持能力の結果として生じる増加は、ライトゲージ32プライの積層体クーポンタイプでは、層間波形のないライトゲージ32プライの対照積層体クーポンと比較して29%大きいことが判明し、またミディアムゲージ66プライの積層体クーポンタイプでは、層間波形のないミディアムゲージ66プライの対照積層体クーポンと比較して10%大きいことが判明した。
【0112】
さらに、衝撃試験および圧縮試験の結果は、横方向の層間波形を有する積層複合試験クーポンが、衝撃による内部損傷に対してより耐性であり、したがって、より高い残留強度能力を示すことを示した。同じエネルギーで衝撃を受けたが、層間波形を有する積層複合試験クーポンの内部層間剥離はより小さかった。この差は、キャップ処理をしないライトゲージ32プライの積層複合試験クーポンについて最大であった。さらに、単純で便宜的で費用効果の高い試験は、横方向ウェブの層間波形は、積層複合ブレードストリンガ28a(図9参照)のほとんど見えない衝撃損傷(BVID)、すなわち、目視検査では合理的に検出できない損傷、圧縮能力に影響を及ぼさないことを実証した。
【0113】
積層複合構造体10(図6A図6D図8C図9参照)、および積層複合構造体10(図6A図6D図8C図9参照)を形成するシステム172(図8B図9参照)および方法250(図10参照)の開示された実施形態は、露出した縁部80が1つまたは複数の衝撃力88(図9参照)、例えば1つまたは複数の物体(図示せず)から衝撃力88a、88b(図5A参照)を受けた場合に、積層複合構造体10の露出した縁部80(図9参照)における改善された強度202(図9参照)および改善された衝撃損傷耐性200(図9参照)を提供する。衝撃損傷耐性の利益のために、層間波形100(図6A図6D図8C図9参照)を意図的に形成することを利用して、構造上のオーバーラップおよびステッチングなどのより高価な二次構造を積層複合材に実施することを回避し、それによって必要な製造工程が少なくなり、時間、労力、および製造コストを低減することができる。さらに、層間波形100(図6A図6D図8C図9参照)の意図的な形成は、層間波形100が損害ではなく利益を提供するので、層間波形100がすでに生産工程に存在する場合には、衝撃損傷性能のためにそれらを除去する必要性を排除する。さらに、層間波形100を有する開示された積層複合構造体10、例えば、小さい層間波形100c(図6C参照)は、縁部被覆104(図6C参照)と共に使用されてもよいが、そのような縁部被覆は任意であり、必須ではない。付加的な縁部カバーを回避することができれば、これによって製造コストを低減することができ、必要な製造工程が少なくなり、それによって時間、労力および製造コストを低減することができる。
【0114】
さらに、積層複合構造体10(図6A図6D図8C図9参照)、ならびにシステム172(図8B図9参照)および方法250(図10参照)の開示された実施形態は、二次工程または追加の材料費なしで一次製造または形成プロセスに容易に統合することができる層間波形100を有する積層複合構造体10を提供する。さらに、横方向ウェブ層間波形100は、積層複合ブレードストリンガ28a(図9参照)のほとんど見えない衝撃損傷(BVID)に影響を及ぼさないことが分かった。
【0115】
前述の説明および関連する図面に提示された教示の利点を有する、本開示に関係する当業者には、本開示の多くの改変および他の実施形態が想到されるであろう。本明細書に記載された実施形態は例示的なものであり、限定的または網羅的であることを意図するものではない。本明細書では特定の用語を使用しているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定の目的では使用されていない。
【符号の説明】
【0116】
10 積層複合構造体
11 積層複合試験クーポン
12 ビークル
12a 航空機
14 胴体
16 ノーズ
18 翼部
20 エンジン
22 尾翼
24 水平スタビライザ
26 垂直スタビライザ
28 積層複合仕上げ部品
28a 積層複合ブレードストリンガ
28b 積層複合スキンパネル
28c 積層複合スパー
28d 積層複合飛行制御面
30 航空機の製造および保守点検方法
32 仕様および設計
34 材料調達
36 構成要素および部分組立品の製造
38 システム統合
40 認証および搬送
42 就航、就航中
44 整備および保守点検
46 航空機
48 機体
50 システム
52 内部
54 推進システム
56 電気システム
58 油圧システム
60 環境システム
62 航空機翼部パネル
62a 航空機複合翼部パネル
64 翼端
65 中央翼部ボックス
66 ストリンガ
66a ブレードストリンガ
66b ハットストリンガ
68 下面
70 スキンパネル
70a 上側スキンパネル
70b 下側スキンパネル
72 スパー
72a 前方スパー
74 内部取り付け位置
76 ウェブ
76a 第1のウェブ部分
76b 第2のウェブ部分
78 基部
80 露出した縁部
80a 露出した垂直外側縁部
82 フランジ
82a 第1のフランジ部分
82b 第2のフランジ部分
84 下側基部部分
86 フィラー部分
88 衝撃力
88a 衝撃力
88b 衝撃力
90 衝撃箇所
92 積層されたプライ層
94 衝撃損傷領域
96 長さ
98 深さ
100 層間波形
100a 大きい層間波形
100b 中程度の層間波形
100c 小さい層間波形
101 実質的に正弦波形状の輪郭
102 複数の積層された層
102a 第1の複数の積層された層
102b 第2の複数の積層された層
102c 第3の複数の積層された層
103 サイズ
104 縁部被覆
106 複合材料
107 繊維材料
108 樹脂材料
109 ピークと谷部分
110 ピーク
112 谷
112a 第1の谷部分
112b 第2の谷部分
114 深さ
114a ピーク高さ
116 長さ
116a 歪み長
117 幅
118a 第1の接点
118b 第2の接点
119 所定の比(L/D)
120 積層体アセンブリ
121 対向する側面
121a 第1の側面
121b 第2の側面
122 積層体
122a 第1の積層体
122b 第2の積層体
124 積層体半部
126a 第1の側面
126b 第1の側面
128a 第2の側面
128b 第2の側面
130a 第1の端部
130b 第2の端部
132a 第1の側端部
132b 第2の側端部
133 積層構成
134 ギャップ要素
134a 第1のギャップ要素
134b 第2のギャップ要素
135 積層シム
136 複数の積層された層
136a 第1の複数の積層された層
136b 第2の複数の積層された層
138a 第1の側面
138b 第1の側面
140a 第2の側面
140b 第2の側面
142a 第1の端部
142b 第2の端部
144a 第1の側端部
144b 第2の側端部
145 ギャップ領域
146 長手方向縁部
147a 第1の長手方向縁部
147b 第2の長手方向縁部
148a 第1の長手方向縁部
148b 第2の長手方向縁部
150 ツールプレート
150a 第1のツールプレート
150b 第2のツールプレート
151 コールプレート
152a 第1の側面
152b 第1の側面
154a 第2の側面
154b 第2の側面
156a 第1の端部
156b 第2の端部
158a 第1の側端部
158b 第2の側端部
160 エンドプレート
160a 第1のエンドプレート
160b 第2のエンドプレート
161 アルミニウムバー
162a 上面
162b 上面
164a 底面
164b 底面
166a 第1の端部
166b 第2の端部
168a 第1の側面
168b 第2の側面
170 フィルム層
170a 第1のフィルム層
170b 第2のフィルム層
171 フッ素化エチレンプロピレン(FEP)フィルム層
172 システム
174 加圧システム
174a 真空シールシステム
175 真空バッグアセンブリ
176 ブリーザ材料層
176a 第1のブリーザ材料層
176b 第2のブリーザ材料層
178 真空バッグフィルム
178a ナイロンフィルム
180 シーラント材料
180a シーラントテープ
182 平坦な表面装置
182a テーブル
183 真空ポンプアセンブリ
184 真空ポート
184a 第1の真空ポート
184b 第2の真空ポート
186 真空ライン
188 トラップ部材
190 ゲージ部材
192 制御バルブ
194 真空ポンプ
196 高圧領域
198 低圧領域
200 改善された衝撃損傷耐性
202 改善された強度
204 圧密化
206 硬化
208 有効圧力
210 有効温度
212 有効期間
214 流れ方向
250 方法
図1
図2
図3
図4A
図4B
図5A
図5B
図6A
図6B
図6C
図6D
図7
図8A
図8B
図8C
図9
図10
【外国語明細書】
2019217752000001.pdf