特開 2024-180294 複数の幅の複合テープをレイダウンするように構成された自動繊維配置システム

(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】P2024180294

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】複数の幅の複合テープをレイダウンするように構成された自動繊維配置システム

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/38 20060101AFI20241219BHJP

   B29C 70/54 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

B29C70/38

B29C70/54

【審査請求】未請求

【請求項の数】24

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024074333

(22)【出願日】2024-05-01

(31)【優先権主張番号】18/335,376

(32)【優先日】2023-06-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】523043898

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

(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】マイケル・ケネス－キュー・ルイ

【テーマコード（参考）】

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F205AC03

4F205AD16

4F205AG03

4F205AH31

4F205AJ08

4F205HA14

4F205HA23

4F205HA37

4F205HA45

4F205HB01

4F205HF23

4F205HK03

4F205HM13

4F205HT26

(57)【要約】

【課題】自動繊維配置システムを提供すること。
【解決手段】自動繊維配置システムは、複数の材料幅を有する複合材料の複数のスプールであって、各スプールが複数の材料幅におけるそれぞれの材料幅を有する複数のスプールと、複数のスプールにおける任意の所望のスプールから複合テープを同時にレイアップする自動繊維配置ヘッドとを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の材料幅（２０８）を有する複合材料（２０５）の複数のスプール（２１４）であって、複数の前記スプール（２１４）における各スプールが複数の前記材料幅（２０８）におけるそれぞれの材料幅を有する、複数のスプール（２１４）と、
複数の前記スプール（２１４）における任意の所望のスプールから複合テープを同時にレイアップする自動繊維配置ヘッド（２１６）と、
を備える、自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項2】

前記自動繊維配置ヘッド（２１６）は、
前記複合材料をレイダウンするための複数のレーン（２４８）であって、複数の前記レーン（２４８）における各レーンが、前記複合材料（２０５）の複数のスプール（２１４）におけるそれぞれのスプールによって供給される、複数のレーン（２４８）と、
複数の圧縮ローラ（２５０）であって、複数の前記圧縮ローラ（２５０）における各圧縮ローラが、複数の前記レーン（２４８）におけるそれぞれのレーンに割り当てられ、各圧縮ローラ（２５４）が、前記それぞれのレーン（２５８）に供給するそれぞれのスプール（２１８）の材料幅（２２２）に基づくそれぞれの幅（２５６）を有する、複数の圧縮ローラ（２５０）と、
を備える、請求項１に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項3】

複数の前記レーン（２４８）は、複合部品（２０４）の設計における面取部（２１２）の角度（２９０）に基づいて順序付けられる、請求項２に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項4】

複数の前記レーン（２４８）は、複合充填材（２０７）の各プライ（２１１、２１９、２２７）を２つ以下のパス（２８８）でレイアップするように順序付けられる、請求項２に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項5】

複数の前記材料幅（２０８）は、複合充填材（２０７）の各プライ（２１１、２１９、２２７）のそれぞれの幅（２１３、２２１、２２９）を２つ以下のパス（２８８）でレイアップするように選択される、請求項２に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項6】

複数の前記材料幅（２０８）は、２つ以下のパス（２８８）でプライ幅（２９２）の範囲（２９４）内で０．０５インチ（１．２７ｍｍ）ごとにプライ幅（２９２）を与えるように選択される、請求項２に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項7】

前記範囲（２９４）は２インチ（５０．８ｍｍ）～４インチ（１０１．６ｍｍ）である、請求項６に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項8】

前記複合材料（２０５）の複数のスプール（２１４）は、３つ以上の幅の複合材料を備える、請求項１に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項9】

前記複合材料（２０５）の複数のスプール（２１４）は、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）、１インチ（２５．４ｍｍ）、１．０５インチ（２６．６７ｍｍｍ）、及び１．１インチ（２７．９４ｍｍ）の幅の複合材料を備える、請求項１に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項10】

複数の前記レーン（２４８）は、所望の幅（２１３）及び所望の長さの連続プライ（２１１）を形成するために、複数の材料幅（２０８）を並べて配置するように順序付けられる、請求項２に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項11】

複合部品（２０４）のプライ（２１０）を形成するために複数の材料幅（２０８）の複合テープを同時にレイダウンする自動繊維配置ヘッド（２１６）を備え、
前記プライ（２１０）が様々な幅（２９１）を有する、自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項12】

前記自動繊維配置ヘッド（２１６）の複数のレーン（２４８）は、前記複合部品（２０４）の設計における面取部（２１２）の角度（２９０）に基づいて順序付けられる、請求項１１に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項13】

前記自動繊維配置ヘッド（２１６）に取り付けられた複合材料（２０５）の複数のスプール（２１４）を備え、
複数の前記スプール（２１４）が、複数の前記材料幅（２０８）の複合テープ（２０６）を有する、請求項１１に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項14】

複数の圧縮ローラ（２５０）を備え、
複数の前記圧縮ローラ（２５０）における各圧縮ローラが、複数の前記レーン（２４８）におけるそれぞれのレーンに割り当てられ、
複数の前記圧縮ローラ（２５０）における各圧縮ローラ（２５４）が、複数の前記材料幅（２０８）の複合テープ（２２０）のそれぞれの幅（２２２）に基づく幅（２５６）を有する、請求項１２に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項15】

複数の前記レーン（２４８）は、前記複合部品（２０４）の各プライを２つ以下のパス（２８８）でレイアップするように順序付けられる、請求項１２に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項16】

複数の前記材料幅（２０８）は、複合充填材（２０７）の各プライのそれぞれの幅を２つ以下のパス（２８８）でレイアップするように選択される、請求項１１に記載の自動繊維配置システム（２０２）。

【請求項17】

面取部（２１２）を有する複合充填材（２０７）を形成する方法（７００）であって、
自動繊維配置ヘッド（２１６）の２つ以下のパス（２８８）で前記自動繊維配置ヘッド（２１６）を使用して、第１の幅（２１３）を有する第１のプライ（２１１）をレイダウンするステップ（７０２）と、
前記自動繊維配置ヘッド（２１６）の２つ以下のパス（２８８）で前記自動繊維配置ヘッド（２１６）を使用して、第２の幅（２２１）を有する第２のプライ（２１９）を前記第１のプライ（２１１）上にレイダウンするステップ（７０４）と、
を含み、
前記第２のプライ（２１９）が前記第１のプライ（２１１）とは異なる複合テープの連続体（２２３）を有し、
前記第１のプライ（２１１）をレイダウンする前記ステップ及び前記第２のプライ（２１９）をレイダウンする前記ステップの少なくとも一方が、２つ以上の幅の複合テープをレイダウンするステップを含む、方法。

【請求項18】

２つ以上の幅の複合テープをレイダウンする前記ステップは、２つ以上の幅の複合テープを同時にレイダウンするステップ（７０６）を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記第１の幅（２１３）と前記第２の幅（２２１）との差が０．０５インチ（１．２７ｍｍ）～０．１インチ（２．５４ｍｍ）の範囲（２９４）内にある（７０８）、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記第１の幅（２１３）及び前記第２の幅（２２１）とは異なる第３の幅（２２９）を有する第３のプライ（２２７）をレイダウンするステップ（７１０）であって、前記第３のプライ（２２７）における複合テープの連続体（２３１）が、前記第１のプライ（２１１）における複合テープの第１の連続体（２１５）及び前記第２のプライ（２１９）における複合テープの第２の連続体（２２３）とは異なっている、ステップ（７１０）、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項21】

前記第２のプライ（２１９）をレイダウンする前記ステップは、前記第１の幅（２１３）及び前記第２の幅（２２１）における差に基づいて前記面取部（２１２）を形成するために前記第１のプライ（２１１）に対して前記第２のプライ（２１９）を位置決めするステップを含む（７１２）、請求項１７に記載の方法。

【請求項22】

面取部（２１２）を有する複合充填材（２０７）を形成する方法（８００）であって、
複数のプライ（２１０）の複数の幅（２９１）の差によって作られる角度（２９０）を有する前記面取部（２１２）を形成するように配置された複数の前記幅（２９１）を有する複数の前記プライ（２１０）を順次形成するために、自動繊維配置ヘッド（２１６）を使用して複数の材料幅（２０８）を有する複数本の複合テープをレイダウンするステップ（８０２）、
を含む、方法。

【請求項23】

複数の前記材料幅（２０８）を有する複数本の前記複合テープ（２０６）をレイダウンする前記ステップは、
複合テープの第１の連続体（２１５）を使用して第１の幅（２１３）を有する第１のプライ（２１１）をレイダウンするステップ（８０４）と、
複合テープの第２の連続体（２２３）を使用して第２の幅（２２１）を有する第２のプライ（２１９）をレイダウンするステップ（８０６）と、
を含み、
前記複合テープの第１の連続体（２１５）及び前記複合テープの第２の連続体（２２３）が、共通ではない少なくとも１本の複合テープを有する、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

複数の前記プライ（２１０）の各々は、プライごとに前記自動繊維配置ヘッド（２１６）の２つ以下のパス（２８８）を使用して形成される（８０８）、請求項２２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、複合材製造に関し、より具体的には、複数幅の複合テープ(composite tape)の自動繊維配置に関する。

【背景技術】

【0002】

複合材製造においては、いくつかの複合部品(composite part)が手作業によりレイアップされる。複合部品は、複合部品が１回限りの特有の設計であること、面取部を有すること、及び他の設計上の複雑さを有することのうちの少なくとも１つのために、手作業によりレイアップされ、手作業により搬送される場合がある。複合部品を手作業によりレイアップすると、製造プロセスに時間がかかる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、上述した問題の少なくとも一部及び他の潜在的な問題を考慮した方法及び装置を有することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示の一実施形態は、自動繊維配置システムを提供する。自動繊維配置システムは、複数の材料幅を有する複合材料の複数のスプールと、複数のスプールのうち任意の所望のスプールから複合テープを同時にレイアップする自動繊維配置ヘッドとを備える。複数のスプールにおける各スプールは、複数の材料幅におけるそれぞれの材料幅を有する。

【0005】

本開示の別の実施形態は、自動繊維配置システムを提供する。この自動繊維配置システムは、複合部品のプライを形成するために複数の材料幅の複合テープを同時にレイダウンする自動繊維配置ヘッドを備え、プライは異なる幅を有する。

【0006】

本開示のさらに別の実施形態は、面取部を有する複合充填材(composite filler)を形成する方法を提供する。第１の幅を有する第１のプライは、自動繊維配置ヘッドの２つ以下のパスで自動繊維配置ヘッドを使用して、レイダウンされる。第２の幅を有する第２のプライは、自動繊維配置ヘッドの２つ以下のパスで自動繊維配置ヘッドを使用して、第１のプライ上にレイダウンされる。第２のプライは、第１のプライとは異なる複合テープの連続体(sequence)を有する。第１のプライをレイダウンすること及び第２のプライをレイダウンすることの少なくとも一方は、２つ以上の幅の複合テープをレイダウンすることを含む。

【0007】

上記の形態及び機能は、本開示の種々の実施形態で独立に実現することができる、又はさらなる詳細が下記の説明及び図面を参照して理解することができる他の実施形態において組み合わされてもよい。

【0008】

例示的な実施形態の特性と考えられる新規な形態は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、例示的な実施形態、並びにそれらの好ましい使用の態様、さらなる目的、及び形態は、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて検討することによって、最もよく理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】例示的な実施形態による航空機の説明図である。

【図2】例示的な実施形態による製造環境のブロック図である。

【図3】例示的な実施形態による複合充填材の上面図である。

【図4】例示的な実施形態による複数の複合充填材を有する複合アセンブリ（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ）の等角図である。

【図5A】例示的な実施形態による自動繊維配置システムのためのレーンの順序案の説明図である。

【図5B】例示的な実施形態による自動繊維配置システムのためのレーンの順序案の説明図である。

【図6】例示的な実施形態による自動繊維配置システムの等角図である。

【図7】例示的な実施形態による面取部を有する複合充填材を形成する方法のフローチャートである。

【図8】例示的な実施形態による面取部を有する複合充填材を形成する方法のフローチャートである。

【図9】例示的な実施形態による航空機の製造及び保守点検方法の、ブロック図の形態での説明図である。

【図10】例示的な実施形態が実装され得る航空機の、ブロック図の形態での説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

ここで図１を参照すると、例示的な実施形態による航空機の説明図が示されている。航空機１００は、本体１０６に取り付けられた翼１０２及び翼１０４を有する。航空機１００は、翼１０２に取り付けられたエンジン１０８と、翼１０４に取り付けられたエンジン１１０とを含む。

【0011】

本体１０６は尾部１１２を有する。水平安定板１１４、水平安定板１１６、及び垂直安定板１１８は、本体１０６の尾部１１２に取り付けられている。

【0012】

航空機１００は、例示的な例の自動繊維配置システムを使用して形成された複合部品を有し得る航空機の一例である。例えば、翼１０２、翼１０４及び本体１０６の少なくとも１つの部分は、例示的な例の自動繊維配置システムを使用してレイアップされ得る。いくつかの例示的な例では、翼１０２、翼１０４及び本体１０６の少なくとも１つの複合充填材は、例示的な例の自動繊維配置システムを使用してレイアップされ得る。

【0013】

ここで図２を参照すると、例示的な実施形態による製造環境のブロック図が示されている。複合部品２０４をレイダウンするために、製造環境２００内の自動繊維配置システム２０２が使用され得る。自動繊維配置システム２０２は、面取部２１２を形成する複数のプライ２１０を形成するために、複数の材料幅２０８を有する複合テープ２０６をレイダウンするように構成される。

【0014】

自動繊維配置システム２０２は、複数の材料幅２０８を有する複合材料２０５の複数のスプール２１４と、複合材料２０５の複数のスプール２１４における任意の所望のスプールから複合テープを同時にレイアップするように構成された自動繊維配置ヘッド２１６とを備える。複合材料２０５の複数のスプール２１４における各スプールは、複数の材料幅２０８におけるそれぞれの材料幅を有する。例えば、スプール２１８は、材料幅２２２を有する複合テープ２２０を保持する。スプール２２４は、材料幅２２８を有する複合テープ２２６を保持する。スプール２３０は、材料幅２３４を有する複合テープ２３２を保持する。スプール２３６は、材料幅２４０を有する複合テープ２３８を保持する。スプール２４２は、材料幅２４６を有する複合テープ２４４を保持する。

【0015】

複数の材料幅２０８は、複数の幅のプライを形成するように選択される。いくつかの例示的な例では、複数の材料幅２０８は、角度２９０を有する面取部２１２を形成するように選択される。面取部２１２は、複数のプライ２１０における複数の幅２９１の違いによって形成される角度２９０を有する。複数の材料幅２０８は、複合部品２０４についての所望の幅のプライに基づいて変更され得る。

【0016】

自動繊維配置ヘッド２１６は、複合テープ２０６をレイダウンするための複数のレーン２４８を備える。複数のレーン２４８における各レーンは、複合材料２０５の複数のスプール２１４におけるそれぞれのスプールによって供給される。自動繊維配置ヘッド２１６は複数の圧縮ローラ２５０を備える。複数の圧縮ローラ２５０における各圧縮ローラは、複数のレーン２４８におけるそれぞれのレーンに割り当てられる。

【0017】

複数の圧縮ローラ２５０は複数の幅２５２を有する。複数の幅２５２は任意の望ましい数の幅を含む。各圧縮ローラは、それぞれのレーンに供給するそれぞれのスプールの材料幅に基づく、それぞれの幅を有する。

【0018】

例えば、圧縮ローラ２５４はレーン２５８に割り当てられる。圧縮ローラ２５４は、レーン２５８に供給するスプール２１８の材料幅２２２に基づく幅２５６を有する。

【0019】

図示のように、複合テープ２２０のスプール２１８はレーン２５８に供給する。圧縮ローラ２５４は、複数のレーン２４８におけるレーン２５８に割り当てられる。圧縮ローラ２５４は、複合テープ２２０の材料幅２２２に基づく幅２５６を有する。

【0020】

複合テープ２２６のスプール２２４はレーン２６４に供給する。圧縮ローラ２６０は、複数のレーン２４８におけるレーン２６４に割り当てられる。圧縮ローラ２６０は、複合テープ２２６の材料幅２２８に基づく幅２６２を有する。

【0021】

複合テープ２３２のスプール２３０はレーン２７０に供給する。圧縮ローラ２６６は、複数のレーン２４８におけるレーン２７０に割り当てられる。圧縮ローラ２６６は、複合テープ２３２の材料幅２３４に基づく幅２６８を有する。

【0022】

複合テープ２３８のスプール２３６はレーン２７６に供給する。圧縮ローラ２７２は、複数のレーン２４８におけるレーン２７６に割り当てられる。圧縮ローラ２７２は、複合テープ２３８の材料幅２４０に基づく幅２７４を有する。

【0023】

複合テープ２４４のスプール２４２はレーン２８２に供給する。圧縮ローラ２７８は、複数のレーン２４８におけるレーン２８２に割り当てられる。圧縮ローラ２７８は、複合テープ２４４の材料幅２４６に基づく幅２８０を有する。

【0024】

いくつかの例示的な例では、複数のレーン２４８は、複合部品２０４の設計における面取部２１２の角度２９０に基づいて順序付けられる。いくつかの例示的な例では、複合部品２０４は複合充填材２０７の形態をとる。各パスにおいて、隣り合うレーンから複合テープ２０６をレイダウンすることが望ましい。例えば、複数のレーン２４８の順序２８４は、２つ以下のパス２８８で複数のプライ２１０を形成するように構成される。複数のレーン２４８は、複数のプライ２１０のレイアップを可能にするために任意の望ましい数２８６のレーンを有する。いくつかの例示的な例では、数２８６は１０レーンである。図２には、複数のレーン２４８における５つのレーンが示されている。

【0025】

複数のレーン２４８は、複合部品２０４の各プライを２つ以下のパス２８８でレイアップするように順序付けられている。２つのパスにおける各パス２８８では、各パスについての積層複合テープ(deposited composite tapes)は隣り合っている。２つのパス２８８における各パスに関し、それぞれのパスについての積層複合テープは隣り合うレーンにある。

【0026】

複数の材料幅２０８は、複合部品２０４のそれぞれの幅の各プライを２つ以下のパス２８８でレイアップするように選択される。この例示的な例では、複数の材料幅２０８は、第１の幅２１３の第１のプライ２１１、第２の幅２２１の第２のプライ２１９、及び第３の幅２２９の第３のプライ２２７をレイアップするように選択される。

【0027】

いくつかの例示的な例では、複数の材料幅２０８は、２つ以下のパス２８８においてプライ幅２９２の範囲２９４内で０．０５インチ（１．２７ｍｍ）ごとにプライ幅２９２を与えるように選択される。いくつかの例示的な例では、範囲２９４は２インチ（５０．８ｍｍ）～５インチ（１２７ｍｍ）である。いくつかの例示的な例では、範囲２９４は２インチ（５０．８ｍｍ）～４インチ（１０１．６ｍｍ）である。

【0028】

いくつかの例示的な例では、複合材料２０５の複数のスプール２１４は、３つ以上の幅の複合材料２０５を備える。複数の材料幅２０８は、任意の望ましい数の幅を備える。いくつかの例示的な例では、複数の材料幅２０８は２つの幅を備える。いくつかの例示的な例では、複数の材料幅２０８は３つの幅を備える。いくつかの例示的な例では、複数の材料幅２０８は、４つ以上の幅を備える。複数の材料幅２０８における各材料幅の任意の望ましい数は、複数のスプール２１４にある。

【0029】

いくつかの例示的な例では、複合材料２０５の複数のスプール２１４は、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）、１インチ（２５．４ｍｍ）、１．０５インチ（２６．６７ｍｍｍ）、及び１．１インチ（２７．９４ｍｍ）の幅の複合材料２０５を備える。これらの例示的な例では、複数の材料幅２０８は、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）、１インチ（２５．４ｍｍ）、１．０５インチ（２６．６７ｍｍｍ）、及び１．１インチ（２７．９４ｍｍ）の幅の複合材料２０５を備える。

【0030】

いくつかの例示的な例では、複数のレーン２４８は、所望の幅及び所望の長さの連続プライを形成するために、複数の材料幅２０８を並べて配置するように順序付けられる。順序２８４は、所望の幅の連続プライを形成するために、複数の材料幅２０８における選択された材料幅を並べて配置するように構成される。

【0031】

自動繊維配置システム２０２は、複合部品２０４の複数のプライ２１０を形成するために、複数の材料幅２０８の複合テープを同時にレイダウンするように構成された自動繊維配置ヘッド２１６を備え、複数のプライ２１０は異なる幅を有する。複数のプライ２１０は複合部品２０４を形成する。さらに、複数のプライ２１０の幅の差は、面取部２１２を形成する。自動繊維配置ヘッド２１６の複数のレーン２４８は、複合部品２０４の設計における面取部２１２の角度２９０に基づいて順序付けられる。

【0032】

第１のプライ２１１は、第１の幅２１３を有する。第１の幅２１３は、複合テープの第１の連続体２１５によって形成される。複合テープの第１の連続体２１５は複数本のテープ２１７を備える。いくつかの例示的な例では、複合テープの第１の連続体２１５は２つ以上の材料幅を備える。複合テープの第１の連続体２１５は、材料幅の数及び順序である。複合テープの第１の連続体２１５は、自動繊維配置ヘッド２１６の最大２つのパス２８８で敷設され得る。

【0033】

複数本のテープ２１７は、複合テープ２０６のサブセットを備える。サブセットは、第１の幅２１３に基づいて選択される。サブセットは、複数のレーン２４８の順序２８４に基づいて選択される。

【0034】

第２のプライ２１９は、第２の幅２２１を有する。第２の幅２２１は、複合テープの第２の連続体２２３によって形成される。複合テープの第２の連続体２２３は、複合テープの第１の連続体２１５とは異なる。複合テープの第２の連続体２２３は、複合テープの第１の連続体２１５とは異なり、第１の幅２１３とは異なる第２の幅２２１を生成する。複合テープの第２の連続体２２３は複数本のテープ２２５を備える。

【0035】

いくつかの例示的な例では、複合テープの第２の連続体は、２つ以上の材料幅を備える。複合テープの第２の連続体２２３は、自動繊維配置ヘッド２１６の最大２つのパス２８８で敷設され得る。いくつかの例示的な例では、複合テープの第１の連続体２１５及び複合テープの第２の連続体２２３は、同じ材料幅の少なくとも１つを備える。いくつかの例示的な例では、複合テープの第１の連続体２１５及び複合テープの第２の連続体２２３は、同じ材料幅を有していない。

【0036】

いくつかの例示的な例では、複合テープの第１の連続体２１５及び複合テープの第２の連続体２２３は、同じ複合材スプールの少なくとも１つを備える。例えば、複合テープの第１の連続体２１５及び複合テープの第２の連続体２２３は両方とも、スプール２１８からの複合テープ２２０及びスプール２２４からの複合テープ２２６を備えることができる。いくつかの例示的な例において、複合テープの第１の連続体２１５及び複合テープの第２の連続体２２３は、共通ではない少なくとも１本の複合テープを有する。例えば、複合テープの第２の連続体２２３は、スプール２３０からの複合テープ２３２を有することができる。少なくとも１本の複合テープが共通でないことにより、第１の幅２１３は第２の幅２２１と異なる。いくつかの例示的な例では、複合テープの第１の連続体２１５及び複合テープの第２の連続体２２３は同じ材料幅の複合テープを備えるが、複数本のテープ２１７及び複数本のテープ２２５は共通の複合スプールを有することができない。

【0037】

第３のプライ２２７は、第３の幅２２９を有する。第３の幅２２９は、複合テープの第３の連続体２３１によって形成される。複合テープの第３の連続体２３１は、複合テープの第２の連続体２２３及び複合テープの第１の連続体２１５とは異なる。複合テープの第３の連続体２３１が複合テープの第２の連続体２２３及び複合テープの第１の連続体２１５の両方と異なることにより、第３の幅２２９は第１の幅２１３及び第２の幅２２１とは異なる。

【0038】

複合テープの第３の連続体２３１は複数本のテープ２３３を備える。いくつかの例示的な例では、複合テープの第３の連続体２３１は、２つ以上の材料幅を備える。複合テープの第３の連続体は、自動繊維配置ヘッド２１６の最大２つのパス２８８で敷設され得る。いくつかの例示的な例では、第３の連続体は、第２の連続体又は第１の連続体の少なくとも一方と共通の複合テープを含む。

【0039】

複合充填材２０７は、プライごとにレイアップされる。複数のプライ２１０が順次レイアップされる。複数のプライ２１０における各プライは、長手方向にレイアップされる。複数のプライ２１０における各プライは、面取部２１２を形成する複合部品２０４の縁部に平行な方向にレイアップされる。

【0040】

いくつかの例示的な例では、複合材料２０５の複数のスプール２１４が自動繊維配置ヘッド２１６に取り付けられる。自動繊維配置システム２０２は、複数の圧縮ローラ２５０をさらに備える。複数の圧縮ローラ２５０における各圧縮ローラは、複数のレーン２４８におけるそれぞれのレーンに割り当てられる。複数の圧縮ローラ２５０における各圧縮ローラは、複合テープ２０６の複数の材料幅２０８のそれぞれの幅に基づく幅を有する。

【0041】

複数のレーン２４８は、複合部品２０４の各プライを２つ以下のパス２８８でレイアップするように順序付けられている。複数の材料幅２０８は、複合部品２０４のそれぞれの幅の各プライを２つ以下のパス２８８でレイアップするように選択される。

【0042】

複合充填材２０７などの充填材は、航空機の胴体内の最も数の多い個別部品を構成する。複合充填材２０７は、独自の部品とすることができる。

【0043】

従来の複合材製造は、各複合充填材を手作業によりレイアップすることを含む。従来の複合材製造は、製造システム全体を通して各複合充填材を個別に管理し、次いで手作業により配置することを含む。従来のプロセスを使用する場合、各複合充填材は手作業でレイアップされ、製造に望ましくない時間がかかる。

【0044】

充填材をオフラインで製造するには、望ましくないほど長い時間がかかる。さらに、数百及び／又は数千の複合充填材の管理は、生産システムの課題である。

【0045】

自動繊維配置システム２０２は、製造時間を短縮し生産管理を軽減する。自動繊維配置システム２０２は、複合充填材２０７などの複合充填材の自動レイアップを可能にする。自動繊維配置システム２０２は、マンドレル上に直接複合充填材２０７などの複合充填材の自動レイアップを可能にする。複合充填材２０７をマンドレル上に直接レイアップすることにより、複合充填材２０７は生産システムによって保管も管理もされない。自動繊維配置ヘッド２１６を含む自動繊維配置システム２０２は、面取部を有する複合充填材をレイアップするように構成される。自動繊維配置システム２０２を使用して複合充填材２０７を形成することにより、オペレータ時間、レイアップ時間、管理時間、又は管理の複雑さのうちの少なくとも１つが減じられる。

【0046】

図２の製造環境２００の説明は、例示的な実施形態が実施され得る態様に対する物理的又は構造的な制限を含意するものではない。図示の構成要素に加えて、又は図示の構成要素の代わりに他の構成要素が用いられてもよい。いくつかの構成要素は不要であり得る。また、ブロックは、一部の機能的構成要素を示すために提示されている。これらのブロックのうちの１つ以上は、例示的な実施形態で実施されるときに異なるブロックに組み合わされてもよいし、分割されてもよいし、又は組み合わされ且つ分割されてもよい。

【0047】

例えば、５つのスプールのみが示されているが、任意の望ましいスプールが複数のスプール２１４にあるとすることができる。いくつかの例示的な例では、複数のスプール２１４は、複合材料２０５の１０個のスプールを備える。

【0048】

別の例として、図２には示されていないが、複合材料２０５を複数の材料幅２０８に切断するためにスリッタを設けることができる。例えば、スプール２１８上に配置される前に複合テープ２２０を材料幅２２２に切断するためにスリッタを設けることができる。

【0049】

いくつかの例示的な例では、自動繊維配置ヘッド２１６はドッキング可能であり得る。これらの例示的な例では、自動繊維配置ヘッド２１６は、取り外され自動繊維配置機（図示せず）上に交換され得る。これらの例示的な例では、自動繊維配置ヘッド２１６は、典型的な自動繊維配置（ＡＦＰ）機に取り付けることができる。

【0050】

これらの例示的な例では、複合材料２０５は、自動繊維配置ヘッド２１６に供給される前に、少なくとも１つのスリッタによって複数の材料幅２０８に切断される。いくつかの他の例示的な例では、自動繊維配置ヘッド２１６はドッキング可能ではない。いくつかの例示的な例では、少なくとも１つのスリッタが恒久的な自動繊維配置ヘッドに設けられる。

【0051】

ここで図３を参照すると、例示的な実施形態による複合充填材の上面図が示されている。複合充填材３００は、図１の航空機１００の構成要素とすることができる。複合充填材３００は、図２の自動繊維配置システム２０２によってレイダウンされ得る。複合充填材３００は、図２の複合充填材２０７の物理的実装であり得る。

【0052】

複合充填材３００は、複数のプライ３０２を備える。複数のプライ３０２の各々は、それ自体のそれぞれの幅を有する。複数のプライ３０２の箇所及び幅によって、複合充填材３００の面取部３０４及び面取部３０６が形成される。面取部３０４は角度を有する。面取部３０６は角度を有する。複数のプライ３０２の幅は、面取部３０４及び面取部３０６の各々を形成するように構成される。複数のプライ３０２における各プライは、複合テープのそれぞれの連続体から形成される。複合テープの連続体は、プライのそれぞれの幅を形成するように選択される。

【0053】

例えば、第１のプライ３０８は第１の幅３１０を有する。第１の幅３１０は、複合テープの第１の連続体（図示せず）によって形成される。複合テープの第１の連続体は複数本のテープを備える。いくつかの例示的な例では、複合テープの第１の連続体は、２つ以上の材料幅を備える。複合テープの第１の連続体は、自動繊維配置ヘッドの最大２つのパスで敷設され得る。

【0054】

第２のプライ３１２は第２の幅３１４を有する。第２の幅３１４は、複合テープの第２の連続体（図示せず）によって形成される。複合テープの第２の連続体は、複合テープの第１の連続体とは異なる。複合テープの第２の連続体は、第２の複数本のテープを備える。いくつかの例示的な例では、複合テープの第２の連続体は、２つ以上の材料幅を備える。複合テープの第２の連続体は、自動繊維配置ヘッドの最大２つのパスで敷設され得る。いくつかの例示的な例では、第１の連続体及び第２の連続体は、いくつかの複合材料スプールを含む。複合テープの第１の連続体及び複合テープの第２の連続体は、共通ではない少なくとも１本の複合テープを有する。

【0055】

第３のプライ３１６は第３の幅３１８を有する。第３の幅３１８は、複合テープの第３の連続体（図示せず）によって形成される。複合テープの第３の連続体は、複合テープの第２の連続体及び複合テープの第１の連続体とは異なる。複合テープの第３の連続体は、第３の複数本のテープを備える。いくつかの例示的な例では、複合テープの第３の連続体は、２つ以上の材料幅を備える。複合テープの第３の連続体は、自動繊維配置ヘッドの最大２つのパスで敷設され得る。いくつかの例示的な例では、第３の連続体は、第２の連続体又は第１の連続体の少なくとも一方と共通の複合テープを含む。

【0056】

複合充填材３００は、プライごとにレイアップされる。複数のプライ３０２は順次レイアップされる。複数のプライ３０２における各プライは、方向３２０にレイアップされる。方向３２０に複合テープを敷設することにより、面取部３０４から面取部３０６まで、方向３２０に垂直な方向に複合材料を敷設するよりも速く複合充填材３００が形成される。

【0057】

ここで図４を参照すると、例示的な実施形態による、複数の複合充填材を有する複合アセンブリの等角図が示されている。ストリンガー４０２及び複合充填材４０６は、図１の航空機１００の一部であり得る。複合充填材４０６は、図２の複合充填材２０７の物理的実装であり得る。図３の複合充填材３００は、複合充填材４０６のうちの１つであり得る。製造環境４００では、ストリンガー４０２がマンドレル４０４上に配置される。複合充填材４０６は、図２の自動繊維配置システム２０２によってマンドレル４０４上に直接レイアップされ得る。

【0058】

複合充填材４０６は、構造的構成要素ではない。複合充填材４０６は、図１の航空機１００などの航空機に構造的支持を与えるようには構成されていない。

【0059】

ここで図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、例示的な実施形態による自動繊維配置システムにおけるレーンの順序の案の説明図が示されている。マトリクス５００は、それぞれの材料幅５０６を有するプライ幅５０２及びレーン５０４のチャートである。レーン５０４は、図２の複数のレーン２４８を表す。図３の複合充填材３００をレイアップするために、レーン５０４の構成５０７を用いることができる。いくつかの例示的な例では、図４の複合充填材４０６をレイアップするために、レーン５０４の構成５０７を有する自動繊維配置ヘッドを用いることができる。

【0060】

レーン５０４から複合テープをレイダウンするために、図２の自動繊維配置システム２０２などの自動繊維配置システムを用いることができる。レーン５０４の各レーンは、複合材料の複数のスプールにおけるそれぞれのスプールによって供給される。自動繊維配置ヘッドは、複合材料の複数のスプールにおける任意の所望のスプールから複合テープを同時にレイアップするように構成される。自動繊維配置ヘッドは、レーン５０４の任意の所望のレーンから複合テープを同時にレイアップするように構成されることによって、任意の所望のスプールから複合テープをレイアップするように構成される。

【0061】

レーン５０４は、２つ以下のパスを使用してプライ幅５０２の各プライ幅を生成するように構成される。各パスは、隣り合うレーンからの複合材料テープをレイダウンする。レーン５０４の構成５０７は、使用される材料幅５０６及びレーン５０４内の材料幅５０６の順序を含む。

【0062】

例えば、２インチ（５０．８ｍｍ）のプライは、複合テープの連続体５１１において４番レーン５０８及び５番レーン５１０を使用してシングルパスでレイアップされ得る。レーン５０４の構成５０７では、４番レーン５０８及び５番レーン５１０は同じ材料幅を有する。レーン５０４の構成５０７では、４番レーン５０８及び５番レーン５１０はそれぞれ１インチ（２５．４ｍｍ）の材料幅の複合テープである。シングルパスは、隣り合うレーン、すなわち４番レーン５０８及び５番レーン５１０からの複合材料テープをレイダウンして、２インチ（５０．８ｍｍ）のプライを形成する。

【0063】

２．０５インチ（５２．０７ｍｍ）のプライは、複合テープの連続体５１５において６番レーン５１２及び７番レーン５１４を使用してシングルパスでレイアップされ得る。レーン５０４の構成５０７では、６番レーン５１２及び７番レーン５１４は異なる材料幅を有する。５番レーン５１０及び６番レーン５１２は同じ材料幅を有するが、５番レーン５１０及び６番レーン５１２は異なる材料スプールによって供給される。シングルパスは、隣り合うレーン、すなわち６番レーン５１２及び７番レーン５１４から複合材料テープをレイダウンして、２．０５インチ（５２．０７ｍｍ）のプライを形成する。

【0064】

この例示的な例では、複合テープの連続体５１１及び複合テープの連続体５１５は、共通のレーンを有さない。この例示的な例では、複合テープの連続体５１１及び複合テープの連続体５１５は、共通の１つの材料幅を有する。この例示的な例では、複合テープの連続体５１５は、複合テープの連続体５１１には見られない材料幅を有する。

【0065】

他のプライは、レーン５０４の構成５０７を用いて２つのパスでレイアップされる。例えば、２．３インチ（５８．４２ｍｍ）のプライは、２つのパスでレイアップすることができる。３番レーン５１６を用いて１つ目のパスが行われ、６番レーン５１２及び７番レーン５１４を用いて２つ目のパスが行われる。

【0066】

２．９５インチ（５８．４２ｍｍ）のプライをレイアップするために用いられる複合テープの連続体５１８は、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）の３本の複合テープと、１．１インチ（２７．９４ｍｍ）幅の２本の複合テープとを含む。レーン５０４の構成５０７では、２．９５インチ（７４．９３ｍｍ）の幅を有するプライが２つのパスでレイアップされる。第１のパスでは、１番レーン５２０、２番レーン５２２、及び３番レーン５１６がレイアップされる。第２のパスでは、９番レーン５２４及び１０番レーン５２６がレイアップされる。第１のパスは、隣り合うレーン、すなわち１番レーン５２０、２番レーン５２２、及び３番レーン５１６の複合材料をレイダウンする。第２のパスは、隣り合うレーン、すなわち９番レーン５２４及び１０番レーン５２６の複合材料をレイダウンする。第２のパスは、２．９５インチ（７４．９３ｍｍ）の幅を有する連続したプライを形成するために５本の複合テープが並んでレイダウンされるようにレイダウンされる。

【0067】

２．９５インチ（７４．９３ｍｍ）のプライは、３インチ（７６．２ｍｍ）のプライを形成するための複合テープの連続体とは異なる複合テープの連続体でレイアップされる。３インチ（７６．２ｍｍ）のプライをレイアップするための複合テープの連続体は、複合テープの連続体５２８から分かるように、１インチ（２５．４ｍｍ）の３本の複合テープを含む。レーン５０４の構成５０７では、３インチ（７６．２ｍｍ）の幅を有するプライを形成する複合テープの連続体５２８が１つのパスでレイアップされる。

【0068】

いくつかの例示的な例では、それぞれのプライのための複合テープの連続体は、プライの直前又は直後に敷設されたプライと共通の同じ材料幅の少なくとも１つを有することができる。いくつかの例示的な例では、それぞれのプライのための複合テープの連続体は、プライの直前又は直後に敷設されたプライの少なくとも１つと共通の材料幅を有さなくてもよい。

【0069】

複数の材料幅５０６は、２つ以下のパスでプライ幅５０２の範囲内で０．０５インチ（１．２７ｍｍ）ごとにプライ幅を与えるように選択される。図示の範囲は２インチ（５０．８ｍｍ）～３．９５インチ（１００．３３ｍｍ）である。いくつかの例示的な例では、図示の範囲は２インチ（５０．８ｍｍ）～５インチ（１２７ｍｍ）である。

【0070】

いくつかの例示的な例では、複合材料の複数のスプールは、３つ以上の材料幅を備える。この図示の例示的な例では、４つの材料幅が提供される。各材料幅は、レーン５０４における隣り合うレーンに配置されるが、他の図示されていない構成では、材料幅は、隣り合っていないレーンに存在する場合もある。

【0071】

いくつかの例示的な例では、複合材料の複数のスプールは、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）、１インチ（２５．４ｍｍ）、１．０５インチ（２６．６７ｍｍｍ）、及び１．１インチ（２７．９４ｍｍ）の幅の複合材料を備える。他の図示されていない例では、複合材料の複数のスプールは、複合材料の他の幅を有することができる。

【0072】

例示的な例では、ストリンガーが配置された後にレイアップマンドレル上に直接レイアップするために、新しいハイブリッド型１０レーン自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドを利用することができる。マトリクス５００には、１／４インチ（６．３５ｍｍ）の材料幅の３本のレーン、１インチ（２５．４ｍｍ）の材料幅の３本のレーン、１．０５インチ（２６．６７ｍｍｍ）の材料幅の２本のレーン、及び１．１インチ（２７．９４ｍｍ）の材料幅の２本のレーンがある。図示のように、各材料幅は、同じ材料幅の複合材料に隣り合っている。例えば、１／４インチ（６．３５ｍｍ）の材料幅の３本のレーンは、１番レーン５２０、２番レーン５２２、及び３番レーン５１６である。他の図示されていない例では、異なる構成は、同じ材料幅を有する他の複合材料から分離された少なくとも１つの材料幅を有することができる。

【0073】

マトリクス５００は、２インチ（５０．８ｍｍ）と４インチ（１０１．６ｍｍ）との間のすべての充填材幅が、プライごとに２つ以下のパスでどのように配置され得るかを示す。プライの長さは、自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドを使用して指定されたエンジニアリングサイズに切断することができる。

【0074】

ここで図６を参照すると、例示的な実施形態による自動繊維配置システムの等角図が示されている。自動繊維配置システム６００は、図２の自動繊維配置システム２０２の物理的実装である。自動繊維配置システム６００は、図３の複合充填材３００をレイアップするために用いられ得る。自動繊維配置システム６００は、複合充填材４０６をレイアップするために、図４の製造環境４００で用いられ得る。自動繊維配置システム６００は、図５Ａ及び図５Ｂの構成５０７を有することができる。

【0075】

自動繊維配置システム６００は、複数のレーン６０４を有する自動繊維配置ヘッド６０２を備える。複数のスプール６０６は、複数の材料幅を有する複合材料を供給する。複合材料の複数のスプール６０６はそれぞれ、複数のスプール６０６によって与えられる複数の材料幅におけるそれぞれの材料幅を有する。複数のレーン６０４が複合材料をレイダウンする。複数のレーン６０４における各レーンは、複合材料の複数のスプール６０６におけるそれぞれのスプールによって供給される。

【0076】

自動繊維配置ヘッド６０２は、複数のスプール６０６における任意の所望のスプールから複合テープを同時にレイアップするように構成される。複数のレーン６０４における各レーンは、複合材料の複数のスプール６０６におけるそれぞれのスプールによって供給される。自動繊維配置ヘッド６０２は、複合材料をレイダウンするための複数のレーン６０４を備える。自動繊維配置ヘッド６０２は、複数の圧縮ローラ６０８を備える。複数の圧縮ローラ６０８における各圧縮ローラは、複数のレーン６０４におけるそれぞれのレーンに割り当てられる。各圧縮ローラは、それぞれのレーンに供給されるそれぞれのスプールの材料幅に基づくそれぞれの幅を有する。

【0077】

ここで図７を参照すると、例示的な実施形態による面取部を有する複合充填材を形成する方法のフローチャートが示されている。方法７００は、図１の航空機１００の複合部品を形成するために用いられ得る。図２の複合部品２０４を形成するために、方法７００を用いることができる。図３の複合充填材３００を形成するために、方法７００を用いることができる。図４の複合充填材４０６を形成するために、方法７００を用いることができる。方法７００は、図５Ａ及び図５Ｂのレーン５０４の構成５０７を使用して実行され得る。方法７００は、図６の自動繊維配置システム６００を使用して実行され得る。

【0078】

方法７００では、自動繊維配置ヘッドの２つ以下のパスで自動繊維配置ヘッドを使用して、第１の幅を有する第１のプライをレイダウンする（操作７０２）。方法７００では、自動繊維配置ヘッドの２つ以下のパスで自動繊維配置ヘッドを使用して、第２の幅を有する第２のプライを第１のプライ上にレイダウンし、ここで、第２のプライは第１のプライとは異なる複合テープの連続体を有し、第１のプライをレイダウンすること又は第２のプライをレイダウンすることの少なくとも一方は、２つ以上の幅の複合テープをレイダウンすることを含む（操作７０４）。その後、方法７００は終了する。

【0079】

いくつかの例示的な例では、２つ以上の幅の複合テープをレイダウンすることは、２つ以上の幅の複合テープを同時にレイダウンすることを含む（操作７０６）。２つ以上の幅の複合テープが同時にレイダウンされる場合、２つ以上の幅の複合テープがシングルパスで敷設される。いくつかの例示的な例では、２つの複合材料幅がシングルパスでレイダウンされる。いくつかの例示的な例では、３つ以上の複合材料幅がシングルパスでレイダウンされる。これらの例示的な例では、異なる材料幅はそれぞれ互いに隣り合っている。

【0080】

いくつかの例示的な例では、第１の幅と第２の幅との間の差は、０．０５インチ（１．２７ｍｍ）～０．１インチ（２．５４ｍｍ）の範囲内である（操作７０８）。いくつかの例示的な例では、第１の幅と第２の幅との間の差が面取部を形成する。

【0081】

いくつかの例示的な例では、方法７００では、第１の幅及び第２の幅とは異なる第３の幅を有する第３のプライをレイダウンし、ここで、第３のプライにおける複合テープの連続体は、第１のプライにおける複合テープの第１の連続体及び第２のプライにおける複合テープの第２の連続体とは異なる（操作７１０）。いくつかの例示的な例では、第３の幅は、第２の幅及び第１の幅の両方よりも小さい。いくつかの例示的な例では、第１の幅から第２の幅へ、及び第２の幅から第３の幅への幅の縮小は、面取部を形成する。

【0082】

いくつかの例示的な例では、第２のプライをレイダウンすることは、第１の幅と第２の幅との差に基づいて面取部を形成するように第１のプライに対して第２のプライを位置決めすることを含む（操作７１２）。いくつかの例示的な例では、第２のプライをレイダウンすることは、第２のプライをレイダウンすることが面取部を形成するように、第２のプライを第１のプライの上に水平にセンタリングすることを含む。いくつかの例示的な例では、第２のプライは第１のプライの上に直接レイアップされる。

【0083】

ここで図８を参照すると、例示的な実施形態による面取部を有する複合充填材を形成する方法のフローチャートが示されている。方法８００は、図１の航空機１００の複合部品を形成するために用いられ得る。図２の複合部品２０４を形成するために、方法８００を用いることができる。図３の複合充填材３００を形成するために、方法８００を用いることができる。図４の複合充填材４０６を形成するために、方法８００を用いることができる。方法８００は、図５Ａ及び図５Ｂのレーン５０４の構成を使用して実行され得る。方法８００は、図６の自動繊維配置システム６００を使用して実行され得る。

【0084】

方法８００では、自動繊維配置ヘッドを使用して複数の材料幅を有する複数本の複合テープをレイダウンして、複数のプライの複数の幅の差によって作られる角度を有する面取部を形成するように配置された複数の幅を有する複数のプライを順次形成する（操作８０２）。その後、方法８００は終了する。

【0085】

いくつかの例示的な例では、複数の材料幅を有する複数本の複合テープをレイダウンすることは、複合テープの第１の連続体を使用して第１の幅を有する第１のプライをレイダウンすること（操作８０４）と、複合テープの第２の連続体を使用して第２の幅を有する第２のプライをレイダウンすることであって、複合テープの第１の連続体と複合テープの第２の連続体とが共通ではない少なくとも１本の複合テープを有する、こと（操作８０６）とを含む。いくつかの例示的な例では、複数のプライの各々は、プライごとに自動繊維配置ヘッドの最大２つのパスを使用して形成される（操作８０８）。

【0086】

本明細書で使用されるとき、「のうちの少なくとも１つ(at least one of)」という語句は、項目のリストと共に使用されるとき、リストされた項目のうちの１以上の様々な組合せが使用されてもよく、リスト内の各項目のうちの１つのみが必要であり得ることを意味する。例えば、「項目Ａ、項目Ｂ、又は項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、項目Ａ、項目Ａ及び項目Ｂ、又は項目Ｂを含み得るが、これらに限定されない。また、この例は、項目Ａ、項目Ｂ、及び項目Ｃ又は項目Ｂ及び項目Ｃを含み得る。もちろん、これらの項目の任意の組合せがあり得る。他の例では、「のうちの少なくとも１つ」は、例えば、２つの項目Ａ、１つの項目Ｂ、及び１０の項目Ｃ、４つの項目Ｂ及び７つの項目Ｃ、又は他の適切な組合せであり得るが、これらに限定されない。項目は、特定の物体(object)、物(thing)、又はカテゴリーであってもよい。言い換えるならば、「のうちの少なくとも１つ」とは、任意の組合せ項目及び項目の数がリストから使用されてもよいが、リスト中の項目のすべてが必要とはされないことを意味する。

【0087】

本明細書で使用される場合、「いくつかの」は、項目を指して使用される場合、１以上の項目を意味する。

【0088】

異なる図示の実施形態におけるフローチャート及びブロック図は、例示的な実施形態における装置及び方法のいくつかの考えられる実装形態のアーキテクチャ、機能、及び動作を示している。この点に関して、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能のうちの少なくとも１つ、又は動作若しくはステップの一部を表してもよい。

【0089】

例示的な実施形態のいくつかの代替実装形態では、ブロックに記されている１以上の機能は、図に記されている順序から外れて生じてもよい。例えば、一部のケースでは、連続して示されている２つのブロックは、関連する機能に応じて、実質的に同時に実行されてもよいし、場合によっては逆の順序で実行されてもよい。また、フローチャート又はブロック図の図示のブロックに加えて、他のブロックが追加されてもよい。一部のブロックは任意選択であってもよい。例えば、操作７０６～操作７１２は任意選択であってもよい。例えば、操作８０４～操作８０８は任意選択であってもよい。

【0090】

本開示の例示的な実施形態は、図９に示されている航空機の製造及び保守点検方法９００並びに図１０に示されている航空機１０００の状況で説明され得る。最初に図９を参照すると、例示的な実施形態による、ブロック図の形態での航空機の製造及び保守点検方法の説明図が示されている。生産の前段階において、航空機の製造及び保守点検方法９００は、図１０の航空機１０００の仕様及び設計９０２、並びに材料調達９０４を含んでもよい。

【0091】

生産中、航空機１０００の構成要素及び部分組立品の製造９０６並びにシステム統合９０８が行われる。その後、航空機１０００は、就航中９１２になるために、認証及び搬送９１０を経てもよい。顧客による就航中９１２に、航空機１０００は、定期的な整備及び保守点検９１４が予定され、これは修正、再構成、改修、又は他の整備及び保守点検を含んでもよい。

【0092】

航空機の製造及び保守点検方法９００のプロセスの各々は、システム統合者、第３の業者、及び／又は運用者によって実行又は実施されてもよい。これらの例では、運用者は、顧客であってもよい。この説明の目的のために、システム統合者は、限定することなく、任意の数の航空機製造業者及び主要システム下請業者を含むことができ、第３の業者は、限定することなく、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、運用者は、航空会社、リース会社、軍事団体、保守点検組織などであってもよい。

【0093】

次に図１０を参照すると、例示的な実施形態が実装され得るブロック図の形態の航空機の説明図が示されている。この例では、航空機１０００は、図９の航空機の製造及び保守点検方法９００によって生産され、複数のシステム１００４及び内部１００６を伴う機体１００２を含んでもよい。システム１００４の例は、推進システム１００８、電気システム１０１０、油圧システム１０１２、及び環境システム１０１４のうちの１つ以上を含む。任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。

【0094】

本明細書で具現化される装置及び方法は、航空機の製造及び保守点検方法９００の段階のうちの少なくとも１つの間に採用されてもよい。１以上の例示的な実施形態は、図９の構成要素及び部分組立品の製造９０６、システム統合９０８、就航中９１２、又は整備及び保守点検９１４のうちの少なくとも１つの間に製造され又は使用されてもよい。

【0095】

例示的な例は、異なる材料幅を有する複数のレーンから構成される自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドを提供する。いくつかの例では、自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドは１０本のレーンで構成される。自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドには、任意の望ましい数の材料が提供される。いくつかの例示的な例では、４つの異なる材料幅が与えられる。

【0096】

例示的な例は、自動繊維配置機がプライごとに２つ以下のパスで幅の範囲内でフレーム充填材を正確にレイアップすることを可能にする。いくつかの例示的な例では、幅は２インチ（５０．８ｍｍ）から４インチ（１０１．６ｍｍ）までの範囲で変化する。自動繊維配置（ＡＦＰ）機は、プライを円周方向にレイアップすることができ（同じ順序で複数のプライのように扱う）、すべての充填材をレイアップマンドレル上に直接レイアップすることができる。これは、全体的な時間の節約につながり、かなりの量のオフラインの充填材製造作業及び充填材管理を削減することができる。例示的な例は、プライランプ（ｐｌｙ ｒａｍｐ）及び異なるサイズのプライ及び複合充填材を取り扱うことができる。

【0097】

例示的な例は、複合充填材をレイアップするための複数の材料を有する新しい自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドの設計を提供する。自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドは、複合充填材をレイアップマンドレル上に直接レイアップすることができる。

【0098】

従来の製造では、小さなシートをレイアップし、充填材パッチを切り出す。少なくともいくつかの複合充填材の従来の製造は、手作業のレイアップを使用して行われる。少なくともいくつかの複合充填材の従来の製造は、複合充填材を一度に１つずつオフラインでレイアップすることを含む。その後、従来の製造では、店舗は数百又は数千の個々の固有の充填材を保管及び管理しなければならない。

【0099】

１つの例示的な例では、自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッド設計は、１６度～１７度のプライランプを占めることができる４つの異なる材料幅で提示される。０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）の間隔を作ることにより、自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドは、面取り設計の許容範囲内の面取部を生成する。

【0100】

いくつかの例示的な例では、近傍にあるシステムは、材料幅を１インチ（２５．４ｍｍ）、１．０５インチ（２６．６７ｍｍｍ）、及び１．１０インチ（２７．９４ｍｍ）に切断することができ、製造システムに統合され得る。いくつかの例示的な例では、材料幅は外部ベンダーによって提供され得る。

【0101】

例示的な例は、フレーム充填材製造の生産性を迅速に改善することができる。例示的な例は、数千のフレーム充填材を管理するという課題を軽減する。自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドはドッキング可能であり得る。自動繊維配置（ＡＦＰ）ヘッドは、典型的な自動繊維配置（ＡＦＰ）機に取り付けることができる。

【0102】

各複合充填材は個別の部品であり、一意である可能性があるため、例示的な例の自動繊維配置（ＡＦＰ）プロセスを利用すると、かなりの時間を節約することができる。例示的な例は、充填材を工具に直接付着させることができ、これにより、数千の複合充填材の部品管理が大幅に軽減される。

【0103】

異なる例示的な実施形態の説明は、例示及び説明のために提示されたものであり、網羅的であること又は開示された形態の実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者には多くの修正及び変形は明らかであろう。さらに、異なる例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態と比較して異なる形態を提供し得る。選択された実施形態又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の適用を最もよく説明するために、また、考えられる特定の使用に適した様々な修正を伴う様々な実施形態の開示を他の当業者が理解できるようにするために選択され説明されている。

【符号の説明】

【0104】

１００ 航空機、１０２ 翼、１０４ 翼、１０６ 本体、１０８ エンジン、１１０ エンジン、１１２ 尾部、１１４ 水平安定板、１１６ 水平安定板、１１８ 垂直安定板、２００ 製造環境、２０２ 自動繊維配置システム、２０４ 複合部品、２０５ 複合材料、２０６ 複合テープ、２０７ 複合充填材、２０８ 材料幅、２１０ プライ、２１１ 第１のプライ、連続プライ、２１２ 面取部、２１３ 第１の幅、２１４ スプール、２１５ 複合テープの第１の連続体、２１６ 自動繊維配置ヘッド、２１７ テープ、２１８ スプール、２１９ 第２のプライ、２２０ 複合テープ、２２１ 第２の幅、２２２ 材料幅、２２３ 複合テープの第２の連続体、２２４ スプール、２２５ テープ、２２６ 複合テープ、２２７ 第３のプライ、２２８ 材料幅、２２９ 第３の幅、２３０ スプール、２３１ 複合テープの第３の連続体、２３２ 複合テープ、２３３ テープ、２３４ 材料幅、２３６ スプール、２３８ 複合テープ、２４０ 材料幅、２４２ スプール、２４４ 複合テープ、２４６ 材料幅、２４８ レーン、２５０ 圧縮ローラ、２５２ 幅、２５４ 圧縮ローラ、２５６ 幅、２５８ レーン、２６０ 圧縮ローラ、２６２ 幅、２６４ レーン、２６６ 圧縮ローラ、２６８ 幅、２７０ レーン、２７２ 圧縮ローラ、２７４ 幅、２７６ レーン、２７８ 圧縮ローラ、２８０ 幅、２８２ レーン、２８４ 順序、２８６ 数、２８８ パス、２９０ 角度、２９１ 幅、２９２ プライ幅、２９４ 範囲、３００ 複合充填材、３０２ プライ、３０４ 面取部、３０６ 面取部、３０８ 第１のプライ、３１０ 第１の幅、３１２ 第２のプライ、３１４ 第２の幅、３１６ 第３のプライ、３１８ 第３の幅、３２０ 方向、４００ 製造環境、４０２ ストリンガー、４０４ マンドレル、４０６ 複合充填材、５００ マトリクス、５０２ プライ幅、５０４ レーン、５０６ 材料幅、５０７ 構成、５０８ ４番レーン、５１０ ５番レーン、５１１ 複合テープの連続体、５１２ ６番レーン、５１４ ７番レーン、５１５ 複合テープの連続体、５１６ ３番レーン、５１８ 複合テープの連続体、５２０ １番レーン、５２２ ２番レーン、５２４ ９番レーン、５２６ １０番レーン、５２８ 複合テープの連続体、６００ 自動繊維配置システム、６０２ 自動繊維配置ヘッド、６０４ レーン、６０６ スプール、６０８ 圧縮ローラ、７００ 方法、７０２ 操作、７０４ 操作、７０６ 操作、７０８ 操作、７１０ 操作、７１２ 操作、８００ 方法、８０２ 操作、８０４ 操作、８０６ 操作、８０８ 操作、９００ 航空機の製造及び保守点検方法、９０２ 仕様及び設計、９０４ 材料調達、９０６ 構成要素及び部分組立品の製造、９０８ システム統合、９１０ 認証及び搬送、９１２ 就航中、９１４ 整備及び保守点検、１０００ 航空機、１００２ 機体、１００４ システム、１００６ 内部、１００８ 推進システム、１０１０ 電気システム、１０１２ 油圧システム、１０１４ 環境システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【外国語明細書】