特開 2024-32696 スマートサセプタを用いた誘導加熱によるオートクレーブ外での複合材の硬化

(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】P2024032696

(43)【公開日】2024-03-12

(54)【発明の名称】スマートサセプタを用いた誘導加熱によるオートクレーブ外での複合材の硬化

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/44 20060101AFI20240305BHJP

   B29C 70/54 20060101ALI20240305BHJP

   B29C 43/12 20060101ALI20240305BHJP

   B29C 43/58 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

B29C70/44

B29C70/54

B29C43/12

B29C43/58

【審査請求】未請求

【請求項の数】34

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023139197

(22)【出願日】2023-08-29

(31)【優先権主張番号】63/373,803

(32)【優先日】2022-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/306,814

(32)【優先日】2023-04-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】マットセン， マーク アール．

(72)【発明者】

【氏名】スポルディング， ジョン エフ．

【テーマコード（参考）】

4F204

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F204AC03

4F204AD16

4F204AG28

4F204AH31

4F204AM28

4F204AR12

4F204FA01

4F204FA13

4F204FB01

4F204FG09

4F204FN11

4F204FN15

4F204FN17

4F204FQ37

4F205AC03

4F205AD16

4F205AG28

4F205AH31

4F205AM28

4F205AR12

4F205HA09

4F205HA25

4F205HA37

4F205HA45

4F205HB01

4F205HK03

4F205HK04

4F205HK19

4F205HK22

(57)【要約】      （修正有）

【課題】比較的単純な硬化ツールを採用するオートクレーブ外での複合材部品の硬化ための方法及び装置を提供する。
【解決手段】複合材パネルを硬化させるための方法及び誘導硬化システム。該誘導硬化システムは、複合材料を保持するように構成された剛性硬化ツール、剛性硬化ツールに密封された真空バギング材料、及び格子と剛性材料で形成されたオープンケーシングとを有する寸法制御構造を備える。格子は、オープンケーシングの凹部内に配置され、寸法制御構造は、真空バギング材料又は剛性硬化ツールの少なくとも一方に密封される。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合材パネル（２５６）を硬化させるための寸法制御構造（２０４）であって、
スパー補強材プロキシ（２６４）とリブ補強材プロキシ（２６６）とで形成された格子（２１０）であって、前記スパー補強材プロキシ（２６４）の各スパー補強材プロキシと前記リブ補強材プロキシ（２６６）の各リブ補強材プロキシとは、前記複合材パネル（２５６）のデザイン（２５８）用の設計された位置に配置されている、格子（２１０）、及び
剛性材料（２１４）で形成されたオープンケーシング（２１２）であって、前記格子（２１０）は、前記オープンケーシング（２１２）の凹部（２１６）内に配置されている、オープンケーシング（２１２）を備える、寸法制御構造（２０４）。

【請求項2】

前記オープンケーシング（２１２）に取り付けられた厚さ制御フィーチャ（２７４）を更に備える、請求項１に記載の寸法制御構造（２０４）。

【請求項3】

前記スパー補強材プロキシ（２６４）と前記リブ補強材プロキシ（２６６）は、インバー又は複合材料で形成されている、請求項１に記載の寸法制御構造（２０４）。

【請求項4】

前記凹部（２１６）内にファン（２７８）を更に備える、請求項１に記載の寸法制御構造（２０４）。

【請求項5】

複合材パネル（２５６）を硬化させるための誘導硬化システム（２００）であって、
複合材料（２１８）を保持するように構成された剛性硬化ツール（２０６）、
前記剛性硬化ツール（２０６）に密封された真空バギング材料（２０８）、及び
格子（２１０）と剛性材料（２１４）で形成されたオープンケーシング（２１２）とを有する寸法制御構造（２０４）を備え、前記格子（２１０）は、前記オープンケーシング（２１２）の凹部（２１６）内に配置され、前記寸法制御構造（２０４）は、前記真空バギング材料（２０８）又は前記剛性硬化ツール（２０６）の少なくとも一方に密封されている、誘導硬化システム（２００）。

【請求項6】

前記寸法制御構造（２０４）の前記格子（２１０）は、スパー補強材プロキシ（２６４）とリブ補強材プロキシ（２６６）とを備え、前記スパー補強材プロキシ（２６４）の各スパー補強材プロキシと前記リブ補強材プロキシ（２６６）の各リブ補強材プロキシとは、前記複合材パネル（２５６）のデザイン（２５８）用の設計された位置に配置されている、請求項５に記載の誘導硬化システム（２００）。

【請求項7】

前記真空バギング材料（２０８）と前記剛性硬化ツール（２０６）との間の第１の真空ゾーン（２２２）を更に含む、請求項５に記載の誘導硬化システム（２００）。

【請求項8】

前記真空バギング材料（２０８）と前記寸法制御構造（２０４）の前記オープンケーシング（２１２）との間の第２の真空ゾーン（２３２）を更に含む、請求項７に記載の誘導硬化システム（２００）。

【請求項9】

前記寸法制御構造（２０４）と前記真空バギング材料（２０８）又は前記剛性硬化ツール（２０６）の少なくとも一方と間の幾つかのシール（２３８）を更に備え、前記幾つかのシール（２３８）は、前記寸法制御構造（２４０）と前記剛性硬化ツール（２０６）との間の距離（２４０）が減少するときに、前記寸法制御構造（２０４）と前記真空バギング材料（２０８）との間の第２の真空ゾーン（２３２）を維持するように構成されている、請求項５に記載の誘導硬化システム（２００）。

【請求項10】

前記幾つかのシール（２３８）は、膨張可能（２４２）である、請求項９に記載の誘導硬化システム（２００）。

【請求項11】

前記真空バギング材料（２０８）は、誘導加熱ブランケット（２４８）である、請求項５に記載の誘導硬化システム（２００）。

【請求項12】

前記剛性硬化ツール（２０６）内に誘導加熱回路（２４６）を更に備える、請求項５に記載の誘導硬化システム（２００）。

【請求項13】

前記寸法制御構造（２０４）の前記オープンケーシング（２１２）又は前記剛性硬化ツール（２０６）の少なくとも一方内に存在するファン（２７８）を更に備える、請求項５に記載の誘導硬化システム（２００）。

【請求項14】

複合材パネル（２５６）を硬化させる方法（７００）であって、
複合材料（２１８）が剛性硬化ツール（２０６）上にある間に、真空バギング材料（２０８）と剛性硬化ツール（２０６）との間の第１の真空ゾーン（２２２）内で真空を引くこと（７０２）、
前記剛性硬化ツール（２０６）上の前記複合材料（２１８）から揮発性物質及びガスを除去するために、前記第１の真空ゾーン（２２２）が真空下にある間に、前記真空バギング材料（２０８）と寸法制御構造（２０４）のオープンケーシング（２１２）との間の第２の真空ゾーン（２３２）内で真空を引くこと（７０４）であって、前記オープンケーシング（２１２）は剛性材料（２１４）で形成され、前記寸法制御構造（２０４）は前記オープンケーシング（２１２）の凹部（２１６）内に格子（２１０）を有する、第２の真空ゾーン（２３２）内で真空を引くこと（７０４）、
前記第２の真空ゾーン（２３２）内の前記真空を少なくとも部分的に解放すること（７０６）、及び
前記格子（２１０）を使用して前記複合材料（２１８）の寸法を維持するように前記格子（２１０）が配置されるまで、前記寸法制御構造（２０４）を前記複合材料（２１８）に向けて下げること（７０８）を含む、方法（７００）。

【請求項15】

前記寸法制御構造（２０４）を下げることは、前記格子（２１０）が前記真空バギング材料（２０８）に接触するまで、前記寸法制御構造（２０４）を下げること（７１６）を含む、請求項１４に記載の方法（７００）。

【請求項16】

前記第１の真空ゾーン（２２２）が真空下にあり、前記第２の真空ゾーン（２３２）が真空下にある間に、前記複合材料（２１８）を加熱すること（７１０）を更に含む、請求項１４に記載の方法（７００）。

【請求項17】

前記複合材料（２１８）を加熱することは、
前記第１の真空ゾーン（２２２）が真空下にあり、前記第２の真空ゾーン（２３２）が真空下にある間に、前記剛性硬化ツール（２０６）の誘導加熱回路によって前記複合材料（２１８）を加熱すること（７１２）を含む、請求項１６に記載の方法（７００）。

【請求項18】

前記真空バギング材料（２０８）は、誘導加熱ブランケット（２４８）であり、前記複合材料（２１８）を加熱することは、
前記誘導加熱ブランケット（２４８）によって、前記複合材料（２１８）を加熱すること（７１４）を更に含む、請求項１６に記載の方法（７００）。

【請求項19】

前記複合材料（２１８）の前記寸法を維持するように前記寸法制御構造（２０４）が配置されている間に、前記複合材料（２１８）を前記複合材料（２１８）の硬化温度まで加熱すること（７２０）を更に含む、請求項１６に記載の方法（７００）。

【請求項20】

前記寸法制御構造（２０４）を前記複合材料（２１８）に向けて下げることは、厚さ制御フィーチャが前記寸法制御構造（２０４）と前記剛性硬化ツール（２０６）との両方に接触するまで、前記寸法制御構造（２０４）を下げること（７１８）を含む、請求項１４に記載の方法（７００）。

【請求項21】

前記剛性硬化ツール（２０６）の温度を制御するために、前記剛性硬化ツール（２０６）内のファン（２７８）を起動すること（７２２）を更に含む、請求項１４に記載の方法（７００）。

【請求項22】

前記寸法制御構造（２０４）の温度を制御するために、前記剛性硬化ツール（２０６）内のファン（２７８）を起動すること（７２４）を更に含む、請求項１４に記載の方法（７００）。

【請求項23】

複合材料（２１８）を硬化させる方法（８００）であって、
寸法制御構造（２０４）、真空バギング材料（２０８）、及び剛性硬化ツール（２０６）を使用して、複合材料（２１８）に対して二重真空デバルクを実行すること（８０２）であって、前記複合材料（２１８）は、前記真空バギング材料（２０８）と前記剛性硬化ツール（２０６）との間に配置される、複合材料（２１８）に対して二重真空デバルクを実行すること（８０２）、
前記寸法制御構造（２０４）の格子（２１０）を使用して前記複合材料（２１８）の寸法を維持するように前記格子（２１０）が配置されるまで、前記寸法制御構造（２０４）を前記複合材料（２１８）に向けて下げること（８０４）であって、前記格子（２１０）は、前記寸法制御構造（２０４）のオープンケーシング（２１２）の凹部（２１６）内に配置される、前記寸法制御構造（２０４）を前記複合材料（２１８）に向けて下げること（８０４）、並びに
前記複合材料（２１８）の前記寸法を維持するように前記寸法制御構造（２０４）の前記格子（２１８）が配置されている間に、前記複合材料（２１８）を硬化させること（８０６）を含む、方法（８００）。

【請求項24】

前記二重真空デバルクを実行することは、
前記複合材料（２１８）が前記剛性硬化ツール（２０６）上にある間に、前記真空バギング材料（２０８）と前記剛性硬化ツール（２０６）との間の第１の真空ゾーン（２２２）内で真空を引くこと（８０８）、及び
前記剛性硬化ツール（２０６）上の前記複合材料（２１８）から揮発性物質及びガスを除去するために、前記第１の真空ゾーン（２２２）が真空下にある間に、前記真空バギング材料（２０８）と前記寸法制御構造（２０４）の前記オープンケーシング（２１２）との間の第２の真空ゾーン（２３２）内で真空を引くこと（８１０）を含む、請求項２３に記載の方法（８００）。

【請求項25】

前記複合材料（２１８）を硬化させることは、前記第２の真空ゾーン（２３２）から前記真空を少なくとも部分的に解放した後で、前記複合材料（２１８）を前記複合材料（２１８）の硬化温度まで加熱すること（８２０）を含む、請求項２４に記載の方法（８００）。

【請求項26】

前記二重真空デバルクを実行することは、
前記第１の真空ゾーン（２２２）が真空下にあり、前記第２の真空ゾーン（２３２）が真空下にある間に、前記複合材料（２１８）を加熱すること（８１２）を更に含む、請求項２４に記載の方法（８００）。

【請求項27】

前記複合材料（２１８）を加熱することは、
前記第１の真空ゾーン（２２２）が真空下にあり、前記第２の真空ゾーン（２３２）が真空下にある間に、前記剛性硬化ツール（２０６）の誘導加熱回路によって前記複合材料（２１８）を加熱すること（８１４）を含む、請求項２５に記載の方法（８００）。

【請求項28】

前記真空バギング材料（２０８）は、誘導加熱ブランケット（２４８）であり、前記複合材料（２１８）を加熱することは、
前記誘導加熱ブランケット（２４８）によって、前記複合材料（２１８）を加熱すること（８１６）を更に含む、請求項２５に記載の方法（８００）。

【請求項29】

前記寸法制御構造（２０４）を下げることは、前記格子（２１０）が前記真空バギング材料（２０８）に接触するまで、前記寸法制御構造（２０４）を下げること（８１８）を含む、請求項２３に記載の方法（８００）。

【請求項30】

複合材料（２１８）をデバルクする方法（９００）であって、
前記複合材料（２１８）が剛性硬化ツール（２０６）上に存在する間に、真空バギング材料（２０８）を前記剛性硬化ツール（２０６）に密封すること（９０２）、及び
寸法制御構造（２０４）を前記真空バギング材料（２０８）又は前記剛性硬化ツール（２０６）の少なくとも一方に密封すること（９０４）を含み、前記寸法制御構造（２０４）は、格子（２１０）と剛性材料（２１４）で形成されたオープンケーシング（２１２）とを有し、前記格子（２１０）は、前記オープンケーシング（２１２）の凹部（２１６）内に配置される、方法（９００）。

【請求項31】

前記真空バギング材料（２０８）と前記剛性硬化ツール（２０６）との間の第１の真空ゾーン（２２２）内で真空を引くこと（９０６）を更に含む、請求項３０に記載の方法（９００）。

【請求項32】

前記寸法制御構造（２０４）と前記真空バギング材料（２０８）との間の第２の真空ゾーン（２３２）内で真空を引くこと（９０８）を更に含む、請求項３１に記載の方法（９００）。

【請求項33】

前記第１の真空ゾーン（２２２）内で前記真空を引き、前記第２の真空ゾーン（２３２）内で前記真空を引いている間に、前記複合材料（２１８）を加熱すること（９１０）を更に含む、請求項３２に記載の方法（９００）。

【請求項34】

前記寸法制御構造（２０４）の前記格子（２１０）は、スパー補強材プロキシ（２６４）とリブ補強材プロキシ（２６６）とを備え、前記スパー補強材プロキシ（２６４）の各スパー補強材プロキシと前記リブ補強材プロキシ（２６６）の各リブ補強材プロキシとは、前記複合材料（２１８）を使用して形成される複合材パネル（２５６）のデザイン（２５８）用の設計された位置に配置される（９１２）、請求項３０に記載の方法（９００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、2022年8月29日に出願され、「Curing Composite Out-of-Autoclave Using Induction Heating with Smart Susceptors」と題された米国仮特許出願第63/373,803号の利益を主張するものであり、同仮特許出願は、その全体が参照により本明細書に援用される。

【0002】

[0002] 本出願は、広くは、複合材部品のオートクレーブ外での硬化のための方法及び装備に関し、特に、誘導加熱及びスマートサセプタを使用して比較的大きな部品を硬化させるための方法及びスタンドアローン工具を取り扱う。

【背景技術】

【0003】

[0003] 複合材部品は、オーブン又はオートクレーブ内で硬化され得る。それらの中では、硬化プロセス中に複合材部品の形状を維持する硬化ツール上に支持されている間に、その部品に熱が加えられる。オーブン又はオートクレーブを必要とすることなしに複合材部品を硬化させるための技法が開発されてきたが、これらの技法は、比較的小さな部品を硬化させることに限定されており、並びに／又は比較的複雑及び／若しくは高価な工具を利用する。製造コストと製造時間を削減することは、製造業にとって望ましいことである。したがって、比較的単純な硬化ツールを採用するオートクレーブ外での複合材部品の硬化ための方法及び装置が必要とされている。オートクレーブ外で比較的大きな部品を硬化させるのにも適した、上述の種類の方法及び装置もまた必要とされている。

【0004】

[0004] したがって、上述の問題のうちの少なくとも幾つかのみならず、その他の生じ得る問題も考慮した、方法及び装置を有することができれば、それが望ましい。

【発明の概要】

【0005】

[0005] 本開示の一実施形態は、複合材パネルを硬化させるための寸法制御構造を提供する。寸法制御構造は、スパー補強材プロキシとリブ補強材プロキシとで形成された格子、及び剛性材料で形成されたオープンケーシングを備える。格子は、オープンケーシングの凹部内に配置されている。スパー補強材プロキシの各スパー補強材プロキシとリブ補強材プロキシの各リブ補強材プロキシとは、複合材パネルのデザイン用の設計された位置に配置される。

【0006】

[0006] 本開示の別一実施形態は、複合材パネルを硬化させるための誘導硬化システムを提供する。該誘導硬化システムは、複合材料を保持するように構成された剛性硬化ツール、剛性硬化ツールに密封された真空バギング材料、及び格子と剛性材料で形成されたオープンケーシングとを有する寸法制御構造を備える。寸法制御構造は、真空バギング材料又は剛性硬化ツールの少なくとも一方に密封されている。格子は、オープンケーシングの凹部内に配置されている。

【0007】

[0007] 本開示の更に別の一実施形態は、複合材パネルを硬化させる方法を提供する。複合材料が剛性硬化ツール上にある間に、真空バギング材料と剛性硬化ツールとの間の第１の真空ゾーン内で真空が引かれる。剛性硬化ツール上の複合材料から揮発性物質及びガスを除去するために、第１の真空ゾーンが真空下にある間に、真空バギング材料と寸法制御構造のオープンケーシングとの間の第２の真空ゾーン内で真空が引かれる。オープンケーシングは、剛性材料で形成されている。寸法制御構造は、オープンケーシングの凹部内に格子を有する。第２の真空ゾーン内の真空は、少なくとも部分的に解放される。寸法制御構造は、格子を使用して複合材料の寸法を維持するように格子が配置されるまで、複合材料に向けて下げられる。

【0008】

[0008] 本開示の更なる一実施形態は、複合材料を硬化させる方法を提供する。寸法制御構造、真空バギング材料、及び剛性硬化ツールを使用して、複合材料に対して二重真空デバルクが実行される。複合材料は、真空バギング材料と剛性硬化ツールとの間に配置される。寸法制御構造は、寸法制御構造の格子を使用して複合材料の寸法を維持するように格子が配置されるまで、複合材料に向けて下げられる。格子は、寸法制御構造のオープンケーシングの凹部内に配置される。複合材料は、複合材料の寸法を維持するように寸法制御構造が配置されている間に硬化される。

【0009】

[0009] これらの特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態において個別に実現可能であるか、又は、下記の説明及び図面を参照して更なる詳細事項が理解され得る、更に別の実施形態において組み合わされ得る。

【0010】

[0010] 例示的な実施形態の特性と考えられる新規な特徴は、付随する特許請求の範囲に明記される。しかし、例示的な実施形態並びに好ましい使用モード、更なる目的及びそれらの特性は、添付図面を参照しながら、本開示の例示的な実施形態についての以下の詳細な説明を読むことにより、最もよく理解されるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】[0011] 例示的な一実施形態が実装されてよい航空機の図である。

【図2】[0012] 例示的な一実施形態が実装されてよい製造環境のブロック図である。

【図3】[0013] 例示的な一実施形態による誘導硬化システムの断面図である。

【図4】[0014] 例示的な一実施形態による誘導硬化システムの断面図である。

【図5】[0015] 例示的な一実施形態による時間及び温度のグラフである。

【図6】[0016] 例示的な一実施形態による寸法制御構造の等角図である。

【図7A】[0017] 例示的な一実施形態による複合材パネルを硬化させる方法のフローチャートである。

【図7B】例示的な一実施形態による複合材パネルを硬化させる方法のフローチャートである。

【図8】[0018] 例示的な一実施形態による複合材パネルを硬化させる方法のフローチャートである。

【図9】[0019] 例示的な一実施形態による複合材パネルをデバルクする方法のフローチャートである。

【図10】[0020] 例示的な一実施形態によるブロック図の形態にある航空機製造及び保守方法の図である。

【図11】[0021] ブロック図の形態にある例示的な一実施形態が実装されてよい航空機の図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

[0022] 例示的な実施例は、１以上の異なる考慮事項を認識し、考慮する。例示的な実施例は、複合材構造物を製造することにおいて、複合材料の層が典型的にはツール上にレイアップされることを認識し考慮する。層は、テープ、トウ、又は他の適切な形態で、レイアップされてよい。幾つかの場合では、樹脂が繊維層に注入されるか又は予め含浸されてよい。樹脂が予め含侵された複合材料は、一般的にプリプレグと呼ばれる。

【0013】

[0023] プリプレグの種々の層が、種々の配向でレイアップされてよく、製造されている複合材構造の厚さに応じて異なる数の層が使用されてよい。これらの層は、テープ積層化機械又は繊維配置システムなどのような自動化された積層化機器を使用してレイアップされてよい。

【0014】

[0024] 熱硬化性複合材料では、種々の層がツール上にレイアップされた後で、複合材料の層が硬化される。熱硬化性材料は、温度と圧力とのうちの少なくとも一方に曝露されると硬化され、それによって、最終的な複合材構造を形成する。

【0015】

[0025] 更に、複合材料を使用して航空宇宙複合材構造を作製することにより、航空機の一部をより大きな部分又はセクション内に製造できる可能性がある。例えば、航空機内の胴体が、複数の円筒形セクションとして作製されてよく、次いで、航空機の胴体を形成するために組み付けられてよい。他の複数の実施例は、非限定的に、主翼を形成するために接合される主翼セクション、又は安定板を形成するために接合される安定板セクションを含む。

【0016】

[0026] 例示的な実施例は、大きな複合材構造を製造する製造時間又は製造コストの少なくとも一方を低減させることが望ましいことを認識し、考慮する。例示的な実施例は、誘導加熱を使用することによって製造時間が短縮され得ることを認識し、考慮する。例示的な実施例は、製造ステップを組み合わせることによって、製造時間が短縮され得ることを認識し、考慮する。例示的な実施例は、製造コストを低減させることが、許容範囲外の構成要素を低減させることによって実現されてよいことを認識し、考慮する。

【0017】

[0027] 例示的な実施例は、オートクレーブを使用することと比べて製造時間を短縮する。例示的な実施例は、局所的な加熱によりオートクレーブと比べてエネルギーを節約する。例示的な実施例はまた、オートクレーブやオーブンの待ち時間による複合材料のダウンタイムも短縮し得る。

【0018】

[0028] 次に図１を参照すると、例示的な一実施形態による航空機の図が示されている。航空機１００は、胴体１０６に取り付けられた主翼１０２及び主翼１０４を有する。航空機１００は、主翼１０２に取り付けられたエンジン１０８、及び主翼１０４に取り付けられたエンジン１１０を含む。

【0019】

[0029] 胴体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が、胴体１０６の尾部１１２に取り付けられている。

【0020】

[0030] 航空機１００は、誘導硬化システム及び方法を使用して製造され得る大きな複合材構成要素を有する航空機の一例である。航空機１００は、寸法制御構造を使用する二重真空デバルク及び硬化を使用して製造され得る大きな複合材構成要素を有する航空機の一例である。

【0021】

[0031] 次に図２を参照すると、例示的な一実施形態が実装され得る製造環境のブロック図が示されている。誘導硬化システム２００が、製造環境２０２内に存在する。誘導硬化システム２００を使用して、航空機１００の主翼１０２、主翼１０４、又は胴体１０６のうちの１つの外板などの、航空機１００の一部分を製造することができる。

【0022】

[0032] 誘導硬化システム２００は、寸法制御構造２０４、剛性硬化ツール２０６、及び真空バギング材料２０８を備える。寸法制御構造２０４は、格子２１０とオープンケーシング２１２を有する。オープンケーシング２１２は、剛性材料２１４で形成されている。幾つかの例示的な実施例では、オープンケーシング２１２が、「ハードバックシェル」と呼ばれ得る。格子２１０は、オープンケーシング２１２の凹部２１６内に配置されている。剛性硬化ツール２０６は、複合材料２１８を保持するように構成されている。真空バギング材料２０８は、剛性硬化ツール２０６に密封されている。寸法制御構造２０４は、真空バギング材料２０８又は剛性硬化ツール２０６の少なくとも一方に密封されている。寸法制御構造２０４を使用して、オーブン、オートクレーブ、又は同様な大きい加熱筐体なしに、複合材料２１８を硬化させることができる。

【0023】

[0033] 図示されているように、真空バギング材料２０８は、密封材２２０によって剛性硬化ツール２０６に密封されている。真空バギング材料２０８を剛性硬化ツール２０６に密封することによって、第１の真空ゾーン２２２が形成される。複合材料２１８は、真空バギング材料２０８と剛性硬化ツール２０６との間の第１の真空ゾーン２２２内に存在する。複合材料２１８は、第１の真空ゾーン２２２内でデバルクされ、硬化される。

【0024】

[0034] 幾つかの例示的な実施例では、複合材料２１８が、繊維強化ポリマー樹脂の積層されたプライを含む。幾つかの例示的な実施例では、複合材料２１８が、炭素繊維エポキシである。

【0025】

[0035] 複合材料２１８は、真空バギング材料２０８を剛性硬化ツール２０６に密封する前に、剛性硬化ツール２０６の表面上に置かれる。幾つかの例示的な実施例では、複合材料２１８が、ワンピースとして剛性硬化ツール２０６の上に置かれる。幾つかの例示的な実施例では、複合材料２１８が、ピックアンドプレースプロセスで剛性硬化ツール２０６の上に置かれる。幾つかの例示的な実施例では、自動化された又は手作業のレイアップ技法を使用して、複合材料２１８を剛性硬化ツール２０６上にレイアップすることによって、複合材料２１８が剛性硬化ツール２０６の上に置かれる。これらの例示的な実施例のうちの幾つかでは、複合材料２１８が剛性硬化ツール２０６上にレイアップされ得、寸法制御構造２０４が密封され得、レイアップステーションで複合材料２１８に対して二重デバルク及び硬化が実行され得る。

【0026】

[0036] 幾つかの例示的な実施例では、複合材料２１８の硬化中に複合材料２１８上に幾つかの補強材２２４が存在する。幾つかの例示的な実施例では、幾つかの補強材２２４が予め硬化されている２２６。幾つかの補強材２２４が予め硬化されている２２６ときに、幾つかの補強材２２４は、複合材料２１８が未硬化であり、且つ幾つかの補強材２２４が硬化されているときに、複合材料２１８の上に置かれる。幾つかの例示的な実施例では、幾つかの補強材２２４が複合材料２１８上に存在するときに、複合材料２１８の硬化中に幾つかの補強材２２４を支持するために、幾つかのブラダー２２８が存在する。

【0027】

[0037] 複合材料２１８をデバルクするために、誘導硬化システム２００を使用して、二重真空デバルクが複合材料２１８に対して実行される。第１の真空ゾーン２２２内で真空が引かれる。第１の真空源２３０によって、第１の真空ゾーン２２２に真空が加えられる。

【0028】

[0038] 真空バギング材料２０８と寸法制御構造２０４のオープンケーシング２１２との間に、第２の真空ゾーン２３２が形成される。オープンケーシング２１２は、上部２３４及び側部２３６によって形成されている。オープンケーシング２１２の側部２３６は、幾つかのシール２３８を用いて、真空バギング材料２０８又は剛性硬化ツール２０６の少なくとも一方に密封される。図示されているように、オープンケーシング２１２の側部２３６は、幾つかのシール２３８を用いて、真空バギング材料２０８に密封される。

【0029】

[0039］ 寸法制御構造２０４と真空バギング材料２０８又は剛性硬化ツール２０６の少なくとも一方との間の幾つかのシール２３８は、寸法制御構造２０４と剛性硬化ツール２０６との間の距離２４０が減少するときに、寸法制御構造２０４と真空バギング材料２０８との間の第２の真空ゾーン２３２を維持するように構成されている。真空が、最初に第１の真空ゾーン２２２に加えられたときに、寸法制御構造２０４は、剛性硬化ツール２０６の上方に配置されている。それによって、寸法制御構造２０４は、剛性硬化ツール２０６又は真空バギング材料２０８に接触していない。幾つかの例示的な実施例では、幾つかのシール２３８が膨張可能２４２である。

【0030】

[0040] 第２の真空源２４４によって、第２の真空ゾーン２３２に真空が加えられる。第２の真空ゾーン２３２内で真空を引くことによって、真空バギング材料２０８へのクランプ力が緩和される。真空バギング材料２０８からクランプ力を除去することによって、複合材料２１８からクランプ力が除去され、任意の空気又は揮発性物質がより容易に複合材料２１８を出ることを可能にする。第２の真空ゾーン２３２に真空を加えることが、複合材料２１８をデバルクする助けとなる。

【0031】

[0041] 複合材料２１８は、空気や揮発性物質が複合材料２１８を出ることを可能にするよう加熱される。幾つかの例示的な実施例では、剛性硬化ツール２０６が誘導加熱回路２４６を備える。誘導加熱回路２４６は、電流を受け取り電流に応じて磁場を生成するための導体を備える。誘導加熱回路２４６は、導体に隣接して位置付けられた磁気材料を更に含む。磁気材料は、磁場に応じて熱を生成する。幾つかの例示的な実施例では、磁気材料が、キュリー温度を有するサセプタ材料である。キュリー温度は、サセプタ材料が非磁性になる温度である。磁場によるサセプタ材料の加熱は、サセプタ材料がキュリー温度に到達したときに停止する。

【0032】

[0042] サセプタ材料は、「スマートサセプタ」と呼ばれてよい。サセプタ材料は、導体に沿って延在する。幾つかの例示的な実施例では、サセプタ材料が、導体と同軸に取り付けられ、磁場に応じて誘導加熱するために導体から電気的に絶縁される。

【0033】

[0043] 幾つかの例示的な実施例では、真空バギング材料２０８が誘導加熱ブランケット２４８である。他の例示的な実施例では、真空バギング材料２０８が、誘導加熱ブランケット２４８から分離された材料である。例えば、真空バギング材料２０８は、誘導加熱ブランケット２４８の上に置かれ、剛性硬化ツール２０６に密封されてよい。

【0034】

[0044] 誘導加熱ブランケット２４８は、可撓性であり、複合材料２１８に形状が適合する。誘導加熱ブランケット２４８の可撓性により、誘導加熱ブランケット２４８は、様々な異なる形状及びサイズの複合材料と共に使用され得る。剛性硬化ツール２０６と誘導加熱ブランケット２４８は、各々、複合材料２１８を加熱するために誘導加熱される。誘導加熱ブランケット２４８は、誘導加熱ブランケット２４８内の誘導加熱回路２５０によって所望の温度に誘導加熱される。

【0035】

[0045] 第２の真空ゾーン２３２内の圧力は、複合材料２１８をデバルクするために調整される。デバルク目的が満たされた後で、第２の真空ゾーン２３２内の真空は少なくとも部分的に解放される。複合材料２１８を加熱している間に、第２の真空ゾーン２３２内の真空は少なくとも部分的に解放される。第２の真空ゾーン２３２内に大気圧が存在するときに、真空バギング材料２０８にクランプ圧力が加えられる。真空バギング材料２０８へのクランプ力の量は、第２の真空ゾーン２３２に入ることを許容される大気の量を調整することによって操作され得る。

【0036】

[0046] 複合材料２１８のデバルク中に、寸法制御構造２０４はデバルク位置２５２にある。第２の真空ゾーン２３２内の真空を少なくとも部分的に解放した後で、寸法制御構造２０４は、剛性硬化ツール２０６に向けて下げられる。寸法制御構造２０４を下げることによって、寸法制御構造２０４と剛性硬化ツール２０６との間の距離２４０が減少する。寸法制御構造２０４は、デバルク位置２５２から硬化位置２５４に下げられる。幾つかのシール２３８が、寸法制御構造２０４と剛性硬化ツール２０６との間の距離２４０が変化するときに、第２の真空ゾーン２３２の完全性を維持する。幾つかのシール２３８は、距離２４０が変化するときに、寸法制御構造２０４の真空バギング材料２０８又は剛性硬化ツール２０６の少なくとも一方に対する密封を維持する。

【0037】

[0047] 硬化位置２５４では、寸法制御構造２０４が、複合材料２１８の硬化中に複合材料２１８の一部の寸法を維持する。複合材パネル２５６は、複合材料２１８から形成された硬化製品である。複合材パネル２５６は、デザイン２５８を有する。デザイン２５８は、複合材料２１８に接合される構成要素の曲率、厚さ、及び位置を含む予め設定されたレイアウトである。デザイン２５８は、設計されたスパー位置２６０と設計されたリブ位置２６２を含む。設計されたスパー位置２６０は、スパーが複合材パネル２５６に配置される位置である。設計されたリブ位置２６２は、リブが複合材パネル２５６に配置される位置である。

【0038】

[0048] 寸法制御構造２０４の格子２１０が、スパー補強材プロキシ２６４とリブ補強材プロキシ２６６を備える。スパー補強材プロキシ２６４の各スパー補強材プロキシとリブ補強材プロキシ２６６の各リブ補強材プロキシとは、複合材パネル２５６のデザイン２５８用の設計された位置に配置される。例えば、スパー補強材プロキシ２６４は、設計された位置２６８を有する。設計された位置２６８は、スパー補強材プロキシ２６４が設計されたスパー位置２６０における複合材料２１８の厚さを制御するように構成されている。別の一実施例として、リブ補強材プロキシ２６６は設計された位置２７０を有する。設計された位置２７０は、リブ補強材プロキシ２６６が設計されたリブ位置２６２における複合材料２１８の厚さを制御するように構成されている。

【0039】

[0049] スパー補強材プロキシ２６４は、複合材料２１８を硬化させた後で複合材料２１８に接合されるスパーを近似するように、設計された位置２６８及び設置面積を有する。リブ補強材プロキシ２６６は、複合材料２１８を硬化させた後で複合材料２１８に接合されるリブを近似するように、設計された位置２７０及び設置面積を有する。スパー補強材プロキシ２６４及びリブ補強材プロキシ２６６は、カウルプレート２７２として機能するように構成されている。

【0040】

[0050] 寸法制御構造２０４は、複合材料２１８の硬化中に、設計されたスパー位置２６０及び設計されたリブ位置２６２における複合材料２１８の所望の厚さを維持するように配置される。幾つかの実施例では、寸法制御構造２０４が、格子硬化リッド２７３と呼ばれ得る。

【0041】

[0051] 複合材料２１８の設計された厚さを維持するために、寸法制御構造２０４は、硬化位置２５４において停止される。幾つかの例示的な実施例では、寸法制御構造２０４が、寸法制御構造２０４を硬化位置２５４に配置するために、厚さ制御フィーチャ２７４を有する。幾つかの例示的な実施例では、厚さ制御フィーチャ２７４が、ハードストップ２７６の形態を採る。幾つかの例示的な実施例では、寸法制御構造２０４のハードストップ２７６が、剛性硬化ツール２０６と接触する。幾つかの例示的な実施例では、ハードストップ２７６が、寸法制御構造２０４の側部２３６のうちの少なくとも１つの側部と接触する、剛性硬化ツール２０６の一部分である。幾つかの例示的な実施例では、厚さ制御フィーチャ２７４が、オープンケーシング２１２に取り付けられる。

【0042】

[0052] スパー補強材プロキシ２６４及びリブ補強材プロキシ２６６は、任意の所望の材料で形成される。スパー補強材プロキシ２６４及びリブ補強材プロキシ２６６は、複合材料２１８の硬化温度において材料の完全性を維持するように構成された材料で形成されている。スパー補強材プロキシ２６４及びリブ補強材プロキシ２６６は、複合材料２１８の硬化温度においてサイズ及び形状を維持するように構成された材料で形成されている。幾つかの例示的な実施例では、スパー補強材プロキシ２６４及びリブ補強材プロキシ２６６が、インバーで形成されている。幾つかの例示的な実施例では、スパー補強材プロキシ２６４及びリブ補強材プロキシ２６６が、炭素繊維複合材料などの複合材料で形成されている。

【0043】

[0053] 寸法制御構造２０４を硬化位置２５４に下げた後で、複合材料２１８が硬化温度に到達するまで、複合材料２１８に熱が加えられる。寸法制御構造２０４は、複合材料２１８が硬化されている間に、硬化位置２５４に維持される。

【0044】

[0054] 誘導加熱回路２４６又は誘導加熱回路２５０の少なくとも一方を使用して、複合材料２１８を加熱する。幾つかの例示的な実施例では、温度を制御するために、剛性硬化ツール２０６又は寸法制御構造２０４の少なくとも一方において、対流冷却が使用され得る。

【0045】

[0055] 幾つかの例示的な実施例では、寸法制御構造２０４のオープンケーシング２１２又は剛性硬化ツール２０６の少なくとも一方において、ファンが存在する。幾つかの例示的な実施例では、寸法制御構造２０４のオープンケーシング２１２内にファン２７８が存在する。幾つかの例示的な実施例では、ファン２７８が凹部２１６内にある。幾つかの例示的な実施例では、ファン２８０が剛性硬化ツール２０６内に存在する。

【0046】

[0056] ファン２７８を使用して、複合材料２１８及び寸法制御構造２０４の冷却を速めることによって、サイクル時間を短縮することができる。ファン２８０を使用して、複合材料２１８及び剛性硬化ツール２０６の冷却を速めることによって、サイクル時間を短縮することができる。ファン２７８及びファン２８０は、発熱性硬化反応に関連する余分な熱を放散させる助けとなり得る。ファン２８０及び２７８は、発熱を緩和するためのより速いランプ時間又は等温滞留の除去を可能にし得る。

【0047】

[0057] 図２の製造環境２０２の例示は、例示的な一実施形態が実装され得るやり方に対して、物理的又は構造的な限定を課すことを意図するものではない。図示されている構成要素に加えて又は代えて他の構成要素が使用されてよい。幾つかの構成要素は、必要ではないこともある。また、幾つかの機能構成要素を図示するために、ブロックが提示されている。例示的な一実施形態に実装されるときに、これらのブロックのうちの１以上が、結合され、分割され、又は結合且つ分割されて異なるブロックになってよい。

【0048】

[0058] 幾つかの例示的な実施例では、幾つかの補強材２２４が存在しない。幾つかの例示的な実施例では、厚さ制御フィーチャ２７４が存在せず、寸法制御構造２０４が、コントローラ２８２によって硬化位置２５４に停止される。

【0049】

[0059] 誘導硬化システム２００は、複合材処理技術に改良をもたらす。誘導硬化システム２００を使用して、例えば、非限定的に、航空機において使用される主翼外板（図示せず）などの、比較的大きな部品を硬化させることができる。誘導硬化システム２００は、複合材料の硬化中に、複合材料２１８の厚さ制御を提供する。寸法制御構造２０４は、複合材料２１８のデバルク及び硬化に改良をもたらす。寸法制御構造２０４の使用により、硬化後の公差外の部品が減少する。寸法制御構造２０４の使用はまた、デバルクと硬化との両方に使用される単一の誘導硬化システム２００を提供することによって、製造時間を短縮する。

【0050】

[0060] 次に図３を参照すると、例示的な一実施形態による誘導硬化システムの断面図が示されている。誘導硬化システム３００は、図２の誘導硬化システム２００の物理的な一実施態様である。誘導硬化システム３００は、剛性硬化ツール３０２を備える。剛性硬化ツール３０２は、剛性硬化ツール３０２内に誘導加熱回路３０４を有する。複合材料３０６が、剛性硬化ツール３０２上に存在する。複合材料３０６は未硬化である。図示されている一実施例では、複合材料３０６が、実質的に平坦であるように示されているが、他の用途では、それが１以上の湾曲又は起伏（図示せず）を有してよい。幾つかの補強材３０８が、複合材料３０６上に存在する。幾つかの補強材３０８は、予め硬化されている。幾つかのブラダー３１０が、複合材料３０６のデバルク及び硬化中に、幾つかの補強材３０８を支持する。

【0051】

[0061] 真空バギング材料３１２が、剛性硬化ツール３０２に密封されている。この例示的な実施例では、真空バギング材料３１２が、誘導加熱ブランケット３１３を含む。

【0052】

[0062] 寸法制御構造３１４が、剛性硬化ツール３０２の上方に配置されている。寸法制御構造３１４は、格子３１６とオープンケーシング３１８を備える。オープンケーシング３１８は、剛性材料で形成されている。格子３１６は、オープンケーシング３１８の凹部３１９内に配置されている。格子３１６は、スパー補強材プロキシ３２０とリブ補強材プロキシ３２２で形成されている。格子３１６は、硬化中に複合材料３０６の寸法を制御するように働く。スパー補強材プロキシの各スパー補強材プロキシとリブ補強材プロキシの各リブ補強材プロキシとは、複合材パネルのデザイン用の設計された位置に配置される。複合材パネルは、硬化後の複合材料３０６を含む製品であることが望ましい。各スパー補強材プロキシ及び各リブ補強材プロキシは、後の処理でリブ又はスパーが複合材料３０６に取り付けられ得る場所に配置される。

【0053】

[0063] 寸法制御構造３１４は、厚さ制御フィーチャ３２４を更に備える。この例示的な実施例では、厚さ制御フィーチャ３２４が、剛性硬化ツール３０２と接触するように構成されたハードストップ３２５である。

【0054】

[0064] 図示されているように、寸法制御構造３１４は、幾つかのシール３２６によって真空バギング材料３１２に密封される。他の図示されていない例示的な実施例では、寸法制御構造３１４が、幾つかのシール３２６によって剛性硬化ツール３０２に密封される。幾つかのシール３２６は、寸法制御構造３１４をデバルク位置３２８において真空バギング材料３１２に密封する。デバルク位置３２８は、剛性硬化ツール３０２及び複合材料３０６の上方に持ち上げられている位置である。寸法制御構造３１４を真空バギング材料３１２又は剛性硬化ツール３０２の少なくとも一方に密封している幾つかのシール３２６は、真空バギング材料３１２と寸法制御構造３１４との間に第２の真空ゾーン３３２を形成する。

【0055】

[0065] 複合材料３０６をデバルクするために、真空バギング材料３１２と剛性硬化ツール３０２との間の第１の真空ゾーン３３０に真空が加えられる。次いで、真空バギング材料３１２と寸法制御構造３１４との間の第２の真空ゾーン３３２に真空が加えられる。

【0056】

[0066] 第１の真空ゾーン３３０及び第２の真空ゾーン３３２が真空下にある間に、複合材料３０６が加熱される。幾つかの例示的な実施例では、剛性硬化ツール３０２内の誘導加熱回路３０４が、複合材料３０６を加熱する。幾つかの例示的な実施例では、誘導加熱ブランケット３１３が、複合材料３０６を加熱する。複合材料３０６をデバルクした後で、第２の真空ゾーン３３２から真空が少なくとも部分的に解放される。

【0057】

[0067] ビュー３３４では、幾つかのシール３２６が位置３３６にある。幾つかの例示的な実施例では、位置３３６が膨張した位置である。位置３３６にある間に、幾つかシール３２６は、第２の真空ゾーン３３２を維持する。

【0058】

[0068] 次に図４を参照すると、例示的な一実施形態による誘導硬化システムの断面図が示されている。ビュー４００は、寸法制御構造３１４が硬化位置４０２にある誘導硬化システム３００の図である。ビュー３３４とビュー４００との間で、寸法制御構造３１４は、剛性硬化ツール３０２に向けて移動している。ビュー３３４とビュー４００との間で、寸法制御構造３１４と剛性硬化ツール３０２との間の距離が減少している。

【0059】

[0069] スパー補強材プロキシ３２０及びリブ補強材プロキシ３２２は、厚さ制御カウルプレートとして働く。スパー補強材プロキシ３２０及びリブ補強材プロキシ３２２は、硬化後にスパー及びリブが複合材料３０６に接合され得る位置における複合材料３０６の厚さを維持する。

【0060】

[0070] ビュー４００では、幾つかのシール３２６が位置４０４にある。幾つかの例示的な実施例では、位置４０４が萎んだ位置である。位置４０４にある間に、幾つかシール３２６は、第２の真空ゾーン３３２を維持する。硬化位置４０２では、寸法制御構造３１４のハードストップ３２５が、剛性硬化ツール３０２と接触している。

【0061】

[0071] 次に図５を参照すると、例示的な一実施形態による時間及び温度のグラフが示されている。グラフ５００は、時間のｘ軸５０２と温度のｙ軸５０４を有する。グラフ５００は、図２の誘導硬化システム２００を使用した複合材料の二重真空デバルク及び硬化中の温度の一実施例を示している。グラフ５００は、図３～図４の誘導硬化システム３００を使用した複合材料の温度二重真空デバルク及び硬化の一実施例を示している。

【0062】

[0072] 例示的な一実施例では、グラフ５００の開始時に、複合材料を含む第１の真空ゾーン内で真空が既に引かれている。第１の真空ゾーン内で真空が加えられている間に、時間５０６において第２の真空ゾーンに真空が加えられる。.第１の真空ゾーン及び第２の真空ゾーンに真空が加えられた後で、時間５０８において、複合材料に熱が加えられ、温度が上昇し始める。温度は、時間５０８と時間５１０との間で増加する。時間５１０において第２の真空ゾーンから真空が少なくとも部分的に解放される。温度は、時間５１０において真空を少なくとも部分的に解放した後で増加し続ける。

【0063】

[0073] 時間５１２において、硬化中に複合材料の寸法を維持するために、寸法制御システムが下げられる。複合材料の硬化温度５１４に到達する前に、寸法制御システムが下げられる。

【0064】

[0074] 時間５０８、時間５１０、及び時間５１２は、例示的な実施例に過ぎない。硬化温度５１４、時間５０８、時間５１０、時間５１２、及び温度のランプ速度の各々についての値は、複合材料の種類、部品の長さ、部品の幅、及び部品の厚さに基づいて選択されることになる。

【0065】

[0075] 次に図６を参照すると、例示的な一実施形態による寸法制御構造の等角図が示されている。寸法制御構造６００は、図２の寸法制御構造２０４の物理的な一実施態様である。寸法制御構造６００は、図３の寸法制御構造３１４の物理的な一実施態様である。寸法制御構造６００は、図５のグラフ５００で示されている硬化プログラムを利用することができる。

【0066】

[0076] 寸法制御構造６００は、スパー補強材プロキシ６０４及びリブ補強材プロキシ６０６で形成された格子６０２と、オープンケーシング６０８とを備える。スパー補強材プロキシ６０４の各スパー補強材プロキシとリブ補強材プロキシ６０６の各リブ補強材プロキシとは、複合材パネルのデザイン用の設計された位置に配置される。オープンケーシング６０８は、剛性材料６１０で形成されている。格子６０２は、オープンケーシング６０８の凹部６１２内に配置されている。

【0067】

[0077] 次に図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、例示的な一実施形態による複合材パネルを硬化させる方法が示されている。方法７００は、図２の誘導硬化システム２００を使用して実行され得る。方法７００は、図３～図４の誘導硬化システム３００を使用して実行され得る。方法７００は、図５のグラフ５００の硬化プログラムを使用して実行され得る。方法７００は、図６の寸法制御構造６００を使用して実行され得る。

【0068】

[0078] 方法７００は、複合材料が剛性硬化ツール上にある間に、真空バギング材料と剛性硬化ツールとの間の第１の真空ゾーン内で真空を引く（動作７０２）。方法７００は、剛性硬化ツール上の複合材料から揮発性物質及びガスを除去するために、第１の真空ゾーンが真空下にある間に、真空バギング材料と寸法制御構造のオープンケーシングとの間の第２の真空ゾーン内で真空を引く（動作７０４）。オープンケーシングは、剛性材料で形成され、寸法制御構造は、オープンケーシングの凹部内に格子を有する。方法７００は、第２の真空ゾーン内の真空を少なくとも部分的に解放する（動作７０６）。方法７００は、格子を使用して複合材料の寸法を維持するように格子が配置されるまで、寸法制御構造を複合材料に向けて下げる（動作７０８）。その後、方法７００は終了する。

【0069】

[0079] 幾つかの例示的な実施例では、寸法制御構造を下げることが、格子が真空バギング材料と接触するまで寸法制御構造を下げることを含む（動作７１６）。幾つかの例示的な実施例では、方法７００が、第１の真空ゾーンが真空下にあり、第２の真空ゾーンが真空下にある間に、複合材料を加熱することを含む（動作７１０）。幾つかの例示的な実施例では、複合材料を加熱することが、第１の真空ゾーンが真空下にあり、第２の真空ゾーンが真空下にある間に、剛性硬化ツールの誘導加熱回路によって複合材料を加熱することを含む（動作７１２）。

【0070】

[0080] 幾つかの例示的な実施例では、真空バギング材料が、誘導加熱ブランケットであり、複合材料を加熱することが、誘導加熱ブランケットによって複合材料を加熱することを更に含む（動作７１４）。幾つかの例示的な実施例では、方法７００が、複合材料の寸法を維持するように寸法制御構造が配置されている間に、複合材料を複合材料の硬化温度まで加熱する（動作７２０）。

【0071】

[0081] 幾つかの例示的な実施例では、方法７００が寸法制御構造を複合材料に向けて下げることが、厚さ制御フィーチャが寸法制御構造と剛性硬化ツールとの両方に接触するまで、寸法制御構造を下げることを含む（動作７１８）。

【0072】

[0082] 幾つかの例示的な実施例では、方法７００が、剛性硬化ツールの温度を制御するために、剛性硬化ツール内のファンを起動する（動作７２２）。幾つかの例示的な実施例では、方法７００が、寸法制御構造の温度を制御するために、剛性硬化ツール内のファンを起動する（動作７２４）。

【0073】

[0083] 次に図８を参照すると、例示的な一実施形態による複合材パネルを硬化させる方法のフローチャートが示されている。方法７００は、図２の誘導硬化システム２００を使用して実行され得る。方法７００は、図３～図４の誘導硬化システム３００を使用して実行され得る。方法７００は、図５のグラフ５００の硬化プログラムを使用して実行され得る。方法７００は、図６の寸法制御構造６００を使用して実行され得る。

【0074】

[0084] 方法８００は、寸法制御構造、真空バギング材料、及び剛性硬化ツールを使用して、複合材料に対して二重真空デバルクを実行する（動作８０２）。複合材料は、真空バギング材料と剛性硬化ツールとの間に配置される。方法８００は、寸法制御構造の格子を使用して複合材料の寸法を維持するように格子が配置されるまで、寸法制御構造を複合材料に向けて下げる（動作８０４）。格子は、寸法制御構造のオープンケーシングの凹部内に配置される。方法８００は、複合材料の寸法を維持するように寸法制御構造の格子が配置されている間に、複合材料を硬化させる（動作８０６）。

【0075】

[0085] 幾つかの例示的な実施例では、二重真空デバルクを実行することが、複合材料が剛性硬化ツール上にある間に、真空バギング材料と剛性硬化ツールとの間の第１の真空ゾーン内で真空を引くこと（動作８０８）、及び、剛性硬化ツール上の複合材料から揮発性物質及びガスを除去するために、第１の真空ゾーンが真空下にある間に、真空バギング材料と寸法制御構造のオープンケーシングとの間の第２の真空ゾーン内で真空を引くこと（動作８１０）を含む。

【0076】

[0086] 幾つかの例示的な実施例では、複合材料を硬化させることが、第２の真空ゾーンから真空を少なくとも部分的に解放した後で、複合材料を複合材料の硬化温度まで加熱すること（動作８２０）を含む。幾つかの例示的な実施例では、二重真空デバルクを実行することが、第１の真空ゾーンが真空下にあり、第２の真空ゾーンが真空下にある間に、複合材料を加熱すること（動作８１２）を更に含む。幾つかの例示的な実施例では、複合材料を加熱することが、第１の真空ゾーンが真空下にあり、第２の真空ゾーンが真空下にある間に、剛性硬化ツールの誘導加熱回路によって複合材料を加熱すること（動作８１４）を含む。

【0077】

[0087] 幾つかの例示的な実施例では、真空バギング材料が、誘導加熱ブランケットであり、複合材料を加熱することが、誘導加熱ブランケットによって複合材料を加熱すること（動作８１６）を更に含む。幾つかの例示的な実施例では、寸法制御構造を下げることが、格子が真空バギング材料と接触するまで寸法制御構造を下げること（動作８１８）を含む。

【0078】

[0088] 次に図９を参照すると、例示的な一実施形態による複合材パネルをデバルクする方法のフローチャートが示されている。方法９００は、図２の誘導硬化システム２００を使用して実行され得る。方法９００は、図３～図４の誘導硬化システム３００を使用して実行され得る。方法９００は、図５のグラフ５００の硬化プログラムを使用して実行され得る。方法９００は、図６の寸法制御構造６００を使用して実行され得る。

【0079】

[0089] 方法９００は、複合材料が剛性硬化ツール上に存在する間に、真空バギング材料を剛性硬化ツールに密封する（動作９０２）。方法９００は、寸法制御構造を真空バギング材料又は剛性硬化ツールの少なくとも一方に密封する（動作９０４）。寸法制御構造は、格子と剛性材料で形成されたオープンケーシングとを有し、格子は、オープンケーシングの凹部内に配置される。その後、方法９００は終了する。

【0080】

[0090] 幾つかの例示的な実施例では、方法９００が、真空バギング材料と剛性硬化ツールとの間の第１の真空ゾーン内で真空を引く（動作９０６）。幾つかの例示的な実施例では、方法９００が、寸法制御構造と真空バギング材料との間の第２の真空ゾーン内で真空を引く（動作９０８）。

【0081】

[0091] 幾つかの例示的な実施例では、方法９００が、第１の真空ゾーン内で真空を引いている間、且つ第２の真空ゾーン内で真空を引いている間に、複合材料を加熱する（動作９１０）。幾つかの例示的な実施例では、寸法制御構造の格子が、スパー補強材プロキシとリブ補強材プロキシを備える。スパー補強材プロキシの各スパー補強材プロキシとリブ補強材プロキシの各リブ補強材プロキシとは、複合材料を使用して形成される複合パネルのデザイン用の設計された位置に配置される（動作９１２）。

【0082】

[0092] 本明細書で使用される際に、列挙されたアイテムと共に使用される「～のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムのうちの１以上の種々の組み合わせが使用されてもよく、且つ列挙された各アイテムのうちの１つだけが必要とされてもよいということを意味する。例えば、限定するものではないが、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、アイテムＡ、アイテムＡ及びアイテムＢ、若しくはアイテムBを含み得る。この例はまた、アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣ、若しくはアイテムＢ及びアイテムＣも含み得る。言うまでもなく、これらのアイテムのいずれかの組み合わせが存在し得る。他の例では、「～のうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、「２個のアイテムＡ、１個のアイテムＢ、及び１０個のアイテムＣ」、「４個のアイテムＢ及び７個のアイテムＣ」、又は他の適切な組み合わせであり得る。アイテムは、特定の物体、物、又はカテゴリであり得る。換言すると、「～のうちの少なくとも１つ」とは、アイテムの任意の組み合わせや、幾つかのアイテムを、列挙された中から使用できることを意味しているが、列挙されたアイテムのすべてが必要なわけではない。

【0083】

[0093] 図示した種々の実施形態におけるフローチャート及びブロック図は、例示的な一実施形態における、装置及び方法の幾つかの可能な実施態様の構造、機能、及び動作を示している。これに関し、フローチャート又はブロック図内の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、又は動作若しくはステップの一部分のうちの少なくとも１つを表わし得る。

【0084】

[0094] 例示的な一実施形態の幾つかの代替的な実施態様では、ブロック内に記載された１以上の機能が、図中に記載された順序を逸脱して出現し得る。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックがほぼ同時に実行されること、又は時には含まれる機能に応じて、ブロックが逆順に実施されることもあり得る。また、フローチャート又はブロック図に示されているブロックに加えて、他のブロックが追加されることもある。幾つかのブロックは、任意選択的であってよい。例えば、動作７１０から動作７２４のいずれかは、任意選択的であってよい。例えば、動作８０８から動作８２０のいずれかは、任意選択的であってよい。更なる別の一実施例として、動作９０６から動作９１２のいずれかは、任意選択的であってよい。

【0085】

[0095] 本開示の例示的な実施形態は、図１０で示される航空機整備及び保守方法１０００並びに図１１で示される航空機１１００の文脈で説明されてよい。先ず図１０を参照すると、航空機製造及び保守方法が、例示的な実施形態に従って示されている。製造前の段階で、航空機製造及び保守方法１０００は、図１１の航空機１１００の仕様及び設計１００２、並びに材料の調達１００４を含んでよい。

【0086】

[0096] 製造段階では、航空機１１００の構成要素及びサブアセンブリの製造１００６と、システムインテグレーション１００８とが行われる。その後、航空機１１００は、認可及び納品１０１０を経て運航１０１２に供される。顧客による運航１０１２の間、航空機１１００は、定期的な整備及び保守１０１４（改造、再構成、改修、並びにその他の整備及び保守を含み得る）がスケジューリングされる。

【0087】

[0097] 航空機製造及び保守方法１０００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータによって実行又は実施されてもよい。これらの例では、オペレータは顧客であってよい。この明細書において、システムインテグレータは、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んでよいが、それらに限定されるわけではなく、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含んでよいが、それらに限定されるわけではなく、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってよい。

【0088】

[0098] 次に図１１を参照すると、例示的な実施形態が実装され得る航空機の図が示されている。この実施例では、航空機１１００が、図１０の航空機製造及び保守方法１０００によって製造され、複数のシステム１１０４及び内装１１０６を有する機体１１０２を含んでよい。システム１１０４の例には、推進システム１１０８、電気システム１１１０、液圧システム１１１２、及び環境システム１１１４のうちの１以上が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。

【0089】

[0099] 本明細書で具体的に表現されている装置及び方法は、航空機製造及び保守方法１０００の少なくとも１つの段階において用いられてよい。１以上の例示的な実施形態は、図１０の構成要素及びサブアセンブリの製造１００６、システムインテグレーション１００８、運航１０１２、又は整備及び保守１０１４のうちの少なくとも１つの最中に製造又は使用されてよい。

【0090】

[00100] 航空機１１００の機体１１０２の一部分は、方法７００又は方法８００によって形成され得る。方法７００、方法８００、又は方法９００は、構成要素及びサブアセンブリの製造１００６中に実行され得る。誘導硬化システム２００を使用して、構成要素及びサブアセンブリの製造１００６中に複合材構造を形成することができる。幾つかの例示的な実施例では、方法７００、方法８００、又は方法９００を使用して形成される複合材構造は、運航１０１２中に存在し、利用される。方法７００、方法８００、又は方法９００は、整備及び保守１０１４中に実行されて、交換部品を形成することができる。

【0091】

[00101] 例示的な複数の実施例は、大きく平面的な構成要素を含む熱硬化性構成要素の誘導硬化を提供する。例示的な複数の実施例は、主翼の外板、水平及び垂直安定板の外板、又は胴体の外板などの、大きく平面的な航空機の構成要素をデバルクし、硬化させることができる。例示的な複数の実施例は、よりコンパクトな工場設置面積及び低減された在庫のための生産フローに則した処理システムを有するオートクレーブ外での二重真空デバルク処理を提供する。例示的な複数の実施例は、アセンブリの重要な表面の寸法制御を提供する。例示的な複数の実施例は、硬化時間を短縮する。幾つかの例示的な実施例では、金属硬化ツールを利用することによって、硬化が２時間未満で実行されてよい。例示的な複数の実施例は、設備費を削減する。例示的な複数の実施例は、大きなエネルギー節約をもたらす。

【0092】

[00102] 例示的な複数の実施例は、水平なスラブスキンプリフォームのデバルク／ガス抜きを提供し、次いで、オートクレーブ外での硬化を提供し得る。例示的な複数の実施例は、追加の電力パックと共に加熱ブランケットを加えることができる。例示的な複数の実施例は、オートクレーブ外での加熱及び硬化用の非金型側のツールとブランケットとの一体的な加熱を提供する。例示的な複数の実施例は、揮発性物質を抽出するための加熱及び真空チャンバと共にハードバックシェルを用いた二重真空デバルク（DVD）を提供する。例示的な複数の実施例では、ハードバックシェルが、プリフォームのアウトサイジングに抵抗するために外側の寸法を制御するためのリッドとして働く。

【0093】

[00103] 幾つかの例示的な実施例では、プリフォームが、ツールの上にレイアップされる。例示的な複数の実施例は、プリフォームをレイアップし、次いで、リッド（寸法制御構造）を追加し、ちょうどレイアップステーションで硬化させることを可能にする。

【0094】

[00104] 例示的な複数の実施例は、プリフォームを有する第１の真空ゾーン内で真空を引く。ツールとブランケットが、樹脂の粘度を低減させるために加熱される。リッド内の第２の真空ゾーン内で真空が引かれる。露出したプリフォーム縁部からガスが抽出される。第２の真空ゾーン内の真空が、後に、少なくとも部分的に解放される。リッドが下げられる。リッドが下げられて、複合材料内の非ツール寸法を制御する助けとなる。リッド（寸法制御構造）が、複合材料の非ツール寸法を制御している間に、硬化が実行される。

【0095】

[00105] 種々の例示的な実施形態についての説明は、例示及び説明を目的として提示されており、網羅的であることも、実施形態を開示されている形態に限定することも、意図するものではない。当業者には、多くの修正例及び変形例が明らかであろう。更に、種々の例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態と比較して、異なる特徴を提供してよい。選択された１以上の実施形態は、実施形態の原理と実際の応用を最もよく説明するため、及び、他の当業者が、様々な改変例を伴う様々な実施形態の開示内容は想定される特定の用途に適すると理解することを可能にするために、選ばれ、且つ説明されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【外国語明細書】