特開 2024-73366 製造時間を短縮した複合材製造

(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】P2024073366

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】製造時間を短縮した複合材製造

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/46 20060101AFI20240522BHJP

【ＦＩ】

B29C70/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023172846

(22)【出願日】2023-10-04

(31)【優先権主張番号】63/384,154

(32)【優先日】2022-11-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/462,689

(32)【優先日】2023-09-07

(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】ダニエル・ジェームズ・カウアン

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン・エス・カーペンター

(72)【発明者】

【氏名】マーカス・ジー・ピーター

【テーマコード（参考）】

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F205AD16

4F205AG28

4F205AH31

4F205AJ03

4F205HA08

4F205HA25

4F205HA35

4F205HA45

4F205HB01

4F205HK33

(57)【要約】

【課題】本発明は、複合製品を形成する方法を提供する。
【解決手段】複合製品を形成する方法を提示する。離型可能な間隙充填材が金型の凹所内に塗布される。未硬化の複合材料が、離型可能な間隙充填材上に直接、かつ金型上に塗布される。未硬化の複合材料を硬化させて、硬化した複合材料を金型上に形成する。硬化した複合材料は、金型及び離型可能な間隙充填材から取り外される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を金型（２０２）の凹所（２０６）内に塗布するステップ（８０２）と、
未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）上に直接、かつ前記金型（２０２）上に塗布するステップ（８０４）と、
前記金型（２０２）上に硬化（２２４）した複合材料（２０４）を形成するために、前記未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を硬化させるステップ（８０６）と、
前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を前記金型（２０２）及び前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）から取り外すステップ（８０８）と
を含む、複合製品を形成する方法（８００）。

【請求項2】

前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）のトリミングが前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を切り開いて前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）に切り込むように、前記凹所（２０６）上で前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）をトリミングするステップ（８１２）
をさらに含む、請求項１に記載の方法（８００）。

【請求項3】

トリミング後に前記凹所（２０６）内の残りの離型可能な間隙充填材（７０２）上に追加の離型可能な間隙充填材（２３０）を塗布するステップ（８１４）と、
後続の未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を前記追加の離型可能な間隙充填材（２３０）上に直接、かつ前記金型（２０２）上に塗布するステップ（８１６）と
をさらに含む、請求項２に記載の方法（８００）。

【請求項4】

前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を前記金型（２０２）から取り外した後に、前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を前記凹所（２０６）から手で除去するステップ（８１８）
をさらに含む、請求項１に記載の方法（８００）。

【請求項5】

前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を除去した後に前記凹所（２０６）内に第２の離型可能な間隙充填材（２２８）を塗布するステップ（８２０）と、
後続の未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を前記第２の離型可能な間隙充填材（２２８）上に直接、かつ前記金型（２０２）上に塗布するステップ（８２２）と
をさらに含む、請求項４に記載の方法（８００）。

【請求項6】

前記未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）上に塗布する前に、前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を非粘着性ゲルに硬化させるステップ（８１０）
をさらに含む、請求項１に記載の方法（８００）。

【請求項7】

前記未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）上に直接塗布する前に、前記金型（２０２）の表面（２１２）の外形（２１４）と一致するように前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を成形するステップ（８１１）
をさらに含む、請求項１に記載の方法（８００）。

【請求項8】

未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を、金型（２０２）の凹所（２０６）内の離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）上に直接接触させて配置するステップ（９０２）と、
硬化（２２４）した複合材料（２０４）を形成するために、前記未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を、前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）と直接接触させながら硬化させるステップ（９０４）と、
前記凹所（２０６）内に前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を残しながら、前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を前記金型（２０２）から取り外すステップ（９０６）と
を含む、複合製品を形成する方法（９００）。

【請求項9】

前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を前記金型（２０２）から取り外した後に、前記凹所（２０６）から前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を除去するステップ（９１２）
をさらに含む、請求項８に記載の方法（９００）。

【請求項10】

前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を除去した後に、前記凹所（２０６）内に第２の離型可能な間隙充填材（２２８）を塗布するステップ（９１４）と、
後続の未硬化（２２０）の複合材料（２２６）を前記第２の離型可能な間隙充填材（２２８）上に直接、かつ前記第２の離型可能な間隙充填材（２２８）と直接接触させて塗布するステップ（９１６）と
をさらに含む、請求項９に記載の方法（９００）。

【請求項11】

前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を前記金型（２０２）から取り外す前に、前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）をトリミングするステップ（９１０）であって、トリミングが、切り込みのある間隙充填材を形成するために、前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を切り開いて前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）に切り込むことを含む、ステップ（９１０）
をさらに含む、請求項８に記載の方法（９００）。

【請求項12】

前記切り込みのある間隙充填材上に追加の離型可能な間隙充填材（２３０）を塗布するステップ（９１８）と、
前記追加の離型可能な間隙充填材（２３０）上に直接、かつ前記追加の離型可能な間隙充填材（２３０）に直接接触させて後続の複合材料（２２６）を塗布するステップ（９２０）と
をさらに含む、請求項１１に記載の方法（９００）。

【請求項13】

複数回の使用後に前記金型（２０２）及び前記凹所（２０６）上に離型材料（２１６）を塗布するステップ（９２２）
をさらに含む、請求項８に記載の方法（９００）。

【請求項14】

前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を除去するステップが、
プラスチックスクレーパ又は他の非損傷ハンドツールを使用して前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を除去するステップ（９２４）
を含む、請求項９に記載の方法（９００）。

【請求項15】

前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を前記金型（２０２）の孔（２１０、３０６）内に塗布するステップ（９０８）と、
前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を貫通して、前記孔（２１０、３０６）内の前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を穿孔するステップ（９２６）と
をさらに含む、請求項８に記載の方法（９００）。

【請求項16】

離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を金型（２０２）内のトリムチャネル（２０８、３０４）内に塗布するステップ（１００２）と、
未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を前記金型（２０２）上に、前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）と直接接触させて配置するステップ（１００４）と、
硬化（２２４）した複合材料（２０４）を形成するために、前記未硬化（２２０）の複合材料（２０４）を硬化させるステップ（１００６）と、
トリミングが金型（２０２）のトリムチャネル（２０８、３０４）から一部の離型可能な間隙充填材を除去するように、前記トリムチャネル（２０８、３０４）上の箇所で前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）をトリミングするステップ（１００８）と
を含む、複合製品を形成する方法（１０００）。

【請求項17】

前記離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を前記金型（２０２）のドリル孔（２１０、３０６）内に塗布するステップ（１０１０）と、
穿孔が前記ドリル孔（２１０、３０６）から一部の離型可能な間隙充填材（２１８、４０２）を除去するように、前記ドリル孔（２１０、３０６）上の箇所で前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）に穿孔するステップ（１０１２）と
をさらに含む、請求項１６に記載の方法（１０００）。

【請求項18】

前記トリムチャネル（２０８、３０４）内に残りの離型可能な間隙充填材（７０２）を残しながら、前記硬化（２２４）した複合材料（２０４）を前記金型（２０２）から取り外すステップ（１０１４）
をさらに含む、請求項１７に記載の方法（１０００）。

【請求項19】

研磨又はサンディングを使用することなく、前記トリムチャネル（２０８、３０４）内から前記残りの離型可能な間隙充填材（７０２）を除去するステップ（１０１６）
をさらに含む、請求項１８に記載の方法（１０００）。

【請求項20】

前記残りの離型可能な間隙充填材（７０２）上に追加の離型可能な間隙充填材（２３０）を塗布するステップ（１０１８）
をさらに含む、請求項１８に記載の方法（１０００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年１１月１７日に出願された「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｉｍｅ」と題する米国仮特許出願第６３／３８４，１５４号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

１．分野：
本開示は、一般に複合材製造に関し、より具体的には、硬化サイクル間の金型準備時間を短縮することによって製造時間を短縮することに関する。

【背景技術】

【0003】

２．背景：
航空機は、ますます多くの割合が複合材料を用いて設計され、製造されている。複合材料は航空機の重量を削減するために航空機に用いられる。このように重量を削減することで、ペイロード容量や燃料効率などの性能形態が改善する。さらに、複合材料によって航空機の様々な構成要素の耐用年数が長くなる。

【0004】

複合材料は、２つ以上の構成材料を組み合わせることによって作り出される強力で軽量の材料である。例えば、複合材料は、ポリマー樹脂マトリックスに結合された補強繊維を含んでもよい。繊維は、一方向テープ、織布若しくは織物、又は編組の形態をとることができる。

【0005】

複合構造を製造する際に、複合材料の層はツール上にレイアップされ、高温及び高圧に曝されると硬化される。硬化した複合材料に機械加工作業などの製造作業を行う前に、硬化した複合材料を硬化ツールから取り外すことができる。いくつかの硬化ツールは、硬化ツール上の硬化した複合材料に対する機械加工作業を可能にする。これらの硬化ツールは、硬化ツールに望ましくない影響を与えることなく機械加工作業を可能にするトリミングツール用の凹所を有する。

【0006】

未硬化の複合材料を受け入れるための従来の硬化ツールを準備することは、追加の処理ステップ、追加の製造時間、及び潜在的に危険な化学物質を使用する。したがって、上述の問題のうちの少なくとも一部及び考えられる他の問題を考慮に入れた方法及び装置を有することが、望ましいと考えられる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一実施形態は、複合製品を形成する方法を提供する。離型可能な間隙充填材が金型の凹所内に塗布される。未硬化の複合材料が、離型可能な間隙充填材上に直接、かつ金型上に塗布される。未硬化の複合材料を硬化させて、硬化した複合材料を金型上に形成する。硬化した複合材料は、金型及び離型可能な間隙充填材から取り外される。

【0008】

本開示の別の実施形態は、複合製品を形成する方法を提供する。未硬化の複合材料を、金型の凹所内の離型可能な間隙充填材上に直接接触させて配置する。複合材料は、離型可能な間隙充填材と直接接触しながら硬化される。硬化した複合材料を金型から取り外し、離型可能な間隙充填材は凹所内に残る。

【0009】

本開示のさらに別の実施形態は、複合製品を形成する方法を提供する。離型可能な間隙充填材が金型内のトリムチャネル内に塗布される。未硬化の複合材料を金型上に配置し、離型可能な間隙充填材と直接接触させる。未硬化の複合材料を硬化させて、硬化した複合材料を形成する。硬化した複合材料は、トリミングがトリムチャネルから一部の離型可能な間隙充填材を除去するように、金型内のトリムチャネル上の箇所でトリミングされる。

【0010】

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では組み合わされてもよい。

【0011】

例示的な実施形態の特徴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、並びにこれらの実施形態の好ましい使用様式、さらなる目的及び形態は、本開示の例示的な実施形態の下記の詳細な説明を参照して添付図面と共に読んだときに最も良く理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【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凹所を有する金型の等角図である。

【図4】例示的な実施形態による、離型可能な間隙充填材を凹所内に有する金型の等角図である。

【図5】例示的な実施形態による、金型上の複合材料の等角図である。

【図6】例示的な実施形態による、金型上のトリミング及び穿孔された複合構造の等角図である。

【図7】例示的な実施形態による、複合材料が取り外された後に凹所内に残る離型可能な間隙充填材を有する金型の等角図である。

【図8】例示的な実施形態による複合製品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複合製品を形成する方法のフローチャートである。

【図10】例示的な実施形態による複合製品を形成する方法のフローチャートである。

【図11】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である。

【図12】例示的な実施形態が実装され得る航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

例示的な例は、１つ以上の異なる考慮事項を認識し、考慮している。例えば、例示的な例は、航空機のＣＦＲＰセクションを製造するために利用されるマンドレルセグメントが、トリム作業に必要な大きなトリム溝及び孔機械加工箇所に溝充填材を塗布することを必要としていることを認識し、考慮している。例示的な例は、これらの用途のために市販されている現在の材料が、ＢＭＳ８－２７６プリプレグ炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）などの硬化した複合材から離型可能ではないことを認識し、考慮している。例示的な例は、これらの現在使用されている材料が、ＣＦＲＰ部品と溝充填材との間に離型剤を塗布する追加の製造処理ステップを必要とすることを認識し、考慮している。例示的な例は、この追加の処理ステップにより、構成要素／飛行機の構築ごとにかなりのフロー時間が追加されることを認識し、考慮している。

【0014】

例示的な例は、現在、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）からの溝充填剤の必要な離型性を提供するために様々な離型剤が利用されていることを認識し、考慮している。例示的な例は、この追加の処理ステップにより、飛行機ごとにかなりのフロー時間が追加されることを認識し、考慮している。

【0015】

例示的な例は、追加の処理ステップを排除し、有害な化学物質の使用を低減し、製造時間を節約することが望ましいことを認識し、考慮している。例示的な例は、金型準備ステップを短縮すると、潜在的に著しいフローの短縮をもたらす可能性があることを認識し、考慮している。

【0016】

ここで、図１に注目すると、例示的な実施形態による航空機の説明図が描写されている。航空機１００は、胴体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。

【0017】

胴体１０６は尾部１１２を有する。水平スタビライザ１１４、水平スタビライザ１１６、及び垂直スタビライザ１１８が、胴体１０６の尾部１１２に取り付けられている。

【0018】

航空機１００は、例示的な例の方法を使用して形成された構成要素を有する航空機の一例である。航空機１００は、金型のダウンタイムが短縮されて形成された複合構成要素を有する航空機の一例である。

【0019】

ここで、図２に注目すると、例示的な実施形態による製造環境のブロック図が描写されている。図１の航空機１００の構成要素は、製造環境２００で製造することができる。

【0020】

製造環境２００は、穿孔２０５又はトリミング２０７などの硬化及び機械加工作業２０３中に複合材料２０４を保持するように構成された金型２０２を含む。金型２０２は、機械加工作業２０３の複合材料２０４を収容するための凹所２０６を有する。凹所２０６は、トリムチャネル２０８又はドリル孔２１０の少なくとも一方を含む。トリムチャネル２０８は、複合材料２０４のトリミング２０７を収容する箇所に位置決めされる。トリムチャネル２０８は、複合材料２０４に対するトリミング２０７の作業中に切削ツールから金型２０２への損傷を防止する。ドリル孔２１０は、複合材料２０４の穿孔２０５を収容する箇所に位置決めされる。ドリル孔２１０は、複合材料２０４に対する穿孔２０５の作業中の金型２０２の損傷を防止する。

【0021】

凹所２０６は、金型２０２の表面２１２に形成される。表面２１２は、複合材料２０４の硬化中に内側金型ラインを提供するように設計された外形２１４を有する。

【0022】

離型材料２１６は、任意選択的に、設定量の使用後に表面２１２又は凹所２０６の少なくとも一方に塗布することができる。離型材料２１６は、硬化２２４した複合材料２０４を金型２０２から離型することを可能にする。

【0023】

離型可能な間隙充填材２１８は、複合材料２０４を金型２０２に塗布する前に凹所２０６内に塗布される。離型可能な間隙充填材２１８は、複合材料２０４に接着しないように構成される。離型可能な間隙充填材２１８は、複合材料２０４の硬化に耐えるように構成される。

【0024】

凹所２０６内に塗布された後、離型可能な間隙充填材２１８は、表面２１２の外形２１４と一致するように成形される。離型可能な間隙充填材２１８は、離型可能な間隙充填材２１８が金型３００と同一平面になるように成形される。成形後、離型可能な間隙充填材２１８がセット／硬化される。次いで、離型可能な間隙充填材２１８は、きれいに掻き取られ、検査される。

【0025】

複合材料２０４は、未硬化２２０の複合材料２０４として、離型可能な間隙充填材２１８上に直接塗布される。複合材料２０４は、層ごとに金型２０２上にレイアップすることができ、又はピックアンドプレース操作で金型２０２上に配置することができる。

【0026】

硬化システム２２２は、熱又は圧力の少なくとも一方を加えて複合材料２０４を硬化させて、硬化２２４した複合材料２０４を金型２０２上に形成する。機械加工作業２０３は、金型２０２上の硬化２２４した複合材料２０４に対して行われる。機械加工作業２０３は、穿孔２０５又はトリミング２０７の少なくとも一方を含む。穿孔２０５は、ドリル孔２１０上で行うことができる。トリミング２０７は、トリムチャネル２０８を介して行うことができる。

【0027】

硬化２２４した複合材料２０４に対して機械加工作業２０３を行った後、硬化２２４した複合材料２０４を金型２０２から取り外す。凹所２０６内の離型可能な間隙充填材２１８は、金型２０２内に残る。硬化した複合材料２０４を金型２０２から取り外すときに、離型可能な間隙充填材２１８は硬化した複合材料２０４に接着しない。

【0028】

いくつかの例示的な例では、凹所２０６内の残りの離型可能な間隙充填材２１８は、後続の複合材料２２６を塗布する前に金型２０２から除去される。離型可能な間隙充填材２１８は、サンディング又は他の研磨方法なしで除去することができる。離型可能な間隙充填材２１８は、手で除去することができる。離型可能な間隙充填材２１８は、プラスチックスクレーパ又は他の非損傷ハンドツールを使用して除去することができる。

【0029】

残りの離型可能な間隙充填材２１８を除去した後、第２の離型可能な間隙充填材２２８が凹所２０６に塗布される。次いで、第２の離型可能な間隙充填材２２８が成形され、硬化され、掻き取られ、そして検査される。その後、後続の複合材料２２６は、第２の離型可能な間隙充填材２２８上に直接塗布される。

【0030】

いくつかの例示的な例では、残りの離型可能な間隙充填材２１８は、凹所２０６内に残される。これらの例示的な例では、追加の離型可能な間隙充填材２３０は、残りの離型可能な間隙充填材２１８上に塗布される。追加の離型可能な間隙充填材２３０は、表面２１２の外形２１４と一致するように成形される。追加の離型可能な間隙充填材２３０は、追加の離型可能な間隙充填材２３０が金型３００と同一平面になるように成形される。成形後、追加の離型可能な間隙充填材２３０がセット／硬化される。いくつかの例示的な例では、次いで、追加の離型可能な間隙充填材２３０は、きれいに掻き取られ、検査される。いくつかの例示的な例では、追加の離型可能な間隙充填材２３０を塗布することは、離型可能な間隙充填材２１８の除去ステップ及び後続の洗浄ステップを短縮又は排除することによって製造時間を短縮することができる。

【0031】

図２の製造環境２００の説明は、例示的な実施形態を実装し得る方式について、物理的又は構造的な限定を意味するものではない。例示の構成要素に加え、又は例示の構成要素に代えて、他の構成要素を使用してもよい。いくつかの構成要素は、不要な場合がある。また、ブロックは、何らかの機能的な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つ以上が、例示的な実施形態で実装されるときに組み合わされるか、分割されるか、又は組み合わされ分割されて異なるブロックにすることができる。例えば、いくつかの例示的な例では、機械加工作業２０３以外の他の目的に使用される追加の凹所又はチャネルが金型２０２に存在する。凹所２０６は、金型２０２上に存在し得る凹所のタイプ又は量を限定することを意味するものではない。

【0032】

ここで、図３に注目すると、例示的な実施形態による、凹所を有する金型の等角図が描写されている。金型３００は、図２の金型２０２の物理的実装である。金型３００は、胴体１０６、翼１０２、又は翼１０４の部分など、図１の航空機１００の部分を形成するために使用することができる。

【0033】

金型３００は、複合構造を製造するように構成された凹所３０２を有する。この例示的な例では、凹所３０２は、トリムチャネル３０４及びドリル孔３０６を備える。凹所３０２は、複合製品の特定の設計に基づいて構成される。トリムチャネル３０４は、複合製品上のトリミングされる箇所に対応する。ドリル孔３０６は、複合製品上の穿孔される箇所に対応する。

【0034】

金型３００は、硬化中に複合材料を支持するように構成された材料で形成される。金型３００は、複合材料の硬化温度に耐えるように構成された材料で形成される。

【0035】

ここで、図４に注目すると、例示的な実施形態による、凹所に離型可能な間隙充填材を有する金型の等角図が描写されている。ビュー４００において、離型可能な間隙充填材４０２は、金型３００の凹所３０２内に塗布されている。塗布後、離型可能な間隙充填材４０２は、離型可能な間隙充填材４０２が金型３００と同一平面になるように成形される。成形後、離型可能な間隙充填材４０２はセット／硬化される。次いで、離型可能な間隙充填材４０２は、きれいに掻き取られ、検査される。

【0036】

ここで、図５に注目すると、例示的な実施形態による、金型上の複合材料の等角図が描写されている。ビュー５００において、複合材料５０２が金型３００上に位置決めされている。複合材料５０２は、未硬化状態で金型３００上に位置決めされ、金型３００上にある間に硬化される。

【0037】

離型可能な間隙充填材４０２が硬化されて検査された後、離型可能な間隙充填材４０２上に追加の離型層は追加されない。複合材料５０２は、金型３００上に配置され、凹所３０２内の離型可能な間隙充填材４０２と直接接触している。

【0038】

複合材料５０２は、任意の望ましい方法を使用して未硬化状態で金型３００上に配置される。いくつかの例示的な例では、複合材料５０２はピックされて金型３００上に配置される。いくつかの例示的な例では、複合材料５０２は金型３００上に直接レイアップされる。

【0039】

複合材料５０２が金型３００上に配置された後、複合材料５０２は、金型３００上にある間に硬化されて硬化した複合材料を形成する。離型可能な間隙充填材４０２の材料特性により、硬化状態の複合材料５０２は、後に金型３００及び離型可能な間隙充填材４０２から取り外される。硬化状態の複合材料５０２は、複合材料５０２上のいかなる離型可能な間隙充填材４０２も伴うことなく、金型３００から取り外される。

【0040】

ここで、図６に注目すると、例示的な実施形態による金型上の複合構造の等角図が描写されている。ビュー６００において、複合材料５０２は硬化されており、穿孔及びトリミングを受けている。ビュー６００において、複合材料５０２は、複合材料５０２に穿孔された孔６０２と、複合材料５０２内でトリミングされた要素６０４とを有する。

【0041】

ここで、図７に注目すると、例示的な実施形態による、複合材料が取り外された後に凹所内に残る離型可能な間隙充填材を有する金型の等角図が描写されている。ビュー７００において、複合材料５０２が金型３００から取り外されている。複合材料５０２は、金型３００から取り外されると、いかなる離型可能な間隙充填材４０２も有さない。金型３００は、残りのすべての離型可能な間隙充填材４０２を含む。凹所３０２内の残りの離型可能な間隙充填材４０２は、金型３００に最初に塗布された離型可能な間隙充填材４０２よりも少ない。離型可能な間隙充填材４０２は、離型可能な間隙充填材４０２の一部を除去するためのトリミング及び穿孔によって衝撃を受け、離型可能な間隙充填材７０２が残った。残りの離型可能な間隙充填材７０２は、凹所内の残りの残留間隙充填材である。

【0042】

ここで、図８に注目すると、例示的な実施形態による複合製品を形成する方法のフローチャートが描写されている。方法８００は、図１の航空機１００の一部を形成するために使用することができる。方法８００は、図２の金型２０２及び離型可能な間隙充填材２１８を使用して実行することができる。方法８００は、図３～図７の金型３００及び離型可能な間隙充填材４０２を使用して実行することができる。

【0043】

方法８００は、離型可能な間隙充填材を金型の凹所内に塗布する（動作８０２）。方法８００は、未硬化の複合材料を離型可能な間隙充填材上に直接、かつ金型上に塗布する（動作８０４）。方法８００は、未硬化の複合材料を硬化させて金型上に硬化した複合材料を形成する（動作８０６）。方法８００は、硬化した複合材料を金型及び離型可能な間隙充填材から取り外す（動作８０８）。その後、方法８００は終了する。

【0044】

いくつかの例示的な例では、方法８００は、離型可能な間隙充填材上に直接、未硬化の複合材料を塗布する前に、離型可能な間隙充填材を金型の表面の外形に一致するように成形する。いくつかの例示的な例において、方法８００は、離型可能な間隙充填材上に未硬化の複合材料を塗布する前に、離型可能な間隙充填材を非粘着性ゲルに硬化させる（動作８１０）。いくつかの例示的な例では、離型可能な間隙充填材上に未硬化の複合材料を塗布する前に、離型可能な間隙充填材が成形され、検査される。いくつかの例示的な例では、方法８００は、離型可能な間隙充填材上に直接、未硬化の複合材料を塗布する前に、離型可能な間隙充填材を金型の表面の外形に一致するように成形する。

【0045】

いくつかの例示的な例では、方法８００は、硬化した複合材料をトリミングすることにより硬化した複合材料を切り開いて離型可能な間隙充填材に切り込むように、硬化した複合材料を凹所の上でトリミングする（動作８１２）。いくつかの例示的な例では、トリミングは、硬化した複合材料の縁部を除去することを含む。いくつかの例示的な例では、トリミングは、複合構造の設計に従って未硬化の複合材料の部分を除去することを含む。

【0046】

いくつかの例示的な例では、方法８００は、トリミング後に凹所内の残りの離型可能な間隙充填材上に追加の離型可能な間隙充填材を塗布する（動作８１４）。残りの離型可能な間隙充填材は、離型可能な間隙充填材に切り込むトリミング後に凹所内に残る間隙充填材である。残りの／残留している離型可能な間隙充填材上に追加の離型可能な間隙充填材を塗布することにより、除去ステップを短縮又は排除して製造時間を短縮することができる。

【0047】

いくつかの例示的な例では、方法８００は、後続の未硬化の複合材料を、追加の離型可能な間隙充填材上に直接、かつ金型上に塗布する（動作８１６）。これらの例示的な例では、硬化した複合材料を金型から取り外し、後続の未硬化の複合材料を金型上に配置する間の時間は、残りの離型可能な間隙充填材を除去し、交換用の離型可能な間隙充填材を凹所内に塗布する時間よりも短くすることができる。

【0048】

いくつかの例示的な例では、方法８００は、硬化した複合材料が金型から取り外された後に、凹所から離型可能な間隙充填材を手で除去する（動作８１８）。離型可能な間隙充填材を手で除去することにより、金型は、除去ツール又は除去方法によって望ましくない影響を受けない。さらに、手で除去可能な離型可能な間隙充填材を有することにより、間隙充填材の除去に費やされる時間を短縮することができる。

【0049】

いくつかの例示的な例では、方法８００は、離型可能な間隙充填材を除去した後に、第２の離型可能な間隙充填材を凹所内に塗布する（動作８２０）。いくつかの例示的な例では、方法８００は、後続の未硬化の複合材料を、第２の離型可能な間隙充填材上に直接、かつ金型上に塗布する（動作８２２）。

【0050】

ここで、図９に注目すると、例示的な実施形態による複合製品を形成する方法のフローチャートが描写されている。方法９００は、図１の航空機１００の一部を形成するために使用することができる。方法９００は、図２の金型２０２及び離型可能な間隙充填材２１８を使用して実行することができる。方法９００は、図３～図７の金型３００及び離型可能な間隙充填材４０２を使用して実行することができる。

【0051】

方法９００は、未硬化の複合材料を、金型の凹所内の離型可能な間隙充填材上に直接接触させて配置する（動作９０２）。方法９００は、離型可能な間隙充填材と直接接触させながら未硬化の複合材料を硬化させて、硬化した複合材料を形成する（動作９０４）。方法９００は、硬化した複合材料を金型から取り外し、離型可能な間隙充填材は凹所内に残る（動作９０６）。その後、方法９００は終了する。

【0052】

いくつかの例示的な例では、方法９００は、離型可能な間隙充填材を金型の孔内に塗布する（動作９０８）。いくつかの例示的な例では、方法９００は、硬化した複合材料を貫通して孔内の離型可能な間隙充填材を穿孔する（動作９２６）。

【0053】

いくつかの例示的な例では、方法９００は、硬化した複合材料を金型から取り外す前に硬化した複合材料をトリミングし、トリミングは、硬化した複合材料を切り開いて離型可能な間隙充填材に切り込み、切り込みのある間隙充填材を形成することを含む（動作９１０）。いくつかの例示的な例では、トリミングは、硬化した複合材料の縁部を除去することを含む。いくつかの例示的な例では、トリミングは、複合構造の設計に従って未硬化の複合材料の部分を除去することを含む。

【0054】

いくつかの例示的な例では、方法９００は、硬化した複合材料を金型から取り外した後に、離型可能な間隙充填材を凹所から除去する（動作９１２）。いくつかの例示的な例では、離型可能な間隙充填材を除去することは、プラスチックスクレーパ又は他の非損傷ハンドツールを使用して離型可能な間隙充填材を除去することを含む（動作９２４）。

【0055】

いくつかの例示的な例では、方法９００は、離型可能な間隙充填材を除去した後に、第２の間隙充填材を凹所内に塗布する（動作９１４）。第２の間隙充填材は、交換用の離型可能な間隙充填材である。

【0056】

いくつかの例示的な例では、方法９００は、第２の離型可能な間隙充填材上に直接、かつ第２の離型可能な間隙充填材に直接接触させて後続の未硬化の複合材料を塗布する（動作９１６）。いくつかの例示的な例では、後続の未硬化の複合材料は、硬化され、製造プロセスを受けて、未硬化の複合材料から形成されたのと同じ設計の部品を形成する。

【0057】

いくつかの例示的な例では、方法９００は、切り込みのある間隙充填材上に追加の離型可能な間隙充填材を塗布する（動作９１８）。これらの例示的な例では、金型の表面の外形に一致するように、追加の離型可能な間隙充填材が塗布される。これらの例示的な例では、凹所から機械加工された離型可能な間隙充填材を補充するために、追加の離型可能な間隙充填材が塗布される。いくつかの例示的な例では、方法９００は、追加の離型可能な間隙充填材上に直接、かつ追加の離型可能な間隙充填材に直接接触させて後続の複合材料を塗布する（動作９２０）。

【0058】

いくつかの例示的な例では、方法９００は、複数回の使用後に離型材料を金型及び凹所上に塗布する（動作９２２）。この離型材料は、金型の表面上に配置されて、金型の表面への未硬化の複合材料の付着を防止する。いくつかの例示的な例では、離型可能な間隙充填材が凹所内にないときに離型材料が塗布される。

【0059】

ここで、図１０に注目すると、例示的な実施形態による複合製品を形成する方法のフローチャートが描写されている。方法１０００は、図１の航空機１００の一部を形成するために使用することができる。方法１０００は、図２の金型２０２及び離型可能な間隙充填材２１８を使用して実行することができる。方法１０００は、図３～図７の金型３００及び離型可能な間隙充填材４０２を使用して実行することができる。

【0060】

方法１０００は、離型可能な間隙充填材を金型内のトリムチャネルに塗布する（動作１００２）。方法１０００は、未硬化の複合材料を金型上に配置し、離型可能な間隙充填材と直接接触させる（動作１００４）。方法は、未硬化の複合材料を硬化させて硬化した複合材料を形成する（動作１００６）。方法１０００は、トリミングがトリムチャネルから一部の離型可能な間隙充填材を除去するように、金型内のトリムチャネル上の箇所で硬化した複合材料をトリミングする（動作１００８）。その後、方法１０００は終了する。

【0061】

いくつかの例示的な例では、方法１０００は、離型可能な間隙充填材を金型のドリル孔内に塗布する（動作１０１０）。いくつかの例示的な例では、方法１０００は、穿孔がドリル孔から一部の離型可能な間隙充填材を除去するように、ドリル孔上の箇所で硬化した複合材料を穿孔する（動作１０１２）。

【0062】

いくつかの例示的な例では、方法１０００は、硬化した複合材料を金型から取り外し、残りの離型可能な間隙充填材はトリムチャネル内に残る（動作１０１４）。いくつかの例示的な例では、方法１０００は、研磨又はサンディングを使用せずにトリムチャネル内から残りの離型可能な間隙充填材を除去する（動作１０１６）。いくつかの例示的な例では、方法１０００は、残りの離型可能な間隙充填材上に追加の離型可能な間隙充填材を塗布する（動作１０１８）。

【0063】

本明細書で使用される場合、「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場合、列挙された項目のうちの１つ以上の異なる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つのみが必要であってもよいことを意味する。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を含むが、これらに限定されない。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も含み得る。当然のことながら、これらの項目の任意の組み合わせが存在してもよい。他の例では、「の少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、項目Ａが２つ、項目Ｂが１つ及び項目Ｃが１０個であってもよいし、項目Ｂが４つ及び項目Ｃが７つであってもよいし、他の適当な組合せであってもよい。項目は、特定の対象物（ａ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｏｂｊｅｃｔ）、不特定の物（ａ ｔｈｉｎｇ）又はカテゴリーであってもよい。言い換えれば、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得るが、リスト内の項目のすべてが必要とされるわけではないことを意味する。

【0064】

本明細書で使用される際に、「いくつかの（ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ）」は、項目に関連して使用される場合、１つ以上の項目を意味する。

【0065】

様々な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可能な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のうちの少なくとも１つを提示することができる。

【0066】

例示的な実施形態のいくつかの代替実装形態では、ブロックに明示されている１つ以上の機能を、図に明示されている順序を逸脱して行ってもよい。例えば、いくつかの場合に、続けて示されている２つのブロックを、実質的に同時に実行することができ、又は関係する機能に応じて、ブロックが場合によっては逆順で実行されてもよい。また、図示されたブロックに加えて、フローチャート又はブロック図に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り得る。例えば、動作８１０～動作８２２は任意選択であり得る。例えば、動作９０８～動作９２６は任意選択であり得る。例えば、動作１０１０～動作１０１８は任意選択であり得る。

【0067】

本開示の例示的な実施形態は、図１１に示されている航空機の製造及び保守点検方法１１００並びに図１２に示されている航空機１２００の状況で説明することができる。最初に図１１に注目すると、例示的な実施形態による、ブロック図の形態の航空機の製造及び保守点検方法の説明図が描写されている。製造の前段階において、航空機の製造及び保守点検方法１１００は、図１２の航空機１２００の仕様及び設計１１０２並びに材料調達１１０４を含むことができる。

【0068】

製造中、航空機１２００の構成要素及び部分組立品の製造１１０６並びにシステム統合１１０８が行われる。その後、航空機１２００は、就航中１１１２にするために認証及び搬送１１１０を経由してもよい。顧客による就航中１１１２に、航空機１２００は日常整備及び保守点検１１１４が計画され、日常整備及び保守点検１１１４は、変更、再構成、改修、又は他の整備及び保守点検を含むことができる。

【0069】

航空機の製造及び保守点検方法１１００のプロセスの各々は、システム統合者、第三業者及び／又は運用者によって実行又は実施されてもよい。これらの例において、運用者は、顧客であってよい。この説明の目的のために、システム統合者は、制限なく、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、第三業者は、制限なく、任意の数の売主、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。

【0070】

ここで、図１２を参照すると、例示の実施形態の実装の対象となり得る航空機の説明図が、ブロック図の形態で描写されている。この例では、航空機１２００は、図１１の航空機の製造及び保守点検方法１１００によって生産され、複数のシステム１２０４及び内部１２０６を有する機体１２０２を含むことができる。システム１２０４の例として、推進システム１２０８、電気システム１２１０、油圧システム１２１２、及び環境システム１２１４のうちの１つ以上が挙げられる。任意の数の他のシステムが含まれ得る。

【0071】

航空機の製造及び保守点検方法１１００の段階のうちの少なくとも１つの際に、本明細書で具体化されている装置及び方法を用いてもよい。１つ以上の例示的な実施形態は、図１１の構成要素及び部分組立品の製造１１０６、システム統合１１０８、就航中１１１２、又は整備及び保守点検１１１４のうちの少なくとも１つの間に製造又は使用されてもよい。

【0072】

航空機１２００の機体１２０２の一部は、方法８００、方法９００、又は方法１０００のうちの１つによって形成することができる。方法８００、方法９００、又は方法１０００の少なくとも１つは、構成要素及び部分組立品の製造１１０６中に実行することができる。方法８００、方法９００、又は方法１０００のうちの１つを使用して形成された複合構造は、就航中１１１２に存在して利用することができる。方法８００、方法９００、又は方法１０００のうちの少なくとも１つは、整備及び保守点検１１１４中に実行されて、交換部品を形成することができる。

【0073】

例示的な例は、フローの短縮をもたらす複合構造を形成する方法を提示する。例示的な例は、追加の処理ステップの排除をもたらす複合構造を形成する方法を提示する。例示的な例は、有害な化学物質の使用を低減する複合構造を形成する方法を提示する。例示的な例は、製造時間を節約する複合構造を形成する方法を提示する。

【0074】

例示的な例は、追加の離型層を必要としない離型可能な間隙充填材料を使用する。離型可能な間隙充填材はまた、従来の材料よりも容易に除去することができる。

【0075】

様々な例示的な実施形態の記載を例示及び説明のために開示してきたが、この記載にすべてが含まれることを意図しないし、開示されている形態の実施形態に限定されることを意図しない。多数の変更及び変種が、当業者にとって明らかであろう。さらに、種々の例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態と比べて異なる形態を提供することができる。選定される１つ以上の実施形態は、実施形態の原理及び実際的な用途を最も良く説明すると共に、当業者が検討される特定の使用に適した様々な変更を伴う様々な実施形態の開示を理解できるようにするために、選択されて説明される。

【符号の説明】

【0076】

１００ 航空機、１０２ 翼、１０４ 翼、１０６ 胴体、１０８ エンジン、１１０ エンジン、１１２ 尾部、１１４ 水平スタビライザ、１１６ 水平スタビライザ、１１８ 垂直スタビライザ、２００ 製造環境、２０２ 金型、２０３ 機械加工作業、２０４ 複合材料、２０５ 穿孔、２０６ 凹所、２０７ トリミング、２０８ トリムチャネル、２１０ ドリル孔、２１２ 表面、２１４ 外形、２１６ 離型材料、２１８ 離型可能な間隙充填材、２２０ 未硬化、２２２ 硬化システム、２２４ 硬化、２２６ 後続の複合材料、２２８ 第２の離型可能な間隙充填材、２３０ 追加の離型可能な間隙充填材、３００ 金型、３０２ 凹所、３０４ トリムチャネル、３０６ ドリル孔、４００ ビュー、４０２ 離型可能な間隙充填材、５００ ビュー、５０２ 複合材料、６００ ビュー、６０２ 孔、６０４ 要素、７００ ビュー、７０２ 離型可能な間隙充填材、８００ 方法、８０２ 動作、８０４ 動作、８０６ 動作、８０８ 動作、８１０ 動作、８１２ 動作、８１４ 動作、８１６ 動作、８１８ 動作、８２０ 動作、８２２ 動作、９００ 方法、９０２ 動作、９０４ 動作、９０６ 動作、９０８ 動作、９１０ 動作、９１２ 動作、９１４ 動作、９１６ 動作、９１８ 動作、９２０ 動作、９２２ 動作、９２４ 動作、９２６ 動作、１０００ 方法、１００２ 動作、１００４ 動作、１００６ 動作、１００８ 動作、１０１０ 動作、１０１２ 動作、１０１４ 動作、１０１６ 動作、１０１８ 動作、１１００ 航空機の製造及び保守点検方法、１１０２ 仕様及び設計、１１０４ 材料調達、１１０６ 構成要素及び部分組立品の製造、１１０８ システム統合、１１１０ 認証及び搬送、１１１２ 就航中、１１１４ 日常整備及び保守点検、１２００ 航空機、１２０２ 機体、１２０４ システム、１２０６ 内部、１２０８ 推進システム、１２１０ 電気システム、１２１２ 油圧システム、１２１４ 環境システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【外国語明細書】