特許 7475827 未硬化複合材シートに孔を形成するための方法及びシステム、並びに、複合材構造体形成するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-19

(45)【発行日】2024-04-30

(54)【発明の名称】未硬化複合材シートに孔を形成するための方法及びシステム、並びに、複合材構造体形成するための方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/82 20060101AFI20240422BHJP

   B26F 1/24 20060101ALI20240422BHJP

   B26D 7/10 20060101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

B29C70/82

B26F1/24

B26D7/10

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019155120

(22)【出願日】2019-08-28

(65)【公開番号】P2020075477

(43)【公開日】2020-05-21

【審査請求日】2022-08-24

(31)【優先権主張番号】16/115,798

(32)【優先日】2018-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【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】クオン， ケニー ティー．

(72)【発明者】

【氏名】バサラ， マイケル ジェー．

【審査官】田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３２１２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４１３２５１９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ７０／８２

Ｂ２６Ｆ １／２４

Ｂ２６Ｄ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

未硬化複合材シート（１３０）内に孔を形成するための方法（５００）であって、
前記未硬化複合材シート（１３０）に金属ピンマット（１１０）の複数のピン（１１２）で穿孔することと、
前記複数のピン（１１２）の各々を取り囲む前記未硬化複合材シート（１３０）の一部を加熱するため、電気エネルギー源（１５０）を用いて前記複数のピン（１１２）を抵抗加熱することと、
を含む方法（５００）。

【請求項2】

前記未硬化複合材シート（１３０）を穿孔するステップは、
前記金属ピンマット（１１０）と圧力バッカー（１４０）との間に前記未硬化複合材シート（１３０）を配置することと、
前記未硬化複合材シート（１３０）に前記金属ピンマット（１１０）の前記複数のピン（１１２）で穿孔するため、前記金属ピンマット（１１０）と前記圧力バッカー（１４０）との間に圧縮力を加えることと、
を含む、請求項１に記載の方法（５００）。

【請求項3】

前記圧縮力を加えるステップは、前記複数のピン（１１２）が前記未硬化複合材シート（１３０）の厚み全体を貫通して穿孔するまで、前記金属ピンマット（１１０）と前記圧力バッカー（１４０）との間に前記圧縮力を加えることを含む、請求項２に記載の方法（５００）。

【請求項4】

前記圧縮力を加えるステップは、前記複数のピン（１１２）が前記未硬化複合材シート（１３０）の厚み全体を貫通して穿孔し、前記複数のピン（１１２）が前記圧力バッカー（１４０）を穿孔するまで、前記金属ピンマット（１１０）と前記圧力バッカー（１４０）との間に前記圧縮力を加えることを含む、請求項２に記載の方法（５００）。

【請求項5】

前記複数のピン（１１２）を抵抗加熱するステップは、前記未硬化複合材シート（１３０）の樹脂の粘度を下げるため、前記未硬化複合材シート（１３０）を穿孔するステップの前に、前記未硬化複合材シート（１３０）を穿孔する前記ステップの間に、或いは、前記未硬化複合材シート（１３０）を穿孔する前記ステップの前と前記ステップの間の双方で、前記複数のピン（１１２）を加熱することを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（５００）。

【請求項6】

前記未硬化複合材シート（１３０）を穿孔するステップは、前記未硬化複合材シート（１３０）の穿孔の間に、前記未硬化複合材シート（１３０）の繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらすことを含む、請求項５に記載の方法（５００）。

【請求項7】

前記未硬化複合材シート（１３０）を穿孔する前記ステップはさらに、前記未硬化複合材シート（１３０）の穿孔を継続する間に、前記繊維の位置をずらすことを停止することを含む、請求項６に記載の方法（５００）。

【請求項8】

前記複数のピン（１１２）を抵抗加熱するステップは、前記複数のピン（１１２）の各々を取り囲む前記未硬化複合材シート（１３０）の外周部分（１３２Ａ）を部分的に硬化することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法（５００）。

【請求項9】

前記未硬化複合材シート（１３０）の外周部分（１３２Ａ）を部分的に硬化するステップは、前記未硬化複合材シート（１３０）と前記金属ピンマット（１１０）との分離後の前記孔の形状を維持するため、十分に前記外周部分（１３２Ａ）を硬化することを含む、請求項８に記載の方法（５００）。

【請求項10】

前記未硬化複合材シート（１３０）の前記外周部分（１３２Ａ）の間の前記未硬化複合材シート（１３０）の残存部分（１３２Ｂ）は、前記未硬化複合材シート（１３０）と前記金属ピンマット（１１０）との前記分離後、前記未硬化複合材シート（１３０）の全体的な可撓性を維持するため、十分に未硬化なままである、請求項９に記載の方法（５００）。

【請求項11】

前記未硬化複合材シート（１３０）の全体的な可撓性を維持するため、十分に未硬化なままである前記未硬化複合材シート（１３０）の残存部分（１３２Ｂ）から、断熱材（１２０）を用いて前記金属ピンマット（１１０）の熱を分離することをさらに含む、請求項１０に記載の方法（５００）。

【請求項12】

結果として得られる複合材シートの全体形状を整えるため、前記未硬化複合材シート（１３０）の前記外周部分（１３２Ａ）の間の前記未硬化複合材シート（１３０）の残存部分（１３２Ｂ）を十分に硬化することをさらに含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法（５００）。

【請求項13】

未硬化複合材シート（１３０）内に孔を形成するためのシステム（１００）であって、
前記未硬化複合材シート（１３０）を穿孔するための複数のピン（１１２）を備える金属ピンマット（１１０）と、
前記金属ピンマット（１１０）に前記未硬化複合材シート（１３０）を押圧するための圧力アプリケータ（１６０）と、
前記複数のピン（１１２）を抵抗加熱するため、前記金属ピンマット（１１０）に連結された電気エネルギー源（１５０）と、
を備えるシステム（１００）。

【請求項14】

前記複数のピン（１１２）は、ベース部分（１１３）から細くなった端部（１１４）までテーパー処理されている、請求項１３に記載のシステム（１００）。

【請求項15】

前記圧力アプリケータ（１６０）は、前記金属ピンマット（１１０）に前記未硬化複合材シート（１３０）を押圧するように構成された圧力ローラーを含む、請求項１３又は１４に記載のシステム（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］ 本願は、複合材構造体に穿孔を形成するための方法及びシステムの分野に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ 防音パネル（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐａｎｅｌｓ）用の複合材シートを穿孔する工程は、摩耗穿孔（例えば、硬い粒子の衝突）、機械的穿孔、及びプラスチックピンマットを含む。摩耗穿孔は、大幅なサイクル時間を要し、複雑な工具を必要とし、及び／又は大量の清掃処理が要求される。機械的穿孔は、大幅なサイクル時間を要し、ドリルビット交換費用を繰り返し発生させ、及び／又は繊維の切断を引き起こしうる。穿孔のサイクル時間は、数百万もの穿孔を有する大きな防音パネルでは膨大になりうる。

【0003】

［０００３］ プラスチックピンマットは再利用不可で、１回の使用ごとに輪郭に合わせて形成され、サイズに合わせて調整される。また、穿孔された孔の形状を維持するため、プラスチックピンマット及び穿孔済み複合材シートは一般的に真空バギングされ、プラスチックピンマットから分離する前に穿孔済み複合材シートを部分硬化するように、オートクレーブ処理を受ける。プラスチックピンマットは一般的に、穿孔済み複合材シートから分離することが難しい。加えて、プラスチックピンは時おり孔の中で破損し、その後の処理で除去又は穿孔することが必要になる。分離後、穿孔済み複合材シート上の火山様突起形成物（ｖｏｌｃａｎｏ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ）はやすりがけされ、その後洗浄される。

【0004】

［０００４］ そのため当業者は、穿孔済み複合材構造体を形成するための方法及びシステムの分野において、研究開発を継続している。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］ 一実施形態では、未硬化複合材シート内に孔を形成する方法がある。この方法は、未硬化複合材シートを金属ピンマットの複数のピンで穿孔すること、及び、各ピンを取り囲む未硬化複合材シートの部分を加熱するため、複数のピンを加熱することを含む。

【0006】

［０００６］ 一態様では、未硬化複合材シートを穿孔するステップは、金属ピンマットと圧力バッカーとの間に未硬化複合材シートを配置すること、及び、未硬化複合材シートを金属ピンマットの複数のピンで穿孔するため、金属ピンマットと圧力バッカーとの間に圧縮力を加えることを含む。

【0007】

［０００７］ 別の態様では、圧縮力を加えるステップは、複数のピンが未硬化複合材シートの厚み全体を貫通して穿孔するまで、金属ピンマットと圧力バッカーとの間に圧縮力を加えることを含む。

【0008】

［０００８］ 別の態様では、圧縮力を加えるステップは、複数のピンが未硬化複合材シートの厚み全体を貫通して穿孔し、複数のピンが圧力バッカーを穿孔するまで、金属ピンマットと圧力バッカーとの間に圧縮力を加えることを含む。

【0009】

［０００９］ 別の態様では、複数のピンを加熱するステップは、電気エネルギー源で複数のピンを抵抗加熱することを含む。

【0010】

［００１０］ 別の態様では、複数のピンを加熱するステップは、未硬化複合材シートの樹脂の粘度を下げるため、未硬化複合材シートを穿孔する前に、未硬化複合材シートを穿孔する間に、或いは、未硬化複合材シートを穿孔する前と穿孔している間の双方で、前記複数のピンを加熱することを含む。

【0011】

［００１１］ 別の態様では、未硬化複合材シートを穿孔するステップは、未硬化複合材シートを穿孔している間に、未硬化複合材シートの繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらすことを含む。

【0012】

［００１２］ 別の態様では、未硬化複合材シートを穿孔するステップはさらに、未硬化複合材シートの穿孔を継続する間に、繊維を移動することを停止することを含む。

【0013】

［００１３］ 別の態様では、複数のピンを加熱するステップは、各ピンを取り囲む未硬化複合材シートの外周部分を部分的に硬化することを含む。

【0014】

［００１４］ 別の態様では、未硬化複合材シートの外周部分を部分的に硬化するステップは、未硬化複合材シートと金属ピンマットとの分離後の孔の形状を十分に維持するため、外周部分を硬化することを含む。

【0015】

［００１５］ 別の態様では、未硬化複合材シートの外周部分の間の未硬化複合材シートの残存部分は、未硬化複合材シートと金属ピンマットとの分離後、未硬化複合材シートの全体的な可撓性を維持するため、十分に未硬化なままである。

【0016】

［００１６］ 別の態様では、未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法は、未硬化複合材シートの全体的な可撓性を維持するため、十分に未硬化なままである未硬化複合材シートの残存部分から、金属ピンマットの熱を分離することをさらに含む。

【0017】

［００１７］ 別の態様では、未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法は、結果として得られる複合材シートの全体形状を整えるため、未硬化複合材シートの外周部分の間の未硬化複合材シートの残存部分を十分に硬化することをさらに含む。

【0018】

［００１８］ 別の実施形態では、未硬化複合材シート内に孔を形成するシステムがある。このシステムは、金属ピンマット、圧力アプリケータ、及び電気エネルギー源を含む。金属ピンマットは、未硬化複合材シートを穿孔するための複数のピンを含む。圧力アプリケータは、金属ピンマットに未硬化複合材シートを押圧するためのものである。電気エネルギー源は、複数のピンを抵抗加熱するため、金属ピンマットに連結されている。

【0019】

［００１９］ 一態様では、金属ピンマットの全体形状は起伏がある。

【0020】

［００２０］ 別の態様では、複数のピンがベース部分から細くなった端部までテーパー処理されている。

【0021】

［００２１］ 別の態様では、ベース部分は一定の直径部分を含む。

【0022】

［００２２］ 別の態様では、圧力アプリケータは、金属ピンマットに未硬化複合材シートに押圧するように構成された圧縮ローラーを含む。

【0023】

［００２３］ 別の態様では、未硬化複合材シート内に孔を形成するためのシステムは、金属ピンマットと圧力アプリケータとの間に配置されている圧力バッカーをさらに含み、圧力バッカーは、金属ピンマットに向かい合った未硬化複合材シートの表面を支持するように構成されている。

【0024】

［００２４］ 別の態様では、圧力バッカーは、ラバー及び高密度の発泡体のうちの少なくとも１つから形成されている。

【0025】

［００２５］ 別の態様では、未硬化複合材シート内に孔を形成するためのシステムは、隣接するピン間の金属ピンマット上に断熱材（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｓｏｌａｔｏｒ）をさらに含み、断熱材は、未硬化複合材シートの部分から金属ピンマットの熱を分離するように構成されている。

【0026】

［００２６］ なお別の実施形態では、コア材料と穿孔済み複合材シートとを含む複合材構造体を形成するための方法がある。本方法は、未硬化複合材シートを金属ピンマットの複数のピンで穿孔して、未硬化の穿孔済み複合材シートを生み出すことと、各ピンを取り囲む未硬化の穿孔済み複合材シートの少なくとも外周部分を部分的に硬化することと、部分的に硬化した穿孔済み複合材シートと金属ピンマットとを分離することと、部分的に硬化した穿孔済み複合材シートとコア材料とを結合することと、を含む。

【0027】

［００２７］ 一態様では、部分的に硬化した穿孔済み複合材シートとコア材料とを結合するステップは、部分的に硬化した穿孔済み複合材シートとコア材料とを共硬化することを含む。

【0028】

［００２８］ 穿孔済み複合材構造体を形成するための、開示されている方法及びシステムの他の実施形態は、以下の詳細な説明、添付の図面及び付随する特許請求の範囲により、明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための例示的なシステムの概略斜視図である。

【図2】未硬化複合材シートの穿孔後の、図１のシステムの概略断面図である。

【図3】未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための別の例示的なシステムの概略斜視図である。

【図4】未硬化複合材シートの穿孔後の、図３のシステムの概略断面図である。

【図5】未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための別の例示的なシステムの概略斜視図である。

【図6】未硬化複合材シートの穿孔後の、図５のシステムの概略断面図である。

【図7】未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための別の例示的なシステムの概略斜視図である。

【図8】未硬化複合材シートの穿孔後の、図７のシステムの概略断面図である。

【図9】未硬化複合材シート内に孔を形成するための例示的な方法を示すフロー図である。

【図10】コア材料と穿孔済み複合材シートを備える複合材構造体を形成するための例示的な方法を示すフロー図である。

【図11】硬化され、分離された穿孔済み複合材シートの平面図である。

【図12】航空機の製造及び保守方法のフロー図である。

【図13】航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

［００４２］ 図１は、未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための例示的なシステム１００の概略斜視図である。図２は、未硬化複合材シートの穿孔後の図１のシステム１００の概略断面図である。

【0031】

［００４３］ 図１及び図２に示したように、システム１００は、金属ピンマット１１０、圧力アプリケータ１６０、及び電気エネルギー源１５０を含む。システム１００は、未硬化複合材シート１３０などの複合材シートと共に使用されうる。システム１００は、金属ピンマット１１０に向かい合った未硬化複合材シート１３０の表面を支持するように構成された圧力バッカー１４０をさらに含む。

【0032】

［００４４］ 金属ピンマット１１０は、ベース１１１及び複数のピン１１２を含む。ベース１１１は、第１の大きな面１１１Ａと第２の大きな面１１２Ａを有する。第１の大きな面１１１Ａは一般的に平坦であるが、第１の大きな面１１１Ａの他の構成が可能である。複数のピン１１２は、金属ピンマット１１０の第２の大きな面１１１Ａから延在する。金属ピンマット１１０の複数のピン１１２は、好ましくは、金属ピンマット１１０の第２の大きな面１１１Ｂから一般的に垂直に延在する。第２の大きな面１１１Ｂから一般的に垂直に延在することによって、未硬化複合材シートの信頼度の高い穿孔が容易になり、複数のピン１１２のその後の除去が容易になりうる。図示したように、複数のピン１１２は、好ましくは円形の断面を有するが、複数のピン１１２の断面形状は変化しうる。複数のピン１１２は、未硬化複合材シート１３０に形成される穿孔の望ましい配置に対応するため、様々な構成で配置可能である。

【0033】

［００４５］ 金属ピンマット１１０は、金属又は合金などの任意の金属材料から形成されうる。例えば、金属ピンマット１１０は、鉄ベースの金属又は合金、アルミニウムベースの金属又は合金、或いは銅ベースの金属又は合金、或いはチタンベースの金属又は合金のうちの少なくとも１つから形成されうる。好ましくは、金属ピンマット１１０は、高抵抗金属材料から形成される。金属ピンマット１１０を金属材料から形成することによって、金属ピンマット１１０は、抵抗加熱に有用な導電性と抵抗性、未硬化複合材シート１３０の穿孔に有用な強度と剛性、並びに、追加の未硬化複合材シート１３０を引き続き穿孔する際に、金属ピンマット１１０の再利用するための十分な耐久性を提供しうる。

【0034】

［００４６］ 複数のピン１１２は、好ましくは、ベース部分１１３から細くなった端部１１４までテーパー処理されており、ベース部分１１３は、好ましくは、一定の直径部分１１５を含む。一態様では、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２のベース部分１１３から細くなった端部１１４までのテーパー処理により、複数のピン１１２が繊維強化プリプレグプライへ貫通する間に、未硬化複合材シート１３０の繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらすことが容易になる。複数のピン１１２のベース部分１１３の一定の直径部分１１５により、未硬化複合材シート１３０に結果として形成される穿孔の直径を、信頼度の高い及び／又は一定のものにすることが容易になる。

【0035】

［００４７］ 一態様では、圧力アプリケータ１６０は、金属ピンマット１１０に未硬化複合材シート１３０を押圧するように構成されている。圧力アプリケータ１６０は、金属ピンマット１１０に未硬化複合材シート１３０を押圧する機能を実行することができる任意の構造を含む。一実施例では、圧力アプリケータ１６０は、金属ピンマット１１０に未硬化複合材シート１３０を押圧するための圧力ローラーを含む。

【0036】

［００４８］ 一態様では、電気エネルギー源１５０は、金属ピンマット１１０に連結されているか、連結されるように構成されている。電気エネルギー源１５０は、金属ピンマット１１０を抵抗加熱するための任意の電気エネルギー源を含む。電気エネルギー源１５０は、電気エネルギー源１５０を金属ピンマット１１０に接続する正負の端子によるなど、任意の適切な方法で金属ピンマット１１０に連結される。

【0037】

［００４９］ 既に述べたように、システム１００は、金属ピンマット１１０と圧力アプリケータ１６０との間に配置された圧力バッカー１４０をさらに含むことができる。図示したように、圧力バッカー１４０は、金属ピンマット１１０に面する第１の大きな面１４０Ａ、圧力アプリケータ１６０に面する第２の大きな面１４０Ｂ、並びに、第１の大きな面１４０Ａと第２の大きな面１４０Ｂとの間の材料の厚み１４０Ｃを有する。好ましくは、第１の大きな面１４０Ａと第２の大きな面１４０Ｃは実質的に平坦である。

【0038】

［００５０］ 一態様では、圧力バッカー１４０の第１の大きな面１４０Ａと第２の大きな面１４０Ｂは、一般的に金属ピンマット１１０の長さと幅に対応する長さと幅を有する。別の態様では、複数の圧力バッカーが金属ピンマット１１０と圧力アプリケータ１６０との間に配置されてよく、複数の圧力バッカー１４０の長さと幅の和は、一般的に金属ピンマット１１０の長さと幅に対応する。

【0039】

［００５１］ 一態様では、圧力バッカー１４０の材料１４０Ｃは、圧力バッカー１４０が貫通するように複数のピン１１２に対して十分に柔らかいが、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０に貫通する際に火山様突起の形成を防止するように十分に硬い材料である。例えば、圧力バッカー１４０は、ラバー及び高密度の発泡体のうちの少なくとも１つから形成されうる。材料１４０Ｃの厚みは変化しうるが、複数のピン１１２による材料１４０Ｃの部分的な貫通を可能にする十分な厚みが好ましい。

【0040】

［００５２］ 図３及び図４は、未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための別の例示的なシステム２００を示しており、システム２００は、未硬化複合材シート１３０の一部から金属ピンマット１１０の熱を分離するように構成された断熱材１２０を含むことによって、図１及び図２のシステム１００とは区別される。

【0041】

［００５３］ 図示したように、断熱材１２０は、金属ピンマット１１０のベース１１１の第２の大きな面１１１Ａの上に配置され、複数のピン１１２の隣接するピンの間に配置される。断熱材１２０は、金属ピンマット１１０ベース１１１から隣接する未硬化複合材シート１３０の選択された部分までの熱の移動を防止又は低減する、任意の材料又は構造を含みうる。一実施例では、断熱材１２０は、金属ピンマット１１０のベース１１１の第２の大きな面１１１Ｂ上のセラミックベース被覆又はポリイミド膜である。

【0042】

［００５４］ 図５及び図６は、未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための別の例示的なシステム３００を示しており、システム３００は、起伏のある金属ピンマット１１０を含むことによって、図１及び図２のシステム１００とは区別される。起伏のある金属ピンマット１１０を提供することによって、未硬化複合材シート１３０は、部分的に硬化した複合材シート１３０ｂの全体形状を整えるために部分的に硬化され、金属ピンマット１１０の起伏のある形状に対応してもよい。

【0043】

［００５５］ 図７及び図８は、未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための別の例示的なシステム４００を示しており、システム４００は、起伏のある金属ピンマット１１０を含むことによって、図３及び図４のシステム２００とは区別され、また、起伏のある金属ピンマット１１０を含むことによってシステム３００とは区別される。断熱材１２０と起伏のある金属ピンマット１１０を提供することによって、部分的に硬化した複合材シート１３０ｂの選択された部分は、金属ピンマット１１０からの分離後も、部分的に硬化した複合材シート１３０ｂの全体的な可撓性を維持するため、未硬化な或いは十分に未硬化なままでありうるが、その後の処理中に複合材シート１３０が所望の起伏のある形状に再度曲げられても、孔の形状は維持されうる。

【0044】

［００５６］ 図９は、未硬化複合材シート内に孔を形成するための例示的な方法５００を示すフロー図である。方法５００は、ブロック５０２で、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で未硬化複合材シート１３０を穿孔すること、及び、ブロック５０４で、各ピンを取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱するため、複数のピン１１２を加熱することを含む。図９に示したように、方法５００はさらに、ブロック５０６で、未硬化複合材シート１３０の残存部分から金属ピンマットの熱を分離することを含み、また、方法５００はさらに、ブロック５０８で、未硬化複合材シート１３０の外周部分の間で未硬化複合材シート１３０の残存部分を硬化して、部分的に硬化した複合材シート１３０ｂを生成することを含みうる。

【0045】

［００５７］ 一態様では、未硬化複合材シート１３０を穿孔するステップ５０２は、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に未硬化複合材シート１３０を配置するステップ５０２Ａと、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に圧縮力を加え、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２によって未硬化複合材シート１３０を穿孔し、穿孔済み未硬化複合材シート１３０ａを生成するステップ５０２Ｂと、を含む。

【0046】

［００５８］ 一態様では、圧縮力を加えるステップ５０２Ｂは、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０の厚み全体を貫通して穿孔するまで、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に圧縮力を加えることを含む。複数のピン１１２で未硬化複合材シート１３０の厚み全体を穿孔することによって、孔は未硬化複合材シート１３０を貫通して形成されうる。

【0047】

［００５９］ 一態様では、圧縮力を加えるステップ５０２Ｂは、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０の厚み全体を貫通して穿孔し、複数のピン１１２が圧力バッカー１４０を穿孔するまで、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に圧縮力を加えることを含む。圧力バッカー１４０を穿孔することによって、圧力バッカー１４０は、金属ピンマット１１０に向かい合った未硬化複合材シート１３０の表面を支持することができる。

【0048】

［００６０］ 一態様では、複数のピン１１２を加熱するステップ５０４は、電気エネルギー源１５０によって複数のピン１１２を抵抗加熱することを含む。電気エネルギー源１５０によって複数のピン１１２を抵抗加熱することによって、複数のピン１１２は効率的な方法で一様に加熱されうる。

【0049】

［００６１］ 一態様では、複数のピン１１２を加熱するステップ５０４は、未硬化複合材シート１３０の樹脂の粘度を下げるため、未硬化複合材シート１３０の穿孔の前に、未硬化複合材シート１３０の穿孔５０２の間に、或いは、未硬化複合材シート１３０の穿孔５０２の前と穿孔５０２の間の双方で、複数のピン１１２を加熱することを含む。未硬化複合材シート１３０の樹脂の粘度を下げることによって、複数のピン１１２はより容易に未硬化複合材シート１３０を穿孔することができる。

【0050】

［００６２］ 一態様では、未硬化複合材シート１３０を穿孔するステップ５０２は、未硬化複合材シート１３０の穿孔５０２の間に、未硬化複合材シート１３０の繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらすことを含む。未硬化複合材シート１３０の繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらすことによって、未硬化複合材シート１３０の穿孔５０２の間で、繊維の完全性は維持されうる。未硬化複合材シート１３０の繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらすことは、例えば、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２をベース部分１１３から細くなった端部１１４までテーパー処理することによって実現可能である。

【0051】

［００６３］ 一態様では、未硬化複合材シート１３０を穿孔するステップ５０２はさらに、未硬化複合材シート１３０の穿孔５０２を継続する間に、繊維の位置をずらすことを停止することを含む。未硬化複合材シート１３０の穿孔５０２を継続する間に、繊維の位置をずらすことを停止することにより、未硬化複合材シート１３０に結果として形成される穿孔の直径を、信頼度の高い及び／又は一定のものにすることが実現されうる。未硬化複合材シート１３０の穿孔５０２を継続する間に繊維の位置をずらすことを停止することは、複数のピン１１２のベース部分１１３の一定の直径部分１１５によって実現可能である。

【0052】

［００６４］ 一態様では、複数のピン１１２を加熱するステップ５０４は、複数のピン１１２の各々を取り囲む未硬化複合材シート１３０の外周部分を部分的に硬化することを含む。例えば、未硬化複合材シート１３０の外周部分の部分的な硬化は、部分的に硬化した複合材シート１３０と金属ピンマット１１０との分離後の孔の形状を維持するため、外周部分を十分に硬化することを含む。

【0053】

［００６５］ 一態様では、未硬化複合材シート１３０の外周部分の間の未硬化複合材シート１３０の残存部分は、部分的に硬化した複合材シート１３０ｂと金属ピンマット１１０との分離後、未硬化複合材シート１３０の全体的な可撓性を維持するため、十分に未硬化なままである。

【0054】

［００６６］ 一態様では、方法は、部分的に硬化した複合材シート１３０ｂの全体的な可撓性を維持するため、十分に未硬化なままである未硬化複合材シート１３０の残存部分から、金属ピンマット１１０の熱を分離することをさらに含む。

【0055】

［００６７］ 一態様では、方法は、硬化した複合材シート１３０ｃの全体形状を整えるため、部分的に硬化した複合材シート１３０ｂの外周部分の間の部分的に硬化した複合材シート１３０ｂの残存部分を十分に硬化することをさらに含む。

【0056】

［００６８］ 未硬化複合材シート内に孔を形成する方法のこれらの態様は、以下のように図１から図８を参照して、さらに詳細に説明される。

【0057】

［００６９］ 図１は、未硬化複合材シート内に孔を形成するための方法を実行するための例示的なシステム１００の概略斜視図である。図２は、未硬化複合材シートの穿孔後の図１のシステム１００の概略断面図である。

【0058】

［００７０］ 穿孔の前に、複合材シートは未硬化複合材シート１３０である。未硬化複合材シート１３０は次に、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で穿孔され、複数のピン１１２の各々を取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱するため、複数のピン１１２は加熱される。複数のピン１１２は電気エネルギー源１５０によって抵抗加熱されてよく、或いは、金属ピンマット１１０全体は電気エネルギー源１５０によって抵抗加熱されてよい。複数のピン１１２、或いは複数のピン１１２と金属ピンマット１１０の双方は、抵抗加熱を可能にするため、金属材料から形成されてよい。

【0059】

［００７１］ 図１及び図２に示したように、システム１００は、金属ピンマット１１０、圧力アプリケータ１６０、及び電気エネルギー源１５０を含む。システム１００はさらに、例えば圧力バッカー１４０を含みうる。システム１００は、未硬化複合材シート１３０と共に使用されうる。一態様では、未硬化複合材シート１３０は、グラファイト繊維強化プリプレグプライなどの繊維強化プリプレグプライを含む。繊維強化プリプレグプライは、熱可塑性樹脂又は熱硬化樹脂などの樹脂を含む。

【0060】

［００７２］ 図１及び図２に示したように、未硬化複合材シート１３０は金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で穿孔され、各ピンを取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱するため、複数のピン１１２は加熱される。加熱が十分な場合には、複数のピン１１２は、各ピンを取り囲む未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化し、また、未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２ａの間の未硬化複合材シート１３０の残存部分１３２Ｂを部分的に硬化する。

【0061】

［００７３］ 複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０の繊維強化プリプレグプライの貫通するときには、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２のベース部分１１３から細くなった端部１１４までのテーパー処理により、未硬化複合材シート１３０の繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらすことが容易になる。したがって、繊維強化プリプレグプライの繊維への損傷は防ぐことができる。

【0062】

［００７４］ 未硬化複合材シート１３０の繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらした後、複数のピン１１２のベース部分１１３の一定の直径部分１１５により、未硬化複合材シート１３０に結果として形成される穿孔の直径を、信頼度の高い及び／又は一定のものにすることが容易になる。したがって、複数のピン１１２のベース部分１１３の一定の直径部分１１５によって、結果として形成される穿孔の直径は、未硬化複合材シート１３０に貫通する複数のピン１１２の深さに依存しない。

【0063】

［００７５］ 図１及び図２に示したように、未硬化複合材シート１３０は、圧力アプリケータ１６０によって金属ピンマット１１０に対して押圧されうる。一実施例では、圧力アプリケータ１６０は、金属ピンマット１１０に対して未硬化複合材シート１３０を押圧するように構成された圧力ローラーを含む。しかしながら、圧力アプリケータ１６０は、金属ピンマット１１０に対して未硬化複合材シート１３０を押圧する機能を実行することができる任意の構造を含む。

【0064】

［００７６］ 複数のピン１１２が貫通する十分に柔らかい材料から形成された圧力バッカー１４０を配置することによって、複数のピン１１２は圧力バッカー１４０を貫通することが可能で、圧力バッカー１４０は、金属ピンマット１１０に向かい合った、特に孔の出口の外周部分１３２ａの周辺で、未硬化複合材シート１３０の表面に接触し、支持することができ、これによって、裏面が十分に支持されていないときに典型的に生じうる火山様形状の出口孔（ｖｏｌｃａｎｏ－ｓｈａｐｅｄ ｅｘｉｔ ｈｏｌｅｓ）を回避することができる。有利には、火山様形状の出口孔を回避することによって、出口孔を平坦にするために一般的に実行される、その後のやすりがけを回避することができる。

【0065】

［００７７］ 一態様では、未硬化複合材シート１３０の穿孔は、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に未硬化複合材シート１３０を配置すること、及び、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に圧縮力を加えて、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で未硬化複合材シート１３０を穿孔すること、によって実行される。図示したように、圧縮力は、図１に示したような圧力アプリケータ１６０、或いは、金属ピンマット１１０が静止した状態に保持されている間に圧力バッカー１４０への真空によって加えられる。しかしながら、圧縮力は、任意の種類の圧力アプリケータ１６０によって加えられてよく、また、圧縮力は、圧力バッカー１４０が静止した状態に保持されている間に金属ピンマット１１０に加えられてよく、圧縮力は、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０の双方に加えられてよい。

【0066】

［００７８］ 図１及び図３に示したように、金属ピンマット１１０は、金属ピンマット１１０に連結された電気エネルギー源１５０によって抵抗加熱することができる。金属ピンマット１１０を抵抗加熱することによって、未硬化複合材シートは加熱され、未硬化複合材シート１３０の穿孔を促進する。加熱が十分な場合には、未硬化複合材シート１３０は部分的に硬化される。

【0067】

［００７９］ 図２を参照すると、圧縮力は好ましくは、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０の厚み全体を貫通して穿孔するまで、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に加えられる。一態様では、圧縮力は、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０の厚み全体を貫通して穿孔し、複数のピン１１２が圧力バッカー１４０を穿孔するまで、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に加えられる。

【0068】

［００８０］ さらに別の態様では、圧力バッカー１４０は、真空バッグの破裂を防止する。これに関して、オートクレーブ処理中などは、真空バッグ（図示せず）は、金属ピンマット１１０、未硬化複合材シート１３０、及び圧力バッカー１４０を包み込むのに利用されないことがある。複数のピン１１２が圧力バッカー１４０を貫通することによって、複数のピン１１２による真空バッグの破裂の防止が可能になる。

【0069】

［００８１］ 代替的な態様では、圧力バッカー１４０は除外されてよく、ローラーなどの圧力アプリケータ１６０は、金属ピンマット１１０に対して未硬化複合材シート１３０を直接押圧してもよい。

【0070】

［００８２］ 各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱することは、未硬化複合材シート１３０の樹脂の粘度を下げ、樹脂の貫通と未硬化複合材シート１３０の樹脂の分離を促進する機能を有する。この場合、複数のピン１１２は、未硬化複合材シート１３０の穿孔前に、未硬化複合材シート１３０の穿孔中に、或いは未硬化複合材シート１３０の穿孔前及び穿孔中の双方で加熱され、樹脂の粘度を低下させて、一定の直径部分１１５が未硬化複合材シート１３０を貫通するまで、樹脂の貫通と、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０を通過するのに十分な繊維の分離を促進する。繊維を破壊するのではなく、穿孔の周囲での繊維の分離を促進することによって、穿孔済み領域の強度が維持されうる。

【0071】

［００８３］ 各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱することは、各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化する機能も有しうる。この場合、複数のピン１１２は、未硬化複合材シート１３０の穿孔中に、未硬化複合材シート１３０の穿孔後に、或いは未硬化複合材シート１３０の穿孔中及び穿孔後の双方で、加熱され、各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化する。一態様では、外周部分１３２Ａは、金属ピンマット１１０からの分離後に孔の形状を維持するため、十分に硬化される。

【0072】

［００８４］ 図示したように、外周部分１３２Ａと未硬化複合材シート１３０との間の未硬化複合材シート１３０の残存部分１３２Ｂはまた、部分的に硬化された複合材シート１３０ｂの全体形状を整えるために、部分的に硬化されてもよい。一態様では、未硬化複合材シート１３０は、部分的に硬化された複合材シート１３０ｂの全体形状を整えるために、部分的に硬化されてもよい。

【0073】

［００８５］ 図３は、未硬化複合材シート１３０内に孔を形成する方法を実行するための別の例示的なシステム２００の概略斜視図で、システム２００は断熱材１２０を含むことによってシステム１００とは区別される。図４は、未硬化複合材シート１３０の穿孔後の図３のシステム２００の概略断面図である。

【0074】

［００８６］ 図３及び図４に示したように、システム２００は、複数のピン１１２を含む金属ピンマット１１０、断熱材１２０、未硬化複合材シート１３０、圧力バッカー１４０、金属ピンマットに連結された電気エネルギー源１５０、及び圧力アプリケータ１６０を含む。

【0075】

［００８７］ 穿孔の前に、複合材シートは未硬化複合材シート１３０である。未硬化複合材シート１３０は次に、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で穿孔され、各々のピンを取り囲む未硬化複合材シートの一部を加熱するため、複数のピンは加熱される。複数のピン１１２は電気エネルギー源１５０によって抵抗加熱されてよく、或いは、金属ピンマット１１０全体は電気エネルギー源１５０によって抵抗加熱されてよい。複数のピン１１２、或いは複数のピン１１２と金属ピンマット１１０の双方は、抵抗加熱を可能にするため、金属材料から形成されてよい。

【0076】

［００８８］ 一態様では、未硬化複合材シート１３０の穿孔は、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に未硬化複合材シート１３０を配置すること、及び、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に圧縮力を加えて、金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で未硬化複合材シート１３０を穿孔すること、によって実行される。図示したように、圧縮力は、図３に示したローラーのような圧力アプリケータ１６０によって、金属ピンマット１１０が静止した状態に保持されている間に圧力バッカー１４０に加えられる。しかしながら、圧縮力は、任意の種類の圧力アプリケータ１６０によって加えられてよく、また、圧縮力は、圧力バッカー１４０が静止した状態に保持されている間に金属ピンマット１１０に加えられてよく、圧縮力は、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０の双方に加えられてよい。

【0077】

［００８９］ 図４を参照すると、圧縮力は好ましくは、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０の厚み全体を貫通して穿孔するまで、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に加えられる。一態様では、圧縮力は、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０の厚み全体を貫通して穿孔し、複数のピン１１２が圧力バッカー１４０を穿孔するまで、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に加えられる。

【0078】

［００９０］ 各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱することは、未硬化複合材シート１３０の樹脂の粘度を下げ、樹脂の貫通と未硬化複合材シート１３０の樹脂の分離を促進する機能を有する。この場合、複数のピン１１２は、未硬化複合材シート１３０の穿孔前に、未硬化複合材シート１３０の穿孔中に、或いは未硬化複合材シート１３０の穿孔前及び穿孔中の双方で加熱され、樹脂の粘度を低下させて、一定の直径部分１１５が未硬化複合材シート１３０を貫通するまで、樹脂の貫通と、複数のピン１１２が未硬化複合材シート１３０を通過するのに十分な繊維の分離を促進する。繊維を破壊するのではなく、穿孔の周囲での繊維の分離を促進することによって、穿孔領域の強度が維持されうる。

【0079】

［００９１］ 各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱することは、各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化する機能も有しうる。この場合、複数のピン１１２は、未硬化複合材シート１３０の穿孔中に、未硬化複合材シート１３０の穿孔後に、或いは未硬化複合材シート１３０の穿孔中及び穿孔後の双方で、加熱され、各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化する。一態様では、外周部分１３２Ａは、未硬化複合材シート１３０と金属ピンマット１１０の分離後に、孔の形状を維持するため、十分に硬化される。

【0080】

［００９２］ 図示したように、断熱材１２０が金属ピンマット１１０のベースに提供される。断熱材１２０は、未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａの間で、未硬化複合材シート１３０の残存部分１３２Ｂの硬化を防止又は抑制する。したがって、外周部分１３２Ａの間の残存部分１３２Ｂは、未硬化複合材シート１３０と金属ピンマット１１０との分離後の未硬化複合材シート１３０の全体的な可撓性を維持するため、未硬化又は十分に未硬化なままである。未硬化複合材シート１３０の全体的な可撓性を維持することによって、未硬化複合材シートとコア材料との結合中など、その後の処理中に、未硬化複合材シートは所望の形状に形成されうる。

【0081】

［００９３］ 図５は、未硬化複合材シート１３０内に孔を形成するための方法を実行するための別の例示的なシステム３００の概略斜視図で、システム３００は起伏のある金属ピンマット１１０を含む。図６は、未硬化複合材シート１３０の穿孔後の図５のシステム３００の概略断面図である。

【0082】

［００９４］ 図１及び図２のように、システム３００は、複数のピン１１２を含む金属ピンマット１１０、未硬化複合材シート１３０、圧力バッカー１４０、金属ピンマット１１０に連結された電気エネルギー源１５０、及び圧力アプリケータ１６０を含み、システム１００とシステム３００の違いは、金属ピンマット１１０に起伏があることである。

【0083】

［００９５］ この場合、各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱することは、未硬化複合材シート１３０と金属ピンマット１１０の分離後に、孔の形状を維持するため、各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化する機能を有する。追加的に、未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａの間の未硬化複合材シート１３０の残存部分１３２Ｂはまた、未硬化複合材シート１３０の全体形状を整えるために部分的に硬化され、金属ピンマット１１０の起伏のある形状に対応してもよい。

【0084】

［００９６］ 図７は、未硬化複合材シート１３０内に孔を形成するための方法を実行するためのさらに別の例示的なシステム４００の概略斜視図で、システム４００は断熱材１２０及び起伏のある金属ピンマット１１０を含む。図８は、未硬化複合材シート１３０の穿孔後の図７のシステム４００の概略断面図である。

【0085】

［００９７］ 図７及び図８に示したように、システム４００は、複数のピン１１２を含む金属ピンマット１１０、断熱材１２０、未硬化複合材シート１３０、圧力バッカー１４０、金属ピンマット１１０に連結された電気エネルギー源１５０、及び圧力アプリケータ１６０を含み、システム２００とシステム４００の違いは、金属ピンマット１１０に起伏があることであり、システム３００とシステム４００の違いは、断熱材１２０が付加されていることである。

【0086】

［００９８］ この場合、各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱することは、未硬化複合材シート１３０と金属ピンマット１１０の分離後に、孔の形状を維持するため、各ピン１１２を取り囲む未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化する機能を有する。

【0087】

［００９９］ 追加的に、断熱材１２０が金属ピンマット１１０のベースに提供される。断熱材１２０は、未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａの間で、未硬化複合材シート１３０の残存部分１３２Ｂの硬化を防止又は抑制する。したがって、外周部分１３２Ａの間の残存部分１３２Ｂは、未硬化複合材シート１３０と金属ピンマット１１０との分離後の未硬化複合材シート１３０の全体的な可撓性を維持するため、未硬化又は十分に未硬化なままである。未硬化複合材シート１３０の全体的な可撓性を維持することによって、未硬化複合材シートとコア材料との結合中など、その後の処理中に、未硬化複合材シートは所望の形状に形成されうる。一方、起伏のある金属ピンマット１１０を用いて孔を形成することによって、その後の処理中に、所望の起伏のある形状に合わせて再度曲げられたときに、孔の形状は維持されうる。

【0088】

［０１００］ 図１０は、コア材料と穿孔済み複合材シート１３０ａを備える未硬化複合材構造体を形成するための例示的な方法６００を示すフロー図である。

【0089】

［０１０１］ 方法６００は、ブロック６０２で、未硬化複合材シート１３０を金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で穿孔することと、ブロック６０４で、各ピンを取り囲む穿孔済み未硬化複合材シート１３０ａの少なくとも外周部分１３２Ａを部分的に硬化することと、ブロック６０６で、部分的に硬化された複合材シート１３０ｂと金属ピンマット１１０とを分離することと、ブロック６０８で、分離された穿孔済み複合材シート１３０ｄと硬化材料とを結合することを含む。

【0090】

［０１０２］ 一態様では、未硬化複合材シート１３０を金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で穿孔するステップ６０２は、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に未硬化複合材シート１３０を配置することを含む。金属ピンマット１１０は、平坦か起伏があってもよい。

【0091】

［０１０３］ 一態様では、未硬化複合材シートを金属ピンマットの複数のピンで穿孔するステップ６０２は、金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間で未硬化複合材シート１３０を押圧することを含む。

【0092】

［０１０４］ 一態様では、各ピンを取り囲む穿孔済み未硬化複合材シート１３０ａの外周部分１３２Ａを部分的に硬化するステップ６０４は、各ピンを取り囲む未硬化複合材シート１３０の一部を加熱するため、複数のピン１１２を加熱することと、圧力を加えて未硬化複合材シート１３０を穿孔することを含む。加熱は、未硬化複合材シート１３０の樹脂の粘度を下げ、穿孔中の未硬化複合材シート１３０の繊維の分離を促進するように機能し、及び／又は、未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化するように機能する。

【0093】

［０１０５］ 一態様では、ピンを取り囲む穿孔済み未硬化複合材シート１３０ａの外周部分１３２Ａを部分的に硬化するステップ６０４は、未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを加熱することを含み、一方、未硬化複合材シート１３０の全体的な可撓性を維持するため、残存部分１３２Ｂが未硬化である、或いは不十分な硬化状態にあるように、外周部分１３２ａの間の残存部分１３２Ｂは未加熱又は不十分な加熱状態にとどまっている。分画硬化（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｃｕｒｉｎｇ）は、金属ピンマット１１０のベース部分が未加熱又は不十分な加熱状態に留まっている間に、複数のピン１１２を加熱することによって可能になりうる。或いは、別々の加熱は、複数のピン１１２と金属ピンマット１１０のベース部分の双方を加熱し、金属ピンマット１１０のベース部分の上に断熱材を提供することによって可能になりうる。

【0094】

［０１０６］ 代替的に、未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａと、外周部分１３２Ａを部分的に硬化するための外周部分１３２ａの間の残存部分１３２Ｂ、並びに、部分的に硬化された複合材シート１３０ｂの全体形状を整えるための外周部分１３２ａの間の残存部分１３２Ｂ、を加熱することである。例えば、未硬化複合材シート１３０の全体は、部分的に硬化された複合材シート１３０ｂの全体形状を整えるために部分的に硬化されてもよい。未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａと、外周部分１３２ａの間の残存部分１３２Ｂを加熱するため、或いは、未硬化複合材シート１３０全体を加熱するため、これは、複数のピン１１２と金属ピンマット１１０のベース部分の双方を加熱することによって可能になりうる。代替的に又は追加的に、外部源からの熱は、部未硬化複合材シート１３０の全体形状を整えるため、未硬化複合材シート１３０の全体を部分的に硬化するように未硬化複合材シート１３０全体を加熱するように加えられる。

【0095】

［０１０７］ 一態様では、部分的に硬化された複合材シート１３０ｂと金属ピンマット１１０の分離は、加熱されたときの複数のピン１１２の熱膨張によって促進される。複数のピン１１２は加熱されると、熱膨張により拡張する。複数のピン１１２は冷めると元のサイズまで収縮するが、孔は加熱されている間に部分的に硬化しため、複数のピン１１２と部分的に硬化した孔との間には小さな間隙があり、これにより、部分的に硬化した複合材シート１３０ｂと金属ピンマット１１０との分離は容易になる。

【0096】

［０１０８］ 一態様では、分離された穿孔済み複合材シート１３０ｄとコア材料との結合には、コアを穿孔済みシートに安定させるため、分離された穿孔済み複合材シート１３０ｄとコア材料の共硬化が含まれる。一態様では、コア材料に対して、分離された穿孔済み複合材シート１０３ｄのレイアップを促進するため、分離された穿孔済み複合材シート１３０ｄは、前述のように維持された全体的な可撓性を有しうる。

【0097】

［０１０９］ 一態様では、分離された穿孔済み複合材シート１３０ｄとコア材料とを結合するステップは、別の複合材シート１３０（例えば、未穿孔複合材シート）をコア材料の反対側の面に結合して、サンドイッチ構造を形成することを含みうる。コアへの２つの複合材シートの結合は、同時に実行されても、別々のステップで実行されてもよい。

【0098】

［０１１０］ コア材料は、例えば、連続気泡又は多孔質構造を有する材料である。コアの材料は、例えば、複合材、金属、又はポリマーであってよい。

【0099】

［０１１１］ 複合材シートの一方又は双方とコア材料との共硬化には、オートクレーブサイクルの適用が含まれることがあり、また、共硬化される構造体の真空バギングが含まれることがある。代替的に又は付加的に、複合材シートとコア材料との間の圧力は、機械的な加圧によって印加されうる。

【0100】

［０１１２］ 一態様では、方法はさらに、複合材シートとコア材料との結合前、結合中、及び又は結合後の機械的な操作などの付加的なステップを含む。

【0101】

［０１１３］ 一態様では、方法はさらに、別のコア材料と別の穿孔済み複合材シートとを備える別の複合材構造体を形成するため、方法を繰り返す間に、同一の金属ピンマット１１０を再利用することを含みうる。

【0102】

［０１１４］ 一態様では、方法は、コア材料と音響フェースシートを備える防音パネルを製造する。音響フェースシートの穿孔は、音に関連する圧力波をコア内の連続気泡へ導くことによって、ノイズを抑制するように形成された小さな貫通孔で、波のエネルギーは摩擦（熱への変換）、圧力低下、及び波の反射による打消しによって消費される。航空機のエンジンナセル構成要素（エンジン吸入口、スラストリバーサカウル、及びブロッカードアなど）及びエンジンダクトフローサーフェスに使用される典型的な構造は、薄いフェースシートの間にコア材料を備えるサンドウィッチ式の層構造を含み、一方は穿孔されており、サンドウィッチ式構造は起伏のある形状を有する。

【0103】

［０１１５］ 上述の方法はさらに、金属ピンマット１１０の製造を含みうる。金属ピンマット１１０は、任意の好適な処理により作成されうる。一態様では、金属ピンマット１１０は、付加製造（３Ｄ印刷）処理によって作られる。付加製造は、ベース部分１１３から細くなった端部１１４までテーパー処理され、ベース部分１１３が一定の直径部分１１５を含む複数のピン１１２の形成に特に適しており、また、付加製造は、ベース部分１１３から細くなった端部１１４までテーパー処理され、ベース部分１１３が一定の直径部分１１５を含む複数のピンを有する金属ピンマット１１０の起伏のある形状の形成に特に適している。

【0104】

［０１１６］ 本開示の例は、図１２に示している航空機の製造及び保守方法７００と図１３に示している航空機７０２に照らして、説明されうる。航空機の製造及び保守方法７００は、製造前段階において、航空機７０２の仕様及び設計７０４と、材料の調達７０６とを含みうる。製造段階では、航空機７０２の構成要素／サブアセンブリの製造７０８と、システムインテグレーション７１０とが行われる。その後、航空機７０２は、認可及び納品７１２を経て運航７１４に供されうる。顧客により運航される期間に、航空機７０２には、改造、再構成、改修等も含み得る、定期的な整備及び保守７１６が予定される。

【0105】

［０１１７］ 方法７００の各処理は、システムインテグレータ、第三者、及び／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うる。本明細書の適用上、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の下請業者を含むがこれらに限定されず、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者及び供給業者を含むがこれらに限定されず、且つ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関等でありうる。

【0106】

［０１１８］ 本開示の穿孔済み複合材構造体を形成するための方法及びシステムは、航空機７０２の仕様及び設計７０４、材料の調達７０６、構成要素／サブアセンブリの製造７０８、システムインテグレーション７１０、認可及び納品７１２、航空機の運航７１４への配置、及び定期的な整備及び保守７１６を含む、航空機の製造及び保守方法７００の一又は複数の任意の段階において、用いられうる。

【0107】

［０１１９］ 図１３に示すように、例示的な方法７００によって製造された航空機７０２は、複数のシステム７２０及び内装７２２を備えた機体７１８を含みうる。複数のシステム７２０の実施例には、推進システム７２４、電気システム７２６、油圧システム７２８及び環境システム７３０のうちの一又は複数が含まれうる。任意の数の他のシステムが含まれることもある。本開示の穿孔済み複合材構造体を形成するための方法及びシステムは、航空機７０２のシステムのいずれかに採用されうる。

【0108】

［０１２０］ 本開示は、以下に列挙している例示的かつ非限定的な例を更に含み、これらの例は、特許請求されることも、されないこともある。
例１． 未硬化複合材シート１３０内に孔を形成するための方法５００であって、
前記未硬化複合材シート（１３０）に金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で穿孔することと、
前記複数のピン１１２の各々を取り囲む前記未硬化複合材シート１３０の一部を加熱するため、前記複数のピン１１２を加熱することと、
を含む方法５００。
例２． 前記未硬化複合材シート１３０を穿孔するステップは、
前記金属ピンマット１１０と圧力バッカー１４０との間に前記未硬化複合材シート１３０を配置することと、
前記未硬化複合材シート１３０を前記金属ピンマット１１０の前記複数のピン１１２で穿孔するため、前記金属ピンマット１１０と前記圧力バッカー１４０との間に圧縮力を加えることと、
を含む、例１に記載の方法５００。
例３． 前記圧縮力を加えるステップは、前記複数のピン１１２が前記未硬化複合材シート１３０の厚み全体を貫通して穿孔するまで、前記金属ピンマット１１０と前記圧力バッカー１４０との間に前記圧縮力を加えることを含む、例２に記載の方法５００。
例４． 前記圧縮力を加える前記ステップは、前記複数のピン１１２が前記未硬化複合材シート１３０の厚み全体を貫通して穿孔し、前記複数のピン１１２が前記圧力バッカー１４０を穿孔するまで、前記金属ピンマット１１０と前記圧力バッカー１４０との間に前記圧縮力を加えることを含む、例２に記載の方法５００。
例５． 複数のピン１１２を加熱するステップは、電気エネルギー源１５０によって前記複数のピン１１２を抵抗加熱することを含む、例１から４のいずれか一例に記載の方法５００。
例６． 前記複数のピン１１２を加熱する前記ステップは、前記未硬化複合材シート１３０の樹脂の粘度を下げるため、前記未硬化複合材シート１３０を穿孔する前記ステップの前に、前記未硬化複合材シート１３０を穿孔する前記ステップの間に、或いは、前記未硬化複合材シート１３０を穿孔する前記ステップの前と前記ステップの間の双方で、前記複数のピン１１２を加熱することを含む、例１から５のいずれか一例に記載の方法５００。
例７． 前記未硬化複合材シート１３０を穿孔するステップは、前記未硬化複合材シート１３０を穿孔している間に、前記未硬化複合材シート１３０の繊維強化プリプレグプライの繊維の位置を徐々にずらすことを含む、例６に記載の方法５００。
例８． 前記未硬化複合材シート１３０を穿孔する前記ステップはさらに、前記未硬化複合材シート１３０の穿孔を継続する間に、前記繊維の位置をずらすことを停止することを含む、例７に記載の方法５００。
例９． 前記複数のピン１１２を加熱する前記ステップは、前記複数のピン１１２の各々を取り囲む前記未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化することを含む、例１から８のいずれか一例に記載の方法５００。
例１０． 前記未硬化複合材シート１３０の外周部分１３２Ａを部分的に硬化する前記ステップは、前記未硬化複合材シート１３０と前記金属ピンマット１１０との分離後の前記孔の形状を維持するため、外周部分１３２Ａを十分に硬化することを含む、例９に記載の方法５００。
例１１． 前記未硬化複合材シート１３０の前記外周部分１３２Ａの間の前記未硬化複合材シート１３０の残存部分１３２Ｂは、前記未硬化複合材シート１３０と前記金属ピンマット１１０との前記分離後、前記未硬化複合材シート１３０の全体的な可撓性を維持するため、十分に未硬化なままである、例１０に記載の方法５００。
例１２． 前記未硬化複合材シート１３０の全体的な可撓性を維持するため、十分に未硬化なままである前記未硬化複合材シート１３０の残存部分１３２Ｂから、前記金属ピンマット１１０の熱を分離することをさらに含む、例１１に記載の方法５００。
例１３． 結果として得られる複合材シートの全体形状を整えるため、前記未硬化複合材シート１３０の前記外周部分１３２Ａの間の前記未硬化複合材シート１３０の残存部分１３２Ｂを十分に硬化することをさらに含む、例１０から１２のいずれか一例に記載の方法５００。
例１４． 未硬化複合材シート１３０内に孔を形成するためのシステム１００であって、
前記未硬化複合材シート１３０を穿孔するための複数のピン１１２を備える金属ピンマット１１０と、
前記金属ピンマット１１０に前記未硬化複合材シート１３０を押圧するための圧力アプリケータ１６０と、
前記複数のピン１１２を抵抗加熱するため、前記金属ピンマット１１０に連結された電気エネルギー源１５０と、
を備えるシステム１００。
例１５． 前記金属ピンマット１１０の全体形状は起伏がある、例１４に記載のシステム１００。
例１６． 前記複数のピン１１２は、ベース部分１１３から細くなった端部１１４までテーパー処理されている、例１４又は１５に記載のシステム１００。
例１７． 前記ベース部分１１３は、一定の直径部分１１５を含む、例１６に記載のシステム１００。
例１８． 前記圧力アプリケータ１６０は、前記金属ピンマット１１０に前記未硬化複合材シート１３０を押圧するように構成された圧力ローラーを含む、例１４から１７のいずれか一例に記載のシステム１００。
例１９． 前記金属ピンマット１１０と前記圧力アプリケータ１６０との間に配置された圧力バッカー１４０をさらに備え、前記圧力バッカー１４０は、金属ピンマット１１０に向かい合った前記未硬化複合材シート１３０の表面を支持するように構成されている、例１４から１８のいずれか一例に記載のシステム１００。
例２０． 前記圧力バッカー１４０は、ラバー及び高密度の発泡体のうちの少なくとも１つから形成されている、例１９に記載のシステム１００。
例２１． 隣接する前記複数のピン１１２の間の前記金属ピンマット１１０上に断熱材１２０をさらに備え、前記断熱材１２０は、未硬化複合材シート１３０の一部から前記金属ピンマット１１０の熱を分離するように構成されている、例１４から２０のいずれか一例に記載のシステム１００。
例２２． コア材料と穿孔済み複合材シート１３０を備える複合材構造体を形成するための方法６００であって、
金属ピンマット１１０の複数のピン１１２で未硬化複合材シート１３０を穿孔して、未硬化の穿孔済み複合材シート１３０ｄを生み出すことと、
前記複数のピン１１２の各々を取り囲む前記未硬化の穿孔済み複合材シート１３０ｄの少なくとも外周部分１３２Ａを部分的に硬化して、部分的に硬化した穿孔済み複合材シートを生み出すことと、
前記部分的に硬化した穿孔済み複合材シートと前記金属ピンマット１１０とを分離することと、
前記部分的に硬化した穿孔済み複合材シートと前記コア材料とを結合することとを含む、方法６００。
例２３． 前記部分的に硬化した穿孔済み複合材シートと前記コア材料とを結合する前記ステップは、前記部分的に硬化した穿孔済み複合材シートと前記コア材料とを共硬化することを含む、例２２に記載の方法６００。

【0109】

［０１２１］ 穿孔済み複合材構造体を形成するための開示された方法及びシステムの様々な実施形態が示されているが、当業者は、本明細書を読むことで、修正例を想起しうる。本願は、このような修正例を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】