図1から図11は、本発明による複合構造800、複合構造製造アセンブリ20、及び/又はその構成部品の説明用の例(ただし、これらで全てではない)を示している。図1から図11の各々において、類似又は少なくとも実質的に類似の目的を果たす構成要素には、類似の番号が付されており、これらの構成要素を図1から図11の各々に関連して本明細書において詳しく論じることは、省略されるかもしれない。同様に、必ずしも全ての構成要素に図1から図11の各々において参照番号が付されるのではないが、構成要素に組み合わせられた参照番号を、依然として本明細書において一貫して利用することができる。一般に、所与の実施形態に含まれる可能性が高い構成要素が、実線で示される一方で、所与の実施形態にとって任意選択的である構成要素は、破線で示されている。しかしながら、実線で示されている構成要素が、全ての実施形態にとって必須というわけではなく、実線で示されている構成要素を、本発明の技術的範囲から離れることなく、特定の実施形態から省略することができる。
図1は、本発明によるシステム及び方法を使用して形成することができる複合構造800を備える航空機700の説明用の例(ただし、これで全てではない)であり、図2は、航空機700の一部を形成することができ、複合構造800を備えている胴体の胴730の説明用の例(ただし、これで全てではない)である。航空機700及び/又は航空機700の複合構造800は複数の外皮部分790を備えることができ、当該複数の外皮部分790は、航空機700の任意の適切な部分の外面を形成でき、航空機700の任意の適切な部分の外面を覆うことができ、且つ/又は、航空機700の任意の適切な部分の外面となることができる。図2に最も明瞭に示されるとおり、航空機700は、複数のフレーム780と協働して外皮部分790の内面792を支持することができる複数の縦材770を更に備えることができる。複数のフィラー760は、フレーム780と内面792との間に延びることができ、複合構造800の一部分を形成することができる。
航空機700の任意の適切な部分を複合構造800から形成でき、且つ/又は、航空機700の任意の適切な部分が複合構造800とされてよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。説明用の例(ただし、これらに限られない)として、複合構造800は、航空機700の機体710、胴体720、胴体の胴730、翼740、及び/又はスタビライザ750を形成でき、或いはその一部分を形成することができる。
図3から図7は、複合構造製造アセンブリ20の一部において利用することができ、且つ/又は、複合構造製造アセンブリ20の一部を形成することができる本発明による真空圧縮装置100の説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)の概略の断面図を示している。図3から図7の真空圧縮装置100は、第1の面114と、反対側の第2の面118とを備えるバリア構造110を備える。真空圧縮装置100は、真空分配マニホールド140を更に備える。真空分配マニホールド140は、バリア構造110内に画定されることができる複数の排気路122を介してバリア構造110の第1の面114に連通しており、複数の排気路122に真空を選択的に適用するように構成されている。真空圧縮装置100は、バリア構造110と支持面200との間に位置することができ、バリア構造110の第1の面114に位置することができ、且つ/又は、バリア構造110の第1の面114に作用可能に取り付けられてよいシール構造170を更に備えることができる。シール構造170は、バリア構造110と支持面200との間で圧縮されたときに、バリア構造110と支持面200との間に流体のシールを形成するように構成されている。
図5及び図6に示されるように、真空圧縮装置100及び支持面200は、真空圧縮装置100が支持面200に配置されたときに囲まれた空間250を協働して定めることができる。これらの状況下で、真空分配マニホールド140は、囲まれた空間250に排気路122を介して連通し、囲まれた空間250の圧力を下げるために、囲まれた空間250に真空を選択的に適用するように構成される。
図3から図7に破線で示されているように、バリア構造110は複数の保持路126を更に定めることができ、当該複数の保持路126は、第2の真空分配マニホールド144(本明細書において、保持マニホールド144と称されることもある)と真空圧縮装置100の第1の面114との間に連通をもたらす。更に、複合構造製造アセンブリ20は、一点鎖線で示されているように真空分配マニホールド140によって排気路122に適用できる真空152を生成し、且つ/又は、第2の真空分配マニホールド144によって保持路126に適用できる真空152を生成するように構成された真空源150を備えることができ、且つ/又は、そのような真空源150に連通することができる。バリア構造110が排気路122及び保持路126の両方を定める場合、真空分配マニホールド140を、本明細書において、第1の真空分配マニホールド140及び/又は排気マニホールド140と称することもできる。
更に破線で示されているように、真空圧縮装置100は、真空圧縮装置100が支持面200に配置されるときに真空圧縮装置100を支持面200に対して整列させ、位置決めし(index)、且つ/又は、他の方法で位置させるように構成された1つ以上のインデキシング構造(indexing structure)180を更に備えることができる。同様に、支持面200は、真空圧縮装置100が支持面200上の正しい位置に置かれたときに、インデキシング構造180と結合し、インデキシング構造180を受け入れ、且つ/又はインデキシング構造180によって受け入れられるように構成された、複数の相手方インデキシング構造210を備えることができる。
図3に示され、図11の方法400に関連して本明細書において更に詳しく述べられるように、複合材料の装てん物(charge)810は、真空圧縮装置100と支持面200との間に配置されることができる。これは、参照符号814に示されるように支持面200上に装てん物810を配置するステップ、及び/又は、参照符号818に示されるようにバリア構造110の第1の面114に装てん物810を配置するステップを含むことができ、配置するステップが、真空圧縮装置100と支持面200との間に複合材料の1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、10個、又はそれ以上の装てん物など、複合材料の任意の適切な数の装てん物810を配置することを含んでよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。
装てん物810が支持面200上に配置される場合、整列治具214は、装てん物810を支持面200上に正確に配置するために、且つ/又は、インデキシング構造210などの任意の適切な構造物及び/又はその形状に対して正確に配置するために、利用されることができる。更に、接着剤820は、支持面と複合材料の装てん物810との間に配置されることができる。これは、装てん物810を支持面200上に配置する前に接着剤820を支持面200上に配置するステップ、及び/又は、装てん物810を支持面200上に配置する前に接着剤820を装てん物810上に配置するステップを含むことができる。
装てん物810がバリア構造110の第1の面114に配置される場合、装てん物810を第1の面114上に保持するために、真空は保持路126に適用されることができる。図3の真空圧縮装置100の概略の底面図である図4に示されるように、保持路126は、装てん物810が保持路126の上方に配置されるように、且つ/又は装てん物810が保持路126を覆うように、配置されることができる。このようにして、真空が保持路126に加えられるとき、この真空は、第1の面114と装てん物810との間の領域において局所的に圧力を低下させ、複合材料の装てん物810をバリア構造110の第1の面114に保持することができる。
装てん物810を真空圧縮装置100と支持面200との間に配置した後で、図5に示されるように、真空圧縮装置100は、囲まれた空間250を定めるように支持面200上に配置されることができる。これは、例えばインデキシング構造180及び210を使用することによって、真空圧縮装置100を支持面200と整列するステップを含むことができる。
配置を任意の適切な方法で達成できることは、本発明の技術的範囲に包含される。説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、配置は、手作業による真空圧縮装置100の配置及び/又は真空圧縮装置100の自動的な配置を含むことができる。真空圧縮装置100が支持面200上に自動的に配置される場合、組立ロボット194などの自動配置構造190は、真空圧縮装置100を支持面200上に配置するように、且つ/又は、装てん物810を支持面200の所望の領域に位置させるように、プログラムされることができる。自動配置構造190は、本明細書において更に詳しく説明される方法400のいずれかを使用して支持面200上で複合材料の任意の適切な数の装てん物810を圧縮するようにプログラムされることができる。
真空圧縮装置100が支持面200上に配置された後で、図6に示されるように、囲まれた空間250の圧力を下げることができる。これは、例えば真空分配マニホールド140及び/又は排気路122を介して、囲まれた空間250に真空源150から真空を選択的に加えるステップを含むことができる。囲まれた空間250の圧力の低下は、真空圧縮装置100をまたぐ圧力差を生み出し、真空圧縮装置100に作用できる、且つ/又は、真空圧縮装置100に加えられてよい、大気圧による力Fを生じさせることができる。
大気圧による力が真空圧縮装置100に加えられることで、真空圧縮装置100は、例えば図3から図5及び図7に示されている変形前の構成104から、例えば図6及び図8から図10に示されている変形後の構成108に移行することができ、結果として、真空圧縮装置100及び/又は真空圧縮装置100のバリア構造110が、真空圧縮装置100と支持面200との間で装てん物810を圧縮し、複合材料の圧縮された装てん物812を生み出す。この圧縮は、例えば装てん物810の厚さを減少させるように、装てん物810から空気を取り除くように、装てん物810からすき間を取り除くように、装てん物810を含むことができる複合材料の複数のプライ(plies)の間の層間付着を増加させるように、且つ/又は、装てん物810と支持面200との間の付着を増加させるように、装てん物810の支持面200に対する圧縮及び/又は支持面200上での圧縮のための原動力として機能することができる。
支持面200上での装てん物810の圧縮に続き、囲まれた空間250の圧力を高めることができる。これは、真空源150から囲まれた空間250への真空152の印加を停止させるステップ、及び/又は例えばブリードバルブ160を介して囲まれた空間250へとブリードガスの流れ162(一点鎖線で示されているとおり)を選択的にもたらすステップを含むことができる。囲まれた空間250の圧力を高めることで、大気圧による力Fを減少させ、且つ/又は、皆無にすることができ、真空圧縮装置100を図7に示されているように変形前の構成104に戻すことができる。次いで、やはり図7に示されるとおり、真空圧縮装置100を支持面200から分離させることができる。しかしながら、圧縮された装てん物812は、支持面200上に留まることができる。
このプロセスは、支持面200上で複合材料の任意の適切な数の装てん物810を圧縮することによって複合構造800の少なくとも一部分を形成するために、任意の適切な回数だけ繰り返されることができる。更に、自動配置構造190は、真空源150の動作を制御するようにプログラムされてよく、ブリードバルブ160の動作を制御することができ、真空源150から真空分配マニホールド140及び/又は144への真空の適用を制御することができ、且つ/又は、ブリード流162の流れを制御することができる制御システム198の一部を含むことができ、そのような制御システム198の一部と連絡でき、且つ/又は、そのような制御システム198の一部を形成することができる。これは、本明細書において説明される方法400のいずれかを用いた制御を含むことができる。
真空圧縮装置100が再使用可能な真空圧縮装置100であってよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。したがって、真空圧縮装置100は、支持面200上で複合材料の複数の装てん物810を圧縮すべく再使用される(或いは、複数回利用される)ように構成、設定、設計、選択、及び/又は構築されることができる。これに加え、或いはこれに代えて、真空圧縮装置100(任意の真空圧縮装置又は真空圧縮装置の任意の適切な構成要素)は、真空圧縮装置100の損傷を生じることなく複数回にわたって変形前の構成104と変形後の構成108との間を移行し、かつ/又は真空圧縮装置100に損傷を生じることなく支持面200上で複合材料の複数の装てん物810を圧縮するように、構成、設定、設計、選択、及び/又は構築されることもできる。
支持面200上で複合材料の目標又は所望の数の装てん物810を圧縮した後で、複合材料の装てん物810から形成され、且つ/又は、複合材料の装てん物810を含む複合構造800は、複合構造800の完成前に更なる処理を受けることができる。説明用の例(ただし、これに限られない)として、複合構造800を硬化させることができる。別の説明用の例(ただし、これに限られない)として、支持面200の少なくとも一部分を形成でき、且つ/又は、複数の装てん物810の少なくとも一部を支持することができるレイアップマンドレル(layup mandrel)202は、複合構造800から取り除くことができ、更には/或いは複合構造800から分離させることができる。
より全体的に図3から図7に戻ると、バリア構造110は、排気路122、保持路126、第1の面114、及び/又は第2の面118を定めるように構成されることができる。更に、バリア構造110は、囲まれた空間250と真空圧縮装置100を囲む周囲の環境との間の流体の流れに対して、少なくとも部分的な障壁として機能することができ、且つ/又は少なくとも部分的な障壁となることができる。
バリア構造110は、任意の適切な形状、形態、輪郭、及び/又は外形を含むことができ、且つ/又は、定めることができる。説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、バリア構造110は、少なくとも変形前の構成104において、例えば第1の面114及び/又は第2の面118によって定められてよい平面的又は少なくとも実質的に平面的な形態、形状、輪郭、及び/又は外形を定めることができる。
更なる説明用の例(ただし、これに限られない)として、図11を参照して本明細書において更に詳しく述べられるとおり、バリア構造110を、第1の平面的な壁130と、第2の平面的な壁132と、第1の平面的な壁130と第2の平面的な壁132との間を延びて複数の細長いチャネル136を定めている複数の細長いウェブ134とによって定めることができる。バリア構造110が細長いチャネル136を定める場合、細長いチャネルの少なくとも一部分を、排気路122及び/又は保持路126に連通させることができる。これに加え、或いはこれに代えて、細長いチャネル136の一部分が、真空分配マニホールド140及び/又は第2の真空分配マニホールド144の一部を形成してもよい。
これに加え、又はこれに代えて、バリア構造110は、任意の適切な材料を含むこともでき、且つ/又は、任意の適切な材料から形成されてよい。説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、バリア構造110は、可撓性材料及び/又は弾性材料を含むことができ、且つ/又は可撓性材料及び/又は弾性材料から形成されてよい。更なる説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、バリア構造110は、真空圧縮装置100が支持面200上に配置されたときに装てん物810及び/又は支持面200の視覚による検査が可能であるように、光学的に透過性の材料、半透過性の材料、及び/又は半透明な材料を含むことができ、且つ/又は、そのような材料から形成されてよい。更なる説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、バリア構造110は、ポリマー材料及び/又はポリカーボネート材料から形成することができ、且つ/又は、バリア構造110は、ポリマー材料及び/又はポリカーボネート材料を含んでもよい。
更に、図3から図7に破線で示されているように、バリア構造110の第1の面114は、剥離面116を含むことができ、且つ/又は、バリア構造110の第1の面114は、剥離面116によって定められることができる。剥離面116は、装てん物810とバリア構造110との間の接着又は接着の可能性、装てん物810とバリア構造110との間の化学反応、並びに/或いは装てん物810のバリア構造110による汚染を減らすように構成及び/又は選択されることができる。剥離面116がバリア構造110と同じ材料又はバリア構造110と異なる材料を含む任意の適切な材料から製造できることは、本発明の技術的範囲に包含される。剥離面116を構成することができる材料の説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)の例として、フッ素重合体などの化学的に不活性な材料が挙げられる。
真空分配マニホールド140及び/又は第2の真空分配マニホールド144(本明細書において、真空分配マニホールド140及び144と称されることもある)は、排気路122及び/又は保持路126と真空源150との間の連通を選択的にもたらすように構成された任意の適切な構造を含むことができ、且つ/又は、そのような構造であってよい。図3及び図5から図7に示され、本明細書において述べられるとおり、真空分配マニホールド140及び/又は144の少なくとも一部がバリア構造110によって定められてよいこと、及び/又はバリア構造110内にあってよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、細長いチャネル136が、真空分配マニホールド140及び/又は144の一部を定めることができる。しかしながら、マニホールド140及び144をバリア構造110から隔てている破線によって示されているように、真空分配マニホールド140及び/又は144の少なくとも一部がバリア構造110から隔てられてよく、且つ/又はバリア構造110とは別であってよいことも、本発明の技術的範囲に包含される。
更に、真空分配マニホールド140及び/又は144は、任意の適切な更なる構造を備えることができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空分配マニホールド140及び/又は144のうちの少なくとも1つは、真空分配マニホールド140及び/又は144並びに/或いは囲まれた空間250の圧力を検出するように構成された圧力検出器146を備えることができる。別の説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空分配マニホールド140及び/又は144のうちの少なくとも1つは、真空源150からの真空を真空分配マニホールド140及び/又は144、排気路122、保持路126、並びに/或いは囲まれた空間250に選択的に加えるように構成されてよいバルブなどの真空制御構造148を備えることができる。真空分配マニホールド140及び/又は144が真空制御構造148を備える場合、真空制御構造148を任意の適切な方法で作動させることができることは、本発明の技術的範囲に包含される。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空制御構造148は、手動で作動させることができる。別の説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空制御構造148は、例えば制御システム198を介し、且つ/又は本明細書において述べられる方法400を使用して、自動的に作動させることができる。
シール構造170は、真空圧縮装置100が支持面200上に配置されたときにバリア構造110と支持面200との間に流体の封止を形成することができる任意の適切な構造を備えることができる。説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、シール構造170は、弾性材料、ポリマー材料、ラテックス、及び/又はウレタンを説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として挙げることができる任意の適切な材料から形成されてよい圧縮シール、弾性シール、及び/又は管状弾性シールを含むことができ、且つ/又は、そのようなシールであってよい。これは、支持面200に接着することがなく、支持面200と化学的に反応することがなく、且つ/又は、支持面200に汚染物質を移動させることがない材料を含むことができる。
更に、シール構造170は、真空圧縮装置100において流体の封止の形成を可能にすることができる任意の適切な方法で配置及び/又は構成することができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、シール構造170は、バリア構造110と支持面200との間に配置することができる。別の説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、シール構造170は、バリア構造110の第1の面114に配置される、且つ/又は作用可能に取り付けられることができる。
シール構造170が、バリア構造110と支持面200との間に流体の封止を形成するときに可逆に圧縮するように、且つ/又は変形するように構成されることができることは、本発明の技術的範囲に包含される。したがって、シール構造170は、真空圧縮装置100が(図5に示されているような)変形前の構成104にあるとき、変形前の厚さ172を備えることができ、且つ/又は、定めることができ、真空圧縮装置100が(図6に示されているような)変形後の構成108にあるとき、変形後の厚さ174を備えることができ、且つ/又は定めることができる。図5及び図6に更に示されているように、変形後の厚さ174は、変形前の厚さ172よりも小さくてよい。バリア構造110と支持面200との間で圧縮されたときのシール構造170のこの変形(囲まれた空間250の圧力が下げられた場合など)は、バリア構造110と支持面200との間の流体の封止を改善、提供、及び/又は形成可能にすることができる。
図5及び図6に示されるとおり、囲まれた空間250は、支持面200とバリア構造110の第1の面114とによって境界付けられることができ、且つ/又は定められることができる。更に、やはり図示されているように、シール構造170は、囲まれた空間250の外縁を境界付ける、定める、且つ/又は形成することができる。これは、図4に示されるように、囲まれた空間250を連続的な長さのシール構造170によって囲むことによって達成できる。
支持面200は、複合材料の装てん物810を受け取ることができる、且つ/又は囲まれた空間250の少なくとも一部を定めることができる任意の適切な表面を含むことができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、支持面200は、装てん物810から形成できる複合構造800の形状、外形、及び/又は輪郭を定めるように構成されたインナーモールドライン(inner mold line)レイアップマンドレル及び/又はアウターモールドライン(outer mold line)レイアップマンドレルなどのレイアップマンドレル202を含むことができる。したがって、シール構造170は、レイアップマンドレル202とバリア構造110との間に流体の封止を形成するように構成されることができる。
別の説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、複合構造800の形成は、複合材料の所与の装てん物810の圧縮に先立って、レイアップマンドレル202上で複合材料の複数の装てん物810を圧縮して、複合材料の複数の圧縮された装てん物812(本明細書において、先に圧縮された装てん物812と称されることもある)を生成するステップを含むことができる。複合材料の所与の装てん物810が、複数の先に圧縮された装てん物812から離れた箇所において圧縮できることは、本発明の技術的範囲に包含される。そのような状況下では、複合材料の所与の装てん物810のための支持面200が、レイアップマンドレル202であってよく、所与の装てん物が、レイアップマンドレル202に圧縮されてよく、且つ/又は、シール構造170が、レイアップマンドレル202とバリア構造110との間に流体の封止を形成することができる。
これに加え、或いはこれに代えて、複合材料の所与の装てん物810が、複数の先に圧縮された装てん物812のうちの少なくとも1つに近接及び/又は隣接し、且つ/又は複数の先に圧縮された装てん物812のうちの少なくとも1つを含む箇所において圧縮できることも、本発明の技術的範囲に包含される。これは、所与の装てん物810が、複数の先に圧縮された装てん物812のうちの少なくとも1つに隣接し、当接し、且つ/又は重なるように構成される場合に生じうる。そのような状況下では、支持面200が、1つ以上の先に圧縮された装てん物812を更に含むことができ、且つ/又は、1つ以上の先に圧縮された装てん物812であってよく、所与の装てん物810の少なくとも一部分は、1つ以上の先に圧縮された装てん物812に圧縮することができ、且つ/又は、シール構造170は、複合材料の先に圧縮された装てん物812とバリア構造110との間に流体の封止を形成するように構成されることができる。
上述のように、複合材料の装てん物810は、複合構造800の少なくとも一部分を形成するために、支持面200上で圧縮されることができる。本発明による複合構造800の説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、任意の適切な航空機700、航空機700の一部分、機体710、胴体720、胴体の胴730、翼740、及び/又はスタビライザ750が挙げられる。装てん物810の説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、複合構造800の一部分を形成することができる任意の適切なフィラー760、縦材770、及び/又は外皮部分790が挙げられる。
複合材料の装てん物810は、本明細書において、複合材料のマス810、複合材料のボリューム810、及び/又は複合材料のパッチ810と称されることもあり、任意の適切な構造を備えることができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、装てん物810は、複合材料の少なくとも1つのプライ(ply)を含むことができる。別の説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、装てん物810は、複合材料の少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも15、又は少なくとも20の積み重ねのプライを含むことができる。更に別の説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、装てん物810は、複合材料の80未満、70未満、60未満、50未満、45未満、40未満、35未満、30未満、25未満、20未満、15未満、又は10未満の積み重ねのプライを含むことができる。
装てん物810を、任意の適切な複合材料から形成することができ、更には/或いは装てん物810は、任意の適切な複合材料を含むことができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、装てん物810は、あらかじめ含浸させた複合材料を含むことができる。別の説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、装てん物810は、複数の繊維及び/又は樹脂材料を含むことができる。繊維の説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、炭素繊維、ポリマー繊維、金属繊維、及び/又はガラス繊維が挙げられる。樹脂材料の説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、エポキシ、接着剤、及び/又はポリマー樹脂が挙げられる。更なる説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、装てん物810は、金属プライ、金属膜、金属層、及び/又は上記の材料の任意の適切な組み合わせを含むことができる。
上述したように、真空圧縮装置100は、少なくとも変形前の構成104及び変形後の構成108を定める。やはり上述したように、シール構造170は、真空圧縮装置100が変形前の構成104から変形後の構成108に移行するときに、変形前の厚さ172から変形後の厚さ174に移行することができる。これに加え、又はこれに代えて、バリア構造110の形状、輪郭、及び/又は外形が真空圧縮装置100の構成に応じて変化してもよいことも、本発明の技術的範囲に包含される。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空圧縮装置100が変形前の構成104であるときに、バリア構造110は、平面的又は少なくとも実質的に平面的な形状、輪郭、及び/又は外形を備え、且つ/又は定めることができる。別の説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空圧縮装置100が変形後の構成108であるときに、バリア構造110の形状、輪郭、及び/又は外形(バリア構造110の第1の面114及び/又は第2の面116の形状、輪郭、及び/又は外形など)は、支持面200の形状、輪郭、及び/又は外形に一致又は少なくとも部分的に一致することができる。これが、平面的でない支持面200上で複合材料の装てん物810を圧縮する本発明による真空圧縮装置100の概略の断面図を示している図8から図10に示されている。
図8に示されるように、支持面200は、凸状の支持面を含むことができ、凸状の支持面であってよく、且つ/又は凸状の形状、輪郭、及び/又は外形を定めることができる。これらの状況において、真空圧縮装置100が支持面200上に配置されて変形後の構成108にあるとき、バリア構造110も、凸状の形状、輪郭、及び/又は外形を定めることができる。
これに加え、又はこれに代えて、図9に示されるように、支持面200は、凹状の支持面を含むことができ、凹状の支持面であってよく、且つ/又は、凹状の形状、輪郭、及び/又は外形を定めることができる。これらの状況において、真空圧縮装置100が支持面200上に配置されて変形後の構成108にあるとき、バリア構造110も、凸状の形状、輪郭、及び/又は外形を定めることができる。
図10に示されるように、支持面200は、不連続かつ/又は段差のある形状、輪郭、及び/又は外形を含み、且つ/又は、定めることもができる。図10においては、支持面200は、レイアップマンドレル202及び複合材料の先に圧縮された装てん物812によって定められている。更に、囲まれた空間250が排気され、真空圧縮装置100が変形後の構成108にある。図10において、シール構造170は、参照符号176で示されるようにレイアップマンドレル202とバリア構造110との間の流体の封止の一部を形成するとともに、参照符号178で示されるように先に圧縮された装てん物812とバリア構造110との間の流体の封止の一部を形成している。図示のとおり、バリア構造110は、囲まれた空間250への真空の適用に起因して、平面的な形状、輪郭、及び/又は外形から変形されている。しかしながら、上述したように、バリア構造110は、囲まれた空間250に圧力が加えられ、且つ/又は、囲まれた空間250から真空が取り除かれると、平面的な外形に戻ることができる。
図11は、本発明によるバリア構造110の或る程度詳しいが依然として説明用である例(ただし、これらに限られるわけではない)を示している。図11のバリア構造110が、本明細書に開示の真空圧縮装置100の任意のいずれかにおいて利用されてよく、且つ/又は、図3から図12の任意のいずれかに関連して本明細書に開示されるバリア構造110の任意のいずれかの一部分を形成でき、且つ/又は、図3から図12の任意のいずれかに関連して本明細書に開示されるバリア構造110の任意のいずれかであってよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。
図11のバリア構造110は、第1の平面的な壁130と、第2の対向する平面的な壁132と、第1の平面的な壁130と第2の平面的な壁132との間に延びる複数の細長いウェブ134と、を備える。そのようなバリア構造110は、本明細書において、パネル112及び/又は二重壁パネル112と称されることもある。平面的な壁130及び132は、複数の細長いウェブ134と協働して、バリア構造110内を延びる複数の細長いチャネル136を定めている。チャネル136は、第1の平面的な壁130及び/又は第2の平面的な壁132に平行な長手軸に沿って延びてよく、バリア構造110の縁138から延びてよく、バリア構造110の第1の縁からバリア構造110の第2の縁まで延びてよく、且つ/又は、バリア構造110の2つの反対の縁の間に延びてよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。
第1の平面的な壁130は、バリア構造110の第1の面114を定めることができ、第2の平面的な壁132は、バリア構造110の第2の面118を定めることができる。加えて、第1の平面的な壁130は、図示のとおり、排気路122及び/又は保持路126の少なくとも一部分を定めることもできる。排気路122は、本明細書において排気チャネル124と称されることもあり、真空分配マニホールド140の一部を形成することができる1つ以上の選択された細長いチャネル136に連通させることができる。したがって、図11において125の破線の矢印によって示されるとおり、真空源150は、選択的に排気チャネル124を排気する(或いは、排気チャネル124に真空をもたらす)ことができる。図11のバリア構造110が真空圧縮装置100の一部分を形成しており、支持面200上に配置されているとき、この真空は、本明細書に記載のように囲まれた空間250の圧力を下げるために利用されることができる。
同様に、保持路126は、本明細書において保持チャネル128と称されることもあり、第2の真空分配マニホールド144の一部を形成することができる1つ以上の選択された細長いチャネル136に連通させることができる。したがって、図11において129の破線の矢印によって示されるとおり、真空源150は、選択的に保持チャネル128を排気する(或いは、保持チャネル128に真空をもたらす)ことができる。複合材料の装てん物810がバリア構造110の第1の表面114に位置するとき、この真空は、本明細書に記載のように複合材料の装てん物810をバリア構造110の第1の表面114に保持するために利用されることができる。
図12は、支持面上で複合材料の装てん物を圧縮する本発明による方法400を示すフロー図である。図12において、いくつかのステップは、そのようなステップが任意的であってよいことを示し、又は、本発明による方法の任意選択による変種に相当できることを示す破線の四角囲みで示されている。しかしながら、本発明による全ての方法が実線の四角囲みにて示されたステップを含む必要はない。更に、図12に示されている方法及びステップは、本発明を限定するものではなく、本明細書における検討から理解されるとおり、例示の数よりも多数又は少数のステップを有する方法など、他の方法及びステップも、本発明の技術的範囲に包含される。
これを念頭に、方法400は、真空圧縮装置と支持面との間に複合材料の装てん物を配置するステップ410を含むことができ、囲まれた空間を定めるように真空圧縮装置を支持面上に配置するステップ420と、囲まれた空間の圧力を下げるステップ430とを含むことができる。更に、当該方法400は、支持面上で複合材料の装てん物を圧縮するステップ440と、囲まれた空間の圧力を高めるステップ450とを含み、本方法を繰り返すステップ460を含むことができる。
複合材料の装てん物を真空圧縮装置と支持面との間に配置するステップ410は、配置するステップ420よりも前に複合材料の装てん物を配置するステップを含むことができる。配置するステップ410が、複合材料のただ1つの装てん物又は複合材料の複数の装てん物を配置するステップを含んでよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。配置するステップ410が、複合材料の複数の装てん物を配置するステップを含む場合、配置するステップ420が、囲まれた空間に複合材料の複数の装てん物が収容されるように真空圧縮装置を配置するステップを含むことができ、圧縮するステップ440が、複合材料の複数の装てん物を同時に圧縮するステップを含むことができることは、本発明の技術的範囲に包含される。
配置するステップ410が、複合材料の装てん物を支持面上に配置するステップを更に含んでもよいことが、本発明の技術的範囲に包含される。これは、例えば任意の適切なレーザ投影システム及び/又は整列治具を使用することによって複合材料の装てん物を支持面に整列させるステップを含むことができる。これに加え、これに代えて、配置するステップ410は、支持面上に複合材料の装てん物を形成するステップを含むこともできる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、形成するステップは、複合材料の装てん物を形成するために支持面上に複合材料の複数のプライを重ね置くステップを含むことができる。支持面上に配置するステップ及び/又は支持面上に形成するステップは、例えば接着剤を使用することによって、配置及び/又は形成後に複合材料の装てん物を支持面上に保持するステップを更に含むことができる。
配置するステップ410が、複合材料の装てん物を真空圧縮装置上に配置するステップを含んでもよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空圧縮装置はバリア構造を備えることができ、配置するステップは、複合材料の装てん物をバリア構造上に整列させるステップを含むことができる。これに加え、又はこれに代えて、配置するステップ410は、真空圧縮装置上に複合材料の装てん物を形成するステップを含むこともできる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、形成するステップは、複合材料の装てん物を形成するためにバリア構造上に複合材料の複数のプライを重ね置くステップを含むことができる。真空圧縮装置上に配置するステップ及び/又は真空圧縮装置上に形成するステップは、配置及び/又は形成後に複合材料の装てん物を真空圧縮装置上に保持するステップを更に含むことができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、保持するステップは、本明細書において述べられるように、バリア構造によって定められる複数の保持路に真空を適用するステップを含むことができる。
囲まれた空間を定めるように真空圧縮装置を支持面上に配置するステップ420は、複合材料の装てん物を含み、且つ/又は、収容する囲まれた空間を定めるステップを含むことができる。配置するステップ420が、真空圧縮装置を支持面に整列させるステップ422を更に含んでもよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。これは、囲まれた空間が支持面の所望の部分によって定められるように、かつ/又は複合材料の装てん物が支持面上の所望の箇所で圧縮されるように、真空圧縮装置を整列させ、位置決めし、設置し、且つ/又は他の方法で配置するステップを含むことができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空圧縮装置はインデキシング構造を含み、且つ/又は定めることができ、支持面は相手方インデキシング構造を含み、且つ/又は定めることができる。これらの状況において、整列させるステップ422は、整列を実現するためにインデキシング構造を相手方インデキシング構造に整列させるステップ並びに/或いはインデキシング構造及び相手方インデキシング構造の一方をインデキシング構造及び相手方インデキシング構造の他方に受け入れるステップを含むことができる。
これに加え、又はこれに代えて、真空圧縮装置は、真空圧縮装置又は真空圧縮装置のバリア構造と支持面との間に流体の封止を形成するように構成されたシール構造を更に備えることができる。これらの状況下で、配置するステップ420は、シール構造を支持面に接触させるステップ424を更に含むことができる。説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、前述のように、支持面は、レイアップマンドレル及び/又は複合材料の先に圧縮された装てん物を含むことができ、且つ/又はレイアップマンドレル及び/又は複合材料の先に圧縮された装てん物であってよく、接触させるステップは、レイアップマンドレル及び/又は複合材料の先に圧縮された装てん物をシール構造に接触させるステップを含むことができる。これに加え、又はこれに代えて、支持面は、レイアップマンドレル及び複合材料の先に圧縮された装てん物の両方によって定められる段差のある輪郭を定めてもよく、接触させるステップ424は、シール構造の第1の部分をレイアップマンドレルに接触させ、シール構造の第2の部分を複合材料の先に圧縮された装てん物に接触させるステップを含むことができる。
囲まれた空間の圧力を下げるステップ430は、配置するステップ420の後で圧力を下げるステップ、及び/又は真空圧縮装置を変形前の構成から変形前の構成とは異なる変形後の構成に移行させるように圧力を下げるステップを含むことができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、圧力を下げるステップは、囲まれた空間の圧力を下げ、且つ/又は囲まれた空間を少なくとも部分的に排気するために、例えば任意の適切な真空分配マニホールドを介し、且つ/又は任意の適切な真空源から、囲まれた空間に真空を適用するステップを含むことができる。
圧力を下げるステップ430が、バリア構造を支持面の形状、外形、又は輪郭に少なくとも部分的に一致させるステップ432を更に含んでもよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、真空圧縮装置が変形前の構成にあるときに、バリア構造は、平面的又は少なくとも実質的に平面的な形状、外形、又は輪郭を備え、且つ/又は定めることができる。しかしながら、真空圧縮装置が、例えば圧力を下げるステップ430の際に生じることができる変形後の構成にあるときに、バリア構造は、支持面の外形と同様であってよく、或いは支持面の外形に少なくとも部分的に依存することができる非平面的、凹状、及び/又は凸状の外形に変形することができる。
また、圧力を下げるステップ430が、シール構造を圧縮するステップ434を含んでもよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、上述したように、シール構造は、バリア構造と支持面との間に位置させることができ、且つ/又は支持面に面するバリア構造の第1の面に作用可能に取り付けることができる。そのような状況下では、圧縮するステップ434は、シール構造を圧縮前の構成から圧縮後の構成に移行させるステップを含むことができ、バリア構造の第1の面に対して垂直な方向のシール構造の厚さは、シール構造が圧縮前の構成にあるときにシール構造が圧縮後の構成にあるときよりも大きくてよい。
支持面上で複合材料の装てん物を圧縮するステップ440は、支持面上に複合材料の圧縮された装てん物を製造、生成、及び/又は形成するために、真空圧縮装置と支持面との間で複合材料の装てん物を圧縮及び/又は圧迫するステップを含むことができる。圧縮するステップ440は、圧力を下げるステップ430と少なくとも部分的に同時に行なわれてもよい。
圧縮するステップ440が、複合材料の装てん物の「バギング(bagging)」を伴うことなく複合材料の装てん物を圧縮するステップを含んでよいことは、本発明の技術的範囲に包含され、「バギング」の説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)は本明細書において説明される。これに加え、又はこれに代えて、圧縮するステップ440が、真空圧縮装置と支持面との間に接着的な結合を形成することなく複合材料の装てん物を圧縮するステップを含んでよいことも、本発明の技術的範囲に包含される。
囲まれた空間の圧力を高めるステップ450は、真空圧縮装置を変形後の構成から変形前の構成に移行させるため、且つ/又は真空圧縮装置を変形前の構成に戻すために圧力を高めるステップを含むことができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、圧力を高めるステップ450は、真空を囲まれた空間から除去及び/又は絶縁するステップ、並びに/或いは囲まれた空間の圧力を高めるために囲まれた空間にブリードガスの流れを供給するステップを含むことができる。更なる説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)として、圧力を高めるステップ450は、バリア構造を変形前の構成に戻すステップ452、及び/又はシール構造を圧縮前の構成に戻すステップ454を含むことができる。戻すステップ450は、圧力を下げるステップ430及び/又は圧縮するステップ440に続くことができる。
本方法を繰り返すステップ460は、任意の適切な基準にもとづいて方法400の任意の適切な部分を繰り返すステップを含むことができる。説明用の例(ただし、これに限られるわけではない)として、複合材料の装てん物は複合材料の第1の装てん物を含むことができ、且つ/又は複合材料の第1の装てん物であってよく、繰り返すステップ460は、支持面上で複合材料の次の装てん物又は複合材料の複数の装てん物を圧縮するために、少なくとも配置するステップ420、圧力を下げるステップ430、圧縮するステップ440、及び圧力を高めるステップ450を繰り返すステップを含むことができる。これは、説明用の例(ただし、それらに限られるわけではない)が本明細書において更に詳しく説明される複合構造について、完成又は少なくとも部分的に完成した複合構造を形成するために本方法を繰り返すステップを含むことができる。
繰り返すステップ460が、真空圧縮装置を変形前の構成から変形後の構成に移行させるステップ及びその後に真空圧縮装置を変形前の構成に戻すステップを複数回含んでもよい(すなわち、複合材料の複数の装てん物を圧縮するために真空圧縮装置を再使用する)ことは、本発明の技術的範囲に包含される。これに加え、又はこれに代えて、繰り返すステップ460が、真空圧縮装置に損傷を与えることなく、複合材料の複数の装てん物の複合材料のそれぞれの装てん物を「バギング」することなく、且つ/又は真空圧縮装置を支持面に付着させることなく繰り返すステップを含んでよいことは、本発明の技術的範囲に包含される。
次に図13及び図14を参照し、本発明の実施形態は、図13に示されるとおりの航空機の製造及び保守点検方法900並びに図14に示されるとおりの航空機700の文脈において説明することができる。製造の前段階において、典型的な方法900は、航空機700の仕様及び設計905並びに材料調達910を含むことができる。製造において、航空機700の構成要素及び部分組立品の製造915並びにシステム統合920が行なわれる。その後に、航空機700を、認証及び搬送925を経て就航930させることができる。顧客による就航中に、航空機700について、定期的な整備及び保守点検935(改良、設定変更、改修、などを含んでもよい)が計画される。
方法900の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び/又は運用者(例えば、顧客)によって実行又は実施されることができる。この説明の目的において、システムインテグレータは、これらに限られるわけではないが、任意の数の航空機メーカー及び主要なシステムの下請け業者を含むことができ、第三者は、これらに限られるわけではないが、任意の数の製造供給元、下請け業者、及びサプライヤを含むことができ、運用者は、航空会社、リース企業、軍、サービス組織(service organization)、などであってよい。
図14に示されるように、典型的な方法900によって製造される航空機700は、複数のシステム712及び内部714を有する機体710を備えることができる。高度なシステム712の例として、推進システム715、電気システム716、油圧システム717、及び環境システム718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も含まれてよい。航空宇宙の例が示されているが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用可能である。
本明細書において具現化される装置及び方法は、製造及び保守点検方法900の各段階のうちの任意の1つ以上において使用されることができる。例えば、構成要素及び部分組立品の製造プロセス915に対応する構成要素又は部分組立品は、航空機700が就航中であるときに製造される構成要素及び部分組立品と同様の方法で製作又は製造されることができる。また、1つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせは、例えば航空機700の組立てを大幅に促進し、或いは航空機700のコストを大幅に削減することによって、製造の段階915及び920において利用されることができる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせの1つ以上は、航空機700が就航中であるときに、例えばこれに限られるわけではないが整備及び保守点検935に利用されることができる。
本発明による進歩的な主題の説明用の例(ただし、これらに限られるわけではない)が、以下の列挙の段落において説明される。
A1。支持面上で複合材料の装てん物を圧縮するための真空圧縮装置であって、前記真空圧縮装置が前記支持面上に配置されて囲まれた空間を定めるように構成されており、前記真空圧縮装置は、
第1の面と反対側の第2の面とを備えるバリア構造と、
前記支持面と前記バリア構造との間で圧縮されたときに前記支持面と前記バリア構造との間に流体の封止を形成するように構成されたシール構造と、
前記囲まれた空間に連通している真空分配マニホールドであって、前記囲まれた空間に真空を選択的に適用するように構成された真空分配マニホールドと
を備える装置。
A2。前記バリア構造が、少なくとも実質的に平面的、及び任意選択的な平面的なバリア構造である段落A1の装置。
A3。前記バリア構造が、可撓性材料から形成されている段落A1又はA2の装置。
A4。前記バリア構造が、光学的に透過性の材料、光学的に半透過性の材料、及び光学的に半透明な材料のうちの少なくとも1つから形成されている段落A1からA3のいずれかの装置。
A5。前記バリア構造が、ポリマー材料及びポリカーボネートのうちの少なくとも1つから形成されている段落A1からA4のいずれかの装置。
A6。前記バリア構造は、前記バリア構造の前記第1の面を定める剥離面を更に備え、任意選択により、前記剥離面は、前記複合材料の装てん物に付着することがないように選択された材料、前記複合材料の装てん物と反応することがないように選択された材料、及びフッ素重合体のうちの少なくとも1つを含む段落A1からA5のいずれかの装置。
A7。前記バリア構造の前記第1の面が、前記囲まれた空間に連通した複数の保持路を更に定めている段落A1からA6のいずれかの装置。
A8。前記真空分配マニホールドは第1の真空分配マニホールドであり、前記真空が第1の真空であり、当該装置は、前記複数の保持路に連通する第2の真空分配マニホールドであって、前記複数の保持路に第2の真空を選択的に適用するように構成された第2の真空分配マニホールドを備えている段落A7の装置。
A9。前記真空圧縮装置は、前記複合材料の装てん物が前記第1の面に配置され、且つ前記第2の真空が前記複数の保持路に適用されたときに、前記複合材料の装てん物を前記第1の面に保持するように構成されている段落A8の装置。
A10。前記バリア構造は、第1の平面的な壁と、第2の平面的な壁と、前記第1の平面的な壁と前記第2の平面的な壁との間に延びる複数の細長いウェブとによって定められおり、任意選択により、前記バリア構造がパネルであり、更に任意選択により前記バリア構造が二重壁のパネルである段落A1からA9のいずれかの装置。
A11。前記第1の平面的な壁、前記第2の平面的な壁、及び前記複数の細長いウェブは、任意選択により前記バリア構造の縁から延びている複数の細長いチャネル、更に任意選択により前記バリア構造の第1の縁と前記バリア構造の第2の縁との間に延びている複数の細長いチャネルを定めている段落A10の装置。
A12。前記バリア構造は、任意選択により前記バリア構造の縁から延びている複数の細長いチャネル、更に任意選択により前記バリア構造の第1の縁と前記バリア構造の第2の縁との間に延びている複数の細長いチャネルを定めている段落A1からA10のいずれかの装置。
A13。前記バリア構造は複数の排気路を定めており、当該複数の排気路は、前記複数の細長いチャネルのうちの1つ以上の選択された排気チャネルと、前記バリア構造の前記第1の面との間に延び、前記真空分配マニホールドと前記囲まれた空間との間に連通をもたらす段落A11又はA12の装置。
A14。前記バリア構造は保持路/前記複数の保持路を定めており、当該保持路は、前記複数の細長いチャネルのうちの1つ以上の選択された保持チャネルと、前記バリア構造の前記第1の面との間に延び、第2の真空分配マニホールド/前記第2の真空分配マニホールドと前記囲まれた空間との間に連通をもたらす段落A11からA13のいずれかの装置。
A15。前記複数の細長いチャネルが、前記真空分配マニホールドの少なくとも一部分を定めている段落A11からA14のいずれかの装置。
A16。前記真空分配マニホールドは、前記囲まれた空間にブリードガスの流れを選択的に供給するように構成されたブリードバルブを更に備えている段落A1からA15のいずれかの装置。
A17。前記真空分配マニホールドは、前記真空分配マニホールド内の圧力を検出するように構成された圧力検出器を更に備える段落A1からA16のいずれかの装置。
A18。前記真空分配機構は、選択的に作動させられて前記囲まれた空間に真空を適用するように構成された真空制御構造を更に備え、任意選択により前記真空制御構造が、手動で作動させられるか、或いは自動的に作動させられるかの少なくとも一方であるように構成されている段落A1からA17のいずれかの装置。
A19。前記シール構造は、前記囲まれた空間の外周を定める段落A1からA18のいずれかの装置。
A20。前記シール構造は、当該真空圧縮装置が前記支持面上に配置されたときに前記バリア構造と前記支持面との間に位置する段落A1からA19のいずれかの装置。
A21。前記シール構造は、前記バリア構造の前記第1の面に作用可能に取り付けられている段落A1からA20のいずれかの装置。
A22。前記シール構造は、前記支持面に付着しない、前記支持面と化学的に反応しない、及び前記支持面に汚染物質を移動させない、のうちの少なくとも1つであるように選択される段落A1からA21のいずれかの装置。
A23。前記シール構造は、圧縮シール、弾性シール、及び管状弾性シールのうちの少なくとも1つを含む段落A1からA22のいずれかの装置。
A24。前記シール構造は、弾性材料、ポリマー材料、ラテックス、及びウレタンのうちの少なくとも1つから形成されている段落A1からA23のいずれかの装置。
A25。前記囲まれた空間の少なくとも一部分は、当該装置が前記支持面上に配置されたときに前記支持面によって境界付けられるか、或いは前記支持面によって定められるかの少なくとも一方である段落A1からA24のいずれかの装置。
A26。前記囲まれた空間の少なくとも一部分は、前記バリア構造の前記第1の面によって境界付けられるか、或いは前記バリア構造の前記第1の面によって定められるかの少なくとも一方である段落A1からA25のいずれかの装置。
A27。前記囲まれた空間の少なくとも一部分、任意選択により前記囲まれた空間の外周が、前記シール構造によって境界付けられるか、或いは前記シール構造によって定められるかの少なくとも一方である段落A1からA26のいずれかの装置。
A28。前記支持面は、レイアップマンドレル、先に圧縮された複合材料の装てん物、複合構造の一部分、及びレイアップマンドレルによって支持された複合構造の一部分のうちの少なくとも1つ、任意選択により少なくとも2つ、任意選択により少なくとも3つ、更に任意選択により全てを含む段落A1からA27のいずれかの装置。
A29。前記支持面は、先に圧縮された複合材料の装てん物を含み、更に前記シール構造が、前記先に圧縮された複合材料の装てん物と前記バリア構造との間で圧縮されたときに、前記先に圧縮された複合材料の装てん物と前記バリア構造との間に流体の封止を形成するように構成されている段落A1からA27のいずれかの装置。
A30。前記真空圧縮装置は、真空を生成するように構成された真空源を更に備え、任意選択により前記真空源が、大流量の真空源である段落A1からA29のいずれかの装置。
A31。前記真空圧縮装置は、当該装置を支持面上に整列させるように構成されたインデキシング構造を更に備え、任意選択により前記支持面が、当該装置が前記支持面上に整列させられるときに前記インデキシング構造と対をなすように構成された相手方インデキシング構造を備えている段落A1からA30のいずれかの装置。
A32。前記複合材料の装てん物は、複合構造、機体、航空機の胴体、航空機の胴体の胴、航空機の翼、航空機のスタビライザ、フィラー、外皮、及び縦材のうちの少なくとも1つの一部分を形成する段落A1からA31のいずれかの装置。
A33。前記複合材料の装てん物は、
(i)複合材料の少なくとも1つのプライ、
(ii)複合材料の積み重ねられた少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも10、少なくとも15、又は少なくとも20のプライ、並びに
(iii)複合材料の積み重ねられた80未満、70未満、60未満、50未満、45未満、40未満、35未満、30未満、25未満、20未満、15未満、又は10未満のプライ
のうちの少なくとも1つを含む段落A1からA32のいずれかの装置。
A34。前記複合材料は、複数の繊維と、樹脂材料とを含み、任意選択により前記複数の繊維は、複数の炭素繊維、複数のポリマー繊維、及び複数のガラス繊維のうちの少なくとも1つを含み、更に任意選択により前記樹脂材料が、エポキシ、接着剤、及びポリマー樹脂のうちの少なくとも1つを含む段落A33の装置。
A35。前記複合材料は、あらかじめ含浸させた複合材料を含む段落A33又はA34の装置。
A36。前記真空圧縮装置は、前記支持面上に配置されておらず、前記囲まれた空間に真空が適用されていないときの変形前の構成と、前記支持面上に配置され、前記囲まれた空間に真空が適用されたときの変形後の構成とを備える段落A1からA35のいずれかの装置。
A37。前記バリア構造は、当該装置が前記変形前の構成であるときに平面的であり、更に前記バリア構造は、当該装置が前記変形後の構成であるときに前記支持面の外形に少なくとも部分的に一致し、任意選択により前記支持面の外形は、非平面的な外形、凹状の外形、及び凸状の外形のうちの少なくとも1つを含む段落A36の装置。
A38。前記シール構造は、前記バリア構造の前記第1の面に垂直な方向に測定される厚さを定めており、前記厚さは、当該装置が変形前の構成であるときの変形前厚さと、当該装置が変形後の構成であるときの変形後厚さとを備え、更に前記変形後厚さが、前記変形前厚さよりも小さい段落A36又はA37の装置。
A39。当該真空圧縮装置は再使用可能な真空圧縮装置であり、任意選択により前記再使用可能な真空圧縮装置は、任意選択により前記真空圧縮装置に損傷を生じることなく、前記支持面上で複合材料の複数の装てん物を圧縮するように構成されている段落A1からA38のいずれかの装置。
A40。複合材料の複数の装てん物と、
支持面と、
段落A1からA39のいずれかの真空圧縮装置と、
を備える複合構造製造アセンブリ。
A41。レイアップマンドレルは前記支持面の少なくとも一部分を形成しており、任意選択により当該アセンブリは前記複合材料の複数の装てん物の各々を前記レイアップマンドレル上に配置するようにプログラムされた自動配置構造を更に備える段落A40のアセンブリ。
A42。前記自動配置構造は組立ロボットを含む段落A41のアセンブリ。
A43。前記自動配置構造は、段落B1からB23のいずれかの方法を使用して前記複合材料の複数の装てん物の各々を前記レイアップマンドレル上に配置するようにプログラムされているA41又はA42のアセンブリ。
A44。前記真空圧縮装置は、前記支持面上に配置されて前記囲まれた空間を定め、前記複合材料の装てん物は前記囲まれた空間の中に配置され、前記真空は前記囲まれた空間に適用され、更に前記バリア構造の前記第1の面の外形が、前記支持面の外形に対応し、任意選択により前記支持面の前記外形が、非平面的な外形、凹状の外形、及び凸状の外形のうちの少なくとも1つである段落A40からA43のいずれかのアセンブリ。
A45。前記支持面は先に圧縮された複合材料の装てん物によって更に定められる段落A44のアセンブリ。
A46。前記支持面は段差のある輪郭を定めている段落A45のアセンブリ。
A47。前記アセンブリは、前記複合材料の装てん物と前記支持面との間に位置する接着剤を更に含む段落A44からA46のいずれかのアセンブリ。
B1。支持面上で複合材料の装てん物を圧縮する方法であって、
前記複合材料の装てん物を収容する囲まれた空間を定めるように真空圧縮装置を支持面上に配置するステップと、
前記真空圧縮装置を変形前の構成から前記変形前の構成とは異なる変形後の構成に移行させるために、前記囲まれた空間の圧力を下げるステップと、
前記真空圧縮装置と前記支持面との間で前記複合材料の装てん物を圧縮するステップと、
前記真空圧縮装置を前記変形前の構成に戻すように前記囲まれた空間の圧力を高めるステップと、
を含む方法。
B2。前記真空圧縮装置は、第1の面と反対側の第2の面とを備えるバリア構造を備え、前記配置するステップの後で、前記囲まれた空間が前記バリア構造の前記第1の面と前記支持面との間に定められる段落B1の方法。
B3。前記バリア構造は、前記真空圧縮装置が前記変形前の構成であるときに少なくとも実質的に平面的であり、更に前記圧力を下げるステップが、前記バリア構造を前記支持面の外形に少なくとも部分的に一致させるステップを含み、任意選択により前記支持面の外形が、非平面的な外形、凹状の外形、及び凸状の外形のうちの少なくとも1つを含み、更に任意選択により前記一致させるステップが、前記圧力を下げるステップ及び前記圧縮するステップの少なくとも一方と少なくとも部分的に同時に生じる段落B2の方法。
B4。前記真空圧縮装置は、前記バリア構造の前記第1の面に作用可能に取り付けられたシール構造を更に備える段落B2又はB3の方法。
B5。前記圧力を下げるステップは、前記シール構造を圧縮前の構成から前記圧縮前の構成とは異なる圧縮後の構成に移行させるように前記シール構造を前記バリア構造と前記支持面との間で圧縮するステップを含み、更に前記圧力を高めるステップが、前記シール構造を前記圧縮前の構成に戻すステップを含む段落B4の方法。
B6。前記配置するステップは、前記シール構造を前記支持面に接触させるステップを含む段落B4又はB5の方法。
B7。前記支持面の一部分はレイアップマンドレルによって定められており、更に前記配置するステップは、前記シール構造を前記レイアップマンドレルに接触させるステップを含む段落B6の方法。
B8。前記支持面の一部分は、先に圧縮された複合材料の装てん物によって定められ、更に前記配置するステップは、前記シール面を前記先に圧縮された複合材料の装てん物に接触させるステップを含む段落B6又はB7の方法。
B9。前記支持面は、レイアップマンドレル/前記レイアップマンドレル及び/又は先に圧縮された複合材料の装てん物/前記先に圧縮された複合材料の装てん物によって定められる段差のある輪郭を定めており、更に前記配置するステップは、前記シール面を前記レイアップマンドレル及び前記先に圧縮された複合材料の装てん物に接触させるステップを含む段落B6からB8のいずれかの方法。
B10。前記圧力を下げるステップは、前記シール構造の第1の部分を前記バリア構造と前記マンドレルとの間で圧縮し、前記シール構造の第2の部分を前記バリア構造と前記先に圧縮された複合材料の装てん物との間で圧縮するステップを含む段落B9の方法。
B11。前記方法は、前記配置するステップに先立って前記真空圧縮装置と前記支持面との間に前記複合材料の装てん物を位置させるステップを更に含む段落B1からB10のいずれかの方法。
B12。前記複合材料の装てん物が、複合材料の第1の装てん物であり、前記位置させるステップが、複合材料の複数の装てん物を位置させるステップを含み、前記配置するステップが、前記複合材料の複数の装てん物が前記囲まれた空間に収容されるように配置するステップを含み、更に前記圧縮するステップが、前記複合材料の複数の装てん物を同時に圧縮するステップを含む段落B11の方法。
B13。前記位置させるステップは、前記複合材料の装てん物を前記支持面上に配置するステップを含み、任意選択により前記配置するステップは、前記支持面上に前記複合材料の装てん物を整列させるステップを含み、任意選択により前記整列させるステップは、整列治具に整列させるステップを含み、更に任意選択により前記配置するステップが、前記複合材料の装てん物を接着剤で前記支持面上に保持するステップを含む段落B11又はB12の方法。
B14。前記位置させるステップは、前記支持面上に前記複合材料の装てん物を形成するステップを含み、任意選択により前記成形するステップが、前記複合材料の装てん物を形成するために前記支持面上に複合材料の複数のプライを重ね置くステップを含み、更に任意選択により前記形成するステップは、前記複合材料の装てん物を接着剤で前記支持面上に保持するステップを含む段落B11又はB12の方法。
B15。前記位置させるステップは、前記真空圧縮装置上に前記複合材料の装てん物を配置するステップを含み、任意選択により前記配置するステップは、前記真空圧縮装置のバリア構造/前記バリア構造上に前記複合材料の装てん物を整列させるステップを含み、更に任意選択により前記配置するステップは、前記バリア構造によって定められる複数の保持路に真空を適用することによって前記複合材料の装てん物を前記バリア構造上に保持するステップを含む段落B11又はB12の方法。
B16。前記位置させるステップは、前記真空圧縮装置上に前記複合材料の装てん物を形成するステップを含み、任意選択により前記成形するステップは、前記複合材料の装てん物を形成するために前記真空圧縮装置のバリア構造/前記バリア構造上に複合材料の複数のプライを重ね置くステップを含み、更に任意選択により前記形成するステップは、前記バリア構造によって定められる複数の保持路に真空を適用することによって前記複合材料の装てん物を前記バリア構造上に保持するステップを含む段落B11又はB12の方法。
B17。前記真空圧縮装置はインデキシング構造を備え、前記支持面は相手方インデキシング構造を備え、更に前記配置するステップは前記インデキシング構造を前記相手方インデキシング構造に整列させるステップを含む段落B1からB16のいずれかの方法。
B18。前記方法は、前記複合材料の装てん物のバギングを伴うことなく前記複合材料の装てん物を圧縮するステップを含む段落B1からB17のいずれかの方法。
B19。前記方法は、前記真空圧縮装置と前記支持面との間の接着的な結合の形成を含まない段落B1からB18のいずれかの方法。
B20。前記圧力を下げるステップは、前記配置するステップに続いて実施されている段落B1からB19のいずれかの方法。
B21。前記圧縮するステップは、前記圧力を下げるステップと同時である段落B1からB20のいずれかの方法。
B22。前記圧力を高めるステップは、前記圧力を下げるステップ及び前記圧縮するステップに続いて実施される段落B1からB21のいずれかの方法。
B23。前記複合材料の装てん物は複合材料の第1の装てん物であり、更に当該方法は、前記支持面上で複合材料の複数の装てん物を圧縮するために当該方法を繰り返すステップを含む段落B1からB22のいずれかの方法。
B24。前記繰り返すステップは、前記真空圧縮装置を前記変形前の構成から前記変形後の構成に移行させるステップ及びその後に前記真空圧縮装置を前記変形前の構成に戻すステップを複数回含む段落B23の方法。
B25。前記繰り返すステップは、前記真空圧縮装置に損傷を与えることなく繰り返すステップを含む段落B23又はB24の方法。
B26。前記真空圧縮装置は、段落A1からA38のいずれかの真空圧縮装置を含む段落B1からB25のいずれかの方法。
C1。段落B1からB26のいずれかの方法のいずれかによる段落A1からA39のいずれかの装置のいずれか又は段落A40からA47のいずれかのアセンブリのいずれかの使用。
C2。段落A1からA39のいずれかの装置のいずれか又は段落A40からA47のいずれかのアセンブリのいずれかにおける段落B1からB26のいずれかの方法のいずれかの使用。
C3。複合材料の装てん物を圧縮するための段落A1からA39のいずれかの装置のいずれか、段落A40からA47のいずれかのアセンブリのいずれか、又は段落B1からB26のいずれかの方法のいずれかの使用。
C4。複合構造の一部分を形成するために、段落A1からA39のいずれかの装置のいずれか、段落A40からA47のいずれかのアセンブリのいずれか、又は段落B1からB26のいずれかの方法のいずれかの使用。
C5。機体、航空機の胴体、航空機の胴体の胴、航空機の翼、航空機のスタビライザ、フィラー、外皮、及び縦材のうちの少なくとも1つの一部分を形成するために、段落A1からA39のいずれかの装置のいずれか、段落A40からA47のいずれかのアセンブリのいずれか、又は段落B1からB26のいずれかの方法のいずれかの使用。
C6。複合材料の装てん物を圧縮するための再使用可能な真空圧縮装置の使用。
D1。支持面上で複合材料の装てん物を圧縮するための真空圧縮装置であって、前記真空圧縮装置は前記支持面上に配置されて囲まれた空間を定めるように構成され、前記真空圧縮装置は、
第1の面と反対側の第2の面とを備えるバリア構造と、
前記支持面と前記バリア構造との間で圧縮されたときに前記支持面と前記バリア構造との間に流体の封止を形成するように構成されたシール構造と、
前記囲まれた空間に連通している真空分配マニホールドであって、前記囲まれた空間に真空を選択的に適用するように構成された真空分配マニホールドと、
を備える装置。
D2。前記バリア構造が、前記バリア構造の前記第1の面を定める剥離面を更に備え、前記剥離面が、前記複合材料の装てん物に付着することがないように選択された材料、前記複合材料の装てん物と反応することがないように選択された材料、及びフッ素重合体のうちの少なくとも1つを含む段落D1の装置。
D3。前記バリア構造の前記第1の面が、前記囲まれた空間に連通した複数の保持路を更に定めている段落D1の装置。
D4。前記真空分配マニホールドが、第1の真空分配マニホールドであって、前記真空が、第1の真空であり、当該装置が、前記複数の保持路に連通し、前記複数の保持路に第2の真空を選択的に適用するように構成された第2の真空分配マニホールドを備えている段落D3の装置。
D5。前記バリア構造が、第1の平面的な壁と、第2の平面的な壁と、前記第1の平面的な壁と前記第2の平面的な壁との間に延びる複数の細長いウェブとによって定められ、前記第1の平面的な壁、前記第2の平面的な壁、及び前記複数の細長いウェブは、複数の細長いチャネルを定めており、更に前記複数の細長いチャネルが、前記真空分配マニホールドの少なくとも一部分を定めている段落D1の装置。
D6。前記シール構造が、当該真空圧縮装置が前記支持面上に配置されたときに前記バリア構造と前記支持面との間に位置する段落D1の装置。
D7。前記シール構造が、前記複合材料の装てん物に付着しないこと、前記複合材料の装てん物と化学的に反応しないこと、及び前記複合材料の装てん物に汚染物質を移動させないこと、のうちの少なくとも1つであるように選択される段落D1の装置。
D8。前記シール構造が、圧縮シール、弾性シール、及び管状弾性シールのうちの少なくとも1つを含む段落D1の装置。
D9。前記支持面上に配置されておらず、前記囲まれた空間に真空が適用されていないときの変形前の構成と、前記支持面上に配置され、前記囲まれた空間に真空が適用されたときの変形後の構成とを備える段落D1の装置。
D10。前記バリア構造が、当該装置が前記変形前の構成であるときに平面的であり、更に前記バリア構造が、当該装置が前記変形後の構成であるときに前記支持面の外形に少なくとも部分的に一致し、前記支持面の外形は、少なくとも非平面的な外形を含む段落D9の装置。
D11。前記シール構造が、前記バリア構造の前記第1の面に垂直な方向に測定される厚さを定めており、前記厚さが、当該装置が変形前の構成であるときの変形前厚さと、当該装置が変形後の構成であるときの変形後厚さとを備え、更に前記変形後厚さが、前記変形前厚さよりも小さい段落D9の装置。
D12。当該真空圧縮装置が、当該真空圧縮装置に損傷を生じることなく前記支持面上で複合材料の複数の装てん物を圧縮するように構成された再使用可能な真空圧縮装置である段落D1の装置。
D13。複合材料の複数の装てん物と、
支持面と、
段落D1の真空圧縮装置と、
を備える複合構造製造アセンブリ。
D14。前記真空圧縮装置が、前記支持面上に配置されて前記囲まれた空間を定め、前記複合材料の装てん物が、前記囲まれた空間の中に配置され、前記真空が、前記囲まれた空間に適用され、更に前記バリア構造の前記第1の面の外形が、前記支持面の外形に対応している段落D13のアセンブリ。
D15。前記囲まれた空間の少なくとも一部分が、前記シール構造によって境界付けられるか、或いは前記シール構造によって定められるかの少なくとも一方である段落D14の装置。
D16。前記支持面が、レイアップマンドレル、先に圧縮された複合材料の装てん物、複合構造の一部分、及びレイアップマンドレルによって支持された複合構造の一部分のうちの少なくとも1つを含む段落D14の装置。
D17。前記支持面が、先に圧縮された複合材料の装てん物を含み、更に前記シール構造が、前記先に圧縮された複合材料の装てん物と前記バリア構造との間で圧縮され、流体の封止を形成する段落D14の装置。
D18。前記複合材料の複数の装てん物が、複合構造、機体、航空機の胴体、航空機の胴体の胴、航空機の翼、航空機のスタビライザ、フィラー、外皮、及び縦材のうちの少なくとも1つの一部分を形成する段落D13の装置。
D19。支持面上で複合材料の装てん物を圧縮する方法であって、
前記複合材料の装てん物を収容する囲まれた空間を定めるように真空圧縮装置を支持面上に配置するステップと、
前記真空圧縮装置を変形前の構成から前記変形前の構成とは異なる変形後の構成に移行させるために、前記囲まれた空間の圧力を下げるステップと、
前記真空圧縮装置と前記支持面との間で前記複合材料の装てん物を圧縮するステップと、
前記真空圧縮装置を前記変形前の構成に戻すように前記囲まれた空間の圧力を高めるステップと
を含む方法。
D20。前記真空圧縮装置が、バリア構造の第1の面に作用可能に取り付けられたシール構造を更に備え、前記圧力を下げるステップが、前記シール構造を圧縮前の構成から前記圧縮前の構成とは異なる圧縮後の構成に移行させるように前記シール構造を前記バリア構造と前記支持面との間で圧縮するステップを含み、更に前記圧力を高めるステップが、前記シール構造を前記圧縮前の構成に戻すステップを含むD19の方法。
D21。前記配置するステップが、前記真空圧縮装置のシール構造を前記支持面に接触させるステップを含み、前記支持面の一部分が、先に圧縮された複合材料の装てん物によって定められており、更に前記配置するステップが、前記シール構造を前記先に圧縮された複合材料の装てん物に接触させるステップを含む段落D19の方法。
D22。前記複合材料の装てん物が、複合材料の第1の装てん物であり、更に当該方法が、前記支持面上で複合材料の複数の装てん物を圧縮するために当該方法を繰り返すステップを含み、前記繰り返すステップが、前記真空圧縮装置を前記変形前の構成から前記変形後の構成に移行させるステップ及びその後に前記真空圧縮装置を前記変形前の構成に戻すステップを、前記真空圧縮装置に損傷を与えることなく複数回含む段落D19の方法。
本明細書において使用されるとき、用語「選択的」及び「選択的に」は、装置の1つ以上の構成要素又は特徴の作用、動作、構成、又は他の働きを修飾するとき、その具体的な作用、動作、構成、又は他の働きが、装置の一態様又は1つ以上の構成要素のユーザによる操作の直接的又は間接的な結果であることを意味する。
本明細書において使用されるとき、用語「構成され」及び「設定され」は、構成要素、構成部品、又は他の主題が、所与の機能を実行するように設計及び/又は意図されることを意味する。したがって、用語「構成され」及び「設定され」の使用を、所与の構成要素、構成部品、又は他の主題が単に所与の機能を実行「できる」ことを意味すると解釈すべきではなく、その構成要素、構成部品、及び/又は他の主題が当該機能の実行の目的のために具体的に選択され、生成され、実現され、利用され、プログラムされ、更には/或いは設計されることを意味すると解釈されるべきである。また、特定の機能を実行するように構成されると述べられた構成要素、構成部品、及び/又は他の主題を、これに加え、或いはこれに代えて、その機能を実行するように設定されると表現することが可能であり、その逆も然りであることも、本発明の技術的範囲に包含される。同様に、特定の機能を実行するように構成されると述べられた主題を、これに加え、或いはこれに代えて、その機能を実行するように作用することができると表現することが可能である。
本明細書に開示の装置及び方法について開示された種々の構成要素及びステップが、必ずしも本発明による全ての装置及び方法に必要というわけではなく、本発明は、本明細書に開示された種々の構成要素及びステップの全ての新規かつ非自明な組み合わせ及び部分的組み合わせを含む。更に、本明細書に開示の種々の構成要素及びステップのうちの1つ以上が、開示された装置又は方法の全体とは別個の独立した発明の主題を定めることができる。したがって、そのような発明の主題は、必ずしも本明細書に明示的に開示された特定の装置及び方法に関連付けられる必要はなく、そのような発明の主題は、本明細書に明示的には開示されていない装置及び/又は方法において有用性を発見することができる。