有孔コールシートを使用した複合パーツの樹脂注入
【課題】繊維構成要素の領域全体の樹脂の供給の最適化を可能にすることにより、構成要素の特定領域への樹脂の供給量を制御すると同時に、剥離層の必要を除去できる、樹脂注入の方法及び装置が必要である。また、パーツに跡を残すことなく、注入される構成要素の上に直接樹脂供給のハードウェアを位置づけすることにより、工具の適応性を向上させると同時に滑らかに仕上がった硬化パーツを提供する樹脂注入装置も必要である。
【解決手段】樹脂が注入された複合パーツは、パーツ全体の樹脂の流れを最適化し、複雑なパーツに対して簡素化された工具及び消耗品の構成を可能にすると同時に、滑らかな空気力学的コール側面又はバッグ側面仕上がりを達成するために、孔を有するコールシートを使用して製造される。
【解決手段】樹脂が注入された複合パーツは、パーツ全体の樹脂の流れを最適化し、複雑なパーツに対して簡素化された工具及び消耗品の構成を可能にすると同時に、滑らかな空気力学的コール側面又はバッグ側面仕上がりを達成するために、孔を有するコールシートを使用して製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、特に樹脂注入技術を使用した複合構造の製造に関し、さらに具体的には繊維構成要素全体の樹脂の流れを最適化する有孔コールシートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複合パーツを製造するためのある技術には、樹脂注入と呼ばれる工程を使用して乾燥繊維構成要素に樹脂を注入することが含まれる。この工程の一形態は真空補助樹脂注入と呼ばれ、繊維構成要素が工具上で真空バッグ処理された後で、真空化することにより、繊維構成要素を圧縮し、また構成要素全体に樹脂を引き込んで、圧縮され樹脂が注入されたパーツが作製される。
【０００３】
樹脂注入工程にはある用途において幾つかの問題が存在しうる。これらの問題のうちの一つでは、樹脂供給源から注入されている構成要素の中の樹脂の流れを制限する傾向を持ちやすい剥離層を使用する必要が生じる。別の問題は、樹脂配分媒体が樹脂を繊維構成要素の面積全体に均一に配分する傾向にあることに起因して、構成要素の面積全体の樹脂の流れの調整が難しいことに関するものである。別の問題では、例えば、流路、管、及びランナー等の樹脂供給要素を繊維構成要素以外の場所に位置づけすることにより、これらの要素が注入部分にいかなる跡も残さないようにする必要が生じる。これらの樹脂供給要素を繊維構成要素以外の場所に位置づけすることによって、樹脂の供給が制限される可能性があり、注入距離を増加させる可能性があり、注入時間が長引く可能性があると同時に、特定要素の樹脂の供給の最適化が制限される。
【０００４】
既存の樹脂注入工程に伴うさらに別の問題は、柔軟性のある剥離層と柔軟性のある樹脂配分媒体を繊維構成要素と接触させて配置する必要から生じる。この直接的な接触により、一般にバッグ側面仕上がりで知られる、パーツの表面の仕上がりが比較的粗いものとなり、これは、空気力学的表面の仕上げが要求される航空機等の、滑らかな表面仕上がりが要求される用途において許容不能であり得る。
【０００５】
複数のパーツを含む統合構成要素の注入に関連して別の問題が生じる。統合構成要素の場合には、シンプルな工具を使用する従来の注入技術において、複雑なバッグ処理及び/又は消耗品の構成が要求され、その一方で、シンプルなバッグ処理及び/又は消耗品の構成を使用する注入技術においては複雑な工具が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、繊維構成要素の領域全体の樹脂の供給の最適化を可能にすることにより、構成要素の特定領域への樹脂の供給量を制御すると同時に、剥離層の必要を除去できる、樹脂注入の方法及び装置が必要である。また、パーツに跡を残すことなく、注入される構成要素の上に直接樹脂供給のハードウェアを位置づけすることにより、工具の適応性を向上すると同時に滑らかに仕上がった硬化パーツを提供する樹脂注入装置も必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の実施形態は、繊維構成要素への正確な適合した樹脂供給を可能にし、その結果注入時間を削減しながら、同時に構成要素のバッグ側面に滑らかな空気力学的表面仕上がりを提供し、複合構成要素に対する工具の簡素化を可能にする、樹脂注入の方法及び装置を提供する。パーツの良好な注入の信頼性を向上させることが可能であり、スクラップの再補修及び修理を減らすことができる。本方法及び装置は、消耗品の積層を簡素化し、製造及び労働費用を削減することができる。繊維構成要素の異なる区域に適合した浸透性を有する注入媒体を提供することによって、開示の実施形態は、さらに広い範囲の構成要素に樹脂が注入されると同時に、内部の工具の複雑度と、消耗品の皺形成の可能性を減らすことが可能になり得る。実施形態はまた、より望ましい工具の配置を可能にすると同時に、繊維構成要素の樹脂が注入される側面のＯＭＬ表面の仕上がりを比較的滑らかにすることができ得る。実施形態は、例えば統合構成要素を有するパーツ等の複雑なパーツの樹脂注入の場合にさらなる利点を提供する。統合構成要素にバッグ処理及び消耗品のシンプルな工具及びシンプルな構成を使用して樹脂注入すると同時に、コール側面又はバッグ側面の滑らかで航空力学的な仕上がりを達成することが可能である。
【０００８】
ある実施形態によれば、繊維構成要素全体の樹脂の流れを制御するための孔を有するコールシートを含む、樹脂が注入された複合パーツを製造するための装置が提供されている。孔はテーパー状断面を有することができ、コールシートの領域上に非均一に位置していてよい。
【０００９】
別の実施形態によれば、樹脂が注入された複合パーツを製造する方法が提供されている。本方法は、繊維構成要素を工具上に配置し、構成要素の上に有孔コールシートを配置し、コールシートの複数の孔を通して構成要素に樹脂を注入することを含む。本方法はさらに、孔の分布、孔の密度又は孔のサイズを制御することによって、構成要素への注入を制御することを含むことができる。本方法はさらに、コールシートのおおむね中央の位置でコールシート上に樹脂を流すことを含む。
【００１０】
さらなる実施形態によれば、繊維構成要素の上に有孔コールシートを配置し、その後に繊維構成要素に樹脂を注入することを含む、樹脂が注入された複合パーツを製造する方法が提供されている。注入は、コールシートを使用して構成要素への樹脂の流れを制御することを含むことができる。
【００１１】
本発明はまた：
樹脂が注入された複合パーツを製造する方法であって：
樹脂が注入される構成要素の上に有孔コールシートを配置し；
構成要素に樹脂を注入し、これにはコールシートを使用して構成要素への樹脂の流れを制御することが含まれる
ことを含む方法に関する。
【００１２】
上述した方法では：
構成要素への樹脂の流れの制御は、下記：
孔の位置；
孔のサイズ；
孔の密度
のうちの少なくとも一つを選択することによって行われる。
【００１３】
上述した方法は：
構成要素及びコールシートの間に剥離層を配置する
ことをさらに含む。
【００１４】
上述した方法は：
コールシートの上に樹脂分配媒体を配置する
ことをさらに含む。
【００１５】
上述した方法は：
コールシートと構成要素の上に真空バッグを密封し；
バッグを真空化する
ことをさらに含む。
【００１６】
上述した方法は：
コールシートのおおむね中央の位置において構成要素の上に樹脂流を導入する
ことをさらに含む。
【００１７】
樹脂が注入された複合パーツを製造する方法であって：
コールシートを製造し、これには樹脂が注入される構成要素への樹脂の流れの望ましい分配に基づき、コールシートに孔を形成することが含まれ；
雄型工具上に構成要素を配置し；
構成要素の上に剥離層を配置し；
剥離層の上にコールシートを配置し；
コールシートの上に樹脂分配媒体を配置し；
工具の上に真空バッグを密封し；
バッグを真空化して、工具とコールシートの間で構成要素を圧縮し；
構成要素の上のおおむね中央の位置でバッグに樹脂流を導入し；
コールシートの孔を使用して、構成要素への樹脂の注入を最適化する
ことを含む方法。
【００１８】
樹脂が注入された複合パーツを製造する装置であって：
上に構成要素を配置する工具と；
構成要素を覆うおおむね剛性のコールシートであって、コールシートを通って構成要素の中へ流れる樹脂の望ましい分配に基づいて孔を有するコールシートと；
構成要素及びコールシートの間の剥離層と；
コールシートを覆っている樹脂分配媒体と；
工具に密封され、構成要素、剥離層、コールシート及び樹脂分配媒体の組合せを覆う真空バッグと；
樹脂の供給源と；
樹脂供給源から樹脂を供給するために、バッグを貫通し、コールシートの上のおおむね中央に位置する樹脂注入口と；
バッグを貫通する樹脂排出口
を含む装置。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】繊維構成要素の樹脂を注入する装置の断面図である。
【図２】図１に示す装置で使用されるコールシートの一部の等角図である。
【図３】図２の線３−３に沿って切り取った断面図である。
【図４】図３と同様の図であるが、構成要素の中に注入された樹脂を示す図であり、この図では樹脂がコールシートの孔の中に残っている。
【図５】図４と同様の図であるが、注入された構成要素から分離されたコールシートを示す図である。
【図６】明確にするために、パーツが部分的に分解されている樹脂注入の成層アセンブリの図である。
【図７】図６に示す成層アセンブリを使用した樹脂注入の方法のフロー図である。
【図８】適合した樹脂注入を行うために、異なる孔密度を有するコールシートを示す、樹脂注入装置の一部の平面図である。
【図９】統合構成要素への樹脂注入のための工具及び成層構成の図である。
【図１０】航空機の製造及び就航方法のフロー図である。
【図１１】航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照すると、樹脂注入装置２０は、工具２２、有孔コールシート２６で覆われた繊維構成要素２４、樹脂分配媒体２５、真空バッグ２８及び樹脂供給源３４を広く含む。本明細書で使用される「構成要素」及び「繊維構成要素」は、樹脂注入工程を使用して樹脂が注入される乾燥繊維又は（「プレフォーム」としても知られる）部分含浸繊維構成要素を指している。繊維構成要素２４は、予め形成された形状を有することができる、又は有しなくて良い。消耗排出品３２は工具２２と繊維構成要素２４の間に位置づけされており、コールシート２６は構成要素２４の上部に直接置かれている。構成要素２４を覆うバッグ２８、コールシート２６及び樹脂分配媒体２５は、周囲シール３０によって工具２２に封止される。
【００２１】
樹脂の供給源３４は、樹脂供給ライン３６によって、バッグ２８の内部の、コールシート２６の上のおおむね中央に位置する注入ポート３８に連結される。供給源３４からの樹脂は、注入ポート３８を通ってバッグ２８の中に導入され、注入路４０と分配媒体２５を通って、コールシート２６全体、そして外へと流れる。過剰な樹脂は排出路４２、消耗排出品３２及び排出口（図１に図示せず）を通ってバッグ２８から除去され、排出口では排出ライン４４を通って排出真空貯蔵タンク４６に引き込まれる。コールシート２６上の注入ポート３８及び注入路４０の中央への位置づけは、最初の樹脂３４の分配制御、及び樹脂３４がコールシート２６の上を流れる際の樹脂３４の波面７６の形成（図８）に役立つ。有孔コールシート２６によって可能となった、樹脂３４の構成要素２４の上での最初の分配を制御する能力、及び構成要素２４の適合注入により、硬化パーツの繊維体積率の変化を減らすことができ、したがってパーツの品質が向上する。
【００２２】
注入ポート３８及び注入路４０は、分配媒体２５及びコールシート２６の上部に直接置かれている。他の実施形態では、注入ポート３８及び注入路４０はコールシート２６の上部の他の位置に位置していてよい。さらに別の実施形態では、一又は複数のマニホールド（図示せず）を注入ポート３８に連結させて、樹脂をコールシート２６の異なる箇所に分配することができる。有孔コールシート２６の相対剛性により、パーツに大きな跡を残さずに、構成要素２４の上に直接、樹脂供給ハードウェア、すなわち注入ポート３８及び注入路４０を配置することが可能になる。一般に、コールシート２６の上の中央に注入ポート３８及び注入路４０を位置づけすることで、注入時間を最小限に抑えることが可能である。有孔コールシート２６は、流れを制限する剥離層（図示せず）を使用する必要を除去することができ、孔密度を変化させて、構成要素２４の特定領域に供給される樹脂の量を変える能力によって、構成要素への樹脂の供給を最適化することができる。しかしながら、ある用途においては、注入された構成要素２４の望ましい表面仕上がりを得るために、剥離層（図示せず）をコールシート２６と構成要素２４の間に配置することができる。
【００２３】
ここで図１及び２の両方を参照すると、コールシート２６は例えば非限定的に、表面仕上がりが用途に合っているステンレス鋼又はアルミニウム等の、任意の比較的硬いシート材料でできていてよい。コールシート２６の表面仕上がりが実質的に構成要素２４に付与されるため、注入された構成要素２４の表面仕上がりが比較的滑らかであることが望ましいところでは、コールシート２６の表面仕上がりも比較的滑らかであるべきである。ある典型的な用途では、コールシート２６の厚さは約０．８〜２ｍｍであってよいが、特定の用途及び製造要件にあった他の任意の厚さを有していて良い。ある用途では、下記の理由により、コールシート２６には、複合物の熱膨張係数とは実質的に異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料を選択することが望ましい場合がある。
【００２４】
コールシート２６は、最終的なパーツ形状と一致する平坦及び湾曲形状を含む任意の形状に形成することができ、また変形することにより工具２２の形状に一致する能力を有することができ、これには工程中の真空下での変形が含まれる。コールシート２６は、多数の孔４８を有しており、これを通って樹脂がコールシート２６の上部２６ａから、媒体２５によって分配されて、コールシート２６の底部２６ｂと対面接触している構成要素２４の中へ流れることができる。コールシート２６の孔４８の数、サイズ、密度、位置及び分布は、構成要素２４の構成、形状及び厚さの変化に依存して変わり得る。良好な結果をもたらすある実際的な実施形態では、例えば非限定的に、約１５〜２５ｍｍの間隔を空けて配置された孔４８は約１．５〜２．５ｍｍの直径を有することができる。良好な結果をもたらす別の実際的な実施形態では、互いに約４ｍｍの間隔を置いて配置され得る孔４８は約０．５ｍｍの直径を有し得る。
【００２５】
下に更に詳しく説明するように、コールシート２６の孔４８のパターン及び分布は、下層の構成要素２４の樹脂供給要件に合うように、比較的密度が高いものから比較的密度が低いものまで変化し得る。実際に、コールシート２６の幾つかの領域（図示せず）には孔４８がなくてもよく、これにより下層の構成要素２４が上からの活発な樹脂の供給を必要としないところでは、不浸透性である。孔４８の数及び直径はまた少なくとも一部では、樹脂の粘度によっても変化し得る。
【００２６】
図３を参照すると、孔４８はコールシート２６を部分的に又は完全に貫通して延び得るテーパー形状５０を有していてよい。図４は、注入工程及び硬化の後で、コールシート２６の上部の分配媒体２５を満たし、完全にテーパー状になった孔４８を通過して、孔４８を樹脂５２で満たした樹脂５２を示す。図５を参照すると、樹脂５２の硬化後に、矢印５６で示すように、コールシート２６は硬化された構成要素２４から離れるように分離し、その結果、硬化樹脂プラグ５５が孔５２の中に残される。テーパー形状５０のために、樹脂分配媒体２５がコールシート２６の上部から剥がされる時に、プラグ５５をコールシート２６から取り除くことができる。テーパー形状５０が孔４８の全深を通して延びている図示した実施形態では、プラグ５２を構成要素２４の表面２４ａからきれいに剥がすことができ、実質的に跡がない実質的に滑らかな表面２４ａが残る。コールシート２６のＣＴＥが複合物５２のＣＴＥと大幅に異なる用途では、硬化後に冷却中のコールシート２６の縮小により、樹脂プラグ５２が下層の硬化された構成要素２４からせん断される結果となり、コールシート２６が硬化された構成要素２４から分離しやすくなる。
【００２７】
ここで、湾曲したコールシート２６がＩＭＬ（内側モールド線）工具面６０を有するＩＭＬ工具５８と組み合わせて使用される、別の工具構成を示す図６に注目する。この実施例では、構成要素２４はコールシート２６とＩＭＬ工具面６０の間に配置される。樹脂注入の注入口／排出口と、結合路は、説明を簡略化するために図６には示していない。樹脂分配媒体２５及び真空バッグ２８はコールシート２６の上に配置される。図に示していないが、バッグ２８はその周囲を工具５８に密封（図示せず）されている。この実施例では、バッグ２８に導入された樹脂が、分配媒体２５によってコールシート２６全体に分配され、コールシート２６の孔４８を通過し、繊維構成要素２４に注入される。バッグ２８は、コールシート２６によって画定されたＩＭＬ工具面６０及びＯＭＬ工具面６２の間で構成要素２４を圧縮する。この構成により、実質的に滑らかなＩＭＬ及びＯＭＬ表面仕上がりを有する完成パーツが得られる一方で、工具５８と構成要素２４の間の消耗品の必要、及び複雑な雌工具の必要が回避される。比較的滑らかなＩＭＬ及びＯＭＬ表面仕上がりがパーツに残ることにより、パーツ硬化後のさらなる表面仕上げ作業の必要が減る又は除去される。
【００２８】
図７は、上述した有孔コールシート２６を使用した樹脂注入方法のステップを示す。６４で開始し、繊維構成要素２４は例えば図６に示すような工具５８の上に配置される。次に６６において、有孔コールシート２６及び樹脂分配媒体２５は繊維構成要素２４の上に配置される。真空バッグ２８が次に媒体２５、コールシート２６及び工具５８の上に配置される。６９において、バッグ２８が真空化され、構成要素２４が圧縮及び強化される。最後に、ステップ７０において、有孔コールシート２６を通して乾燥構成要素２４に樹脂が注入される。
【００２９】
ここで、コールシート２６の相対浸透率がコールシート２６の特定領域において異なる有孔コールシート２６を示す図８に注目する。この浸透率の差は、孔４８のサイズ及び／又は孔４８の密度を変えることによって得られる。図８に示す実施例では、コールシート２６のパターン化された領域７５の孔の密度は、コールシート２６の他の領域７７の孔の密度よりも高い。この密度の変化により、コールシート２６の浸透性が変化し、コールシート２６を通して下層の乾燥構成要素２４（図８に図示せず）に供給された樹脂の注入パターンをより良く制御することが可能になる。図面に示していないが、コールシート２６は、構成要素２４が活発な樹脂の供給を必要としないところには、全く孔を含まない領域を有することができる。
【００３０】
図８はまた、コールシート２６の上部及びコールシート２６の深さ「Ｗ」全体のおおよそ中間に位置する注入ポート３８及び注入路４０も示す。注入ポート３８及び注入路４０のこの中央への位置決めにより、構成要素２４に注入するために樹脂が移動しなければならない距離「Ｗ」が基本的に半分割（Ｗ／２）され、これにより、樹脂が構成要素２４の側面から供給される構成と比較して、樹脂注入時間が削減される。単一の真っ直ぐな、中央に位置する注入路４０を図示した実施形態で示したが、前述したように、マニホールド（図示せず）を形成する多数の流路を使用して樹脂を分配することが可能である。
【００３１】
樹脂が注入ポート３８を通って、注入路４０を流れた結果、コールシート２６を横切って、矢印７４で表される樹脂分配媒体２５（図８に示していない）を介した樹脂の外向きの流れができる。実質的に均一な樹脂の流れの線を表している波面の輪郭が７６に示されている。樹脂流の波面７６はコールシート２６によって制御されている。図示した実施例では、孔４８の密度が高いコールシート２６の領域７５は、下層の構成要素２４の厚い部分（図示せず）を覆う一方で、孔４８の密度が低いコールシート２６の領域７７は、下層の構成要素２４の薄い部分（図示せず）を覆っている。孔４８の密度が高い領域７５には結果的に、下層の構成要素２４の対応する部分にさらに樹脂が供給される。この結果、構成要素２４の厚い領域と薄い領域に実質的に均一の割合で注入することができ、樹脂流の実質的に均一な波面７４により、詰まった領域ができるのを回避することができる。
【００３２】
面積全体の浸透性にばらつきのあるコールシート２６の使用を用いて、構成要素２４への注入パターン及び樹脂の供給をより良く制御し、選択的に変化するが、堅固な構成要素２４への樹脂の含浸を達成することが可能である。コールシートの浸透性を変化させることによって、必要な領域、例えばしばしば層のパッドアップと呼ばれる（孔あき領域７５の下の）構成要素２４の厚い領域により多くの樹脂を供給し、同じ構成要素の薄い領域、例えば下層の孔あき領域７７に少なく供給することができる。コールシート２６の孔４８の直径は、構成要素２４への樹脂の注入比率を制御するために、変化させることができる。コールシート２６の浸透性のばらつきは、望ましい注入パターンを達成するのに役立ち、例えば詰まった領域、孔隙、及び/又は樹脂が欠乏している領域等の望ましくない流れ特性を回避することができる。上記注入パターンは、孔あきパターン、及び関連の構成要素の成層を含む、コールシート２６の注入工程モデリングを通して、最適化することができる。
【００３３】
図９に、この実施例ではハット形ストリンガー８８を含む２つの部品が統合した構成要素２４に樹脂を注入するのに使用される工具の一部である有孔コールシート２６の使用を示す。構成要素２４は、ＩＭＬ工具８０の空洞８６に配置され、マンドレル８２はハット形構成要素２４の内部に配置される。コールシート２６はストリンガー８８の基部９０の上に配置され、バッグ２８は樹脂分配媒体２５及びコールシート２６の上に配置される。コールシート２６は、ストリンガー８８に実質的に滑らかなＯＭＬ表面仕上がりを付与するＯＭＬ工具として機能する。この工具の構成により、内部の工具構造に注入消耗品を一致させる必要が回避され、結果的に基部９０上に滑らかなＯＭＬ工具表面９０が得られる。コールシート２６は、空洞８６内の構成要素２４のハット部分８７の中へ十分な樹脂が注入されるように、ハット部分８７の上層の領域８５に、高い密度及び/又は直径の大きい孔４８を含むことができる。ハット部分８７への十分な樹脂の注入はまた、空洞８６の端部（図示せず）へ樹脂を導入し、これによりハット部分８７に、コールプレート２６を通して行った樹脂注入に加えて、長手方向の注入を行うことによって達成可能である。上記の構成により、シンプルな工具及びバッグ処理と消耗品のシンプルな構成を使用することが可能になる一方で、滑らかな空気力学的コール側面又はバッグ側面仕上がりを有するパーツが得られるため特に有利である。
【００３４】
次に図１０及び１１を参照すると、本発明の実施形態は図１０に示すような航空機の製造及び就航方法９２及び図１１に示すような航空機９４において、使用可能である。試作段階においては、例示の方法９２は航空機９４の仕様及び設計９６と、材料調達９８を含むことができる。製造段階においては、航空機９４の部品及びサブアセンブリの製造１００と、システム統合１０２がおこなわれる。ステップ１００の間、開示された方法及び装置を採用して、ステップ１０２において次に組み立てられる胴体部分等の複合パーツを製造することができる。そのあとに、航空機９４は、認可及び納品１０４を経て就航１０６される。顧客によって就航されている間、航空機９４には所定の整備及び保守１０８（変更、再構成、改装も含むことができる）が予定される。
【００３５】
本方法９２の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客等）によって行う又は実施することができる。この説明のために、システムインテグレータは限定しないが、任意の数の航空機メーカー、及び主要システムの下請け業者を含むことができ；第三者は限定しないが、任意の数の供給メーカー、下請け業者、及びサプライヤを含むことができ；オペレータは、航空会社、リース会社、軍部、サービス組織等であってよい。
【００３６】
図１１に示すように、例示の方法９２で製造された航空機９４は、複数のシステム１１２と内装１１４を有する機体１１０を備えることができる。開示された方法及び装置を採用して、機体１１０の一部を形成する胴体部分を製造することができる。高レベルシステム１１２の例は、一又は複数の推進システム１１６、電気システム１１８、油圧システム１２０、及び環境システム１２２が挙げられる。任意の数の他のシステムを含むことができる。航空宇宙での実施例を示したが、本発明の原理は例えば自動車産業等の他の産業分野に応用することが可能である。
【００３７】
本明細書に具現化された装置は、製造及び就航方法９２の任意の一又は複数の段階において採用することができる。例えば、製造プロセス１００に対応する部品又はサブアセンブリは、航空機９４が就航している間に製造される部品又はサブアセンブリと同じ方法で加工又は製造することができる。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、例えば、航空機９４を実質的に組立てしやすくする、又は航空機９４にかかる費用を削減することによって、製造段階１００及び１０２において用いることが可能である。同様に、一又は複数の装置の実施形態を、航空機９４が就航している間に、例えば限定しないが、整備及び保守１０８に用いることができる。
【００３８】
本発明の実施形態を特定の実例となる実施形態に関連させて説明してきたが、当然ながら特定の実施形態は説明のためであり、限定するものではなく、当業者が他の変形例を発想することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
２０ 樹脂注入装置
２２ 工具
２４ 繊維構成要素
２５ 樹脂分配媒体
２６ 有孔コールシート
２６ａ コールシートの上部
２６ｂ コールシートの底部
２８ 真空バッグ
３０ 周囲シール
３２ 消耗排出品
３４ 樹脂供給源
３６ 樹脂供給ライン
３８ 注入ポート
４０ 注入路
４２ 排出路
４４ 排出ライン
４６ 排出真空貯蔵タンク
４８ コールシートの孔
５０ テーパー形状
５２ 樹脂プラグ
５５ プラグ
５８ ＩＭＬ工具
６０ ＩＭＬ工具面
６２ ＯＭＬ工具面
７５ コールシートの領域
７６ 樹脂の波面
７７ コールシートの下層の孔あき領域
８０ ＩＭＬ工具
８２ マンドレル
８５ ハット部分の上層の領域
８６ 空洞
８７ ハット部分
８８ ストリンガー
９０ ストリンガーの基部
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、特に樹脂注入技術を使用した複合構造の製造に関し、さらに具体的には繊維構成要素全体の樹脂の流れを最適化する有孔コールシートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複合パーツを製造するためのある技術には、樹脂注入と呼ばれる工程を使用して乾燥繊維構成要素に樹脂を注入することが含まれる。この工程の一形態は真空補助樹脂注入と呼ばれ、繊維構成要素が工具上で真空バッグ処理された後で、真空化することにより、繊維構成要素を圧縮し、また構成要素全体に樹脂を引き込んで、圧縮され樹脂が注入されたパーツが作製される。
【０００３】
樹脂注入工程にはある用途において幾つかの問題が存在しうる。これらの問題のうちの一つでは、樹脂供給源から注入されている構成要素の中の樹脂の流れを制限する傾向を持ちやすい剥離層を使用する必要が生じる。別の問題は、樹脂配分媒体が樹脂を繊維構成要素の面積全体に均一に配分する傾向にあることに起因して、構成要素の面積全体の樹脂の流れの調整が難しいことに関するものである。別の問題では、例えば、流路、管、及びランナー等の樹脂供給要素を繊維構成要素以外の場所に位置づけすることにより、これらの要素が注入部分にいかなる跡も残さないようにする必要が生じる。これらの樹脂供給要素を繊維構成要素以外の場所に位置づけすることによって、樹脂の供給が制限される可能性があり、注入距離を増加させる可能性があり、注入時間が長引く可能性があると同時に、特定要素の樹脂の供給の最適化が制限される。
【０００４】
既存の樹脂注入工程に伴うさらに別の問題は、柔軟性のある剥離層と柔軟性のある樹脂配分媒体を繊維構成要素と接触させて配置する必要から生じる。この直接的な接触により、一般にバッグ側面仕上がりで知られる、パーツの表面の仕上がりが比較的粗いものとなり、これは、空気力学的表面の仕上げが要求される航空機等の、滑らかな表面仕上がりが要求される用途において許容不能であり得る。
【０００５】
複数のパーツを含む統合構成要素の注入に関連して別の問題が生じる。統合構成要素の場合には、シンプルな工具を使用する従来の注入技術において、複雑なバッグ処理及び/又は消耗品の構成が要求され、その一方で、シンプルなバッグ処理及び/又は消耗品の構成を使用する注入技術においては複雑な工具が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、繊維構成要素の領域全体の樹脂の供給の最適化を可能にすることにより、構成要素の特定領域への樹脂の供給量を制御すると同時に、剥離層の必要を除去できる、樹脂注入の方法及び装置が必要である。また、パーツに跡を残すことなく、注入される構成要素の上に直接樹脂供給のハードウェアを位置づけすることにより、工具の適応性を向上すると同時に滑らかに仕上がった硬化パーツを提供する樹脂注入装置も必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の実施形態は、繊維構成要素への正確な適合した樹脂供給を可能にし、その結果注入時間を削減しながら、同時に構成要素のバッグ側面に滑らかな空気力学的表面仕上がりを提供し、複合構成要素に対する工具の簡素化を可能にする、樹脂注入の方法及び装置を提供する。パーツの良好な注入の信頼性を向上させることが可能であり、スクラップの再補修及び修理を減らすことができる。本方法及び装置は、消耗品の積層を簡素化し、製造及び労働費用を削減することができる。繊維構成要素の異なる区域に適合した浸透性を有する注入媒体を提供することによって、開示の実施形態は、さらに広い範囲の構成要素に樹脂が注入されると同時に、内部の工具の複雑度と、消耗品の皺形成の可能性を減らすことが可能になり得る。実施形態はまた、より望ましい工具の配置を可能にすると同時に、繊維構成要素の樹脂が注入される側面のＯＭＬ表面の仕上がりを比較的滑らかにすることができ得る。実施形態は、例えば統合構成要素を有するパーツ等の複雑なパーツの樹脂注入の場合にさらなる利点を提供する。統合構成要素にバッグ処理及び消耗品のシンプルな工具及びシンプルな構成を使用して樹脂注入すると同時に、コール側面又はバッグ側面の滑らかで航空力学的な仕上がりを達成することが可能である。
【０００８】
ある実施形態によれば、繊維構成要素全体の樹脂の流れを制御するための孔を有するコールシートを含む、樹脂が注入された複合パーツを製造するための装置が提供されている。孔はテーパー状断面を有することができ、コールシートの領域上に非均一に位置していてよい。
【０００９】
別の実施形態によれば、樹脂が注入された複合パーツを製造する方法が提供されている。本方法は、繊維構成要素を工具上に配置し、構成要素の上に有孔コールシートを配置し、コールシートの複数の孔を通して構成要素に樹脂を注入することを含む。本方法はさらに、孔の分布、孔の密度又は孔のサイズを制御することによって、構成要素への注入を制御することを含むことができる。本方法はさらに、コールシートのおおむね中央の位置でコールシート上に樹脂を流すことを含む。
【００１０】
さらなる実施形態によれば、繊維構成要素の上に有孔コールシートを配置し、その後に繊維構成要素に樹脂を注入することを含む、樹脂が注入された複合パーツを製造する方法が提供されている。注入は、コールシートを使用して構成要素への樹脂の流れを制御することを含むことができる。
【００１１】
本発明はまた：
樹脂が注入された複合パーツを製造する方法であって：
樹脂が注入される構成要素の上に有孔コールシートを配置し；
構成要素に樹脂を注入し、これにはコールシートを使用して構成要素への樹脂の流れを制御することが含まれる
ことを含む方法に関する。
【００１２】
上述した方法では：
構成要素への樹脂の流れの制御は、下記：
孔の位置；
孔のサイズ；
孔の密度
のうちの少なくとも一つを選択することによって行われる。
【００１３】
上述した方法は：
構成要素及びコールシートの間に剥離層を配置する
ことをさらに含む。
【００１４】
上述した方法は：
コールシートの上に樹脂分配媒体を配置する
ことをさらに含む。
【００１５】
上述した方法は：
コールシートと構成要素の上に真空バッグを密封し；
バッグを真空化する
ことをさらに含む。
【００１６】
上述した方法は：
コールシートのおおむね中央の位置において構成要素の上に樹脂流を導入する
ことをさらに含む。
【００１７】
樹脂が注入された複合パーツを製造する方法であって：
コールシートを製造し、これには樹脂が注入される構成要素への樹脂の流れの望ましい分配に基づき、コールシートに孔を形成することが含まれ；
雄型工具上に構成要素を配置し；
構成要素の上に剥離層を配置し；
剥離層の上にコールシートを配置し；
コールシートの上に樹脂分配媒体を配置し；
工具の上に真空バッグを密封し；
バッグを真空化して、工具とコールシートの間で構成要素を圧縮し；
構成要素の上のおおむね中央の位置でバッグに樹脂流を導入し；
コールシートの孔を使用して、構成要素への樹脂の注入を最適化する
ことを含む方法。
【００１８】
樹脂が注入された複合パーツを製造する装置であって：
上に構成要素を配置する工具と；
構成要素を覆うおおむね剛性のコールシートであって、コールシートを通って構成要素の中へ流れる樹脂の望ましい分配に基づいて孔を有するコールシートと；
構成要素及びコールシートの間の剥離層と；
コールシートを覆っている樹脂分配媒体と；
工具に密封され、構成要素、剥離層、コールシート及び樹脂分配媒体の組合せを覆う真空バッグと；
樹脂の供給源と；
樹脂供給源から樹脂を供給するために、バッグを貫通し、コールシートの上のおおむね中央に位置する樹脂注入口と；
バッグを貫通する樹脂排出口
を含む装置。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】繊維構成要素の樹脂を注入する装置の断面図である。
【図２】図１に示す装置で使用されるコールシートの一部の等角図である。
【図３】図２の線３−３に沿って切り取った断面図である。
【図４】図３と同様の図であるが、構成要素の中に注入された樹脂を示す図であり、この図では樹脂がコールシートの孔の中に残っている。
【図５】図４と同様の図であるが、注入された構成要素から分離されたコールシートを示す図である。
【図６】明確にするために、パーツが部分的に分解されている樹脂注入の成層アセンブリの図である。
【図７】図６に示す成層アセンブリを使用した樹脂注入の方法のフロー図である。
【図８】適合した樹脂注入を行うために、異なる孔密度を有するコールシートを示す、樹脂注入装置の一部の平面図である。
【図９】統合構成要素への樹脂注入のための工具及び成層構成の図である。
【図１０】航空機の製造及び就航方法のフロー図である。
【図１１】航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照すると、樹脂注入装置２０は、工具２２、有孔コールシート２６で覆われた繊維構成要素２４、樹脂分配媒体２５、真空バッグ２８及び樹脂供給源３４を広く含む。本明細書で使用される「構成要素」及び「繊維構成要素」は、樹脂注入工程を使用して樹脂が注入される乾燥繊維又は（「プレフォーム」としても知られる）部分含浸繊維構成要素を指している。繊維構成要素２４は、予め形成された形状を有することができる、又は有しなくて良い。消耗排出品３２は工具２２と繊維構成要素２４の間に位置づけされており、コールシート２６は構成要素２４の上部に直接置かれている。構成要素２４を覆うバッグ２８、コールシート２６及び樹脂分配媒体２５は、周囲シール３０によって工具２２に封止される。
【００２１】
樹脂の供給源３４は、樹脂供給ライン３６によって、バッグ２８の内部の、コールシート２６の上のおおむね中央に位置する注入ポート３８に連結される。供給源３４からの樹脂は、注入ポート３８を通ってバッグ２８の中に導入され、注入路４０と分配媒体２５を通って、コールシート２６全体、そして外へと流れる。過剰な樹脂は排出路４２、消耗排出品３２及び排出口（図１に図示せず）を通ってバッグ２８から除去され、排出口では排出ライン４４を通って排出真空貯蔵タンク４６に引き込まれる。コールシート２６上の注入ポート３８及び注入路４０の中央への位置づけは、最初の樹脂３４の分配制御、及び樹脂３４がコールシート２６の上を流れる際の樹脂３４の波面７６の形成（図８）に役立つ。有孔コールシート２６によって可能となった、樹脂３４の構成要素２４の上での最初の分配を制御する能力、及び構成要素２４の適合注入により、硬化パーツの繊維体積率の変化を減らすことができ、したがってパーツの品質が向上する。
【００２２】
注入ポート３８及び注入路４０は、分配媒体２５及びコールシート２６の上部に直接置かれている。他の実施形態では、注入ポート３８及び注入路４０はコールシート２６の上部の他の位置に位置していてよい。さらに別の実施形態では、一又は複数のマニホールド（図示せず）を注入ポート３８に連結させて、樹脂をコールシート２６の異なる箇所に分配することができる。有孔コールシート２６の相対剛性により、パーツに大きな跡を残さずに、構成要素２４の上に直接、樹脂供給ハードウェア、すなわち注入ポート３８及び注入路４０を配置することが可能になる。一般に、コールシート２６の上の中央に注入ポート３８及び注入路４０を位置づけすることで、注入時間を最小限に抑えることが可能である。有孔コールシート２６は、流れを制限する剥離層（図示せず）を使用する必要を除去することができ、孔密度を変化させて、構成要素２４の特定領域に供給される樹脂の量を変える能力によって、構成要素への樹脂の供給を最適化することができる。しかしながら、ある用途においては、注入された構成要素２４の望ましい表面仕上がりを得るために、剥離層（図示せず）をコールシート２６と構成要素２４の間に配置することができる。
【００２３】
ここで図１及び２の両方を参照すると、コールシート２６は例えば非限定的に、表面仕上がりが用途に合っているステンレス鋼又はアルミニウム等の、任意の比較的硬いシート材料でできていてよい。コールシート２６の表面仕上がりが実質的に構成要素２４に付与されるため、注入された構成要素２４の表面仕上がりが比較的滑らかであることが望ましいところでは、コールシート２６の表面仕上がりも比較的滑らかであるべきである。ある典型的な用途では、コールシート２６の厚さは約０．８〜２ｍｍであってよいが、特定の用途及び製造要件にあった他の任意の厚さを有していて良い。ある用途では、下記の理由により、コールシート２６には、複合物の熱膨張係数とは実質的に異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料を選択することが望ましい場合がある。
【００２４】
コールシート２６は、最終的なパーツ形状と一致する平坦及び湾曲形状を含む任意の形状に形成することができ、また変形することにより工具２２の形状に一致する能力を有することができ、これには工程中の真空下での変形が含まれる。コールシート２６は、多数の孔４８を有しており、これを通って樹脂がコールシート２６の上部２６ａから、媒体２５によって分配されて、コールシート２６の底部２６ｂと対面接触している構成要素２４の中へ流れることができる。コールシート２６の孔４８の数、サイズ、密度、位置及び分布は、構成要素２４の構成、形状及び厚さの変化に依存して変わり得る。良好な結果をもたらすある実際的な実施形態では、例えば非限定的に、約１５〜２５ｍｍの間隔を空けて配置された孔４８は約１．５〜２．５ｍｍの直径を有することができる。良好な結果をもたらす別の実際的な実施形態では、互いに約４ｍｍの間隔を置いて配置され得る孔４８は約０．５ｍｍの直径を有し得る。
【００２５】
下に更に詳しく説明するように、コールシート２６の孔４８のパターン及び分布は、下層の構成要素２４の樹脂供給要件に合うように、比較的密度が高いものから比較的密度が低いものまで変化し得る。実際に、コールシート２６の幾つかの領域（図示せず）には孔４８がなくてもよく、これにより下層の構成要素２４が上からの活発な樹脂の供給を必要としないところでは、不浸透性である。孔４８の数及び直径はまた少なくとも一部では、樹脂の粘度によっても変化し得る。
【００２６】
図３を参照すると、孔４８はコールシート２６を部分的に又は完全に貫通して延び得るテーパー形状５０を有していてよい。図４は、注入工程及び硬化の後で、コールシート２６の上部の分配媒体２５を満たし、完全にテーパー状になった孔４８を通過して、孔４８を樹脂５２で満たした樹脂５２を示す。図５を参照すると、樹脂５２の硬化後に、矢印５６で示すように、コールシート２６は硬化された構成要素２４から離れるように分離し、その結果、硬化樹脂プラグ５５が孔５２の中に残される。テーパー形状５０のために、樹脂分配媒体２５がコールシート２６の上部から剥がされる時に、プラグ５５をコールシート２６から取り除くことができる。テーパー形状５０が孔４８の全深を通して延びている図示した実施形態では、プラグ５２を構成要素２４の表面２４ａからきれいに剥がすことができ、実質的に跡がない実質的に滑らかな表面２４ａが残る。コールシート２６のＣＴＥが複合物５２のＣＴＥと大幅に異なる用途では、硬化後に冷却中のコールシート２６の縮小により、樹脂プラグ５２が下層の硬化された構成要素２４からせん断される結果となり、コールシート２６が硬化された構成要素２４から分離しやすくなる。
【００２７】
ここで、湾曲したコールシート２６がＩＭＬ（内側モールド線）工具面６０を有するＩＭＬ工具５８と組み合わせて使用される、別の工具構成を示す図６に注目する。この実施例では、構成要素２４はコールシート２６とＩＭＬ工具面６０の間に配置される。樹脂注入の注入口／排出口と、結合路は、説明を簡略化するために図６には示していない。樹脂分配媒体２５及び真空バッグ２８はコールシート２６の上に配置される。図に示していないが、バッグ２８はその周囲を工具５８に密封（図示せず）されている。この実施例では、バッグ２８に導入された樹脂が、分配媒体２５によってコールシート２６全体に分配され、コールシート２６の孔４８を通過し、繊維構成要素２４に注入される。バッグ２８は、コールシート２６によって画定されたＩＭＬ工具面６０及びＯＭＬ工具面６２の間で構成要素２４を圧縮する。この構成により、実質的に滑らかなＩＭＬ及びＯＭＬ表面仕上がりを有する完成パーツが得られる一方で、工具５８と構成要素２４の間の消耗品の必要、及び複雑な雌工具の必要が回避される。比較的滑らかなＩＭＬ及びＯＭＬ表面仕上がりがパーツに残ることにより、パーツ硬化後のさらなる表面仕上げ作業の必要が減る又は除去される。
【００２８】
図７は、上述した有孔コールシート２６を使用した樹脂注入方法のステップを示す。６４で開始し、繊維構成要素２４は例えば図６に示すような工具５８の上に配置される。次に６６において、有孔コールシート２６及び樹脂分配媒体２５は繊維構成要素２４の上に配置される。真空バッグ２８が次に媒体２５、コールシート２６及び工具５８の上に配置される。６９において、バッグ２８が真空化され、構成要素２４が圧縮及び強化される。最後に、ステップ７０において、有孔コールシート２６を通して乾燥構成要素２４に樹脂が注入される。
【００２９】
ここで、コールシート２６の相対浸透率がコールシート２６の特定領域において異なる有孔コールシート２６を示す図８に注目する。この浸透率の差は、孔４８のサイズ及び／又は孔４８の密度を変えることによって得られる。図８に示す実施例では、コールシート２６のパターン化された領域７５の孔の密度は、コールシート２６の他の領域７７の孔の密度よりも高い。この密度の変化により、コールシート２６の浸透性が変化し、コールシート２６を通して下層の乾燥構成要素２４（図８に図示せず）に供給された樹脂の注入パターンをより良く制御することが可能になる。図面に示していないが、コールシート２６は、構成要素２４が活発な樹脂の供給を必要としないところには、全く孔を含まない領域を有することができる。
【００３０】
図８はまた、コールシート２６の上部及びコールシート２６の深さ「Ｗ」全体のおおよそ中間に位置する注入ポート３８及び注入路４０も示す。注入ポート３８及び注入路４０のこの中央への位置決めにより、構成要素２４に注入するために樹脂が移動しなければならない距離「Ｗ」が基本的に半分割（Ｗ／２）され、これにより、樹脂が構成要素２４の側面から供給される構成と比較して、樹脂注入時間が削減される。単一の真っ直ぐな、中央に位置する注入路４０を図示した実施形態で示したが、前述したように、マニホールド（図示せず）を形成する多数の流路を使用して樹脂を分配することが可能である。
【００３１】
樹脂が注入ポート３８を通って、注入路４０を流れた結果、コールシート２６を横切って、矢印７４で表される樹脂分配媒体２５（図８に示していない）を介した樹脂の外向きの流れができる。実質的に均一な樹脂の流れの線を表している波面の輪郭が７６に示されている。樹脂流の波面７６はコールシート２６によって制御されている。図示した実施例では、孔４８の密度が高いコールシート２６の領域７５は、下層の構成要素２４の厚い部分（図示せず）を覆う一方で、孔４８の密度が低いコールシート２６の領域７７は、下層の構成要素２４の薄い部分（図示せず）を覆っている。孔４８の密度が高い領域７５には結果的に、下層の構成要素２４の対応する部分にさらに樹脂が供給される。この結果、構成要素２４の厚い領域と薄い領域に実質的に均一の割合で注入することができ、樹脂流の実質的に均一な波面７４により、詰まった領域ができるのを回避することができる。
【００３２】
面積全体の浸透性にばらつきのあるコールシート２６の使用を用いて、構成要素２４への注入パターン及び樹脂の供給をより良く制御し、選択的に変化するが、堅固な構成要素２４への樹脂の含浸を達成することが可能である。コールシートの浸透性を変化させることによって、必要な領域、例えばしばしば層のパッドアップと呼ばれる（孔あき領域７５の下の）構成要素２４の厚い領域により多くの樹脂を供給し、同じ構成要素の薄い領域、例えば下層の孔あき領域７７に少なく供給することができる。コールシート２６の孔４８の直径は、構成要素２４への樹脂の注入比率を制御するために、変化させることができる。コールシート２６の浸透性のばらつきは、望ましい注入パターンを達成するのに役立ち、例えば詰まった領域、孔隙、及び/又は樹脂が欠乏している領域等の望ましくない流れ特性を回避することができる。上記注入パターンは、孔あきパターン、及び関連の構成要素の成層を含む、コールシート２６の注入工程モデリングを通して、最適化することができる。
【００３３】
図９に、この実施例ではハット形ストリンガー８８を含む２つの部品が統合した構成要素２４に樹脂を注入するのに使用される工具の一部である有孔コールシート２６の使用を示す。構成要素２４は、ＩＭＬ工具８０の空洞８６に配置され、マンドレル８２はハット形構成要素２４の内部に配置される。コールシート２６はストリンガー８８の基部９０の上に配置され、バッグ２８は樹脂分配媒体２５及びコールシート２６の上に配置される。コールシート２６は、ストリンガー８８に実質的に滑らかなＯＭＬ表面仕上がりを付与するＯＭＬ工具として機能する。この工具の構成により、内部の工具構造に注入消耗品を一致させる必要が回避され、結果的に基部９０上に滑らかなＯＭＬ工具表面９０が得られる。コールシート２６は、空洞８６内の構成要素２４のハット部分８７の中へ十分な樹脂が注入されるように、ハット部分８７の上層の領域８５に、高い密度及び/又は直径の大きい孔４８を含むことができる。ハット部分８７への十分な樹脂の注入はまた、空洞８６の端部（図示せず）へ樹脂を導入し、これによりハット部分８７に、コールプレート２６を通して行った樹脂注入に加えて、長手方向の注入を行うことによって達成可能である。上記の構成により、シンプルな工具及びバッグ処理と消耗品のシンプルな構成を使用することが可能になる一方で、滑らかな空気力学的コール側面又はバッグ側面仕上がりを有するパーツが得られるため特に有利である。
【００３４】
次に図１０及び１１を参照すると、本発明の実施形態は図１０に示すような航空機の製造及び就航方法９２及び図１１に示すような航空機９４において、使用可能である。試作段階においては、例示の方法９２は航空機９４の仕様及び設計９６と、材料調達９８を含むことができる。製造段階においては、航空機９４の部品及びサブアセンブリの製造１００と、システム統合１０２がおこなわれる。ステップ１００の間、開示された方法及び装置を採用して、ステップ１０２において次に組み立てられる胴体部分等の複合パーツを製造することができる。そのあとに、航空機９４は、認可及び納品１０４を経て就航１０６される。顧客によって就航されている間、航空機９４には所定の整備及び保守１０８（変更、再構成、改装も含むことができる）が予定される。
【００３５】
本方法９２の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客等）によって行う又は実施することができる。この説明のために、システムインテグレータは限定しないが、任意の数の航空機メーカー、及び主要システムの下請け業者を含むことができ；第三者は限定しないが、任意の数の供給メーカー、下請け業者、及びサプライヤを含むことができ；オペレータは、航空会社、リース会社、軍部、サービス組織等であってよい。
【００３６】
図１１に示すように、例示の方法９２で製造された航空機９４は、複数のシステム１１２と内装１１４を有する機体１１０を備えることができる。開示された方法及び装置を採用して、機体１１０の一部を形成する胴体部分を製造することができる。高レベルシステム１１２の例は、一又は複数の推進システム１１６、電気システム１１８、油圧システム１２０、及び環境システム１２２が挙げられる。任意の数の他のシステムを含むことができる。航空宇宙での実施例を示したが、本発明の原理は例えば自動車産業等の他の産業分野に応用することが可能である。
【００３７】
本明細書に具現化された装置は、製造及び就航方法９２の任意の一又は複数の段階において採用することができる。例えば、製造プロセス１００に対応する部品又はサブアセンブリは、航空機９４が就航している間に製造される部品又はサブアセンブリと同じ方法で加工又は製造することができる。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、例えば、航空機９４を実質的に組立てしやすくする、又は航空機９４にかかる費用を削減することによって、製造段階１００及び１０２において用いることが可能である。同様に、一又は複数の装置の実施形態を、航空機９４が就航している間に、例えば限定しないが、整備及び保守１０８に用いることができる。
【００３８】
本発明の実施形態を特定の実例となる実施形態に関連させて説明してきたが、当然ながら特定の実施形態は説明のためであり、限定するものではなく、当業者が他の変形例を発想することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
２０ 樹脂注入装置
２２ 工具
２４ 繊維構成要素
２５ 樹脂分配媒体
２６ 有孔コールシート
２６ａ コールシートの上部
２６ｂ コールシートの底部
２８ 真空バッグ
３０ 周囲シール
３２ 消耗排出品
３４ 樹脂供給源
３６ 樹脂供給ライン
３８ 注入ポート
４０ 注入路
４２ 排出路
４４ 排出ライン
４６ 排出真空貯蔵タンク
４８ コールシートの孔
５０ テーパー形状
５２ 樹脂プラグ
５５ プラグ
５８ ＩＭＬ工具
６０ ＩＭＬ工具面
６２ ＯＭＬ工具面
７５ コールシートの領域
７６ 樹脂の波面
７７ コールシートの下層の孔あき領域
８０ ＩＭＬ工具
８２ マンドレル
８５ ハット部分の上層の領域
８６ 空洞
８７ ハット部分
８８ ストリンガー
９０ ストリンガーの基部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂が注入された複合パーツを製造する装置であって：
樹脂を注入している間に、構成要素全体の樹脂の流れを制御するための孔を有するコールシート
を含む装置。
【請求項２】
孔がテーパー状断面を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
孔がコールシートの領域の上に不均一に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
コールシートがおおむね剛性である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
コールシートの幾つかの領域の孔の密度が、コールシートの他の領域よりも高い、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
幾つかの孔のサイズが他の孔よりも大きい、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
樹脂をコールシート全体に分配するための、コールシートを覆う樹脂分配媒体をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
構成要素及びコールシートの間に剥離層をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
樹脂が注入された複合パーツを製造する方法であって：
繊維構成要素を工具上に配置し；
有孔コールシートを構成要素上に配置し；
コールシートの孔を通して構成要素に樹脂を注入する
ことを含む方法。
【請求項１０】
コールシートの領域全体の孔の分布、
コールシートの領域全体の孔の密度、及び
孔のサイズ
のうちの少なくとも一つを制御することによって、構成要素への注入を制御することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
コールシートと構成要素の間に剥離層を配置することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
コールシートの上に樹脂分配媒体を配置することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
コールシートのおおむね中央の位置において、コールシートの上に樹脂を流す
ことをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
コールシートを使用して構成要素の中の樹脂の流れを制御する
ことをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１】
樹脂が注入された複合パーツを製造する装置であって：
樹脂を注入している間に、構成要素全体の樹脂の流れを制御するための孔を有するコールシート
を含む装置。
【請求項２】
孔がテーパー状断面を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
孔がコールシートの領域の上に不均一に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
コールシートがおおむね剛性である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
コールシートの幾つかの領域の孔の密度が、コールシートの他の領域よりも高い、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
幾つかの孔のサイズが他の孔よりも大きい、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
樹脂をコールシート全体に分配するための、コールシートを覆う樹脂分配媒体をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
構成要素及びコールシートの間に剥離層をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
樹脂が注入された複合パーツを製造する方法であって：
繊維構成要素を工具上に配置し；
有孔コールシートを構成要素上に配置し；
コールシートの孔を通して構成要素に樹脂を注入する
ことを含む方法。
【請求項１０】
コールシートの領域全体の孔の分布、
コールシートの領域全体の孔の密度、及び
孔のサイズ
のうちの少なくとも一つを制御することによって、構成要素への注入を制御することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
コールシートと構成要素の間に剥離層を配置することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
コールシートの上に樹脂分配媒体を配置することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
コールシートのおおむね中央の位置において、コールシートの上に樹脂を流す
ことをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
コールシートを使用して構成要素の中の樹脂の流れを制御する
ことをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１０１５３６（Ｐ２０１２−１０１５３６Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２３８９２９（Ｐ２０１１−２３８９２９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８９２９（Ｐ２０１１−２３８９２９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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