(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化用繊維のレイアップを作製する方法であって、該方法は、
マンドレルツール支持体のスピンドルであって、長手軸（Ｌ）の周りに回転可能なスピンドルに強化用繊維のためのレイアップ表面を有する表面板を前記スピンドルの外面の少なくとも一部を覆うように取り付けることと、
剛性および重心に関して取り付けられた前記表面板をカウンターバランスすること
を含む方法。
【請求項２】
前記カウンターバランスすることは、前記スピンドルにスペーサとともに重りを取り付けることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記カウンターバランスすることは、前記表面板上に前記強化用繊維を堆積する機械の能力の範囲内で、回転平衡を確実にするために平衡条件が満たされていることを検証することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スピンドルおよび取り付けられた表面板が移動式カート上でカウンターバランスされる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記レイアップ表面上に強化用繊維を堆積しながら、前記取り付けられた表面板を回転させることをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
部品レイアップの後に、回転機から前記スピンドルを取り外すことと、前記スピンドルを、前記取り付けられた表面板およびレイアップとともに、硬化セクションへ運搬することとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記スピンドルから前記表面板を取り外すことと、異なるレイアップ構成を有する第２の表面板を取り付けることと、前記第２の表面板をカウンターバランスすることとをさらに含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
マンドレルツール支持体のスピンドルであって、長手軸（Ｌ）の周りに回転可能な単一のスピンドルを使用して、強化用繊維の種々のレイアップを形成することを含む方法であって、各レイアップを形成することは、前記スピンドルに対応する表面板を前記スピンドルの外面の少なくとも一部を覆うように取り付けることと、および前記取り付けられた表面板をカウンターバランスすることとを含む、方法。
【請求項９】
前記表面板上に前記強化用繊維を堆積しながら、前記スピンドルを回転させることをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
部品レイアップの後に、前記マンドレルツール支持体から前記スピンドルを取り外すことと、前記スピンドルを、前記取り付けられた表面板およびレイアップとともに、硬化セクションへ運搬することとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記カウンターバランスすることは、前記スピンドルにスペーサとともに重りを取り付けることと、前記表面板上に前記強化用繊維を堆積する機械の能力の範囲内で、回転平衡を確実にするために平衡条件が満たされていることを検証することとを含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
複合材料の種々のレイアップを作製する装置であって、該装置は、
マンドレルツール支持体のスピンドルであって、取付点を有し、長手軸（Ｌ）の周りに回転可能なスピンドルと、
種々のレイアウト構成を有する複数の表面板であって、前記取付点に各表面板が機械的に前記スピンドルの外面の少なくとも一部を覆うように締結可能な、複数の表面板と、
前記スピンドルに機械的に締結された前記表面板をカウンターバランスする手段と
を含む装置。
【請求項１３】
前記スピンドルが可変な長さを有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記スピンドルに取り付けられた前記表面板の前記レイアップ表面上に強化用繊維を堆積する機械をさらに含む、請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記カウンターバランスする手段が重りとスペーサを含む、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
商業用航空機は、鳥の衝突、地上支援設備、異物片、霰、および他の予想外の出来事によって損傷することがある。これらの出来事は、航空機の外板に穴や亀裂を生み出し、下層の補剛下部構造（例えば、フレーム、補剛材、およびパッドアップ）を損傷させうる。例えば、航空機の機首操縦席セクションは、鳥の衝突によって損傷する可能性があり、下部ローブは、前脚の倒壊によって損傷する可能性があり、中間セクションのドア周りは、地上支援設備との衝突によって損傷する可能性があり、後端セクションの下部ローブは、尾部の衝突によって損傷する可能性がある、等である。
【０００２】
できるだけ速やかに、損傷した航空機を修理してその航空機を業務に戻すことが重要である。遊休航空機は収入減をもたらすので、ダウン時間は航空会社にとって非常に大きなコスト要因となる。
【０００３】
パネル化されたアルミニウム製の航空機の修理は、比較的容易である。損傷したパネルおよび下層の下部構造は、航空機から取り外されて、交換される。パネルが入手可能であれば、比較的速やかに修理を実行することができる。
【０００４】
複合材商業用航空機の修理は、特に一体形構成部品の広範囲修理では、あまり容易ではない。ここで、幾つかの一体形複合材樽形セクションで構成された胴体について考察する。各樽形セクションは、外板、フープフレーム、および補剛材（例えば、ストリンガ）を含む。補剛材は、（製作中に共硬化することによって）外板と一体化させてもよい。フープフレームは、外板に機械的に締結させてもよい。胴体セクションの広範囲が損傷した場合、樽形セクション全体を取り外して交換することは、極めて高額になり、生産に悪影響を及ぼし、時間を消費することになる。
【０００５】
一体形複合材航空機構成部品の広範囲修理のためのインフラストラクチャーが必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書の一実施形態によれば、強化用繊維のレイアップを作製する方法は、マンドレルツール支持体のスピンドルに強化用繊維のためのレイアップ表面を有する表面板を取り付けることと、取り付けられた表面板を剛性および重心に関してカウンターバランスすることとを含む。
【０００７】
本明細書の別の実施形態によれば、方法はマンドレルツール支持体の単一のスピンドルを使用して強化用繊維の種々のレイアップを形成することを含み、各レイアップを形成することは、対応する表面板をスピンドルに取り付けることと、取り付けられた表面板をカウンターバランスすることとを含む。
【０００８】
本明細書の別の実施形態によれば、複合材料の種々のレイアップを作製する装置は、スピンドルと、種々のレイアウト構成を有する複数の表面板とを含む。各表面板は、スピンドル上の取付点に機械的に締結可能である。該装置は、スピンドルに機械的に締結される表面板をカウンターバランスする手段をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、回転式マンドレルツール支持体のスピンドルに取り付けられた種々の表面板を示したものである。
【図２】図２は、回転式マンドレルツール支持体のスピンドルに取り付けられた種々の表面板を示したものである。
【図３ａ】図３ａは、カウンターバランスを有するスピンドルを示したものである。
【図３ｂ】図３ｂは、カウンターバランスを有するスピンドルを示したものである。
【図４】図４は、カウンターバランス中にスピンドルを支持するカートを示したものである。
【図５】図５は、回転式マンドレルツール支持体の例を示したものである。
【図６】図６は、マンドレルツール支持体を使用して、複合部品を製作する方法を示したものである。
【図７】図７は、複合材胴体を含む航空機を示したものである。
【図８】図８は、胴体の複合材樽形セクションの、外板および下層の補剛下部構造を示したものである。
【図９】図９は、一体形胴体樽形部の損傷範囲を示したものである。
【図１０】図１０は、ボルト添接部を介して外板パネルに取り付けられた交換用パネルを示したものである。
【図１１】図１１は、航空機の損傷した一体形複合材構成部品を修理する方法を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
回転式マンドレルツール支持体は、母材に埋め込まれた強化用繊維の層またはプライで作られた複合部品の製造に使用されうる。複合材の一例は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）であり、その構成要素は、エポキシ母材に埋め込まれた炭素繊維を含む。製造中、強化用繊維がマンドレルツールのレイアップ表面に堆積されると同時に、支持体がマンドレルツールを回転させるのに使用される。繊維は、自動テープ積層（ＡＴＬ）機または自動繊維配置（ＡＦＰ）機によって堆積されるか、または手動で堆積されうる。完全な織物プライもレイアップに組み込まれうる。これらの完全なプライは、手動または自動で配置されうる。例えば、レイアップは、初期織物プライおよび最終織物プライを含みうる。
【００１１】
本明細書のマンドレルツールは、レイアップ表面を提供する表面板を含む。表面板は、その厚さを通じて一体的な補剛を有することができ、または、補剛のための裏当て支持体を有することができる。表面板は、金属（例えば、不変鋼、鋼、アルミニウム）、複合材料、または混成材料でありうる。
【００１２】
ここで図１を参照するが、図１は、スピンドル１２０を含む回転式支持体１１０を示す。スピンドル１２０は、その長手軸（Ｌ）周りで回転可能である。スピンドル１２０は、いかなる特定の幾何形状にも限定されない。スピンドルの幾何形状の例には、限定はされないが、円筒、直角プリズム、および非直角断面を有するプリズムが含まれる。
【００１３】
スピンドル１２０は、ツーリング表面板１４０のある範囲を取り付けるための取付点１３０を有する。種々の表面板１４０は、種々の直径、長さ、レイアップの表面輪郭、弧の長さ、半径、重さ、等を有することができる。
【００１４】
図１では、２つの取付点１３０が示されている。追加の取付点１３０の対をスピンドル１２０の長さに沿って設けることができる。
【００１５】
図１で示された表面板１４０は、スピンドル１２０とおおよそ同じ直径を有する。これは、スピンドル１２０に直接取り付けられうる。例えば、スピンドルの直径は３フィートであり、表面板の有効直径は、表面板１４０上の５インチの補剛構造を伴って、４フィートである。この例では、表面板１４０はスピンドル１２０に直接取り付けられうる。
【００１６】
図２では、スピンドル１２０よりも大きい直径を有する表面板２４０が示されている。表面板２４０をスピンドル１２０上の取付点１３０に取り付けるために、アダプタ下部構造２５０が使用される。アダプタ下部構造２５０は、スピンドルの直径および表面板１４０の相対的な直径に従って大きさが決定されるプレートやチューブなどの要素を含みうる。
【００１７】
表面板１４０は、回転式自動繊維配置またはテープレイダウン操作に適切な配向にある。表面板１４０は、スピンドル１２０から間隔を開けて配置されうる。一般的に、円筒状または円形の幾何形状の場合、表面板１４０は、その半径と同一の、スピンドル１２０の中心からの中心線距離に位置し、機械運動を促進する。表面板１４０は、スピンドル１２０の外面よりも大きい場合、スピンドル１２０から間隔を開けて配置される。
【００１８】
幾つかの実施形態では、取付点１３０は、スピンドル１２０上に、貫通穴を有するタブ、またはねじ穴を有するタブを含みうる。表面板１４０は、スピンドル１２０に（例えば、ボルトまたはピンによって機械的に）直接締結することができる、類似した一連の取付点またはタブを利用しうる。機械的な締結により、表面板１４０を、スピンドル１２０に対して容易に取り付けおよび取り外しすることが可能になる。
【００１９】
ここで、図３ａおよび３ｂを参照する。回転式支持体１１０は、取り付けられた表面板を適合させるのに剛性および支持平衡条件（例えば、重心）を調節するための、調節可能なカウンターバランスシステムをさらに含む。カウンターバランス重り３１０は、取付プレート３２０を介して、スピンドル１２０に付加および取り外し可能である。スペーサ３３０は、重り３１０と取付プレート３２０との間に位置しうる。スペーサ３３０は、モーメントを付加するために、スピンドル１２０の中心から重り３１０までの距離を増大させるのに使用されうる。カウンターバランスに対する検討事項には、ツール／レイアップの重さ、スピンドルの長さ、スピンドル１２０上の表面板の位置、およびスピンドルの振れが含まれる。
【００２０】
カウンターバランスの実施に先立って、表面板２４０およびアダプタ下部構造２５０の重量中心（図３ｂに破線で示されている）を判定することができる。重心は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアで判定することができる。次いで、重り３１０、プレート３２０、およびスペーサ３３０に対して、重心を計算することができる。これらの計算から、重り３１０、プレート３２０、およびスペーサ３３０の量ならびに位置を見積もることができる。
【００２１】
カウンターバランスが実施されている間、スピンドル１２０を支持する方法が幾つかある。１つの実施例では、スピンドル１２０は、ＡＴＬ機またはＡＦＰ機の主軸台と心押台との間で回転される。重り３１０の位置が調整されることにより、最小限の力でスピンドル１２０の回転を開始し、その後、スピンドル１２０を不均衡なく自由に回転させることができる。平衡条件は、ＡＴＬ機またはＡＦＰ機の能力の範囲内で回転平衡を確実にするために検証される。
【００２２】
ここで、第２の実地例を示す図４を参照する。スピンドル１２０は、カウンターバランスが実施されている間、カート４１０によって支持される。カート４１０は、カウンターバランス中にスピンドル１２０を回転させるための主軸台４２０および心押台４３０を含む。カート４１０は幾つかの利点を提供するが、それらは以下で述べられる。
【００２３】
ここで図５を参照するが、図５では、ＡＦＰ機の主軸台５２０、心押台５３０によって支持される回転式支持体５１０の実施例が示されている。回転式支持体５１０は、ボルト取付プレート５６０によって回転フェースプレート５４０に着脱可能に取り付けられうる、スピンドル５５０を含む。主軸台５２０および心押台５３０は、スピンドル１２０、取り付けられた表面板５００、カウンターバランス重り（図示せず）、およびＡＦＰ機によって取り付けられた強化用繊維の重量を支持する。主軸台５２０および心押台５３０は、スピンドル５５０を回転させるのに必要なトルクをさらに提供する。
【００２４】
スピンドル５５０は、スピンドルの長さを変更するための長さ調整機構５７０を有しうる。例えば、長さ調整機構５７０は、伸縮機構を含むか、または、所望の長さを達成するために付加もしくは取り外される、スペーサもしくはセグメントを含みうる。スピンドルの長さは、作業エンベロープの大きさ（すなわち、主軸台５２０と心押台５３０との間の距離）に応じて、種々の長さの表面板に適合するように調節することができる。幾つかの実施形態では、ＡＦＰ作業エンベロープは、約１０フィートから５０フィートの範囲に及びうる。
【００２５】
幾つかの実施形態では、本明細書のスピンドルは、長さ調整機構を有しない。その代わりに、該スピンドルは、ＡＦＰ作業エンベロープに応じた最大の長さで固定されうる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、スピンドル５５０は、回転フェースプレート５４０の回転中心をピックアップするシンプルな機構を用いて、容易に取り外しおよび再取り付けすることができる。幾つかの実施形態では、スピンドル５５０は、オーバーヘッドクレーン（例えば、天井クレーン、ポータブルガントリークレーン、ジブクレーン）または（スプレッダーバーを用いて（一点吊り、または両端での二点吊りで）上から持ち上げることができる。他の実施形態では、スピンドル５５０は、荷重伝達が可能な台車またはカートを用いて、下から持ち上げることができる。
【００２７】
本明細書の回転式支持体により、単一のスピンドルを広範囲の種々の表面板に対して使用することが可能になる。同様に、種々の表面板が使用できることにより、広範囲のレイアップサイズが可能になる。例えば、レイアップは、３フィート×３フィートから４２フィート×２０フィート以上までの範囲に及びうる。有利には、種々のサイズおよび／または輪郭のレイアップは、表面板を交換して機械の平衡条件を満たすように剛性および重心に関するカウンターバランスを実施するだけで、作成することができる。
【００２８】
図６は、回転式マンドレルツールを使用して種々の複合レイアップを作製する方法を示したものである。ブロック６１０において、スピンドルの長さが調整される。ブロック６２０において、表面板が取付点を介してスピンドルに取り付けられる。
【００２９】
ブロック６３０において、表面板が剛性と重心に関してカウンターバランスされ、強化用繊維を堆積する機械に関連して支持体の平衡条件が満たされる。ここで、ＡＦＰ機について考察する。回転アセンブリ全体（スピンドル、スペーサ、および取り付けられた表面板を含む）の典型的な固有振動数は、約２−８Ｈｚである。必要最小限の固有振動数は、典型的には、ＡＦＰ製造業者によって提供される。典型的なＡＦＰ回転速度は、比較的遅く、３−９ｒｐｍとなるが、直径の長さに応じて、典型的に３０００インチ／分以下のＡＦＰレイダウンを伴う、約５０−５０００インチ／分程度の表面運動がもたらされる。アセンブリ（スピンドル、取付点、カウンターバランス重り、表面板）の総重量は、ＡＦＰ機の許容限度内に入る（例えば、５０、０００−２００、０００ｌｂｓ）。
【００３０】
カウンターバランスにより、ＡＦＰ機のトルク能力に適合する適切な平衡が可能になる。平衡を失ったツールは、的確に位置決めすることが難しく、モーターのチューニング上の課題または回転中に好ましくない振動が生じうる。カウンターバランス調整は、ツールをおよそ中心で平衡させるために実行され、それにより、振動が最小限に抑えられ、ＡＦＰ機の限度内で操作できるようになる。
【００３１】
カウンターバランスにより、適切な剛性がもたらされ、回転アセンブリ全体（スピンドル、スペーサ、取り付けられた表面板を含む）の振れが最小限となる。剛性が十分でないと、トウ配置をする間、位置決めに誤差が生じることがある。例えば、剛性が十分でないと、スピンドルの中間点に対して予測される最大限の振れにより、たわむ結果となることがある。
【００３２】
ブロック６４０において、複合部品のための複合材料は、表面板が回転するにつれて、表面板のレイアップ表面にレイアップされる。繊維のレイアップは、自動（例えば、ＡＦＰまたはＡＦＬによって）または手動で実行されうる。次いで、当て板が部品レイアップに配置されうる。典型的な自動繊維配置材料には、１／８インチ、１／４インチ、および１／２インチの、典型的な幅の材料が使用されうる。ハンドレイアップおよび自動テープレイアップには、３インチ、６インチ、および１２インチの、より幅広のテープが使用されうる。自動レイアップを実施する機械は、専用の機械であるか、または、エンドエフェクタ位置決めシステムによって移動されるエンドエフェクタでありうる。
【００３３】
ブロック６５０において、レイアップはバギングされ、硬化セクションに移される。幾つかの実施形態では、レイアップを表面板にバギングすることができ、スピンドルを主軸台および心押台から取り外すことができ、そしてスピンドル全体および表面板を硬化するためにオートクレーブまたはオーブンに移動させることができる。スピンドルは、カート４１０などの個別の支持具で取り外しうる。カート４１０は、オートクレーブの温度および圧力に耐えることができる。
【００３４】
他の実施形態では、表面板はスピンドルから取り外すことができ、レイアップは表面板にバギングすることができ、表面板は硬化セクションに移動される。表面板は、オートクレーブ定格の台車またはテーブルによって運搬されうる。
【００３５】
ブロック６６０において、部品のための複合材料は、硬化セクションで硬化される。例えば、硬化は、（部品に対して選択された複合材料システムに応じて）オートクレーブ硬化、オーブン硬化、またはオートクレーブ外硬化であってもよい。ブロック６７０において、硬化された部品の機械加工（例えば、トリミングおよび穴あけ）が実施される。
【００３６】
ブロック６８０において、トリミングおよび穴あけに続いて、仕上がった部品が表面板から取り外される。比較的大きな部品は、持ち上げ治具を用いて取り外すことができる。仕上がった部品は、超音波検査を可能にするために、ＮＤＩ設備上に配置される。
【００３７】
ブロック６９０において、表面板がスピンドルから取り外され、そして新しい部品用の表面板がスピンドルに取り付けられる（ブロック６２０）。ブロック６３０から６８０における機能が繰り返されて、新しい部品が製作される。
【００３８】
本明細書の回転支持体は、新しい種類の商業用航空機を修理するのに特に有用である。この新しい種類の航空機は、複合材料で作られた大型の一体形セクションを含む。
【００３９】
図７を参照すると、複合体航空機７００の例が示されている。航空機７００は、概して、胴体７１０、翼アセンブリ７２０、および尾部７３０を備える。一または複数の推進ユニット７４０は、胴体７１０、翼アセンブリ７２０、または航空機７００の他の部分に連結される。着陸装置アセンブリ７５０は、胴体７１０に連結される。
【００４０】
幾つかの実施形態では、胴体７１０全体が、単一の一体形複合材セクションで作られうる。他の実施形態では、胴体７１０は、複数の一体形複合材セクションにより形成されうる。図７に示される例では、胴体７１０は、６つの一体形複合材樽形セクションから形成されている。すなわち、機首操縦席セクション（セクション４１）、３つの中間セクション（セクション４３、４４および４６）、および後端セクション（セクション４７および４８）である。
【００４１】
乗客用および貨物用のドア７６０は、全てのセクションに形成される。したがって、全てのセクションが地上支援設備による損傷を受けやすい。また、全てのセクションが地上の異物片による損傷を受けやすい。また、機首操縦席セクションは、高エネルギー衝撃である鳥の衝突による損傷を受けやすい。機首操縦席セクションの下部ローブは、前脚の倒壊による損傷を受けやすい。後端セクションの下部ローブは、尾部の衝突による損傷を受けやすい。
【００４２】
ここで図８および９を参照するが、図８および９では、胴体７１０の不規則に損傷した範囲９１０が示されている。外板８１０への損傷に加えて、下層の一体化された補剛下部構造８２０も損傷している可能性がある。補剛下部構造は、外板８１０と共硬化された、長手方向に延在するストリンガ８２０を含むことができる。
【００４３】
大型の民間航空機では、一体形樽形部全体を交換するよりも、損傷した範囲を交換する方が遥かに望ましい。それでも、損傷した範囲は通常、不規則である。つまり、損傷の場所、正確な大きさ、および程度は、各々のインシデントにより異なる可能性がある。したがって、予め製作されたパネルは、損傷した範囲に十分に適合しない、あるいは全く適合しない可能性がある。
【００４４】
本明細書の回転式支持体は、損傷した範囲と交換するために特注されたパネルを製作するのに使用できるため、有利である。交換用パネルによって変化する唯一の構造は、表面板である。各々の新しい構成のパネルに対して、表面板のみが製作される。次いで、表面板は、回転式支持体に取り付けられ、カウンターバランスされる。
【００４５】
取り付けとカウンターバランスが必要となるのは表面板だけであるため、製作のスピードとコストは低減される。また、従来の支持体と違って、スピンドルは、マンドレルツールと一体化されず、その結果再利用できるため、コストが低減される。標準サイズの支持体または特大の支持体も、広い範囲の表面板のサイズに対応することができる。交換用パネルには、様々なサイズがある。４２インチ×２０インチ以上の交換用パネル、または３インチ×３インチ以下の交換用パネルもありうる。
【００４６】
図１０を参照すると、ボルト添接部を介して外板パネル１０２０に取り付けられた、交換用パネル１０１０が示されている。ボルト添接部には、ボルト１０４０により、交換用パネル１０１０および外板パネル１０２０の両方に取り付けられた、重ね板１０３０が含まれる。非構造用充填材１０５０が、重ね板１０３０と交換用パネル１０１０または外板パネル１０２０との間の隙間を埋めるために使用されうる。添接部は一般に、円周方向、長手方向、および隅部の構成を有する。本明細書の回転式支持体は、重ね板１０３０および充填材１０５０を製作するのに使用されうる。
【００４７】
ここで図１１を参照するが、図１１では、航空機の種々の損傷範囲のための特注一体形複合材交換用パネルを作製する回転式支持体を使用する方法が示されている。ブロック１１１０において、各々の特注複合材交換用パネルの設計が受理される。各々の設計は、外板および一体化された補剛下部構造のための詳細なパネル定義が含みうる。これは、該セクションに元々使用されていた外板および下部構造に基づく詳細なパネル定義を作成することと、交換用パネルが損傷範囲と交換され、損傷範囲の輪郭に適合するように、元のパネル定義を修正することとを含みうる。パネル定義を作成することは、プライ境界、積層順序、繊維の組成および配向、ならびに各境界内のテープ幅を含むエンジニアリング幾何形状を作成すること含む。
【００４８】
設計は、交換用パネルを航空機に機械的に締結するために使用される機械締結要素（例えば、添接重ね板および充填材）のための、詳細なパネル定義も含みうる。損傷した材料の正確な場所、および損傷の正確な程度は、不規則かつ予測不可能であるため、修理のための添接継手構成および詳細は恐らく存在せず、作成する必要がある。詳細なパネルの数は、修理のサイズおよび複雑さに依存する。複雑な修理では、例えば、数十枚の添接重ね板、および数千個の締結具が関わることもある。設計のこの局面は、その損傷に特有のものである。
【００４９】
ブロック１１２０において、交換用パネルのレイアップのための表面板が得られる。幾つかの事例では、表面板の一部または全てが設計に従って製作されうる。他の事例では、表面板の一部または全てがタグ付きの生産ツールまたは欠陥のある生産ツールから摘出されうる。タグ付きツールの一部が切り取られることがあり、それらの部分は表面板として使用される。
【００５０】
ブロック１１３０において、表面板がスピンドルに取り付けられて、そしてカウンターバランスされ、そして交換用パネルを製作するために回転式支持体が使用される。パネル製作は、部品レイアップ、硬化、機械加工などを含む。非破壊検査が実行されうる。
【００５１】
ブロック１１４０において、異なる構成を有する追加の部品が製作される場合、表面板はスピンドルから取り外される。別の表面板が取り付けられてカウンターバランスされ、そして追加のパネルが製作される（ブロック１１３０）。
【００５２】
ブロック１１５０において、交換用パネルは修理工場に出荷される。そこで、交換用パネルは損傷した航空機に据え付けられる。
また、本発明は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
強化用繊維のレイアップを作製する方法であって、該方法は、
マンドレルツール支持体のスピンドルに強化用繊維のためのレイアップ表面を有する表面板を取り付けることと、
剛性および重心に関して取り付けられた表面板をカウンターバランスすること
を含む方法。
（態様２）
前記取り付けることは、前記スピンドル上の取付点において、前記表面板を前記スピンドルに締結することを含む、態様１に記載の方法。
（態様３）
前記カウンターバランスすることは、前記スピンドルにスペーサとともに重りを取り付けることを含む、態様１または２に記載の方法。
（態様４）
前記カウンターバランスすることは、前記表面板上に前記強化用繊維を堆積する機械の能力の範囲内で、回転平衡を確実にするために平衡条件が満たされていることを検証することをさらに含む、態様３に記載の方法。
（態様５）
前記スピンドルおよび取り付けられた表面板が移動式カート上でカウンターバランスされる、態様１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
（態様６）
前記表面板を取り付ける前に、前記スピンドルの長さを調整することをさらに含む、態様１ないし５のいずれか１つに記載の方法。
（態様７）
前記レイアップ表面上に強化用繊維を堆積しながら、前記取り付けられた表面板を回転させることをさらに含む、態様１ないし６のいずれか１つに記載の方法。
（態様８）
部品レイアップの後に、回転機から前記スピンドルを取り外すことと、前記スピンドルを、前記取り付けられた表面板およびレイアップとともに、硬化セクションへ運搬することとをさらに含む、態様７に記載の方法。
（態様９）
前記スピンドルから前記表面板を取り外すことと、異なるレイアップ構成を有する第２の表面板を取り付けることと、前記第２の表面板をカウンターバランスすることとをさらに含む、態様７または８に記載の方法。
（態様１０）
異なるレイアップ構成を有する複数の表面板が、前記スピンドルに連続的に取り付けられ、カウンターバランスされ、複合部品製作のために使用される、態様１ないし９のいずれか１つに記載の方法。
（態様１１）
前記部品が、航空機のための複合材交換用パネルを含む、態様１０に記載の方法。
（態様１２）
マンドレルツール支持体の単一のスピンドルを使用して、強化用繊維の種々のレイアップを形成することを含む方法であって、各レイアップを形成することは、前記スピンドルに対応する表面板を取り付けることと、および前記取り付けられた表面板をカウンターバランスすることとを含む、方法。
（態様１３）
前記表面板上に前記強化用繊維を堆積しながら、前記スピンドルを回転させることをさらに含む、態様１２に記載の方法。
（態様１４）
部品レイアップの後に、前記マンドレルツール支持体から前記スピンドルを取り外すことと、前記スピンドルを、前記取り付けられた表面板およびレイアップとともに、硬化セクションへ運搬することとをさらに含む、態様１３に記載の方法。
（態様１５）
前記カウンターバランスすることは、前記スピンドルにスペーサとともに重りを取り付けることと、前記表面板上に前記強化用繊維を堆積する機械の能力の範囲内で、回転平衡を確実にするために平衡条件が満たされていることを検証することとを含む、態様１２ないし１４のいずれか１つに記載の方法。
（態様１６）
複合材料の種々のレイアップを作製する装置であって、該装置は、
取付点を有するスピンドルと、
種々のレイアウト構成を有する複数の表面板であって、前記取付点に各表面板が機械的に締結可能な、複数の表面板と、
前記スピンドルに機械的に締結された表面板をカウンターバランスする手段と
を含む装置。
（態様１７）
前記スピンドルが可変な長さを有する、態様１６に記載の装置。
（態様１８）
前記スピンドルに取り付けられた前記表面板の前記レイアップ表面上に強化用繊維を堆積する機械をさらに含む、態様１６または１７に記載の装置。
（態様１９）
前記カウンターバランス手段が重りとスペーサを含む、態様１６ないし１８のいずれか１つに記載の装置。
（態様２０）
前記スピンドルの支持及び回転のための主軸台および心押台をさらに含み、前記スピンドルが前記主軸台および前記心押台から取り外し可能である、態様１６ないし１９のいずれか１つに記載の装置。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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