(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の積み重ねである、繊維強化樹脂プライの積層された積み重ね、および、
第２の積み重ねである、金属シートの積み重ねであって、複合材料金属フィンガージョイントを形成するように構成され、該フィンガージョイントは前記第１の積み重ねを前記第２の積み重ねに接続する、第２の積み重ねからなる複合構造物であって、
前記第２の積み重ねが金属シートと各金属シート間の接着剤の層とからなり、該金属シートが、チタンシート、チタン合金シートのうちの少なくとも一つを有し、前記第２の積み重ねにおける各金属シートの終端が、前記第１の積み重ねからの多重繊維強化樹脂プライの終端と接触し、前記第２の積み重ねが、前記第１の積み重ねと第２の積み重ねとの間の境界とともに超音波の導波路を有するように構成される、複合構造物。
【請求項２】
前記第1の繊維強化樹脂プライの積み重ねおよび前記第２の金属シートの積み重ねが層状に配置されており、前記層状をなす層の各々が、第1の金属シートおよび少なくとも１つの繊維強化樹脂プライを含む、
請求項１に記載の複合構造物。
【請求項３】
前記層の各々における繊維強化樹脂プライの第１の厚さが、前記層における前記第１の金属シートの第２の厚さと概ね等しい、請求項２に記載の複合構造物。
【請求項４】
前記層の各々における前記繊維強化樹脂プライのおよび前記第１の金属シートの前記少なくとも一つが、前記層のそれぞれにおいて樹脂から金属への遷移点を形成する実質的に接している縁部を有する、
請求項２に記載の複合構造物。
【請求項５】
前記各層のそれぞれにおける前記遷移点が、互いに対して互い違いになっている、請求項４に記載の複合構造物。
【請求項６】
前記層が、前記第１の積層された繊維強化樹脂プライの積み重ねと前記第２の金属シートの積み重ねとの間に繊維強化樹脂と金属のフィンガージョイントを形成している、請求項２に記載の複合構造物。
【請求項７】
前記金属シートがチタン合金からなり、前記繊維強化樹脂プライが炭素繊維強化エポキシを有する、請求項１に記載の複合構造物。
【請求項８】
ＭＥＭＳセンサ、圧電センサ及びトランスジューサのうち少なくとも一つをさらに有する、請求項１に記載の複合構造物。
【請求項９】
複合構造物であって、
第１の積み重ねである、繊維強化樹脂プライの積層された積み重ねと、
金属シート及び各隣接した金属シート間の接着層からなる第2の積み重ねであって、複合材料金属ジョイントを形成するように構成され、該ジョイントは前記第１の積み重ねを前記第２の積み重ねに接続し、各金属シートが、チタンシート、チタン合金シートのうちの少なくとも一つからなり、前記第２の積み重ねにおける各金属シートの終端が、前記第１の積み重ねにおける多重積層繊維強化樹脂プライの終端と接触し、前記第２の積み重ねによって導波路が構成され、該導波路は該複合構造物の接合の質の非破壊評価を容易にするように構成された第２の積み重ねと、
超音波を受信するように構成されたセンサとを有する、複合構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して複合構造物に、特に繊維強化樹脂積層体に関し、かつ、より詳細には複合材と金属のジョイントを有する混成複合材を扱う。
【背景技術】
【０００２】
複合構造物の組立てには、しばしば、接合技術が用いられる。複合構造物に締結具も必要な用途では、締結具ジョイントを通じて伝達される荷重に耐えるために締結具を取り囲んでいる構造物の局所的厚さまたは標準厚さを増大させる必要があることがある。構造物の局所的厚さが増大するに伴い、締結具を長くする必要があるかもしれず、これにより、構造物の重量が増加する。また、構造物の局所的厚さの増大により、締結具ジョイントを横切る荷重経路の偏心率が増加しかねず、締結具に望ましくない曲げ荷重がかかることがある。
【０００３】
上で触れた問題の解決法の一つとして、締結具の領域内で複合構造物に金属製取り付け具を取り付けることが挙げられる。これらの金属製取り付け具は、接触している炭素繊維強化複合材と実質的に化学反応を起こさないチタンまたは類似の金属から形成することができる。しかしながら、チタン製取り付け具は、とりわけ複雑な形状へと形成する必要がある場合に比較的高価であることがある。
【発明の概要】
【０００４】
したがって、実質的に全金属の取り付け具を実質的に全複合樹脂の構造物に接続するために用いてもよい、比較的安価で製造容易な、かつ、締結具の接続点の周囲で伝達される荷重に耐えることのできる複合樹脂と金属のジョイントが必要である。また、全金属の取り付け具と全複合樹脂の構造物との間の化学反応を実質的に回避する複合樹脂と金属のジョイントも必要である。
【０００５】
開示されている実施形態は、実質的に全金属の取り付け具の実質的に全複合樹脂の構造物への接続に用いることができる繊維強化樹脂複合材と金属のジョイントを含む混成型複合構造物を提供する。ジョイントは、航空宇宙輸送手段などの高性能用途における使用に適した複合構造物と金属構造物との間の遷移を提供する。この実質的に全複合材から実質的に全金属材料への遷移は、腐食の可能性および／または偏心から生じる問題を低減するか、または、なくすことができる。複合構造物のレイアップ中、ある数の複合材プライの代わりに金属シートを用い、複合材プライから金属シートへの遷移が互い違いの位置で起こることにより、複合材部分から金属部分への十分な荷重伝達がもたらされる。互い違いの遷移の結果として、複合材プライと金属シートとの間の交互配置が生じ、かつ、ジョイントにおける亀裂や接合剥れの発生および／または伝搬を低減可能な複数の接合線が作られる。金属シート間に配置される接着剤は、上記シート同士を結びつけ、ほぼ固体の金属製取り付け具へと一体化する。
【０００６】
開示される一実施形態にしたがって、繊維強化樹脂プライの積層された積み重ね、および、金属シートの積み重ねを含む複合構造物を提供する。金属シートは、繊維強化樹脂プライを金属シートに接続する複合材と金属のジョイントを形成するために、縁部が繊維強化樹脂プライの縁部と交互配置されている。
【０００７】
別の実施形態にしたがって、複合樹脂部分、金属部分、樹脂部分と金属部分との間の遷移セクションを含む混成樹脂金属構造物を提供する。樹脂部分は、繊維強化樹脂の積層されているプライを含み、金属部分は、接合されている金属のシートを含む。遷移セクションは、積層されているプライと金属シートとの間に互い違いの重複部を含む。
【０００８】
別の実施形態にしたがって、混成複合金属部品を提供する。部品は、界面位置において終端している繊維強化複合材料のレイアップを含む。界面位置において、複合材料と同じ厚さの金属プライは、部品の金属縁部へと続いており、かつ、前の界面位置から部品の縁部へ向かって互い違いになっている複合材と金属の界面に対してレイアップが繰り返される。金属プライ間に構造用接着剤の層が配置され、次の金属と複合材の界面が、部品縁部から離れて互い違いになって、入れ子継ぎ目を製造し、かつ、入れ子タブを製造する互い違いの界面の積み重ねが、部品の全厚さまで続き、複合材プライのいずれも部品の縁部まで完全に延在することはない、
【０００９】
さらに別の実施形態にしたがって、複合構造物を組立てる方法を提供する。該方法は、複合材部分と金属部分とを有する多層複合材レイアップを形成すること、および、複合材部分と金属部分との間の複合材と金属のジョイントを形成することを含む。該方法は、レイアップを圧縮および硬化させることをさらに含む。
【００１０】
さらなる実施形態にしたがって、混成金属部品を製造する方法を提供する。該方法は、界面位置において終端している少なくとも１層の繊維強化複合材プライを設置する工程、および、隣接した金属プライを設置する工程であって、金属プライが隣接した繊維強化複合材プライと実質的に同じ厚さである、設置する工程を含む。複合材プライを設置する工程および隣接した金属プライを設置する工程を繰り返して、前の界面位置から部品の前記縁部へ向かって互い違いになっている複合材と金属との界面を形成する。該方法は、金属プライ間の構造用接着剤のプライを設置する工程、および、複合材プライと金属プライとのレイアップを繰り返し、次の金属と複合材との界面が部品縁部から離れて互い違いになって、入れ子継ぎ目を製造する工程をさらに含む。
【００１１】
本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
繊維強化樹脂プライの積層された積み重ね、および、
繊維強化樹脂プライを金属シートに接続する複合材と金属のジョイントを形成するために、縁部が繊維強化樹脂プライの縁部と交互配置されている金属シートの積み重ね
を含む、複合構造物。
（態様２）
繊維強化樹脂プライの積み重ねおよび金属シートの積み重ねが層状に配置されており、層の各々が、金属シートおよび繊維強化樹脂プライの少なくとも一方を含む、
態様１に記載の複合構造物。
（態様３）
層の各々における繊維強化樹脂プライの厚さが、層における金属シートの厚さと概ね等しい、態様２に記載の複合構造物。
（態様４）
層の各々における繊維強化樹脂プライおよび金属シートが、樹脂から金属への遷移点を形成する実質的に接している縁部を有する、
態様２に記載の複合構造物。
（態様５）
層の遷移点が、互いに対して互い違いになっている、態様４に記載の複合構造物。
（態様６）
層が、樹脂プライの積み重ねと金属シートの積み重ねとの間に繊維強化樹脂と複合材のフィンガージョイントを形成している、態様２に記載の複合構造物。
（態様７）
金属シートのうちの隣接したもの同士の間にシートを接合するための接着剤の層
をさらに含む、態様１に記載の複合構造物。
（態様８）
金属シートがチタン合金であり、かつ、
プライの繊維強化材が炭素を含む、
態様１に記載の複合構造物。
（態様９）
レイアップの複合樹脂部分と金属部分との間の複合材と金属のジョイントを形成することを含む、繊維強化複合樹脂部分と金属部分とを有する多層複合材レイアップを形成すること
を含む、複合構造物を組立てる方法。
（態様１０）
レイアップを形成することが、少なくとも１層の繊維強化複合樹脂プライおよび１枚の金属シートを実質的に縁部同士が互いに接している状態で配置して、層における繊維強化複合樹脂と金属との間の遷移点を形成することにより、層の各々を形成することを含む、態様９に記載の方法。
（態様１１）
レイアップを形成することが、層における遷移点同士を互いに対して互い違いにすることを含む、態様１０に記載の方法。
（態様１２）
金属シートの間に接着剤の層を配置することにより金属部分を一体化すること
をさらに含む、態様１０に記載の方法。
本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１３）  繊維強化樹脂の積層されているプライを含む複合樹脂部分と、
接合されている金属のシートを含む金属部分と、
複合樹脂部分と金属部分との間の遷移セクションであって、積層されているプライと金属シートとの間に互い違いの重複部を含む遷移セクションと、
を含む、混成複合樹脂金属構造物。
（態様１４）  積層されているプライおよび金属シートが、層状に配置されており、かつ、
層の各々が、実質的に縁部同士が接している状態の金属シートのうちの１枚と複数の繊維強化樹脂プライとを含む、態様１３に記載の混成複合樹脂金属構造物。
（態様１５）  層の各々におけるプライの厚さが、層における金属シートの厚さと実質的に等しい、態様１４に記載の混成複合樹脂金属構造物。
（態様１６）  互い違いの重複部が、複合樹脂部分と金属部分との間に複合材と金属のフィンガージョイントを形成する、態様１３に記載の混成複合樹脂金属構造物。
（態様１７）  シート同士を接合し、かつ、金属部分を一体化するために金属シートの各々の間に接着剤の層をさらに含む、態様１３に記載の混成複合樹脂金属構造物。
（態様１８）  金属シートの各々が、チタン合金である、態様１３に記載の混成複合樹脂金属構造物。
（態様１９）  界面位置において終端している繊維強化複合材料のレイアップを含む混成複合金属部品であって、複合材料と同じ厚さの金属プライが部品の金属縁部へと続いており、かつ、前の界面位置から部品の縁部へ向かって互い違いになっており、かつ、金属プライ間に構造用接着剤の層を含む複合材と金属の界面に対してレイアップが繰り返され、次の金属と複合材の界面が、部品縁部から離れて互い違いになって、入れ子継ぎ目を製造し、かつ、入れ子タブを製造する互い違いの界面の積み重ねが、部品の全厚さまで続き、複合材プライのいずれも部品の縁部まで完全に延在することはない、混成複合金属部品。
（態様２０）  界面位置において終端している少なくとも１層の繊維強化複合材プライを設置する工程、
隣接した金属プライを設置する工程であって、金属プライが隣接した繊維強化複合材プライと同じ厚さである、設置する工程、
複合材プライを設置する工程および隣接した金属プライを設置する工程を繰り返して、前の界面位置から部品の前記縁部へ向かって互い違いになっている複合材と金属との界面を形成する工程、
金属プライ間の構造用接着剤のプライを設置する工程、および、
複合材プライと金属プライとのレイアップを繰り返し、次の金属と複合材との界面が部品縁部から離れて互い違いになって、入れ子継ぎ目を製造する工程、
を含む、混成金属部品を製造する方法。
（態様２１）  複合材プライと金属プライとの互い違いの界面の積み重ねを続けて、複合材プライのいずれも部品の縁部まで完全には延在していない状態で、部品の全体厚さまで入れ子タブを製造する工程
をさらに含む、態様２０に記載の方法。
（態様２２）  部品を真空バッグ法で処理して、レイアップ内の空隙を除去する工程、および、
レイアップした部品を硬化させる工程
をさらに含む、態様２１に記載の方法。
（態様２３）  繊維強化全複合材部分、全金属部分および複合材部分を金属部分に接続する混成の複合材と金属のフィンガージョイントを形成している複数の積層されている層であって、
層の各々が、複数の複合樹脂のプライおよびチタン金属シートを含み、プライおよび金属シートが、互いに縁部同士が接している状態で配置されていることにより、層における複合材から金属への遷移点を形成し、かつ、層における遷移点が互いに対して互い違いになって、フィンガージョイントを形成している、複数の積層されている層と、
金属シートを一体化するための金属シート間の接着剤の層と、
を含む、混成複合樹脂金属航空機構造物であって、
層の各々におけるプライの厚さが、シートのうちの１枚と接着剤の層との合計厚さと実質的に等しい、混成複合樹脂金属航空機構造物。
（態様２４）  繊維強化全複合材部分、全金属部分および複合材部分を金属部分に接続する混成の複合材と金属のフィンガージョイントを含むレイアップを形成する工程であって、チタン金属シートと縁部同士が接している状態で複数の複合樹脂プライを配置することにより、層において複合材から金属への遷移点を形成することにより、層の各々が形成される、複数の層をレイアップすることを含むレイアップを形成する工程、
金属シート間に接着剤の層を配置して、金属部分を一体化する工程、
層における遷移点を互いに対して互い違いにすることにより、複合材部分と金属部分との間にジョイントを形成する工程、
レイアップを圧縮する工程、および、
レイアップを硬化させる工程
を含む、混成複合樹脂金属航空機構造物を作製する方法。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、複合材と金属のジョイントを有する複合構造物の断面図を示している。
【図２】図２は、複合材と金属のジョイントを含む複合構造物の斜視図を示している。
【図３】図３は、図２において図３として示されている領域の斜視図を示している。
【図４】図４は、複合材プライと金属シートとの間の交互配置をよりよく示しているジョイントの断面図を示している。
【図５】図５は、金属シート上へのフィルム接着剤の塗布をも示している図４に示したジョイントの分離された２層の断面図を示している。
【図６】図６は、図５に示した２層により形成されているジョイントのある部分の拡大断面図を示している。
【図７】図７は、図２〜図４に示した複合ジョイントを有する複合構造物を作製する方法の大まかなフロー図を示している。
【図８】図８は、図７に示した方法の追加の詳細を示すフロー図を示している。
【図９】図９は、図２〜図４に示した複合ジョイントを有する複合構造物を作製する別の方法のフロー図である。
【図１０】図１０は、航空機の製造および保守方法論のフロー図を示している。
【図１１】図１１は、航空機のブロック図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず図１を参照して、混成複合構造物２０は、複合材と金属のジョイント２６を含む遷移セクション２５により金属部分２４と結合されている複合樹脂部分２２を含む。説明されている実施例において、複合構造物２０は、実質的に平坦な複合材シートであるが、用途によっては、構造物２０は、１つ以上の湾曲部、なだらかな起伏またはその他の幾何学的特徴を有していてもよい。例えば、複合構造物２０は、外板２０を通ってフレーム２８内へ貫通するラップジョイント３０および締結具３２により航空機のフレーム２８部分に固定されている航空機（図示せず）の起伏の付いた内部および／または外部外板を含んでいてもよい。
【００１４】
フレーム２８は、複合材料、金属材料またはその他の剛性材料を含んでいてもよく、構造物２０の金属部分２４は、フレーム２８と複合材部分２０との間のさまざまな荷重およびローディングの種類の伝達に適した剛性の金属製取り付け具２４として作用してもよい。下でより詳細に取り上げるように、金属部分２４は、限定はされないが、複合材部分２０および構体２８に対して実質的に非反応性かつ親和性のチタンなどのさまざまな金属のうちのいずれかを含んでいてもよい。実用的な一実施形態において、例えば限定はされないが、複合樹脂部分２２は、炭素繊維強化エポキシを含んでいてもよく、金属部分２４は、チタン合金を含んでいてもよく、フレーム２８は、アルミニウム合金または複合材を含んでいてもよい。遷移セクション２５およびジョイント２６は、限定はされないが引張り、曲げ、ねじれおよびせん断荷重を含む複合樹脂部分２２と金属部分２４との間の典型的な荷重の範囲および種類を支えるのに十分な強度を有する。説明した遷移セクション２５およびジョイント２６は、全複合樹脂部分２２と全金属部分２４との間に形成されているが、２つの異なる複合構造物（図示せず）同士または２つの異なる金属製構造物（図示せず）同士の結合にこれらを使用することも可能である。
【００１５】
図１〜図４を参照して、複合材料プライ３５のレイアップは、後にここで遷移点３９と呼ばれる界面位置３９において終端され、ここで、複合材料プライ３５と実質的に同じ厚さの金属シートまたはプライ３７が金属部分２４の金属縁部２４ａへと続き、前の界面位置３９から金属縁部２４ａへ向かって互い違いになっており、かつ、金属プライ３７間に構造用金属接着剤４５のプライ（図５および図６参照）を含む複合材と金属の界面３９に対してレイアップが繰り返され、次の金属と複合材の界面３９は、部品縁部２４ａから離れて互い違いになって、入れ子継ぎ目２７が製造される。入れ子タブ２９（図３参照）を製造するこの互い違いの界面の積み重ねは、混成複合構造物２０の全厚さまで続き、複合材プライ３５のいずれも全金属部分２４の金属縁部２４ａまで完全に延在することはない。
【００１６】
ここで図２〜図４も参照して、構造物２０の複合材部分２２は、繊維強化樹脂プライ３５の積層された積み重ね３４を含み、構造物２０の金属部分２４は、ともに接合されて、実質的に一体化された金属構造物を形成する金属シートまたはプライ３７の積み重ね３６を含む。図５および図６に示すように、複合材プライ３５および金属シート３７は、層３８に配置されている。層３８の各々は、金属シート３７のうちの１枚と実質的に縁部同士が接している状態の複合材プライ３５のうちの１層以上を含む。したがって、層３８の各々は、点３９において、複合材、すなわち、複合樹脂プライ３５から金属、すなわち、金属シート３７へと遷移する。
【００１７】
遷移点３９は、プライ３５と金属シート３７とが遷移セクション２５（図１）において互いに重複するような所定のレイアップ計画にしたがって、互いに対して互い違いになっている。遷移点３９が互い違いとなっていることにより、ジョイント２６における亀裂や接合剥れの発生および／または伝搬を低減可能な複数の接合線が作られる。また、遷移点３９が互い違いとなっている結果、全複合材部分２２と全金属部分２４との間の入れ子継ぎ目２７を形成するジョイント２６内の複合材プライ３５と金属シート３７との交互配置の形態が生じる。この入れ子継ぎ目２７は、フィンガー接合２６、フィンガージョイント２６または複数段階ラップジョイント２６とも呼ばれることがある。遷移点３９のうちの隣接したもの同士は、構造物２０の面内方向において互いから離間していることにより、接合剥れおよび亀裂などの不整合の伝搬に対する強度および耐性を含む最適な性能特性を示す接合ジョイント２６を達成する。説明されている実施例において、ジョイント２６を形成している入れ子継ぎ目２７は、遷移点３９が最大重複部の概ね中央点５５から反対方向に互い違いになっている両側フィンガージョイント２６の形態である。しかしながら、複数の遷移点３９が単一方向に互い違いになっている片側フィンガージョイントに限定されないがこれを含むその他のジョイント構成が可能である。
【００１８】
複合材プライ３５は、限定はされないが、一方向プリプレグテープまたは布地の形態であってもよい炭素繊維エポキシなどの繊維強化樹脂を含んでいてもよい。ガラス繊維を含むその他の繊維強化材が可能であり、非プリプレグ材料の使用が可能であることがある。複合材プライ３５は、所定の繊維配向を有していてもよく、所望の性能仕様を満たすために予め規定されたプライ計画にしたがってレイアップされる。前に触れたように、接合シート３７は、対象とする用途に適したチタンなどの金属を含んでいてもよい。説明されている実施例において、金属シート３７の積み重ね３６は、プライ３５の積層された積み重ね３４の厚さｔ２と概して実質的に等しい全体厚さｔ１を有する。ただし、説明されている実施例において、ｔ２は、積み重ね３７の両面のいくつかの上包プライ４３の厚さだけｔ１よりわずかに大きい。
【００１９】
図５および図６は、図２〜図４に示したジョイント２６の２つの隣り合った層３８の詳細を示している。本実施例において、各層３８は、ひとまとめにした全体厚さＴ１を有する４層のプライ３５を含む。隣接した層３８の個々の金属シート３７は、構造用接着剤４５の層によりともに接合されており、該接着剤４５は、レイアッププロセス中に金属シート３６間に配置される市販のフィルム接着剤またはその他の形態の適切な接着剤を含んでいてもよい。
【００２０】
図６においてＴ２として表されている各金属シート３７と１層の接着剤４５との一体とした厚さは、層３８における複合材プライ３５の厚さＴ１と実質的に等しい。図示していないが、接着剤の薄膜をプライ３５間に配置して、層間接合強度を増してもよい。実用的な一実施形態において、チタン合金金属シート３７を用いてもよく、該シート３７は各々が、およそ０．００２５インチの厚さを有し、フィルム接着剤４５は、およそ０．００５インチの厚さであってもよく、４つの複合炭素繊維エポキシプライ３５は、約０．３０インチのひとまとめにした全体厚さを有する各層３８において用いられていてもよい。用途によっては、チタン以外の金属の使用が可能なことがある。隣接した遷移点３９間の距離、よって、層３８間の重複部の長さのみならず、複合材プライ３５の厚さおよび数、ならびに、金属シート３７の厚さは、ジョイント２６を介して伝達されることとなる荷重の種類および大きさならびに、場合によると、その他の性能仕様を含む特定の用途の要件次第で異なる。
【００２１】
複合材部分２２と金属部分２４それぞれ（図１）の２つの異なる材料間のジョイント２６の異なる層３８により、構造物２０が埋め込みまたは搭載センサ（図示せず）を用いた接合品質の非破壊評価に正に適したものとなる。超音波構造波（図示せず）は、金属部分２４の縁部、複合材部分２２または遷移セクション２５において構造物２０中に導かれてもよい。これらの超音波は、金属３７シートおよび複合材プライ３５と金属シート３７との間の界面（図示せず）により形成される導波路となるものを通して進む。ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）によるセンサ、薄型圧電センサ（図示せず）または構造物２０に配置されたその他のトランスデューサを用いて、ジョイント２６における接合線の状態を分析するために超音波構造波を受信してもよい。
【００２２】
ここで図７を参照すると、複合構造物２０を作製する１つの方法は、６５に示すように多層複合材レイアップを形成することを含む。レイアップを形成することは、工程６７において複合樹脂部分２２をレイアップすること、および、６９において金属部分２４をレイアップすることを含む。レイアップを形成する工程６５は、７１に示すようにレイアップの複合樹脂部分と金属部分との間に複合材と金属のジョイントを形成することをさらに含む。
【００２３】
図８は、図７に示した方法の追加の詳細を示している。工程４０において始めに、個々の金属シート３７を所望の大きさおよび／または形状に切り取る。次に４２において、溶剤でシート３７を洗浄し、それらを乾燥させることなどを含んでもよい適切なプロセスにより金属シート３７の表面を処理し、次いで４４において、各層３８におけるプライ３５と金属シート３６との間の遷移点３９の所定の互い違い配置を含む予め規定されたプライ計画（図示せず）により決定された順序で金属シート３６および複合材プライ３５をレイアップすることにより、レイアップを組み立てる。
【００２４】
レイアッププロセス中、従来のレイアッププロセスにおける複合材プライのレイアップ内への配列とそっくりに、レイアップ内へのプライのように金属シート３７が配列される。工程４６に示すように、金属シート３７間に接着剤を挿入することにより、該シートを一体化された金属構造物となるようともに接合してもよい。同様に、図８には示していないが、個々の複合材プライ３５間に接合接着剤を挿入することにより、これらプライ３５間の接合強度を強めてもよい。次に４８において、真空バッグ法などのいくつかの知られている圧縮技法のうちのいずれかを用いてレイアップを圧縮してもよく、その後、オートクレーブでのまたはオートクレーブ外での硬化プロセスを用いて工程５０においてレイアップを硬化させる。工程５２において、必要に応じて、硬化した複合構造物２０を切り取りおよび／または点検してもよい。
【００２５】
図９は、混成複合部品２０を作製する方法のさらに別の実施形態を示している。該方法は、工程７３において界面位置３９において終端する少なくとも１層の複合材プライ３５を適切なレイアップ工具（図示せず）上に設置することにより開始する。７５において、隣接した複合材料プライ３５と実質的に同じ厚さの隣接した金属プライ３７をレイアップする。７７に示すように、前の界面位置３９から部品２０の金属縁部２４ａへ向かって互い違いになっている複合材と金属の界面３９に対してレイアッププロセスを繰り返す。７９において、金属プライ３７間に構造用接着剤のプライ４５を設置する。引き続いて工程７３〜工程７９を繰り返して、入れ子継ぎ目２７および互い違いの界面積み重ねを製造して、いずれの複合材プライ３５も部品２０の金属縁部２４ａまで完全には延在していない状態で入れ子タブ２９を混成部品２０の全体厚さに形成する。図９には示していないが、完成したレイアップを真空バッグ法で処理して、空隙を除去し、その後、何らかの適切な硬化方法を用いて硬化させる。
【００２６】
本開示の実施形態は、多種多様な潜在的用途、とりわけ、例えば航空宇宙、海洋および自動車用途を含む輸送産業において用いられてもよい。したがって、ここで図１０および図１１を参照して、図１０に示す航空機の製造および保守方法６０ならびに図１１に示す航空機６２との関連において本開示の実施形態を用いてもよい。開示している実施形態の航空機用途は、例えば広範な種類の構造的複合部品および構成部品、特に、組立てプロセス中に締結具の使用を要する部品を含んでいてもよい。本生産の前で、例示的方法６０は、航空機６２の仕様および設計６４ならびに材料調達６６を含んでいてもよい。生産の際は、航空機６２の構成部品および部分組立品の製造６８ならびにシステム統合７０が行われる。その後、航空機６２は、認証および納品７２を経て、運航７４されてもよい。顧客による運航中、航空機６２は、（改修、再構成、修繕などをも含むかもしれない）定常的整備および保守７６を受けることとなる。
【００２７】
方法６０のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者および／または操作者（例えば、顧客）により行われるかまたは実施されてもよい。本件の説明のため、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造者および主要なシステム下請け業者に限定されないがこれらを含んでもよい。第三者は、任意の数の取り扱い業者、下請け業者および供給業者に限定されないがこれらを含んでもよい。操作者は、航空会社、リース会社、軍隊、保守組織などであってもよい。
【００２８】
図１１に示すように、例示的方法６０により製造される航空機６２は、複数のシステム８０および内装８２とともに機体７８を含んでいてもよい。高度システム８０の例としては、推進システム８４、電気システム８６、油圧システム８８および環境システム９０のうちの１つ以上が挙げられる。任意の数のその他のシステムが含まれてもよい。開示している方法を使用して、機体７８内または内装８２内で用いられる部品、構造物および構成部品を組立ててもよい。航空宇宙の例が示されているが、本開示の原理は、海洋産業および自動車産業といった他の産業に適用することもできる。
【００２９】
ここで実施されているシステムおよび方法は、製造および保守方法６０のいずれか１つまたはそれ以上の段階中に使用してもよい。例えば、製造プロセス６８に対応する部品、構造物および構成部品は、航空機６２が運航されている間に製造される部品、構造物および構成部品と同様に組立てまたは製造されてもよい。また、航空機６２の組立てを大幅に早めるか、または、航空機６２のコストを削減することにより、例えば、製造段階６８および７０中に、一以上の装置の実施形態、方法の実施形態またはこれらの組み合わせを利用してもよい。同様に、航空機６２の運航中から、例えば限定はされないが、整備および保守７６中にかけて、一以上の装置の実施形態、方法の実施形態またはこれらの組み合わせを利用してもよい。
【００３０】
ある例示的な実施形態に関して本開示の実施形態を説明してきたが、他の変形例に当業者が想到するであろうから、該特定の実施形態は、限定ではなく説明を目的とするものであることは理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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