(57)【要約】本発明は、複合成形体へコンポーネントを接着する方法に関する。その方法は、適当な接合手段を備えてコンポーネントをスタックすること、少なくともスタックの一部の上に少なくとも１つのキャビティを備えた加熱手段を配置すること、加熱手段の少なくとも１つのキャビティに第一温度にされた媒体を通過すること、からなり、それにより、スタックがスタックが少なくとも部分的に第一温度になり、コンポーネントが成形体と相互接合する。本発明は、また、本発明の方法を実施する装置および本発明の方法に適用可能な加熱可能な膜に関する。
2009509796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合成形体へコンポーネントを接着する方法であって、
適当な接合手段を備えたコンポーネントをスタック（積み重ね）すること、
スタック（積み重ね）の少なくとも一部の上方に、少なくとも１つのキャビティを備えた加熱手段を配置すること、
そして、加熱手段の少なくとも１つのキャビティに第一温度に達した媒体を通すこと、からなり、
スタックは少なくともその一部が第一温度に達し、コンポーネントが成形体に相互結成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
加熱手段は、スタック（積み重ね）上に配置されるとき、実質的にスタック（積み重ね）の表面の形状を採るように設計されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
加熱手段は、柔軟膜からなり、媒体の入口および出口を備えることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
加熱手段の少なくとも１つのキャビティを通過する第一温度に達した媒体に加えて、（その前、および／または、その間、および／または、その後に）第二温度に達した媒体が加熱手段を通過することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
接合手段は、熱硬化性ポリマーからなり、第一温度または第二温度は、それぞれ、熱硬化性ポリマーの硬化温度より、それぞれ、少なくとも等しいか、または低いことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
接合手段は、熱可塑性ポリマーからなり、第一温度または第二温度は、それぞれ、熱可塑性ポリマーの溶融温度より、それぞれ、高いか、または低いことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
第一温度に達した媒体は、第一キャビティを通過し、他の温度に達した媒体は、加熱手段の他のキャビティを通過し、それにより、スタック（積み重ね）の対応する部位は第一温度または他の温度にそれぞれ達することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
圧力は、製造時間の少なくともある時間、成形体にかけられることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
圧力は、サブストレートと柔軟性保持体の間の加熱手段とスタック（積み重ね）の集合を保持し、その間に真空圧力がかけられることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
超過気圧が、スタック（積み重ね）、加熱手段、および柔軟体との集合の外部にかけられることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
圧力が、サブストレートと堅い保持体の間の加熱手段とスタックとの集合を保持し、媒体は、加熱手段が保持体に対抗して膨張および圧迫されるような圧力で加熱手段を通過することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
コンポーネントのスタック（積み重ね）は、繊維強化材料層で作られたラミネートからなることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
スタック（積み重ね）は、少なくとも１つの金属層からなることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
液体は、平均で第一温度に達していて、その後、脈動温度で、加熱手段の少なくとも１つのキャビティを通過することを特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
複合成形体へコンポーネントを接着する装置において、
前記装置は、
少なくとも液体源と、該液体を第一温度に到達させる手段と、
成形体上に装着できる加熱手段であって少なくとも１つのキャビティに装着される加熱手段と、
液体を供給および排出するためにそこへ連結する連結手段と、を備えるとともに、
少なくとも１つのキャビティに液体を通すためのポンプ手段と、からなることを特徴とする複合成形へコンポーネントを接着する装置。
【請求項１６】
加熱手段は、柔軟性膜と、媒体の入口および出口と、を備えることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は、追加の液体源と、追加の液体の温度を上昇する手段と、を備えることを特徴とする請求項１５または１６記載の装置。
【請求項１８】
加熱手段は、互いに分離した複数のキャビティを備え、液体を供給および排出する連結手段で連結されていることを特徴とする請求項１５乃至１７いずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
加熱手段は、第一温度に達した媒体が通過できる第一キャビティと、他の温度にされた媒体が通過できる第二キャビティと、を備えることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
装置は、さらに、成形体に圧力をかけることができる加圧手段を装備したことを特徴とする請求項１５乃至１９いずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
加圧手段は、ラミネートの集合に対する柔軟性保持手段と、加熱手段と、そこへ連結される真空ポンプと、を備えることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
加圧手段は、圧力を構築するための加熱手段とラミネートの集合に対する堅い保持手段と、そこへ連結される真空ポンプと、を備えることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２３】
加圧手段は、圧縮プレスを備えることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２４】
加圧手段は、オートクレーブを備えることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２５】
前記、請求項１から１４に記載された方法に適用することを目的とする加熱可能な膜。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、複合成形体への接着コンポーネントに対する方法に関するとともに、本発明は、複合成形体を製造する装置に関する。
【０００２】
産業界、特に航空機建設業界では、胴体部、翼形および補強材のようなコンポーネントとして、例えば、熱硬化性接着剤を使用して複合成形体に接着するする方法がしばしば採られている。この目的を達成するために、接着されるコンポーネントには接着層が提供され、相互に結合されている。コンポーネント間の接合は、上昇した第一の温度に到達させることによって熱硬化性接着手段を硬化させることによって獲得している。とりわけ、コンポーネント間で所望の良好な接合が達成可能となるように、コンポーネント間および／または接着層の中に存在する出来る限り多くの空気を取り除くことが重要である。既知の方法では、真空密閉フィルムの中にコンポーネントを保持しつつ、空気の除去に必要な圧力をフィルムとコンポーネント間の空間に真空圧力をかけて行っている。改良された既知の方法では、圧力容器またはオートクレーブ内で実行され、その内部容積は温度と圧力の両方の項目で制御される。コンポーネントを接着するのに必要な温度処理（この処理は一般に熱硬化性接着剤の硬化からなる）、脱気、およびコンポーネントへの加圧のプロセスは、単一装置内に装備される。
【０００３】
良好な機械的特性を備えた成形体が、既存の方法によって得られるが、非常に多大な時間を必要とする。航空機業界で成形体を適用することに従事する高い危険性のため、その効果的な硬化を保証するために、既知の方法では十分な時間、接着層が第一温度で維持されるようにすることが大変重要である。典型的なオートクレーブ・サイクルでは、通常、数時間を要している。この時間は、複合成形体（コンポーネントおよび接着層）を求められる第一温度にしてから、オートクレーブから移動させることができる温度に再び冷却するために必要である。既存の方法は、また、一般にオートクレーブおよび周辺設備に高い出資が必要である。製造される成形体の寸法を大きくすればするほど、出資も高くなる。利用分野が拡大すると、より大きな成形体へと向かう明確な傾向がある。
【０００４】
本発明の目的は、複合成形体へコンポーネントを接着するより効果的な方法を提供し、それにより、成形体が良好な機械特性を実現することにある。
【０００５】
本発明による複合成形体へコンポーネントを接着する方法は、請求項１に記載されたように特徴付けられる。より詳細には、その方法は、適当な接着手段を備えたコンポーネントをスタック（積み重ね）すること、スタック（積み重ね）の少なくとも一部の上に、少なくとも１つのキャビティを備えた加熱手段を配置すること、そして、加熱手段の少なくとも１つのキャビティに第一温度に達した媒体を通すこと、からなり、それによって、スタックは少なくとも一部が第一温度に到達して、コンポーネントが成形体に相互結成される。請求項１に記載される方法手段によって、とりわけ、成形体を製造する平均サイクル時間を著しく短縮することが達成でき、そのため、本発明による方法は既知の方法より効果的である。なぜなら、加熱手段は、加熱される接着層の近辺に直接的に配置することができ、成形は単に成形体を要求された所望の温度にするだけだからである。既知のオートクレーブ方法では、オートクレーブの内部空間全体を所望の第一温度にしなければならないので、多大な時間を必要とする。本発明による方法の更なる利点は、僅かなエネルギーしか必要としないことである。なぜなら、成形体を形成するのに必要な方法に適する装置の当該部位だけが加熱されるからである。さらに、本発明の方法による非常に好ましい点は、大変速い加熱速度および／または冷却速度を達成できことである。なぜなら、加熱手段を通過する前に、媒体の大部分は既に第一温度に到達しているからである。
【０００６】
本発明による方法は、比較的容易にポンプで汲み上げる事ができるすべての媒体に適用することが原則として可能であるが、望ましくは液体がキャビティに通過することにある。液体はポンプで汲み上げる事が容易であり、大量の熱を伝達できる。望ましい液体としては、例えば、水、オイル、および／またはその他の液体であって第一温度に達することのできるものである。
【０００７】
本発明による方法の好ましい実施例では、加熱手段は、スタック（積み重ね）の上に配置したときに、実質的にスタックの表面の形状を形成する。これは、加熱手段とスタック（積み重ね）間の熱の移動に有利である。本発明による加熱手段は、加熱チャンネルに圧力プレートが装備されて実施例のような、実質的にスタックを変形させることができるような剛性ではないということに注目すべきである。
【０００８】
本発明による方法のさらに好ましい実施例では、加熱手段は、媒体、好ましくは液体の入口と出口を備えた柔軟膜の形状に形成される。そのような膜は付着し易く、必要に応じて繰り返し使用できる。膜材料として好ましくは非常に伸張性のある弾性の材料を選択することによって、加熱手段はスタック（積み重ね）に良好な適合状態で付着することができ、これにより、成形体が複雑な形状であっても、加熱手段から成形体への効率的な熱移動を可能にしている。本発明によれば、加熱可能な膜として、例えば、シリコンゴム、または、変性シリコン・ゴムのような、耐熱性の弾性マトリックスからなる構成とすることができる。最も好ましいのは、天然ゴムまたはエラストマである。
【０００９】
本発明では、第一温度に到達する少なくとも１つの媒体が加熱媒体のキャビティを通してポンプで汲み上げられる。第一温度は、少なくとも接着層がその温度で適当な期間保たれることにより、コンポーネントがその温度で相互結成できるように選択される。もし、接着されるコンポーネント間の接合手段が熱硬化性ポリマーからなるならば、第一温度は、望ましくは、熱硬化性ポリマーの硬化温度と少なくとも等しくなるように選択される。もし、接合手段が半結晶質（semi-crystalline）熱可塑性ポリマーからなるならば、第一温度は、望ましくは、熱可塑性ポリマーの溶融温度より高くなるように選択される。もし、接合手段が非晶質熱可塑性ポリマーからなるならば、第一温度は、望ましくは、熱可塑性ポリマーの軟化温度と少なくとも等しくなるように選択される。
【００１０】
本発明による方法により、コンポーネントを接着するのに必要な時間は、既知の方法による場合に比べ著しく短縮できることが判る。さらにこの時間を短縮するために、加熱手段の少なくとも１つのキャビティに第一温度に達する媒体を通すことに加えて、加熱手段に第二温度に達する媒体を通すことは効果的である。第二温度は、コンポーネントがその温度で相互結成されるように選択され、複合成形体は蓄積および／または装着されることが可能である。もし、接着されるコンポーネント間の接合手段が熱硬化性ポリマーからなるならば、第二温度は、望ましくは、熱硬化性ポリマーの硬化温度より低くなるように選択される。もし、接合手段が半結晶質（semi-crystalline）熱可塑性ポリマーからなるならば、第二温度は、望ましくは、熱可塑性ポリマーの溶解温度より低くなるように選択される。もし、接合手段が非晶質熱可塑性ポリマーからなるならば、第二温度は、望ましくは、熱可塑性ポリマーの軟化温度より低くなるように選択される。第二温度に到達する媒体は、第一温度にされる媒体と同じ媒体とすることができるが、これは必須条件ではない。言い換えれば、本発明による方法において、異なる媒体（例えば、液体およびガス、または、異なる特性を持つ複数の液体）を採用することが可能である。第二温度に達する媒体は、第一温度に達する媒体が通過する前、および／または、その間、および／または、その後、に通過することができる。もし、異なる温度に到達する媒体が、ほぼ同時にキャビティを通過するならば、通過する間のそれらの平均温度は、第一温度と第二温度との間になるだろう。そのような実施例は、ほぼ連続的に、加熱手段の温度の制御を可能にする。例えば、第二温度に到達した媒体の流れとともに第一温度に到達した媒体の流れを混合することによって、第一温度から第二温度へ非常にゆっくり切替えていくことが可能であり、それに従って、後者の媒体の流速は徐々に増加する。逆に、すなわち第一温度から第二温度へ非常に速く切替えることも可能であり、同様に、熱可塑性ポリマーを利用する場合、それらの結晶化度を制御することが可能である。この点で、当業者に多様な選択が利用可能であることは注意されるべきである。本発明による方法の特徴としては、温度を制御する感知手段を得ることを可能にすることであり、さらに、比較的少ないエネルギー要求であることである。
【００１１】
さらに好ましい実施例では、本発明による方法は、第一温度に達する媒体が第一キャビティを通過し、そして、他の温度に達する媒体が他の加熱手段のキャビティを通過することによって、ラミネート（積層板）の対応部分は第一温度、または、それぞれ他の温度に到達する。
【００１２】
この点で、例えば、もし別のポリマーが、製造される成形体の異なる部位で接着材料または接合手段として利用される場合、このポリマーは別の温度で硬化させることを要するので、非常に有利である。また、この好ましい方法により、高い温度から低い（冷却）温度へ早く切り替えることが可能である。
【００１３】
本発明による方法では少なくとも、圧力がその製造時間の一部の間、成形体にかけられることが好ましい。より好ましくは、圧力は、サブストレート（成形体）と柔軟性保持体の間のスタック（積み重ね）の集合と加熱手段とを保持した状態でかけられ、その間には真空圧力がかけられる。少なくとも一部真空をかけることによって、接着層中の効果的な空気排出が達成されるだけではなく、スタック（積み重ね）と隣接する加熱可能な膜との間の密着性もまた改良され、膜からスタックへの熱移動を促進する。スタック（積み重ね）は、また、真空によって適切な位置に効果的に保持される。同様の理由により、本発明の方法のスタック、加熱手段、柔軟体の外側に必要に応じて、過度の圧力を適用することは有利である。
【００１４】
本発明による特に適切な方法は、サブストレート（成形体）と堅固な保持体の間にスタック（積み重ね）の集合と加熱手段を保持しながら圧力がかけられることが特徴であり、媒体は、液体の場合、保持体に抗して加熱手段が膨張および圧縮する圧力によって加熱手段を通過することを特徴とする。保持体は、例えば、サブストレートの一部に接続できる。この改良型は、いかなる分離した加圧装置も必要とせず、それ故、より効果的である。このスタック（積み重ね）への圧力は、実際には、加熱手段として存在する流体静水圧によって自律的に確定される。
【００１５】
本発明による方法は、繊維強化材料で作られた成形体の製造に有利に応用できる。産業界では複合材料と称される繊維強化材料は、単層半完成製品（プリプレグ）または多数層ラミネートを作り出すために、強化用繊維を適当なマトリックスの材料に含浸させることによって得られる。
この方法では、マトリックス材料は、強化用繊維とプリプレグを互いに接着する手段として作動し、熱矯正性（熱硬化性）および熱溶解性（熱可塑性）の両方とすることができる。繊維強化材料で作られた成形体を製造する場合、一般的には、繊維強化材料（請求項１で明示したように、それぞれの層はコンポーネントと一致する）の複数の層はそれぞれの上部にスタック（積み重ね）され、その後、このスタック（積み重ね）は、温度と、場合により圧力にさらされながら、成形型で成形体に成形される。
とりわけ、複合材料の多様な層をそれぞれ効果的に接着して、これらの層の中、および／または間に存在する出来る限り多量の空気を除去することを確実にするために、既知の方法は、製造される間に圧力を成形体の上にかけることができる成形型を好ましくは採用している。例えば、成形体は、温度制御された圧縮プレスで成形できる。他のしばしば採用される方法としては、真空密封フィルムの中でラミネートを保持することからなり、それにより、空気を排出するのに必要な圧力が、フィルムとラミネートの間の空間に真空圧力を適用することによってかけられる。この既知の方法は、一般的には、圧力容器またはオートクレーブの中で実行され、その温度は制御することができ、付加圧力をラミネートの上にかけることができる。しかしながら、既知の方法には、上述した効率の悪さを含めた、同じ欠陥がある。例えば、既知のオートクレーブ工程では、通常、３から５時間かかる。本発明による方法は、１から１．５時間で、繊維強化材料で作られた成形体を得ることを可能にする。
【００１６】
また、複数の成形体を互いに結合するのに本発明の方法を使用することが可能である。その場合、サブストレート（成形体）が第二成形体となり、第一温度に達するラミネートは適当な時間、第二成形体に保持され、ラミネートと第二成形体が相互結成されることになる。好ましい実施例では、ラミネートがこの第二成形体に付着される前に、第二成形体の適用可能な部位に接着層が設けられる。
【００１７】
本発明による方法は、原則として、全ての繊維強化材料で作られた成形体の製造に適用できる。その方法は、また、熱可塑性マトリックスと同様に熱硬化性マトリックスを備えた繊維強化材料に適用できる点で有利である。その方法の好ましい実施例では、少なくとも１つの繊維強化材料層は熱可塑性ポリマーからなり、各第一温度若しくは第二温度が、熱可塑性ポリマーの溶融温度より、それぞれ高い若しくは低い状態で、第一温度に達した媒体が少なくとも１つの加熱手段のキャビティを通過した後、第二温度に達した媒体が加熱手段を通過する。この方法では、熱可塑性ポリマーが比較的早く、その溶融温度以下になるのを可能にするので、サイクル時間が有利になる。本発明による方法に適する熱可塑性ポリマーの例としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレン・サルファイド、ポリアミド−イミド、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、スチレン−無水マレイン酸（ＳＭＡ）、ポリカーボネイト、ポリフェニレン・オキシド混合物（ＰＰＯ）、ポリエチレン・テレフタレートやポリブチレン・テレフタレートのような熱可塑性ポリエステル、と同様に、上記ポリマーの１以上の混合および共重合体がある。
【００１８】
さらに他の好ましい実施例では、本発明による方法は、少なくとも１つの繊維強化材料層が熱硬化性ポリマーからなるという特徴があり、第一温度が熱硬化性ポリマーの硬化温度より高いという特徴がある。また、熱硬化性マトリックス材料を使用する場合は、必要であれば、媒体を第二温度またはそれ以上の温度にするように適用することが可能である。第二温度は、この場合、熱硬化性ポリマーの硬化温度より低いことが好ましく、層の含浸および相互結成を改良するため、または、空気がより排出されるようにするために、例えば、マトリックスの粘度を低いレベルで一時的に維持できる。使用に適する熱硬化性ポリマーは、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、ポリウレタン、等を含む。
【００１９】
この出願で第一温度および第二温度について記載される場合、それは平均温度を意味すると理解される。例えば、ラミネートを第一温度にすると記載した場合、これはラミネートが、局所的な変化を受けて、平均して第一温度を持つことを意味する。第二温度および他の温度についても同じように適用される。
【００２０】
繊維強化材料で使用するのに適した強化用繊維は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維のような延伸（drawn）熱可塑性ポリマー繊維、ＰＢＯ繊維（Zylon（登録商標））、Ｍ５（登録商標）繊維、および超高分子ポリエチレン若しくはポリプロピレン繊維、同様に、亜麻繊維、木質繊維、麻繊維のような天然繊維、および／または、上記繊維の混合が含まれる。また、混蔵されたロービングおよび／または混合されたロービングを使用することができる。そのようなロービングは、強化繊維および繊維形状の熱可塑性ポリマーからなる。
【００２１】
繊維強化プラスチック層は、実質的に、少なくとも２つのほぼ直交方向に伸びる長繊維（等方性織物）からなることが好ましい。他の好ましい実施例では、繊維層および／または繊維強化プラスチック層は、実質的に、主に一方向に伸びる長繊維からなる（ＵＤ織物）。選択される特定のタイプの織物は、とりわけ、目的とする機械的特性および織物の変形能による。選択された本発明による方法の実施例では、この点が重要な要因となる。
【００２２】
特に好ましい実施例では、本発明による方法は、ラミネートが少なくとも１つの金属層からなるという特徴がある。そのようなラミネートは、また、繊維状金属ラミネートとして知られており、一以上の金属層および中間の繊維強化プラスチック層からなる。前記ラミネートは、圧力下の加熱手段によって、複数の金属層と中間の繊維強化プラスチック層を互いに結合し、その後、冷却することによって得られる。繊維状金属ラミネートの中の繊維強化プラスチックは、軽くて強く、ポリマーに組込まれた強化用繊維からなる。ポリマーは、また、多様な層の間の接合手段として機能する。
【００２３】
繊維状金属ラミネートは良好な特定の機械特性（単位密度当たりの特性）を持つ。使用するのに特に適した金属は、軽金属を含み、具体的には、アルミニウム・銅合金および／またはアルミニウム・亜鉛合金のようなアルミニウム合金、または、チタン合金である。その他の点では、本発明による方法は、これらの金属を使用するラミネートに基づいて成形体を製造することについて制限されず、必要に応じて、実施例または他の適当な構造の金属としてスチールを使用できる。
【００２４】
結局、本発明による方法を適用することによって、例えば、脈動圧力の下で作動する必要がなくなり、コンポーネント間の接着、および／または、ラミネートの含浸が改良されることが分かる。必要になった時に、媒体、好ましくは液体、が平均して第一温度にされ、その後、脈動温度の下で、少なくとも１つの加熱手段のあるキャビティを通過させるので有利である。脈動では、（波のような）連続脈動、および、（ピークという意味の）不連続脈動の両方を意味すると理解される。好ましい実施例では、より優れた特性とより短い工程サイクルを導くことができる。本発明によりスタック（積み重ね）の上に凹形部材および柔軟部材を付着し、例えば、真空圧力手段によってスタック（積み重ね）をきつく押圧することによって、膜とスタック（積み重ね）との間に深い関係（完全な密着性）が創られ、ポンプで膜に通した媒体とスタックとの間で熱が急速に交換できるようになる。この急速な熱交換は、脈動温度を適用することを可能にし、また、実際に接合手段に作用する。
【００２５】
本発明は、また、複合成形体へコンポーネントを接着する装置に関し、前記装置は少なくとも、液体源および液体を第一温度に到達させる手段と；少なくとも１つのキャビティを備え、液体を供給および排出するためにそこへ連結する連結手段とを備えるとともに、成形体上に装着できるキャビティに設けられた加熱手段と、少なくとも１つのキャビティに液体を通すためのポンプ手段とからなる。さらに、本発明による装置の特定の実施例は、請求項１５から２３に記載される。
【００２６】
本出願で加熱手段に言及した場合、これはまた、冷却手段を意味すると理解される。加熱の用語は、冷却についても言及できるように、この出願において広く解釈される。
【００２７】
本発明による方法および装置は、添付の図面から明らかになる。
図１は、本発明による装置の第一の実施例の断面図を示す。
図２は、本発明による装置の第二の実施例の断面図を示す。
図３は、本発明による装置の第三の実施例の断面図を示す。
図４は、本発明による方法において適用できる加熱手段の複数の断面図を示す。
図５は、本発明による装置の第四の実施例の断面図を示す。
【００２８】
図１を参照すると、本発明による装置の実施例は、少なくとも、上部に繊維強化材料層で作られたラミネート１０が装着できる成形モールド１と、液体源またはタンク２と、液体２０を第一温度に到達させる手段３と；少なくとも１つのキャビティ１２を備え、液体を供給および排出するためにそれに連結する連結手段を備えるとともに、ラミネートの上に添付できる加熱手段１１と、少なくとも１つのキャビティ１２に液体を通すためのポンプ手段４と、からなる。実施例に示されるように、全体構造は、液体２０のパイプ８が通路開口部７を経て付加される壁６を備えた圧力容器またはオートクレーブ５の中に組込まれる。圧力容器５は、繊維強化プラスチックで作られた成形体の製造で通常使われる圧力、例えば、少なくとも１０バールの内部圧力、に耐性がある。成形体（モールド）１は、支持するためにオートクレーブ５に存在するテーブル９に装着される。全体的なパイプ構成が一定の圧力にさらされるのを防ぐために、一以上の圧力弁が、パイプ８の中に実際には組込まれることに注意すべきである。好ましい実施例（図示せず）では、安全の点で有利であるため、ポンプ手段４、パイプ８、液体源２、および加熱手段３は、全て圧力容器５に組込まれる。
【００２９】
実際には、繊維強化材料層で作られたラミネート１０がサブストレート１の上に装着される。好ましくは凹形の柔軟性材料の形状の加熱手段１１は、そのとき、ラミネート１０の少なくとも一部の上に装着される。膜は、連結手段１３を経てパイプ８に連結される。成形モールド１の上に繊維強化材料１０を装着するとき、必要であれば、補助部材１４が使用される。繊維強化成形体を製造するためのそのような補助部材は、当業者に知られており、例えば、成形体に粗面を与えるため（「剥離層」）、過度のポリマーを集めるため（「ブリーダー」）、または、空気を容易に排出できるため（「ブリーザー」）に使用される。図１に示された変形では、加熱手段１１およびラミネート１０の集合は、一般的に柔軟性ポリマー膜の形状をした柔軟性保持体１５に保持される。膜１５は、ほぼ密閉した方法で、成形体１０の全周囲に沿って、ゴム状の結合ストリップ１６の手段によって、成形モールド１に結合される。この密閉した結合のため、ラミネート１０、加熱手段１１、および他の補助部材１４の集合は、オートクレーブ空間１７の他の部位から、ほぼ密閉された方法で密封される。必要であれば、膜１５と成形モールド１との間の空間は、この空間に真空ポンプ（図示しない）を接続することによって、真空圧力にすることができる。この真空は、ラミネート１０の多数の層が相互に圧迫されること、および、層の間および／または中に存在する全ての空気をラミネート１０から少なくとも部分的に放出することを確実にする。必要であれば、空間１７は、また、超過気圧をかけることができる。ラミネート１０を望ましい第一温度にするために（第一温度は、例えば、熱硬化ポリマーが硬化する温度とすることができる）、熱交換手段３によって第一温度に到達した液体２０は、ポンプ４によって、加熱手段１１のキャビティ１２に導入される。キャビティ１２の中の第一温度の液体２０は、ラミネート１０による熱変換手段によって低い温度で出て行く。キャビティ１２は、好ましくは、非常に小さな容量であるため、精度の高い温度制御を達成することが可能である。なぜなら、加熱液体２０は非常に短い期間内で供給できるからである。空気を使用して全空間１７を加熱する理由から、既知の加熱方法は、非常に遅く、低い精度であった。ラミネート１０を第一温度で適当な期間だけ維持することにより、又は必要により、圧力をかけることによって、その中に存在するポリマーは硬化し、材料層は成形体に相互結成される。
【００３０】
図２に関して、本発明による他の実施例は、パイプ８ａ、８ｂを経て２つの液体流２０ａ、２０ｂが供給および排出できる２つの液体源３０ａ、３０ｂからなる。パイプ８ａ、８ｂは、結合部品１８ａ、１８ｂを経て連結部１３ａ、１３ｂに接合される。図２には図示されていないが、この図で図式的に示された液体源３０ａ、３０ｂは、それぞれ、ポンプ、熱交換器、その他のような図１に表された部品からなる。さらに、典型的な実施例における加圧手段は、半分にしたモールド（成形体）１と４０の２つを互いに向かって移動させることができる圧縮プレス（矢印によって図式的に示されている）からなる。２つの液体流２０ａ、２０ｂは、例えば、加熱手段１１の中（そしてラミネート１０の中）で温度を急速に変化することが可能になるように使用することができる。この目的を達成するために、加熱手段１０は、互いに分離された複数のキャビティ１２ａ、１２ｂ、…、および、液体２０ａ、２０ｂ、…を供給および排出するための対応する連結手段１３ａ、１３ｂ、…、を備えることができる。それらの異なる変異形は図４に示される。
【００３１】
図４ａでは、加熱膜１０は、例えばゴムのような、実質的に耐熱性である柔軟性および弾性の材料から作られた壁部２２と、１つの中央キャビティ１２とからなる。図４ｂおよび４ｃでは、加熱膜１０は、それぞれ円形または長方形の断面を備えた多数のキャビティ１２ａ、１２ｂ、…、からなる。これらのキャビティは同じ液体源に連結することができ、または、必要であれば、そこを通る液体流をもつことができ、それぞれ異なる温度を持つことができる。図４ｄは、第一温度に達した液体２０ａが通過することのできる第一キャビティ１２ａと、他の温度に達した液体２０ｂが通過することのできる第二キャビティ１２ｂを備えた加熱膜１０を示す。本発明によると、硬化温度に達してる液体２０ａは、例えば、ラミネート１０を硬化するために、キャビティ１２ａにポンプで導入される。一度、実質的に硬化すると、ラミネート１０は冷却する必要がある。これは、液体流２０ａを終了させることにより、自然に実現する。しかし、これには時間がかかる。冷却作用を促進するために、キャビティ１２ｂに既に低い温度にされた液体２０ｂをポンプで導入することが可能である。これはラミネート１０のより急速な冷却をもたらし、それによって、加熱膜１０がキャビティ１２ｂの位置するところから離れた所にラミネート１０に対抗して好ましい側に位置することになる（図４ｄでは、底部側となる）。
【００３２】
また、複数の成形体を互いに接続するために本発明の方法を使用することが可能である。図３を参照すると、飛行機の翼形５０の断面図が示されている。実際の使用では、飛行機の翼は交番荷重にさらされるので、例えば、繊維金属ラミネートで製造された補強材１０が提供される。そのような補強材１０は、実際には、補強されるために飛行機翼５０のほぼ全長にわたって装着される。この目的を達成するために、補強材１０は、部品の上部に装着され、目的に適した接着剤を使用して、そこへ接着される。交番荷重にさらされて、疲労割れが部品に起き、補強材の下で成長し続ける場合、前記補強材は、現実には通常そのまま残存して成形体中の亀裂を補うので、そのため、少なくとも交番荷重にさらされた時の平均亀裂成長を確実に減速している。成形体５０を補強するために、接着層２３が、説明のための実施例では、翼５０の適用可能な部位に応用される。繊維状金属ラミネート１０のストリップ（片）は、この上に装着され、その上部に加熱膜１１が配置される。全体構造としては、その後、密閉手段１６を使って周囲に沿って密閉方法で翼５０の表面に接続した軟質フィルム１５で覆っている。真空ポンプ（図示しない）を使用してそれらの間にある空気を排出することにより、フィルムは、加熱膜１１とラミネート１０の集合の全面を覆って、きつく引っ張られる。膜１１に接着層の硬化温度にされた液体を通すことによって、ラミネート１０および接着層２３は硬化温度になって、接着層および可能であればラミネートも硬化し、その後、ラミネート１０および成形体５０が相互結成される。参照したタイプの第二成形体は、一般的に大きな寸法を持つ。オートクレーブを接着層の温度の到達に採用する通常の方法では、高いコストが伴う。本発明の方法では、この不都合はない。
【００３３】
図５を参照すると、本発明による他の方法の好ましい実施例が示されており、液体２０が加熱膜１１を通過する間、圧力がラミネート１０の上にかけられる。この圧力は、堅い保持体３５と加熱手段１１の表面の間に、加熱手段１１およびラミネート１０の集合を保持することによって確定され、加熱手段が膨張して保持体３５に抵抗して押圧する圧力下で、液体２０を加熱手段１１に導入する。保持体３５と成形モールド１との間の距離によって、必要な圧力レベルは決められる。保持体３５は、例えば、少なくともその外周の一部を経由して適当な連結手段（図示しない）、好ましくは取外し可能な連結手段、によってサブストレートに固定することができる平面パネルとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による装置の第一の実施例の断面図
【図２】本発明による装置の第二の実施例の断面図
【図３】本発明による装置の第三の実施例の断面図
【図４ａ】本発明による方法において適用できる加熱手段の断面図
【図４ｂ】本発明による方法において適用できる加熱手段の断面図
【図４ｃ】本発明による方法において適用できる加熱手段の断面図
【図４ｄ】本発明による方法において適用できる加熱手段の断面図
【図５】本発明による装置の第四の実施例の断面図
【図１】
2009509796.tif 000003
【図２】
2009509796.tif 000004
【図３】
2009509796.tif 000005
【図４ａ】
2009509796.tif 000006
【図４ｂ】
2009509796.tif 000007
【図４ｃ】
2009509796.tif 000008
【図４ｄ】
2009509796.tif 000009
【図５】
2009509796.tif 000010
【国際調査報告】
2009509796.tif 000011
2009509796.tif 000012
2009509796.tif 000013
2009509796.tif 000014