(57)【要約】  複合部品を形成するための方法100は、コア110を設けるステップと、一組の繊維帯140を設けるステップと、一組の所定位置130に一組の繊維帯を置くステップと、樹脂などの結合材料の使用を通じて一組の所定位置に一組の繊維帯140を固定するステップとを含む。
2019535556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化複合部品を形成するための方法であって、
開繊繊維帯から第１の長さの比較的短い繊維帯片を切り離すステップと、
コア上に一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片を置くステップと、
結合材料の使用を通じて前記一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片を固定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記コアを設ける前に第２の長さの比較的長い繊維帯片を置くステップを更に含み、前記第１の長さが前記第２の長さより短い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記比較的長い繊維帯片上に前記コアを設けるステップを更に含み、前記比較的短い繊維帯片を置く前記ステップが、前記比較的長い繊維帯片の反対側で前記コア上に前記比較的短い繊維帯片を置くステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記比較的短い繊維帯片を置く前記ステップが、前記比較的長い繊維帯片の幅寸法より短い長さ寸法または幅寸法の少なくとも１つを有する比較的短い繊維帯片を置くステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
複合部品フレームを設けるステップを更に含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記コアを設ける前記ステップが、前記複合部品フレームに前記コアを設けるステップを含み、前記比較的短い繊維帯片を置く前記ステップが、前記複合部品フレームに対して一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片を置くステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複合部品フレームの所定位置に前記比較的短い繊維帯片の複数の層を置くステップを更に含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記比較的短い繊維帯片を置く前記ステップが、自動化アームアセンブリを介して一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片を置くステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記比較的短い繊維帯片を切り離す前記ステップが、前記自動化アームアセンブリを介して前記比較的短い繊維帯片を切り離すステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
テンプレートに基づいて前記強化複合部品の一部分をトリムするステップを更に含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記強化複合部品が航空電子部品である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記比較的短い繊維帯片を固定する前記ステップが、樹脂結合材料の使用を通じて前記一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片を固定するステップを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
複合パネルアセンブリを形成する方法であって、
第１の組の所定位置に長い繊維帯片の第１の層を設置するステップと、
前記第１の層に隣接してコアを設置するステップと、
前記コアに隣接して第２の組の所定位置に短い繊維帯片の第２の層を設置するステップであり、前記短い繊維帯片が前記長い繊維帯片より短い、ステップと、
結合材料の使用を通じて前記第１の層および前記第２の層を固定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記第２の層を設置する前記ステップが、短い繊維帯片の第２の層を設置するステップを含み、前記短い繊維帯片が、前記長い繊維帯片の幅寸法より短い長さ寸法または幅寸法の少なくとも１つを含むように選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
複合パネルフレームを設けるステップを更に含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の層を設置する前記ステップが、前記複合部品フレーム上に前記第１の層を設置するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の層を設置する前記ステップが、前記複合パネルフレームに重なるが前記コアに重ならない前記複合パネルアセンブリの一部分に前記短い繊維帯片の複数の重なる層を設置するステップを含む、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の層を設置する前記ステップまたは前記第２の層を設置する前記ステップの少なくとも１つが、自動化アームアセンブリを介して設置するステップを含む、請求項１３から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の層を設置する前記ステップまたは前記第２の層を設置する前記ステップの前記少なくとも１つが、前記自動化アームアセンブリを介して前記繊維帯片を切断するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
テンプレートに基づいて前記複合パネルアセンブリの一部分をトリムするステップを更に含む、請求項１３から１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
複合パネルは、構造に含まれるように設計または構成される、予め設計または予め形成されたサブパネルまたはサブコンポーネントを含むことができる。例えば、複合パネルは、地上、水上または空中ベースの車両などの車両に含まれ得る。航空機などの車両においては、複合パネルは、胴体または航空機翼などの大型航空機構造のための予め組み立てられたパネルまたはサブストラクチャを建造するために使用され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】米国特許第8,356,451号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
1つの態様では、本開示は、強化複合部品を形成するための方法であって、開繊繊維帯(spread fiber band)から第1の長さの比較的短い繊維帯片を切り離すステップと、コア上に一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くステップと、結合材料の使用を通じて一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を固定するステップとを含む、方法に関する。
【０００４】
別の態様では、本開示は、複合パネルアセンブリを形成する方法であって、第1の組の所定位置に長い繊維帯片の第1の層を設置するステップと、第1の層に隣接してコアを設置するステップと、コアに隣接して第2の組の所定位置に短い繊維帯片の第2の層を設置するステップであり、短い繊維帯片が長い繊維帯片より短い、ステップと、結合材料の使用を通じて第1の層および第2の層を固定するステップとを含む、方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本明細書に記載される様々な態様に従って複合パネルアセンブリの横断面図例を例示する。
【図２】本明細書に記載される様々な態様に従って、図1の複合パネルアセンブリの第1の層を設置するステップ例を例示する。
【図３】本明細書に記載される様々な態様に従って、図1の複合パネルアセンブリの第2のコア層を設置するステップ例を例示する。
【図４】本明細書に記載される様々な態様に従って、図1の複合パネルアセンブリの第3の層を設置するステップ例を例示する。
【図５】本明細書に記載される様々な態様に従って、図1の複合パネルアセンブリの端部の横断面図例を例示する。
【図６】本明細書に記載される様々な態様に従って複合パネルアセンブリを形成する方法を示すフローチャート図例である。
【図７】本明細書に記載される様々な態様に従って複合パネルアセンブリを形成する別の方法を示すフローチャート図例である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示の態様は、パネル、複合パネルまたは強化複合パネル(本明細書において「複合パネル」と称される)を活用するいかなる環境または装置においても実装され得る。本開示の態様は、複合パネルを形成、製造、構成等するための方法においても実装され得る。
【０００７】
「一組の」様々な要素が記載されることになるが、「一組」が、1つの要素だけを含め、いかなる数のそれぞれの要素も含むことができることが理解されるであろう。追加的に、「層」が記載されることになるが、「層」が一組の積層要素を含むことができ、そしてそれぞれの1つまたは複数の要素の単一の層に限定されないことが理解されるであろう。
【０００８】
接続関連(例えば、取り付けられた、結合された、接続された、および接合された)は広く解釈されるものとし、特記されない限り一群の要素間の中間部材、および要素間の相対的運動を含むことができる。そのため、接続関連は、必ずしも2つの要素が直接接続されて互いに固定関係にあることを暗示するわけではない。例証的な図面は単に例示の目的であり、本明細書に添付される図面に反映される寸法、位置、順序および相対的大きさは異なり得る。
【０００９】
図1は、強化複合パネルアセンブリ10の横断面図を例示する。複合パネルアセンブリ10は、集合されて強化構造を形成する一組の層を有する複合パネル12を含むことができる。本開示の1つの非限定的な態様では、複合パネル12は、第1の炭素繊維層14などの第1の層、コア22またはコア層16などの第2の層、第2の炭素繊維層18などの第3の層、および第3の炭素繊維層19などの第4の層を含むことができる。本明細書で使用されるように、炭素繊維層14、18、19またはその部分集合は、炭素繊維シート、予め形成された炭素繊維構造、多層もしくは単層炭素繊維組成物、または他の公知の繊維要素もしくは構造を含むがこれらに限定されない、乾燥炭素繊維材料を含むことができる。
【００１０】
1つの非限定的な構成例では、第1の炭素繊維層14は、第1の炭素繊維20の集合層を含むことができる。同様に、第2および第3の炭素繊維層18、19は、それぞれ、第2の炭素繊維24および第3の炭素繊維21の集合層を含むことができる。第1、第2または第3の炭素繊維20、24、21が同じ炭素繊維材料、炭素繊維構造または炭素繊維特性を含むことができるような本開示の非限定的な態様が含まれ得る。本開示の別の非限定的な態様では、第1、第2、第3の炭素繊維20、24、21またはその部分集合は、非類似または異なる炭素繊維材料、炭素繊維構造または炭素繊維特性を含むことができる。1つの非限定的な構成では、炭素繊維20、24、21の少なくとも部分集合が、結合材料の使用を通じて付着、固定、結合等されるように選択または構成され得る。例えば、炭素繊維20、24、21の少なくとも部分集合が、接着剤または樹脂などの結合材料と組み合わされる、混合される、飽和される、または含められると、炭素繊維20、24、21の別の部分集合に固定され得る。
【００１１】
図示されるように、コア層16またはコア22は、フォームコア40を含むがこれに限定されない、構造支持的なコア材料を含むことができる。フォームコア40は、30から120キログラム毎立方メートル(Kg/m3)の密度を有するまたは含む材料を含むことができるが、これに限定されない。別の非限定的な例では、フォームコア40は、挿入または一体化されて、フォームのみのコア40と比較して改善または増強された構造または剛性を提供する一組のフォームコアタイ42も含むことができる。タイ42は、例えば、ニードリングを介してコア22またはフォームコア40に予め構成される、または予め組み立てられてよい。タイ42は、要望通りに、コア22またはフォームコア40に所定のまたは選択可能な構造補強または剛性を更に提供することができる。一組のタイ42を有するフォームコア40構造の1つの非限定的な例が米国特許第8,356,451号に記載されている。追加のコア22構成または構造が含まれ得る。
【００１２】
図2〜図5は、複合パネルアセンブリ10または複合パネル12のための非限定的な一組の組立ステップを例示する。
【００１３】
図2は、一部組立済み複合パネルアセンブリ26の初期積層ステップを例示する。複合パネルフレーム28、テンプレートまたは型が設けられて、組立済み複合パネルアセンブリ10のための基準を案内、画定、関連付けまたは提供することができる。この意味で、複合パネルフレーム28は、一部組立済み複合パネルアセンブリ26のための既定の形態または既定の特性を画定することができる。例えば、複合パネルフレーム28は、組立済み複合パネル12の所望の寸法に対応するまたは関連付けられる端部29を含むことができる。既定の形態または既定の特性は、表面形状、輪郭、角度、寸法(長さ、幅)等を含むがこれらに限定されない、2次元または3次元形状を含むことができる。複合パネルフレーム28が本明細書に記載されるが、複合パネルアセンブリ10または一部組立済み複合パネルアセンブリ26がフレーム要素なしで配置されるまたは組み立てられるような本開示の態様が含まれ得る。
【００１４】
一部組立済み複合パネルアセンブリ26は、第1の炭素繊維20が最初に積層され得る。1つの非限定的な例では、第1の炭素繊維20は、開繊繊維帯または一巻の炭素繊維などの第1の炭素繊維材料源23から受け入れられ得る。別の非限定的な例では、第1の炭素繊維材料源23は、第1の炭素繊維20の予め大きさが設定されたシートなど、一組の予め画定、予め切断または予め選択された炭素繊維要素を含むことができる。第1の炭素繊維20は、第1の自動化アームアセンブリ30などの自動化工具または機械を介して複合パネルフレーム28に配置、積層、設置、位置決め等され得る。例えば、第1の自動化アームアセンブリ30は、第1の炭素繊維20の予め大きさが設定されたシートの1つまたは複数の部分、層または帯を選択し、そしてそれらを複合パネルフレーム28に敷設または設置して、第1の炭素繊維層14を画定するまたは組み立てることができる。この意味で、第1の炭素繊維20の設置は自動化繊維配置構成を活用する。1つの構成例では、第1の炭素繊維20の自動化繊維配置構成は、毎分数メートルの第1の炭素繊維20の設置を含むことができる。
【００１５】
別の非限定的な態様では、第1の自動化アームアセンブリ30は、炭素繊維材料源23から連続巻の炭素繊維の一部分を選択しまたは受け入れ、そして連続巻の一部分を第1の炭素繊維20の適切なまたは予め選択された寸法に切断、トリム等するように構成され得る。
【００１６】
第1の炭素繊維20の個片の方法または選択にかかわらず、第1の炭素繊維20は、所定のパターンまたは一組の所定位置に従って複合パネルフレーム28に設置され得る。本開示の非限定的な態様は、第1の炭素繊維20を、隣接する第1の炭素繊維20シートに重なる(重なりは32として点線で例示される)ように、または複合パネルアセンブリ10もしくは複合パネルフレーム28の最終寸法に重なる(重なりは34として例示される)ように設置または配置することを含むことができる。重なり32、34の寸法または配置は所定のパターンの一部として含まれ得る。1つの非限定的な構成例では、重なり(32または34)の寸法は、ほぼ80ミリメートルであることができる。追加または代替の重なり32、34寸法が含まれ得る。
【００１７】
図3は、一部組立済み複合パネルアセンブリ26の別のステップを例示し、ここでは第1の炭素繊維層14に対してコア22が置かれる、設けられる、位置付けられる、または設置される。コア22の大きさ、形状、輪郭または寸法は、複合パネルアセンブリ10または複合パネル12によって画定され得る。例えば、コア22が一部組立済み複合パネルアセンブリ26において自動または手動で寸法取りされるまたは置かれるような本開示の態様が含まれ得る。
【００１８】
図4は、第1の炭素繊維層14およびコア22などの一部組立済み複合パネルアセンブリ26の、第2の炭素繊維層18に関する積層のステップを例示する。1つの非限定的な例では、第2の炭素繊維24は、開繊繊維帯または1巻の炭素繊維などの第2の炭素繊維材料源52から受け入れら得る。別の非限定的な例では、第2の炭素繊維材料源52は、第2の炭素繊維24の予め大きさが設定されたシートまたはパッチなど、一組の予め画定、予め切断または予め選択された炭素繊維要素を含むことができる。第2の炭素繊維24は、第2の自動化アームアセンブリ50などの自動化工具または機械を介して第1の炭素繊維層14またはコア22に配置、積層、設置、位置決め等されてよい。例えば、第2の自動化アームアセンブリ50は、第2の炭素繊維24の予め大きさが設定されたシートの1つまたは複数の部分、層または帯を選択し、そしてそれらを複合パネルフレーム28に敷設または設置して、第2の炭素繊維層18を画定するまたは組み立てることができる。この意味で、第2の炭素繊維24の設置は自動化繊維パッチ配置構成を活用する。
【００１９】
別の非限定的な態様では、第2の自動化アームアセンブリ50は、第2の炭素繊維材料源52から連続巻の炭素繊維の一部分を選択しまたは受け入れ、そして連続巻の一部分を第2の炭素繊維24の適切なまたは予め選択された寸法に切断、トリム等するように構成され得る。
【００２０】
第2の炭素繊維24の個片の方法または選択にかかわらず、第2の炭素繊維24は、所定のパターンに従って複合パネルフレーム28、第1の炭素繊維層14またはコア22に設置されてよい。本開示の非限定的な態様は、第2の炭素繊維24を、隣接する第2の炭素繊維24シートに重なるように、または複合パネルアセンブリ10もしくは複合パネルフレーム28の最終寸法に重なるように設置または配置することを含むことができる。重なりの寸法または配置は所定のパターンの一部として含まれることができる。1つの非限定的な構成例では、第2の炭素繊維24のための重なりの寸法は、ほぼ30ミリメートルであることができる。追加または代替の重なり32、34寸法が含まれ得る。
【００２１】
別の非限定的な構成例では、第2の炭素繊維層18は、複合パネルアセンブリ10、一部組立済み複合パネルアセンブリ26または複合パネルフレーム28の端部29の近くまたは最も近くで複数の第2の炭素繊維24シートが積層されて、第1の炭素繊維層14の少なくとも1つまたは複合パネルフレーム28から離れて設置される第2の炭素繊維層18の部分と比較して、追加的なまたは増強された構造剛性を提供することができる。本明細書で使用されるように、端部29の「最も近く」は、コア22と端部29との間の距離の幅を含むことができる。
【００２２】
図示されるように、第1の炭素繊維20の相対的な大きさは、第1の炭素繊維幅54および第1の炭素繊維長さ55によって画定され得、そして第2の炭素繊維24の相対的な大きさは、第2の炭素繊維幅56および第2の炭素繊維長さ58によって画定され得る。第1の炭素繊維幅54が第2の炭素繊維幅56または第2の炭素繊維長さ58と比較して大きくなることができるような本開示の非限定的な態様を含むことができる。この意味で、第2の炭素繊維24は第1の長さ58を含むことができ、そして比較的短いと考えられ得る一方で、第1の炭素繊維20は第2の長さ55を有することができ、そして比較的長いと考えられ得る。上述した例では、互いと比較されると、第1の長さ58は第2の長さ55より短くなることができる。
【００２３】
第2の炭素繊維層18の設置に続いて、工程は、第1の炭素繊維20の第1の炭素繊維層14と実質的に同じ仕方で第3の炭素繊維21の第3の炭素繊維層19を設置することを含むことができる。この意味で、第3の炭素繊維21は、第1の炭素繊維層14、コア22、第2の炭素繊維層18またはその組合せを覆って設置される。第3の炭素繊維層19の設置は簡潔さのために例示されていない。
【００２４】
図5は、複合パネル12の端部29の最も近くでとられた複合パネルアセンブリ10の横断面図を例示する。図示されるように、コア22と端部29との間の距離に及びかつ複合パネルフレーム28の少なくとも一部分に重なる、端部29に最も近い複合パネルアセンブリ10の一部分60が、第2の炭素繊維24の一組の複数の層を含んで、上記説明したように、第1の炭素繊維層14の少なくとも1つと比較して、追加的なまたは増強された構造剛性を提供することができる。複合パネルが端部29においてトリムされるような本開示の非限定的な態様が含まれ得る。取付孔、ブラケットまたは機械的締結具が一部分60に含まれ、かつ複合パネルを、航空機の胴体または翼など、より大きな構造または航空機構造に接続するように構成され得るような本開示の追加の非限定的な態様が含まれてよい。
【００２５】
点線端部29が直線端部29として図示されるが、端部29が追加または代替の方法または切削工具を介して形成されるような本開示の非限定的な態様が含まれてよい。例えば、1つの非限定的な例では、端部29においてトリムすることは、第1の炭素繊維20に対して非垂直角度でトリムすることを含むことができる。非垂直角度は20度、40度、80度、110度等を含むことができるが、これらに限定されない。別の非限定的な例では、端部29においてトリムすることは、例えば、面取りを介して、丸み付けまたは丸端部などの非直線切断を含むことができる。更に別の非限定的な例では、非直線端部が丸み付けまたは面取りされて、複合パネルアセンブリ10に対して第1の位置において20度から複合パネルアセンブリ10に対して第2の位置において40度まで面取りされるなど、第1の角度と第2の角度との間で変化することができる。
【００２６】
図6は、強化複合部品を形成するための1つの非限定的な方法100を示すフローチャートを例示する。方法100は、始めに110で、コア22を設ける。方法100は、続いて120で、第2の炭素繊維24などの開繊繊維帯から比較的短い繊維帯片を切り離す。次に、方法100は、103で、コア22上に、所定のパターンに従ってなど、一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くことを含む。方法100は、140で、樹脂などの結合材料の使用を通じて一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を固定することも含むことができる。
【００２７】
図7は、複合パネルアセンブリ10を形成するための別の非限定的な方法200を示すフローチャートを例示する。方法200は、始めに210で、第1の組の所定位置またはパターンに、第1の炭素繊維20などの比較的長い繊維帯片の第1の層を設置する。方法200は、続いて220で、第1の層の表面上になど、第1の層に隣接してコア22を設置する。次に、方法200は、230で、コア22に隣接して第2の組の所定位置に、第2の炭素繊維24などの比較的短い繊維帯片の第2の層を設置することを含む。方法200は、240で、第1の炭素繊維20と同様の、第3の炭素繊維21などの比較的長い繊維帯片の第3の層を設置する別のステップを任意選択で含むことができる。方法200は、250で、樹脂などの結合材料の使用を通じて少なくとも第1の層および第2の層を固定することを含むことができる。
【００２８】
描かれたシーケンスは単に例示目的であり、方法の一部分が異なる論理的順序で進行することができる、追加のもしくは介入する部分が含まれ得る、または方法の記載した一部分が複数の部分に分割され得る、または方法の記載した一部分が記載した方法を損なうことなく省略され得ることが理解されるように、いかなる形であれ方法100、200を限定するとは意図されない。
【００２９】
炭素繊維層14、18、19の少なくとも部分集合、コア22またはその組合せが、樹脂などの結合材料を使用して一体に結合され得るような本開示の態様が含まれ得る。結合は、各層14、16、18、19の積層後など、多段階工程で、または複合パネル12が組み立てられた後など、一段階で起こることができる。結合は、必要に応じて、真空または真空ポンプを活用して複合パネルアセンブリ10から空気を除去し、結合材料の適切な統合性または硬化を確実にするなど、追加のステップを含むことができる。
【００３０】
以上の図に図示されるものに加えて多くの他の可能な態様および構成が本開示によって企図される。例えば、本開示の1つの非限定的な態様が共通の繊維源23、52を企図し、または共通の自動化アームアセンブリ30、50が本開示によって活用されて、本明細書に記載される全ての組立てを行う。本開示の別の非限定的な態様では、第3の炭素繊維層19は、複合パネルアセンブリ10または複合パネル12に任意選択で含まれ得る。
【００３１】
本明細書に開示される態様は、強化複合部品、要素またはパネルを組み立てるための方法および構成を提供する。以上の態様において実現され得る1つの利点は、複合層または炭素繊維を手で積層する手動工程を使用することと反対に、上記の態様が自動化様式で組み立てられ得るということである。複合パネルアセンブリの積層を自動化することによって、パネルアセンブリの総費用が削減されるであろう。自動化は、自動化と関連付けられる組立工程の生産性および質を更に増強する一方で、所定の積層パターンの精度から廃材料を削減することができる。
【００３２】
上記の態様の別の利点は、第1および第3の炭素繊維層の両方の自動化繊維配置の活用であり、これは、広範囲にわたって迅速により多い炭素繊維の選択肢を配置する際に効果的かつ効率的である。同様に、上記の態様は、第2の炭素繊維層に対して記載した繊維パッチ配置構成を更に活用して、コアの周囲になど、非線形または非標準形状の周囲により少ない炭素繊維の選択肢を迅速に配置または設置する一方で、複合パネルアセンブリの十分なまたは所望の統合性を確実にすることができる。繊維パッチ配置の活用は、端部が位置付けられることになる箇所または締結具が接続されることになる箇所などの重要領域の選択補強を可能にするという利点を更に提供する。
【００３３】
実現され得る別の利点は、記載したようにフォームコアを活用して、ハニカム構造を含む従来のコア材料が複合パネルアセンブリから排除され得るということである。ハニカムコア構造は、樹脂などの結合材料を捕捉して閉じ込める可能性があり、パネルアセンブリに関する平衡または構造統合性問題に至っている。
【００３４】
既に記載されていない範囲では、様々な態様の異なる特徴および構造が要望通りに互いと組み合わせて使用され得る。1つの特徴が態様の全てに例示され得るわけではないことは、そうすることができないと解釈されるとは意図されず、説明の簡潔さのためになされている。したがって、異なる態様の様々な特徴が要望通りに混合および適合されて新たな態様を形成することができるが、新たな態様が明示的に記載されているか否かは問わない。本明細書に記載される特徴の組合せまたは入替えは本開示によって包含される。
【００３５】
本明細書は、例を使用して、最良の形態を含め、本開示の態様を開示し、更にいかなる装置またはシステムも製作して使用すること、およびいかなる組み込まれた方法も行うことを含め、当業者が本開示の態様を実施することを可能にする。本開示の特許され得る範囲は請求項によって定められ、そして当業者に想起される他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが請求項の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが請求項の文言との差が実質的にない同等の構造要素を含む場合、請求項の範囲内であると意図される。
【符号の説明】
【００３６】
10  複合パネルアセンブリ
12  複合パネル
14  第1の炭素繊維層
16  コア層
18  第2の炭素繊維層
19  第3の炭素繊維層
20  第1の炭素繊維
21  第3の炭素繊維
22  コア
23  第1の炭素繊維材料源
24  第2の炭素繊維
26  一部組立済み複合パネルアセンブリ
28  複合パネルフレーム
29  端部
30  第1の自動化アームアセンブリ
32  重なり
34  重なり
40  フォームコア
42  フォームコアタイ
50  第2の自動化アームアセンブリ
52  第2の炭素繊維材料源
54  第1の炭素繊維幅
55  第1の炭素繊維長
56  第2の炭素繊維幅
58  第2の炭素繊維長さ
60  一部分
【図１】
2019535556.tif 000003
【図２】
2019535556.tif 000004
【図３】
2019535556.tif 000005
【図４】
2019535556.tif 000006
【図５】
2019535556.tif 000007
【図６】
2019535556.tif 000008
【図７】
2019535556.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月8日(2019.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[関連出願の相互参照]
本出願は、2016年11月16日出願の英国特許出願第1619407.8号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概して強化複合部品または複合パネルアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
複合パネルは、構造に含まれるように設計または構成される、予め設計または予め形成されたサブパネルまたはサブコンポーネントを含むことができる。例えば、複合パネルは、地上、水上または空中ベースの車両などの車両に含まれ得る。航空機などの車両においては、複合パネルは、胴体または航空機翼などの大型航空機構造のための予め組み立てられたパネルまたはサブストラクチャを建造するために使用され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第8,356,451号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
1つの態様では、本開示は、強化複合部品を形成するための方法であって、開繊繊維帯(spread fiber band)から第1の長さの比較的短い繊維帯片を切り離すステップと、コア上に一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くステップと、結合材料の使用を通じて一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を固定するステップとを含む、方法に関する。
【０００６】
本開示の態様の非限定的な入替えが以下を含むこともできる:
コアを設ける前に第2の長さの比較的長い繊維帯片を置くステップを含み、第1の長さが第2の長さより短い;
比較的長い繊維帯片上にコアを設けるステップを含み、比較的短い繊維帯片を置くステップが、比較的長い繊維帯片の反対側でコア上に比較的短い繊維帯片を置くことを含む;
比較的短い繊維帯片を置くステップが、比較的長い繊維帯片の幅寸法より短い長さ寸法または幅寸法の少なくとも1つを有する比較的短い繊維帯片を置くことを含む;
複合部品フレームを設けるステップを更に含む;
コアを設けるステップが、複合部品フレームにコアを設けることを含み、比較的短い繊維帯片を置くステップが、フレームに対して一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くことを含む;
複合部品フレームの所定位置に比較的短い繊維帯片の複数の層を置くステップを更に含む;
比較的短い繊維帯片を置くステップが、自動化アームアセンブリを介して一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くことを含む;
比較的短い繊維帯片を切り離すステップが、自動化アームアセンブリを介して比較的短い繊維帯片を切り離すことを含む;
テンプレートに基づいて強化複合部品の一部分をトリムするステップを含む;
強化複合部品が航空電子部品である;または
比較的短い繊維帯片を固定するステップが、樹脂結合材料の使用を通じて一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を固定することを含む。
【０００７】
別の態様では、本開示は、複合パネルアセンブリを形成する方法であって、第1の組の所定位置に長い繊維帯片の第1の層を設置するステップと、第1の層に隣接してコアを設置するステップと、コアに隣接して第2の組の所定位置に短い繊維帯片の第2の層を設置するステップであり、短い繊維帯片が長い繊維帯片より短い、ステップと、結合材料の使用を通じて第1の層および第2の層を固定するステップとを含む、方法に関する。
【０００８】
本開示の態様の非限定的な入替えが以下を含むこともできる:
第2の層を設置するステップが、短い繊維帯片の第2の層を設置することを含み、短い繊維帯片が、長い繊維帯片の幅寸法より短い長さ寸法または幅寸法の少なくとも1つを含むように選択される;
複合パネルフレームを設けるステップを含む;
第1の層を設置するステップが、複合部品フレーム上に第1の層を設置することを含む;
第2の層を設置するステップが、複合パネルフレームに重なるがコアに重ならない複合パネルアセンブリの一部分に短い繊維帯片の複数の重なる層を設置することを含む;
第1の層を設置するステップまたは第2の層を設置するステップの少なくとも1つが、自動化アームアセンブリを介して設置することを含む;
第1の層を設置するステップまたは第2の層を設置するステップの少なくとも1つが、自動化アームアセンブリを介して繊維帯片を切断することを含む;または
テンプレートに基づいて複合パネルアセンブリの一部分をトリムするステップを含む。
既に記載されていない範囲では、様々な非限定的な入替えの異なる特徴および構造が要望通りに互いと組み合わせて、または入れ替えて使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本明細書に記載される様々な態様に従って複合パネルアセンブリの横断面図例を例示する。
【図２】本明細書に記載される様々な態様に従って、図1の複合パネルアセンブリの第1の層を設置するステップ例を例示する。
【図３】本明細書に記載される様々な態様に従って、図1の複合パネルアセンブリの第2のコア層を設置するステップ例を例示する。
【図４】本明細書に記載される様々な態様に従って、図1の複合パネルアセンブリの第3の層を設置するステップ例を例示する。
【図５】本明細書に記載される様々な態様に従って、図1の複合パネルアセンブリの端部の横断面図例を例示する。
【図６】本明細書に記載される様々な態様に従って複合パネルアセンブリを形成する方法を示すフローチャート図例である。
【図７】本明細書に記載される様々な態様に従って複合パネルアセンブリを形成する別の方法を示すフローチャート図例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の態様は、パネル、複合パネルまたは強化複合パネル(本明細書において「複合パネル」と称される)を活用するいかなる環境または装置においても実装され得る。本開示の態様は、複合パネルを形成、製造、構成等するための方法においても実装され得る。
【００１１】
「一組の」様々な要素が記載されることになるが、「一組」が、1つの要素だけを含め、いかなる数のそれぞれの要素も含むことができることが理解されるであろう。追加的に、「層」が記載されることになるが、「層」が一組の積層要素を含むことができ、そしてそれぞれの1つまたは複数の要素の単一の層に限定されないことが理解されるであろう。
【００１２】
接続関連(例えば、取り付けられた、結合された、接続された、および接合された)は広く解釈されるものとし、特記されない限り一群の要素間の中間部材、および要素間の相対的運動を含むことができる。そのため、接続関連は、必ずしも2つの要素が直接接続されて互いに固定関係にあることを暗示するわけではない。例証的な図面は単に例示の目的であり、本明細書に添付される図面に反映される寸法、位置、順序および相対的大きさは異なり得る。
【００１３】
図1は、強化複合パネルアセンブリ10の横断面図を例示する。複合パネルアセンブリ10は、集合されて強化構造を形成する一組の層を有する複合パネル12を含むことができる。本開示の1つの非限定的な態様では、複合パネル12は、第1の炭素繊維層14などの第1の層、コア22またはコア層16などの第2の層、第2の炭素繊維層18などの第3の層、および第3の炭素繊維層19などの第4の層を含むことができる。本明細書で使用されるように、炭素繊維層14、18、19またはその部分集合は、炭素繊維シート、予め形成された炭素繊維構造、多層もしくは単層炭素繊維組成物、または他の公知の繊維要素もしくは構造を含むがこれらに限定されない、乾燥炭素繊維材料を含むことができる。
【００１４】
1つの非限定的な構成例では、第1の炭素繊維層14は、第1の炭素繊維20の集合層を含むことができる。同様に、第2および第3の炭素繊維層18、19は、それぞれ、第2の炭素繊維24および第3の炭素繊維21の集合層を含むことができる。第1、第2または第3の炭素繊維20、24、21が同じ炭素繊維材料、炭素繊維構造または炭素繊維特性を含むことができるような本開示の非限定的な態様が含まれ得る。本開示の別の非限定的な態様では、第1、第2、第3の炭素繊維20、24、21またはその部分集合は、非類似または異なる炭素繊維材料、炭素繊維構造または炭素繊維特性を含むことができる。1つの非限定的な構成では、炭素繊維20、24、21の少なくとも部分集合が、結合材料の使用を通じて付着、固定、結合等されるように選択または構成され得る。例えば、炭素繊維20、24、21の少なくとも部分集合が、接着剤または樹脂などの結合材料と組み合わされる、混合される、飽和される、または含められると、炭素繊維20、24、21の別の部分集合に固定され得る。
【００１５】
図示されるように、コア層16またはコア22は、フォームコア40を含むがこれに限定されない、構造支持的なコア材料を含むことができる。フォームコア40は、30から120キログラム毎立方メートル(Kg/m3)の密度を有するまたは含む材料を含むことができるが、これに限定されない。別の非限定的な例では、フォームコア40は、挿入または一体化されて、フォームのみのコア40と比較して改善または増強された構造または剛性を提供する一組のフォームコアタイ42も含むことができる。タイ42は、例えば、ニードリングを介してコア22またはフォームコア40に予め構成される、または予め組み立てられてよい。タイ42は、要望通りに、コア22またはフォームコア40に所定のまたは選択可能な構造補強または剛性を更に提供することができる。一組のタイ42を有するフォームコア40構造の1つの非限定的な例が米国特許第8,356,451号に記載されている。追加のコア22構成または構造が含まれ得る。
【００１６】
図2〜図5は、複合パネルアセンブリ10または複合パネル12のための非限定的な一組の組立ステップを例示する。
【００１７】
図2は、一部組立済み複合パネルアセンブリ26の初期積層ステップを例示する。複合パネルフレーム28、テンプレートまたは型が設けられて、組立済み複合パネルアセンブリ10のための基準を案内、画定、関連付けまたは提供することができる。この意味で、複合パネルフレーム28は、一部組立済み複合パネルアセンブリ26のための既定の形態または既定の特性を画定することができる。例えば、複合パネルフレーム28は、組立済み複合パネル12の所望の寸法に対応するまたは関連付けられる端部29を含むことができる。既定の形態または既定の特性は、表面形状、輪郭、角度、寸法(長さ、幅)等を含むがこれらに限定されない、2次元または3次元形状を含むことができる。複合パネルフレーム28が本明細書に記載されるが、複合パネルアセンブリ10または一部組立済み複合パネルアセンブリ26がフレーム要素なしで配置されるまたは組み立てられるような本開示の態様が含まれ得る。
【００１８】
一部組立済み複合パネルアセンブリ26は、第1の炭素繊維20が最初に積層され得る。1つの非限定的な例では、第1の炭素繊維20は、開繊繊維帯または一巻の炭素繊維などの第1の炭素繊維材料源23から受け入れられ得る。別の非限定的な例では、第1の炭素繊維材料源23は、第1の炭素繊維20の予め大きさが設定されたシートなど、一組の予め画定、予め切断または予め選択された炭素繊維要素を含むことができる。第1の炭素繊維20は、第1の自動化アームアセンブリ30などの自動化工具または機械を介して複合パネルフレーム28に配置、積層、設置、位置決め等され得る。例えば、第1の自動化アームアセンブリ30は、第1の炭素繊維20の予め大きさが設定されたシートの1つまたは複数の部分、層または帯を選択し、そしてそれらを複合パネルフレーム28に敷設または設置して、第1の炭素繊維層14を画定するまたは組み立てることができる。この意味で、第1の炭素繊維20の設置は自動化繊維配置構成を活用する。1つの構成例では、第1の炭素繊維20の自動化繊維配置構成は、毎分数メートルの第1の炭素繊維20の設置を含むことができる。
【００１９】
別の非限定的な態様では、第1の自動化アームアセンブリ30は、炭素繊維材料源23から連続巻の炭素繊維の一部分を選択しまたは受け入れ、そして連続巻の一部分を第1の炭素繊維20の適切なまたは予め選択された寸法に切断、トリム等するように構成され得る。
【００２０】
第1の炭素繊維20の個片の方法または選択にかかわらず、第1の炭素繊維20は、所定のパターンまたは一組の所定位置に従って複合パネルフレーム28に設置され得る。本開示の非限定的な態様は、第1の炭素繊維20を、隣接する第1の炭素繊維20シートに重なる(重なりは32として点線で例示される)ように、または複合パネルアセンブリ10もしくは複合パネルフレーム28の最終寸法に重なる(重なりは34として例示される)ように設置または配置することを含むことができる。重なり32、34の寸法または配置は所定のパターンの一部として含まれ得る。1つの非限定的な構成例では、重なり(32または34)の寸法は、ほぼ80ミリメートルであることができる。追加または代替の重なり32、34寸法が含まれ得る。
【００２１】
図3は、一部組立済み複合パネルアセンブリ26の別のステップを例示し、ここでは第1の炭素繊維層14に対してコア22が置かれる、設けられる、位置付けられる、または設置される。コア22の大きさ、形状、輪郭または寸法は、複合パネルアセンブリ10または複合パネル12によって画定され得る。例えば、コア22が一部組立済み複合パネルアセンブリ26において自動または手動で寸法取りされるまたは置かれるような本開示の態様が含まれ得る。
【００２２】
図4は、第1の炭素繊維層14およびコア22などの一部組立済み複合パネルアセンブリ26の、第2の炭素繊維層18に関する積層のステップを例示する。1つの非限定的な例では、第2の炭素繊維24は、開繊繊維帯または1巻の炭素繊維などの第2の炭素繊維材料源52から受け入れら得る。別の非限定的な例では、第2の炭素繊維材料源52は、第2の炭素繊維24の予め大きさが設定されたシートまたはパッチなど、一組の予め画定、予め切断または予め選択された炭素繊維要素を含むことができる。第2の炭素繊維24は、第2の自動化アームアセンブリ50などの自動化工具または機械を介して第1の炭素繊維層14またはコア22に配置、積層、設置、位置決め等されてよい。例えば、第2の自動化アームアセンブリ50は、第2の炭素繊維24の予め大きさが設定されたシートの1つまたは複数の部分、層または帯を選択し、そしてそれらを複合パネルフレーム28に敷設または設置して、第2の炭素繊維層18を画定するまたは組み立てることができる。この意味で、第2の炭素繊維24の設置は自動化繊維パッチ配置構成を活用する。
【００２３】
別の非限定的な態様では、第2の自動化アームアセンブリ50は、第2の炭素繊維材料源52から連続巻の炭素繊維の一部分を選択しまたは受け入れ、そして連続巻の一部分を第2の炭素繊維24の適切なまたは予め選択された寸法に切断、トリム等するように構成され得る。
【００２４】
第2の炭素繊維24の個片の方法または選択にかかわらず、第2の炭素繊維24は、所定のパターンに従って複合パネルフレーム28、第1の炭素繊維層14またはコア22に設置されてよい。本開示の非限定的な態様は、第2の炭素繊維24を、隣接する第2の炭素繊維24シートに重なるように、または複合パネルアセンブリ10もしくは複合パネルフレーム28の最終寸法に重なるように設置または配置することを含むことができる。重なりの寸法または配置は所定のパターンの一部として含まれることができる。1つの非限定的な構成例では、第2の炭素繊維24のための重なりの寸法は、ほぼ30ミリメートルであることができる。追加または代替の重なり32、34寸法が含まれ得る。
【００２５】
別の非限定的な構成例では、第2の炭素繊維層18は、複合パネルアセンブリ10、一部組立済み複合パネルアセンブリ26または複合パネルフレーム28の端部29の近くまたは最も近くで複数の第2の炭素繊維24シートが積層されて、第1の炭素繊維層14の少なくとも1つまたは複合パネルフレーム28から離れて設置される第2の炭素繊維層18の部分と比較して、追加的なまたは増強された構造剛性を提供することができる。本明細書で使用されるように、端部29の「最も近く」は、コア22と端部29との間の距離の幅を含むことができる。
【００２６】
図示されるように、第1の炭素繊維20の相対的な大きさは、第1の炭素繊維幅54および第1の炭素繊維長さ55によって画定され得、そして第2の炭素繊維24の相対的な大きさは、第2の炭素繊維幅56および第2の炭素繊維長さ58によって画定され得る。第1の炭素繊維幅54が第2の炭素繊維幅56または第2の炭素繊維長さ58と比較して大きくなることができるような本開示の非限定的な態様を含むことができる。この意味で、第2の炭素繊維24は第1の長さ58を含むことができ、そして比較的短いと考えられ得る一方で、第1の炭素繊維20は第2の長さ55を有することができ、そして比較的長いと考えられ得る。上述した例では、互いと比較されると、第1の長さ58は第2の長さ55より短くなることができる。
【００２７】
第2の炭素繊維層18の設置に続いて、工程は、第1の炭素繊維20の第1の炭素繊維層14と実質的に同じ仕方で第3の炭素繊維21の第3の炭素繊維層19を設置することを含むことができる。この意味で、第3の炭素繊維21は、第1の炭素繊維層14、コア22、第2の炭素繊維層18またはその組合せを覆って設置される。第3の炭素繊維層19の設置は簡潔さのために例示されていない。
【００２８】
図5は、複合パネル12の端部29の最も近くでとられた複合パネルアセンブリ10の横断面図を例示する。図示されるように、コア22と端部29との間の距離に及びかつ複合パネルフレーム28の少なくとも一部分に重なる、端部29に最も近い複合パネルアセンブリ10の一部分60が、第2の炭素繊維24の一組の複数の層を含んで、上記説明したように、第1の炭素繊維層14の少なくとも1つと比較して、追加的なまたは増強された構造剛性を提供することができる。複合パネルが端部29においてトリムされるような本開示の非限定的な態様が含まれ得る。取付孔、ブラケットまたは機械的締結具が一部分60に含まれ、かつ複合パネルを、航空機の胴体または翼など、より大きな構造または航空機構造に接続するように構成され得るような本開示の追加の非限定的な態様が含まれてよい。
【００２９】
点線端部29が直線端部29として図示されるが、端部29が追加または代替の方法または切削工具を介して形成されるような本開示の非限定的な態様が含まれてよい。例えば、1つの非限定的な例では、端部29においてトリムすることは、第1の炭素繊維20に対して非垂直角度でトリムすることを含むことができる。非垂直角度は20度、40度、80度、110度等を含むことができるが、これらに限定されない。別の非限定的な例では、端部29においてトリムすることは、例えば、面取りを介して、丸み付けまたは丸端部などの非直線切断を含むことができる。更に別の非限定的な例では、非直線端部が丸み付けまたは面取りされて、複合パネルアセンブリ10に対して第1の位置において20度から複合パネルアセンブリ10に対して第2の位置において40度まで面取りされるなど、第1の角度と第2の角度との間で変化することができる。
【００３０】
図6は、強化複合部品を形成するための1つの非限定的な方法100を示すフローチャートを例示する。方法100は、始めに110で、コア22を設ける。方法100は、続いて120で、第2の炭素繊維24などの開繊繊維帯から比較的短い繊維帯片を切り離す。次に、方法100は、103で、コア22上に、所定のパターンに従ってなど、一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くことを含む。方法100は、140で、樹脂などの結合材料の使用を通じて一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を固定することも含むことができる。
【００３１】
図7は、複合パネルアセンブリ10を形成するための別の非限定的な方法200を示すフローチャートを例示する。方法200は、始めに210で、第1の組の所定位置またはパターンに、第1の炭素繊維20などの比較的長い繊維帯片の第1の層を設置する。方法200は、続いて220で、第1の層の表面上になど、第1の層に隣接してコア22を設置する。次に、方法200は、230で、コア22に隣接して第2の組の所定位置に、第2の炭素繊維24などの比較的短い繊維帯片の第2の層を設置することを含む。方法200は、240で、第1の炭素繊維20と同様の、第3の炭素繊維21などの比較的長い繊維帯片の第3の層を設置する別のステップを任意選択で含むことができる。方法200は、250で、樹脂などの結合材料の使用を通じて少なくとも第1の層および第2の層を固定することを含むことができる。
【００３２】
描かれたシーケンスは単に例示目的であり、方法の一部分が異なる論理的順序で進行することができる、追加のもしくは介入する部分が含まれ得る、または方法の記載した一部分が複数の部分に分割され得る、または方法の記載した一部分が記載した方法を損なうことなく省略され得ることが理解されるように、いかなる形であれ方法100、200を限定するとは意図されない。
【００３３】
炭素繊維層14、18、19の少なくとも部分集合、コア22またはその組合せが、樹脂などの結合材料を使用して一体に結合され得るような本開示の態様が含まれ得る。結合は、各層14、16、18、19の積層後など、多段階工程で、または複合パネル12が組み立てられた後など、一段階で起こることができる。結合は、必要に応じて、真空または真空ポンプを活用して複合パネルアセンブリ10から空気を除去し、結合材料の適切な統合性または硬化を確実にするなど、追加のステップを含むことができる。
【００３４】
以上の図に図示されるものに加えて多くの他の可能な態様および構成が本開示によって企図される。例えば、本開示の1つの非限定的な態様が共通の繊維源23、52を企図し、または共通の自動化アームアセンブリ30、50が本開示によって活用されて、本明細書に記載される全ての組立てを行う。本開示の別の非限定的な態様では、第3の炭素繊維層19は、複合パネルアセンブリ10または複合パネル12に任意選択で含まれ得る。
【００３５】
本明細書に開示される態様は、強化複合部品、要素またはパネルを組み立てるための方法および構成を提供する。以上の態様において実現され得る1つの利点は、複合層または炭素繊維を手で積層する手動工程を使用することと反対に、上記の態様が自動化様式で組み立てられ得るということである。複合パネルアセンブリの積層を自動化することによって、パネルアセンブリの総費用が削減されるであろう。自動化は、自動化と関連付けられる組立工程の生産性および質を更に増強する一方で、所定の積層パターンの精度から廃材料を削減することができる。
【００３６】
上記の態様の別の利点は、第1および第3の炭素繊維層の両方の自動化繊維配置の活用であり、これは、広範囲にわたって迅速により多い炭素繊維の選択肢を配置する際に効果的かつ効率的である。同様に、上記の態様は、第2の炭素繊維層に対して記載した繊維パッチ配置構成を更に活用して、コアの周囲になど、非線形または非標準形状の周囲により少ない炭素繊維の選択肢を迅速に配置または設置する一方で、複合パネルアセンブリの十分なまたは所望の統合性を確実にすることができる。繊維パッチ配置の活用は、端部が位置付けられることになる箇所または締結具が接続されることになる箇所などの重要領域の選択補強を可能にするという利点を更に提供する。
【００３７】
実現され得る別の利点は、記載したようにフォームコアを活用して、ハニカム構造を含む従来のコア材料が複合パネルアセンブリから排除され得るということである。ハニカムコア構造は、樹脂などの結合材料を捕捉して閉じ込める可能性があり、パネルアセンブリに関する平衡または構造統合性問題に至っている。
【００３８】
既に記載されていない範囲では、様々な態様の異なる特徴および構造が要望通りに互いと組み合わせて使用され得る。1つの特徴が態様の全てに例示され得るわけではないことは、そうすることができないと解釈されるとは意図されず、説明の簡潔さのためになされている。したがって、異なる態様の様々な特徴が要望通りに混合および適合されて新たな態様を形成することができるが、新たな態様が明示的に記載されているか否かは問わない。本明細書に記載される特徴の組合せまたは入替えは本開示によって包含される。
【００３９】
本明細書は、例を使用して、最良の形態を含め、本開示の態様を開示し、更にいかなる装置またはシステムも製作して使用すること、およびいかなる組み込まれた方法も行うことを含め、当業者が本開示の態様を実施することを可能にする。本開示の特許され得る範囲は請求項によって定められ、そして当業者に想起される他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが請求項の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが請求項の文言との差が実質的にない同等の構造要素を含む場合、請求項の範囲内であると意図される。
【００４０】
態様
本開示の様々な特性、態様および利点は、列挙される態様に定められる以下の技術的解決策を含むがこれらに限定されない、本開示の態様のいかなる入替えにおいても具象化され得る:
【００４１】
1.  強化複合部品を形成するための方法であって、
開繊繊維帯から第1の長さの比較的短い繊維帯片を切り離すステップと、
コア上に一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くステップと、
結合材料の使用を通じて一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を固定するステップとを含む、方法。
【００４２】
2.  コアを設ける前に第2の長さの比較的長い繊維帯片を置くステップを更に含み、第1の長さが第2の長さより短い、態様1に記載の方法。
【００４３】
3.  比較的長い繊維帯片上にコアを設けるステップを更に含み、比較的短い繊維帯片を置くステップが、比較的長い繊維帯片の反対側でコア上に比較的短い繊維帯片を置くステップを含む、態様2に記載の方法。
【００４４】
4.  比較的短い繊維帯片を置くステップが、比較的長い繊維帯片の幅寸法より短い長さ寸法または幅寸法の少なくとも1つを有する比較的短い繊維帯片を置くステップを含む、態様3に記載の方法。
【００４５】
5.  複合部品フレームを設けるステップを更に含む、態様1から4のいずれかに記載の方法。
【００４６】
6.  コアを設けるステップが、複合部品フレームにコアを設けるステップを含み、比較的短い繊維帯片を置くステップが、フレームに対して一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くステップを含む、態様5に記載の方法。
【００４７】
7.  複合部品フレームの所定位置に比較的短い繊維帯片の複数の層を置くステップを更に含む、態様5または6に記載の方法。
【００４８】
8.  比較的短い繊維帯片を置くステップが、自動化アームアセンブリを介して一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を置くステップを含む、態様1から7のいずれかに記載の方法。
【００４９】
9.  比較的短い繊維帯片を切り離すステップが、自動化アームアセンブリを介して比較的短い繊維帯片を切り離すステップを含む、態様8に記載の方法。
【００５０】
10.  テンプレートに基づいて強化複合部品の一部分をトリムするステップを更に含む、態様1から9のいずれかに記載の方法。
【００５１】
11.  強化複合部品が航空電子部品である、態様1から10のいずれかに記載の方法。
【００５２】
12.  比較的短い繊維帯片を固定するステップが、樹脂結合材料の使用を通じて一組の所定位置に比較的短い繊維帯片を固定するステップを含む、態様1から11のいずれかに記載の方法。
【００５３】
13.  複合パネルアセンブリを形成する方法であって、
第1の組の所定位置に長い繊維帯片の第1の層を設置するステップと、
第1の層に隣接してコアを設置するステップと、
コアに隣接して第2の組の所定位置に短い繊維帯片の第2の層を設置するステップであり、短い繊維帯片が長い繊維帯片より短い、ステップと、
結合材料の使用を通じて第1の層および第2の層を固定するステップとを含む、方法。
【００５４】
14.  第2の層を設置するステップが、短い繊維帯片の第2の層を設置するステップを含み、短い繊維帯片が、長い繊維帯片の幅寸法より短い長さ寸法または幅寸法の少なくとも1つを含むように選択される、態様13に記載の方法。
【００５５】
15.  複合パネルフレームを設けるステップを更に含む、態様13または14に記載の方法。
【００５６】
16.  第1の層を設置するステップが、複合部品フレーム上に第1の層を設置するステップを含む、態様15に記載の方法。
【００５７】
17.  第2の層を設置するステップが、複合パネルフレームに重なるがコアに重ならない複合パネルアセンブリの一部分に短い繊維帯片の複数の重なる層を設置するステップを含む、態様15または16に記載の方法。
【００５８】
18.  第1の層を設置するステップまたは第2の層を設置するステップの少なくとも1つが、自動化アームアセンブリを介して設置するステップを含む、態様13から17のいずれかに記載の方法。
【００５９】
19.  第1の層を設置するステップまたは第2の層を設置するステップの少なくとも1つが、自動化アームアセンブリを介して繊維帯片を切断するステップを含む、態様18に記載の方法。
【００６０】
20.  テンプレートに基づいて複合パネルアセンブリの一部分をトリムするステップを更に含む、態様13から19のいずれかに記載の方法。
【符号の説明】
【００６１】
10  複合パネルアセンブリ
12  複合パネル
14  第1の炭素繊維層
16  コア層
18  第2の炭素繊維層
19  第3の炭素繊維層
20  第1の炭素繊維
21  第3の炭素繊維
22  コア
23  第1の炭素繊維材料源
24  第2の炭素繊維
26  一部組立済み複合パネルアセンブリ
28  複合パネルフレーム
29  端部
30  第1の自動化アームアセンブリ
32  重なり
34  重なり
40  フォームコア
42  フォームコアタイ
50  第2の自動化アームアセンブリ
52  第2の炭素繊維材料源
54  第1の炭素繊維幅
55  第1の炭素繊維長
56  第2の炭素繊維幅
58  第2の炭素繊維長さ
60  一部分
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化複合部品を形成するための方法であって、
開繊繊維帯から第１の長さの比較的短い繊維帯片（２４）を切り離すステップと、
コア（２２）上に一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片（２４）を置くステップと、
結合材料の使用を通じて前記一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片（２４）を固定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記コア（２２）を設ける前に第２の長さの比較的長い繊維帯片（２０）を置くステップを更に含み、前記第１の長さが前記第２の長さより短い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記比較的長い繊維帯片（２０）上に前記コア（２２）を設けるステップを更に含み、前記比較的短い繊維帯片（２４）を置く前記ステップが、前記比較的長い繊維帯片（２０）の反対側で前記コア（２２）上に前記比較的短い繊維帯片（２４）を置くステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記比較的短い繊維帯片（２４）を置く前記ステップが、前記比較的長い繊維帯片（２０）の幅寸法（５４）より短い長さ寸法（５８）または幅寸法（５６）の少なくとも１つを有する比較的短い繊維帯片（２４）を置くステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
複合部品フレーム（２８）を設けるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コア（２２）を設ける前記ステップが、前記複合部品フレーム（２８）に前記コア（２２）を設けるステップを含み、前記比較的短い繊維帯片（２４）を置く前記ステップが、前記複合部品フレーム（２８）に対して一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片（２４）を置くステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複合部品フレーム（２８）の所定位置に前記比較的短い繊維帯片（２４）の複数の層を置くステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記比較的短い繊維帯片（２４）を置く前記ステップが、自動化アームアセンブリ（５０）を介して一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片（２４）を置くステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
テンプレートに基づいて前記強化複合部品の一部分をトリムするステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記比較的短い繊維帯片（２４）を固定する前記ステップが、樹脂結合材料の使用を通じて前記一組の所定位置に前記比較的短い繊維帯片（２４）を固定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2019535556.tif 000010
2019535556.tif 000011
2019535556.tif 000012