(57)【要約】  積層材料を形成するためのシステム（１０）は、内部空間（３０）を画定するハウジング（１６）を含む。ハウジングは、底壁（２４）と、底壁に結合された側壁（２６）とを含む。少なくとも１つの工具（１８）が、積層材料を成形するように構成されている。少なくとも１つの工具は、内部空間内に配置される。膜（２０）が、少なくとも部分的に底壁の上に延伸し、底壁から距離（１２９）だけ離間している。膜は、底壁に向かって移動するように構成される。少なくとも１つの増強機構（１４）が内部空間に配置され、膜が底壁に向かって移動されるときに、積層材料の一部分に対して、および少なくとも１つの工具に対して力を誘起するように構成される。【選択図】図３
2019516592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を形成するためのシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）であって、
内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）を画定し、底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）と、底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に結合された側壁（２６、１２０、２１６、３１８、４１８）とを含むハウジング（１６、１０４、２０６、３０６、４０６）と、
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を成形するように構成されている少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）であって、前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）は、前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）内に配置されている、少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）と、
少なくとも部分的に前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）にわたって伸展し、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）からある距離（１２９）だけ離間している膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）であって、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）は、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に向かって移動するように構成されている、膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）と、
前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）に配置されており、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）が前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に向かって移動されるときに、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）の一部分に対して、および前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に対して力を誘起するように構成されている少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）と、
を備える、システム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項２】
前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）が、前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）を前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に向かって移動させるために、前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）に接触する、請求項１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項３】
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）に隣接して延伸するフィルムをさらに備える、請求項１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）は、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を支持するように構成され、前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）は、前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）から離間されている第１の位置と、前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）が、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）の一部分および前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に対して力を誘起する第２の位置との間で移動するように構成されている、請求項１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）は、少なくとも１つの支持体（３４、２２４、３２４、４２４）と、前記支持体（３４、２２４、３２４、４２４）に移動可能に結合された少なくとも１つの本体（３２、２２２、３２２、４２２）とを含む、請求項１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの本体（３２、２２２、３２２、４２２）が、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）から形成される構成要素の所望の形状に対応する形状を有する、請求項５に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの本体（３２、２２２、３２２、４２２）は、前記少なくとも１つの支持体（３４、２２４、３２４、４２４）を中心として旋回するように構成されている、請求項５に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項８】
前記工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）を用いて前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）の成形を容易にするために、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を所望の温度に維持するように構成された温度制御ユニット（１１０）をさらに備える、請求項１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項９】
積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を形成するためのシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）であって、
内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）を画定し、底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）と、底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に結合された側壁（２６、１２０、２１６、３１８、４１８）とを含むハウジング（１６、１０４、２０６、３０６、４０６）と、
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を成形するように構成されている少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）であって、前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）は、前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）内に配置されている、少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）と、
少なくとも部分的に前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）にわたって伸展し、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）から第１の距離だけ離間している膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）であって、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）は、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に向かって移動するように構成されている、膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）と、
前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）内の少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）と、
を備える、システム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）が複数の工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）を含み、前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）が前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）を複数の形成領域（１３８）に分割し、前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）が、前記複数の工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）のうちの第１の工具と第２の工具との間に少なくとも部分的に延伸する、請求項９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）が、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に取り外し可能に結合される、請求項９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）が前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に配置され、前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）が前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）と前記側壁（２６、１２０、２１６、３１８、４１８）との間に少なくとも部分的に延伸する、請求項９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）は、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）の上の高さに延伸し、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）は、前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）の高さ（１２１、１４２）よりも大きい前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）の上の第２の距離をおいて前記側壁（２６、１２０、２１６、３１８、４１８）に結合される、請求項９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）は、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）が前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に向かって下降するにつれて前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）に少なくとも部分的に接触するように構成される、請求項９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、概して、積層材料を形成するためのシステムに関し、より詳細には、積層材料の形成を容易にするための膜を含めるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくともいくつかの公知のシステムが、積層材料を形成して複合積層板部品にするために使用される。積層材料は、改善された工学的特性を有する複合積層板部品を提供する複合材料の複数の層またはプライを含む。例えば、積層材料は、プリプレグ、乾燥生地、炭素繊維生地、粘着付与生地、剥離フィルム、裏紙、真空フィルム、ライナ、膜、炭素繊維、ガラス、ポリイミドおよびポリエチレンのようなポリマー繊維、セラミックマトリックス複合材、炭化ケイ素、およびアルミナのような材料のいずれかの層を含む。少なくともいくつかのシステムでは、積層材料は、工具に隣接して位置決めされ、工具に対して押し付けられて、積層材料が部品の形状に成形される。いくつかのシステムでは、積層材料の成形を容易にするために膜が使用される。膜は、工具に積層材料を成形させるために、積層材料および／または工具上に伸展され、制御された方法で位置決めされる。
【０００３】
少なくともいくつかの既知のシステムでは、工具は、張り出し、アンダーカット、凹面および凸面などの複雑な形状を有する。しかしながら、膜はこれらの複雑な形状の上にまたがり、積層材料は適切に圧縮されない。その結果、積層材料は、これらの複雑な形状に隣接したところでは適切に形成されない。したがって、積層材料を適切に形成して所望の部品にするためには、かさを減らすなどの追加の処理が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０４４１９４号
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、積層材料を形成するためのシステムが提供される。システムは、内部空間を画定するハウジングを含む。ハウジングは、底壁と、底壁に結合された側壁とを含む。少なくとも１つの工具が、積層材料を成形するように構成されている。少なくとも１つの工具は、内部空間内に配置される。膜は、少なくとも部分的に底壁にわたって伸展し、底壁からある距離だけ離間している。膜は、底壁に向かって移動するように構成される。少なくとも１つの増強機構が内部空間に配置され、膜が底壁に向かって移動されるときに、積層材料の一部分に対して、および少なくとも１つの工具に対して力を誘起するように構成される。
【０００６】
別の態様では、積層材料を形成するためのシステムが提供される。システムは、内部空間を画定するハウジングを含む。ハウジングは、底壁と、底壁に結合された側壁とを含む。少なくとも１つの工具が、積層材料を成形するように構成されている。少なくとも１つの工具は、内部空間内に配置される。膜は、少なくとも部分的に底壁にわたって伸展し、底壁からある距離だけ離間している。膜は、底壁に向かって移動するように構成される。少なくとも１つのインサートが内部空間にある。
【０００７】
さらに別の態様では、積層材料を形成する方法が提供される。この方法は、積層材料をハウジングの内部空間に配置された工具に結合することと、ハウジングの内部空間内の工具に向けて膜を移動させることを含む。積層材料は、工具を用いて成形される。この方法は、積層材料が所定の位置で圧縮されるように増強機構を動かすことをさらに含む。
【０００８】
本開示のこれらの、ならびに他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】増強機構を含む、積層材料を形成するための例示的なシステムの側面図である。
【図２】図１に示すシステムの増強機構の平面図である。
【図３】積層材料上に位置決めされた増強機構を含む例示的なシステムを用いて、積層材料を形成するためのシーケンスの概略図である。
【図４】積層材料を形成するための例示的なシステムの側面図である。
【図５】図４に示すシステムの平面図である。
【図６】図４に示すシステムの第１の構成を用いて積層材料を形成するためのシーケンスの概略図である。
【図７】図４に示すシステムの第２の構成を用いて積層材料を形成するためのシーケンスの概略図である。
【図８】第１のセットのインサートを含む図４に示すシステムの側面図である。
【図９】第２のセットのインサートを含む図４に示すシステムの側面図である。
【図１０】第３のセットのインサートを含む図４に示すシステムの側面図である。
【図１１】図４に示すシステムを用いた複数の工具上への複数の積層材料の形成の概略図である。
【図１２】複数の工具上に複数の積層材料を形成するように構成された、図４に示す複数のシステムの平面図である。
【図１３】増強機構を含む例示的なシステムを用いて、積層材料を形成するためのシーケンスの概略図である。
【図１４】図１３に示すシステムを用いて積層材料を形成するためのシーケンスの概略平面図である。
【図１５】増強機構を含む例示的なシステムを用いて、積層材料を形成するためのシーケンスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
特に明記しない限り、本明細書において提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を図示するものである。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む多種多様なシステムで適用できると考えられる。したがって、本図面は、本明細書で開示する実施形態を実施するために必要とされる、当業者には既知の、従来の特徴をすべて含むことを意味しない。
【００１１】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらは以下の意味を有すると規定する。
【００１２】
単数形「１つの（ａ、ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の言及を含む。
【００１３】
「任意の」または「任意に」は、後で述べられる事象または状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含むことを意味する。
【００１４】
本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似する文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動できる任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ（ａｂｏｕｔ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。
【００１５】
本明細書で用いられる「プロセッサ」および「コンピュータ」という用語および関連する用語、例えば「処理装置」、「コンピューティングデバイス」、および「コントローラ」は、従来技術においてコンピュータと呼ばれているそれらの集積回路に限定されず、広く、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、およびその他のプログラム可能な回路を意味し、これらの用語は、本明細書において互換的に用いられる。本明細書で説明する実施形態では、メモリは、以下に限らないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのコンピュータ可読媒体、およびフラッシュメモリなどのコンピュータ可読不揮発性媒体を含むことができる。代替的に、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、および／またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もまた、使用することができる。また、本明細書で説明する実施形態では、追加の入力チャネルは、以下に限定されないが、マウスおよびキーボードなどのオペレータインターフェースに関係するコンピュータ周辺機器であってもよい。代替的に、例えば、これに限定されないが、スキャナを含むことができる他のコンピュータ周辺機器も使用することができる。さらに、例示的な実施形態では、追加の出力チャネルは、これに限定されないが、オペレータインターフェースモニタを含むことができる。
【００１６】
さらに、本書で用いられる「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は交換可能であり、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、クライアントおよびサーバによって実行するための、メモリ内の任意のコンピュータプログラム記憶を含む。
【００１７】
本明細書で用いられる「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールおよびサブモジュール、あるいは任意の装置の他のデータなどの情報の短期的および長期的記憶のための任意の技術の方法で実施される、任意の有形のコンピュータに基づく装置を表すことを意図している。したがって、本明細書に記載する方法は、これらに限らないが、記憶装置および／またはメモリ装置を含む、有形の非一時的コンピュータ可読媒体で具現化された実行可能命令として符号化することができる。このような命令は、プロセッサによって実行された場合に、本明細書に記載する方法の少なくとも一部をプロセッサに実行させる。さらに、本明細書に用いられる「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、すべての有形のコンピュータ可読媒体を含み、これらは非一時的コンピュータ記憶装置を含むが、これに限定されるものではなく、揮発性および不揮発性媒体、ならびにファームウェア、物理および仮想記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの取り外し可能および取り外し不可能な媒体、ならびにネットワークもしくはインターネットなどの他の任意のデジタルソース、ならびにまだ開発されていないデジタル手段を含むが、これらに限定されるものではなく、一時的な伝播する信号がその唯一の例外である。
【００１８】
本明細書に記載のシステムは、積層材料を形成して部品にするのを容易にするための膜を含む。このシステムは、内部空間を画定するハウジングと、内部空間に配置される工具とを含む。膜は内部空間内で工具に向かって移動する。いくつかの実施形態では、膜の移動を制御し、膜の伸張を減少させ、膜の制御された動きを提供するために、少なくとも１つのインサートが内部空間に配置される。さらなる実施形態では、積層材料を工具で成形することを容易にするために、内部空間に少なくとも１つの増強機構が配置される。少なくとも１つの増強機構は、工具に部品を複雑な形状に成形させるように構成されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの増強機構は、積層材料の圧縮を増大するために、積層材料と工具との間に接触圧力を提供する。
【００１９】
図１は、増強機構１４を含む、積層材料１２を形成するための例示的なシステム１０の側面図である。図１には、以下の説明中に参照するためのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が含まれている。図２は、増強機構１４の平面図である。システム１０は、増強機構１４、ハウジング１６、工具１８、膜２０、およびインサート２２を含む。ハウジング１６は、底壁２４と、底壁２４に結合された側壁２６と、底壁２４上に配置された多孔板２８とを含む。ハウジング１６は、内部空間３０を画定する。代替的な実施形態では、システム１０は、システム１０が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。例えば、いくつかの実施形態では、工具１８、インサート２２および／またはハウジング１６が一体的に形成される。
【００２０】
例示的な実施形態では、積層材料１２は、複合材料の複数の層またはプライを含む。別の実施形態では、積層材料１２は、システム１０が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の層を含む。例えば、いくつかの実施形態において、積層材料１２は、限定ではなく、プリプレグ、乾燥生地、炭素繊維生地、粘着付与生地、剥離フィルム、裏紙、真空フィルム、ライナ、膜、炭素繊維、ガラス、ポリイミドおよびポリエチレンのようなポリマー繊維、セラミックマトリックス複合材、炭化ケイ素、およびアルミナのような材料のいずれかの層を含む。
【００２１】
システム１０の動作中、膜２０が底壁２４に向かって引き込まれるように、内部空間３０に負圧が生成される。膜２０が底壁２４に向かって移動するにつれて、膜２０は、積層材料１２、工具１８、側壁２６、インサート２２、および増強機構１４に接触する。膜２０が底壁２４に向かって移動するにつれて増強機構１４が積層材料１２において力を誘起するように、増強機構１４は、工具１８に隣接する積層材料１２上に配置される。増強機構１４は、増強機構１４が積層材料１２と所定の位置で接触するように、Ｘ軸、Ｚ軸、およびＹ軸に沿った方向に移動するように構成される。特に、増強機構１４は、工具１８が積層材料１２を成形するのを容易にするために、工具１８上の複雑な形状に隣接する積層材料１２の部分に対して力を誘起する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、増強機構１４は、固定された位置で積層材料１２に結合される。他の実施形態では、増強機構１４は、積層材料１２上に緩やかに配置される。代替の実施形態では、増強機構１４は、ハウジング１６、工具１８、および膜２０のいずれかに結合される。例えば、いくつかの実施形態では、増強機構１４は、積層材料１２を超えて延伸し、工具１８に結合する。さらなる実施形態では、増強機構１４の少なくとも一部が工具１８に固定される。さらなる実施形態では、増強機構１４は工具１８と一体である。いくつかの実施形態では、増強機構１４は、工具１８に取り外し可能に結合される。
【００２３】
例示的な実施形態では、増強機構１４は、内部空間３０内に配置され、本体３２および支持体３４を含む。各本体３２は、積層材料１２から形成される部品の所望の形状に対応し、工具１８の一部と係合する形状を有する。支持体３４は、本体３２の間に延伸し、本体３２がハウジング１６に対して移動可能であるように、本体３２に結合される。特に、本体３２および支持体３４は、本体３２の少なくとも一部分が支持体３４を中心として旋回するように、可動に結合される。したがって、支持体３４はヒンジを形成する。いくつかの実施形態では、各支持体３４および／または本体３２は、システム１０が本明細書に記載されるように動作することを可能にする、１つを含む任意の数のセグメントを含む。例示的な実施形態では、支持体３４は、本体３２が精密な位置で積層材料１２に力を誘起することを容易にする位置で本体３２に結合された２つのセグメントを含む。さらなる実施形態では、支持体３４は、同じ本体３２の間に延伸する複数のセグメントを含む。いくつかの実施形態では、支持体３４は、増強機構１４の全長にわたって延伸する。代替的な実施形態では、増強機構１４は、システム１０が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。例えば、いくつかの実施形態では、増強機構１４は、単一の一体型部品として形成される。さらなる実施形態では、増強機構１４は、支持体３４に埋め込まれた少なくとも１つの本体３２を含む。またさらなる実施形態では、増強機構１４は、少なくとも１つの本体３２を含み、支持体３４は省かれる。
【００２４】
また、例示的な実施形態では、増強機構１４は、システム１０の動作中に増強機構１４の位置決めを容易にする材料から作製される。例えば、支持体３４は、本体３２が移動することを可能にするために可撓性であり、積層材料１２に対する増強機構１４の適切な位置決めを維持するためにいくらかの剛性を有する材料から作製される。本体３２は、位置決め中に形状を保持するために実質的に剛性である。さらに、増強機構１４は、比較的高温に耐える材料から作製される。例えば、支持体３４および本体３２は、システム１０が加熱されたときにその形状を保持するのに十分な剛性を維持する。代替的な実施形態では、増強機構１４は、システム１０が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の材料から作製される。例えば、いくつかの実施形態では、増強機構１４は、例えば、増強機構１４が積層材料１２と直接接触するときに、積層材料１２を汚染しない材料などの、積層材料１２に適合する材料から作製される。さらなる実施形態では、本体３２は、半剛性材料から作製される。例えば、いくつかの実施形態では、本体３２は、シリコーン、ゴム、半剛性プラスチック、およびそれらの組み合わせのいずれかの材料を含む。
【００２５】
さらに、例示的な実施形態では、システム１０は、増強機構１４と積層材料１２との間に延伸するライナ３６をさらに含む。ライナ３６は、増強機構１４および膜２０が積層材料１２に接触することを抑制する。ライナ３６は、側壁２６に結合され、積層材料１２の形成を容易にするために、張力下に維持される。特に、ライナ３６は、増強機構１４が積層材料１２に力を誘起するときに、積層材料１２の凹みおよび不整を低減する。さらに、ライナ３６は、システム１０からの形成された積層材料１２の取り外しを容易にし、システム１０の劣化および汚染を低減する。いくつかの実施形態では、ライナ３６は剥離フィルムである。さらなる実施形態では、ライナ３６はポリプロピレン材料である。代替的な実施形態では、システム１０は、システム１０が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意のライナ３６を含む。例えば、いくつかの実施形態では、増強機構１４は半剛性であり、ライナ３６は増強機構１４および積層材料１２の上に位置決めされる。さらなる実施形態では、ライナ３６は、システム１０が本明細書で説明されるように動作することを可能にする積層材料１２、増強機構１４および膜２０のいずれかに結合される。
【００２６】
図３は、積層材料４００上に位置決めされる増強機構４０４を含む例示的なシステム４０２を用いて、積層材料４００を形成するためのシーケンスの概略図である。図３には、以下の説明中に参照するためのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が含まれている。システム４０２は、増強機構４０４、ハウジング４０６、工具４０８、膜４１０、ライナ４１１、およびインサート４１２を含む。ハウジング４０６は、内部空間４１４を画定し、底壁４１６と、底壁４１６に結合された側壁４１８と、底壁４１６上に配置された多孔板４２０とを含む。
【００２７】
膜４１０が底壁４１６に向かって移動するにつれて増強機構４０４が積層材料４００において力を誘起するように、増強機構４０４は、工具４０８に隣接する積層材料４００上に配置される。いくつかの実施形態では、ライナ４１１が、増強機構４０４と積層材料４００との間に位置決めされる。例示的な実施形態では、増強機構４０４は、複数の本体４２２と、本体４２２をともに結合する支持体４２４とを含む。特に、増強機構４０４は、各々が工具４０８の一部分の形状に対応する２つの本体４２２を含む。支持体４２４は可撓性であり、膜４１０が底壁４１６に向かって移動するときの、増強機構４０４の位置決めを容易にする。特に、増強機構４０４は、本体４２２が、積層材料４００、および、増強機構４０４に対応する形状を有する工具４０８の部分に力を誘起するように、工具４０８に隣接して位置決めされる。代替的な実施形態では、増強機構４０４は、システム４０２が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。例えば、いくつかの実施形態では、増強機構４０４は、１つの本体４２２を含む。さらなる実施形態では、増強機構４０４は、支持体４２４によってともに結合されていない複数の本体４２２を含む。
【００２８】
図４は、積層材料１０２を形成するためのシステム１００の側面図である。図４には、以下の説明中に参照するためのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が含まれている。図５は、システム１００の平面図である。図５には、以下の説明中に参照するためのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が含まれている。システム１００は、ハウジング１０４、工具１０６、膜１０８、温度制御ユニット１１０、コントローラ１１２、および真空源１１４を含む。ハウジング１０４は、底壁１１６と、上壁１１８と、底壁１１６と上壁１１８との間に延伸する側壁１２０とを含む。底壁１１６、上壁１１８、および側壁１２０は、内部空間１２２を画定する。例示的な実施形態では、側壁１２０は、側壁１２０が底壁１１６および上壁１１８に実質的に直交するように、底壁１１６および上壁１１８に結合される。さらに、底壁１１６は実質的に矩形であり、側壁１２０は底壁１１６の周縁周りに延伸している。したがって、ハウジング１０４は、実質的に箱形である。いくつかの実施形態では、内部空間１２２へのアクセスを容易にするために、底壁１１６、上壁１１８、および側壁１２０のうちの少なくとも１つの少なくとも一部分が開放位置と閉鎖位置との間で位置決め可能である。さらなる実施形態では、ハウジング１０４はアクセスパネル（図示せず）を含む。代替的な実施形態では、ハウジング１０４は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。例えば、いくつかの実施形態では、上壁１１８は省略されている。さらなる実施形態では、底壁１１６、上壁１１８、および側壁１２０のうちの少なくとも１つは、膜１０８の動きを制御しやすくするために傾斜している。
【００２９】
例示的な実施形態では、底壁１１６は、多孔板１２４を含む。多孔板１２４は、内部空間１２２とハウジング１０４の外部との間の空気流１２５を促進する。特に、多孔板１２４は、空気流１２５が多孔板１２４を通るための複数の開口１２６を画定する。真空源１１４は、多孔板１２４を通る空気流１２５を制御するために、開口１２６と流体連通状態で結合される。さらに、いくつかの実施形態では、工具１０６などのシステム１００の任意の構成要素は、ハウジング１０４を通る空気流１２５を促進するための開口１２６を含む。開口１２６は、多孔板１２４を通る空気流１２５が実質的に均一になるように、多孔板１２４全体にわたって均等に離間される。ハウジング１０４は、開口１２６を除いて、システム１００の動作中に内部空間１２２の環境が制御されるように、実質的に気密である。代替的な実施形態では、ハウジング１０４は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の開口１２６を含む。さらなる実施形態では、開口１２６は省略される。
【００３０】
また、例示的な実施形態では、工具１０６は、内部空間１２２に配置され、積層材料１０２を支持するように構成される。積層材料１０２が所望の張力に維持されるように、積層材料１０２が工具１０６に結合される。工具１０６は、底壁１１６に結合され、Ｘ軸およびＹ軸に沿って側壁１２０から離間される。工具１０６は、積層材料１０２を成形して所望の形状を有する部品にするように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、工具１０６は、積層材料を成形して、限定ではなく、幾何学的形状の構造、アンダーカットを含む部品、翼形部、タービン部品、シェル、補強要素、外板、案内羽根、取り付けクリップ、Ｌフレーム、Ｚフレーム、オメガフレーム、Ｕフレーム、および成形フレームのうちのいずれかにする。代替的な実施形態では、工具１０６は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。
【００３１】
さらに、例示的な実施形態では、膜１０８は底壁１１６の上に伸展する。特に、膜１０８は、底壁１１６の上でＺ方向に距離１２８をおいて側壁１２０に結合されている。距離１２８は、工具１０６の高さ１２１よりも大きい。代替的な実施形態では、距離１２８は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の測定値である。例示的な実施形態では、膜１０８は、システム１００の動作中に膜１０８の少なくとも一部分が底壁１１６に向かって移動するように構成される。膜１０８は可撓性シート構造であり、少なくとも部分的に弾性である。少なくとも最初、膜１０８は、底壁１１６から最小距離１２９だけ離間されている。膜１０８が底壁１１６に向かって移動すると、膜１０８が伸張する。膜１０８は、膜１０８が底壁１１６に向かって移動するときに膜１０８が張力を維持するように、側壁１２０に結合される。この張力は、膜１０８が制御された方法で移動し、均一に物体に接触することを容易にする。代替的な実施形態では、膜１０８は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。例えば、いくつかの実施形態では、膜１０８は、空気袋および／またはダイアフラム構造を含む。膜１０８は、システム１００が本明細書に記載されるように動作することを可能にする任意の材料から形成される。例えば、いくつかの実施形態では、膜１０８は、限定するものではないが、シリコーン、ゴム、剥離ライナ、真空ライナ、およびそれらの組み合わせなどの伸縮性材料のうちのいずれかから形成される。例示的な実施形態では、膜１０８は、膜１０８が繰り返し伸張されるように弾性を有する。別の実施形態では、膜１０８は、１回のみの使用のために構成される。
【００３２】
さらに、例示的な実施形態では、インサート１３０は、内部空間１２２内に配置される。インサート１３０は、インサート１３０の再配置を容易にするために底壁１１６に取り外し可能に結合される。インサート１３０は、側壁１２０と工具１０６との間に位置決めされる。例示的な実施形態では、インサート１３０は、側壁１２０に隣接して位置決めされた傾斜面である。インサート１３０は、側壁１２０の全範囲を実質的にＹ軸に沿って延伸している。代替的な実施形態では、インサート１３０は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。
【００３３】
図６は、第１の構成にあるシステム１００を用いて積層材料１０２を形成するためのシーケンスの概略図である。システム１００の動作中、真空源１１４は、膜１０８が底壁１１６に向かって移動するのを容易にするために、内部空間１２２内に負圧、すなわち真空を生成する。コントローラ１１２（図４に示す）は、内部空間１２２の圧力を調節し、それによって膜１０８の動きを制御するために、真空源１１４を制御する。さらに、積層材料１０２が形成された後、真空源１１４は、内部空間１２２内の圧力を増加させて、膜１０８を底壁１１６から外方に移動させる。代替的な実施形態では、膜１０８は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の様式で移動するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、膜１０８を内部空間１２２に押し込むために、膜１０８の上方の圧力が増大される。さらなる実施形態では、膜１０８の制御された動きを容易にするために、付勢部材が膜１０８に結合される。
【００３４】
膜１０８が底壁１１６に向かって引き込まれると、膜１０８は、積層材料１０２、工具１０６、側壁１２０、底壁１１６、およびインサート１３０に接触する。代替の実施形態では、膜１０８は、システム１００が本明細書に記載されるように動作することを可能にするシステム１００の任意の構成要素に接触する。例示的な実施形態では、積層材料１０２は、膜１０８が接触するためのライナ１３２を含む。ライナ１３２は、膜１０８が積層材料１０２に接触するのを阻害する。いくつかの実施形態では、ライナ１３２は、積層材料１０２の形成後に除去される。代替の実施形態では、ライナ１３２は省略される。さらなる実施形態では、ライナ１３２は、システム１００が本明細書に記載されるように動作することを可能にする、膜１０８を含むシステム１００の任意の構成要素に含まれる。
【００３５】
例示的な実施形態では、膜１０８が底壁１１６に向かって移動するにつれて膜１０８が伸張する。さらに、膜１０８が積層材料１０２、工具１０６、側壁１２０および／または底壁１１６と接触するときに、膜が伸張する。インサート１３０は、膜１０８がシステム１００の動作中に伸張する量を減少させるために、膜１０８を少なくとも部分的に支持する。さらに、インサート１３０は、膜１０８が制御された様式で底壁１１６に向かって移動することを容易にする。その結果、インサート１３０は、システム１００が、増大した動作効率で積層材料１０２を形成するのを容易にする。
【００３６】
また、例示的な実施形態では、温度制御ユニット１１０は、システム１００の動作中に内部空間１２２および積層材料１０２を所望の温度に維持する。いくつかの実施形態では、温度制御ユニット１１０は、内部空間１２２の温度を増大および／または低減し、それによって積層材料１０２の柔軟性を制御するための加熱および／または冷却源を含む。加熱および／または冷却源は、ハウジング１０４の内側に配置され、ハウジング１０４の外部に配置され、および／またはハウジング１０４に一体化される。別の実施形態では、工具１０６は、温度制御ユニット１１０および加熱および／または冷却源によって所望の温度に維持される。さらなる実施形態では、温度制御ユニット１１０は、オーブンまたは冷却器などの温度制御筐体を含み、ハウジング１０４は、温度制御筐体内に少なくとも部分的に配置される。代替的な実施形態では、温度制御ユニット１１０は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。
【００３７】
さらに、例示的な実施形態では、コントローラ１１２は、真空源１１４を制御して膜１０８の動きを制御する。いくつかの実施形態では、コントローラ１１２は、形成プロセスの自動化を促進するために、システム１００の任意の構成要素を制御する。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ１１２は、積層材料１０２を工具１０６上に位置決めするように位置決め部材（図示せず）を制御する。さらなる実施形態では、コントローラ１１２は、インサート１３０の移動および位置決めを制御する。さらに、いくつかの実施形態では、コントローラ１１２は、増強機構１４、増強機構２０４（図１３〜１４に示され、さらに後述される）、増強機構３０４（図１５に示され、さらに後述される）、および増強機構４０４（図１６に示され、さらに後述される）の位置決めを制御する。代替的な実施形態では、コントローラ１１２は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。
【００３８】
図７は、第２の構成にあるシステム１００を用いて積層材料１０２を形成するためのシーケンスの概略図である。図７には、以下の説明中に参照するためのＸ軸およびＺ軸が含まれている。多孔板１２４は、側壁１２０に対して角度１３４を成して位置決めされる。多孔板１２４を、角度１３４を成して位置決めすることにより、積層材料１０２が膜１０８および工具１０６に接触することが容易になる。さらに、多孔板１２４は、少なくとも部分的にＺ方向において一定の距離だけ持ち上げられている。その結果、膜１０８は、多孔板１２４が膜１０８の開始位置からより離れた位置に配置された場合よりも、システム１００の動作中に受ける伸張が少なくなる。インサート１３０は、多孔板１２４の位置に適合するように成形される。特に、多孔板１２４の上昇した部分に隣接するインサート１３０は、多孔板１２４の下側部分に隣接するインサート１３０と比較して、Ｚ方向の高さが減少し、結果、インサート１３０の頂部がおおよそ互いに均一になる。その結果、インサート１３０は、膜１０８の移動中にＺ軸に沿って実質的に同じ点で膜１０８に接触する。
【００３９】
図８〜図１０は、複数のインサート１３１を含むシステム１００の側面図である。インサート１３１は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の形状を有する。例えば、いくつかの実施形態では、インサート１３１は、円筒形状、プリズム形状、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを有する。例示的な実施形態では、いくつかのインサート１３１は、側壁１２０に隣接し、いくつかのインサート１３１は、工具１０６に隣接する。さらに、インサート１３１は、異なる高さおよび形状を有する構造を形成するように、互いの上に積層される。インサート１３１は、可撓性および／または剛性材料を含む。膜１０８がインサート１３１と接触するときに、可撓性のインサート１３１は、少なくともわずかに変形する。膜１０８がインサート１３１と接触するときに、剛性のインサート１３１は、実質的に同じ形状のままである。したがって、インサート１３１の剛性および可撓性は、膜１０８の移動を制御し、膜１０８の支持を提供するように調整される。代替的な実施形態では、インサート１３１は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。
【００４０】
例えば、図８は、長方形角柱形状を有するインサート１３１を含むシステム１００の側面図である。いくつかのインサート１３１は垂直に積層され、いくつかのインサート１３１は水平に整列される。図９は、三角柱形状を有するインサート１４１を含むシステム１００の側面図である。図１０は、三角柱形状を有するインサート１４３を含むシステム１００の側面図である。
【００４１】
図９〜図１０を参照すると、システム１００は、内部空間１２２を通って延伸し、内部空間１２２を複数の形成領域１３８に分割する仕切りとして機能するインサート１３６を含む。複数の工具１０６が、複数の積層材料１０２の形成を容易にするために、内部空間１２２に配置される。特に、１つの形成工具１０６および１つの積層材料１０２が各形成領域１３８に配置されている。インサート１３６は、形成領域１３８を画定するために工具１０６の間に延伸している。いくつかの実施形態では、インサート１３６は、工具１０６に支持された積層材料１０２に接触する前に、膜１０８がインサート１３６と接触するように、工具１０６の高さ１４２よりも高い高さ１４０を有する。いくつかの実施形態では、インサート１３６は、例えば、実質的に平らなプレート形状を有する単一のインサート１３０によって形成される。他の実施形態では、複数のインサート１３０が積層されてインサート１３６を形成する。代替的な実施形態では、インサート１３６は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。例えば、いくつかの実施形態では、インサート１３６は、ハウジング１０４に永久的に固定されるか、またはハウジング１０４と一体化される。
【００４２】
図１１は、システム１００を使用した複数の積層材料１０２の形成の概略図である。一実施形態では、インサート１３６は、形成領域１３８を分離するために工具１０６の間に位置決めされる。別の実施形態では、インサート１３６は省略される。さらなる実施形態では、インサート１３６は、形成領域１３８が別個の制御された環境を形成するように、形成領域１３８を気密に分離する。したがって、各形成領域１３８における膜１０８の動きは、別々に制御される。さらに、いくつかの実施形態では、形成領域１３８の各々が別個の膜１０８を含む。代替的な実施形態では、形成領域１３８は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。
【００４３】
図１２は、複数の積層材料１０２を形成するように構成された、複数のシステム１００の平面図である。図１２には、以下の説明中に参照するためのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が含まれている。システム１００は、異なる数の形成領域１３８に異なる数の工具１０６を含む。いくつかの形成領域１３８はインサート１３６によって分離され、いくつかの形成領域１３８はインサート１３６によって分離されない。形成領域１３８、インサート１３６、および工具１０６は、Ｘ軸およびＹ軸に沿って離間されている。各形成領域１３８は、少なくとも１つの工具１０６を含む。代替的な実施形態では、形成領域１３８は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。例示的な実施形態では、インサート１３６は、実質的に直線状であり、Ｘ軸およびＹ軸に直交または平行に配置される。代替的な実施形態では、インサート１３６は非直線的である。例えば、いくつかの実施形態では、インサート１３６は、湾曲部、Ｓ字形部分、Ｃ字形部分、およびＬ字形部分のうちのいずれかを含むが、これらに限定されない。さらなる実施形態では、インサート１３６は、システム１００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に関する任意の角度に位置決めされる。
【００４４】
図１３は、増強機構２０４を含むシステム２０２を用いて、積層材料２００を形成するシーケンスの概略図である。図１３には、以下の説明中に参照するためのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が含まれている。図１４は、システム２０２を用いて積層材料を形成するシーケンスの概略平面図である。図１４には、以下の説明中に参照するためのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が含まれている。システム２０２は、増強機構２０４、ハウジング２０６、工具２０８、膜２１０、およびインサート２１２を含む。ハウジング２０６は、底壁２１４と、底壁２１４に結合された側壁２１６と、底壁２１４上に配置された多孔板２１８とを含む。ハウジング２０６は、内部空間２２０を画定する。システム２０２の動作中、膜２１０が底壁２１４に向かって引き込まれるように、内部空間２２０に負圧が生成される。膜２１０が底壁２１４に向かって移動するにつれて、膜２１０は、積層材料２００、工具２０８、側壁２１６、インサート２１２、および増強機構２０４に接触する。膜２１０が増強機構２０４に接触すると、増強機構２０４は、工具２０８および積層材料２００に向かって移動する。増強機構２０４は、積層材料２００が圧縮されるように、積層材料２００を工具２０８に対して押圧するように構成される。増強機構２０４は、増強機構が積層材料２００と所定の位置で接触するように、Ｘ軸、Ｚ軸、およびＹ軸に沿った方向に延伸および移動するように構成される。特に、増強機構２０４は、工具２０８が積層材料２００を成形するのを容易にするために、工具２０８上の複雑な形状に隣接する積層材料２００の部分に対して力を誘起する。さらに、増強機構２０４は、膜２１０の伸張量を制限する。
【００４５】
増強機構２０４は、内部空間２２０に配置され、本体２２２および支持体２２４を含む。支持体２２４は、本体２２２がハウジング２０６に対して可動であるように、ハウジング２０６および本体２２２に結合される。特に、本体２２２および支持体２２４は、本体が支持体２２４に沿って移動するように、ともに可動に結合される。支持体２２４は、側壁２１６の対向部分に結合されたレール２２６を含む。代替の実施形態では、支持体２２４は、システム２０２が本明細書に記載されるように動作することを可能にするシステム２０２の任意の構成要素に結合される。例示的な実施形態では、レール２２６は、本体２２２がＸ軸およびＺ軸の両方に沿った方向に移動するように、側壁２１６に沿って傾斜している。本体２２２は、レール２２６の間に延伸し、積層材料２００から形成される部品の所望の形状に対応し、工具２０８の一部と係合する形状を有する。代替的な実施形態では、増強機構２０４は、システム２０２が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。例えば、いくつかの実施形態では、増強機構２０４は、内部空間２２０の外部の膜２１０の側に位置決めされ、膜２１０および積層材料２００を工具２０８に対して圧迫する。さらなる実施形態では、増強機構２０４は、工具２０８および／または膜２１０に組み込まれ、および／または結合される。
【００４６】
例示的な実施形態では、支持体２２４は、平行な２つのレール２２６を含む。いくつかの実施形態では、支持体２２４は、システム２０２が本明細書に記載されるように動作することを可能にする、１つを含む任意の数のレール２２６を含む。さらなる実施形態では、支持体２２４は複数のレール２２６を含み、複数のレール２２６のうちの少なくとも２つのレールは平行ではない。例えば、いくつかの実施形態では、本体２２２は、平行でないレール２２６の間に本体２２２が延伸するような非対称形状を有する。
【００４７】
また、例示的な実施形態では、増強機構２０４は、複数の位置の間で位置決め可能である。特に、増強機構２０４は、工具２０８および積層材料２００から離れた位置から、増強機構が積層材料２００に接触して積層材料２００を工具２０８に対して所望の圧力で圧迫する位置に移動する。例えば、第１の位置において、増強機構２０４は、積層材料２００に対して実質的な力を及ぼさない。第２の位置では、増強機構２０４は、積層材料２００の圧縮を引き起こす。代替的な実施形態では、増強機構２０４は、システム２０２が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の位置に位置決め可能である。いくつかの実施形態では、増強機構２０４は、増強機構２０４の移動を容易にするために、ばねなどの付勢機構を含む。
【００４８】
図１５は、増強機構３０４を含むシステム３０２を用いて、積層材料３００を形成するシーケンスの概略図である。図１５には、以下の説明中に参照するためのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が含まれている。システム３０２は、増強機構３０４、ハウジング３０６、工具３０８、膜３１０、およびインサート３１２を含む。ハウジング３０６は、内部空間３１４を画定し、底壁３１６と、底壁３１６に結合された側壁３１８と、底壁３１６上に配置された多孔板３２０とを含む。
【００４９】
増強機構３０４は、本体３２２および支持体３２４を含む。支持体３２４は、ジョイント３２６において底壁３１６に可動に結合され、結果、増強機構３０４がジョイント３２６を中心として回転する。さらに、支持体３２４は、本体３２２が回転して工具３０８上の積層材料３００と接触するのを容易にするために、本体３２２に回転可能に結合される。増強機構３０４は、本体２２２がＸ軸およびＺ軸の両方に沿った方向に移動するように構成されている。本体３２２は、工具３０８の形状に対応するように成形されている。いくつかの実施形態では、増強機構３０４および工具３０８は、対応する雄型および雌型部品を形成するように成形される。代替的な実施形態では、増強機構３０４は、システム３０２が本明細書で説明されるように動作することを可能にする任意の構成を有する。
【００５０】
図４〜図６および図１３を参照すると、積層材料１０２を形成する方法は、積層材料１０２を、ハウジング１０４の内部空間１２２に配置された工具１０６に結合することを含む。真空源１１４が、膜１０８が底壁１１６に向かって移動するように、内部空間１２２内に真空圧力を生成する。膜１０８は積層材料１０２に接触し、工具１０６が積層材料１０２を成形するように、積層材料１０２を工具１０６に押し付ける。温度制御ユニット１１０が、積層材料１０２を所望の温度に維持する。例えば、いくつかの実施形態では、温度制御ユニット１１０は、工具１０６が積層材料１０２を成形するのを容易にするために、積層材料１０２の温度を増大させる。さらなる実施形態では、膜１０８の温度が増大される。いくつかの実施形態では、膜１０８は、増強機構３０４に接触して、増強機構３０４を移動させる。増強機構３０４は、積層材料１０２を所定の位置で工具１０６に接触するように位置決めされる。さらなる実施形態では、増強機構３０４は、積層材料１０２に所定の力で接触する。いくつかの実施形態では、膜１０８が底壁１１６に向かって移動するときに、膜１０８がインサート１３０に接触する。インサート１３０は膜１０８を支持し、膜１０８の動きを制御する。
【００５１】
上述のシステムは、積層材料を形成して部品にするのを容易にするための膜を含む。このシステムは、内部空間を画定するハウジングと、内部空間に配置される工具とを含む。膜は内部空間内で工具に向かって移動する。いくつかの実施形態では、膜の移動を制御し、膜の伸張を減少させるために、少なくとも１つのインサートが内部空間に配置される。さらなる実施形態では、積層材料を工具で成形することを容易にするために、内部空間に少なくとも１つの増強機構が配置される。少なくとも１つの増強機構は、工具に部品を複雑な形状に成形させるように構成されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの増強機構は、積層材料の圧縮を増大するために、積層材料と工具との間に接触圧力を提供する。
【００５２】
本明細書に記載の方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、（ａ）積層材料を形成するためのシステムの動作効率が増大すること、（ｂ）積層材料から形成される部品が複雑な形状を有することが可能になること、（ｃ）積層材料を形成するコストが低減すること、（ｄ）積層材料を形成するためのシステムの信頼性が向上すること、（ｅ）形成中に積層材料のかさを減らすことが可能になること、（ｆ）積層材料を形成するのに必要なコストおよび時間が低減すること、および（ｇ）積層材料の形成プロセスが単純化することのうちの少なくとも１つを含む。
【００５３】
いくつかの実施形態は、１つまたは複数の電子装置またはコンピューティング装置の使用を含む。このような装置は、典型的には、汎用中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路（ＰＬＣ）などのプロセッサまたはコントローラ、および／または本明細書に記載した機能を実行することができる他の任意の回路もしくはプロセッサを含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載した方法は、これらに限らないが、記憶デバイスおよび／またはメモリデバイスを含むコンピュータ可読媒体で具現化された実行可能命令として符号化される。このような命令は、プロセッサによって実行された場合に、本明細書に記載する方法の少なくとも一部をプロセッサに実行させる。上記の例は例示的なものにすぎず、したがって、プロセッサという用語の定義および／または意味を決して限定するものではない。
【００５４】
積層材料を形成するためのシステムの例示的な実施形態は、上に詳細に記載されている。システム、ならびにそのようなシステムを動作および製造する方法は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に記載した他の構成要素および／またはステップから独立してかつ別個に利用することができる。例えば、本方法は他の形成システムと組み合わせて使用することもでき、本明細書で説明されているようなシステムおよび方法のみに関する実施に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、材料を形成するための他の多くの用途と関連して実現および利用することができる。
【００５５】
本開示の様々な実施形態の具体的な特徴を一部の図面には示してあって、他の図面には示していないが、これは単に便宜上のためである。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または特許請求することができる。
【００５６】
本明細書は、実施形態を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的に相違しない同等な構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を形成するためのシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）であって、
内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）を画定し、底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）と、底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に結合された側壁（２６、１２０、２１６、３１８、４１８）とを含むハウジング（１６、１０４、２０６、３０６、４０６）と、
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を成形するように構成されている少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）であって、前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）は、前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）内に配置されている、少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）と、
少なくとも部分的に前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）にわたって伸展し、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）からある距離（１２９）だけ離間している膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）であって、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）は、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に向かって移動するように構成されている、膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）と、
前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）に配置されており、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）が前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に向かって移動されるときに、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）の一部分に対して、および前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に対して力を誘起するように構成されている少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）と、
を備える、システム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様２］
前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）が、前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）を前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に向かって移動させるために、前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）に接触する、実施態様１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様３］
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）に隣接して延伸するライナ（３６、１３２、４１１）をさらに備える、実施態様１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様４］
前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）は、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を支持するように構成され、前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）は、前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）から離間されている第１の位置と、前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）が、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）の一部分および前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に対して力を誘起する第２の位置との間で移動するように構成されている、実施態様１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様５］
前記少なくとも１つの増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）は、少なくとも１つの支持体（３４、２２４、３２４、４２４）と、前記支持体（３４、２２４、３２４、４２４）に移動可能に結合された少なくとも１つの本体（３２、２２２、３２２、４２２）とを含む、実施態様１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様６］
前記少なくとも１つの本体（３２、２２２、３２２、４２２）が、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）から形成される構成要素の所望の形状に対応する形状を有する、実施態様５に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様７］
前記少なくとも１つの本体（３２、２２２、３２２、４２２）は、前記少なくとも１つの支持体（３４、２２４、３２４、４２４）を中心として旋回するように構成されている、実施態様５に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様８］
前記工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）を用いて前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）の成形を容易にするために、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を所望の温度に維持するように構成された温度制御ユニット（１１０）をさらに備える、実施態様１に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様９］
積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を形成するためのシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）であって、
内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）を画定し、底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）と、底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に結合された側壁（２６、１２０、２１６、３１８、４１８）とを含むハウジング（１６、１０４、２０６、３０６、４０６）と、
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を成形するように構成されている少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）であって、前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）は、前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）内に配置されている、少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）と、
少なくとも部分的に前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）にわたって伸展し、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）から第１の距離だけ離間している膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）であって、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）は、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に向かって移動するように構成されている、膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）と、
前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）内の少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）と、
を備える、システム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様１０］
前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）が複数の工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）を含み、前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）が前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）を複数の形成領域（１３８）に分割し、前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）が、前記複数の工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）のうちの第１の工具と第２の工具との間に少なくとも部分的に延伸する、実施態様９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様１１］
前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）が、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に取り外し可能に結合される、実施態様９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様１２］
前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）が前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に配置され、前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）が前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）と前記側壁（２６、１２０、２１６、３１８、４１８）との間に少なくとも部分的に延伸する、実施態様９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様１３］
前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）は、前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）の上の高さに延伸し、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）は、前記少なくとも１つの工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）の高さ（１２１、１４２）よりも大きい前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）の上の第２の距離をおいて前記側壁（２６、１２０、２１６、３１８、４１８）に結合される、実施態様９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様１４］
前記少なくとも１つのインサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）は、前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）が前記底壁（２４、１１６、２１４、３１６、４１６）に向かって下降するにつれて前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）に少なくとも部分的に接触するように構成される、実施態様９に記載のシステム（１０、１００、２０２、３０２、４０２）。
［実施態様１５］
積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を形成する方法であって、
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）をハウジング（１６、１０４、２０６、３０６、４０６）の内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）に配置された工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に結合するステップと、
膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）を前記ハウジング（１６、１０４、２０６、３０６、４０６）の前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）内の前記工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に向かって移動させるステップと、
前記工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）を用いて前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を成形するステップと、
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）が所定の位置で圧縮されるように前記増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）を移動させるステップと
を含む、方法。
［実施態様１６］
前記増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）を移動させるステップは、前記増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）が前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）と所定の力で接触する位置に前記増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）を移動させることを含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
前記増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）を移動させるステップことは、前記増強機構（１４、２０４、３０４、４０４）を前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）に接触させることを含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１８］
インサート（２２、１３０、１３１、１３６、１４１、１４３、２１２、３１２、４１２）を前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）と接触させるステップを含み、前記インサートは前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）内にある、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１９］
前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を成形するステップは、複数の工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）を用いて複数の積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を成形することを含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様２０］
前記工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）に向けて前記膜（２０、１０８、２１０、３１０、４１０）を引き込むことを容易にするために、前記内部空間（３０、１２２、２２０、３１４、４１４）に真空力を発生させるステップと、
前記工具（１８、１０６、２０８、３０８、４０８）を用いた前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）の成形を容易にするために、前記積層材料（１２、１０２、２００、３００、４００）を所望の温度に維持するステップと、
をさらに含む、実施態様１５に記載の方法。
【符号の説明】
【００５７】
１０  システム
１２  積層材料
１４  増強機構
１６  ハウジング
１８  工具
２０  膜
２２  インサート
２４  底壁
２６  側壁
２８  多孔板
３０  内部空間
３２  本体
３４  支持体
３６  ライナ
１００  システム
１０２  積層材料
１０４  ハウジング
１０６  形成工具
１０８  膜
１１０  温度制御ユニット
１１２  コントローラ
１１４  真空限
１１６  底壁
１１８  上壁
１２０  側壁
１２１  高さ
１２２  内部空間
１２４  多孔板
１２５  空気流
１２６  開口
１２８  距離
１２９  距離
１３０  インサート
１３１  インサート
１３２  ライナ
１３４  角度
１３６  インサート
１３８  形成領域
１４０  高さ
１４１  インサート
１４２  高さ
１４３  インサート
２００  積層材料
２０２  システム
２０４  増強機構
２０６  ハウジング
２０８  工具
２１０  膜
２１２  インサート
２１４  底壁
２１６  側壁
２１８  多孔板
２２０  内部空間
２２２  本体
２２４  支持体
２２６  レール
３００  積層材料
３０２  システム
３０４  増強機構
３０６  ハウジング
３０８  工具
３１０  膜
３１２  インサート
３１４  内部空間
３１６  底壁
３１８  側壁
３２０  多孔板
３２２  本体
３２４  支持体
３２６  ジョイント
４００  積層材料
４０２  システム
４０４  増強機構
４０６  ハウジング
４０８  工具
４１０  膜
４１１  ライナ
４１２  インサート
４１４  内部空間
４１６  底壁
４１８  側壁
４２０  多孔板
４２２  本体
４２４  支持体
【図１】
2019516592.tif 000003
【図２】
2019516592.tif 000004
【図３】
2019516592.tif 000005
【図４】
2019516592.tif 000006
【図５】
2019516592.tif 000007
【図６】
2019516592.tif 000008
【図７】
2019516592.tif 000009
【図８】
2019516592.tif 000010
【図９】
2019516592.tif 000011
【図１０】
2019516592.tif 000012
【図１１】
2019516592.tif 000013
【図１２】
2019516592.tif 000014
【図１３】
2019516592.tif 000015
【図１４】
2019516592.tif 000016
【図１５】
2019516592.tif 000017
【国際調査報告】
2019516592.tif 000018
2019516592.tif 000019
2019516592.tif 000020