(57)【要約】【課題】複合材料からなる構造を接合するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】複合構造を接合する方法は、第１の構造上の接合部位に第２の構造を配置するステップと、第１の構造に第１の真空袋を、第１の真空袋が接合部位を覆うように連結するステップと、を含む。上記方法は、第１の真空袋を介して第２の構造に第１の機械的力を引き起こすために第１の真空袋に真空を印加するステップも含む。第２の真空袋は、第２の真空袋が第２の構造および第１の真空袋の少なくとも一部を覆うように第１の構造に連結される。上記方法は、第２の真空袋を介して第２の構造に第２の機械的力を引き起こすために第２の真空袋に真空を印加するステップをさらに含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合構造を接合する方法（２００）であって、
第１の構造（１０２）上の接合部位（１１０）に第２の構造（１０４）を配置するステップ（２０２）と、
前記第１の構造に第１の真空袋（１０６）を、前記第１の真空袋が前記接合部位を覆うように連結するステップ（２０４）と、
前記第１の真空袋を介して前記第２の構造に第１の機械的力Ｆ１を引き起こすために前記第１の真空袋に真空を印加するステップ（２０６）と、
前記第１の構造に第２の真空袋（１０８）を、前記第２の真空袋が前記第２の構造および前記第１の真空袋の少なくとも一部を覆うように連結するステップ（２０８）と、
前記第２の真空袋を介して前記第２の構造に第２の機械的力Ｆ２を引き起こすために前記第２の真空袋に真空を印加するステップ（２１０）と
を含む方法（２００）。
【請求項２】
前記第２の構造（１０４）上の前記第１の機械的力Ｆ１の少なくとも一部を除去するために前記第１の真空袋（１０６）を少なくとも部分的に通気するステップ（２１２）をさらに含む、請求項１に記載の方法（２００）。
【請求項３】
前記第１の真空袋（１０６）を少なくとも部分的に通気する前記ステップ（２１２）が、前記第２の真空袋（１０８）に前記真空を印加する前記ステップ（２１０）の後で前記第１の真空袋を少なくとも部分的に通気するステップを含む、請求項２に記載の方法（２００）。
【請求項４】
前記第１の真空袋（１０６）を少なくとも部分的に通気する前記ステップ（２１２）が前記第２の構造（１０４）を大気圧にさらすステップを含む、請求項２または３に記載の方法（２００）。
【請求項５】
前記第２の構造（１０４）上の前記第２の機械的力Ｆ２を維持するために前記第１の真空袋（１０６）を少なくとも部分的に通気する前記ステップ（２１２）の後で前記第２の真空袋（１０８）の前記真空を維持するステップ（２１４）をさらに含む、請求項２または３に記載の方法（２００）。
【請求項６】
前記第２の機械的力Ｆ２を維持するために前記第２の真空袋（１０８）の前記真空を維持する前記ステップ（２１４）が、前記第１の真空袋（１０６）上および前記第２の構造（１０４）上の圧密力を維持するために前記第２の真空袋（１０８）の前記真空を維持するステップを含み、前記第１の真空袋を少なくとも部分的に通気する前記ステップ（２１２）が、前記第２の構造から複数の揮発性有機化合物を除去しやすくするために前記第２の構造を大気圧にさらすステップを含む、請求項５に記載の方法（２００）。
【請求項７】
前記第１の構造（１０２）に前記第１の真空袋（１０６）を連結する前記ステップ（２０４）が、前記第１の構造に前記第１の真空袋を第１の封止機構（１１４）で封止するステップを含み、前記第１の構造（１０２）に前記第２の真空袋（１０８）を連結する前記ステップ（２０８）が、前記第１の構造に前記第２の真空袋を第２の封止機構（１２４）で封止するステップを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項８】
前記第１の真空袋（１０６）の少なくとも一部を覆うように前記第２の真空袋（１０８）を連結する前記ステップ（２０８）が、前記第１の真空袋の第１のプローブ（１１６）が前記第２の真空袋によって覆われないように、前記第１の真空袋に前記第２の真空袋を連結するステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項９】
前記第１の真空袋（１０６）と前記第２の構造（１０４）との間に加熱ブランケット１２８を配置するステップをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項１０】
前記第２の真空袋（１０８）に真空を印加する前記ステップ（２１０）が、オートクレーブの外側の前記第２の真空袋に前記真空を印加するステップを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項１１】
複合構造接合システム（１００）であって、
接合部位（１１０）を備える第１の構造（１０２）と、
前記接合部位で前記第１の構造に連結されるよう構成された第２の構造（１０４）と、
前記第１の構造に連結される第１の真空袋（１０６）であって、前記第１の真空袋に真空が印加されるときに前記第２の構造に第１の機械的力Ｆ１を加える、第１の真空袋（１０６）と、
第２の真空袋が前記第２の構造を覆うように前記第１の構造に連結される第２の真空袋（１０８）であって、前記第２の真空袋に真空が印加されるときに前記第２の構造に第２の機械的力Ｆ２を加える、第２の真空袋（１０８）と
を備える複合構造接合システム（１００）。
【請求項１２】
前記第１の真空袋（１０６）および前記第２の真空袋（１０８）が前記第１の機械的力Ｆ１および前記第２の機械的力Ｆ２を同時に加えるように構成される、請求項１１に記載の複合構造接合システム（１００）。
【請求項１３】
前記第２の真空袋（１０８）が、前記第１の真空袋を少なくとも部分的に大気と通気した後で、前記第２の構造（１０４）および前記第１の真空袋（１０６）上の前記第２の機械的力Ｆ２を維持するように構成される、請求項１１または１２に記載の複合構造接合システム（１００）。
【請求項１４】
前記第２の機械的力Ｆ２が前記第１の真空袋および前記第２の構造に加えられるように、前記第２の真空袋（１０８）が、前記第２の構造（１０４）の全領域にわたって前記第１の真空袋（１０６）と接触するように構成される、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の複合構造接合システム（１００）。
【請求項１５】
前記第１の真空袋（１０６）と前記第２の構造（１０４）との間に加熱ブランケット（１２８）をさらに備える、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の複合構造接合システム（１００）。
【請求項１６】
前記第１の真空袋（１０６）が前記第１の真空袋（１０６）と前記第１の構造（１０２）との間に第１の容積（１１２）を画定し、前記第２の構造（１０４）が前記第１の容積内に配置される、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の複合構造接合システム（１００）。
【請求項１７】
前記第１の真空袋（１０６）に連結される第１のプローブ（１１６）をさらに備え、前記第１のプローブが前記第１の容積（１１２）を真空供給源（１１８）流れ流通して選択的に連結する、請求項１６に記載の複合構造接合システム（１００）。
【請求項１８】
前記第２の真空袋（１０８）が前記第２の真空袋と前記第１の構造（１０２）との前記第１の真空袋（１０６）との間に第２の容積（１２２）を画定し、前記第２の構造（１０４）が前記第１の真空袋と前記第１の構造との間の前記第２の容積の外側に配置される、請求項１７に記載の複合構造接合システム（１００）。
【請求項１９】
前記第２の真空袋（１０８）が前記第１の真空袋（１０６）に結合された場合に、前記第１のプローブ（１１６）が、前記第２の容積（１２２）の外側に配置される、請求項１８に記載の複合構造接合システム（１００）。
【請求項２０】
前記第２の真空袋（１０８）に連結される第２のプローブ（１２６）をさらに備え、前記第２のプローブが前記第２の容積（１２２）を前記真空供給源（１１８）に流れ流通して選択的に連結する、請求項１８または１９に記載の複合構造接合システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、複合材料からなる構造を接合するシステムおよび方法に関し、詳細には、オートクレーブからかかる接合を行う方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料からなる構造の使用は、特にそのような応用例では航空機の機体として需要が延びており、その場合の利点としては、強度および剛性の増大、重量の減少、部品点数の削減などがある。しかしながら、複合構造が損傷した場合、航空機を足止めにし、それによって航空機のサポートコストを増大させ得る高価な補修作業が必要になることが多い。現行の整備手順では、損傷した構成要素は航空機が飛行を再開できる前に除去され交換されることがしばしば必要である。
【０００３】
少なくともいくつかの既知の補修および接合方法は、硬化プロセス中の密接な接触を可能にするために真空袋（vacuum bag）の使用を採用している。複合材プライ相互間のエポキシが硬化するとき、エポキシは揮発性有機化合物を放出する。真空下では、このガス放出は真空袋の下の低い蒸気圧のせいで増大する。加えて、親複合構造、すなわち航空機内に内在する水分があればやはり蒸発する。このようにガス放出した結果、容認できないレベルの多孔性が硬化した複合材プライおよび／または接着剤線に閉じ込められることになり得る。過剰な多孔性が生じると、硬化複合物は構造的に容認できない。その場合、修理技師が影響を受けたプライをすべて、そのプライを研ぎ削り、接合プロセスに最初から着手することにより物理的に除去しなければならない。これには、その部品の複雑さおよびサイズに応じて数時間または数日かかることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
少なくともいくつかの既知の補修および接合方法は、エポキシ樹脂の硬化中に溶液中の揮発性物質を保持するために、したがって複合部品の多孔性を防止するために、オートクレーブ内の圧力下で部品を硬化させる。しかしながら、オートクレーブは購入コストおよび運転コストが高く、サイズが限られている。また、オートクレーブは、複合構造または部品に接合補修を行うためにはほとんど使用されない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様では、構造を接合する方法が提供される。この方法は、第１の構造上の接合部位に第２の構造を配置するステップと、第１の構造に第１の真空袋を、第１の真空袋が接合部位を覆うように連結するステップと、を含む。上記方法は、第１の真空袋を介して第２の構造に第１の機械的力を引き起こすために第１の真空袋に真空を印加するステップも含む。第２の真空袋は、第２の真空袋が第２の構造および第１の真空袋の少なくとも一部を覆うように第１の構造に連結される。上記方法は、第２の真空袋を介して第２の構造に第２の機械的力を引き起こすために第２の真空袋に真空を印加するステップをさらに含む。
【０００６】
別の態様では、複合構造接合システムが提供される。複合構造接合システムは、接合部位を含む第１の構造と接合部位で第１の構造に連結するように構成された第２の構造とを含む。複合構造接合システムは、第１の構造に連結される第１の真空袋も含む。第１の真空袋は、第１の真空袋に真空が印加されるときに第２の構造に第１の機械的力を加えるように構成される。複合構造接合システムは、第２の真空袋が第２の構造を覆うように第１の構造に連結される第２の真空袋をさらに含む。第２の真空袋は、第２の真空袋に真空が印加されるときに第２の構造に第２の機械的力を加えるように構成される。
【０００７】
論じられている形態、機能、および利点は、様々な実施形態で独立に実現することができる、あるいは他の実施形態では組み合わされてもよく、かかる形態、機能、および利点のさらなる詳細は、下記の説明および図面を参照して理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の構造、第２の構造、および第１の真空袋を示す例示的な複合構造接合システムの上面図である。
【図２】第２の真空袋をさらに示す図１に示されている複合構造接合システムの上面図である。
【図３】図２に示されている複合構造接合システムの断面側面図である。
【図４】図２および図３に示されている複合構造接合システムを使用して複合構造を接合する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に記載されている実施態様は複合構造を接合する方法およびシステムを含む。この方法は、第１の構造上の接合部位に第２の構造を配置するステップと、第１の構造に第１の真空袋を、第１の真空袋が接合部位を覆うように連結するステップと、を含む。上記方法は、第１の真空袋を介して第２の構造に第１の機械的力を引き起こすために第１の真空袋に真空を印加するステップも含む。第２の真空袋は、第２の真空袋が第２の構造および第１の真空袋の少なくとも一部を覆うように第１の構造に連結される。上記方法は、第２の真空袋を介して第２の構造に第２の機械的力を引き起こすために第２の真空袋に真空を印加するステップをさらに含む。第１の機械的力および第２の機械的力が第２の構造に同時に加えられた後、第１の真空袋には、第２の構造上の第１の真空袋からの第１の機械的力を除去または低減するとともに第２の構造を大気圧にさらすために、少なくとも部分的に通気される。真空は、第２の構造を第１の容積内の実質的大気圧にまださらしている間に第２の構造上の第２の機械的力を維持するために第２の真空袋で維持される。硬化中に第２の構造を大気圧にさらしかつ第２の真空袋によって与えられる圧密力（compaction force）を維持することにより、硬化中に少なくとも第２の構造内に形成された揮発性有機化合物は溶液中に保持され、第２の構造から蒸発することなく除去することができ、したがって第２の構造内の多孔性を防止する。
【００１０】
本明細書に記載されている複合構造接合システムは、損傷した構造を補修するために、または二次接合プロセスで２つの複合構造を互いに接合するために使用される。このシステムにより、従来の真空袋硬化内の低蒸気圧に伴う問題なしに大気の圧密圧力（atmospheric compaction pressure）の使用が可能になる。より具体的には、本明細書に記載されている複合構造接合システムにより、複合構造を低蒸気圧にさらさずに複合構造に機械的力が加えられることが可能になる。したがって、複合構造内の多孔性が著しく減じられまたは防止され、したがって複合構造の構造的完全性を高めるまたは維持する。さらに、本明細書に記載されている複合構造接合システムは、オートクレーブを使用せずに第１の構造上に部分的に硬化または完全に硬化したオートクレーブ品質のホットボンド複合材補修をもたらすように設計される。したがって、本明細書に記載されている複合構造接合システムにより、既知の方法に比べて短い期間にかつ低いコストで任意のサイズおよび形状を有する複合構造を接合することになる。
【００１１】
図１は、親構造すなわち第１の構造１０２、補修構造すなわち第２の構造１０４、および第１の真空袋１０６を示す例示的な複合構造接合システム１００の上面図である。図２は、第２の真空袋１０８をさらに示す複合構造接合システム１００の上面図である。図３は、複合構造接合システム１００の断面側面図である。
【００１２】
例示的な実施形態では、第１の構造１０２は航空機の構成要素である。例えば、第１の構造１０２は航空機の機体、翼、または尾部のいずれかである。さらに、例示的な実施形態では、第１の構造１０２は、複数のプライを有する複合材料（例えば、エポキシ樹脂に埋め込まれた炭素繊維またはホウ素繊維）から形成され、補修を必要とする接合部位１１０を含む。本明細書に記載されているように、補修は、第１の構造１０２上の接合部位１１０に配置される第２の構造１０４を使用して行われる。第１の構造１０２と同様に、第２の構造１０４もまた、現場で締め固められ（compacted）、デバルクされ（debulked）、そして完全に硬化されることになる複合材料から形成される。本明細書に記載されているように、複合構造接合システム１００は、損傷した複合構造を補修するための補修システムとして使用することができる。さらに、複合構造接合システム１００は、２つの事前硬化複合構造の二次接合に使用することもできる。
【００１３】
図１〜図３を参照すると、複合構造接合システム１００は、第１の真空袋１０６が第２の構造１０４および接合部位１１０の全体を覆うように第１の構造１０２に連結される第１の真空袋１０６を含む。より具体的には、第１の真空袋１０６は、第１の容積１１２（図３に示されている）が第１の真空袋１０６および第１の構造１０２によって画定されるように第１の構造１０２に連結される。本明細書に記載されているように、第２の構造１０４は第１の容積１１２の中に含まれる。第１の真空袋１０６の周辺は、第２の構造１０４および接合部位１１０を取り囲む第１の封止機構１１４によって第１の構造１０２に対して封止される。さらに、例示的な実施形態では、複合構造接合システム１００は、第１の真空袋１０６に連結される第１のプローブ１１６を含む。第１のプローブ１１６は、第１の真空袋１０６の開口部を通過し、ホース１２０を介して真空供給源１１８と流れ流通して第１の真空袋１０６の第１の容積１１２に選択的に連結する。
【００１４】
例示的な実施形態では、複合構造接合システム１００は、第２の真空袋１０８が第２の構造１０４および接合部位１１０の全体と第１の真空袋１０６の少なくとも一部とを覆うように第１の構造１０２に連結される第２の真空袋１０８も含む。より具体的には、第２の真空袋１０８は、第２の容積１２２（図３に示されている）が第２の真空袋１０８、第１の構造１０２、および第１の真空袋１０６によって画定されるように第１の構造１０２に連結される。本明細書に記載されているように、第２の真空袋１０８、したがって第２の容積１２２は第２の構造全体を覆う。しかしながら、第２の容積１２２は第２の構造１０４の上に部分的に重なるが、第２の構造１０４は、第１の真空袋１０６と第１の構造１０２との間の第２の容積１２２の外側に配置される。より具体的には、第２の構造１０４は、第２の容積１２２から第１の真空袋１０６によって隔てられる。
【００１５】
第２の真空袋１０８の周辺は、第２の構造１０４および接合部位１１０を取り囲む第２の封止機構１２４によって第１の構造１０２に対して封止される。図２および図３に最も良く示されているように、第２の封止機構１２４は、第１の真空袋１０６の一部が第２の真空袋１０８によって覆われていないままになるように第１の真空袋１０６を少なくとも部分的に横切って延伸する。より具体的には、第２の真空袋１０８によって覆われていないままの第１の真空袋１０６の一部は、第２の真空袋１０８が第１の構造１０２および第１の真空袋１０６に連結されるときに第１のプローブ１１６が第２の容積１２２の外側に配置されるように第１のプローブ１１６を含む。
【００１６】
さらに、例示的な実施形態では、複合構造接合システム１００は、第２の真空袋１０８に連結される第２のプローブ１２６を含む。第２のプローブ１２６は、第２の真空袋１０８の開口部を通過し、ホース１２０を介して真空供給源１１８と流れ流通して第２の真空袋１０８の第２の容積１２２に選択的に連結する。随意に、加熱ブランケット１２８が、硬化中に第１の構造１０２および第２の構造１０４に熱を供給するために第１の真空袋１０６と第２の構造１０４との間に配置される。複合構造接合システム１００が二次接合プロセス中に使用される状況では、構造１０２、構造１０４、真空袋１０６、真空袋１０８は加熱を行うためにオーブンの内側に配置され得る。
【００１７】
運転中、第１のプローブ１１６は真空供給源１１８に連結され、第１の容積１１２から空気を除去するために第１の真空袋１０６に真空を印加しやすくする。このような構成では、第１の真空袋１０６は、第１の真空袋１０６に真空が印加されるときに第２の構造１０４上に第１の機械的力Ｆ１を引き起こす。より具体的には、第１の真空袋１０６が第２の構造１０４を完全に覆うので、第１の真空袋１０６は第２の構造１０４の全領域に第１の機械的力Ｆ１を加える、すなわち、第１の真空袋１０６は、第２の構造１０４の全領域に第１の機械的力Ｆ１を加えるために第２の構造１０４の形状に適合する。例示的な実施形態では、第１の機械的力Ｆ１は、第２の構造１０４の多孔性、したがって膨張を防止するために第２の構造１０４を第１の構造１０２上に押し下げる圧縮力または圧密力である。図３は第１の真空袋１０６と第２の構造１０４との間の隙間を示しているが、これは例示目的にすぎず、運転中、第１の真空袋１０６は、第１の機械的力Ｆ１を加えるために第２の構造１０４に直接（または随意の加熱ブランケット１２８を介して間接的に）接触する。
【００１８】
同様に、第２のプローブ１２６は真空供給源１１８に連結され、第２の容積１２２から空気を除去するために第２の真空袋１０８に真空を印加しやすくする。本明細書に記載されているように、真空は第２の真空袋１０８に印加されるが、第１の真空袋１０６も真空下にある。このような構成では、第２の真空袋１０８は、第２の真空袋１０８に真空が印加されるときに第２の構造１０４上に第２の機械的力Ｆ２を引き起こす。より具体的には、第２の真空袋１０８が第２の構造１０４を完全に覆いかつ第１の真空袋１０６の大部分を覆うので、第２の真空袋１０８は、第１の真空袋１０６および第２の構造１０４の全領域に第２の機械的力Ｆ２を加える、すなわち、第２の真空袋１０８は、第２の構造１０４の全領域に第２の機械的力Ｆ２を加えるために第２の構造１０４の形状に適合する。第１の機械的力Ｆ１と同様に、第２の機械的力Ｆ２は、第２の構造１０４の多孔性、したがって膨張を防止するために第２の構造１０４を第１の構造１０２上に押し下げる第１の機械的力Ｆ１と同じ方向に作用する圧縮力または圧密力である。図３は第２の真空袋１０８と第１の真空袋１０６との間の隙間を示しているが、これは例示目的にすぎず、運転中、第２の真空袋１０８は、第２の構造に第２の機械的力Ｆ２を加えるために第１の真空袋１０６に直接接触する。
【００１９】
例示的な実施形態では、第１の真空袋１０６および第２の真空袋１０８はそれぞれ、第２の構造１０４に第１の機械的力Ｆ１および第２の機械的力Ｆ２を所定の時間量にわたって同時に加える。その時間分が経過した後、第１の真空袋１０６に印加された真空は、第１の容積１１２および第２の構造１０４が大気圧にさらされるように第１の容積１１２を通気するために少なくとも部分的に除去される。したがって、第１の機械的力Ｆ１は第２の構造１０４から少なくとも部分的に除去される。いくつかの実施形態では、第１の真空袋１０６に完全に大気圧に通気される。他の実施形態では、第２の構造１０４から複数の揮発性有機化合物を除去しやすくするために低い真空が第１の真空袋１０６に印加される。
【００２０】
第２の真空袋１０８に印加された真空は、第１の真空袋１０６に印加された真空が除去された後に維持される。このような構成では、第２の真空袋１０８で真空を維持することで、第２の構造１０４を第１の容積１１２内の大気圧にまださらしている間に第２の構造１０４上の第２の機械的力Ｆ２を維持する。したがって、第２の真空袋１０８は、第２の構造１０４の多孔性を防止するために圧密圧力を加える。より具体的には、硬化中に第２の構造１０４を大気圧にさらしかつ第２の真空袋１０８によって与えられる圧密力を維持することにより、硬化中に少なくとも第２の構造１０４内に形成される揮発性有機化合物は溶液中に保持され、第２の構造１０４から蒸発することなく除去することができ、したがって第２の構造１０４内の多孔性を防止する。
【００２１】
図４は、複合構造接合システム１００（図２および図３に示されている）を使用して第１の構造１０２などの複合構造を接合する方法２００を示す。方法２００は、第１の構造１０２などの第１の構造上の接合部位１１０などの接合部位に第２の構造１０４などの第２の構造を配置するステップ２０２を含む。方法２００は、第１の構造に第１の真空袋１０６などの第１の真空袋を、第１の真空袋が接合部位を覆うように連結するステップ２０４も含む。連結するステップ２０４は、第１の構造に第１の真空袋を第１の封止機構１１４などの第１の封止機構で封止するステップを含む。したがって、第１の真空袋および第１の構造は、第１の容積１１２などの第１の容積を画定するように組み合わさり、第１の容積は第１の真空袋が第２の構造を覆うように第２の構造を収容する。
【００２２】
例示的な実施形態では、第１の真空袋が第１の構造に連結されると２０４、第１の真空袋を介して第２の構造に第１の機械的力Ｆ１などの第１の機械的力を引き起こすために第１の真空袋に真空が印加される２０６。本明細書に記載されているように、第１の機械的力は、第２の構造を第１の構造に押し込むまたは第１の構造に向かって押し付ける締固め力（compacting force）である。真空を印加するステップ２０６は、供給源１１８などの真空供給源に第１のプローブ１１６などの第１のプローブと流れ流通して連結するステップを含む。第１のプローブは、第１の容積の中から空気を除去し第２の構造上に第１の機械的力を引き起こしやすくするために、第１の容積に真空供給源と流れ流通して連結する。
【００２３】
方法２００は、第２の真空袋１０８などの第２の真空袋を第１の構造および第１の真空袋の一部に、第２の真空袋が第２の構造および第１の真空袋の少なくとも一部を覆うように連結するステップ２０８も含む。連結するステップ２０８は、第１の構造に第２の真空袋を第２の封止機構１２４などの第２の封止機構で封止するステップを含む。さらに、連結するステップ２０８は、第２の真空袋を第１の真空袋に、第１の真空袋上の第１のプローブが第２の真空袋によって覆われていないままであり露出し続けるように連結するステップ２０８を含む。したがって、第２の真空袋、第１の構造、および第１の真空袋は、第２の容積１２２などの第２の容積を画定するように組み合わさる。本明細書に記載されているように、第２の真空袋は第２の構造全体を覆う。しかしながら第２の構造は第２の容積の外側に配置される。より具体的には、第２の構造は第２の容積から第１の真空袋で分離している。例示的な実施形態では、第２の真空袋が第１の構造に連結され２０８、第１の真空袋に真空が印加される２０６順番は相互に交換可能である。
【００２４】
例示的な実施形態では、第２の真空袋が第１の構造に連結されると２０８、第２の真空袋を介して第２の構造に第２の機械的力Ｆ２などの第２機械的力を引き起こすために第２真空袋に真空が印加される２１０。本明細書に記載されているように、第２の機械的力は、第２の構造を第１の構造に押し込むまたは第１の構造に向かって押し付ける締固め力である。真空を印加するステップ２１０は、供給源１１８などの真空供給源に第２のプローブ１２６などの第２のプローブと流れ流通して連結するステップを含む。第２のプローブは、第２の容積の中から空気を除去し第２の構造上に第２の機械的力を引き起こしやすくするために、第２の容積に真空供給源と流れ流通して連結する。
【００２５】
本明細書に記載されているように、第２の真空袋は第１の真空袋ならびに第２の構造を覆うので、第２の機械的力も第１の真空袋に加えられる。さらに、真空を印加するステップ２１０は、真空が第１の真空袋に印加された２０６後でのみ、両方の真空袋に真空が同時に印加されて第２の構造に両方の機械的力を所定の時間量にわたって同時に加えるように実行される。
【００２６】
方法２００は、第２の構造上の第１に真空袋から第１の機械的力を除去するまたは引き抜くために、第１の真空袋に少なくとも部分的に通気するステップ２１２も含む。通気するステップ２１２により、揮発性物質が溶液中にある間に第２の構造から複数の揮発性有機化合物を除去しやすくするために、第１の真空袋の第１の容積内への空気が第２の構造を大気圧にさらすことが可能になる。さらに、通気するステップ２１２は、真空が第２の真空袋に印加された２１０後でのみ実行される。方法２００は、第２の構造上の第２の機械的力を維持するために第１の真空袋に少なくとも部分的に通気した後で第２の真空袋の真空を維持するステップ２１４も含む。したがって、第１の機械的力は、第１の真空袋に少なくとも部分的に通気された２１２ときに第２の構造から除去される。しかしながら、第１の真空袋に印加された真空が除去された後で第２の真空袋の真空を維持するステップ２１４により、第２の構造を第１の容積内の大気圧にまださらしている間に第２の構造上の第２の機械的力を維持することになる。硬化中に第２の構造を大気圧にさらし２１２かつ第２の真空袋によって与えられる圧密力を維持する２１４ことにより、硬化中に少なくとも第２の構造内に形成された揮発性有機化合物は溶液中に保持され、第２の構造から蒸発することなく除去され、したがって第２の構造内の多孔性を防止する。
【００２７】
随意に、方法２００は、第２の構造を覆うために第１の真空袋の下に加熱ブランケット１２８などの加熱ブランケットを配置するステップも含むことができる。さらに、方法２００は、明瞭にするためにここに明確には記載されていない他のステップも含むことができる。例えば、このようなステップは、第２の構造を配置する前に接合部位を準備するステップ、接合部位で第２の構造および第１の構造を所定の温度で所定の時間にわたって硬化させるステップ、および必要に応じて接合部位で任意の表面処理を行うステップを含むことができる。さらに、配置するステップ２０２、連結するステップ２０４、印加するステップ２０６、連結するステップ２０８、印加するステップ２１０、通気するステップ２１２、および維持するステップ２１４はそれぞれ、フライトライン上で航空機に対して直接実行することができる。
【００２８】
本明細書に記載されている複合構造接合システムにより、従来の真空袋硬化内の低蒸気圧に伴う問題なしに大気の圧密圧力の使用が可能になる。より具体的には、本明細書に記載されている複合構造接合システムにより、第２の構造および第１の構造を低蒸気圧にさらさずに第２の構造および第１の構造に機械的力が加えられることが可能になる。したがって、複合構造内の多孔性が著しく減じられまたは防止され、したがって複合構造の構造的完全性を高めるまたは維持する。より具体的には、硬化中に第２の構造を大気圧にさらしかつ第２の真空袋によって与えられる圧密力を維持することにより、硬化中に少なくとも第２の構造内に形成された揮発性有機化合物は溶液中に保持され、第２の構造から蒸発することなく除去することができ、したがって第２の構造内の多孔性を防止する。
【００２９】
さらに、本明細書に記載されている複合構造接合システムは、オートクレーブを使用せずに第１の構造上に部分的に硬化または完全に硬化したオートクレーブ品質のホットボンド複合材補修をもたらすように設計される。したがって、本明細書に記載されている複合構造接合システムにより、既知の方法に比べて短い期間にかつ低いコストで任意のサイズおよび形状を有する複合構造を接合することになる。
【００３０】
本発明の様々な実施形態の特定の形態がいくつかの図面に示され、他の図面には示されていないことがあるが、これは便宜のためにすぎない。本発明の原理によれば、図面の任意の形態が、他の図面のいずれかの任意の形態と組み合わせて参照されかつ／または特許請求され得る。
【００３１】
本明細書は、最良の形態を含む本開示の様々な実施形態を開示するために、それに、任意の装置もしくはシステムを製作し使用すること、および任意の組み入れられた方法を実行することを含む本開示のそうした実施形態を当業者が実施できるようにするために、複数の例を使用している。特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が想起する他の例を含むことがある。そのような他の例は、それらの例が特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらの例が特許請求の範囲の文言との非実質的な差異を有する同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。
【符号の説明】
【００３２】
１００  複合構造接合システム
１０２  第１の構造
１０４  第２の構造
１０６  第１の真空袋
１０８  第２の真空袋
１１０  接合部位
１１２  第１の容積
１１４  第１の封止機構
１１６  第１のプローブ
１１８  真空供給源
１２０  ホース
１２２  第２の容積
１２４  第２の封止機構
１２６  第２のプローブ
１２８  加熱ブランケット
２００  複合構造を接合する方法
Ｆ１  第１の機械的力
Ｆ２  第２の機械的力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2019107884000001.pdf