(57)【要約】      （修正有）【課題】複雑な断面を有する熱硬化性材料の成形装置及び方法の提供。【解決手段】第１成形型（３０８）と第２成形型（３１０）とは、相対移動可能であり、金型キャビティ（３２６）を形成している。第１成形型及び第２成形型は、複数の積層金属シート（３１８，３２２）を含む。隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙（３２０，３２４）が形成されている。第１スマートサセプタ材料（３２５）は、金型キャビティ内にあり、第１成形型に連結されている。第１スマートサセプタ材料は、第１キュリー温度を有する。第２スマートサセプタ材料（３２８）は、金型キャビティ内にあり、第２成形型に関連付けられている。第２スマートサセプタ材料は、第１キュリー温度より低い第２キュリー温度を有する。第２成形型と第１スマートサセプタ材料との間には、可撓性膜（３０６）が設けられている。可撓性膜は、圧力を受けるように構成されている。【選択図】図３
2019073002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成された誘導加熱成形システムであって、
相対移動可能な第１成形型及び第２成形型であって、前記第１成形型及び前記第２成形型は、金型キャビティを形成するとともに、複数の積層金属シート、及び、隣接する積層金属シートの間に形成された複数の空隙を含む、第１成形型及び第２成形型と、
前記金型キャビティ内に位置するとともに、前記第１成形型に連結された第１スマートサセプタ材料であって、第１キュリー温度を有する第１スマートサセプタ材料と、
前記金型キャビティ内に位置するとともに前記第２成形型に関連付けられた第２スマートサセプタ材料であって、前記第１キュリー温度より低い第２キュリー温度を有する第２スマートサセプタ材料と、
前記第２成形型と前記第１スマートサセプタ材料との間に位置する可撓性膜であって、圧力を受けるように構成された可撓性膜と、を含む誘導加熱成形システム。
【請求項２】
第１周波数範囲を生成するべく、前記第１成形型及び前記第２成形型を通って延びる第１群の導電体をさらに含み、前記第１スマートサセプタ材料は、前記第１周波数範囲によって加熱されるように構成されており、
第２周波数範囲を生成する第２群の導電体も含み、前記第２スマートサセプタ材料は、前記第２周波数範囲によって加熱されるように構成されている、請求項１に記載の誘導加熱成形システム。
【請求項３】
前記第２スマートサセプタ材料は、前記金型キャビティ内に配置された形状追随性スマートサセプタブランケットの一部である、請求項１又は２に記載の誘導加熱成形システム。
【請求項４】
前記形状追随性スマートサセプタブランケットは、さらに前記可撓性膜を含む、請求項３に記載の誘導加熱成形システム。
【請求項５】
前記第２スマートサセプタ材料は、前記可撓性膜の下方のスマートサセプタ板である、請求項１〜４のいずれかに記載の誘導加熱成形システム。
【請求項６】
前記第１スマートサセプタ材料は、成形面の一部であり、前記成形面にはスマートサセプタ回路が埋設されており、前記成形面は、前記第１成形型に連結されている、請求項１〜５のいずれかに記載の誘導加熱成形システム。
【請求項７】
前記第１成形型に連結された前記第１スマートサセプタ材料は、前記第１成形型に連結された第１成形面の一部であり、
前記誘導加熱成形システムは、前記第２成形型に連結された第２成形面をさらに含み、前記第２成形面は、前記第１スマートサセプタ材料を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の誘導加熱成形システム。
【請求項８】
前記第１スマートサセプタ材料と真空フィルムとによって形成された、前記金型キャビティ内の第１圧力部と、
前記真空フィルムと前記可撓性膜とによって形成された、前記金型キャビティ内の第２圧力部と、
前記可撓性膜と、前記第２成形型に連結された成形面とによって形成された第３圧力部と、をさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の誘導加熱成形システム。
【請求項９】
熱硬化性複合充填材料を、誘導加熱成形ツールの金型キャビティ内に配置し、前記誘導加熱成形ツールは、相対移動可能な第１成形型及び第２成形型を含み、前記第１成形型及び前記第２成形型は、前記金型キャビティを形成しており、前記第１成形型及び前記第２成形型は、複数の積層金属シートと、隣接する積層金属シートの間に形成された複数の空隙とを含み、
前記金型キャビティ内の第２スマートサセプタ材料を用いて、前記金型キャビティ内の前記熱硬化性複合装填材料を成形温度まで加熱し、
前記金型キャビティ内の前記熱硬化性複合装填材料を、前記熱硬化性複合装填材料を前記成形温度まで加熱した後に、前記第１成形型に連結された第１スマートサセプタ面材に向かって移動させ、
可撓性膜を用いて前記熱硬化性複合充填材料に圧力を付与することによって、前記熱硬化性複合充填材料を前記第１スマートサセプタ面材に沿わせ、
前記第１スマートサセプタ面材を用いて前記熱硬化性複合充填材料を硬化温度まで加熱する、方法。
【請求項１０】
前記第１スマートサセプタ面材の部分を、前記第１スマートサセプタ面材の第１キュリー温度未満まで冷却することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱硬化性複合充填材料を前記成形温度まで加熱するに際し、前記金型キャビティ内に配置された形状追随性スマートサセプタブランケットを用いて前記熱硬化性複合充填材料を加熱し、前記形状追随性スマートサセプタブランケットは、前記第２スマートサセプタ材料を含んでいる、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記金型キャビティ内の前記熱硬化性複合充填材料を移動させるに際し、前記形状追随性スマートサセプタブランケットと、前記第２成形型に連結された第２スマートサセプタ面材との間の圧力を上昇させ、前記形状追随性スマートサセプタブランケットは、前記可撓性膜を含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記熱硬化性複合充填材料を前記成形温度まで加熱するに際し、前記形状追随性スマートサセプタブランケット内の第２群の導電体を用いて第２周波数範囲を生成する、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記熱硬化性複合充填材料を前記硬化温度まで加熱するに際し、第１群の導電体を用いて第１周波数範囲を生成し、前記第１スマートサセプタ面材の第１スマートサセプタ材料は、前記第１周波数範囲によって加熱されるように構成されており、前記第１周波数範囲は、前記第２周波数範囲から離れている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記金型キャビティ内の前記熱硬化性複合充填材料を、前記第２スマートサセプタ材料を用いて前記成形温度まで加熱するに際し、
前記第２スマートサセプタ材料を用いて前記熱硬化性複合充填材料の第１面を加熱し、
前記第１スマートサセプタ面材を用いて前記金型キャビティを加熱する、請求項９〜１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、誘導加熱成形装置に関し、より具体的には、熱硬化性複合装填材料に対して製造作業を行うための誘導加熱成形装置に関する。より具体的には、本開示は、熱硬化性複合装填材料を成形し且つ硬化するように構成された誘導加熱成形システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料は、２つ以上の機能性材料を組み合わせることにより作製される頑丈且つ軽量な材料である。例えば、複合材料は、ポリマー樹脂マトリックス内で結合された強化繊維を含む。繊維は、一方向性である場合や、織布又はファブリックの形態である場合がある。繊維及び樹脂を配置し硬化することによって、複合材料が形成される。
【０００３】
熱硬化性複合材料は、熱又は圧力の少なくとも一方を加えると硬化する樹脂を含むことにより、最終的な複合構造体を形成する複合材料である。熱硬化性複合材料は、成形された後に硬化される。
【０００４】
複合構造体を製造する際には、複合材料の層をレイアップする。これらの層は、例えばシート状の繊維を含んでいる。これらのシートは、例えば、ファブリック、テープ、トウ、又は他の適当な形態である。これらのシートに、樹脂が注入または予備含浸される場合もある。このようなタイプのシートは、通常、プリプレグと称される。
【０００５】
複雑な断面を有する熱硬化性複合構造体は、複雑な断面の層を手作業で一層ずつレイアップするか、テープ積層機やファイバー配置システム（fiber placement system）などの自動積層装置を用いてレイアップすることにより、形成される場合がある。しかしながら、複雑な断面の層を一層ずつレイアップすると、時間がかかりすぎる場合がある。複雑な断面の層を一層ずつレイアップすることは、部品の製造時間、レイアップツール（layup tool）の製造フロー時間、又は人間のオペレータの作業時間のうちの少なくとも１つに影響する。
【０００６】
複雑な断面を有する熱硬化性複合構造体は、熱硬化性複合装填材料（composite charges）を成形することによって、作製することができる。熱硬化性複合装填材料は、実質的に平らにレイアップされた複数の熱硬化性プリプレグの層を有する。熱硬化性複合装填材料は、例えばテープ積層機によって平らにレイアップされている。
【０００７】
熱硬化性複合装填材料は、レイアップした後に、複雑な断面にドレープ成形され得る。ドレープ成形では、成形温度で動作する成形ツールを用いる。ドレープ成形の後、成形済みの熱硬化性複合装填材料が、オートクレーブなどの硬化ツールに移送される。このように成形工程と硬化工程とが別々であると、移送プロセスが加わることにより、全体の製造時間に影響を及ぼし得る。また、成形工程と硬化工程とが別々であると、別々の成形ツールと硬化ツールとを使用することになる。
【０００８】
従って、上述の問題の少なくともいくつかと、その他の潜在的な問題を考慮にいれた方法及び装置の提供が望まれる。例えば、製造時間、製造コスト、又は設備のうちの少なくとも１つが削減できる、複雑な断面を有する熱硬化性材料の成形装置及び方法を提供することが望まれる。別の例として、熱硬化性複合装填材料の成形と硬化の両方を行う装置を提供することが望まれる。
【発明の概要】
【０００９】
本開示の例示的な実施形態は、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成された誘導加熱成形システムを提供する。誘導加熱成形システムは、第１成形型、第２成形型、第１スマートサセプタ材料、第２スマートサセプタ材料、及び、可撓性膜を含む。第１成形型と第２成形型とは相対移動可能である。第１成形型及び第２成形型は、金型キャビティを形成している。第１成形型及び第２成形型は、複数の積層金属シートを含む。隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙が形成されている。第１スマートサセプタ材料は、金型キャビティ内にあり、第１成形型に連結されている。第１スマートサセプタ材料は、第１キュリー温度を有する。第２スマートサセプタ材料は、金型キャビティ内にあり、第２成形型に関連付けられている。第２スマートサセプタ材料は、第１キュリー温度より低い第２キュリー温度を有する。可撓性膜は、第２成形型と第１スマートサセプタ材料との間に設けられている。可撓性膜は、圧力を受けるように構成されている。
【００１０】
本開示の別の例示的な実施形態は、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成された誘導加熱成形システムを提供する。当該誘導加熱成形システムは、誘導加熱成形ツールと、誘導加熱成形ツールの金型キャビティ内に配置された適合性スマートサセプタブランケットとを含む。誘導加熱成形ツールは、第１成形型及び第２成形型と、第１群の導電体と、第１スマートサセプタ面材と、第２スマートサセプタ面材とを含む。第１成形型と第２成形型とは、相対移動可能である。第１成形型及び第２成形型は、複数の積層金属シートを含む。隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙が形成されている。第１スマートサセプタ面材は、第１成形型に連結されている。第２スマートサセプタ面材は、第２成形型に連結されている。
【００１１】
本開示のさらなる例示的な実施形態は、方法を提供する。熱硬化性複合充填材料を、誘導加熱成形ツールの金型キャビティ内に配置する。誘導加熱成形ツールは、相対移動可能な第１成形型及び第２成形型を含み、第１成形型及び第２成形型は、金型キャビティを形成しており、第１成形型及び第２成形型は、複数の積層金属シートを含み、隣接する積層金属シートの間には複数の空隙が形成されている。金型キャビティ内の第２スマートサセプタ材料を用いて、金型キャビティ内の熱硬化性複合装填材料を、成形温度まで加熱する。金型キャビティ内の熱硬化性複合装填材料を、成形温度まで加熱した後に、第１成形型に連結された第１スマートサセプタ面材に向かって移動させる。可撓性膜を用いて熱硬化性複合充填材料に圧力を付与することによって、熱硬化性複合充填材料を第１スマートサセプタ面材に沿わせる。そして、第１スマートサセプタ面材を用いて、熱硬化性複合充填材料を硬化温度まで加熱する。
【００１２】
これら特徴および機能は、本開示の様々な実施形態において個々に達成可能であり、また、他の実施形態と組み合わせることも可能である。この詳細については、以下の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
例示的な実施形態に特有であると考えられる新規の特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。なお、例示的な実施形態ならびに好ましい使用形態、さらにその目的および特徴は、本開示の例示的な実施形態についての以下の詳細な説明を、添付図面と併せて参照することにより最もよく理解されるであろう。
【００１４】
【図１】例示的な実施形態による製造環境のブロック図である。
【図２】例示的な実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための誘導加熱成形システムを有する製造環境の等角投影図である。
【図３】例示的な一例示的な実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための誘導加熱成形システムの断面図である。
【図４】例示的な一例示的な実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための誘導加熱成形システムの断面図である。
【図５】例示的な一例示的な実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための誘導加熱成形システムの断面図である。
【図６】例示的な一例示的な実施形態による、誘導加熱成形システムにおける熱硬化性複合装填材料の成形及び硬化の圧力対時間チャートである。
【図７】例示的な一例示的な実施形態による、誘導加熱成形システムにおける熱硬化性複合装填材料の成形及び硬化の温度対時間チャートである。
【図８】例示的な一例示的な実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化する方法のフローチャートである。
【図９】例示的な一例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法をブロック図で示したものである。
【図１０】例示的な実施形態を実施可能な航空機をブロック図で示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
例示的な実施形態は、１つ又は複数の事項を認識及び考慮したものである。例えば、例示的な実施形態は、複雑な小型熱硬化部品のための現在の加工システムは、手作業によるレイアップと硬化のために必要作業量が多くなってしまっていることを、認識及び考慮したものである。また、例示的な実施形態は、成形用と硬化用に別々の温度で動作する加熱プレス／オーブンでは、複数回のセットアップ工程と加工工程とが必要であることを、認識及び考慮したものである。
【００１６】
図面を参照し、特に図１を参照すると、例示的な実施形態による製造環境のブロック図が示されている。
【００１７】
製造環境１００は、熱硬化性複合装填材料１０４を成形及び硬化するための誘導加熱成形システム１０２を含む。誘導加熱成形システム１０２は、熱硬化性複合装填材料１０４を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成されている。
【００１８】
一実施例において、誘導加熱成形システム１０２は、誘導加熱成形ツール１０６と、誘導加熱成形ツール１０６の金型キャビティ１１０内に配置された形状追随性スマートサセプタブランケット（conformable smart susceptor blanket）１０８とを含む。誘導加熱成形ツール１０６は、第１成形型１１２、第２成形型１１４、第１群の導電体１１６、第１スマートサセプタ面材１１８、及び、第２スマートサセプタ面材１２０を含む。第１成形型１１２と第２成形型１１４とは、相対移動可能である。第１成形型１１２及び第２成形型１１４は、複数の積層金属シートを含む。隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙が形成されている。
【００１９】
第１成形型１１２は、複数の積層金属シート１２２を含む。複数の積層金属シート１２２のうちの隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙１２４が形成されている。
【００２０】
第２成形型１１４は、複数の積層金属シート１２６を含む。複数の積層金属シート１２６のうちの隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙１２８が形成されている。
【００２１】
第１スマートサセプタ面材１１８及び第２スマートサセプタ面材１２０の第１スマートサセプタ材料１３０は、形状追随性スマートサセプタブランケット１０８内の第２スマートサセプタ材料１３２よりも、キュリー温度が高い。第１スマートサセプタ材料１３０の第１キュリー温度１３４は、第２スマートサセプタ材料１３２の第２キュリー温度１３６よりも高い。
【００２２】
形状追随性スマートサセプタブランケット１０８は、第２周波数範囲１４０を生成するように構成された第２群の導電体１３８を含む。いくつかの実施例において、第２周波数範囲１４０は、１００ｋＨｚ〜４００ｋＨｚである。いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８は、短距離で消失する磁場を形成するように配置されている。これらの実施例において、第２周波数範囲１４０を生成する第２群の導電体１３８は、第１スマートサセプタ面材１１８及び第２スマートサセプタ面材１２０に対して、有意な影響を及ぼさない。
【００２３】
いくつかの実施例において、第２周波数範囲１４０と、第１群の導電体１１６の第１周波数範囲１４２とは、周波数が一部重なっていてもよい。これらの実施例では、第２スマートサセプタ材料１３２の第２キュリー温度１３６によって、第２スマートサセプタ材料１３２の過熱が防止される。
【００２４】
いくつかの実施例において、第２周波数範囲１４０は、第１群の導電体１１６の第１周波数範囲１４２から離れている。第１周波数範囲１４２と第２周波数範囲１４０との間には、隔たりがある。いくつかの実施例において、第２周波数範囲１４０が１００ｋＨｚ〜４００ｋＨｚである一方で、第１周波数範囲１４２は、１２０Ｈｚ〜１３００Ｈｚであり得る。
【００２５】
いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８は、第１群の導電体１１６とは異なる角度で配向されている。いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８は、第１群の導電体１１６に対して、９０度（直角）に配向されている。いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８は、第１群の導電体１１６に対して、９０度（直角）に配向されるとともに、異なる周波数で用いられる。いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８の磁場と第１群の導電体１１６の磁場とで配向が異なることによって、第２群の導電体１３８は、第２スマートサセプタ材料１３２と良好に結合する一方で、第１スマートサセプタ材料１３０を比較的影響を受けない状態に保つ。いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８の磁場と第１群の導電体１１６の磁場とで配向が異なること、ならびに、第１周波数範囲１４２と第２周波数範囲１４０とで周波数が異なることによって、第２群の導電体１３８は、第２スマートサセプタ材料１３２と良好に結合する一方で、第１スマートサセプタ材料１３０を比較的影響を受けない状態に保つ。
【００２６】
これらの実施例において、誘導加熱成形システム１０２は、第１圧力部１４４、第２圧力部１４６、及び、第３圧力部１４８を有する。第１圧力部１４４は、第１スマートサセプタ面材１１８及び真空フィルム１５０によって形成されている。第２圧力部１４６は、真空フィルム１５０及び形状追随性スマートサセプタブランケット１０８によって形成されている。第３圧力部１４８は、形状追随性スマートサセプタブランケット１０８及び第２スマートサセプタ面材１２０によって形成されている。
【００２７】
第１圧力部１４４、第２圧力部１４６、及び、第３圧力部１４８の其々の圧力は、独立して制御される。第１圧力部１４４、第２圧力部１４６、及び、第３圧力部１４８は、真空フィルム１５０と形状追随性スマートサセプタブランケット１０８との間に配置された熱硬化性複合装填材料１０４を、成形し、次いで硬化するために、所望の圧力を付与するように制御される。第１圧力部１４４、第２圧力部１４６、及び、第３圧力部１４８は、其々独立して制御されるが、第１圧力部１４４、第２圧力部１４６、及び、第３圧力部１４８は、熱硬化性複合装填材料１０４を成形及び硬化するために、同時に制御される。
【００２８】
例えば、熱硬化性複合装填材料１０４を成形温度まで加熱する間は、第１圧力部１４４は、第２圧力部１４６及び第３圧力部１４８よりも高圧に維持される。別の例として、第１スマートサセプタ面材１１８に押し付けて熱硬化性複合装填材料１０４を成形するためには、第３圧力部１４８の圧力を、第１圧力部１４４及び第２圧力部１４６の圧力よりも高くする。熱硬化性複合装填材料１０４を成形するためには、第１圧力部１４４の圧力を下げる。熱硬化性複合装填材料１０４の硬化中は、第３圧力部１４８の圧力は、第１圧力部１４４及び第２圧力部１４６の圧力よりも高い。
【００２９】
いくつかの実施例において、誘導加熱成形システム１０２は、冷却システム１５２を含む。冷却システム１５２は、第１群の積層金属シート間の空隙を冷却媒体が通過するように、第１群の積層金属シートに冷却媒体１５４を供給するように構成されている。例えば、冷却システム１５２は、複数の積層金属シート１２２の複数の空隙１２４を冷却媒体１５４が通過するように、複数の積層金属シート１２２に冷却媒体１５４を供給するように構成されている。いくつかの実施例において、冷却システム１５２を用いて、複数の空隙１２４のうちのいくつかに冷却媒体１５４を供給することができる。冷却媒体１５４の供給を制御することによって、冷却システム１５２を用いて、第１スマートサセプタ面材１１８のうちの選択された部分に絞って冷却することができる。
【００３０】
いくつかの実施例において、冷却システム１５２は、複数の積層金属シート１２６の複数の空隙１２８を冷却媒体１５４が通過するように、複数の積層金属シート１２６に冷却媒体１５４を供給するように構成されている。いくつかの実施例において、冷却システム１５２を用いて、複数の空隙１２８のうちのいくつかに冷却媒体１５４を供給することができる。冷却媒体１５４の供給を制御することによって、冷却システム１５２を用いて、第２スマートサセプタ面材１２０のうちの選択された部分に絞って冷却することができる。
【００３１】
いくつかの実施例において、誘導加熱成形システム１０２は、第１成形型１１２、第２成形型１１４、第１スマートサセプタ材料１３０、第２スマートサセプタ材料１３２、及び、可撓性膜１５５を含む。これらの実施例において、第１成形型１１２と第２成形型１１４とは、相対移動可能である。第１成形型１１２及び第２成形型１１４は、金型キャビティ１１０を形成している。第１成形型１１２及び第２成形型１１４は、複数の積層金属シートを含み、隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙が形成されている。
【００３２】
第１スマートサセプタ材料１３０は、金型キャビティ１１０内にあり、第１成形型１１２に連結されている。第１スマートサセプタ材料１３０は、第１キュリー温度１３４を有する。
【００３３】
第２スマートサセプタ材料１３２は、金型キャビティ１１０内にあり、第２成形型１１４に関連付けられている。第２スマートサセプタ材料１３２は、第１キュリー温度１３４より低い第２キュリー温度１３６を有する。
【００３４】
可撓性膜１５５は、第２成形型１１４と第１スマートサセプタ材料１３０との間にある。可撓性膜１５５は、圧力を受けるように構成されている。より具体的には、可撓性膜１５５は、圧力を受けて、熱硬化性複合装填材料１０４を第１スマートサセプタ面材１１８に押し付けて成形するように構成されている。
【００３５】
誘導加熱成形システム１０２は、第１圧力部１４４、第２圧力部１４６、及び、第３圧力部１４８を有する。第１圧力部１４４は、金型キャビティ１１０内にあり、第１スマートサセプタ材料１３０及び真空フィルム１５０によって形成されている。第２圧力部１４６は、金型キャビティ１１０内にあり、真空フィルム１５０及び可撓性膜１５５によって形成されている。第３圧力部１４８は、金型キャビティ１１０内にあり、可撓性膜１５５と、第２成形型１１４に連結された成形面１６２とによって形成されている。
【００３６】
誘導加熱成形システム１０２は、第１群の導電体１１６及び第２群の導電体１３８を含む。第１群の導電体１１６は、第１周波数範囲１４２を生成する。第１スマートサセプタ材料１３０は、第１周波数範囲１４２によって加熱されるように構成されている。いくつかの実施例において、第１群の導電体１１６は、第１成形型１１２及び第２成形型１１４を通って延びる第１群の誘導コイルである。他の実施例において、第１群の導電体１１６は、誘導加熱成形ツール１０６の金型キャビティ１１０内に配置された複数の大型のベッドであってもよい。第１群の導電体１１６を、第１スマートサセプタ面材１１８及び第２スマートサセプタ面材１２０の近くに配置する方が、エネルギー効率がよい。第１群の導電体１１６が複数の大型ベッドである場合、第１群の導電体１１６を取り外して、誘導加熱成形ツール１０６以外の別の誘導加熱成形ツール内に配置することが、可能であるかもしれない。
【００３７】
第２群の導電体１３８は、第２周波数範囲１４０を生成する。第２スマートサセプタ材料１３２は、第２周波数範囲１４０によって加熱されるように構成されている。いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２が形状追随性スマートサセプタブランケット１０８の一部である場合、第２群の導電体１３８は、導電性糸状体（thread）の形態を取りうる。いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８は、第２群の誘導コイルである。いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８は、可撓性膜１５５内に組み込まれていてもよい。いくつかの実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケット１０８は、リッツ線の形態の第２群の導電体１３８に螺線状に巻回された第２スマートサセプタ材料１３２を含む。これらの実施例において、第２群の導電体１３８及び第２スマートサセプタ材料１３２の材料及びパターンが、形状追随性スマートサセプタブランケット１０８の可撓性に影響する。これらの実施例において、第２群の導電体１３８及び第２スマートサセプタ材料１３２の材料及びパターンが、形状追随性スマートサセプタブランケット１０８が伸びる度合いに影響する。
【００３８】
第２スマートサセプタ材料１３２は、任意の所望の形態で実施することができる。いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２は、金型キャビティ１１０内に配置された形状追随性スマートサセプタブランケット１０８の一部である。いくつかの実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケット１０８は、可撓性膜１５５をさらに含む。形状追随性スマートサセプタブランケット１０８が可撓性膜１５５を含む場合、形状追随性スマートサセプタブランケット１０８に圧力を付与することにより、熱硬化性複合装填材料１０４を第１スマートサセプタ面材１１８に沿わせて成形する。
【００３９】
いくつかの他の実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２は、可撓性膜１５５の下方のスマートサセプタ板１５６である。これらの実施例において、スマートサセプタ板１５６を用いて熱硬化性複合装填材料１０４を加熱した後に、別体の可撓性膜１５５を用いて、熱硬化性複合装填材料１０４を第１スマートサセプタ面材１１８に沿わせて成形する。
【００４０】
いくつかの実施例において、第１スマートサセプタ材料１３０は、成形面１５８の一部であり、当該成形面１５８にはスマートサセプタ回路１６０が埋設されている。成形面１５８は、第１成形型１１２に連結されている。成形面１５８は、第１成形面とも称され得る。いくつかの実施例において、第１スマートサセプタ材料１３０は、成形面１６２の一部であり、当該成形面１６２にはスマートサセプタ回路１６４が埋設されている。成形面１６２は、第２成形型１１４に連結されている。成形面１６２は、第２成形面とも称され得る。
【００４１】
いくつかの実施例において、スマートサセプタ回路１６０及びスマートサセプタ回路１６４は、第１スマートサセプタ材料１３０及び第１群の導電体１１６を含む。いくつかの実施例において、スマートサセプタ回路１６０及びスマートサセプタ回路１６４は、第１スマートサセプタ材料１３０のみを含む。
【００４２】
前述のように、第１成形型１１２に連結された第１スマートサセプタ材料１３０は、第１成形型１１２に連結された第1成形面、すなわち成形面１５８の一部である。第２成形面、すなわち成形面１６２は、第２成形型１１４に連結されている。第２成形面すなわち成形面１６２は、第１スマートサセプタ材料１３０を含んでいる。
【００４３】
第１スマートサセプタ材料１３０及び第２スマートサセプタ材料１３２は、熱硬化性複合装填材料１０４を加熱するために用いられる。まず、第１スマートサセプタ材料１３０及び第２スマートサセプタ材料１３２の少なくとも１つを用いて、熱硬化性複合装填材料１０４を成形温度まで加熱する。
【００４４】
いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２を用いて、熱硬化性複合装填材料１０４を成形温度まで加熱する。いくつかの実施例において、第１スマートサセプタ材料１３０及び第２スマートサセプタ材料１３２の両方を用いて、熱硬化性複合装填材料１０４を加熱する。いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２を用いて、熱硬化性複合装填材料１０４の少なくとも一部を加熱する一方、第１スマートサセプタ材料１３０を用いて金型キャビティ１１０を加熱する。いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２を用いて、第２スマートサセプタ材料の方向を向く熱硬化性複合装填材料１０４の第１面１６６を加熱する一方、第１スマートサセプタ材料１３０を用いて金型キャビティ１１０を加熱する。
【００４５】
熱硬化性複合装填材料１０４を成形温度まで加熱した後、熱硬化性複合装填材料１０４を、第１スマートサセプタ材料１３０に向かって移動させる。第１スマートサセプタ材料１３０を用いて、熱硬化性複合充填材料１０４を硬化温度まで加熱する。熱硬化性複合装填材料１０４は、所望の時間、硬化温度に維持される。第１スマートサセプタ材料１３０又は冷却システム１５２の少なくとも１つを用いて、熱硬化性複合充填材料１０４を硬化温度に維持する。その後、第１スマートサセプタ材料１３０、第２スマートサセプタ材料１３２、又は冷却システム１５２のうちの少なくとも１つを用いて、制御された状態で、熱硬化性複合装填材料１０４を冷却する。
【００４６】
図１における製造環境１００の図示は、例示的な実施形態を実施する態様に対して物理的又は構造的な限定を加えるものではない。図示されたコンポーネントに加えて、またはこれらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを用いることもできる。いくつかのコンポーネントが不要とされる場合もある。また、図に示したブロックは、いくつかの機能的なコンポーネントを表している。例示的な実施形態においてこれらのブロックを実施する際は、１つ又は複数を組み合わせたり、分割したり、組み合わせてから異なるブロックに分割したりすることができる。
【００４７】
例えば、いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２は、可撓性膜１５５内にあり、第２群の導電体１３８は可撓性膜１５５の外にある。第２群の導電体１３８が可撓性膜１５５の外にある場合、可撓性膜１５５の可撓性が増大しうる。いくつかの実施例において、第２群の導電体１３８が可撓性膜１５５の外にある場合、第２スマートサセプタ材料１３２は、可撓性膜１５５内で不連続である。可撓性膜内で不連続の第２スマートサセプタ材料１３２を有することによって、可撓性膜１５５の可撓性が増大しうる。
【００４８】
第２群の導電体１３８が可撓性膜１５５の外にある場合、第２群の導電体１３８の設計又は第２スマートサセプタ材料１３２の形状のうちの少なくとも１つによって、第１スマートサセプタ材料１３０と第２スマートサセプタ材料１３２とは、独立して動作する。いくつかの実施例では、表皮効果を用いて、小さいサセプタに対して大きいサセプタを選択的に加熱する。第２スマートサセプタ材料１３２が小さいいくつかの実施例では、第１周波数範囲１４２が低周波（１２０〜３，０００  Ｈｚ）の場合、第１群の導電体１１６は、第２スマートサセプタ材料１３２とは良好に結合しないであろう。これらの実施例では、第１群の導電体１１６からの磁場は、選択的に、第１スマートサセプタ材料１３０と結合するであろう。第２群の導電体１３８の第２周波数範囲１４０が高周波（１００〜４００  ｋＨｚ）の場合、第２スマートサセプタ材料１３２は、これと結合する。これらの実施例のいくつかにおいて、第１スマートサセプタ材料１３０も第２周波数範囲１４０に結合し得る。第２スマートサセプタ材料１３２の幾何学形状又は導波管のうちの少なくとも１つを利用して、第２群の導電体１３８を選択的に第２スマートサセプタ材料１３２と結合させることができる。
【００４９】
いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２の幾何学形状を利用して、大きいサセプタに対して小さいサセプタを選択的に加熱する。例えば、幾何学形状又は導波管のうち少なくとも１つを利用して第２群の導電体１３８からの磁場を可撓性膜１５５に集中させられるように、第２群の導電体１３８を配置してもよい。いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料１３２を、第２群の導電体１３８によって生成された磁場と結合する形状にしてもよい。
【００５０】
次に図２を参照すると、同図には、例示的な一実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための誘導加熱成形システムを有する製造環境の等角投影図が示されている。製造環境２００は、図１の製造環境１００を物理的に実現した例である。
【００５１】
製造環境２００内のレイアップツール２０４には、熱硬化性複合装填材料２０２がある。前述のように、熱硬化性複合装填材料２０２は、実質的に平らである。
【００５２】
レイアップツール２０４は、熱硬化性複合装填材料用の複数のレイアップツールのうちの１つであり得る。複数のレイアップツールがある場合は、複数の熱硬化性複合装填材料を実質的に同時にレイアップすることができる。レイアップツール２０４上で熱硬化性複合装填材料２０２をレイアップする方が、複雑な断面を有する熱硬化性複合構造体を複雑なレイアップマンドレルでレイアップするよりも、短時間で行えうる。
【００５３】
製造環境２００には、誘導加熱成形システム２０６がある。誘導加熱成形システム２０６は、図１の誘導加熱成形システム１０２を物理的に実現した例である。誘導加熱成形システム２０６は、熱硬化性複合装填材料２０２の成形と硬化の両方を行うように構成されている。
【００５４】
熱硬化性複合装填材料２０２は、誘導加熱成形システム２０６の金型キャビティ内に配置される。誘導加熱成形システム２０６は、熱硬化性複合装填材料２０２を成形し、次いで硬化する。その後、複雑な断面を有する硬化済みの熱硬化性複合構造体は、誘導加熱成形システム２０６から取り除かれる。
【００５５】
誘導加熱成形システム２０６は、別々の成形ツールと硬化ツールとを設けた場合よりも、設置面積が少なくなり得る。いくつかの実施例において、誘導加熱成形システム２０６は、オートクレーブよりも小型であり得る。いくつかの実施例において、誘導加熱成形システム２０６によれば、複雑な断面を有する熱硬化性複合構造体の製造に使用される製造環境２００の設置面積が、減少する。
【００５６】
いくつかの実施例において、誘導加熱成形システム２０６を動作させる際に消費されるリソースは、オートクレーブを動作させる場合よりも、少なくなり得る。いくつかの実施例において、誘導加熱成形システム２０６を動作させる場合に要する処理時間は、オートクレーブを動作させる場合よりも、短くなり得る。
【００５７】
次に図３を参照すると、同図には、例示的な一実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための誘導加熱成形システムの断面図が示されている。誘導加熱成形システム３００は、図１の誘導加熱成形システム１０２を物理的に実現した例である。誘導加熱成形システム３００は、図２の誘導加熱成形システム２０６の実施形態であり得る。
【００５８】
誘導加熱成形システム３００は、熱硬化性複合装填材料３０２を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成されている。誘導加熱成形システム３００は、誘導加熱成形ツール３０４及び形状追随性スマートサセプタブランケット３０６を含む。
【００５９】
誘導加熱成形ツール３０４は、第１成形型３０８及び第２成形型３１０と、第１群の導電体３１２と、第１スマートサセプタ面材３１４と、第２スマートサセプタ面材３１６とを含む。第１成形型３０８と第２成形型３１０とは、相対移動可能である。第１成形型３０８及び第２成形型３１０は、複数の積層金属シート、及び、隣接する積層金属シートの間に形成された複数の空隙を含む。
【００６０】
第１成形型３０８は、複数の積層金属シート３１８を含む。複数の積層金属シート３１８のうちの隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙３２０が形成されている。
【００６１】
第２成形型３１０は、複数の積層金属シート３２２を含む。複数の積層金属シート３２２のうちの隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙３２４が形成されている。
【００６２】
第１群の導電体３１２は、第１周波数範囲を生成するように構成されている。第１周波数範囲は、第１スマートサセプタ材料３２５に熱を発生させる。前述のように、第１群の導電体３１２は、第１成形型３０８及び第２成形型３１０を通って延びる第１群の誘導コイル３２３の形態を取っている。
【００６３】
第１スマートサセプタ面材３１４は、第１成形型３０８に連結されている。第１スマートサセプタ面材３１４は、第１スマートサセプタ材料３２５によって形成されている。第２スマートサセプタ面材３１６は、第２成形型３１０に連結されている。第２スマートサセプタ面材３１６は、第１スマートサセプタ材料３２５によって形成されている。
【００６４】
形状追随性スマートサセプタブランケット３０６は、誘導加熱成形ツール３０４の金型キャビティ３２６内に配置されている。形状追随性スマートサセプタブランケット３０６は、第２スマートサセプタ材料３２８を含む。熱硬化性複合装填材料３０２の第１面３２９は、第２スマートサセプタ材料３２８の方向を向いている。第１スマートサセプタ材料３２５は、第２スマートサセプタ材料３２８よりもキュリー温度が高い。
【００６５】
熱硬化性複合装填材料３０２の成形温度は、熱硬化性複合装填材料３０２の硬化温度より低い。キュリー温度の異なる２つのスマートサセプタ材料を有することによって、２つの異なる温度で、制御して、熱硬化性複合装填材料４０２を加熱することができる。第２スマートサセプタ材料３２８を用いて、成形温度までの熱硬化性複合装填材料３０２の加熱を制御する。第２キュリー温度によって、制御して、成形温度まで加熱することができる。
【００６６】
第１スマートサセプタ材料３２５を用いて、硬化温度までの熱硬化性複合装填材料３０２の加熱を制御する。第１キュリー温度によって、制御して、硬化温度まで加熱することができる。
【００６７】
形状追随性スマートサセプタブランケット３０６は、第２群の導電体３３０を有する。第２群の導電体３３０は、第１群の導電体３１２の第１周波数範囲とは離れた第２周波数範囲を生成するように構成されている。
【００６８】
熱硬化性複合装填材料３０２を成形するために、誘導加熱成形システム３００は、熱硬化性複合装填材料３０２を成形温度まで加熱する。いくつかの実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケット３０６が、熱硬化性複合装填材料３０２を成形温度まで加熱する。いくつかの実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケット３０６によって熱硬化性複合装填材料３０２を加熱することに加えて、第１スマートサセプタ面材３１４及び第２スマートサセプタ面材３１６を用いて、金型キャビティ３２６を加熱する。これらの実施例において、第１スマートサセプタ面材３１４及び第２スマートサセプタ面材３１６は、成形温度より低い温度まで加熱され得る。
【００６９】
熱硬化性複合装填材料３０２を硬化するために、誘導加熱成形システム３００は、熱硬化性複合装填材料３０２を硬化温度まで加熱する。いくつかの実施例において、第１スマートサセプタ面材３１４が、熱硬化性複合装填材料３０２を硬化温度まで加熱する。いくつかの実施例において、第１スマートサセプタ面材３１４が熱硬化性複合装填材料３０２を加熱すると同時に、冷却システム３３１が、第１スマートサセプタ面材３１４の一部を冷却する。例えば、熱硬化性複合装填材料３０２は、発熱硬化反応を有しうる。硬化中の発熱反応は、第１スマートサセプタ面材３１４を、第１キュリー温度以上に加熱し得る。冷却システム３３１によって、第１スマートサセプタ面材３１４を第１キュリー温度未満に冷却することができる。
【００７０】
誘導加熱成形システム３００は、第１圧力部３３２、第２圧力部３３４、及び、第３圧力部３３６を有する。第１圧力部３３２は、第１スマートサセプタ面材３１４及び真空フィルム３３８によって形成されている。第２圧力部３３４は、真空フィルム３３８及び形状追随性スマートサセプタブランケット３０６によって形成されている。熱硬化性複合装填材料３０２は、真空フィルム３３８と形状追随性スマートサセプタブランケット３０６との間に配置される。第３圧力部３３６は、形状追随性スマートサセプタブランケット３０６及び第２スマートサセプタ面材３１６によって形成されている。
【００７１】
形状追随性スマートサセプタブランケット３０６は、可撓性膜として作用する。第３圧力部３３６の圧力を上昇させると、形状追随性スマートサセプタブランケット３０６は、熱硬化性複合装填材料３０２に圧力を加えて、熱硬化性複合装填材料３０２を第１スマートサセプタ面材３１４に押し付けて成形する。
【００７２】
第１圧力部３３２、第２圧力部３３４、及び、第３圧力部３３６の其々は、熱硬化性複合装填材料３０２を成形及び硬化するために、個別に制御される。第１圧力部３３２、第２圧力部３３４、及び、第３圧力部３３６は、熱硬化性複合装填材料３０２を成形及び硬化するために、協働して動作する。
【００７３】
図３における誘導加熱成形システム３００の図示は、様々な例示的な実施形態を実施する態様に対して構造的な限定を加えるものではない。例えば、第１スマートサセプタ面材３１４は、「上側の」成形面として示されているが、図示しない他の実施例において、第１スマートサセプタ面材３１４は、「下側の」成形面である。
【００７４】
別の例として、第３圧力部３３６は、形状追随性スマートサセプタブランケット３０６によって形成されていなくともよい。この図示しない例において、第３圧力部３３６は、別体の可撓性膜によって形成することができる。この図示しない例において、形状追随性スマートサセプタブランケット３０６は、固定状態を維持する。
【００７５】
次に図４を参照すると、同図には、例示的な一実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための誘導加熱成形システムの断面図が示されている。誘導加熱成形システム４００は、図１の誘導加熱成形システム１０２を物理的に実現した例である。誘導加熱成形システム４００は、図２の誘導加熱成形システム２０６の実施形態であり得る。
【００７６】
誘導加熱成形システム４００は、熱硬化性複合装填材料４０２を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成されている。誘導加熱成形システム４００は、誘導加熱成形ツール４０４及び形状追随性スマートサセプタブランケット４０６を含む。
【００７７】
誘導加熱成形ツール４０４は、第１成形型４０８、第２成形型４１０、第１群の導電体４１２、成形面４１４、及び第２成形面４１６を含む。第１成形型４０８と第２成形型４１０とは、相対移動可能である。第１成形型４０８及び第２成形型４１０は、複数の積層金属シート、及び、隣接する積層金属シートの間に形成された複数の空隙を含む。
【００７８】
第１成形型４０８は、複数の積層金属シート４１８を含む。複数の積層金属シート４１８のうちの隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙４２０が形成されている。
【００７９】
第２成形型４１０は、複数の積層金属シート４２２を含む。複数の積層金属シート４２２のうちの隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙４２４が形成されている。
【００８０】
第１群の導電体４１２は、第１周波数範囲を生成するように構成されている。前述のように、第１群の導電体４１２は、第１成形型４０８及び第２成形型４１０を通って延びるスマートサセプタ回路４２３の形態を取っている。
【００８１】
成形面４１４は、第１成形型４０８に連結されている。成形面４１４は、埋設されたスマートサセプタ回路４２３を有している。成形面４１４は、第１スマートサセプタ材料４２５を有している。成形面４１６は、第２成形型４１０に連結されている。成形面４１６は、埋設されたスマートサセプタ回路４２３を有している。成形面４１６は、第１スマートサセプタ材料４２５を有している。
【００８２】
形状追随性スマートサセプタブランケット４０６は、誘導加熱成形ツール４０４の金型キャビティ４２６内に配置されている。形状追随性スマートサセプタブランケット４０６は、第２スマートサセプタ材料４２８を含む。熱硬化性複合装填材料４０２の第１面４２９は、第２スマートサセプタ材料４２８の方向を向いている。第１スマートサセプタ材料４２５は、第２スマートサセプタ材料４２８よりもキュリー温度が高い。
【００８３】
熱硬化性複合装填材料４０２の成形温度は、熱硬化性複合装填材料４０２の硬化温度より低い。キュリー温度の異なる２つのスマートサセプタ材料を有することによって、２つの異なる温度で、制御して、熱硬化性複合装填材料４０２を加熱することができる。第２スマートサセプタ材料４２８を用いて、成形温度までの熱硬化性複合装填材料４０２の加熱を制御する。第２キュリー温度によって、制御して、成形温度まで加熱することができる。
【００８４】
第１スマートサセプタ材料４２５を用いて、硬化温度までの熱硬化性複合装填材料４０２の加熱を制御する。第１キュリー温度によって、制御して、硬化温度まで加熱することができる。
【００８５】
形状追随性スマートサセプタブランケット４０６は、第２群の導電体４３０を有する。第２群の導電体４３０は、第１群の導電体４１２の第１周波数範囲とは離れた第２周波数範囲を生成するように構成されている。
【００８６】
熱硬化性複合装填材料４０２を成形するために、誘導加熱成形システム４００は、熱硬化性複合装填材料４０２を成形温度まで加熱する。いくつかの実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケット４０６が、熱硬化性複合装填材料４０２を成形温度まで加熱する。いくつかの実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケット４０６によって熱硬化性複合装填材料４０２を加熱することに加えて、第１スマートサセプタ面材４１４及び第２スマートサセプタ面材４１６を用いて、金型キャビティ４２６を加熱する。これらの実施例において、成形面４１４及び成形面４１６は、成形温度より低い温度まで加熱され得る。
【００８７】
熱硬化性複合装填材料４０２を硬化するために、誘導加熱成形システム３４０は、熱硬化性複合装填材料４０２を硬化温度まで加熱する。いくつかの実施例において、成形面４１４が、熱硬化性複合装填材料４０２を硬化温度まで加熱する。いくつかの実施例において、成形面４１４が熱硬化性複合装填材料４０２を加熱すると同時に、冷却システム４３１が、成形面４１４の一部を冷却する。例えば、熱硬化性複合装填材料４０２は、発熱硬化反応を有しうる。発熱反応は、成形面４１４を、第１キュリー温度以上に加熱し得る。冷却システム４３１によって、成形面４１４を第１キュリー温度未満に冷却することができる。
【００８８】
誘導加熱成形システム４００は、第１圧力部４３２、第２圧力部４３４、及び、第３圧力部４３６を有する。第１圧力部４３２は、成形面４１４及び真空フィルム４３８によって形成されている。第２圧力部４３４は、真空フィルム４３８及び形状追随性スマートサセプタブランケット４０６によって形成されている。熱硬化性複合装填材料４０２は、真空フィルム４３８と形状追随性スマートサセプタブランケット４０６との間に配置される。第３圧力部４３６は、形状追随性スマートサセプタブランケット４０６及び成形面４１６によって形成されている。
【００８９】
形状追随性スマートサセプタブランケット４０６は、可撓性膜として作用する。第３圧力部４３６の圧力を上昇させると、形状追随性スマートサセプタブランケット４０６は、熱硬化性複合装填材料４０２に圧力を加えて、熱硬化性複合装填材料４０２を成形面４１４に押し付けて成形する。
【００９０】
第１圧力部４３２、第２圧力部４３４、及び、第３圧力部４３６の其々は、熱硬化性複合装填材料４０２を成形及び硬化するために、個別に制御される。第１圧力部４３２、第２圧力部４３４、及び、第３圧力部４３６は、熱硬化性複合装填材料４０２を成形及び硬化するために、協働して動作する。
【００９１】
図４における誘導加熱成形システム４００の図示は、様々な例示的な実施形態を実施する態様に対して構造的な限定を加えるものではない。例えば、成形面４１４は、「上側の」成形面として示されているが、図示しない他の実施例において、成形面４１４は、「下側の」成形面である。
【００９２】
別の例として、第３圧力部４３６は、形状追随性スマートサセプタブランケット４０６によって形成されていなくともよい。この図示しない例において、第３圧力部４３６は、別体の可撓性膜によって形成することができる。図示しない本実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケット４０６は、固定状態を維持する。
【００９３】
さらに別の例として、形状追随性スマートサセプタブランケット４０６は、無くてもよい。この例では、第２スマートサセプタ材料４２８を包む別の構造体が設けられる。図示しない一例では、第２スマートサセプタ材料４２８を含むスマートサセプタ板が設けられる。
【００９４】
次に図５を参照すると、同図には、例示的な一実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための誘導加熱成形システムの断面図が示されている。誘導加熱成形システム５００は、図１の誘導加熱成形システム１０２を物理的に実現した例である。誘導加熱成形システム５００は、図２の誘導加熱成形システム２０６の実施形態であり得る。
【００９５】
誘導加熱成形システム５００は、熱硬化性複合装填材料５０２を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成されている。誘導加熱成形システム５００は、第１成形型５０４、第２成形型５０６、第１スマートサセプタ材料５０８、第２スマートサセプタ材料５１０、及び、可撓性膜５１２を含む。
【００９６】
第１成形型５０４と第２成形型５０６とは、相対移動可能である。第１成形型５０４及び第２成形型５０６は、金型キャビティ５１４を形成している。第１成形型５０４及び第２成形型５０６は、複数の積層金属シート、及び、隣接する積層金属シートの間に形成された複数の空隙を含む。
【００９７】
第１成形型５０４は、複数の積層金属シート５１６を含む。複数の積層金属シート５１６のうちの隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙５１８が形成されている。
【００９８】
第２成形型５０６は、複数の積層金属シート５２０を含む。複数の積層金属シート５２０のうちの隣接する積層金属シートの間には、複数の空隙５２２が形成されている。
【００９９】
第１スマートサセプタ材料５０８は、金型キャビティ５１４内にあり、第１成形型５０４に連結されている。第１成形型５０４に連結された第１スマートサセプタ材料５０８は、第１スマートサセプタ面材５２４を形成している。第２成形型５０６に連結された第１スマートサセプタ材料５０８は、第２スマートサセプタ面材５２６を形成している。第１スマートサセプタ材料５０８は、第１キュリー温度を有する。
【０１００】
第２スマートサセプタ材料５１０は、金型キャビティ５１４内にあり、第２成形型５０６に関連付けられている。図示のように、第２スマートサセプタ材料５１０は、スマートサセプタ板５２８の形態を取っている。スマートサセプタ板５２８は、可撓性膜５１２の下方に配置されている。スマートサセプタ板５２８は、可撓性膜５１２と第２スマートサセプタ面材５２６との間に配置されている。スマートサセプタ板５２８は、第２スマートサセプタ面材５２６上に載置されている。第２スマートサセプタ材料５１０は、第１キュリー温度より低い第２キュリー温度を有する。
【０１０１】
熱硬化性複合装填材料５０２の成形温度は、熱硬化性複合装填材料５０２の硬化温度より低い。キュリー温度の異なる２つのスマートサセプタ材料を有することによって、２つの異なる温度で、制御して、熱硬化性複合装填材料５０２を加熱することができる。第２スマートサセプタ材料５１０を用いて、成形温度までの熱硬化性複合装填材料５０２の加熱を制御する。第２キュリー温度によって、制御して、成形温度まで加熱することができる。
【０１０２】
第１スマートサセプタ材料５０８を用いて、硬化温度までの熱硬化性複合装填材料５０２の加熱を制御する。第１キュリー温度によって、制御して、硬化温度まで加熱することができる。
【０１０３】
可撓性膜５１２は、第２成形型５０６と、第１成形型５０４に連結された第１スマートサセプタ材料５０８との間に配置されている。可撓性膜５１２は、圧力を受けるように構成されている。
【０１０４】
第１群の導電体５３０は、第１周波数範囲を生成するように構成されている。第１周波数範囲は、第１スマートサセプタ材料５０８に熱を発生させる。前述のように、第１群の導電体５３０は、第１成形型５０４及び第２成形型５０６を通って延びる第１群の誘導コイル５３２の形態を取っている。
【０１０５】
第２群の導電体５３４は、第２周波数範囲を生成する。第２スマートサセプタ材料５１０は、第２周波数範囲によって加熱されるように構成されている。
【０１０６】
熱硬化性複合装填材料５０２を成形するために、誘導加熱成形システム５００は、熱硬化性複合装填材料５０２を成形温度まで加熱する。いくつかの実施例において、スマートサセプタ板５２８が、熱硬化性複合装填材料５０２を成形温度まで加熱する。いくつかの実施例において、スマートサセプタ板５２８によって熱硬化性複合装填材料５０２を加熱することに加えて、第１スマートサセプタ面材５２４及び第２スマートサセプタ面材５２６を用いて、金型キャビティ５１４を加熱する。これらの実施例において、第１スマートサセプタ面材５２４及び第２スマートサセプタ面材５２６は、成形温度より低い温度まで加熱され得る。これらの実施例において、スマートサセプタ板５２８は、熱硬化性装填材料５０２の第１面５２９を加熱する。
【０１０７】
熱硬化性複合装填材料５０２を硬化するために、誘導加熱成形システム５００は、熱硬化性複合装填材料５０２を硬化温度まで加熱する。いくつかの実施例において、第１スマートサセプタ面材５２４が、熱硬化性複合装填材料５０２を硬化温度まで加熱する。いくつかの実施例において、第１スマートサセプタ面材５２４が熱硬化性複合装填材料５０２を加熱すると同時に、冷却システム５３６が、第１スマートサセプタ面材５２４の一部を冷却する。例えば、熱硬化性複合装填材料５０２は、発熱硬化反応を有しうる。発熱反応は、第１スマートサセプタ面材５２４を、第１キュリー温度以上に加熱し得る。冷却システム５３６によって、第１スマートサセプタ面材５２４を第１キュリー温度未満に冷却することができる。
【０１０８】
誘導加熱成形システム５００は、第１圧力部５３８、第２圧力部５４０、及び、第３圧力部５４２を有する。第１圧力部５３８は、第１スマートサセプタ面材５２４及び真空フィルム５４４によって形成されている。第２圧力部５４０は、真空フィルム５４４及び可撓性膜５１２によって形成されている。熱硬化性複合装填材料５０２は、真空フィルム５４４と可撓性膜５１２との間に配置される。第３圧力部５４２は、可撓性膜５１２及び第２スマートサセプタ面材５２６によって形成されている。第３圧力部５４２の圧力を上昇させると、可撓性膜５１２は、熱硬化性複合装填材料５０２に圧力を加えて、熱硬化性複合装填材料５０２を第１スマートサセプタ面材５２４に押し付けて成形する。
【０１０９】
第１圧力部５３８、第２圧力部５４０、及び、第３圧力部５４２の其々は、熱硬化性複合装填材料５０２を成形及び硬化するために、個別に制御される。第１圧力部５３８、第２圧力部５４０、及び、第３圧力部５４２は、熱硬化性複合装填材料５０２を成形及び硬化するために、協働して動作する。
【０１１０】
図５における誘導加熱成形システム５００の図示は、様々な例示的な実施形態を実施する態様に対して構造的な限定を加えるものではない。例えば、第１スマートサセプタ面材５２４は、「上側の」成形面として示されているが、図示しない他の実施例において、第１スマートサセプタ面材５２４は、「下側の」成形面である。別の例として、第１群の導電体５３０は、スマートサセプタ回路であってもよい。
【０１１１】
次に図６を参照すると、同図には、例示的な一実施形態による、誘導加熱成形システムにおける熱硬化性複合装填材料の成形及び硬化の圧力対時間チャートが示されている。チャート６００は、図１の誘導加熱成形システム１０２における第１圧力部１４４、第２圧力部１４６、及び、第３圧力部１４８などの圧力部内の圧力の例示的な例である。チャート６００は、図２の誘導加熱成形システム２０６における圧力部内の圧力の実施例である。チャート６００は、図３の誘導加熱成形システム３００における第１圧力部３３２、第２圧力部３３４、及び、第３圧力部３３６などの圧力部内の圧力の実施例である。チャート６００は、図４の誘導加熱成形システム４００における第１圧力部４３２、第２圧力部４３４、及び、第３圧力部４３６などの圧力部内の圧力の実施例である。チャート６００は、図５の誘導加熱成形システム５００における第１圧力部５３８、第２圧力部５４０、及び、第３圧力部５４２などの圧力部内の圧力の実施例である。
【０１１２】
チャート６００は、ｘ軸６０２及びｙ軸６０４を有する。ｘ軸６０２は、時間を表している。ｙ軸６０４は、圧力を表している。線６０６は、誘導加熱成形システム内の第１圧力部を表している。第１圧力部は、誘導加熱成形システムの金型キャビティ内にあり、第１スマートサセプタ材料及び真空フィルムによって形成されている。線６０８は、誘導加熱成形システム内の第２圧力部を表している。第２圧力部は、金型キャビティ内にあり、真空フィルム及び可撓性膜によって形成されている。線６１０は、誘導加熱成形システム内の第３圧力部を表している。第３圧力部は、金型キャビティ内にあり、可撓性膜と、誘導加熱成形システムの第２成形型に連結された第２スマートサセプタ面材とによって形成されている。
【０１１３】
成形前は、線６０８及び線６１０は、線６０６より下方で開始する。本実施例では、線６０６は、圧力６１２で開始する一方、線６０８及び線６１０は、圧力６１４で開始する。圧力６１４は、圧力６１２より低い。線６０６が、圧力６１４より大きい圧力６１２で開始することによって、可撓性膜と真空フィルムとの間の熱硬化性複合装填材料は、可撓性膜に向かって付勢される。線６０８及び線６１０よりも線６０６の圧力が高いことによって、可撓性膜は、熱硬化性複合装填材料を、保持しながら移動することができる。
【０１１４】
いくつかの実施例において、線６０６は、周囲圧力で開始する一方、線６０８及び線６１０は、真空圧で開始する。いくつかの実施例において、線６０８及び線６１０は、周囲圧力で開始する一方、線６０６は、昇圧状態にある。
【０１１５】
成形は、時刻６１６に開始する。時刻６１６において、線６１０の圧力が上昇し始める。時刻６１６又はそのわずか後において、線６０６の圧力が低下する。線６１０で表されるように、可撓性膜と第２成形型に連結された成形面との間の圧力を上昇させることによって、可撓性膜と真空フィルムとの間の熱硬化性複合装填材料が第１スマートサセプタ材料に向かって付勢される。線６０６によって表されるように、第１スマートサセプタ材料と真空フィルムとの間の圧力を低下させることによって、第１スマートサセプタ材料に押し付けて第１スマートサセプタ材料を成形することが、気体によって妨げられることはない。
【０１１６】
時刻６１８において、線６１０は圧力６２０に達している。圧力６２０は、所望の硬化圧力である。熱硬化性複合装填材料の硬化中は、線６１０は圧力６２０に維持される。
【０１１７】
熱硬化性複合装填材料の制御下での冷却中は、線６１０は圧力６２０に維持される。熱硬化性複合装填材料の硬化及び冷却後は、第３圧力部から圧力が開放される。
【０１１８】
次に図７を参照すると、同図には、例示的な一実施形態による、誘導加熱成形システムにおける熱硬化性複合装填材料の成形及び硬化の温度対時間チャートが示されている。チャート７００は、図１の誘導加熱成形システム１０２における成形及び硬化中の熱硬化性複合装填材料１０４の温度の実施例である。チャート７００は、図２の誘導加熱成形システム２０６における成形及び硬化中の熱硬化性複合装填材料２０２の温度の実施例である。チャート７００は、図３の誘導加熱成形システム３００における成形及び硬化中の熱硬化性複合装填材料３０２の温度の実施例である。チャート７００は、図４の誘導加熱成形システム４００における成形及び硬化中の熱硬化性複合装填材料４０２の温度の実施例である。チャート７００は、図５の誘導加熱成形システム５００における成形及び硬化中の熱硬化性複合装填材料５０２の温度の実施例である。チャート７００は、図６のチャート６００に示した圧力を用いて成形及び硬化される熱硬化性複合装填材料の温度の実施例である。
【０１１９】
チャート７００は、ｘ軸７０２及びｙ軸７０４を有する。ｘ軸７０２は、時間を表している。ｙ軸７０４は、温度を表している。線７０６は、誘導加熱成形システム内の可撓性膜と真空フィルムとの間の熱硬化性複合装填材料の温度を表している。
【０１２０】
線７０６は、温度７０８で開始し、時刻６１６までに温度７１０まで昇温する。線７０６によって表される熱硬化性複合装填材料の昇温は、誘導加熱成形システムの金型キャビティ内の第２スマートサセプタ材料を加熱することによって行われる。第２スマートサセプタ材料は、第２キュリー温度を有しており、熱硬化性複合装填材料を温度７１０まで加熱するように構成されている。いくつかの実施例において、第２キュリー温度よりも高い第１キュリー温度を有する第１スマートサセプタ材料を用いて、誘導加熱成形システムの金型キャビティを加熱する。これらの実施例において、第１スマートサセプタ材料は、成形温度より低い温度まで加熱される。第１スマートサセプタ材料を用いて金型キャビティを加熱することは、熱硬化性複合装填材料全体を成形温度まで加熱することに役立つ。
【０１２１】
時刻６１６において、圧力を付与することによる熱硬化性複合装填材料の成形が開始する。成形は、時刻６１６から時刻６１８まで行われる。成形中の圧力付与は、図６における時刻６１６と時刻６１８との間に示されている。成形中は、線７０６は、時刻６１６から時刻６１８まで、温度７１０を維持する。温度７１０は、成形温度と称され得る。
【０１２２】
成形後には、熱硬化性複合装填材料は、第１スマートサセプタ材料に沿った形状となっている。すなわち、時刻６１８において、熱硬化性複合装填材料は、第１スマートサセプタ材料に沿った形状となっている。
【０１２３】
時刻６１８において、線７０６は、温度７１０から開始して、時刻７１４までに温度７１２まで昇温する。線７０６によって表される熱硬化性複合装填材料の昇温は、第１スマートサセプタ材料を加熱することによって行われる。
【０１２４】
温度７１２は、熱硬化性複合装填材料の硬化温度である。線７０６は、時刻７１４から時刻７１６まで、温度７１２に維持される。線７０６は、第１スマートサセプタ材料を用いて、温度７１２に維持される。いくつかの実施例において、第１スマートサセプタ材料が、第１スマートサセプタ材料のキュリー温度を超えた場合は、冷却システムを用いて第１スマートサセプタ材料を冷却する。いくつかの実施例において、熱硬化性複合装填材料の発熱反応によって、第１スマートサセプタ材料が、局所的にキュリー温度を超える。これらの実施例では、第１スマートサセプタ材料を用いた加熱と、冷却システムを用いた冷却との組み合わせを用いて、線７０６を温度７１２に維持する。
【０１２５】
熱硬化性複合装填材料は、時刻７１４から７１６まで硬化される。時刻７１６において、熱硬化性複合装填材料の制御された冷却が開始する。時刻７１６において、線７０６は、温度７１２から温度７０８まで降温が開始する。制御された冷却は、熱硬化性複合装填材料に対する加熱と冷却の両方を含む。いくつかの実施例において、制御された冷却は、第１スマートサセプタ面材の冷却と、形状追随性スマートサセプタブランケットを用いた加熱とを同時に行うことを含む。
【０１２６】
次に図８を参照すると、同図には、例示的な一実施形態による、熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化する方法のフローチャートが示されている。方法８００は、図１の誘導加熱成形システム１０２を用いて熱硬化性複合装填材料１０４を成形及び硬化するために用いられ得る。方法８００は、図２の誘導加熱成形システム２０６を用いて熱硬化性複合装填材料２０２を成形及び硬化するために用いられ得る。方法８００は、図３の誘導加熱成形システム３００を用いて熱硬化性複合装填材料３０２を成形及び硬化するために用いられ得る。方法８００は、図４の誘導加熱成形システム４００を用いて熱硬化性複合装填材料４０２を成形及び硬化するために用いられ得る。方法８００は、図５の誘導加熱成形システム５００を用いて熱硬化性複合装填材料５０２を成形及び硬化するために用いられ得る。
【０１２７】
方法８００は、熱硬化性複合装填材料を、誘導加熱成形ツールの金型キャビティ内に配置する。誘導加熱成形ツールは、相対移動可能な第１成形型と第２成形型とを含む。第１成形型及び第２成形型は、金型キャビティを形成しており、第１成形型及び第２成形型は、複数の積層金属シートを含み、隣接する積層金属シートの間には複数の空隙が形成されている（工程８０２）。方法８００は、金型キャビティ内の第２スマートサセプタ材料を用いて、金型キャビティ内の熱硬化性複合装填材料を、成形温度まで加熱する（工程８０４）。第２スマートサセプタ材料は、所望の任意の構造体の一部である。
【０１２８】
いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料は、形状追随性スマートサセプタブランケットの一部である。他の実施例において、第２スマートサセプタ材料は、スマートサセプタ板の一部である。一実施例において、第２スマートサセプタ材料は、スマートサセプタ回路を有するスマートサセプタ板の一部である。
【０１２９】
いくつかの実施例において、熱硬化性複合装填材料を成形温度まで加熱することは、金型キャビティ内に配置された形状追随性スマートサセプタブランケットを用いて熱硬化性複合装填材料を加熱することを含み、形状追随性スマートサセプタブランケットは、第２スマートサセプタ材料を含む。いくつかの実施例において、第２スマートサセプタ材料を用いて、金型キャビティ内の熱硬化性複合装填材料を成形温度まで加熱することは、第２スマートサセプタ材料を用いて熱硬化性複合装填材料の第１面を加熱すること、及び、第１スマートサセプタ面材を用いて金型キャビティを加熱することを含む。いくつかの実施例において、熱硬化性複合装填材料を成形温度まで加熱することは、形状追随性スマートサセプタブランケット内の第２群の導電体を用いて第２周波数範囲を生成することを含む。
【０１３０】
方法８００は、金型キャビティ内の熱硬化性複合装填材料を成形温度まで加熱した後に、当該熱硬化性複合装填材料を、第１成形型に連結された第１スマートサセプタ面材に向かって移動させる（工程８０６）。方法８００は、可撓性膜を用いて、熱硬化性複合装填材料を移動させる。いくつかの実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケットが、可撓性膜を含む。いくつかの実施例において、金型キャビティ内の熱硬化性複合装填材料を移動させることは、形状追随性スマートサセプタブランケットと、第２成形型に連結された第２スマートサセプタ面材との間の圧力を上昇させることを含み、形状追随性スマートサセプタブランケットは、可撓性膜を含んでいる。
【０１３１】
方法８００は、可撓性膜を用いて熱硬化性複合装填材料に圧力を付与することによって、熱硬化性複合装填材料を第１スマートサセプタ面材に沿わせる（工程８０８）。方法８００は、第１スマートサセプタ面材を用いて、熱硬化性複合装填材料を硬化温度まで加熱する（工程８１０）。その後、当該方法は、終了する。
【０１３２】
いくつかの実施例において、熱硬化性複合装填材料を硬化温度まで加熱することは、複数の第１導電体を用いて第１周波数範囲を生成することを含み、第１スマートサセプタ材料は、第１周波数範囲によって加熱されるように構成されている。
【０１３３】
図示された様々な実施形態のフローチャート及びブロック図は、例示的な実施形態における装置及び方法のいくつかの考えられる実施態様の構造、機能、及び動作を例示するものである。この点で、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び／又は、動作もしくは工程の一部を表わしうる。
【０１３４】
例示的な実施形態のいくつかの代替の態様において、ブロックに記載した機能を、図に記載した順序とは異なる順序で実行してもよい。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックを、関連する機能に応じて、実質的に同時に実行してもよいし、逆の順序で実行してもよい。また、フローチャート又はブロック図において、図示したブロックに加えて他のブロックを追加してもよい。
【０１３５】
いくつかの実施例において、方法８００は、第１スマートサセプタ面材の一部を、第１スマートサセプタ面材の第１キュリー温度未満まで冷却することをさらに含む。いくつかの実施例において、方法８００は、第１成形型の複数の空隙を流れる冷却媒体を用いて第１スマートサセプタ面材を冷却することと、形状追随性スマートサセプタブランケットから熱を与えることとを同時に行うことにより、制御された状態で、熱硬化性複合装填材料を冷却することをさらに含む。
【０１３６】
本開示の例示的な実施形態は、図９に示すような航空機の製造及び保守方法９００並びに図１０に示すような航空機１０００に当てはめて説明することもできる。まず、図９を参照すると、同図には、例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法が示されている。生産の開始前には、航空機の製造及び保守方法９００は、図１０に示す航空機１０００の仕様決定及び設計９０２と、材料調達９０４とを含む。
【０１３７】
生産中には、航空機１０００の部品及び小組立品の製造９０６ならびにシステムインテグレーション９０８が行われる。その後、航空機１０００は、認可及び納品９１０の工程を経て、使用９１２に入る。顧客による使用９１２中は、航空機１０００は、定例の整備及び保守９１４に組み込まれる。これは、改良、再構成、改修、及び他の整備及び保守を含みうる。
【０１３８】
航空機の製造及び保守方法９００の各工程は、システムインテグレーター、第三者、及び／又は、オペレータによって実行又は実施することができる。これらの例において、オペレータは顧客であってもよい。説明のために言及すると、システムインテグレーターは、限定するものではないが、航空機メーカー及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよい。第三者は、限定するものではないが、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよい。オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織などであってもよい。
【０１３９】
図１０を参照すると、例示的な一実施形態を実施可能な航空機の図が示されている。この例において、航空機１０００は、図９に示した航空機の製造及び保守方法９００によって生産され、複数のシステム１００４及び内装１００６を備えた機体１００２を含みうる。システム１００４の例としては、推進系１００８、電気系１０１０、油圧系１０１２、及び、環境系１０１４のうちの１つ又は複数が挙げられる。また、その他のシステムをいくつ含んでもよい。また、航空宇宙産業に用いた場合を例として示しているが、種々の例示的な実施形態を、例えば自動車産業等の他の産業に適用してもよい。
【０１４０】
本明細書において具現化される装置及び方法は、航空機の製造及び保守方法９００における少なくとも１つの段階において、採用することができる。１つ又はそれ以上の例示的な実施形態を、図９における部品及び小組立品製造工程９０６、システムインテグレーション９０８、又は整備及び保守９１４のうちの少なくとも１つの段階で用いることができる。例えば、図１の誘導加熱成形システム１０２を、部品及び小組立品製造工程９０６中に用いて、熱硬化性複合装填材料１０４を成形及び硬化してもよい。図１の熱硬化性複合装填材料１０４を、図８の方法８００を用いて、部品及び小組立品製造工程９０６中に成形及び硬化してもよい。
【０１４１】
本明細書において、「少なくとも１つの」という語句がアイテムのリストと共に用いられる場合は、リストアップされたアイテムの１つ又は複数の様々な組み合わせを使用してもよいということであり、リストのアイテムの１つだけを必要とする場合もあることを意味する。すなわち、「少なくとも１つの」とは、あらゆる組み合わせのアイテム及びあらゆる数のアイテムをリストから使用してもよいが、リスト上の全てのアイテムを必要とするわけではないということを意味する。アイテムとは、ある特定の対象、物、又はカテゴリーであってもよい。
【０１４２】
例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、又はアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、限定するものではないが、アイテムＡ、アイテムＡとアイテムＢ、又はアイテムＢを含みうる。この例は、アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ、又は、アイテムＢとアイテムＣも含みうる。もちろん、これらのアイテムをどのように組み合わせてもよい。他の例において、「少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、２個のアイテムＡと、１個のアイテムＢと、１０個のアイテムＣ；４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ；又は、他の適切な組み合わせであってもよい。
【０１４３】
図１の熱硬化性複合装填材料１０６を成形及び硬化することにより、システムインテグレーション９０８中に連結される航空機１０００の部品としてもよい。また、図１の誘導加熱成形システム１０２を用いて、図９の整備及び保守９１４に用いられる交換部品を形成してもよい。例えば、図１の誘導加熱成形システム１０２を用いて、熱硬化性複合装填材料１０４から複合構造体を作製することにより、図９の整備及び保守９１４中に用いられる交換部品を形成してもよい。図１の熱硬化性複合装填材料１０４を成形及び硬化することにより、機体１００２又は内装１００６のうちの少なくとも１つのための部品としてもよい。
【０１４４】
実施例は、誘導加熱成形システム内で熱硬化性複合装填材料を成形及び硬化するための第１スマートサセプタ材料及び第２スマートサセプタ材料を提供するものである。１つの誘導加熱成形システム内で成形と硬化の両方を行うことによって、全体の成型コスト、ツールの設置面積、製造時間、製造設備、又は製造廃棄物のうちの少なくとも１つを低減することができる。例えば、誘導加熱を用いた成形及び硬化は、オートクレーブ内の硬化よりも、使用エネルギーが少ない。別の例として、１つの誘導加熱成形システムを用いて成形及び硬化することにより、別々の成形工程及び硬化工程のために熱硬化性複合装填材料をバギングし、再バギングすることによる材料の無駄を、低減することができる。
【０１４５】
いくつかの実施例において、誘導加熱成形システムは、可撓性スマートサセプタブランケット型のヒーターを、スマートサセプタシェルを用いた誘導加熱積層ツールと組み合わせて使用する。これらの実施例では、形状追随性スマートサセプタブランケットが、最適な成形温度まで加熱され、可撓性膜に対する空気圧を利用して積層ツール面に押し付けることにより、レイアップが成形される。いくつかの実施例において、形状追随性スマートサセプタブランケットが、可撓性膜である。他の実施例では、空気圧を付与するために、別体の可撓性膜が設けられる。
【０１４６】
次に、積層ツールが、硬化温度まで急速に加熱されて、装填材料が硬化される。この方法によれば、当初は平ら又は単純な形状であった装填材料を、途切れのない成形工程及び硬化工程において、より複雑な硬化部品へと成形することができる。この方法は、単純形状の迅速なレイアップを、労力の少ない、効率的且つ迅速な成形及び硬化と併せて採用することにより、費用削減を実現するものである。
【０１４７】
また、本開示は、以下に列記の付記に記載の例を含む。
【０１４８】
付記１．  熱硬化性複合装填材料（１０４）を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成された誘導加熱成形システム（１０２）であって、相対移動可能な第１成形型（１１２）及び第２成形型（１１４）であって、前記第１成形型（１１２）及び前記第２成形型（１１４）は、金型キャビティ（１１０）を形成するとともに、複数の積層金属シート（１２２、１２６）、及び、隣接する積層金属シートの間に形成された複数の空隙（１２４、１２８）を含む、第１成形型（１１２）及び第２成形型（１１４）と、前記金型キャビティ（１１０）内に位置するとともに、前記第１成形型（１１２）に連結された第１スマートサセプタ材料（１３０）であって、第１キュリー温度（１３４）を有する第１スマートサセプタ材料（１３０）と、前記金型キャビティ（１１０）内に位置するとともに前記第２成形型（１１４）に関連付けられた第２スマートサセプタ材料（１３２）であって、前記第１キュリー温度（１３４）より低い第２キュリー温度（１３６）を有する第２スマートサセプタ材料（１３２）と、前記第２成形型（１１４）と前記第１スマートサセプタ材料（１３０）との間に位置する可撓性膜（１５５）であって、圧力を受けるように構成された可撓性膜（１５５）と、を含む誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１４９】
付記２．  第１周波数範囲（１４２）を生成するべく、前記第１成形型（１１２）及び前記第２成形型（１１４）を通って延びる第１群の導電体（１１６）をさらに含み、前記第１スマートサセプタ材料（１３０）は、前記第１周波数範囲（１４２）によって加熱されるように構成されており、第２周波数範囲（１４０）を生成する第２群の（１４０）導電体（１３８）も含み、前記第２スマートサセプタ材料（１３２）は、前記第２周波数範囲（１４０）によって加熱されるように構成されている、付記１に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５０】
付記３．  前記第２スマートサセプタ材料（１３２）は、前記金型キャビティ（１１０）内に配置された形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）の一部である、付記１に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５１】
付記４．  前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）は、さらに前記可撓性膜（１５５）を含む、付記３に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５２】
付記５．  前記第２スマートサセプタ材料（１３２）は、前記可撓性膜（１５５）の下方のスマートサセプタ板（１５６）である、付記１に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５３】
付記６．  第１群の積層金属シートに冷却媒体（１５４）を供給して、前記第１群の積層金属シートの間の空隙を前記冷却媒体（１５４）が通過するようにする冷却システム（１５２）をさらに含む、付記１に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５４】
付記７．  前記第１スマートサセプタ材料（１３０）は、成形面（１５８）の一部であり、前記成形面（１５８）にはスマートサセプタ回路（１６０）が埋設されており、前記成形面（１５８）は、前記第１成形型（１１２）に連結されている、付記１に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５５】
付記８．  前記第１成形型（１１２）に連結された前記第１スマートサセプタ材料（１３０）は、前記第１成形型（１１２）に連結された第１成形面（１５８）の一部であり、前記誘導加熱成形システム（１０２）は、前記第２成形型（１１４）に連結された第２成形面（１６２）をさらに含み、前記第２成形面（１６２）は、前記第１スマートサセプタ材料（１３０）を含む、付記１に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５６】
付記９．  前記第１スマートサセプタ材料（１３０）と真空フィルム（１５０）とによって形成された、前記金型キャビティ（１１０）内の第１圧力部（１４４）と、前記真空フィルム（１５０）と前記可撓性膜（１５５）とによって形成された、前記金型キャビティ（１１０）内の第２圧力部（１４６）と、前記可撓性膜（１５５）と、前記第２成形型（１１４）に連結された成形面（１６２）とによって形成された第３圧力部（１４８）と、をさらに含む、付記１に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５７】
付記１０．  熱硬化性複合装填材料（１０４）を成形及び硬化するために温度及び圧力を制御するように構成された誘導加熱成形システム（１０２）であって、前記誘導加熱成形システム（１０２）は、誘導加熱成形ツール（１０６）を含み、前記誘導加熱成形ツールは、相対移動可能な第１成形型（１１２）及び第２成形型（１１４）であって、複数の積層金属シート（１２２、１２６）、及び、隣接する積層金属シートの間に形成された複数の空隙（１２４、１２８）を含む、第１成形型（１１２）及び第２成形型（１１４）と、第１群の導電体（１１６）と、前記第１成形型（１１２）に連結された第１スマートサセプタ面材（１１８）、及び、前記第２成形型（１１４）に連結された第２スマートサセプタ面材（１２０）と、前記誘導加熱成形ツール（１０６）の金型キャビティ（１１０）内に配置された形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）と、を含む、誘導加熱成形システム。
【０１５８】
付記１１．  前記第１スマートサセプタ面材（１１８）及び前記第２スマートサセプタ面材（１２０）の第１スマートサセプタ材料は、前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）内の第２スマートサセプタ材料（１３２）よりも、キュリー温度が高い、付記１０に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１５９】
付記１２．  前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）は、前記第１群の導電体（１１６）の第１周波数範囲（１４２）とは離れた第２周波数範囲（１４０）を生成するように構成された第２群の導電体（１３８）を含む、付記１０に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１６０】
付記１３．  前記第１スマートサセプタ面材（１１８）と真空フィルム（１５０）とによって形成された第１圧力部（１４４）と、前記真空フィルム（１５０）と前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）とによって形成された第２圧力部（１４６）と、前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）と前記第２スマートサセプタ面材（１２０）とによって形成された第３圧力部（１４８）と、をさらに含む、付記１０に記載の誘導加熱成形システム（１０２）。
【０１６１】
付記１４．  熱硬化性複合充填材料（１０４）を、誘導加熱成形ツール（１０６）の金型キャビティ（１１０）内に配置し（８０２）、前記誘導加熱成形ツール（１０６）は、相対移動可能な第１成形型（１１２）及び第２成形型（１１４）を含み、前記第１成形型（１１２）及び前記第２成形型（１１４）は、前記金型キャビティ（１１０）を形成しており、前記第１成形型（１１２）及び前記第２成形型（１１４）は、複数の積層金属シート（１２２、１２６）と、隣接する積層金属シートの間に形成された複数の空隙（１２４、１２８）とを含み、前記金型キャビティ（１１０）内の第２スマートサセプタ材料（１３２）を用いて、前記金型キャビティ（１１０）内の前記熱硬化性複合装填材料（１０４）を成形温度まで加熱し（８０４）、前記金型キャビティ（１１０）内の前記熱硬化性複合装填材料（１０４）を、前記熱硬化性複合装填材料（１０４）を前記成形温度まで加熱した後に、前記第１成形型（１１２）に連結された第１スマートサセプタ面材（１１８）に向かって移動させ（８０６）、可撓性膜（１５５）を用いて前記熱硬化性複合充填材料（１０４）に圧力を付与する（８０８）ことによって、前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を前記第１スマートサセプタ面材（１１８）に沿わせ、前記第１スマートサセプタ面材（１１８）を用いて前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を硬化温度まで加熱する（８１０）、方法。
【０１６２】
付記１５．  前記第１スマートサセプタ面材（１１８）の部分を、前記第１スマートサセプタ面材（１１８）の第１キュリー温度（１３４）未満まで冷却することをさらに含む、付記１４に記載の方法。
【０１６３】
付記１６．  前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を前記成形温度まで加熱するに際し、前記金型キャビティ（１１０）内に配置された形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）を用いて前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を加熱し、前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）は、前記第２スマートサセプタ材料（１３２）を含んでいる、付記１４に記載の方法。
【０１６４】
付記１７．  前記金型キャビティ（１１０）内の前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を移動させるに際し、前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）と、前記第２成形型（１１４）に連結された第２スマートサセプタ面材（１６２）との間の圧力を上昇させ、前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）は、前記可撓性膜（１５５）を含んでいる、付記１６に記載の方法。
【０１６５】
付記１８．  前記第１成形型（１１２）の前記複数の空隙（１２４、１２８）を流れる冷却媒体（１５４）を用いて前記第１スマートサセプタ面材（１１８）を冷却することと、前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）から熱を与えることとを同時に行うことにより、制御された状態で、前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を冷却する、付記１６に記載の方法。
【０１６６】
付記１９．  前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を前記成形温度まで加熱するに際し、前記形状追随性スマートサセプタブランケット（１０８）内の第２群の導電体を用いて第２周波数範囲（１４０）を生成する、付記１６に記載の方法。
【０１６７】
付記２０．  前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を前記硬化温度まで加熱するに際し、第１群の導電体を用いて第１周波数範囲（１４２）を生成し、前記第１スマートサセプタ面材（１１８）の第１スマートサセプタ材料（１３０）は、前記第１周波数範囲（１４２）によって加熱されるように構成されており、前記第１周波数範囲（１４２）は、前記第２周波数範囲（１４０）から離れている、付記１９に記載の方法。
【０１６８】
付記２１．  前記金型キャビティ（１１０）内の前記熱硬化性複合充填材料（１０４）を、前記第２スマートサセプタ材料（１３２）を用いて前記成形温度まで加熱するに際し、前記第２スマートサセプタ材料（１３２）を用いて前記熱硬化性複合充填材料（１０４）の第１面（１６６）を加熱し、前記第１スマートサセプタ面材（１１８）を用いて前記金型キャビティ（１１０）を加熱する、付記１４に記載の方法。
【０１６９】
様々な例示的な実施形態の説明は、例示および説明のために提示したものであり、すべてを網羅することや、開示した形態での実施に限定することを意図するものではない。当業者には、多くの改変や変更が明らかであろう。また、例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なる特徴をもたらしうる。選択した例示的な実施形態は、例示的な実施形態の原理及び実際の用途を最も的確に説明するために、且つ、当業者が、想定した特定の用途に適した種々の改変を加えた様々な例示的な実施形態のための開示を理解できるようにするために、選択且つ記載したものである。
【図１】
2019073002.tif 000003
【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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【外国語明細書】
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