(57)【要約】【課題】衝撃損傷耐性を改善するための層間波形を有する積層複合構造体、ならびにそれを形成するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する積層複合構造体が提供される。積層複合構造体は、複合材料の複数の積層された層を有する。複数の積層された層は、複数の積層された層内に形成された１つまたは複数の層間波形を有する。各層間波形は、実質的に正弦波形状の輪郭を有し、形成された積層複合構造体のサイズに応じた深さおよび長さを有する。１つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体は、積層複合構造体の露出した縁部が衝撃力を受けた場合に、露出した縁部において改善された強度および改善された衝撃損傷耐性を有する。【選択図】図６Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改善された衝撃損傷耐性（２００）および改善された強度（２０２）を有する積層複合構造体（１０）であって、前記積層複合構造体（１０）は、
複合材料（１０６）からなる複数の積層された層（１０２）であって、前記複数の積層された層（１０２）内に形成された１つまたは複数の層間波形（１００）を有し、各層間波形（１００）は、実質的に正弦波形状の輪郭（１０１）を有し、かつ、形成された前記積層複合構造体（１０）のサイズ（１０３）に応じた深さ（１１４）および長さ（１１６）を有する、複数の積層された層（１０２）を含み、
前記１つまたは複数の層間波形（１００）を有する前記積層複合構造体（１０）は、前記積層複合構造体（１０）の露出した縁部（８０）が衝撃力（８８）を受けた場合に、前記露出した縁部（８０）において改善された強度（２０２）および改善された衝撃損傷耐性（２００）を有する、積層複合構造体（１０）。
【請求項２】
各層間波形（１００）の前記深さ（１１４）は、０．０１インチ〜０．３５インチの範囲にある、請求項１に記載の積層複合構造体（１０）。
【請求項３】
各層間波形（１００）の前記長さ（１１６）は、第１の谷部分（１１２ａ）の第１の接点（１１８ａ）と第２の谷部分（１１２ｂ）の第２の接点（１１８ｂ）との間の歪み長（１１６ａ）を含み、前記第１の谷部分（１１２ａ）と前記第２の谷部分（１２２ｂ）との間にピーク（１１０）が形成される、請求項１または２に記載の積層複合構造体（１０）。
【請求項４】
各層間波形（１００）の前記長さ（１１６）は、０．２０インチ〜０．６０インチの範囲にある、請求項３に記載の積層複合構造体（１０）。
【請求項５】
各層間波形（１００）は、前記深さ（１１４）に対する前記長さ（１１６）の所定の比（１１９）を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の積層複合構造体（１０）。
【請求項６】
前記積層複合構造体（１０）は、積層複合ブレードストリンガ（２８ａ）、積層複合スキンパネル（２８ｂ）、積層複合スパー（２８ｃ）、積層複合飛行制御面（２８ｄ）、および積層複合試験クーポン（１１）のうちの１つを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の積層複合構造体（１０）。
【請求項７】
前記積層複合構造体（１０）は、前記積層複合ブレードストリンガ（２８ａ）を含み、さらに、前記１つまたは複数の層間波形（１００）は、前記積層複合ブレードストリンガ（２８ａ）のウェブ（７６）を横切っている、請求項６に記載の積層複合構造体（１０）。
【請求項８】
１つまたは複数の層間波形（１００）を有し、改善された衝撃損傷耐性（２００）および改善された強度（２０２）を有する積層複合構造体（１０）を形成するためのシステム（１７２）であって、前記システム（１７２）は、
積層体アセンブリ（１２０）であって、
第２の積層体（１２２ｂ）に結合された第１の積層体（１２２ａ）であって、前記第１の積層体（１２２ａ）は第１のツールプレート（１５０ａ）に結合され、前記第２の積層体（１２２ｂ）は第２のツールプレート（１５０ｂ）に結合されている、第１の積層体（１２２ａ）と、
前記第１の積層体（１２２ａ）と前記第２の積層体（１２２ｂ）との間に結合された１つまたは複数のギャップ要素であって、前記１つまたは複数のギャップ要素（１３４）は前記第１の積層体（１２２ａ）と前記第２の積層体（１２２ｂ）との間にギャップ領域（１４５）を形成する、１つまたは複数のギャップ要素（１３４）と、を含む積層体アセンブリ（１２０）と、
前記積層体アセンブリ（１２０）に結合され、前記積層体アセンブリ（１２０）の圧密化（２０４）および硬化（２０６）の間に、前記１つまたは複数の層間波形（１００）を形成するための低圧領域（１９８）を前記ギャップ領域（１４５）に形成し、かつ、前記１つまたは複数の層間波形（１００）を有する前記積層複合構造体（１０）を形成するための、加圧システム（１７４）と、を含み、
前記１つまたは複数の層間波形（１００）を有する前記積層複合構造体（１０）は、前記積層複合構造体（１０）の露出した縁部（８０）が衝撃力（８８）を受けた場合に、前記露出した縁部（８０）において改善された強度（２０２）および改善された衝撃損傷耐性（２００）を有する、システム（１７２）。
【請求項９】
前記積層体アセンブリ（１２０）を前記加圧システム（１７４）内に固定し、かつ、前記積層体アセンブリ（１２０）の圧密化（２０４）および硬化（２０６）の間に、前記積層体アセンブリ（１２０）の樹脂材料（１０８）および繊維材料（１０７）の前記ギャップ領域（１４５）内への流れ方向（２１４）を容易にするために、前記積層体アセンブリ（１２０）の対向する側面（１２１）に対してそれぞれ配置された第１のエンドプレート（１６０ａ）および第２のエンドプレート（１６０ｂ）をさらに含む、請求項８に記載のシステム（１７２）。
【請求項１０】
前記積層複合構造体（１０）の前記１つまたは複数の層間波形（１００）の各々は、実質的に正弦波形状の輪郭（１０１）を有し、各々は、形成された前記積層複合構造体（１０）のサイズ（１０３）に応じた深さ（１１４）および長さ（１１６）を有する、請求項８または９に記載のシステム（１７２）。
【請求項１１】
前記システム（１７２）によって形成された前記積層複合構造体（１０）の各層間波形（１００）の前記深さ（１１４）は、０．０１インチ〜０．３５インチの範囲にあり、前記システム（１７２）によって形成された前記積層複合構造体（１０）の各層間波形（１００）の前記長さ（１１６）は、０．２０インチ〜０．６０インチの範囲にある、請求項１０に記載のシステム（１７２）。
【請求項１２】
前記積層体アセンブリ（１２０）の前記１つまたは複数のギャップ要素（１３４）は、前記積層体アセンブリ（１２０）の圧密化（２０４）および硬化（２０６）の間に形成された前記１つまたは複数の層間波形（１００）の深さ（１１４）および長さ（１１６）を制御するために、前記第１の積層体（１２２ａ）の長手方向縁部（１４６）に沿って互いに対向して配置された２つの積層シム（１３５）を含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載のシステム（１７２）。
【請求項１３】
前記加圧システム（１７４）は、真空バッグアセンブリ（１７５）および真空ポンプアセンブリ（１８３）を有する真空シールシステム（１７４ａ）を含み、前記真空バッグアセンブリ（１７５）は、第１のフィルム層（１７０ａ）、第２のフィルム層（１７０ｂ）、第１のブリーザ材料層（１７６ａ）、真空バッグフィルム（１７８）、およびシーラント材料（１８０）を含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載のシステム（１７２）。
【請求項１４】
前記積層複合構造体（１０）は、積層複合試験クーポン（１１）、積層複合ブレードストリンガ（２８ａ）、積層複合スキンパネル（２８ｂ）、積層複合スパー（２８ｃ）、および積層複合飛行制御面（２８ｄ）のうちの１つを含む、請求項８から１３のいずれか一項に記載のシステム（１７２）。
【請求項１５】
１つまたは複数の層間波形（１００）を有し、改善された衝撃損傷耐性（２００）および改善された強度（２０２）を有する積層複合構造体（１０）を形成する方法（２５０）であって、前記方法（２５０）は、
第１の積層体（１２２ａ）と第２の積層体（１２２ｂ）との間にギャップ領域（１４５）を形成するために、前記第２の積層体（１２２ｂ）に結合された前記第１の積層体（１２２ａ）と、前記第１の積層体（１２２ａ）と前記第２の積層体（１２２ｂ）との間に結合された１つまたは複数のギャップ要素（１３４）と、を少なくとも含む積層体アセンブリ（１２０）を形成するステップ（２５２）と、
前記積層体アセンブリ（１２０）を圧密化し、かつ、前記１つまたは複数の層間波形（１００）を形成するために前記ギャップ領域（１４５）に低圧領域（１９８）を形成するために、加圧システム（１７４）を使用するステップ（２５４）と、
前記１つまたは複数の層間波形（１００）を有する前記積層複合構造体（１０）を形成するために、前記積層体アセンブリ（１２０）を硬化するステップ（２５６）と、を含み、
前記形成された積層複合構造体（１０）は、改善された衝撃損傷耐性（２００）および改善された強度（２０２）を有する、方法（２５０）。
【請求項１６】
前記積層体アセンブリ（１２０）を形成するステップ（２５２）の後であって、前記加圧システム（１７４）を使用するステップ（２５４）の前に、前記積層体アセンブリ（１２０）の圧密化（２０４）および硬化（２０６）の間に、前記積層体アセンブリ（１２０）の樹脂材料（１０８）および繊維材料（１０７）の前記ギャップ領域（１４５）内への流れ方向（２１４）を容易にするために、第１のエンドプレート（１６０ａ）および第２のエンドプレート（１６０ｂ）を前記積層体アセンブリ（１２０）の対向する側面（１２１）に対してそれぞれ配置するステップ（２５８）を含む、請求項１５に記載の方法（２５０）。
【請求項１７】
前記積層体アセンブリ（１２０）を形成するステップ（２５２）は、前記第１の積層体（１２２ａ）を前記第２の積層体（１２２ｂ）に結合する前に、前記第１の積層体（１２２ａ）を第１のツールプレート（１５０ａ）に結合し、前記第２の積層体（１２２ｂ）を第２のツールプレート（１５０ｂ）に結合するステップをさらに含む、請求項１５または１６に記載の方法（２５０）。
【請求項１８】
前記積層体アセンブリ（１２０）を形成するステップ（２５２）は、前記積層体アセンブリ（１２０）の圧密化（２０４）および硬化（２０６）の間に形成された前記１つまたは複数の層間波形（１００）の深さ（１１４）および長さ（１１６）を制御するために、２つのギャップ要素（１３４）を前記第１の積層体（１２２ａ）の長手方向縁部（１４６）に沿って互いに対向して配置し結合するステップをさらに含む、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法（２５０）。
【請求項１９】
前記加圧システム（１７４）を使用するステップ（２５４）は、前記加圧システム（１７４）を前記積層体アセンブリ（１２０）に、または前記積層体アセンブリ（１２０）の周囲に、結合させるステップを含み、前記加圧システム（１７４）は、真空バッグアセンブリ（１７５）および真空ポンプアセンブリ（１８３）を有する真空シールシステム（１７４ａ）を含む、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法（２５０）。
【請求項２０】
前記積層複合構造体（１０）を形成するために前記積層体アセンブリ（１２０）を硬化させるステップ（２５６）は、積層複合試験クーポン（１１）、積層複合ブレードストリンガ（２８ａ）、積層複合スキンパネル（２８ｂ）、積層複合スパー（２８ｃ）、および積層複合飛行制御面（２８ｄ）のうちの１つを含む前記積層複合構造体（１０）を形成するために、前記積層体アセンブリ（１２０）を硬化させるステップ（２５６）をさらに含む、請求項１５から１９のいずれか一項に記載の方法（２５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的には積層複合構造体、ならびにそれを作製するシステムおよび方法に関し、より詳細には積層複合ブレードストリンガ、スパーおよび他の航空機構造体、ならびにそれを作製するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合構造体は、様々な用途に使用されている。その高い強度と軽い重量の構造特性のために、胴体、翼部、尾部、および他の部品を形成するための航空機製造における複合構造体の使用が増加している。航空機の翼部は、複合材、例えば積層複合材で作製することができるブレードストリンガなどのストリンガ、スパー、リブ、およびスキンパネルを含むことができる。積層複合材は、通常、強度、曲げ剛性、面内剛性、および荷重担持効率などの有益な特性を提供するために、接着剤などの結合材料で互いに接合された繊維強化複合材料の複数の層からなる。特に、航空機の構造設計基準は、翼部構造が、目に見えない衝撃損傷（ＢＶＩＤ）、すなわち通常の目視検査によって見逃される損傷を伴う究極の荷重を維持できることを要求する。
【０００３】
しかしながら、積層複合材は、露出しているかまたは保護されていない縁部に衝突すると、製造中および使用時の修理中に損傷を受けやすい可能性がある。例えば、ＢＶＩＤを引き起こすのに十分なエネルギーを有する物体によって衝撃を受けた場合、繊維破断および層間剥離などの積層複合材の内部損傷が発生し、積層複合材の構造能力が低下する。露出されたまたは保護されていないブレードストリンガの垂直外側縁部のために、積層複合ブレードストリンガ形状についてＢＶＩＤが特に懸念され得る。内部損傷は非常に重要であるが、積層複合材に対するこのような衝撃損傷の可視性は不十分であり得る。したがって、積層複合構造体は、通常、製造コストを増加させ、重量を増加させ、全体的に性能を低下させるかなり大きい損傷を考慮して設計する必要がある。
【０００４】
積層複合材のＢＶＩＤを軽減するための公知の装置および方法が存在する。そのような公知の装置および方法の１つは、積層複合ブレードストリンガなどの積層複合材の露出した垂直外側縁部を覆うように設計されたファイバーグラス層などの複数の材料層からなる縁部またはキャップ被覆を含む。これは、損傷の表示を改善することができ、ひいては検出のしきい値を向上させることができ、損傷レベルを低減させるように積層複合材を設計することを可能にする。しかし、そのような公知の縁部またはキャップの被覆は、積層複合材の製造中に追加の材料の使用を必要とし、これは次に製造コストを増加させる可能性がある。さらに、このような公知の縁部またはキャップの被覆は、追加の製造工程を必要とし、これは、時間、労力および製造コストを増加させる可能性がある。
【０００５】
さらに、積層複合材のＢＶＩＤを軽減するための他の公知の装置および方法が存在する。そのような公知の装置および方法は、積層複合材への構造的オーバーラップおよびステッチングなどの二次構造の適用による損傷耐性の改善を含む。構造的オーバーラップは、衝撃を受けたときに積層複合材を共に保持するのを助けるクリップなどの機械的装置を含むことができ、あるいは初期損傷の開始を表すかまたは示す機械的インジケータを含むことができる。ステッチングは、層間剥離を低減させるために硬化させる前に、積層複合材の層間に高強度繊維を縫合することを含む。しかし、そのような公知の構造的オーバーラップおよびステッチングは、積層複合材の製造中に追加の材料を使用する必要があり、これは製造コストを増加させる可能性がある。さらに、このような公知の構造的オーバーラップおよびステッチングは、追加の製造工程を必要とし、これは、時間、労力および製造コストを増加させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、追加の材料、二次構造、および追加の製造工程を必要とせずに製造プロセスに容易に組み込むことができ、公知の装置、システム、および方法を上回る利点を提供する、改善された衝撃損傷耐性を有する積層複合構造体を提供するための改善された装置、システム、および方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の例示的な実施態様は、改善された衝撃損傷耐性を有する積層複合構造体を提供するための改善された装置、システム、および方法を提供する。以下の詳細な説明で説明するように、改善された衝撃損傷耐性を有する積層複合構造体を提供するための改善された装置、システム、および方法のバージョンは、公知の装置、システムおよび方法に対して重要な利点を提供することができる。
【０００８】
１つのバージョンでは、改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する積層複合構造体が提供される。積層複合構造体は、複合材料からなる複数の積層された層を含む。複数の積層された層は、複数の積層された層内に形成された１つまたは複数の層間波形を有する。各層間波形は、実質的に正弦波形状の輪郭を有し、形成された積層複合構造体のサイズに応じた深さおよび長さを有する。１つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体は、積層複合構造体の露出した縁部が衝撃力を受けた場合に、露出した縁部において改善された強度および改善された衝撃損傷耐性を有する。
【０００９】
別のバージョンでは、１つまたは複数の層間波形を有し、改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する積層複合構造体を形成するためのシステムが提供される。本システムは、積層体アセンブリを含む。
【００１０】
積層体アセンブリは、第２の積層体に結合された第１の積層体を含む。第１の積層体は第１のツールプレートに結合され、第２の積層体は第２のツールプレートに結合される。積層体アセンブリは、第１の積層体と第２の積層体との間に結合された１つまたは複数のギャップ要素をさらに含む。１つまたは複数のギャップ要素は、第１の積層体と第２の積層体との間にギャップ領域を形成する。
【００１１】
本システムはさらに、積層体アセンブリに結合され、積層体アセンブリの圧密化および硬化の間に、１つまたは複数の層間波形を形成するための低圧領域をギャップ領域に形成し、かつ、１つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体を形成するための、加圧システムをさらに含む。１つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体は、積層複合構造体の露出した縁部が衝撃力を受けた場合に、露出した縁部において改善された強度および改善された衝撃損傷耐性を有する。
【００１２】
別のバージョンでは、１つまたは複数の層間波形を有し、改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する積層複合構造体を形成する方法が提供される。本方法は、第１の積層体と第２の積層体との間にギャップ領域を形成するために、少なくとも第２の積層体に結合された第１の積層体と、第１の積層体と第２の積層体との間に結合された１つまたは複数のギャップ要素と、を含む積層体アセンブリを形成するステップを含む。
【００１３】
本方法は、積層体アセンブリを圧密化し、かつ、１つまたは複数の層間波形を形成するためにギャップ領域に低圧領域を形成するために、加圧システムを使用するステップをさらに含む。本方法は、１つまたは複数の層間波形を有する積層複合構造体を形成するために、積層体アセンブリを硬化するステップをさらに含み、形成された積層複合構造体は、改善された衝撃損傷耐性および改善された強度を有する。
【００１４】
説明された特徴、機能および利点は、本開示の様々なバージョンまたは実施形態において独立して達成することができ、あるいはさらに他のバージョンまたは実施形態において組み合わせることができ、そのさらなる詳細は以下の説明および図面を参照して理解することができる。
【００１５】
本開示は、例示的なバージョンまたは実施形態を示す添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、よりよく理解することができるが、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の積層複合構造体の１つまたは複数のバージョンを組み込んだ航空機の斜視図である。
【図２】航空機の製造および保守点検方法のバージョンの流れ図である。
【図３】航空機のバージョンの機能ブロック図である。
【図４Ａ】複数のストリンガを示す公知の航空機翼部パネルの底面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿った、図４Ａの公知の航空機翼部パネルの拡大断面図である。
【図５Ａ】露出した縁部の衝撃箇所を示す公知の積層複合ブレードストリンガの断面図である。
【図５Ｂ】衝撃損傷領域を示す公知の積層複合ブレードストリンガの斜視図である。
【図６Ａ】本開示の層間波形のバージョンを有する、積層複合ブレードストリンガの形態における、積層複合構造体の断面図である。
【図６Ｂ】本開示の別のバージョンの層間波形を有する、積層複合ブレードストリンガの形態における、積層複合構造体の断面図である。
【図６Ｃ】本開示の層間波形のさらに別のバージョンを有し、かつ縁部被覆を有する、積層複合ブレードストリンガの形態における、積層複合構造体の断面図である。
【図６Ｄ】本開示の層間波形の幅を示す、積層複合ブレードストリンガの形態における、積層複合構造体のバージョンの斜視図である。
【図７】深さおよび長さを示す層間波形のピークと谷部分の拡大断面概略図である。
【図８Ａ】本開示の層間波形を有する積層複合構造体を形成するためのシステムに使用することができる、積層体アセンブリ、エンドプレート、およびフィルム層のバージョンの分解斜視図である。
【図８Ｂ】本開示の層間波形を有する積層複合構造体を形成するためのシステムの正面部分断面図の概略図である。
【図８Ｃ】本開示の層間波形を有する形成された積層複合構造体の正面断面図の概略図である。
【図９】本開示の層間波形を有する積層複合構造体を形成するためのシステム、および層間波形を有する形成された積層複合構造体の例示的なバージョンを示す機能ブロック図である。
【図１０】層間波形を有する積層複合構造体を形成する本開示の方法の例示的なバージョンの流れ図である。  本開示に示される各図面は提示される実施形態の一態様のバージョンを示し、相違点のみを詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
開示されたバージョンまたは実施形態は、添付の図面を参照して以下でより完全に説明されるが、添付の図面には、開示されたバージョンまたは実施形態のすべてではなく一部が示されている。実際、いくつかの異なるバージョンまたは実施形態が提供されてもよく、本明細書に記載のバージョンまたは実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらのバージョンまたは実施形態は、この開示が徹底され、当業者に本開示の範囲を完全に伝えるように提供される。
【００１８】
ここで図面を参照すると、図１は、本開示の積層複合構造体１０の１つまたは複数のバージョンを組み込んだ、航空機１２ａの形態などの、ビークル１２の斜視図である。図１にさらに示すように、航空機１２ａの形態などのビークル１２は、胴体１４、ノーズ１６、翼部１８、エンジン２０、ならびに水平スタビライザ２４および垂直スタビライザ２６を含む尾翼２２を含む。
【００１９】
積層複合構造体１０（図１、図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）は、１つまたは複数の層間波形１００（図６Ａ〜６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）を有する。１つまたは複数の層間波形１００（図６Ａ〜６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）を有する積層複合構造体１０（図１、図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９を参照）は、露出した縁部８０（図６Ａ〜図６Ｄ、９参照）を有する積層複合ブレードストリンガ２８ａ（図１、図９参照）などの積層複合仕上げ部品２８（図１、図９参照）の形態であってもよい。１つまたは複数の層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、９参照）を有する積層複合構造体１０（図１、図８Ｃ、図９参照）はまた、積層複合スキンパネル２８ｂ（図９参照）、積層複合スパー２８ｃ（図９参照）、積層複合飛行制御面２８ｄ（図９参照）、積層複合試験クーポン１１（図９参照）、または露出した縁部を有する別の適切な積層複合構造体を含むことができる。図１は、航空機１２ａなどのビークル１２に使用される積層複合構造体１０を示しているが、積層複合構造体１０を形成して、回転翼航空機、船舶、自動車などの他のビークル、または露出した縁部を有する積層複合構造体を有する別の適切なビークルまたは構造体で用いてもよい。
【００２０】
ここで図２および図３を参照すると、図２は、航空機の製造および保守点検方法３０の一実施形態の流れ図である。図３は、航空機４６の一実施形態の機能ブロック図である。図２〜図３を参照すると、本開示の実施形態は、図２に示すような航空機の製造および保守点検方法３０と、図３に示す航空機４６との関連で説明することができる。予備製造中に、例示的な航空機の製造および保守点検方法３０（図２参照）は、航空機４６（図３参照）および材料調達３４（図２参照）の仕様および設計３２（図２参照）を含むことができる。製造中に、航空機４６（図３参照）の構成要素および部分組立品の製造３６（図２参照）およびシステム統合３８（図２参照）が行われる。その後に、航空機４６（図３参照）は、就航４２（図２参照）に配置されるために、認証および搬送４０（図２参照）を通過することができる。顧客による就航４２（図２参照）中、航空機４６（図３参照）は、定期的な整備および保守点検４４（図２参照）のために予定されていてもよく、修正、再構成、改修、および他の適切な保守点検を含んでもよい。
【００２１】
航空機の製造および保守点検方法３０（図２参照）の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、および／またはオペレータ（例えば、顧客）によって実行または実施されてもよい。この説明の目的のために、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造業者および主要システム下請け業者を含むことができるが、これらに限定されず、第三者は、任意の数のベンダー、下請け業者、サプライヤーを含むことができるが、これらに限定されず、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事エンティティ、サービス組織、および他の適切なオペレータを含んでもよい。
【００２２】
図３に示すように、例示的な航空機の製造および保守点検方法３０（図２参照）によって製造された航空機４６は、複数のシステム５０および内部５２を有する機体４８を含むことができる。図３にさらに示すように、システム５０の例は、推進システム５４、電気システム５６、油圧システム５８、および環境システム６０のうちの１つまたは複数を含むことができる。任意の数の他のシステムを含めることができる。航空宇宙の例が示されているが、本開示の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用することができる。
【００２３】
本明細書で具体化される方法およびシステムは、航空機の製造および保守点検方法３０（図２参照）の任意の１つまたは複数の段階に使用されてもよい。例えば、構成要素および部分組立品の製造３６（図２参照）に対応する構成要素または部分組立品は、航空機４６（図３参照）が就航中４２（図２参照）に製造された構成要素または部分組立品と同様の方法で製作または製造することができる。また、１つまたは複数の装置の実施形態、方法の実施形態、またはそれらの組み合わせは、例えば、航空機４６（図３参照）のアセンブリの実質的な迅速化またはコストの低減によって、構成要素および部分組立品の製造３６（図２参照）およびシステム統合３８（図２参照）の際に用いることができる。同様に、航空機４６（図３参照）が就航中４２（図２参照）にある間に、例えば限定はしないが、整備および保守点検４４（図２参照）の間に、装置バージョンまたは実施形態、方法バージョンまたは実施形態、またはそれらの組み合わせのうちの１つまたは複数を利用することができる。
【００２４】
ここで図４Ａを参照すると、図４Ａは、航空機複合翼部パネル６２ａなどの公知の航空機翼部パネル６２の底面図であり、前方、後方、内側および外側の方向を示している。公知の航空機複合翼部パネル６２ａ（図４Ａ参照）は、外側端部の翼端６４（図４Ａ参照）に取り付けられ、内側端部の中央翼部ボックス６５（図４Ａ参照）に取り付けられる。公知の航空機複合翼部パネル６２ａ（図４Ａ参照）は、通常、ブレードストリンガ６６ａ（図４Ａ参照）を含む複数のストリンガ６６（図４Ａ参照）で補強されている。図４Ａは、スキンパネル７０（図４Ｂ参照）が除去された複数のストリンガ６６の下面６８を示す。
【００２５】
図４Ｂは、図４Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿った、図４Ａの航空機複合翼部パネル６２ａなどの公知の航空機翼部パネル６２の拡大断面図である。図４Ｂは、前後方向と、前方スパー７２ａなどのスパー７２と、を示す。図４Ｂはさらに、ブレードストリンガ６６ａおよびハットストリンガ６６ｂを含む複数のストリンガ６６を示しており、それぞれ、内部取り付け位置７４で上側スキンパネル７０ａまたは下側スキンパネル７０ｂなどのスキンパネル７０に取り付けられている。図４Ｂに示すように、各ブレードストリンガ６６ａは、通常、ウェブ７６と基部７８とを含み、基部７８は、内部取り付け位置７４でスキンパネル７０に取り付けられ、ウェブ７６は露出した縁部８０を有する。
【００２６】
図５Ａは、スキンパネル７０に取り付けられた公知のブレードストリンガ６６ａの断面図であり、ウェブ７６の露出した縁部８０などの衝撃箇所９０に加わる１つまたは複数の物体（図示せず）による衝撃力８８を示す。図５Ａに示すように、衝撃力８８は、ウェブ７６の露出した縁部８０に垂直な１つの衝撃力８８ａを含むことができ、および／またはウェブ７６の露出した縁部８０に対してある角度で別の衝撃力８８ｂを含むことができる。図５Ａに示す衝撃力８８は単なる例示であり、図示するものに限定されない。図５Ａは、第１のウェブ部分７６ａおよび第２のウェブ部分７６ｂを含むウェブ７６を含む公知のブレードストリンガ６６ａを示し、フランジ８２および下側基部部分８４を含む基部７８、ならびにフィラー部分８６を含む。フランジ８２（図５Ａ参照）は、第１のフランジ部分８２ａ（図５Ａ参照）および第２のフランジ部分８２ｂ（図５Ａ参照）を含む。第１のウェブ部分７６ａ、第２のウェブ部分７６ｂ、および基部７８は、通常、複数の積層されたプライ層９２から形成される。衝撃箇所９０（図５Ａ参照）におけるウェブ７６（図５Ａ参照）に対する衝撃力８８ａ、８８ｂ（図５Ａ参照）などの衝撃力８８（図５Ａ参照）は、第１のウェブ部分７６ａおよび第２のウェブ部分７６ｂの複数の積層されたプライ層９２（図５Ａを参照）の間に層間剥離または繊維破断を生じさせる可能性があり、それによって公知のブレードストリンガ６６ａの構造能力を低下させるおそれがある。このような層間剥離または繊維破断は、検出するのが困難な場合がある。
【００２７】
図５Ｂは、公知のブレードストリンガ６６ａの斜視図であり、ウェブ７６への衝撃損傷領域９４を示している。図５Ｂに示すように、衝撃力８８（図５Ａ参照）、例えば衝撃力８８ａ、８８ｂ（図５Ａ参照）による衝撃損傷領域９４は、衝撃損傷領域９４の長さ９６および深さ９８で示すように広範囲に及ぶ場合があるが、見えない場合もある。損傷した公知のブレードストリンガ６６ａ（図５Ｂ参照）がウェブ７６の各端部に対して内向きに圧縮力を受けると、衝撃損傷領域９４が座屈して、第１のウェブ部分７６ａ（図５Ａ参照）と第２のウェブ部分７６ｂ（図５Ａ参照）の複数の積層されたプライ層９２（図５Ａ参照）を分離する可能性があり、公知のブレードストリンガ６６ａ（図５Ａ参照）の構造能力をさらに低下させるおそれがある。図５Ｂは、公知のブレードストリンガ６６ａのウェブ７６および基部７８をさらに示し、スキンパネル７０に取り付けられた公知のブレードストリンガ６６ａを示す。
【００２８】
ここで図６Ａ〜図６Ｄを参照すると、図６Ａは、積層複合構造体１０の断面図であり、例えば、積層複合ブレードストリンガ２８ａの形態であり、本開示の１つのバージョンの層間波形１００を有する。図６Ｂは、積層複合構造体１０の断面図であって、積層複合ブレードストリンガ２８ａの形態で、本開示の別のバージョンの層間波形１００を示す。図６Ｃは、積層複合構造体１０の断面図であって、積層複合ブレードストリンガ２８ａの形態であり、本開示の層間波形１００のさらに別のバージョンを有し、縁部被覆１０４を有する。図６Ｄは、層間波形１００を有する積層複合ブレードストリンガ２８ａなどの積層複合仕上げ部品２８の形態の積層複合構造体１０のバージョンの斜視図である。
【００２９】
図６Ａ〜図６Ｄは、積層複合ブレードストリンガ２８ａの形態などの積層複合構造体１０を示し、第１のウェブ部分７６ａおよび第２のウェブ部分７６ｂを含むウェブ７６と、フランジ８２および下側基部部分８４を含む基部７８と、フィラー部分８６と、を含む。図６Ａ〜図６Ｄは、露出した垂直外側縁部８０ａなどの露出した縁部８０を有するウェブ７６をさらに示す。図６Ａ〜図６Ｄは、第１のフランジ部分８２ａおよび第２のフランジ部分８２ｂを含むフランジ８２をさらに示しており、内部取り付け位置７４でスキンパネル７０に取り付けられた基部７８の下側基部部分８４を示している。
【００３０】
図６Ａ〜図６Ｄに示すように、第１のウェブ部分７６ａおよび第１のフランジ部分８２ａは、第１の複数の積層された層１０２ａなどの複数の積層された層１０２またはプライを含み、好ましくはそれらから形成される。図６Ａ〜図６Ｄにさらに示すように、第２のウェブ部分７６ｂおよび第２のフランジ部分８２ｂは、第２の複数の積層された層１０２ｂなどの複数の積層された層１０２またはプライを含み、好ましくはそれらから形成される。図６Ａ〜図６Ｄにさらに示すように、下側基部部分８４は、第３の複数の積層された層１０２ｃなどの複数の積層された層１０２を含み、好ましくはそれらから形成される。
【００３１】
複数の積層された層１０２（図６Ａ〜図６Ｄ参照）またはプライは、好ましくは複合材料１０６（図６Ｄ参照）からなる。複合材料１０６（図６Ｄ参照）は、繊維材料１０７（図６Ｄ参照）で強化された樹脂材料１０８（図６Ｄ参照）またはポリマーマトリックスを含む。図６Ａ〜図６Ｄに示すように、複数の積層された層１０２またはプライは、複数の積層された層１０２またはプライ内に形成された１つまたは複数の層間波形１００を有する。各層間波形１００（図６Ａ〜６Ｄ参照）は、実質的に正弦波形状の輪郭１０１（図６Ａ〜６Ｄ参照）を有する。各層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄを参照）は、深さ１１４（図７、図９参照）、長さ１１６（図７、図９参照）、および幅１１７（図６Ｄ、図９参照）をさらに有し、以下でより詳細に説明するが、これらは形成される積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ参照）のサイズ１０３（図９参照）に依存する。１つまたは複数の層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄ参照）を有する積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ参照）は、例えば、露出した垂直外側縁部８０ａなどの露出した縁部８０が、１つまたは複数の物体（図示せず）から１つまたは複数の衝撃力８８（図９参照）、例えば衝撃力８８ａ、８８ｂ（図５Ａ参照）を受けた場合に、ウェブ７６（図６Ａ〜図６Ｄ参照）の露出した垂直外側縁部８０ａ（図６Ａ〜図６Ｄ参照）などの露出した縁部８０（図６Ａ〜図６Ｄ参照）における改善された強度２０２（図９参照）および改善された衝撃損傷耐性２００（図９参照）を有することが好ましい。
【００３２】
図６Ａに示すように、１つのバージョンでは、積層複合ブレードストリンガ２８ａなどの積層複合構造体１０のウェブ７６に形成された層間波形１００は、大きい層間波形１００ａを含むことができる。このような大きい層間波形１００ａ（図６Ａ参照）は、第１のウェブ部分７６ａ（図６Ａ参照）および第２のウェブ部分７６ｂ（図６Ａ参照）を含むように、ウェブ７６（図６Ａ参照）の実質的に全長に沿って垂直に延在することが好ましい。
【００３３】
図６Ｂに示すように、別のバージョンでは、積層複合ブレードストリンガ２８ａなどの積層複合構造体１０のウェブ７６に形成された層間波形１００は、中程度の層間波形１００ｂを含むことができる。このような中程度の層間波形１００ｂ（図６Ｂ参照）は、第１のウェブ部分７６ａ（図６Ｂ参照）および第２のウェブ部分７６ｂ（図６Ｂ参照）を含むように、ウェブ７６（図６Ｂ参照）の長さの約半分に沿って垂直に延在することが好ましい。
【００３４】
図６Ｃに示すように、さらに別のバージョンでは、積層複合ブレードストリンガ２８ａなどの積層複合構造体１０のウェブ７６に形成された層間波形１００は、小さい層間波形１００ｃを含むことができる。このような小さい層間波形１００ｃは、第１のウェブ部分７６ａ（図６Ｃ参照）および第２のウェブ部分７６ｂ（図６Ｃ参照）を含むように、ウェブ７６（図６Ｃ参照）の長さの約１／４から約１／３に沿って、垂直に延在することが好ましい。さらに図６Ｃに示すように、任意選択的に、縁部被覆１０４を、層間波形１００と共に用いて、１つまたは複数の衝撃力８８（図９）をさらに吸収および分配することによって、かつ、積層複合ブレードストリンガ２８ａの複数の積層された層１０２の分離または損傷をさらに抑制することによって、ウェブ７６の露出した縁部８０にさらなる保護を提供することができる。
【００３５】
図６Ｄに示すように、各層間波形１００の幅１１７は、ウェブ７６の幅に沿って延在し、ウェブ７６の露出した縁部８０に平行に延在する。１つまたは複数の層間波形１００（図６Ｄ参照）は、積層複合ブレードストリンガ２８ａ（図６Ｄ参照）のウェブ７６（図６Ｄ参照）を横切ることが好ましい。
【００３６】
ここで図７を参照すると、図７は、層間波形１００の深さ１１４および長さ１１６を示す、層間波形１００のピークと谷部分１０９の拡大断面の概略図である。各層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄ、図７参照）は、交互のピーク１１０（図７参照）および谷１１２（図７参照）からなる複数のピークと谷部分１０９（図７参照）を含む。図７に示すように、層間波形１００の各ピークと谷部分１０９は、ピーク１１０と、第１の谷部分１１２ａおよび第２の谷部分１１２ｂなどの谷１１２と、を含む。深さ１１４（図７参照）は、好ましくは、ピーク１１０（図７参照）のピーク高さ１１４ａ（図７参照）を含む。各層間波形１００（図７参照）の深さ１１４（図７参照）は、好ましくは０．０１インチ〜０．３５インチの範囲にある。例えば、大きい層間波形１００ａ（図６Ａ参照）は、０．０２５インチ〜０．０３５インチの範囲の深さ１１４（図７参照）を有してもよく、小さい層間波形１００ｃ（図６Ｃ参照）は、０．０１インチ〜０．０２４インチの範囲の深さ１１４を有してもよい。層間波形１００（図７参照）の深さ１１４（図７参照）は、好ましくは、複数の積層された層１０２（図６Ｄ参照）またはプライの中央生地もしくはプライ、または９０°プライで追跡される。
【００３７】
図７に示すように、各層間波形１００の長さ１１６は、好ましくは、第１の谷部分１１２ａの第１の接点１１８ａと第２の谷部分１１２ｂの第２の接点１１８ｂとの間で測定される歪み長１１６ａを含み、ピーク１１０は第１の谷部分１１２ａと第２の谷部分１１２ｂとの間に形成される。各層間波形１００（図７参照）の長さ１１６（図７参照）は、好ましくは０．２０インチ〜０．６０インチの範囲にある。各層間波形１００（図７参照）の長さ１１６（図７参照）は、より好ましくは０．３５インチ〜０．５５インチの範囲にある。しかしながら、長さ１１６は、使用される複合材料１０６のシステムに応じて変化してもよい。
【００３８】
各層間波形１００（図７、図９参照）はさらに、深さ１１４（図７、図９参照）に対する長さ１１６（図７、図９参照）の所定の比（Ｌ／Ｄ）１１９（図９参照）を有する。各層間波形１００（図６Ｄ、図９参照）は幅１１７をさらに有する（図６Ｄ、図９参照）。
【００３９】
ここで図８Ａ〜図８Ｃを参照すると、図８Ａは、積層体アセンブリ１２０、エンドプレート１６０、およびフィルム層１７０のバージョンの分解斜視図であり、これらは本開示の層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）を有する積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）を形成するためにシステム１７２（図８Ｂ、図９参照）で用いることができる。図８Ｂは、本開示の層間波形１００を有する積層複合構造体１０を形成するためのシステム１７２の正面部分断面図の概略図である。図８Ｃは、システム１７２（図８Ｂ参照）を使用して形成された、本開示の層間波形１００を有する形成された積層複合構造体１０の正面断面図の概略図である。
【００４０】
図８Ａ〜図８Ｂに示すように、１つのバージョンでは、システム１７２（図８Ｂ参照）は、積層体１２２を有する積層体アセンブリ１２０を含み、それは、例えば、第２の積層体１２２ｂに結合され、または第２の積層体１２２ｂに結合されるように構成された第１の積層体１２２ａの形態などである。第１の積層体１２２ａ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）および第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、好ましくは、完成または形成された積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９）、例えば積層複合試験クーポン１１（図９参照）または積層複合仕上げ部品２８（図９参照）の全厚さの積層体半部１２４を各々含んでもよい。
【００４１】
図８Ａに示すように、第１の積層体１２２ａは、第１の側面１２６ａおよび第２の側面１２８ａを含み、第２の積層体１２２ｂは、第１の側面１２６ｂおよび第２の側面１２８ｂを含む。互いに結合されると、好ましくは、第１の積層体１２２ａの第１の側面１２６ａは、第２の積層体１２２ｂの第１の側面１２６ｂに結合される。積層体１２２は、互いに結合された積層体１２２の間にギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）または容積が形成されている限り、異なる側面または異なる方法で結合されてもよい。
【００４２】
図８Ａにさらに示すように、第１の積層体１２２ａおよび第２の積層体１２２ｂなどの積層体１２２はそれぞれ、第１の端部１３０ａ、第２の端部１３０ｂ、第１の側端部１３２ａ、および第２の側端部１３２ｂを含む。積層体１２２を用いて積層複合試験クーポン１１（図９参照）を形成する場合、効率を改善するために、複数の積層複合試験クーポン１１の積層体１２２を１つの大きい積層体に組み合わせるか、または入れ子にし、続いて、例えば超音波ナイフまたは別の適切な切断またはトリミング装置を使用してトリミングすることができる。図８Ｂに示すように、互いに結合される場合、第１の積層体１２２ａおよび第２の積層体１２２ｂは、積層構成１３３になることが好ましい。
【００４３】
各積層体１２２（図８Ａ参照）は、複数の積層された層１０２（図８Ａ参照）またはプライを含む。積層された層１０２（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）またはプライは、好ましくはそれぞれ１つまたは複数の複合材料１０６を含む（図８Ａ、図８Ｃ、９参照）。複合材料１０６（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）は、繊維材料１０７（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）で強化された樹脂材料１０８（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）またはポリマーマトリックスを含むことが好ましい。
【００４４】
繊維材料１０７（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）は、好ましくは、繊維または布地を含む。例示的な繊維材料１０７は、炭素繊維、ガラス繊維、ファイバーグラス、アラミド、ポリマー繊維、合成ポリマー繊維、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維、ナイロン繊維、織布、不織布、これらの１つもしくは複数の組み合わせ、または他の適切な繊維もしくは布地を含むことができる。
【００４５】
樹脂材料１０８（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）は、樹脂母材またはポリマー母材を含むことが好ましい。例示的な樹脂材料１０８は、ポリエステル、ポリウレタン、フェノール、エポキシ、ビスマレイミド（ＢＭＩ）、およびこれらの１つもしくは複数の組み合わせ、または別の適切な熱硬化性樹脂のうちの１つまたは複数を含む熱硬化性樹脂材料を含むことができる。あるいは、例示的な樹脂材料１０８は、ポリウレタン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート、ナイロン、アクリル、ゴム、これらの組み合わせ、または別の適切な熱可塑性樹脂のうちの１つまたは複数を含む熱可塑性樹脂材料を含むことができる。
【００４６】
繊維材料１０７で強化された樹脂材料１０８を含む複合材料１０６は、好ましくは、繊維または布地で補強された樹脂またはポリマーマトリックスを含む。例示的な複合材料１０６、または複合材料システムは、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、熱可塑性複合材料、ビスマレイミド（ＢＭＩ）プリプレグ、炭素繊維強化ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、炭素繊維強化ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、炭素繊維強化ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、アラミド、コポリエステル、ガラス繊維、セラミック、不織布材料、織布材料、これらの１つもしくは複数の組み合わせ、または別の適切な複合材料のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００４７】
図８Ａ〜図８Ｂに示すように、システム１７２（図８Ｂ参照）は、第１のツールプレート１５０ａおよび第２のツールプレート１５０ｂの形態などのツールプレート１５０をさらに含むことができる。好ましくは、ツールプレート１５０は、コールプレート１５１（図８Ａ参照）または別の適切なツールまたはモールド構造体を含む。ツールプレート１５０（図８Ａ参照）は、スチールもしくは別の適切な金属材料、セラミック材料、複合材料、または積層複合構造体を形成するための圧密化プロセスおよび硬化プロセス用に設計された他の材料で作ることができる。
【００４８】
図８Ａに示すように、第１のツールプレート１５０ａは、第１の側面１５２ａおよび第２の側面１５４ａを含み、第２のツールプレート１５０ｂは、第１の側面１５２ｂおよび第２の側面１５４ｂを含む。好ましくは、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）の第２の側面１２８ａ（図８Ａ参照）は、第１のツールプレート１５０ａ（図８Ａ参照）の第１の側面１５２ａ（図８Ａ参照）に結合され、好ましくは、第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）の第２の側面１２８ｂ（図８Ａ参照）は、第２のツールプレート１５０ｂ（図８Ａ参照）の第１の側面１５２ｂ（図８Ａ参照）に結合される。しかしながら、積層体１２２（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、ギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）、または容積が結合された積層体１２２の間に依然として形成される限り、ツールプレート１５０の異なる側面で、または異なる方法で、それぞれのツールプレート１５０（図８Ａ〜図８Ｂ参照）に結合されてもよい。
【００４９】
図８Ａに示すように、第１のツールプレート１５０ａおよび第２のツールプレート１５０ｂなどのツールプレート１５０はそれぞれ、第１の端部１５６ａ、第２の端部１５６ｂ、第１の側端部１５８ａおよび第２の側端部１５８ｂを含む。図８Ｂに示すように、第１の積層体１２２ａと第２の積層体１２２ｂとが積層構成１３３で互いに結合されると、第１のツールプレート１５０ａおよび第２のツールプレート１５０ｂは、ツールプレート１５０の間に位置する積層体１２２と共に、積層構成１３３になる。
【００５０】
各ツールプレート１５０（図８Ａ参照）は、使用される積層体１２２（図８Ａ参照）のサイズに応じて適切な幅、長さ、および厚さを有する。例えば、ツールプレート１５０（図８Ａ参照）は、約７インチの幅、約２４インチの長さ、および約０．５インチの厚さを有することができる。しかし、ツールプレート１５０は、他の適切な幅、長さ、および厚さを有してもよい。各積層体１２２がそれぞれのツールプレート１５０に結合されると、各積層体は、好ましくは各ツールプレート１５０上に整列され、ツールプレート１５０の少なくとも１つの側面でツールプレート１５０の縁部と同一平面上に整列される。積層体１２２の反対側は、好ましくは、積層体１２２が好ましくは両側のツールプレートの縁部と同一平面になるように、ツールプレート１５０の反対側の縁部に同一平面上に整列するように必要に応じてトリミングされる。積層体１２２がツールプレート１５０に結合され、必要に応じてトリミングされた後に、積層体１２２の長さおよび幅は、好ましくは、それが結合または取り付けられるツールプレート１５０の長さおよび幅と同じかまたは実質的に同じである。例えば、結合およびトリミングの後に、ツールプレート１５０の幅が約７インチであり、ツールプレート１５０の長さが約２４インチである場合に、積層体１２２は、約７インチの幅および約２４インチの長さを有することができる。各積層体１２２の厚さは、好ましくは、積層体１２２が結合または取り付けられる各ツールプレート１５０の厚さよりも小さい。
【００５１】
図８Ａ〜図８Ｂに示すように、システム１７２の積層体アセンブリ１２０（図８Ｂ参照）は、第１の積層体１２２ａと第２の積層体１２２ｂとの間に結合されるか、または結合されるように構成された１つまたは複数のギャップ要素１３４をさらに含む。１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、好ましくは、第１のギャップ要素１３４ａ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）および第２のギャップ要素１３４ｂ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）を含む。各ギャップ要素１３４（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、好ましくは、積層シム１３５（図８Ａ参照）または他の適切なスペーサまたはギャップ形成要素を含む。積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの各ギャップ要素１３４は、複数の積層された層１３６（図８Ａ参照）またはプライを含むことができる。積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの第１のギャップ要素１３４ａ（図８Ａ参照）は、第１の複数の積層された層１３６ａ（図８Ａ参照）を含み、積層シム１３５の形態などの第２のギャップ要素１３４ｂ（図８Ａ）は、第２の複数の積層された層１３６ｂ（図８Ａ参照）を含む。例えば、大きい層間波形１００ａ（図６Ａ参照）を形成するために、使用することができる積層シム１３５の形態などのギャップ要素１３４は、１０プライの積層シムまたは１２プライ〜１５プライの積層シム、すなわち、１０プライもしくは層のスタック、または１２〜１５プライもしくは層のスタックを含むことができる。加えて、例えば、小さい層間波形１００ｃ（図６Ｃ参照）を形成するために、使用することができる積層シム１３５の形態などのギャップ要素１３４は、５プライの積層シム、すなわち、５プライまたは層のスタックを含むことができる。
【００５２】
図８Ａに示すように、第１のギャップ要素１３４ａは、第１の側面１３８ａおよび第２の側面１４０ａを含み、第２のギャップ要素１３４ｂは、第１の側面１３８ｂおよび第２の側面１４０ｂを含む。図８Ａにさらに示すように、第１のギャップ要素１３４ａおよび第２のギャップ要素１３４ｂなどのギャップ要素１３４はそれぞれ、第１の端部１４２ａ、第２の端部１４２ｂ、第１の側端部１４４ａ、および第２の側端部１４４ｂを含む。１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）と第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）との間のギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）、または空気空間の容積を形成する、または形成するように構成される。このギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）は、好ましくは、積層体１２２（図８Ｂ参照）の間の離間距離などの距離を形成する。
【００５３】
積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、１つまたは複数の複合材料１０６（図９参照）から構成することができる。複合材料１０６（図９参照）は、繊維材料１０７（図９参照）で補強された樹脂材料１０８（図９参照）またはポリマーマトリックスを含む。例えば、積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、０度（０°）の一方向性炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープの複数のプライ、または積層体１２２に関して上述したような他の適切な複合材料から構成することができる。好ましくは、積層シム１３５の形態などのギャップ要素１３４は、上述のように、複合材料１０６または積層体１２２を形成する複合材料と同じか類似の１つまたは複数の複合材料である。
【００５４】
図８Ａに示すように、積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、好ましくは、第１の積層体１２２ａなどの積層体１２２の第１の側面１２６ａ（図８Ａ参照）の１つまたは複数の長手方向縁部１４６に結合されるか、または結合されるように構成される。好ましくは、積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、第１の積層体１２２ａなどの積層体１２２のそれぞれの長手方向縁部１４６に沿って同一平面上に各々整列される。積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ参照）が、第１の積層体１２２ａなどの積層体１２２上に適切に配置されると、積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、真空圧縮などによって、第１の積層体１２２ａなどの積層体１２２に結合または取り付けられる。あるいは、積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）などの積層体１２２の第１の側面１２６ｂ（図８Ａ参照）の長手方向縁部１４６（図８Ａ参照）に結合または取り付けることができる。
【００５５】
積層シム１３５（図８Ａ参照）などの各ギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、積層体１２２（図８Ａ参照）のサイズおよび使用されるツールプレート１５０（図８Ａ参照）のサイズに応じて適切な幅、長さ、および厚さを有する。例えば、積層シム１３５（図８Ａ参照）などのギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、約０．０５インチの幅、約２４インチの長さ、および約５〜１５プライの厚さを有してもよい。しかし、積層シム１３５（図８Ａ参照）などのギャップ要素１３４（図８Ａ参照）は、別の適切な幅、長さ、および厚さを有してもよい。積層シム１３５などのギャップ要素１３４の長さは、好ましくは、使用される各ツールプレート１５０の長さよりわずかに短い。
【００５６】
図８Ａに示すように、第１の積層体１２２ａは、第１の長手方向縁部１４７ａの形態などの長手方向縁部１４６と、第１の長手方向縁部１４７ａに対向する第２の長手方向縁部１４７ｂと、を有する。好ましくは、第１のギャップ要素１３４ａ（図８Ａ参照）の第２の側面１４０ａ（図８Ａ参照）は、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）の第１の側面１２６ａ（図８Ａ参照）上の第１の長手方向縁部１４７ａ（図８Ａ参照）に結合または取り付けられ、好ましくは、第２のギャップ要素１３４ｂ（図８Ａ参照）の第２の側面１４０ｂ（図８Ａ参照）は、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）の第１の側面１２６ａの第２の長手方向縁部１４７ｂ（図８Ａ参照）に結合される。
【００５７】
図８Ａにさらに示すように、第２の積層体１２２ｂは、第１の長手方向縁部１４８ａの形態などの長手方向縁部１４６と、第１の長手方向縁部１４８ａに対向する第２の長手方向縁部１４８ｂと、を有する。好ましくは、第１のギャップ要素１３４ａ（図８Ａ参照）の第１の側面１３８ａ（図８Ａ参照）は、第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）の第１の側面１２６ｂ（図８Ａ参照）の第１の長手方向縁部１４８ａ（図８Ａ参照）に隣接し、好ましくは、第２のギャップ要素１３４ｂ（図８Ａ参照）の第１の側面１３８ｂ（図８Ａ参照）は、第１の積層体１２２ａと第２の積層体１２２ｂとが互いに結合されると、第２の積層体１２２ｂの第１の側面１２６ａ（図８Ａ参照）の第２の長手方向縁部１４８ｂ（図８Ａ参照）に結合される。
【００５８】
あるいは、積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの第１のギャップ要素１３４ａ（図８Ａ参照）は、第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）の第１の側面１２６ｂ（図８Ａ参照）の第１の長手方向縁部１４８ａ（図８Ａ参照）に結合または取り付けることができ、積層シム１３５（図８Ａ参照）の形態などの第２のギャップ要素１３４ｂ（図８Ａ参照）は、第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）の第１の側面１２６ｂ（図８Ａ参照）の第２の長手方向縁部１４８ｂ（図８Ａ参照）に結合または取り付けることができる。
【００５９】
図８Ａ〜図８Ｂに示すように、例えば、積層シム１３５の形態などの２つのギャップ要素１３４は、第１の積層体１２２ａに結合されるか、または結合されるように構成され、第１の積層体１２２ａの長手方向縁部１４６に沿って互いに対向して配置される。積層シム１３５の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４を様々な位置または構成に配置することができ、積層体アセンブリ１２０（図９参照）の圧密化２０４（図９参照）および硬化２０６（図９参照）中に形成される１つまたは複数の層間波形１００（図７、図８Ｃ、図９参照）の深さ１１４（図７、図９参照）および長さ１１６（図７、図９参照）のサイズを、ユーザが制御することが可能になる。積層シム１３５の形態などの２つのギャップ要素１３４が図８Ａ〜図８Ｂに示されているが、代替として、積層シム１３５などの１つのギャップ要素１３４を、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）の第１の長手方向縁部１４７ａ（図８Ａ参照）または第２の長手方向縁部１４７ｂ（図８Ａ参照）などの、積層体１２２の１つの長手方向縁部１４６に結合することができ、あるいは、１つのギャップ要素１３４を、第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）の第１の長手方向縁部１４８ａ（図８Ａ参照）または第２の長手方向縁部１４８ｂ（図８Ａ参照）に結合することができる。
【００６０】
図８Ａ〜図８Ｂに示すように、システム１７２（図８Ｂ参照）は、第１のエンドプレート１６０ａおよび第２のエンドプレート１６０ｂなどの１対のエンドプレート１６０をさらに含む。エンドプレート１６０（図８Ａ参照）は、アルミニウムバー１６１（図８Ａ参照）の形態であることが好ましい。しかしながら、エンドプレート１６０（図８Ａ参照）は、スチールもしくは別の適切な金属材料、セラミック材料、複合材料、または積層複合構造体を形成するための圧密化プロセスおよび硬化プロセス用に設計された他の材料で作ることができる。
【００６１】
図８Ａに示すように、第１のエンドプレート１６０ａは上面１６２ａおよび底面１６４ａを含み、第２のエンドプレート１６０ｂは上面１６２ｂおよび底面１６４ｂを含む。図８Ａにさらに示すように、第１のエンドプレート１６０ａおよび第２のエンドプレート１６０ｂなどのエンドプレート１６０はそれぞれ、第１の端部１６６ａ、第２の端部１６６ｂ、第１の側面１６８ａ、および第２の側面１６８ｂを含む。
【００６２】
図８Ｂに示すように、第１のエンドプレート１６０ａおよび第２のエンドプレート１６０ｂは、好ましくは、積層体アセンブリ１２０の対向する側面１２１に結合される。例えば、第１のエンドプレート１６０ａおよび第２のエンドプレート１６０ｂは、積層体アセンブリ１２０の対向する側面１２１に対してそれぞれ配置することができ、積層体アセンブリ１２０は、第１のフィルム層１７０ａなどのフィルム層１７０でラップすることができる。図８Ｂに示すように、第１のエンドプレート１６０ａは、第１のフィルム層１７０ａでラップされた積層体アセンブリ１２０の第１の側面１２１ａに対向してまたは隣接して配置され、第２のエンドプレート１６０ｂは、積層体アセンブリ１２０の第２の側面１２１ｂに対向してまたは隣接して配置される。第１のエンドプレート１６０ａ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）および第２のエンドプレート１６０ｂ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、好ましくは、積層体アセンブリ１２０（図８Ｂ参照）の対向する側面１２１（図８Ｂ参照）に対してそれぞれ配置され、積層体アセンブリ１２０を加圧システム１７４（図８Ｂ参照）の真空バッグアセンブリ１７５（図８Ｂ参照）内に固定して、積層体アセンブリ１２０の圧密化２０４（図９参照）および硬化２０６（図９参照）の間に、積層体アセンブリ１２０の、複合材料１０６（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）の、樹脂材料１０８（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）および繊維材料１０７（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）のギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）内への流れ方向２１４（図９参照）を容易にする。
【００６３】
図８Ａ〜図８Ｂにさらに示すように、積層体アセンブリ１２０は、エンドプレート１６０を積層体アセンブリ１２０に配置する前に、かつ、積層体アセンブリ１２０を真空バッグする前に、第１のフィルム層１７０ａなどのフィルム層１７０でラップされてもよい。第１のフィルム層１７０ａ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）などのフィルム層１７０（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）フィルム層１７１（図８Ａ〜図８Ｂ参照）、またはエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、または他のポリマーフィルムなどの別の適切なポリマーフィルムまたは可撓性フィルム材料を含むことが好ましい。
【００６４】
図８Ｂに示すように、システム１７２は、組み立てられた積層体アセンブリ１２０に結合された加圧システム１７４をさらに含む。加圧システム１７４（図８Ｂ参照）は、好ましくは、真空バッグアセンブリ１７５（図８Ｂ参照）および真空ポンプアセンブリ１８３（図８Ｂ参照）を含む真空シールシステム１７４ａ（図８Ｂ参照）を含む。図８Ｂに示すように、真空バッグアセンブリ１７５は、第１のフィルム層１７０ａおよび第２のフィルム層１７０ｂなどの１つまたは複数のフィルム層１７０を含むことができる。第１のフィルム層１７０ａ（図８Ｂ参照）および第２のフィルム層１７０ｂ（図８Ｂ参照）などのフィルム層１７０（図８Ｂ参照）は、約２ミルの厚さを有するフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）フィルム層１７１（図８Ａ、図９）を含むことが好ましい。フィルム層１７０はまた、別の適切なポリマーフィルムまたは可撓性フィルム材料を含むことができる。
【００６５】
図８Ｂに示すように、第１のフィルム層１７０ａは、好ましくは、積層体１２２、ギャップ要素１３４、およびツールプレート１５０を含む積層体アセンブリ１２０の周りにラップされる。図８Ｂにさらに示すように、第２のフィルム層１７０ｂは、好ましくは、エンドプレート１６０、および第１のフィルム層１７０ａでラップされた積層体アセンブリ１２０の周りにラップされる。
【００６６】
図８Ｂに示すように、真空バッグアセンブリ１７５は、第１のブリーザ材料層１７６ａおよび第２のブリーザ材料層１７６ｂなどの１つまたは複数のブリーザ材料層１７６をさらに含むことができる。ブリーザ材料層１７６は、それぞれ、穿孔された布または織物材料、または別の適切なブリーザ材料を含むことができる。例えば、第１のブリーザ材料層１７６ａは１０オンスのブリーザ材料を含むことができ、第２のブリーザ材料層１７６ｂは４オンスのブリーザ材料または１０オンスのブリーザ材料を含むことができる。第１のブリーザ材料層１７６ａおよび第２のブリーザ材料層１７６ｂは、他の適切なブリーザ材料を含むこともできる。
【００６７】
図８Ｂに示すように、第１のブリーザ材料層１７６ａは、第２のフィルム層１７０ｂに隣接し、第２のフィルム層１７０ｂ、エンドプレート１６０、および積層体アセンブリ１２０の周りにラップされ、積層体アセンブリ１２０は第１のフィルム層１７０ａでラップされる。図８Ｂにさらに示すように、第２のブリーザ材料層１７６ｂは任意であり、真空バッグされた積層体アセンブリ１２０を保護するための保護層として、例えば圧縮テーブルまたは他の平坦な表面などのテーブル１８２ａなどの平坦な表面装置１８２上に配置することができる。図８Ｂに示すように、真空バッグされた積層体アセンブリ１２０およびエンドプレート１６０は、テーブル１８２ａなどの平坦な表面装置１８２上に配置された第２のブリーザ材料層１７６ｂ上に配置される。
【００６８】
図８Ｂに示すように、真空バッグアセンブリ１７５は、真空バッグフィルム１７８をさらに含むことができる。真空バッグフィルム１７８（図８Ｂ参照）は、約３ミルの厚さを有するナイロンフィルム１７８ａ（図８Ｂ参照）を含むことができる。真空バッグフィルム１７８は、別の適切な厚さを有するシリコーン、シリコーンゴム、またはポリイミドなどの別の適切な可撓性フィルム材料を含むこともできる。図８Ｂにさらに示すように、真空バッグフィルム１７８は、第１のブリーザ材料層１７６ａに隣接し、第１のブリーザ材料層１７６ａ、第２のフィルム層１７０ｂ、エンドプレート１６０、および積層体アセンブリ１２０の周りにラップされ、積層体アセンブリ１２０は第１のフィルム層１７０ａでラップされる。
【００６９】
図８Ｂに示すように、真空バッグアセンブリ１７５は、シーラント材料１８０をさらに含むことができる。シーラント材料１８０（図８Ｂ参照）は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）テープ、シリコーン接着剤またはゴム接着剤を有するポリエステルテープ、剥離テープなどのシーラントテープ１８０ａ（図８Ｂ参照）や、剥離ライナーを有するかまたは有しない感圧接着剤（ＰＳＡ）などの接着剤材料、または他の適切なシーラントテープを含む。シーラント材料１８０は、別の適切なシーラント材料も含むことができる。図８Ｂに示すように、シーラント材料１８０は、真空バッグフィルム１７８の部分を、第１のブリーザ材料層１７６ａ、第２のフィルム層１７０ｂ、エンドプレート１６０、および積層体アセンブリ１２０の周りで共にシールするために使用することができ、積層体アセンブリ１２０は第１のフィルム層１７０ａでラップされる。
【００７０】
図８Ｂに示すように、システム１７２の真空シールシステム１７４ａなどの加圧システム１７４は、好ましくは、真空ポンプアセンブリ１８３を含む。真空ポンプアセンブリ１８３（図８Ｂ参照）は、真空バッグアセンブリ１７５（図８Ｂ参照）に結合される。図８Ｂに示すように、真空ポンプアセンブリ１８３は、第１の真空ポート１８４ａおよび第２の真空ポート１８４ｂの形態などの、１つまたは複数の真空ポート１８４を含む。真空ポート１８４（図８Ｂ参照）は、真空バッグフィルム１７８（図８Ｂ参照）を通して挿入され、第１のブリーザ材料層１７６ａ（図８Ｂ参照）を通して取り付けられてもよい。図８Ｂには２つの真空ポート１８４が示されているが、真空ポンプアセンブリ１８３は１つの真空ポート１８４のみを含むことができ、または真空ポンプアセンブリ１８３は３つ以上の真空ポート１８４を含むことができる。
【００７１】
図８Ｂに示すように、真空ポンプアセンブリ１８３は、１つまたは複数の真空ライン１８６をさらに含むことができる。真空ライン１８６は、好ましくは、１つまたは複数の真空ポート１８４をトラップ部材１８８、ゲージ部材１９０、１つもしくは複数の制御バルブ１９２、および真空ポンプ１９４に接続する。
【００７２】
加圧システム１７４（図８Ｂ参照）が積層体アセンブリ１２０（図８Ｂ参照）を加圧すると、ギャップ要素１３４（図８Ｂ参照）およびその周囲に高圧領域１９６（図８Ｂ参照）が形成され、または、ギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）が存在しない場合は、第１の積層体１２２ａ（図８Ｂ参照）と第２の積層体１２２ｂ（図８Ｂ参照）との間のギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）に低圧領域１９８（図８Ｂ参照）が形成される。低圧領域１９８（図８Ｂ参照）は、積層体アセンブリ１２０（図８Ｂ参照）の圧密化２０４（図９参照）および硬化２０６（図９参照）中に１つまたは複数の層間波形１００（図８Ｃ参照）の形成を容易にする。低圧領域１９８（図８Ｂ参照）は、複合材料１０６（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）の樹脂材料１０８（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）および繊維材料１０７（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）のギャップ領域１４５内への流れ方向２１４（図９参照）、すなわち、圧密化２０４および硬化２０６中の樹脂材料１０８および繊維材料１０７の積層体１２２からギャップ領域１４５への移行または移動を容易にする、または生じさせる。ギャップ領域１４５への樹脂材料１０８（図９参照）および繊維材料１０７（図９参照）の流れまたは移動により、低圧領域１９８の低圧と共に、複合材料１０６（図９参照）の繊維材料１０７（図９参照）の１つまたは複数の繊維の歪みが形成され、その結果、１つまたは複数の層間波形１００（図８Ｃ参照）が形成される。低圧領域１９８で使用される圧力および高圧領域１９６で使用される圧力は、積層体アセンブリ１２０（図９参照）のために使用される複合材料１０６（図９参照）または使用される複合材料システムに依存する。例えば、特定の複合材料１０６システムでは、低圧領域１９８と高圧領域１９６との間の圧力差は、５ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）〜１０ｐｓｉなど、より小さくてもよいが、他の複合材料１０６システムでは、低圧領域１９８と高圧領域１９６との間の圧力差は、５０ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）〜１００ｐｓｉなど、より大きくてもよい。
【００７３】
上述のように、第１のエンドプレート１６０ａ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）および第２のエンドプレート１６０ｂ（図８Ａ〜図８Ｂ参照）などのエンドプレート１６０（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、積層体アセンブリ１２０の圧密化２０４（図９参照）および硬化２０６（図９参照）中に、積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ参照）の複合材料１０６（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）の、樹脂材料１０８（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）および繊維材料１０７（図８Ａ、図８Ｃ、図９参照）のギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）内への流れ方向２１４（図９参照）をさらに容易にする。エンドプレート１６０（図８Ａ〜図８Ｂ参照）は、積層体１２２に対するバリアを形成し、これにより、樹脂材料１０８（図８Ａ参照）および繊維材料１０７が積層体アセンブリ１２０から外側に流れるのを防止または実質的に防止し、その代わりに、圧密化２０４および硬化２０６中に、樹脂材料１０８および繊維材料１０７がギャップ領域１４５内および低圧領域１９８内に流れ込むのを容易にする。
【００７４】
本明細書で使用する「圧密化」または「圧密化する」とは、積層体アセンブリ１２０を加圧および加熱しながら共に圧縮または圧搾して、樹脂材料１０８および繊維材料１０７の流動または移動、および複合材料１０６の強化繊維材料１０７の濡れなどの複合材料１０６の濡れをもたらし、積層複合構造体１０を形成することを意味する。本明細書で使用する「硬化」または「硬化する」は、積層複合構造体１０を形成するために、熱および圧力下で積層体アセンブリ１２０を硬化または強化することを意味する。
【００７５】
図８Ｃは、システム１７２（図８Ｂ参照）を用いて形成された層間波形１００を有する、形成された積層複合構造体１０を示す。図８Ｃに示すように、積層複合構造体１０は、複合材料１０６からなる複数の積層された層１０２またはプライを含む。複合材料１０６（図８Ｃ参照）は、繊維材料１０７（図８Ｃ参照）で強化された樹脂材料１０８（図８Ｃ参照）またはポリマーマトリックスを含む。複数の積層された層１０２（図８Ｃ参照）は、複数の積層された層１０２内に形成された層間波形１００（図８Ｃ参照）を有する。各層間波形１００（図８Ｃ参照）は、ピーク１１０および谷１１２を有する実質的に正弦波形状の輪郭１０１（図８Ｃ参照）または波状構成を有する。層間波形１００（図８Ｃ参照）を有する積層複合構造体１０（図８Ｃ、図９参照）は、好ましくは、例えば、露出した垂直外側縁部８０ａなどの露出した縁部８０が１つまたは複数の衝撃力８８（図９参照）、例えば１つまたは複数の物体（図示せず）などから衝撃力８８ａ、８８ｂ（図５Ａ参照）を受けた場合に、積層複合構造体１０の露出した垂直外側縁部８０ａ（図６Ａ〜図６Ｄ、図９参照）などの露出した縁部８０（図６Ａ〜図６Ｄ、図９参照）において改善された強度２０２（図９参照）および改善された衝撃損傷耐性２００（図９参照）を有する。
【００７６】
ここで図９を参照すると、図９は、層間波形１００を有する積層複合構造体１０を形成するためのシステム１７２の例示的なバージョンを示す機能ブロック図であり、層間波形１００を有する形成された積層複合構造体１０を示す。図９に示すように、図８Ｂに関して上で詳細に説明したように、システム１７２は、加圧システム１７４に結合された積層体アセンブリ１２０を含む。図９にさらに示すように、積層体アセンブリ１２０は、好ましくは、互いに結合された第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）および第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）などの２つの積層体１２２を含み、２つの積層体１２２の間に結合されてギャップ領域１４５を形成する積層シム１３５の形態などの１つまたは複数のギャップ要素１３４を含む。図９にさらに示すように、積層体アセンブリ１２０は、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）に結合された第１のツールプレート１５０ａ（図８Ａ参照）などのツールプレート１５０と、第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）に結合された第２のツールプレート１５０ｂ（図８Ａ参照）と、を含む。第１のエンドプレート１６０ａ（図８Ａ参照）および第２のエンドプレート１６０ｂ（図８Ａ参照）などの１対のエンドプレート１６０（図９参照）は、好ましくは積層構成１３３（図９参照）にある積層体アセンブリ１２０（図８Ａ、図９参照）の対向する側面１２１（図８Ｂ参照）に対して配置される。
【００７７】
図９にさらに示すように、加圧システム１７４は、上で詳細に説明したように、真空バッグアセンブリ１７５および真空ポンプアセンブリ１８３を含む真空シールシステム１７４ａを含む。図９に示すように、また詳細に上述したように、真空バッグアセンブリ１７５は、第１のフィルム層１７０ａ（図８Ｂ参照）および第２のフィルム層１７０ｂ（図８Ｂ参照）などの１つまたは複数のフィルム層１７０を含み、好ましくは、フィルム層１７０は、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）フィルム層１７１をそれぞれ含む。図９に示すように、また詳細に上述したように、真空バッグアセンブリ１７５は、第１のブリーザ材料層１７６ａ（図８Ｂ参照）および第２のブリーザ材料層１７６ｂなどの１つまたは複数のブリーザ材料層１７６（図８Ｂ参照）をさらに含み、真空バッグフィルム１７８を含み、またシーラント材料１８０を含む。積層体アセンブリ１２０（図９参照）は、好ましくは、加圧システム１７４の真空バッグアセンブリ１７５内に結合され、好ましくは、テーブル１８２ａ（図８Ｂ参照）などの平坦な表面装置１８２（図８Ｂ、図９参照）、例えば圧縮テーブル、または別の適切な平坦な表面に配置される。
【００７８】
図９に示すように、また上で詳細に説明したように、真空ポンプアセンブリ１８３は、第１の真空ポート１８４ａ（図８Ｂ参照）および第２の真空ポート１８４ｂ（図８Ｂ参照）の形態などの１つまたは複数の真空ポート１８４、１つまたは複数の真空ライン１８６、トラップ部材１８８、ゲージ部材１９０、１つまたは複数の制御バルブ１９２、ならびに真空ポンプ１９４を含む。
【００７９】
加圧システム１７４（図９参照）が積層体アセンブリ１２０（図９参照）を加圧すると、ギャップ要素１３４およびその周囲に高圧領域１９６（図９参照）が生成され、またはギャップ領域１４５（図９参照）がない場合には、低圧領域１９８（図９参照）が積層体１２２（図９参照）間のギャップ領域１４５（図９参照）に形成される。上述のように、低圧領域１９８（図９参照）は、複合材料１０６（図９参照）の樹脂材料１０８（図９参照）および繊維材料１０７（図９参照）のギャップ領域１４５（図９参照）への流れ方向２１４（図９参照）を容易にすることにより、積層体アセンブリ１２０（図９参照）の圧密化２０４（図９参照）および硬化２０６（図９参照）中に１つまたは複数の層間波形１００（図９参照）の形成を容易にし、それによって、低圧領域１９８の低圧と共に、複合材料１０６（図９参照）の繊維材料１０７（図９参照）の１つまたは複数の繊維の歪みが形成され、その結果、１つまたは複数の層間波形１００（図９参照）が形成される。繊維材料１０７の１つまたは複数の繊維は、繊維材料１０７および樹脂材料１０８の流れ方向２１４（図９参照）が、繊維材料１０７の１つまたは複数の繊維の配向を横切るように配向することができる。
【００８０】
図９に示すように、１つまたは複数の層間波形１００を有する積層複合構造体１０を形成するための、積層体アセンブリ１２０の圧密化２０４および硬化２０６は、好ましくは、有効圧力２０８、有効温度２１０、および有効期間２１２で行われる。積層複合構造体１０の圧密化２０４および硬化２０６の間に使用される有効圧力２０８は、例えば特定の複合材料システムに対して使用される複合材料１０６システムに応じて変化してもよく、圧密化２０４および硬化２０６の間の圧力は、１４ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）未満の大気圧分圧から、例えば、熱可塑性樹脂については数千ｐｓｉまで変化してもよい。積層複合構造体１０の圧密化２０４および硬化２０６中に使用される有効温度２１０および有効期間２１２もまた、使用される複合材料１０６システムに応じて変化してもよく、そして、使用される複合材料１０６の種類、複合材料１０６の流動特性、例えば、樹脂材料１０８の流れおよび繊維材料１０７の流れ、複合材料１０６の粘度特性、複合材料１０６の化学変化プロファイル、ならびに複合材料１０６および複合材料システムの他の材料特性などに応じて変化してもよい。
【００８１】
図９に示すように、システム１７２によって形成された積層複合構造体１０は、積層複合ブレードストリンガ２８ａ、積層複合スキンパネル２８ｂ、積層複合スパー２８ｃ、積層複合飛行制御面２８ｄ、または他の適切な積層複合仕上げ部品２８などの積層複合仕上げ部品２８を含むことができる。図９にさらに示すように、システム１７２によって形成された積層複合構造体１０は、積層複合試験クーポン１１をさらに含むことができる。
【００８２】
図９に示すように、システム１７２によって形成され、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）および第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）などの積層体１２２によって形成された積層複合構造体１０は、複合材料１０６からなる複数の積層された層１０２またはプライを含む。複合材料１０６（図９参照）は、上述したように、繊維材料１０７（図９参照）で補強された樹脂材料１０８（図９参照）またはポリマーマトリックスを含む。図９にさらに示すように、システム１７２によって形成され、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）および第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）などの積層体１２２によって形成される積層複合構造体１０は、１つまたは複数の層間波形１００を含む。各層間波形１００（図９参照）は、実質的に正弦波形状の輪郭１０１（図８Ｃ、図９参照）、または波状構成もしくは形状を有し、各層間波形１００（図７、図８Ｃ、図９参照）は、ピーク高さ１１４ａなどの深さ１１４（図７、図９を参照）を有し、歪み長１１６ａ（図９参照）などの長さ１１６（図７、図９参照）を有し、幅１１７（図９参照）を有する。深さ１１４（図９参照）、長さ１１６（図９参照）、幅１１７（図９参照）は、システム１７２によって形成される積層複合構造体１０（図８Ｃ、図９参照）のサイズ１０３（図９参照）に依存する。図９にさらに示すように、各層間波形１００は、交互のピーク１１０と谷１１２とからなる複数のピークと谷部分１０９を有する。
【００８３】
図９に示すように、形成された積層複合構造体１０は、好ましくは、露出した垂直外側縁部８０ａなどの露出した縁部８０が１つまたは複数の衝撃力８８、例えば１つまたは複数の物体（図示せず）からの衝撃力８８ａ、８８ｂ（図５Ａ参照）を受けた場合に、改善された衝撃損傷耐性２００および改善された強度２０２を有する。形成され、完成した積層複合構造体１０（図９参照）は、好ましくは、航空機１２ａ（図９参照）または他の適切なビークルなどのビークル１２（図９参照）に使用される。
【００８４】
ここで図１０を参照すると、図１０は、１つまたは複数の層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ）を有し、改善された衝撃損傷耐性２００（図９参照）および改善された強度２０２（図９参照）を有する積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃを参照）を形成する本開示の方法２５０の例示的なバージョンの流れ図である。上述したように、積層複合構造体１０（図９参照）は、積層複合ブレードストリンガ２８ａ（図９参照）、積層複合スキンパネル２８ｂ（図９参照）、積層複合スパー２８ｃ（図９参照）、積層複合飛行制御面２８ｄ（図９参照）などの、積層複合仕上げ部品２８（図９参照）、または他の適切な積層複合仕上げ部品を含むことができ、あるいは、積層複合構造体１０は、積層複合試験クーポン１１（図９参照）、または他の適切な積層複合構造体を含むことができる。
【００８５】
図１０に示すように、方法２５０は、積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）を形成するステップ２５２を含む。積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）は、第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）に結合された少なくとも第１の積層体１２２ａ（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）を含む。積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９を参照）は、第１の積層体１２２ａ（図８Ｂ、図９参照）と第２の積層体１２２ｂ（図８Ｂ、図９参照）との間にギャップ領域１４５（図８Ｂ、図９参照）を形成するために、第１の積層体１２２ａと第２の積層体１２２ｂとの間に結合された、積層シム１３５（図８Ａ〜図８Ｂ、図９を参照）の形態などの、１つまたは複数のギャップ要素１３４（図８Ａ〜図８Ｂ、図９を参照）をさらに含む。積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）を形成するステップ２５２（図１０参照）は、好ましくは、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）を第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）に結合する前に、第１の積層体１２２ａを第１のツールプレート１５０ａ（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）に結合し、第２の積層体１２２ｂを第２のツールプレート１５０ｂ（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）に結合するステップをさらに含む。
【００８６】
方法２５０（図１０参照）の積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）を形成するステップ２５２（図１０参照）は、２つのギャップ要素１３４（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）を配置し結合するステップをさらに含み、積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）の圧密化２０４（図９参照）および硬化２０６（図９参照）中に形成される１つまたは複数の層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄ、図７、図８Ｃ参照）の深さ１１４（図７、図９参照）および長さ１１６（図７、図９参照）を制御するために、２つのギャップ要素１３４は、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）（または第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照））の長手方向縁部１４６（図８Ａ参照）に沿って互いに対向する積層シム１３５（図８Ａ、図９参照）を含む。
【００８７】
図１０に示すように、方法２５０は、１つまたは複数の層間波形１００（図８Ｃ、図９参照）を形成するために、積層体アセンブリ１２０（図８Ｂ、図９参照）を圧密化し、ギャップ領域１４５（図８Ｂ、図９参照）に低圧領域１９８（図８Ｂ、図９参照）を形成するために、加圧システム１７４（図８Ｂ、図９参照）を使用するステップ２５４をさらに含む。加圧システム１７４（図８Ｂ、図９参照）を使用するステップ２５４（図１０参照）は、加圧システム１７４を積層体アセンブリ１２０（図８Ｂ、図９参照）に、またはその周りに結合させるステップを含む。上述したように、加圧システム１７４（図８Ｂ、図９参照）は、真空バッグアセンブリ１７５（図８Ｂ、図９参照）および真空ポンプアセンブリ１８３（図８Ｂ、図９参照）からなる真空シールシステム１７４ａ（図８Ｂ、図９）を含む。
【００８８】
図１０に示すように、方法２５０は、１つまたは複数の層間波形１００（図８Ｃ、図９参照）を有する積層複合構造体１０（図８Ｃ、図９参照）を形成するために、積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）を硬化させるステップ２５６をさらに含み、形成された積層複合構造体１０（図８Ｃ、図９参照）は、露出した縁部８０が１つまたは複数の衝撃力８８（図９参照）、例えば１つまたは複数の物体（図示せず）などから衝撃力を受けた場合に、特に積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ、図９参照）の露出した垂直外側縁部８０ａ（図６Ａ〜図６Ｄ、図９参照）などの露出した縁部８０（図６Ａ〜図６Ｄ、図９参照）において、改善された衝撃損傷耐性２００（図９参照）および改善された強度２０２（図９参照）を有する。積層複合構造体１０（図８Ｃ、図９参照）を形成するために積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）を硬化させるステップ２５６（図１０参照）は、積層複合試験クーポン１１（図９参照）、積層複合ブレードストリンガ２８ａ（図９参照）、積層複合スキンパネル２８ｂ（図９参照）、積層複合スパー２８ｃ（図９参照）、積層複合飛行制御面２８ｄ（図９参照）、または他の適切な積層複合構造体のうちの１つを含む、積層複合構造体１０（図８Ｃ、図９参照）を形成するために、積層体アセンブリ１２０（図９参照）を硬化させるステップ２５６（図９参照）をさらに含む。
【００８９】
図１０に示すように、方法２５０は、積層体アセンブリ１２０（図８Ａ、図８Ｂ、図９参照）を形成するステップ２５２の後であって、加圧システム１７４を使用するステップ２５４の前に、積層体アセンブリ１２０の圧密化２０４（図９参照）および硬化２０６（図９参照）中に、樹脂材料１０８（図９参照）および繊維材料１０７（図９参照）の、積層体アセンブリ１２０（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）のギャップ領域１４５（図８Ｂ、図９参照）内への流れ方向２１４（図９参照）を容易にするために、第１のエンドプレート１６０ａ（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）および第２のエンドプレート（１６０ｂ）（図８Ａ〜図８Ｂ、図９参照）をそれぞれ、積層体アセンブリ１２０（図８Ｂ参照）の対向する側面１２１（図８Ｂ参照）に対して配置するステップ２５８をさらに任意選択的に含むことができる。
実施例
【００９０】
一例では、開示されたシステム１７２のバージョン（図９参照）を使用して、積層複合試験クーポン１１（図９参照）などの積層複合構造体１０（図９参照）が形成された。
【００９１】
積層体アセンブリの形成：複合材料および樹脂材料からなるライトゲージ積層体の形態の第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）および第２の積層体１２２ｂ（図８Ａ参照）を含む２つの別個の積層体１２２がレイアップ装置上に形成され、各積層体は、総積層複合試験クーポン１１（図９参照）の半分を表していた。
【００９２】
２つの積層シム１３５の形態などの２つの別個のギャップ要素１３４は、０度（０°）の一方向炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープの複数のプライから構成され、小さい層間波形１００ｃ（図６Ｃ参照）を形成するためのライトゲージ積層体用の５プライ（厚さ）の積層シムと、大きい層間波形１００ａ（図６Ａ参照）を形成するためのライトゲージ積層体用の１０プライ（厚さ）の積層シムと、を含む。積層シム１３５はレイアップ装置上に形成された。各積層シム１３５は、幅０．５インチ×長さ２３．８５インチのサイズにトリミングされた。
【００９３】
２４インチの長さ、７インチの幅、および０．５インチの厚さを有する剛性の精密な地鉄製コールプレートの形態の第１のツールプレート１５０ａ（図８Ａ参照）および第２のツールプレート１５０ｂ（図８Ａ参照）を含む２つのツールプレート１５０が、清浄にされ、準備され、圧縮テーブル上に置かれた。
【００９４】
第１の積層体１２２ａは、第１のツールプレート１５０ａの上に配置されて整列され、第１の積層体１２２ａの一方の側端部または縁部は、第１のツールプレート１５０ａの一方の側端部または縁部と同一平面上に整列された。第２の積層体１２２ｂは、第２のツールプレート１５０ｂの上に配置されて整列され、第２の積層体１２２ｂの一方の側端部または縁部は、第２のツールプレート１５０ｂの一方の側端部または縁部と同一平面上に整列された。
【００９５】
第１の積層体１２２ａおよび第２の積層体１２２ｂは、汚染を防止するためにフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）フィルム層で覆われていた。第１の積層体１２２ａは、２２インチの水銀（Ｈｇ）圧力を用いて５分間第１のツールプレート１５０ａに真空圧縮され、第２の積層体１２２ｂは２２インチの水銀（Ｈｇ）圧力を用いて第２のツールプレート１５０ｂに５分間真空圧縮された。
【００９６】
真空圧縮された第１の積層体／第１のツールプレートおよび第２の積層体／第２のツールプレートを平坦な作業面に移動させた。第１の積層体１２２ａの反対側（非平坦面側）を超音波ナイフで第１のツールプレート１５０ａの反対側と同一面になるようにトリミングした。第２の積層体１２２ｂの反対側（非平坦面）は、第２のツールプレート１５０ｂの反対側と同一面になるように超音波ナイフでトリミングされた。第１の積層体１２２ａと第２の積層体１２２ｂは、それぞれの第１の積層体１２２ａと第２の積層体１２２ｂの両側端部または縁部が適切にトリミングされていることを確認するためにチェックされ、その結果両側でそれぞれの第１のツールプレート１５０ａおよび第２のツールプレート１５０ｂと同一平面上に整列された。
【００９７】
２つの積層シム１３５の形態などの２つのギャップ要素１３４は、第１の積層体１２２ａの長手方向縁部１４６（図８Ａ参照）に沿って配置され、整列された。第１のギャップ要素１３４ａ（図８Ａ参照）は、第１の積層体１２２ａ（図８Ａ参照）の第１の長手方向縁部１４７ａ（図８Ａ参照）に沿って同一平面上に整列された。第２のギャップ要素１３４ｂ（図８Ａ参照）は、第１の積層体１２２ａの第２の長手方向縁部１４７ｂ（図８Ａ参照）に沿って同一平面上に整列された。
【００９８】
第１のギャップ要素１３４ａおよび第２のギャップ要素１３４ｂは、例えば、積層シム１３５の形態で、第１の積層体１２２ａに真空圧縮された。真空圧縮された第１のギャップ要素１３４ａおよび第２のギャップ要素１３４ｂを有する第１の積層体１２２ａは、テーブル１８２ａ（図８Ｂ参照）などの平坦な表面装置１８２（図８Ｂ参照）に移動された。
【００９９】
第２の積層体１２２ｂの底面に取り付けられた第２のツールプレート１５０ｂを有する第２の積層体１２２ｂは、真空圧縮された第１および第２のギャップ要素１３４ａ、１３４ｂが上面に取り付けられ、第１のツールプレート１５０ａは第１の積層体１２２ａの底面に取り付けられている第１の積層体１２２ａとその上に整列され、その結果、積層体アセンブリ１２０を形成するために、第１の積層体１２２ａと第２の積層体１２２ｂとが内部で対向し、第１のツールプレート１５０ａと第２のツールプレート１５０ｂとが外部で外側を向いていた。
【０１００】
積層体アセンブリの真空バッグ：形成された積層体アセンブリ１２０は、厚さ２ミルのフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）フィルム層１７１（図９参照）の形態で、第１のフィルム層１７０ａ（図８Ｂ参照）などのフィルム層１７０（図９参照）でラップされたエンベロープであった。ＦＥＰフィルム層の形態の第１のフィルム層を、数枚のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）テープを用いて、形成された積層体アセンブリの周りに固定した。
【０１０１】
各々２４インチの長さ、１インチの幅、および１．５インチの厚さのアルミニウム棒の形態で、第１のエンドプレート１６０ａ（図８Ａ参照）および第２のエンドプレート１６０ｂ（図８Ａ参照）を含む２つのエンドプレート１６０（図８Ａ、図９参照）を、フィルム層１７０でラップされた積層体アセンブリ１２０（図８Ｂ参照）の各対向する側面１２１（図８Ｂ参照）に配置した。
【０１０２】
２つのエンドプレート１６０およびラップされた積層体アセンブリ１２０は、厚さ２ミルのフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）フィルム層１７１（図９参照）の形態の第２のフィルム層１７０ｂでゆるくラップされた。ＦＥＰフィルム層の形態の第２のフィルム層を、数枚のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）テープで形成された積層体アセンブリの周りに固定した。ＦＥＰフィルム層の形態の第２のフィルム層をチェックして、第２のフィルム層に弛みがあることを確認し、積層体アセンブリ１２０の端部のギャップ領域１４５（図８Ｂ参照）を満たすことができるようにした。
【０１０３】
第１の真空ポート１８４ａ（図８Ｂ参照）および第２の真空ポート１８４ｂ（図８Ｂ参照）用の部分を含む真空ポート１８４（図８Ｂ参照）の真空ポートワッフル部分は、任意選択的に１０オンスのブリーザ材料でラップされ、積層体アセンブリ１２０の各端部に配置される。
【０１０４】
積層体アセンブリ１２０および包まれた真空ポート１８４は、１０オンスブリーザ材料層の形態の第１のブリーザ材料層１７６ａでラップされ、第１のブリーザ材料層はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）テープで固定された。真空ポート１８４（図８Ｂ参照）の真空ポート基部は、第１のブリーザ材料層１７６ａに配置され、固定された。
【０１０５】
シーラントテープ１８０ａ（図８Ｂ参照）の形態のシーラント材料１８０（図８Ｂ参照）を、３ミルの厚さを有するナイロンフィルム１７８ａ（図８Ｂ参照）の形態の真空バッグフィルム１７８にＵ字形の構成で塗布した。シーラントテープを有する真空バッグフィルムの縁部を、積層体アセンブリ１２０および第２のフィルム層１７０ｂおよび第１のブリーザ材料層１７６ａでラップされたエンドプレート１６０の中心に折り畳んだ。縁部を逆に折り曲げて、シーラントテープ上に剥離紙を露出させた。真空バッグフィルムの反対側の縁部は、ラップされた積層体アセンブリの中心に折り畳まれた。剥離紙を取り除き、真空バッグをラップされた積層体アセンブリの中心と真空バッグフィルムの端部にシールした。
【０１０６】
真空ポート１８４（図８Ｂ参照）を真空バッグフィルム１７８（図８Ｂ参照）に挿入し、真空ポンプアセンブリ１８３（図８Ｂ参照）で真空引きして漏れのチェックを行った。この実施例では、真空バッグ積層体アセンブリを約９０ｐｓｉ（９０ポンド／平方インチ）の有効圧力、約３５５°Ｆの有効温度で約２時間の有効時間で圧密化し硬化させて、層間波形１００（図８Ｃ、図９参照）を有する積層複合構造体１０を得た。しかし、有効圧力、有効温度および有効時間は、使用される複合材料システムによって異なる。
【０１０７】
衝撃および圧縮の試験：層間波形１００を有する積層複合試験クーポン１１（図９参照）の例示的な形態の、層間波形１００を有する完成し形成された積層複合構造体１０を上述のように形成し、衝撃および圧縮荷重について試験し、層間波形のない積層複合試験クーポンの形態などの、衝撃および圧縮荷重について試験した層間波形１００のない積層複合構造体１０の対照に対して試験した。
【０１０８】
衝撃試験を行うために、約３００ポンドの重い衝撃固定具を有する高速衝撃試験装置を使用した。すべての試験試料に同じ衝撃エネルギーまたは力で衝撃を与えた。衝撃試験は、積層複合試験クーポンの形態で、以下の試験試料で実施した。（１）大きい層間波形１００（図６Ａ参照）（０．０３０インチの波形サイズ）を有するライトゲージ３２プライおよびミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポン、（２）小さい層間波形１００ｃ（図６Ｃ参照）（０．０１８インチの波形サイズ）を有するミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポン、（３）層間波形のない、ライトゲージ３２プライおよびミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプの対照積層複合試験クーポン、（４）大きい層間波形１００（図６Ａ参照）（０．０３０インチの波形サイズ）を有し、縁部被覆１０４（図６Ｃ参照）またはキャップ処理を含む、ライトゲージ３２プライおよびミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポン、（５）小さい層間波形１００ｃ（図６Ｃ参照）（０．０１８インチの波形サイズ）を有し、縁部被覆１０４（図６Ｃ参照）またはキャップ処理を含む、ライトゲージ３２プライおよびミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポン、（６）層間波形のない、縁部被覆１０４（図６Ｃ参照）またはキャップ処理を含む、ライトゲージ３２プライおよびミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプの対照積層複合試験クーポン。
【０１０９】
圧縮試験は、上記積層複合試験クーポンについて行われ、それらの残留強度能力を決定した。圧縮試験装置は、ウィンドウ、荷重プラテン、調整可能な基部、および最大２００キップ（キロポンド）の荷重フレームを有する圧縮ジャケット固定具を用いて圧縮試験を実施した。
【０１１０】
結果：衝撃試験の結果は、層間波形のない対照試験試料と層間波形およびさらに縁部被覆またはキャップ処理を有する積層複合試験クーポンとの間で衝撃損傷サイズを比較した。結果は、大きい層間波形を有するライトゲージ３２プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポンが、層間波形のないライトゲージ３２プライの積層体クーポンタイプの対照積層体複合試験クーポン（平均サイズ損傷４．２×１．４インチ）よりも損傷が少ない（平均サイズ損傷３．１×１．０インチ）ことを示した。さらに、衝撃試験および圧縮試験は、大きい層間波形を有するミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプの積層複合試験クーポンが、層間波形のないミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプの対照積層体複合試験クーポン（平均サイズ損傷３．８×１．４インチ）よりも損傷が少ない（平均サイズ損傷３．６×１．４インチ）ことを示した。
【０１１１】
さらに、荷重担持能力の結果として生じる増加は、ライトゲージ３２プライの積層体クーポンタイプでは、層間波形のないライトゲージ３２プライの対照積層体クーポンと比較して２９％大きいことが判明し、またミディアムゲージ６６プライの積層体クーポンタイプでは、層間波形のないミディアムゲージ６６プライの対照積層体クーポンと比較して１０％大きいことが判明した。
【０１１２】
さらに、衝撃試験および圧縮試験の結果は、横方向の層間波形を有する積層複合試験クーポンが、衝撃による内部損傷に対してより耐性であり、したがって、より高い残留強度能力を示すことを示した。同じエネルギーで衝撃を受けたが、層間波形を有する積層複合試験クーポンの内部層間剥離はより小さかった。この差は、キャップ処理をしないライトゲージ３２プライの積層複合試験クーポンについて最大であった。さらに、単純で便宜的で費用効果の高い試験は、横方向ウェブの層間波形は、積層複合ブレードストリンガ２８ａ（図９参照）のほとんど見えない衝撃損傷（ＢＶＩＤ）、すなわち、目視検査では合理的に検出できない損傷、圧縮能力に影響を及ぼさないことを実証した。
【０１１３】
積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）、および積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）を形成するシステム１７２（図８Ｂ、図９参照）および方法２５０（図１０参照）の開示された実施形態は、露出した縁部８０が１つまたは複数の衝撃力８８（図９参照）、例えば１つまたは複数の物体（図示せず）から衝撃力８８ａ、８８ｂ（図５Ａ参照）を受けた場合に、積層複合構造体１０の露出した縁部８０（図９参照）における改善された強度２０２（図９参照）および改善された衝撃損傷耐性２００（図９参照）を提供する。衝撃損傷耐性の利益のために、層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）を意図的に形成することを利用して、構造上のオーバーラップおよびステッチングなどのより高価な二次構造を積層複合材に実施することを回避し、それによって必要な製造工程が少なくなり、時間、労力、および製造コストを低減することができる。さらに、層間波形１００（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）の意図的な形成は、層間波形１００が損害ではなく利益を提供するので、層間波形１００がすでに生産工程に存在する場合には、衝撃損傷性能のためにそれらを除去する必要性を排除する。さらに、層間波形１００を有する開示された積層複合構造体１０、例えば、小さい層間波形１００ｃ（図６Ｃ参照）は、縁部被覆１０４（図６Ｃ参照）と共に使用されてもよいが、そのような縁部被覆は任意であり、必須ではない。付加的な縁部カバーを回避することができれば、これによって製造コストを低減することができ、必要な製造工程が少なくなり、それによって時間、労力および製造コストを低減することができる。
【０１１４】
さらに、積層複合構造体１０（図６Ａ〜図６Ｄ、図８Ｃ、図９参照）、ならびにシステム１７２（図８Ｂ、図９参照）および方法２５０（図１０参照）の開示された実施形態は、二次工程または追加の材料費なしで一次製造または形成プロセスに容易に統合することができる層間波形１００を有する積層複合構造体１０を提供する。さらに、横方向ウェブ層間波形１００は、積層複合ブレードストリンガ２８ａ（図９参照）のほとんど見えない衝撃損傷（ＢＶＩＤ）に影響を及ぼさないことが分かった。
【０１１５】
前述の説明および関連する図面に提示された教示の利点を有する、本開示に関係する当業者には、本開示の多くの改変および他の実施形態が想到されるであろう。本明細書に記載された実施形態は例示的なものであり、限定的または網羅的であることを意図するものではない。本明細書では特定の用語を使用しているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定の目的では使用されていない。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  積層複合構造体
１１  積層複合試験クーポン
１２  ビークル
１２ａ  航空機
１４  胴体
１６  ノーズ
１８  翼部
２０  エンジン
２２  尾翼
２４  水平スタビライザ
２６  垂直スタビライザ
２８  積層複合仕上げ部品
２８ａ  積層複合ブレードストリンガ
２８ｂ  積層複合スキンパネル
２８ｃ  積層複合スパー
２８ｄ  積層複合飛行制御面
３０  航空機の製造および保守点検方法
３２  仕様および設計
３４  材料調達
３６  構成要素および部分組立品の製造
３８  システム統合
４０  認証および搬送
４２  就航、就航中
４４  整備および保守点検
４６  航空機
４８  機体
５０  システム
５２  内部
５４  推進システム
５６  電気システム
５８  油圧システム
６０  環境システム
６２  航空機翼部パネル
６２ａ  航空機複合翼部パネル
６４  翼端
６５  中央翼部ボックス
６６  ストリンガ
６６ａ  ブレードストリンガ
６６ｂ  ハットストリンガ
６８  下面
７０  スキンパネル
７０ａ  上側スキンパネル
７０ｂ  下側スキンパネル
７２  スパー
７２ａ  前方スパー
７４  内部取り付け位置
７６  ウェブ
７６ａ  第１のウェブ部分
７６ｂ  第２のウェブ部分
７８  基部
８０  露出した縁部
８０ａ  露出した垂直外側縁部
８２  フランジ
８２ａ  第１のフランジ部分
８２ｂ  第２のフランジ部分
８４  下側基部部分
８６  フィラー部分
８８  衝撃力
８８ａ  衝撃力
８８ｂ  衝撃力
９０  衝撃箇所
９２  積層されたプライ層
９４  衝撃損傷領域
９６  長さ
９８  深さ
１００  層間波形
１００ａ  大きい層間波形
１００ｂ  中程度の層間波形
１００ｃ  小さい層間波形
１０１  実質的に正弦波形状の輪郭
１０２  複数の積層された層
１０２ａ  第１の複数の積層された層
１０２ｂ  第２の複数の積層された層
１０２ｃ  第３の複数の積層された層
１０３  サイズ
１０４  縁部被覆
１０６  複合材料
１０７  繊維材料
１０８  樹脂材料
１０９  ピークと谷部分
１１０  ピーク
１１２  谷
１１２ａ  第１の谷部分
１１２ｂ  第２の谷部分
１１４  深さ
１１４ａ  ピーク高さ
１１６  長さ
１１６ａ  歪み長
１１７  幅
１１８ａ  第１の接点
１１８ｂ  第２の接点
１１９  所定の比（Ｌ／Ｄ）
１２０  積層体アセンブリ
１２１  対向する側面
１２１ａ  第１の側面
１２１ｂ  第２の側面
１２２  積層体
１２２ａ  第１の積層体
１２２ｂ  第２の積層体
１２４  積層体半部
１２６ａ  第１の側面
１２６ｂ  第１の側面
１２８ａ  第２の側面
１２８ｂ  第２の側面
１３０ａ  第１の端部
１３０ｂ  第２の端部
１３２ａ  第１の側端部
１３２ｂ  第２の側端部
１３３  積層構成
１３４  ギャップ要素
１３４ａ  第１のギャップ要素
１３４ｂ  第２のギャップ要素
１３５  積層シム
１３６  複数の積層された層
１３６ａ  第１の複数の積層された層
１３６ｂ  第２の複数の積層された層
１３８ａ  第１の側面
１３８ｂ  第１の側面
１４０ａ  第２の側面
１４０ｂ  第２の側面
１４２ａ  第１の端部
１４２ｂ  第２の端部
１４４ａ  第１の側端部
１４４ｂ  第２の側端部
１４５  ギャップ領域
１４６  長手方向縁部
１４７ａ  第１の長手方向縁部
１４７ｂ  第２の長手方向縁部
１４８ａ  第１の長手方向縁部
１４８ｂ  第２の長手方向縁部
１５０  ツールプレート
１５０ａ  第１のツールプレート
１５０ｂ  第２のツールプレート
１５１  コールプレート
１５２ａ  第１の側面
１５２ｂ  第１の側面
１５４ａ  第２の側面
１５４ｂ  第２の側面
１５６ａ  第１の端部
１５６ｂ  第２の端部
１５８ａ  第１の側端部
１５８ｂ  第２の側端部
１６０  エンドプレート
１６０ａ  第１のエンドプレート
１６０ｂ  第２のエンドプレート
１６１  アルミニウムバー
１６２ａ  上面
１６２ｂ  上面
１６４ａ  底面
１６４ｂ  底面
１６６ａ  第１の端部
１６６ｂ  第２の端部
１６８ａ  第１の側面
１６８ｂ  第２の側面
１７０  フィルム層
１７０ａ  第１のフィルム層
１７０ｂ  第２のフィルム層
１７１  フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）フィルム層
１７２  システム
１７４  加圧システム
１７４ａ  真空シールシステム
１７５  真空バッグアセンブリ
１７６  ブリーザ材料層
１７６ａ  第１のブリーザ材料層
１７６ｂ  第２のブリーザ材料層
１７８  真空バッグフィルム
１７８ａ  ナイロンフィルム
１８０  シーラント材料
１８０ａ  シーラントテープ
１８２  平坦な表面装置
１８２ａ  テーブル
１８３  真空ポンプアセンブリ
１８４  真空ポート
１８４ａ  第１の真空ポート
１８４ｂ  第２の真空ポート
１８６  真空ライン
１８８  トラップ部材
１９０  ゲージ部材
１９２  制御バルブ
１９４  真空ポンプ
１９６  高圧領域
１９８  低圧領域
２００  改善された衝撃損傷耐性
２０２  改善された強度
２０４  圧密化
２０６  硬化
２０８  有効圧力
２１０  有効温度
２１２  有効期間
２１４  流れ方向
２５０  方法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
2019217752000001.pdf