(57)【要約】      （修正有）【課題】接着層厚さを最低限に抑えつつ複合材コンポーネントの合わせ面の外形におけるばらつきを調整する、複合材コンポーネントを接合するシステム及び方法を提供する。【解決手段】構造的アセンブリを形成する方法は、共接合させるために第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００を提供することを含み得る。方法はさらに、第１のコンポーネント第１の合わせ面の外形をスキャンすること、及び、第２のコンポーネント第２の合わせ面の外形をスキャンすることを含み得る。方法はさらに、第１の合わせ面の外形と第２の合わせ面の外形とに実質的に一致する、対向する第１の素子表面５１４と第２の素子表面とを有する、熱可塑性半径充填材５１２を含む、熱可塑性素子を生産することを含み得る。【選択図】図２２
2015120335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポーネントを接合する方法であって、
第１の外形を有する第１の合わせ面を有する、第１のコンポーネントを提供するステップ、
第２の外形を有し且つ前記第１の合わせ面に接合される、第２の合わせ面を有する、第２のコンポーネントを提供するステップ、及び、
前記第１の外形と前記第２の外形とにそれぞれ実質的に一致する、第１の素子表面と第２の素子表面とを有する、熱可塑性素子を生産するステップ
を含む、方法。
【請求項２】
前記熱可塑性素子を生産するステップは、
前記第１の外形及び前記第２の外形に実質的に一致する、第１のシート面及び第２のシート面を有する、熱可塑性シートを生産することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記熱可塑性素子を生産するステップは、
前記第１の合わせ面及び前記第２の合わせ面にそれぞれ適用される第１の熱可塑性フィルムの外形及び第２の熱可塑性フィルムの外形にそれぞれ実質的に一致する、対向する第１の素子表面と第２の素子表面とを備える、前記熱可塑性素子を生産することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の合わせ面は第１の半径面を含み、前記熱可塑性素子を生産するステップは、
前記第１の半径面の外形及び前記第２の合わせ面の外形にそれぞれ実質的に一致する、半径充填材側面及び半径充填材底面を有する、熱可塑性半径充填材を生産することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記熱可塑性素子を生産するステップは、
前記第１の外形及び前記第２の外形に実質的に一致する、第１のシート面及び第２のシート面を有する熱可塑性シートを、前記熱可塑性半径充填材と一体成形することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の外形及び前記第２の外形を決定するために、前記第１の合わせ面及び／又は前記第２の合わせ面をスキャンするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記熱可塑性素子を生産するステップは、
前記第１のコンポーネントの第１の熱可塑性フィルム上に又は前記第２のコンポーネントの第２の熱可塑性フィルム上に直接的に、前記熱可塑性素子を付加製造することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントの間に挟まれる前記熱可塑性素子と共に組み立てるステップ、並びに、
前記第１のコンポーネントを前記第２のコンポーネントに接合する熱可塑性接合部を形成するために、前記熱可塑性素子、第１の熱可塑性フィルム、及び第２の熱可塑性フィルムを融合させるステップ、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記融合させるステップは、
前記熱可塑性素子、前記第１の熱可塑性フィルム、及び／又は前記第２の熱可塑性フィルムのうちの少なくとも１つを、これらの少なくともガラス転移点へ加熱することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記熱可塑性素子は熱可塑性シートを含み、前記融合させるステップは、
前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントとの間に挟まれる熱可塑性シートを圧縮することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱可塑性素子を生産するステップは、
前記第１のコンポーネント及び／又は前記第２のコンポーネントの融点を下回るガラス転移点を有する材料から、前記熱可塑性素子を生産することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱可塑性素子を生産するステップは、
前記第１の熱可塑性フィルム及び／又は前記第２の熱可塑性フィルムの材料と実質的に同様の材料から、前記熱可塑性素子を生産することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のコンポーネント及び／又は前記第２のコンポーネントは、熱硬化性材料又は熱可塑性材料で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントを提供するステップは、
熱可塑性フィルムを熱可塑性プリプレグのプライスタックと共固化させることによって、前記第１のコンポーネント及び／又は前記第２のコンポーネントを形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントを提供するステップは、
熱可塑性フィルムを熱硬化性プリプレグのプライスタックと共硬化させることによって、前記第１のコンポーネント及び／又は前記第２のコンポーネントを形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
様々な用途における複合材及び複合材コンポーネントの使用量は、増大の一途を辿っている。例えば、商用航空機の一次構造及び二次構造に組み込まれる複合材の量は、複合材の持つ好適な材料特性によって増加している。このような好適な材料特性は、航空機を軽量化し、ペイロード能力を増大させ、燃料効率を高める。さらに、複合材の使用によって航空機の耐用年数が延びる。
【０００２】
積層複合材は、幾つかの技術を使用して共接合され得る。例えば、複合材コンポーネントは、コンポーネント中に専用のドリルビットを使用したドリル締結孔を要求する、機械的締結具を使用して接合され得る。締結孔の穿孔後、各締結孔のデバリング及び／又は検査を可能にするために複合材コンポーネントのアセンブリ解除が要求され得、この後に複合材コンポーネントは再アセンブリされる。機械的締結具が締結孔に挿入され、締結具は所定のトルク値にまで締め付けられ得る。このように、複合材の接合における機械的締結具の使用は複数のステップを要求し得、結果として時間のかかる労働集約的なプロセスとなる。
【０００３】
複合材コンポーネントはまた、接着剤を使用してコンポーネントを共接着させることによって、機械的締結具なしに共接合され得る。接着剤は、接着接合部を形成するために複合材コンポーネントの合わせ面の間に適用される。接着接合部は接着層厚さを有するが、これは接着接合部の縁に沿った応力集中を最低限に抑え且つせん断強度と引張強度とを向上させるために、比較的薄いことが理想的である。複合材コンポーネントの一方又は両方の合わせ面の外形が一致しないために、接着接合部に間隙が発生することがある。
【０００４】
複合材の合わせ面間の間隙を充填する先行技術による方法は、接合プロセス中に追加の接着剤を合わせ面間に適用し、この接着剤を間隙内へと流入させることを含み得る。しかしながら、追加の接着剤は接着層厚さを増大させるかもしれず、これは接着接合部の強度特性に悪影響を及ぼし得る。間隙の充填に対する別のアプローチは、合わせ面間の間隙を押し出すために接着接合部に高い圧力を加える専用ツールを開発することである。しかしながら、専用ツールは全体的な製造コストを増大させ得る。さらに、専用ツールによって加えられる高い圧力は、複合材において望ましくない応力を含み得る。
【０００５】
このように、当技術分野において、接着層厚さを最低限に抑えつつ複合材コンポーネントの合わせ面の外形におけるばらつきを調整する、複合材コンポーネントを接合するシステム及び方法に対する需要が存在する。
【０００６】
本願は、２０１２年１２月４日に出願された「ＪＯＩＮＩＮＧ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ  ＵＳＩＮＧ  ＬＯＷ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＴＨＥＲＭＯＰＬＡＳＴＩＣ  ＦＩＬＭ  ＦＵＳＩＯＮ」と題する米国特許出願第１３／６９３，９５８号の関連出願である。
【発明の概要】
【０００７】
複合材コンポーネントの接合に関連する上述の需要は、構造的アセンブリを形成する方法を提供する本開示によって、特に対処される。一実施形態で、方法は、共接合させるために第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントを提供することを含み得る。方法はさらに、第１のコンポーネント第１の合わせ面の外形をスキャンすること、及び、第２のコンポーネント第２の合わせ面の外形をスキャンすることを含み得る。方法はさらに、第１の合わせ面及び第２の合わせ面の各々の外形に実質的に一致する、対向する第１の素子表面と第２の素子表面とを有する、熱可塑性素子を生産することを含み得る。
【０００８】
さらなる実施形態で、第１の合わせ面に適用される第１の熱可塑性フィルムを有する第１のコンポーネントを提供することを含む、コンポーネントを接合する方法が開示される。方法は、第２の合わせ面に適用される第２の熱可塑性フィルムを有する第２のコンポーネントを提供することも含み得る。方法は、第１の熱可塑性フィルム及び第２の熱可塑性フィルムの外形を決定するために、これらをスキャンすることも含み得る。方法はさらに、第１の熱可塑性フィルム及び／又は第２の熱可塑性フィルムに実質的に同様の材料から、熱可塑性シートを生産することを含み得る。熱可塑性シートは、第１の合わせ面及び第の２合わせ面の外形にそれぞれ一致する、第１のシート面及び第２のシート面を有し得る。方法は、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントを、これらに挟まれる熱可塑性シートと共に組み立てること、並びに、熱可塑性シート、第１の熱可塑性フィルム、及び／又は第２の熱可塑性フィルムに熱及び圧密圧力を加えることをさらに含み得る。方法は、熱可塑性シート、第１の熱可塑性フィルム、及び第２の熱可塑性フィルムを融合して第１のコンポーネントを第２のコンポーネントに接合し、構造的アセンブリを形成することも含み得る。
【０００９】
第１の熱可塑性フィルムを有する第１のコンポーネントを提供することを含む、コンポーネントを接合する方法も開示される。第１の合わせ面は、第１の半径面（ｒａｄｉｕｓ  ｓｕｒｆａｃｅ）を含み得る。方法は、第２の熱可塑性フィルムを有する第２のコンポーネントを提供することも含み得る。第１の合わせ面は、第１の半径面を含み得る。方法は、第１の半径面及び第２の半径面の各々の外形に実質的に一致する、半径充填材（ｒａｄｉｕｓ  ｆｉｌｌｅｒ）側面及び半径充填材底面を有する、半径充填材を生産することをさらに含み得る。方法は、第１のコンポーネント、第２のコンポーネント、及び熱可塑性半径充填材を組み立てること、並びに、熱可塑性半径充填材、第１の熱可塑性フィルム、及び／又は第２の熱可塑性フィルムに、熱及び圧密圧力を加えることをさらに含み得る。熱及び／又は圧密圧力を加えることにより、第１の熱可塑性フィルム、第２の熱可塑性フィルム、及び／又は熱可塑性半径充填材を融合して第１のコンポーネントを第２のコンポーネントに接合し、構造的アセンブリを形成する結果となる。
【００１０】
上述の特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な実施形態において独立して達成可能であるか、又は、以下の説明および図面を参照してさらなる詳細が理解可能であるさらなる実施形態において、組み合わされることもできる。
【００１１】
本発明のこれらの及び他の特徴は、図面を参照することにより明確となり、ここでは全図を通して類似の番号が類似の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】熱可塑性素子によって第２のコンポーネントに接合される第１のコンポーネントを含む、構造的アセンブリのブロック図であって、熱可塑性素子は、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントの各合わせ面の外形と実質的に一致する外形とされる素子表面を有する。
【図２】外板と複数のＬ字型補強材とを有する補強パネルとして構成される構造的アセンブリの一実施例の斜視図であり、複数のＬ字型補強材の各々は、本明細書に記載の低融点熱可塑接合プロセスで外板に接合され得る。
【図３】熱可塑性素子を使用して外板に接合される補強材の断面図である。
【図４Ａ】第１のコンポーネント（例えば補強材）の外形と第２のコンポーネント（例えば外板）の外形と間で発生し得る、あるタイプの不一致の非限定的な実施例である。
【図４Ｂ】第１のコンポーネント（例えば補強材）の外形と第２のコンポーネント（例えば外板）の外形と間で発生し得る、別のタイプの不一致の非限定的な実施例である。
【図４Ｃ】第１のコンポーネント（例えば補強材）の外形と第２のコンポーネント（例えば外板）の外形と間で発生し得る、さらに別のタイプの不一致の非限定的な実施例である。
【図４Ｄ】第１のコンポーネント（例えば補強材）の外形と第２のコンポーネント（例えば外板）の外形と間で発生し得る、さらに別のタイプの不一致の非限定的な実施例である。
【図４Ｅ】第１のコンポーネント（例えば補強材）の外形と第２のコンポーネント（例えば外板）の外形と間で発生し得る、さらに別のタイプの不一致の非限定的な実施例である。
【図４Ｆ】第１のコンポーネント（例えば補強材）の外形と第２のコンポーネント（例えば外板）の外形と間で発生し得る、さらに別のタイプの不一致の非限定的な実施例である。
【図４Ｇ】第１のコンポーネント（例えば補強材）の外形と第２のコンポーネント（例えば外板）の外形と間で発生し得る、さらに別のタイプの不一致の非限定的な実施例である。
【図４Ｈ】第１のコンポーネント（例えば補強材）の外形と第２のコンポーネント（例えば外板）の外形と間で発生し得る、さらに別のタイプの不一致の非限定的な実施例である。
【図５】コンポーネントを接合する方法に含まれ得る一又は複数の作業を示すフロー図である。
【図６】第２のコンポーネントの一実施例を形成するために共固化される前の、複合材プライスタック及び熱可塑性フィルムの分解側面図である。
【図７】積層複合材外板となる第２のコンポーネントを形成するために、固化圧力と熱とを加える間に組み立てられる、プライスタック及び熱可塑性フィルムの側面図である。
【図８】第２のコンポーネントの熱可塑性フィルムをスキャナがスキャンする様子の斜視図である。
【図９】第１のコンポーネントの一実施例を形成するために共固化される前の、熱可塑性プリプレグのプライスタック（又は熱硬化性プリプレグのプライスタック）及び熱可塑性フィルムの分解側面図である。
【図１０】積層複合材Ｌ字型補強材である第１のコンポーネントを形成するために、固化圧力と熱とを加える間に組み立てられる、熱可塑性プリプレグのプライスタック及び熱可塑性フィルムの側面図である。
【図１１】第１のコンポーネントの熱可塑性フィルムをスキャナがスキャンする様子の斜視図である。
【図１２】対向するシート面によって形成される熱可塑性シートとして構成される熱可塑性素子の斜視図であり、対向するシート面の各々は、第の１コンポーネントの第１の熱可塑性フィルムと第２のコンポーネントの第２の熱可塑性フィルムとの外形と実質的にそれぞれ一致する外形とされる。
【図１３】熱可塑性シートが間に配置されている、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントの分解側面図である。
【図１４】第２のコンポーネントの熱可塑性フィルム上に、付加製造プロセスで直接製造される熱可塑性シートの斜視図である。
【図１５】熱可塑性シートが間に配置されている、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントの分解側面図である。
【図１６】第１のコンポーネントを第２のコンポーネントに接合するために、熱可塑性シート、第１の熱可塑性フィルム、及び第２の熱可塑性フィルムを融合させて熱可塑性接合部を形成させるように、熱及び圧力を加える様子の側面図である。
【図１７】第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとを接合する熱可塑性接合部を示す、一体化された構造的アセンブリの側面図である。
【図１８】第１のコンポーネントの半径面をスキャナがスキャンする様子の斜視図である。
【図１９】第１の半径面を覆う熱可塑性フィルムをスキャナがスキャンする様子の斜視図である。
【図２０】第１の半径面のスキャニングによって生成される外形データに基づく、半径充填材のコンピュータモデルの斜視図である。
【図２１】熱可塑性半径充填材として構成される熱可塑性素子の斜視図であって、熱可塑性半径充填材は、第２のコンポーネントの第２の熱可塑性フィルム上に付加製造される。
【図２２】間に配置される熱可塑性半径充填材によって第２のコンポーネントに組み立てられる、第１のコンポーネントの分解側面図である。
【図２３】第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとを接合する熱可塑性フィルムと融合される熱可塑性半径充填材を示す、一体化された構造的アセンブリの側面図である。
【図２４】単一構造として形成される、熱可塑性半径充填材及び熱可塑性シートの斜視図である。
【図２５】第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとの間に配置される、一体化された熱可塑性半径充填材及び熱可塑性シートの分解側面図である。
【図２６】一体化された構造的アセンブリの側面図であり、構造的アセンブリは、熱可塑性半径充填材を有し外板に対して背合わせのＬ字型補強材が接合される、熱可塑性接合部を含む。
【図２７】一体化された構造的アセンブリの側面図であり、構造的アセンブリは、熱可塑性半径充填材を有し外板に対してＺ字型補強材が接合される、熱可塑性接合部を含む。
【図２８】一体化された構造的アセンブリの側面図であり、構造的アセンブリは、熱可塑性半径充填材の１ペアを有し外板に対してハット型補強材が接合される、熱可塑性接合部を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで図面を参照すると、本発明の好ましい実施形態及びその変形例が例示的に示され、図１は、第２のコンポーネント４００に熱可塑性素子５００を使用して接合される第１のコンポーネント３００を含む構造的アセンブリ１００のブロック図である。一実施形態では、熱可塑性素子５００は熱可塑性シート５０６（図１２）として構成され得る。他の実施形態で熱可塑性素子５００は、後述のように、熱可塑性半径充填材５１２（図２０）として、又は、単一構造５１８（図２４）として形成される熱可塑性シート５０６／熱可塑性半径充填材５１２の組み合わせとして構成され得る。
【００１４】
幾つかの実施例で、熱可塑性シート５０６（図１２）は対向するシート面５０８、５１０を含み得る。シート面５０８、５１０のうちの少なくとも一方の外形は、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の外形と実質的に一致するようになされ得る。例えば熱可塑性シート５０６は、第１のコンポーネント３００に設けられる第１の熱可塑性フィルム３０６（図９〜１１）の外形と実質的に一致する外形とされる、第１のシート面５０８（図１２）を含み得る。第１の熱可塑性フィルム３０６は、第１のコンポーネント３００を第２のコンポーネント４００に接合する前に第１のコンポーネント３００の第１の合わせ面３０２（図９）に適用され得る、比較的薄いフィルムであり得る。例えば、第１の熱可塑性フィルム３０６は、第１のコンポーネント３００の第１の合わせ面３０２に直接適用され、第１の積層複合材コンポーネント３００を形成するために、一又は複数の複合材プライ２０２（図９）と共固化又は共硬化され得る。
【００１５】
本発明のこの応用例では、複合材コンポーネント（例えば第１のコンポーネント３００、第２のコンポーネント４００など）は、強化繊維ポリマーマトリクス材料で形成されるコンポーネントとして示され得る。幾つかの実施例で、複合材コンポーネントは、マトリクス材料に埋め込まれる実質的に連続的な繊維を含み得る。繊維は、単方向繊維、二方向繊維、又は他の繊維配置など様々な配置のうちの任意の１つで提供され得る。別の実施例で繊維は、ランダム配向など任意の方向に配置される短繊維又はチョップ繊維などの非連続的繊維であり得る。他の実施例で、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００は、繊維金属積層を形成する、複合材層と非複合材層（例えば金属層、セラミック層）とのハイブリッド複合材積層（図示せず）として提供され得る。例えば、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００は、繊維ガラス層と金属層とを交互に有する繊維金属積層として提供され得る。幾つかの実施例で、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００は、金属材料、セラミック材料、及び／もしくは他の非複合材料又はこれらの組み合わせなどの、非複合材料から形成され得る。熱可塑性フィルム３０６、４０６は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００とを熱可塑性シート５０６などの熱可塑性素子５００を使用して接合する前に、非複合材の第１のコンポーネント３００の合わせ面及び／又は非複合材の第２のコンポーネント合わせ面に適用される。
【００１６】
第１の熱可塑性フィルム３０６が第１のコンポーネント３００の第１の合わせ面３０２に適用されるときに第１の合わせ面３０２の外形が第１の熱可塑性フィルム３０６の外表面に転写又は複製されるように、第１の熱可塑性フィルム３０６は比較的薄い。第２の合わせ面４０２が第２の熱可塑性フィルム４０６の外表面に転写又は複製されるように、第２の熱可塑性フィルム４０６（図６〜８）も、第２のコンポーネント４００の第２の合わせ面４０２に適用される比較的薄いフィルムであり得る。熱可塑性シート５０６は、第２のコンポーネント４００に設けられる第２の熱可塑性フィルム４０６の外形に一致する外形とされる、第２のシート面を含み得る。
【００１７】
熱可塑性素子５００は、低融点熱可塑性フィルム接合プロセスにおいて、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び第２の第２の熱可塑性フィルム４０６を溶解させ融合させる熱を加えることによって、第１のコンポーネント３００の第２のコンポーネント４００への接合を容易にする。第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００が熱可塑性材料などの複合材料２０４で形成される幾つかの実施例では、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の温度を、複合材料２０４の溶解温度未満に抑えるような方式で熱が加えられ得る。第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の温度を溶解温度未満に維持することで、予め固化される複合材コンポーネントの望ましくない軟化及び／又は再溶解が防止され得る。この方式で、予め固化される複合材コンポーネントの形状及び完全性が維持され得る。本明細書は、二（２）つのコンポーネントを接合する（例えば第１のコンポーネント３００を第２のコンポーネント４００に接合する）ために熱可塑性素子５００を使用する観点から記載されているが、本明細書に記載される方法は、一又は複数の熱可塑性素子５００を使用して任意の数のコンポーネントを接合することを含み得る。
【００１８】
第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との接合プロセス中、熱可塑性素子５００及び／又は第１の熱可塑性フィルム３０６及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６に、圧密圧力５２４（図１６を参照）が加えられ得る。第１のコンポーネント３００を第２のコンポーネント４００に接合するプロセス中、熱可塑性シート５０６、熱可塑性フィルム３０６、４０６、及び／又はコンポーネント３００、４００に熱を加える間、圧力５２４が加えられ得る。圧密圧力５２４は、熱可塑性素子５００、熱可塑性フィルム３０６、４０６、及び／又はコンポーネント３００、４００の冷却中にも加えられ得る。熱可塑性素子５００が熱可塑性シート５０６として構成される実施形態では、熱可塑性シート５０６を第１の熱可塑性フィルム３０６及び第２の熱可塑性フィルム４０６と融合させることにより、第１のコンポーネント３００を第２のコンポーネント４００に接合するための融合された熱可塑性接合部１１２（図１７）が得られる。
【００１９】
上述のように、コンポーネント３００とコンポーネント４００との接合よりも前に、熱可塑性素子５００には、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００の外形と一致する外形とされる素子表面５０２、５０４（図１２）が形成され得る又は設けられ得る。例えば熱可塑性素子５００が熱可塑性シート５０６（図１２）として構成される場合、熱可塑性シート５０６は、第１のコンポーネント３００の合わせ面３０２の外形と第２のコンポーネント４００の合わせ面４０２の外形との間のばらつき及び／又は不一致を調整するような外形とされた、シート面を含み得る。したがって熱可塑性シート５０６は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間の熱可塑性接合部１１２の様々な位置における接着層厚さ１１４（図３）のばらつきを調整し、これにより、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間の熱可塑性接合部１１２における空隙又は間隙（図示せず）の発生を低減する又は防止する。したがって、低融点熱可塑性フィルム接合プロセスにおける一又は複数の熱可塑性素子５００の使用は、熱可塑性接合部１１２の強度を向上させる結果となり得る。例えば、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００とを接合するために一又は複数の熱可塑性シート５０６を使用すると、熱可塑性接合部１１２のせん断強度及び／又は引張強度を向上させる結果となり得る。低融点熱可塑性フィルム接合プロセスにおける一又は複数の熱可塑性素子５００の使用はまた、熱可塑性接合部１１２における間隙の低減又は防止によって、熱可塑性接合部１１２の耐久性及びエネルギー吸収能力を向上させ得る。
【００２０】
図２は、構造的アセンブリ１００のパネル１０２としての一実施例が示される。パネル１０２は、強化又は補強のためのサブ構造を有する外板１０４を含み得る。サブ構造は、一又は複数の熱可塑性シート５０６を使用して低融点熱可塑性接合プロセスで外板１０４（例えば第２のコンポーネント４００）に接合される、複数の補強材１０６（例えば複数の第１のコンポーネント３００）を含み得る。補強材１０６の各々は、ウェブ１１０及びウェブ１１０から外側に伸びるフランジ１０８を含み、Ｌ字型の断面を有するように示される。しかしながら、補強材１０６は様々な異なる断面形状のうちの任意のものを備えてよく、Ｌ字型断面に限定されない。外板１０４及び補強材１０６は各々、強化繊維熱可塑性材料及び／又は強化繊維熱硬化性材料などの複合材２０４で形成され得る。しかしながら、上述のように、本明細書で記載する接合プロセスは、任意のタイプの材料で形成されるコンポーネントの接合にも実装され得、複合材料で形成されるコンポーネントの接合に限定するものではない。さらに、接合プロセスは、非限定的に、任意のサイズ、形状、構成を有するコンポーネントの接合にも実装され得、図２に示す外板１０４及び補強材１０６の接合に限定されない。
【００２１】
図３は、外板１０４の一部分に接合される補強材１０６のうちの１つの断面図を示す。補強材１０６のフランジ１０８（例えば第１のコンポーネント３００）は、第１の合わせ面３０２を含み得る。外板１０４（例えば第２のコンポーネント４００）は、本明細書に記載の接合プロセスで熱可塑性シート５０６を使用して熱可塑性接合部１１２において第１の合わせ面３０２に接合される、第２の合わせ面４０２を含み得る。熱可塑性シート５０６は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間の熱可塑性接合部１１２の異なる位置における、接着層厚さ１１４の実際のばらつきを調整し得る。さらに、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間で熱可塑性シート５０６の低融点熱可塑性材料を使用することによって、接着層における間隙が充填され、結果として接着層厚さ１１４が比較的薄くなり得る。例えば、本明細書に記載の接合プロセスで熱可塑性シート５０６を使用することによって、結果として接着層厚さ１１４が約０．００１〜０．０１０インチ又はそれを上回り得る。比較的薄い接着層厚さ１１４によって、熱可塑性接合部１１２の角部における応力集中が低減され、熱可塑性接合部１１２の強度が向上し得る。
【００２２】
図４Ａ〜４Ｈは、第１のコンポーネント３００の外形と第２のコンポーネント４００の外形との間で発生し、本明細書に記載の熱可塑性シート５０６及び熱可塑性接合プロセスで調整され得る、異なるタイプの不一致の幾つかの実施例を示す。しかしながら、この接合プロセスは任意のサイズ、形状、及び構成の不一致を調整し、図示の例には限定されないことが理解されよう。図４Ａは、フランジ１０８の他の部分に対してやや持ち上がったフランジ１０８の縁を示し、これはフランジ縁と外板１０４との間の間隙をもたらす。図４Ｂは、上方に曲げられたフランジ１０８の中間部を示し、これはこの位置における外板１０４との間隙が増大する結果を招く。図４Ｃは、フランジ１０８の直下でパネル１０２に形成された落ち込みを示し、これはこの落ち込み位置における間隙サイズの増大をもたらす。図４Ｄは、フランジ１０８の直下でパネル１０２に形成された隆起を示し、これは隆起の両側において外板１０４とフランジとの間の間隙をもたらす。図４Ｅは、フランジ１０８と外板１０４と間の接着層厚さ１１４のばらつきを生み出す、波形又はしわを有する外板１０４の合わせ面を示す。図４Ｆは、接着層厚さ１１４のばらつきを生み出す、波形又はしわを有する外板１０４の合わせ面を示す。図４Ｇは、パネル１０２の湾曲と不一致であるフランジ１０８の湾曲を示し、これは接着層厚さのばらつきの原因となる。図４Ｈは、フランジ１０８と外板１０４との間のテーパ角の不一致を示す。
【００２３】
図６〜２５を付加的に参照しつつ図５を参照すると、構造的アセンブリを形成するためにコンポーネントを接合する方法６００に含まれ得る、一又は複数の作業を有するフロー図が示される。方法６００のステップ６０２は、構造的アセンブリ１００（図１７）を形成するために共接合される、第１のコンポーネント３００（図１３）及び第２のコンポーネント４００（図１３）を提供することを含み得る。第１のコンポーネント３００は、第１の合わせ面３０２（図１３）を含み、第２のコンポーネント４００は、第１の合わせ面３０２に接合されるように構成される第２の合わせ面４０２（図１３）を含み得る。第１の合わせ面３０２は、第１の外形３０６を有し得る。第２の合わせ面４０２は、第２の外形４０４を有し得る。幾つかの実施例では、第１の外形３０６は第２の外形４０４との不一致を有し得る。第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００とが熱可塑性材料及び／又は熱硬化性材料で形成される実施例では、方法は、２０１２年１２月４日に出願された「ＪＯＩＮＩＮＧ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ  ＵＳＩＮＧ  ＬＯＷ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＴＨＥＲＭＯＰＬＡＳＴＩＣ  ＦＩＬＭ  ＦＵＳＩＯＮ」と題する米国特許出願第１３／６９３，９５８号に開示されるものと同様のプロセスにしたがって、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００を形成することを含むことができ、この文献の全内容は参照により本願に組み込まれる。
【００２４】
図２の構造的アセンブリ１００を形成するために、方法６００は例えば、図６に示すように、熱可塑性プリプレグ２０６のプライ２０２のスタック２００から第２のコンポーネント４００を形成することを含み得る。第１のコンポーネント３００もまた、図９に示すように、熱可塑性プリプレグ２０６のプライ２０２のスタック２００から形成され得る。熱可塑性プリプレグ２０６の一又は複数のプライ２０２は、樹脂マトリクスに強化繊維を含み得る。樹脂マトリクスは、有機材料又は無機材料で形成され得る。幾つかの実施例で、樹脂マトリクスはポリアリールエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂、又はポリフェニルサルフォン樹脂などの熱可塑性ポリマーであり得る。樹脂マトリクスは、ガラス転移点及びガラス転移点よりも高い融点を有し得る。ガラス転移点は、樹脂マトリクスが軟化する温度であり得る。融点は、樹脂マトリクスの分子が無秩序となる温度であり得る。幾つかの実施例で樹脂マトリクスは、華氏約５００度を上回る融点を有する熱可塑性ポリマーであり得る。
【００２５】
幾つかの実施例で、第１のコンポーネント３００（図９）及び／又は第２のコンポーネント４００（図６）は、図６及び図９に示すものと同様の、及び上述の出願第１３／６９３，９５８号に記載のような、未硬化の熱硬化性プリプレグ２０８のプライ２０２のスタック２００をレイアップすることによって形成され得る。未硬化の熱硬化性プリプレグ２０８は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂マトリクス状の強化繊維を含み得る。熱硬化性樹脂マトリクスは、熱硬化性樹脂マトリクスのガラス転移点よりも低い硬化温度を有し得る。例えば、熱硬化性樹脂マトリクスは、華氏約３５０度又はそれ未満などの、華氏約４００度を下回る硬化温度を有し得る。熱可塑性プリプレグ２０６のプライ２０２及び／又は熱硬化性プリプレグ２０８のプライ２０２は、単方向繊維、二方向繊維、もしくは他の繊維構成又は繊維構成の組み合わせなどの、強化繊維を含み得る。繊維は、ガラス、炭素、セラミック材料、金属材料、及び／もしくは任意のタイプの有機材料、無機材料、又はこれらの組み合わせを非限定的に含む、任意の材料で形成され得る。スタック２００におけるプライ２０２（図６及び図９）は、所定のプライスタックシーケンスにしたがう所定の繊維配向で配置され得る。
【００２６】
方法６００のステップ６０４は、第１の熱可塑性フィルム３０６を第１のコンポーネント３００第１の合わせ面３０２に適用すること（図９を参照）、及び、第２の熱可塑性フィルム４０６を第２のコンポーネント４００の第２の合わせ面４０２に適用すること（図６を参照）を含み得る。幾つかの実施例で、熱可塑性フィルム３０６及び熱可塑性フィルム４０６は、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の合わせ面と熱可塑性フィルムとを共固化させるような特性を発揮する熱可塑性材料で形成され得る。したがって熱可塑性フィルム３０６及び熱可塑性フィルム４０６は、熱可塑性プリプレグ２０６の熱可塑性樹脂マトリクスに適合する構成を有し得る。一実施形態では、熱可塑性フィルム３０６及び熱可塑性フィルム４０６は、熱可塑性プリプレグ２０６の樹脂マトリクスと実質的に同様の熱可塑性材料で形成され得る。
【００２７】
第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００が熱可塑性プリプレグ２０６のプライ２０２のスタック２００で形成される実施形態では、方法は、熱可塑性フィルムを熱可塑性プリプレグ２０６プライ２０２と共固化することを含み得る。例えば、第１の熱可塑性フィルム３０６（図１０）及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６（図７）は、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の各々の第１の及び／又は第２の合わせ面４０２の各々へ、レイアップされ又は適用され得る。第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００は、固化される複合材コンポーネント３００、４００の最終的な所望の形状に近似する固化ツール５２６上で支持され得る。共固化は、熱可塑性フィルム３０６、４０６の融点及び熱可塑性プリプレグ２０６の樹脂マトリクスの融点以上の温度へと、熱可塑性プリプレグ２０６及び熱可塑性フィルム３０６、４０６を加熱することを含み得る。
【００２８】
熱は、熱可塑性プリプレグ２０６のレイアップ及び熱可塑性フィルム３０６、４０６をオートクレーブ又はオーブン内に置くことによって加えられ得る。幾つかの実施例で、熱は加熱されたツール、赤外線加熱、輻射加熱、熱風加熱、又は他の加熱方法を使用して加えられ得る。共固化はまた、加熱中に熱可塑性フィルム３０６、４０６及び熱可塑性プリプレグ２０６プライ２０２スタック２００へ、固化圧力５２２を加えることを含み得る。固化圧力５２２は、固化ツール５２６、真空バギング、オートクレーブ圧力、及び／又は他の技術を使用して、熱可塑性フィルム３０６、４０６及びプライ２０２のスタック２００に加えられ得る。熱及び固化圧力５２２を加えることにより、熱可塑性フィルム３０６、４０６及び熱可塑性プリプレグ２０６プライ２０２が共固化されて、図８及び図１１に示す複合材積層コンポーネントへと一体化される結果となる。
【００２９】
第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００が熱硬化性プリプレグ２０８で形成される実施形態では、方法は、熱可塑性フィルムを熱硬化性プリプレグ２０８のプライ２０２のスタック２００と共硬化することを含み得る。幾つかの実施例で熱可塑性フィルムは、上述のように熱可塑性樹脂で構成され得る。熱可塑性フィルム３０６、４０６は、図７及び図１０で示すように、第１のコンポーネント３００、第２のコンポーネント４００の各々の第１の合わせ面３０２及び／又は第２の合わせ面４０２の各々に上述の方式でレイアップされる又は加えられ得る。幾つかの実施例で、熱可塑性フィルム３０６、４０６は、スタック２００における熱硬化性プリプレグ２０８の最も外側のプライの合わせ面に加えられる、エポキシの層で構成され得る。方法は、熱可塑性フィルム及び未硬化の熱硬化性プリプレグ２０８のプライ２０２のスタック２００のアセンブリを、熱硬化性樹脂の硬化温度へ加熱することを含み得る。幾つかの実施例でアセンブリは、熱硬化性樹脂の硬化温度を上回る、熱可塑性フィルムのガラス転移点以上の温度へと加熱され得る。アセンブリを硬化するために熱硬化性樹脂を硬化温度へと加熱する間、固化圧力５２２が、熱可塑性フィルム及び未硬化の熱硬化性プリプレグ２０８に加えられ得る。
【００３０】
方法６００のステップ６０６は、図８及び図１１に示すように、第１の合わせ面３０２及び第２の合わせ面４０２を外形をマッピングするために、第２のコンポーネント４００の第２の合わせ面４０２のスキャニング（図８を参照）、及び、第１のコンポーネントの第１の合わせ面３０２のスキャニング（図１１を参照）を含み得る。したがって方法６００は、上述のように、共固化される熱可塑性コンポーネントの合わせ面上の熱可塑性フィルムのスキャニング、及び／又は共硬化される熱硬化性コンポーネントの合わせ面上の熱可塑性フィルムのスキャニングを含み得る。第１の合わせ面３０２及び／又は第２の合わせ面４０２をそれぞれ覆う第１の熱可塑性フィルム３０６及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６は、合わせ面３０２、４０２の外形をマッピングし、測定し、及び／又は記録する手段をもたらし、これによって、第１のコンポーネントの３００の合わせ面の外形３０６、第２のコンポーネントの４００の合わせ面の外形４０４にそれぞれ一致して接合される対向するシート面５０８、５１０を有する、熱可塑性シート５０６などの熱可塑性素子５００が生産され得る。幾つかの実施形態で、方法は、合わせ面及び／又は合わせ面を覆う熱可塑性フィルムのデジタル検査を含み得る。合わせ面のデジタル検査又はデジタルスキャニングは、任意の様々な異なる技術及び装置を使用して実施され得る。
【００３１】
例えば図８及び図１１を参照すると、第１のコンポーネントの３００第１の合わせ面３０２と第２のコンポーネント４００第２の合わせ面４０２とをそれぞれ覆っている、第１の熱可塑性フィルム３０６（図１１）と第２の熱可塑性フィルム４０６（図８）とをスキャンするスキャナ５２０の例が示される。スキャナ５２０は、光学センサ、デジタルスキャナ、レーザスキャナ、又は他のスキャニングシステムを含み得る。幾つかの実施例で、一又は複数のセンサもしくはスキャナ（図示せず）がスキャンされる表面に対して固定位置に取り付けられ得る。光学センサ又はスキャナは、熱可塑性フィルムの長さ及び／又は幅に沿って光学的にスキャンし、熱可塑性フィルムをマッピング、測定し、及び／又は外形を記録する。光学センサ又はスキャナは、一又は複数の合わせ面及び／又は一又は複数のコンポーネントの合わせ面を覆う熱可塑性フィルムのトポグラフィ及び／もしくは外形を、光学を使用して測定する、任意の非接触測定システム又は光学測定システムもしくは装置を非限定的に含む、様々な異なる構成のうちの任意のものを備え得る。
【００３２】
幾つかの実施例で、外形のスキャニング又は測定は、三角測量（ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）スキャナ及び／又はタイム・オブ・フライトスキャナとして構成されるスキャナによって実施され得る。幾つかの実施例で、レーザスキャナは複数の点（例えば最大１００，０００以上の点）における３次元位置データを収集し、一又は複数の合わせ面もしくは合わせ面を覆う熱可塑性フィルムの外形を表す一又は複数の点群（ｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄ）を形成し得る。点群データは記録され、コンピュータメモリなどに蓄積され得る。一実地形態で、点群は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との接合に使用するために生産され又は製作される、熱可塑性素子５００の３次元デジタルモデル又はコンピュータモデル５３０（例えば図１２、２０、及び２４）を形成するために使用され得る。幾つかの実施例で、方法は、合わせ面及び／又は熱可塑性フィルムの画像を記録して、接合される各合わせ面の外形の３次元モデルを生成するために、一又は複数のカメラの使用を含み得る。合わせ面の外形及び／又は合わせ面を覆う熱可塑性フィルムは、３次元測定機（ＣＭＭ）又は他の接触検査装置もしくは技術などの、一又は複数の接触測定装置を使用して測定されることもできる。
【００３３】
一又は複数の合わせ面及び／又は一又は複数の熱可塑性フィルムの外形のスキャニングは、確立される一又は複数のデータ（図示せず）もしくは基準フィーチャ（図示せず）に関して実施され得る。例えば、図示しないが、座標系（例えば直交座標系）などの基準フィーチャが、図８の外板１０４（例えば第２のコンポーネント４００）の外表面に関して確立され得る。座標系（図示せず）は、第２のコンポーネント４００の第２の合わせ面４０２を覆う第２の熱可塑性フィルム４０６の角部に位置し得る。座標系は、座標系のｘ−ｙ軸が外板１０４の外表面の局所面と一致するように向けられ得るか、あるいは、外表面が平面でない場合には、座標系は、ｘ−ｙ軸が両方とも第２の熱可塑性フィルム４０６の角部において外板１０４の外表面に対して接線方向であるように向けられ得る。座標系のｚ軸は、第２のコンポーネント４００の外表面から外側に伸びる。座標系の位置及び向きが確立された後、デジタルスキャナ、レーザスキャナ、カメラ、外形測定装置、３次元測定機（ＣＭＭ）、又は他の装置が、座標系に対する第２の熱可塑性フィルム４０６の外形を測定し記録し得る。第２の熱可塑性フィルム４０６の外形の３次元コンピュータモデル５３０が生成され、コンピュータシステム（図示せず）のメモリ内に蓄積され得る。
【００３４】
図１１では、補強材１０６（例えば第１のコンポーネント３００）の、第２のコンポーネント（図示せず）に対する望ましい位置及び向きが規定され得る。例えば、組み立て済みの第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００とのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデル（図示せず）が取得可能であり、第１のコンポーネント３００に対する第２のコンポーネント４００の意図される位置及び向きが確立され得る。これにより、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間に形成される、熱可塑性接合部１１２に沿った一又は複数の位置における第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間の意図される接着層厚さ１１４を、ＣＡＤモデルは規定し得る。幾つかの実施例で、熱可塑性接合部１１２に沿った任意の位置における、最小及び／又は最大の接着層厚さ１１４（例えば厚さ公差）に関する決定がなされ得る。
【００３５】
スキャナ５２０、光学センサ、又は他の外形測定装置は、第１のコンポーネント３００の第１の熱可塑性フィルム３６０の外形を、上述の第２のコンポーネント４００に関し確立された座標系に対して測定し記録し得る。第１の熱可塑性フィルム３０６の外形のコンピュータモデル（図示せず）は、スキャナ５２０からの外形測定値に基づいて生成され得る。第１の熱可塑性フィルム３０６の外形の３次元コンピュータモデルの位置及び向きは、第２のコンポーネント４００に関して確立された座標系に関して規定され、コンピュータシステムメモリ（図示せず）に蓄積され得る。方法は、第１の熱可塑性フィルム３０６及び第２の熱可塑性フィルム４０６の外形のコンピュータモデルを使用して、図１２に示す熱可塑性シート５０６のような熱可塑性素子５００の３次元コンピュータモデル５３０を生成することを含み得る。熱可塑性シート５０６のコンピュータモデル５３０は、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００の各合わせ面３０２、４０２の外形並びに合わせ面３０２、４０２を覆う熱可塑性フィルム３０６、４０６に実質的に一致する、対向する第１のシート面５０８と第２のシート面５１０とを有し得る。さらに、熱可塑性シート５０６のコンピュータモデル５３０は、熱可塑性接合部１１２に沿った異なる位置で変動し得る熱可塑性シート５０６の厚さを規定し得る。この方式で、熱可塑性シート５０６は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間の接着層の厚さのばらつきを調整し得る。任意選択的に、熱可塑性シート５０６の最小肉厚及び最大肉厚（例えば厚さ公差）に関する情報が提供され、後で熱可塑性接合部１１２の検査及び／又は構造的解析に使用され得る。
【００３６】
図５の方法６００のステップ６０８は、第１の合わせ面及び第２の合わせ面の外形にそれぞれ一致する素子表面５０２、５０４を有する熱可塑性素子５００の生産又は作製を含み得る。例えば、熱可塑性素子５００は、第１の合わせ面３０２の外形及び第２の合わせ面４０２の外形にそれぞれ実質的に一致する、又は、第１の合わせ面３０２及び第２の合わせ面４０２をそれぞれ覆う熱可塑性フィルム３０６、４０６の各外形に実質的に一致する、対向する第１のシート面５０８と第２のシート面５１０とを有する熱可塑性シート５０６（図１２）として形成され得る。一実施形態で、方法６００は、熱可塑性シート５０６を約０．００２インチ以下の最小肉厚で生産することを含み得る。上述のように、熱可塑性シート５０６の厚さを最小化することによって接着層厚さ１１４を最小限に抑えることで、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間の熱可塑性接合部１１２の強度特性が向上する。幾つかの実施形態で、熱可塑性シート５０６は約０．００５インチ以上の最小肉厚で生産され、この場合は熱可塑性シート５０６の生産可能性及び／又は取り扱いやすさが向上し得る。他の実施例で、熱可塑性シート５０６は約０．００２〜約０．０１０インチの範囲の厚さで生産され得る。しかしながら、熱可塑性シート５０６は０．０１０インチを上回る厚さも備え得る。
【００３７】
図１２の熱可塑性シート５０６は概して平坦な矩形の部材として示されているが、熱可塑性シート５０６は、湾曲した（例えば非平坦な）形状、折れ曲がった形状（例えば非平坦な）、及び他の形状並びに／又は構成もしくはこれらの組み合わせを非限定的に含む、任意のサイズ、形状、及び構成で提供され得る。加えて、熱可塑性シート５０６は、図１２に示す矩形とは異なる周辺形状を有し得る。さらに、所与の熱可塑性接合部に対して複数の熱可塑性シート５０６が生産され得る。複数の熱可塑性シート５０６は、熱可塑性接合部において順にスタックされ、及び／又は、複数の熱可塑性シート５０６は互いに横並びに配置されて、接合される２つ以上のコンポーネント間の熱可塑性接合部の領域を覆う。
【００３８】
コンポーネントを接合する方法６００は、３Ｄプリント、ステレオリトグラフィ、及び直接的なデジタル製造などの付加製造を非限定的に含む、直接製造、ラピッドプロトタイピング、又は他の技術を使用して、熱可塑性シート５０６（図１２）などの熱可塑性素子５００を作製することを含み得る。さらに、熱可塑性素子５００は、レーザカット、コンピュータ数値制御を介した機械加工（例えばＣＮＣ機械加工）、又は他の除去加工技術などの除去加工を使用して作製され得る。熱可塑性シート５０６などの熱可塑性素子５００の作製には、第１の合わせ面３０２及び第２の合わせ面４０２（又は熱可塑性フィルム）の外形のデジタル検査又はスキャニングからの支援により、上述のように一又は複数のスキャナ、カメラ、ＣＭＭ、又は他の外形測定装置を使用して生成され得る、熱可塑性シート５０６のコンピュータモデル５３０が使用され得る。幾つかの実施形態で、熱可塑性素子５００は、射出成形、圧縮成形、又は他の技術のような成形技術を使用して作製され得る。
【００３９】
幾つかの実施形態で、熱可塑性素子５００（図１２）は、第１の熱可塑性フィルム３０６（図１３）及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６（図１３）と実質的に同じ材料又は類似の材料で形成され得る。上述のように、熱可塑性素子５００は、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の合わせ面を覆う低融点熱可塑性フィルムと同じ熱可塑性樹脂から作製されることが好ましい。幾つかの実施形態では、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の形状及び／もしくは完全性を損なうことがある、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の軟化を防止するために、熱可塑性素子５００は、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００の融点よりも低いガラス転移点を有する熱可塑性材料で形成され得る。
【００４０】
方法６００のステップ６０８は、熱可塑性素子５００を付加製造することを任意選択的に含み得る。例えば図１４で、熱可塑性シート５０６は、第１のコンポーネント３００の第１の熱可塑性フィルム３０６の上に直接的に、及び／又は第２のコンポーネント４００の第２の熱可塑性フィルム４０６の上に直接的に、それぞれ付加製造され得る。付加製造技術は、熱可塑性素子５００を第１のコンポーネント３００及び／もしくは第２のコンポーネント上で直接的に、又は、第１のコンポーネント３００及び／もしくは第２のコンポーネント４００の熱可塑性フィルム３０６、４０６上で直接的に、それぞれカスタムフィッティングすることを可能にする。第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００上で直接的に付加製造することにより、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００の製造中に第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００とを整列させるために要求されるツールの複雑性が低減され得る。第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００上の熱可塑性フィルムがエポキシ接着剤の層である本明細書に記載の実施形態のいずれにおいても、方法は、熱可塑性素子５００をエポキシ接着剤の層上に直接的に付加製造することを含み得る。付加製造に関する上述の技術のいずれも、熱可塑性素子５００を第１のコンポーネント３００及び／もしくは第２のコンポーネント上に、又は、第１の熱可塑性フィルム３０６及び／もしくは第２の熱可塑性フィルム４０６上に、直接付加製造するために実装され得る。
【００４１】
図５の方法６００のステップ６１０は、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００を熱可塑性素子５００と共に組み立てることを含み得る。例えば、方法６００は、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００を、熱可塑性シート５０６を間に挟んで組み立てることを含み得る。したがって、第１の熱可塑性フィルム３０６及び第２の熱可塑性フィルム４０６は、図１３に示すように熱可塑性シート５０６第１のシート面５０８及び第２のシート面５１０の各々と向かい合わせで接触して配置され得る。図１３は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間に、コンポーネントの組み立てよりも前に、熱可塑性シート５０６のシート面５０８、５１０と向かい合わせで接触して配置される、別個に形成される熱可塑性シート５０６の一実施例を示す。図１５は、第２のコンポーネント４００の第２の熱可塑性フィルム４０６上に直接的に製造される、付加製造された熱可塑性シート５０６の一実施例を示す。一実施形態で、方法は、コンポーネントの３００、４００のうちの一方の熱可塑性シート５０６の一部を付加製造し、コンポーネントの３００、４００のうちの他方の熱可塑性シート５０６のその他の部分を付加製造し、次いで、熱可塑性シート５０６の２つの部分が互いに向い合せで接触するように、コンポーネントの３００、４００を共に組み立てることを含み得る。方法は、コンポーネント３００、４００を互いに対して固定的な関係で組立て状態で保持するための、製造アセンブリツール５２８（図１６）の作製を任意選択的に含み得る。
【００４２】
図５の方法６００のステップ６１２は、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６を、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６のガラス転移点へと加熱することを含み得る。一実施形態で、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６及び第２の熱可塑性フィルム４０６は同じ材料で形成され得、この場合、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び第２の熱可塑性フィルム４０６は同じガラス転移点を有し得る。熱可塑性素子５００が第１の熱可塑性フィルム３０６及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６とは異なる材料で形成される場合には、コンポーネント３００、４００を融合させるのに求められる温度が、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６及び第２の熱可塑性フィルム４０６のガラス転移点のうち最も高くなり得る。幾つかの実施形態で、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６は、華氏約５００度を下回る温度へと加熱され得る。
【００４３】
第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００が熱可塑性材料で形成される実施形態で、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び第２の熱可塑性フィルム４０６が加熱される目標温度は、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００の最低融点未満に維持される。幾つかの実施形態で熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００と熱可塑性素子５００のアセンブリをオートクレーブ又はオーブン内に置くことによって加熱され得る。他の実施例で、熱可塑性フィルム３０６、及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６は、コンポーネント３００と、４００を互いに対して固定位置に保持するアセンブリツール５２８（図１６）によって加熱され得る。赤外線加熱、輻射加熱、熱風加熱又は他の加熱方法を使用して熱も加えられ得る。
【００４４】
図５の方法６００のステップ６１４は、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び第２の熱可塑性フィルム４０６の加熱中に、これらに圧密圧力５２４を加えることを含み得る。図１６は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との両側に配置されるツールを使用して、熱可塑性シート５０６に圧密圧力５２４を局所的に加える一実施例を示す。熱可塑性シート５０６、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び第２の熱可塑性フィルム４０６の領域に圧密圧力５２４を加えるために、例えばプレス（図示せず）などを備える機械的手段によって圧密圧力５２４が加えられ得る。しかしながら、圧密圧力５２４は真空バギングなどの他の手段で加えられてもよい。圧密圧力５２４は、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間に挟まれる熱可塑性シート５０６を圧縮する方式で加えられ得る。一実施形態で、圧密圧力５２４は、熱可塑性シート５０６の第１の熱可塑性フィルム３０６及び第２の熱可塑性フィルム４０６との融合を引き起こす又は容易にする程度に、加えられ得る。熱可塑性シート５０６、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び第２の熱可塑性フィルム４０６に加えられる圧密圧力５２４は、熱可塑性プリプレグ２０６と熱可塑性フィルムとの共固化のための固化圧力５２２未満であり得る。例えば、圧密圧力５２４は１００ｐｓｉ未満であり得る。
【００４５】
図５の方法６００のステップ６１６は、熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム３０６、及び第２の熱可塑性フィルム４０６を、熱と圧密圧力５２４とを加えることに応答して、融合させることを含み得る。幾つかの実施形態で、熱は、熱可塑性素子５００及び／又は第１の熱可塑性フィルム３０６、第２の熱可塑性フィルム４０６を始めに軟化させるように加えられ得る。加熱前及び／又は加熱中に、又は、熱可塑性素子５００及び第１の熱可塑性フィルム３０６、第２の熱可塑性フィルム４０６がガラス転移点に到達するときに、圧密圧力５２４が加えられ得る。任意選択的に、熱が取り除かれて、熱可塑性素子５００及び第１の熱可塑性フィルム３０６、第２の熱可塑性フィルム４０６が能動的に及び／又は受動的にガラス転移点未満まで冷却された後に、圧密圧力５２４は連続的に加えられ得る。熱可塑性素子５００及び第１の熱可塑性フィルム３０６、第２の熱可塑性フィルム４０６の融合によって、第１のコンポーネント３００を第２のコンポーネント４００に接合する熱可塑性接合部１１２が形成される結果となる。熱可塑性素子５００、第１の熱可塑性フィルム、及び第２の熱可塑性フィルム４０６の融合と冷却の後、アセンブリツール５２８は取り除かれ、図１７に示す一体化された構造的アセンブリ１００が得られる。
【００４６】
図１８を参照すると、幾つかの実施形態で、一又は複数のコンポーネントは半径面を含み得る。例えば図１８において、第１のコンポーネント３００の第１の合わせ面３０２は、フランジ１０８とウェブ１１０との間の遷移部分で第１の半径面３０４を含み得る。第１のコンポーネント３００が概して平面的な第２のコンポーネント４００と組み立てられる場合には、第１の半径面３０４の位置でウェッジ形状の間隙（図示せず）が発生し得る。第１のコンポーネント３００を第２のコンポーネント４００に接合する熱可塑性接合部１１２の強度を向上させるために、熱可塑性半径充填材５１２（図２１）でウェッジ形状の間隙を充填することが望ましい。概して一定の曲率の凸形状を有する第１の半径面３０４が示されているが、第１の半径面３０４は非一定の曲率で形成されていてもよい。またさらに、第１のコンポーネント３００は、概して平坦な第２の表面との間のウェッジ形状の間隙をもたらす角度付けされた表面又はファセットされた表面を含み得、第１のコンポーネント３００を第２のコンポーネント４００に接合する熱可塑性接合部１１２の強度を向上させるために、間隙を充填する熱可塑性半径充填材５１２を要し得る。  
【００４７】
本明細書に記載の方法は、熱可塑性素子５００を、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との間のウェッジ形状の間隙を充填するための熱可塑性半径充填材５１２として形成する手段を提供する。例えば、熱可塑性半径充填材５１２は、第１のコンポーネント３００の第１の半径面３０４と第２のコンポーネント４００の概して平坦な第２の合わせ面４０２との外形を一致させるように形成され得る。半径充填材側面５１４のペアと半径充填材底面５１６とを有する、熱可塑性半径充填材５１２の一実施例が図２１、２２で示される。各々が凹形状を有し得る半径充填材側面５１４のうちの少なくとも１つは、第１のコンポーネント３００の第１の半径面３０４の凸形状に実質的に一致する。半径充填材底面５１６は、概して平坦である及び／又は第２の合わせ面４０２の第２の外形４０４に一致する外形とされ得る。
【００４８】
図１８で、熱可塑性素子５００を熱可塑性半径充填材５１２として生産する方法は、第１のコンポーネント３００の第１の半径面３０４をスキャナ５２０を使用してスキャンすることを含み得る。幾つかの実施形態で、第１の合わせ面３０２は、第１の熱可塑性フィルム３０８を含み得、第１の半径面３０４は熱可塑性フィルム３０８を含まない。幾つかの実施形態で、第１の合わせ面３０２は、第１の熱可塑性フィルム３０８を含まず、第１の半径面３０４は熱可塑性フィルム３０８を含み得る。第１の合わせ面３０２又は第１の半径面３０４上に熱可塑性フィルム３０８が存在するかしないかに関わらず、スキャナは第１の半径面３０４を表す外形データを生成し得る。方法はさらに、外形データを生成するために第２の合わせ面４０２の外形をスキャンすることを含み得る。第２の合わせ面４０２の外形が概して平坦であるように示されているが、第２の外形４０４は非限定的に任意の形状を有し、平坦な形状に限定されない。スキャナ５２０は、第２の外形４０４をスキャンして第２の外形４０４の外形データを生成し得る。第１の半径面３０４の外形データ及び第２の合わせ面４０２の外形データは、図２０に示す例と同様の熱可塑性半径充填材５１２のコンピュータモデル５３０を生成するために使用され得る。
【００４９】
図１９を参照すると、第１のコンポーネント３００の幾つかの実施形態で、第１の熱可塑性フィルム３０８は、概して平坦な第１の合わせ面３０２に加えられ、第１の半径面３０４の一部を越えて、又は第１の半径面３０４の実質的に全体を越えて、連続的に伸び得る。このような実施形態で、方法は、熱可塑性フィルム３０８をスキャンして第１の半径面３０４及び第１の合わせ面３０２の外形データを生成するために、上述のような任意の方式でのスキャナ５２０の使用を含み得る。スキャナ５２０は、第２のコンポーネント４００の第２の外形４０４をスキャンして外形データを生成するために、上述のように再び使用され得る。第１の合わせ面３０２及び第１の半径面３０４の外形データは、第２の合わせ面４０２の外形データと組み合わされ、熱可塑性素子５００のコンピュータモデル５３０が生成され、モデル５３０は、図２４に示す熱可塑性半径充填材５１２と同様の構成で、熱可塑性シート５０６を熱可塑性半径充填材５１２と一体に組み合わせる。下記により詳細に記すように、図２４の単一の熱可塑性素子５００は、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００と共に組み立てられて融合され、一体型半径充填材を有する熱可塑性接合部１１２を形成し得る。
【００５０】
図２０を参照すると、スキャナデータによって生成されたコンピュータモデル５３０は、熱可塑性シート５０６を生産するための上述の方法において、任意の付加製造又は除去加工を使用して、熱可塑性半径充填材５１２を作製するために使用され得る。例えば、コンピュータモデル５３０は、機械加工技術などの除去加工を使用して熱可塑性半径充填材５１２を作製するために使用され得る。一実施例で、熱可塑性半径充填材５１２はバルク材から機械加工され得る。あるいは、熱可塑性半径充填材５１２は、コンピュータモデル５３０の外形の実質的な写しである外形を有するモールドを使用して成形又は鋳造され得る。
【００５１】
図２１を参照すると、幾つかの実施形態で、熱可塑性半径充填材５１２は第２のコンポーネント４００上に直接的に付加製造され得る。例えば、熱可塑性半径充填材５１２は第２のコンポーネント４００の第２の熱可塑性フィルム４０６上に付加製造され得る。あるいは熱可塑性半径充填材５１２は、第２の熱可塑性フィルム４０６が存在しない第２のコンポーネント４００の一部上に付加製造され得る。任意好適な付加製造技術（例えば３Ｄプリント、ステレオリトグラフィなど）が、第２のコンポーネント４００上に直接的に熱可塑性半径充填材５１２を作製するために実施され得る。図示しないが、熱可塑性半径充填材５１２は、任意選択的に、第１のコンポーネント３００の第１の半径充填材上に付加的に作製され得る。上述のように、第１のコンポーネント３００及び／又は第２のコンポーネント４００上に直接的に熱可塑性半径充填材５１２を付加製造することは、有利にも、組立てプロセス中の第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００との位置合わせのための別個のツールに対する需要を低減又は削減する。
【００５２】
図２２を参照すると、第１のコンポーネント３００を第２のコンポーネント４００に組立てるプロセスが示される。構造的アセンブリ１００は、付加製造された熱可塑性半径充填材５１２を含む。しかしながら上述のように、熱可塑性半径充填材５１２は別個のコンポーネントとして除去加工で製造又は生産されてもよく、図１３及び上述のプロセスと同様に第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００と組み立てられる。
【００５３】
図２３を参照すると、第２のコンポーネント４００に接合される第１のコンポーネント３００を含む構造的アセンブリ１００の一実施形態が示される。図２３で、図１６−１７の及び上述と同様の組立てプロセスで、第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００とに圧密圧力５２４及び／又は熱が加えられ得る。熱可塑性シート５０６に圧力を加えるために、圧密圧力５２４は、プレス（図示せず）、真空バギング、又は様々な他の手段のうち任意のものなどを備える機械的手段によって加えられ得る。圧密圧力５２４を加える間、任意選択的に、半径ブロック（図示せず）又は真空バッグ（図示せず）が熱可塑性半径充填材５１２の露出している半径充填材側面５１４に対して横方向にあてられてもよい。圧密圧力５２４を加える前、加える間、又は加えた後に、熱が加えられ得る。熱は、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００の熱可塑性フィルムを融合させる、並びに任意選択的に、第１の熱可塑性フィルム３０８及び／又は第２の熱可塑性フィルム４０６の部分を、熱可塑性半径充填材５１２の熱可塑性フィルム３０８、４０６と接触している部分と融合させるような方式で及び温度で、加えられ得る。
【００５４】
図２４を参照すると、単一構造５１８として一体的に形成される、熱可塑性半径充填材５１２及び熱可塑性シート５０６を含む熱可塑性素子５００の一実施形態が示される。上述のように、一体型熱可塑性シート５０６／熱可塑性半径充填材５１２は、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００のスキャニング中に生成される外形データを使用して形成され得る。図２５は、第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００と、一体型熱可塑性シート５０６／熱可塑性半径充填材５１２のアセンブリとを示す。組立てプロセスは、図１３の熱可塑性シート５０６に関して示す上述のものと同様であり得る。代替的に、一体型熱可塑性シート５０６／熱可塑性半径充填材５１２は、上述の熱可塑性半径充填材５１２の付加製造と同様、第２のコンポーネント４００の第２の熱可塑性フィルム４０６上に直接的に付加製造され得る。第１のコンポーネント３００と第２のコンポーネント４００とを一体型熱可塑性シート５０６／熱可塑性半径充填材５１２に融合させるために、熱及び圧密圧力５２４が加えられ得る。
【００５５】
図２６は、背合わせのＬ字型補強材（例えば第１のコンポーネント３００）を外板（例えば第２のコンポーネント４００）に接合するための、熱可塑性接合プロセスの実施を示す。図示のように、熱可塑性半径充填材５１２の対向する半径充填材側面５１４は、背合わせのＬ字型補強材の対向する第１の半径面３０４と接触している。図２７は、Ｚ字型補強材（例えば第１のコンポーネント３００）を外板（例えば第２のコンポーネント４００）に接合している、可塑性半径充填材５１２を備える熱可塑性接合部１１２を含む、一体化された構造的アセンブリ１００を示す。図２８は、熱可塑性半径充填材５１２の１ペアを有しハット型補強材を外板に接合している熱可塑性接合部１１２を含む、一体化された構造的アセンブリ１００を示す。上述の熱可塑性接合プロセスは、図示の第１のコンポーネント３００及び第２のコンポーネント４００の例を接合することに限定されないことが理解されよう。したがって熱可塑性接合プロセスは、任意のサイズ、構成を非限定的に含む２つ以上のコンポーネントを接合するために実施され得る。
【００５６】
本発明のさらなる修正及び改良は、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に記載される部分の特定の組み合わせは、本発明のある特定の実施形態を表すことを意図するのみであり、本発明の精神及び範囲内にある代替的な実施形態又は装置を限定するものではない。さらに本開示は下記の条項に従う実施形態を含む。
【００５７】
条項１
コンポーネントを接合する方法であって、
第１の外形を有する第１の合わせ面を有する、第１のコンポーネントを提供するステップ、
第２の外形を有し且つ前記第１の合わせ面に接合される、第２の合わせ面を有する、第２のコンポーネントを提供するステップ、及び、
第１の外形と第２の外形とにそれぞれ実質的に一致する第１の素子表面と第２の素子表面とを有する熱可塑性素子を生産するステップ
を含む、方法。
【００５８】
条項２
第１の合わせ面の第１の外形は第２の合わせ面の第２の外形との不一致を有する、条項１に記載の方法。
【００５９】
条項３
熱可塑性素子を生産するステップは、
第１の外形及び第２の外形に実質的に一致する第１のシート面及び第２のシート面を有する、熱可塑性シートを生産することを含む、条項１に記載の方法。
【００６０】
条項４
熱可塑性素子を生産するステップは、
第１の合わせ面及び第２の合わせ面にそれぞれ適用される第１の熱可塑性フィルムの外形及び第２の熱可塑性フィルムの外形にそれぞれ実質的に一致する、対向する第１の素子表面及び第２の素子表面を備える、熱可塑性素子を生産することを含む、条項１に記載の方法。
【００６１】
条項５
第１の合わせ面は第１の半径面を含み、熱可塑性素子を生産するステップは、
第１の半径面の外形及び第２の合わせ面の外形にそれぞれ実質的に一致する半径充填材側面及び半径充填材底面を有する熱可塑性半径充填材を生産することを含む、条項１に記載の方法。
【００６２】
条項６
熱可塑性素子を生産するステップは、
第１の外形及び第２の外形に実質的に一致する第１のシート面及び第２のシート面を有する熱可塑性シートを、熱可塑性半径充填材と一体成形することを含む、条項５に記載の方法。
【００６３】
条項７
第１の外形及び第２の外形を決定するために、第１の合わせ面及び／又は第２の合わせ面をスキャンするステップをさらに含む、条項１に記載の方法。
【００６４】
条項８
スキャンするステップは、
デジタルスキャナ、カメラ、座標測定機、又はこれらの任意の組み合わせを使用してスキャンすることを含む、条項７に記載の方法。
【００６５】
条項９
熱可塑性素子を生産するステップは、
付加製造技術、除去加工技術、又はこれらの組み合わせを使用して熱可塑性素子を生産することを含む、条項１に記載の方法。
【００６６】
条項１０
熱可塑性素子を生産するステップは、
第１のコンポーネントの第１の熱可塑性フィルム上に又は第２のコンポーネントの第２の熱可塑性フィルム上に熱可塑性素子を直接的に付加製造することを含む、条項１に記載の方法。
【００６７】
条項１１
第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとを、これらの間に挟まれる熱可塑性素子と共に組み立てるステップ、並びに、
熱可塑性素子、第１の熱可塑性フィルム、及び第２の熱可塑性フィルムを融合させて第１のコンポーネントを第２のコンポーネントに接合する熱可塑性接合部を形成するステップ、をさらに含む、条項１に記載の方法。
【００６８】
条項１２
融合させるステップは、
熱可塑性素子、第１の熱可塑性フィルム、及び／又は第２の熱可塑性フィルムのうちの１つを、これらの少なくともガラス転移点へと加熱するステップを含む、条項１１に記載の方法。
【００６９】
条項１３
熱可塑性素子は熱可塑性シートを含み、融合させるステップは、
第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとの間に挟まれる熱可塑性シートを圧縮することを含む、条項１１に記載の方法。
【００７０】
条項１４
熱可塑性素子を生産するステップは、
第１のコンポーネント及び／又は第２のコンポーネントの融点を下回るガラス転移点を有する材料から、熱可塑性素子を生産することを含む、条項１１に記載の方法。
【００７１】
条項１５
熱可塑性素子を生産するステップは、
第１の熱可塑性フィルム及び／又は第２の熱可塑性フィルムの材料と実質的に同様の材料から、熱可塑性素子を生産することを含む、条項１１に記載の方法。
【００７２】
条項１６
第１のコンポーネント及び／又は第２のコンポーネントは、熱硬化性材料又は熱可塑性材料で形成される、条項１に記載の方法。
【００７３】
条項１７
第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントを提供するステップは、
熱可塑性フィルムを熱可塑性プリプレグのプライスタックと共固化させることによって、第１のコンポーネント及び／又は第２のコンポーネントを形成することを含む、条項１に記載の方法。
【００７４】
条項１８
第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントを提供するステップは、
熱可塑性フィルムを熱硬化性プリプレグのプライスタックと共硬化させることによって、第１のコンポーネント及び／又は第２のコンポーネントを形成することを含む、条項１に記載の方法。
【００７５】
条項１９
コンポーネントを接合する方法であって、
第１の合わせ面に適用される第１の熱可塑性フィルムを有する第１のコンポーネントを提供するステップ、
第２の合わせ面に適用される第２の熱可塑性フィルムを有する第２のコンポーネントを提供するステップ、
第１の熱可塑性フィルム及び第２の熱可塑性フィルムの外形を決定するために、第１の熱可塑性フィルム及び第２の熱可塑性フィルムをスキャンするステップ、
第１の熱可塑性フィルム及び／又は第２の熱可塑性フィルムと実質的に同様の材料から、第１の合わせ面と第２の合わせ面との外形にそれぞれ一致する第１のシート面及び第２のシート面を有する熱可塑性シートを、生産するステップ、
第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとを、第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとの間に挟まれる熱可塑性シートと共に組み立てるステップ、
熱可塑性シート、第１の熱可塑性フィルム、及び／又は第２の熱可塑性フィルムに、熱と圧密圧力とを加えるステップ、並びに、
第１のコンポーネントを第２のコンポーネントに接合して構造的アセンブリを形成するために、熱可塑性シート、第１の熱可塑性フィルム、及び第２の熱可塑性フィルムを融合させるステップ
を含む、方法。
【００７６】
条項２０
コンポーネントを接合する方法であって、
第１の半径面を含む第１の合わせ面に適用される第１の熱可塑性フィルムを有する、第１のコンポーネントを提供するステップ、
第２の合わせ面に適用される第２の熱可塑性フィルムを有する第２のコンポーネントを提供するステップ、
第１の半径面と第２の合わせ面との外形の各々に実質的に一致する半径充填材側面と半径充填材底面とを有する、熱可塑性半径充填材を生産するステップ、
第１のコンポーネント、第２のコンポーネント、及び熱可塑性半径充填材を組み立てるステップ、
熱可塑性半径充填材、第１の熱可塑性フィルム、及び／又は第２の熱可塑性フィルムに熱と圧密圧力とを加えるステップ、並びに、
第１のコンポーネントを第２のコンポーネントに接合して構造的アセンブリを形成するために、第１の熱可塑性フィルム、第２の熱可塑性フィルム、及び／又は熱可塑性半径充填材を融合させるステップ
を含む、方法。
【符号の説明】
【００７７】
１００    構造的アセンブリ
１０２    パネル
１０４    フランジ
１０６    補強材
１０８    外板
１１０    ウェブ
１１２    熱可塑性接合部
１１４    接着層厚さ
２００    スタック
２０２    プライ
２０４    複合材料
２０６、２０８    熱可塑性プリプレグ
３００    第１のコンポーネント
３０２    第１の合わせ面
３０４    第１の半径面
３０６、３０８    熱可塑性フィルム
４００    第２のコンポーネント
４０２    第２の合わせ面
４０４    第２の外形
４０６    熱可塑性フィルム
５００    熱可塑性素子
５０２、５０４    素子表面
５０６    熱可塑性シート
５０８、５１０    シート面
５１２    熱可塑性半径充填材
５１４    半径充填材側面
５１６    半径充填材底面
５１８    単一構造
５２０    スキャナ
５２２    固化圧力
５２４    圧密圧力
【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４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【外国語明細書】
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