(57)【要約】      （修正有）【課題】低温でスプレーされる高性能サセプタの製作、及び当該高性能サセプタを使用した特定の部品の製造のための誘導加熱システムを提供する。【解決手段】高性能サセプタは、ツールの上に低温でスプレーされた強磁性物質を含む。ツールは、逐次シート成形によって望ましい形状へと形成される、シート金属要素である。高性能サセプタは、振動電磁場によって強磁性物質の中に発生する渦電流によって加熱される。高性能サセプタは、強磁性物質の組成に基づいて望ましいキューリー温度を有するように設計される。高性能サセプタは、既に望ましい形状へと形成されたツールの上へ強磁性物質を低温でスプレーすることによって、望ましい形状へと形成される。高性能サセプタは、当該高性能サセプタ及びツールに熱的な衝撃を与えることによってツールから除去され、形成される部品を加熱するために使用される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を製造するための誘導加熱システムであって、
振動電磁場を発生させることができる誘導コイル（２６）と、
前記誘導コイル（２６）に電圧が付加される場合、前記振動電磁場の中に位置決めされるサセプタ（１４５）とを備え、前記サセプタ（１４５）は、
逐次シート成形によって望ましい形状へと形成されたシート金属要素（１５０）と、
前記シート金属要素（１５０）の上に低温でスプレーされた強磁性物質（１３０）とを備える、誘導加熱システム。
【請求項２】
前記シート金属要素（１５０）は、近似的に０．０１インチ以上かつ０．０３インチ以下の範囲内に含まれる厚さを有する、請求項１に記載の誘導加熱システム。
【請求項３】
前記シート金属要素（１５０）は、非磁性である、請求項１又は請求項２に記載の誘導加熱システム。
【請求項４】
前記シート金属要素（１５０）は、前記強磁性物質（１３０）のキューリー温度よりも下のキューリー温度を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の誘導加熱システム。
【請求項５】
前記シート金属要素（１５０）の上に低温でスプレーされた前記強磁性物質（１３０）は、近似的に０．０４インチ以上かつ０．１２５インチ以下の範囲内に含まれる厚さを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導加熱システム。
【請求項６】
部品（１６０）を製造する方法であって、
前記部品（１６０）に隣接して高性能サセプタ（１４５）を位置決めすることを含み、
前記高性能サセプタ（１４５）は、逐次シート成形によって形作られたツール（１５０）の表面（１５１）の上に配置される低温でスプレーされた強磁性粉末（１３０）から製作され、
前記高性能サセプタ（１４５）に振動電磁場を適用して渦電流を発生し前記高性能サセプタ（１４５）を加熱することと、
前記高性能サセプタ（１４５）を伴って部品（１６０）を加熱することとを含む、方法。
【請求項７】
前記部品（１６０）に隣接して前記高性能サセプタ（１４５）を位置決めすることは、前記高性能サセプタ（１４５）を誘導加熱システムの中へと位置決めすることをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ツール（１５０）から前記高性能サセプタ（１４５）を取り外すことをさらに含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記ツール（１５０）から前記高性能サセプタ（１４５）を取り外した後に、前記部品（１６０）に隣接して前記高性能サセプタ（１４５）を位置決めする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ツール（１５０）から前記高性能サセプタ（１４５）を取り外すことは、振動電磁場を前記高性能サセプタ（１４５）に適用して、前記ツール（１５０）から前記高性能サセプタ（１４５）を取り外すことを含む、請求項８又は９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逐次シート成形（ＩＳＦ：Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  ｓｈｅｅｔ  ｆｏｒｍｉｎｇ）を含む、低温でスプレーされる高性能サセプタの製作、及び当該高性能サセプタを使用した特定の部品の製造のための方法、システム、及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱システムは、部品や構成要素を製作するなどの工程において、熱を提供するために使用されてきた。誘導加熱システムは、典型的には、強磁性物質の範囲内で熱を発生させることによって、通電誘導コイルにより発生する振動電磁場に反応する強磁性物質を含む。熱は、典型的には、強磁性元素から直接に部品や構成要素に伝導される。強磁性元素又は強磁性物質を含む高性能サセプタは、誘導加熱システムの中で加熱され、非常に安定した温度を提供し、部品又は構成要素を加熱する。高性能サセプタの機構は、当該高性能サセプタが所定のキューリー温度を有し、誘導加熱の中で使用される場合に非常に安定した温度を提供するように構成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｍａｔｓｅｎら本明細書と同一出願人によるものであって本明細書の中に取り込まれて言及される米国特許番号６，５６６，６３５は、高温スプレーガンを使用して、メッシュ構造に磁気的透過性を有する粉末を適用し、サセプタを形成することを開示している。磁気的透過性を有する粉末の熱的又は高温のスプレーは、スプレーされた物質が目標に接触する前に当該物質を溶かす。磁気的透過性を有する粉末の熱的な適用は、サセプタを形成するために適用される粉末の組成を限定する。磁気的透過性を有する粉末の熱的な適用はまた、スプレーされたサセプタを酸化させる可能性がある。メッシュ構造に対する磁気的透過性を有する粉末の適用はまた、形成されるサセプタの幾何学的な形状を限定する。メッシュ構造の使用は、形成されるサセプタの寸法許容性を限定する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
低温の強磁性物質を、前もって逐次シート成形によって望ましい形状へと形成されたツールの表面に低温でスプレーすることによって、誘導加熱高性能サセプタを形成することは有効である。
【０００５】
部品を製造するための誘導加熱システムの１つの構成は、振動電磁場を発生させることができる誘導コイル、及び当該誘導コイルに電圧が付加される場合、当該振動電磁場の中に位置決めされるサセプタを備える。サセプタは、シート金属要素、及び当該シート金属要素の上に低温でスプレーされる強磁性物質を備える。シート金属要素は、逐次シート成形によって望ましい形状へと形成される。
【０００６】
システムのシート金属要素は、近似的に０．０１から０．０３インチまでの範囲内の厚さを有する。システムのシート金属要素は、非磁性である。シート金属要素は、強磁性物質のキューリー温度より低いキューリー温度を有する。強磁性物質は、０．０４から０．１２５インチまでの範囲内の厚さまで、ツール要素の上に低温でスプレーされる。
【０００７】
低温でスプレーされた高性能サセプタを形成するためのシステムの１つの構成は、第１のライン及び第２のラインの中のガスの流れを制御する、第１のライン及び第２のラインと連通するガス制御モジュールを備える。システムは、第１のラインによってガス制御モジュールに接続されるノズル、並びにガス制御モジュール及びノズルの間の第１のラインに沿って位置決めされる加熱器を備える。システムは、ガス制御モジュール及びノズルの間の第２のラインに沿って位置決めされる粉末供給装置を備える。第１のライン及び第２のラインの中のガスの流れは、粉末の粒子の流れがツールの表面に接触するように、高性能サセプタを形成するノズルの外部への粉末の粒子の流れを生み出す。ツールの表面は、逐次シート成形によって望ましい形状へと形成される。第１のラインに沿って位置決めされる加熱器は、近似的に摂氏４００度から摂氏９００度までの範囲内に含まれる温度まで、第１のラインの中のガスを加熱する。
【０００８】
高性能サセプタを製造する方法の１つの構成は、ツール要素を形成すること、及び当該ツール要素の表面の上に強磁性物質を低温でスプレーすることを含む。強磁性物質は、強磁性物質の組成に基づいた所定のキューリー温度を有する。ツール要素を形成することは、逐次シート成形を使用して、非磁性の金属のシートを望ましい形状へと形成することを含む。ツール要素を形成することは、セラミックダイからツール要素を形成することを含む。ツール要素を形成することは、高分子シート又は複合材シートからツール要素を形成することを含む。ツール要素を形成することは、強磁性物質のキューリー温度より下のキューリー温度を有する金属のシートからツール要素を形成することを含む。方法は、振動電磁場を強磁性物質に適用して、ツール要素の表面から強磁性物質を取り外すことを含む。方法は、強磁性物質をスプレーするために使用されるノズルへ流れるガスを加熱する。方法は、ツール要素及び強磁性物質に熱的な衝撃を与えて、ツール要素の表面から強磁性物質を取り外すことを含む。
【０００９】
部品を製造する方法の１つの構成は、部品に隣接して高性能サセプタを位置決めすること、振動電磁場を高性能サセプタへ適用して渦電流を発生し高性能サセプタを加熱すること、及び高性能サセプタを伴って部品を加熱すること、を含む。高性能サセプタは、逐次シート成形によって形作られたツールの表面の上に配置される低温でスプレーされた強磁性粉末から製作される。
【００１０】
部品に隣接して高性能サセプタを位置決めすることはさらに、高性能サセプタを誘導加熱システムの中へと位置決めすることを含む。方法は、ツールから高性能サセプタを取り外すことを含む。高性能サセプタは、ツールから高性能サセプタを取り取り外した後に、部品に隣接して位置決めされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ツールの表面の上に強磁性粉末を低温でスプレーして高性能サセプタを形成するためのシステムの構成を示す。
【図２】図２は、物質を望ましい形状へと逐次シート成形することにおいて使用されるシステムの構成を示す。
【図３】図３は、低温でスプレーされた高性能サセプタが部品を加熱して製作するために配置される、誘導加熱ワークセル（ｗｏｒｋ  ｃｅｌｌ）の１つの構成の斜視図を示している。
【図４】図４は、構成要素を形成するために使用される一組のダイ及び高性能サセプタの構成を示している。
【図５】図５は、強磁性元素の温度が増加する場合の、低温でスプレーされた高性能サセプタの強磁性物質の透磁率における減少を示すグラフである。
【図６】図６は、低温でスプレーされた高性能サセプタの形状を形成するために使用されるツールの表面から取り除かれた、低温でスプレーされた高性能サセプタの斜視図である。
【図７】図７は、低温でスプレーされた高性能サセプタを形成するための工程の流れ図である。
【図８】図７は、低温でスプレーされた高性能サセプタを使用して、複合材部品を形成するための工程の流れ図である。
【図９】図９は、航空機の生産及び保守の手順のフロー図を示している。
【図１０】図１０は、航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示に係る発明には様々な修正および代替形式を加え得るが、図面においては例示のために特定の実施形態について詳細に記述される。しかしながら、本発明を開示された特定の形式に制限する意図はないことに留意すべきである。むしろ、添付の特許請求の範囲で画される本発明の範囲に属するすべての修正例、均等技術、代替例を包含する意図である。
【００１３】
本明細書の中において説明される構成は、部品を製造するための誘導加熱システムにおいて使用される、高性能サセプタに関する。高性能サセプタは、強磁性粉末などの物質をツール又はセラミックダイの表面の上に、低温でスプレーすることによって形成される。低温でのスプレーは、本明細書の中において、スプレーされる物質の融点よりも下の温度において、当該物質をスプレーすることであると定義される。ツールは、逐次シート成形によって望ましい形状へと形成される。高性能サセプタ及びツールアセンブリは、振動電磁場を適用することによって構成要素を加熱する、誘導加熱システムの範囲内において位置決めされる。
【００１４】
代替的に、高性能サセプタは、ツールの表面から除去されて、振動電磁場を適用することによって構成要素を加熱する、誘導加熱システムの範囲内において単独で位置決めされる。
【００１５】
図１は、高性能サセプタ１４５を形成するためにツール要素又はシート金属要素１５０の表面又は基板１５１の上に強磁性粉末１３０を低温でスプレーするために使用されるシステム１００の１つの構成の概略図を示す。窒素又はヘリウムなどのガス１０５の源は、ノズル１３５に接続される第１のライン１１５を通る、並びに粉末チャンバー１３１及びその後にノズル１３５に接続される第２のライン１２０を通る、ガス１０５の流れを制御するガス制御モジュール１１０に接続される。ライン１１５及び１２０を通るガスの流れは、粉末チャンバー１３１の範囲内に配置される強磁性粉末１３０が、粒子の流れ１４０としてノズル１３５からスプレーされる原因となる。粒子の流れ１４０は、高速でノズル１３５から放たれ、当該ノズル１３５は超音速ノズルであり、シート金属要素又はツール要素１５０（本明細書の中において、以下ツールとして言及される）の表面又は基板１５１の上に堆積され、高性能サセプタ１４５を形成する。粒子の流れ１４０は、強磁性粉末１３０の融点よりも十分に低い温度において、スプレーされる。粒子の流れ１４０は、ダイの表面の上に直接にスプレーされて、ツール１５０の表面の上の代わりに、ダイの表面の上に高性能サセプタ１４５を形成することもできる。粒子の流れ１４０は、超音速ガスジェットとしてツール１５０の表面又は基板１５１の上にスプレーされる。表面１５１に当たった衝撃で、粒子の流れ１４０の粒子は、当該粒子の流れ１４０の高速のために塑性変形し、互いに結合して高性能サセプタ１４５を形成する。
【００１６】
システム１００は、ガス１０５がノズル１３５の中へと入る前に、ガス１０５を要求される温度まで加熱するために使用される加熱器１２５を含む。例えば、ガス１０５は、粉末１３０を粒子の流れ１４０へとスプレーするために、ノズル１３５に入る前に、摂氏４００度から９００度までの範囲内に含まれる温度まで加熱される。加熱器１２５は、粒子の流れ１４０の速度を加速するために使用されるが、加熱されたガス１０５からの熱は、粒子の流れ１４０の粒子の金属結合までは伝達されない。
【００１７】
低温でのスプレーの工程において使用される強磁性粉末１３０は、本開示の利益を有する当業者によって認識されるように、望ましいキューリー温度を有する高性能サセプタを生産するように構成される。粉末１３０を低温でスプレーすることは、高温でのスプレーとは異なり、高性能サセプタ１４５を生産するために多量の強磁性粉末１３０を使用することを許容する。強磁性粉末１３０は、望ましいキューリー温度を有する高性能サセプタ１４５を生産することができる、強磁性粉末などの強磁性物質の混合物であってよい。。例えば、強磁性粉末は、望ましいキューリー温度を獲得することができる、ニッケル、コバルト、及び鉄の粉末又は他の強磁性粉末の混合物であってよい。。
【００１８】
低温でのスプレーの使用は、高性能サセプタが熱的な原因によって寸法における歪を生じることを抑制する。強磁性粉末１３０の前もって形作られた表面の上への低温でのスプレーは、望ましい幾何学的な形状を有する高性能サセプタ１４５の急速な生成を可能にする。逐次シート成形は、厳しい寸法の許容性を有する表面の詳細な設定を可能にする。強磁性粉末１３０は、低温でスプレーされて、近似的に０．０４インチから０．１２５インチまでの範囲内に含まれるような、望ましい厚さを有する高性能サセプタ１４５を生産する。高性能サセプタ１４５の低温でのスプレーは、高温でのスプレーと異なり、高性能サセプタ１４５が、高温での耐久性がない、及び／又は高温で酸化され易い物質を含むことを許容する。ツール１５０の表面１５１の上でのサセプタ１４５の使用は、サセプタ１４５を形成するために使用される物質が、概して、高温での耐久性がなく高温で酸化され易いため、高温における耐久性において助けとなる。
【００１９】
ツール１５０の表面１５１は、逐次シート成形などの工程によって、複雑な幾何学的形状などの望ましい形状へと形作られる。低温でスプレーされた高性能サセプタ１４５は、ツール１５０の表面１５１と同じ形状へと形成される。逐次シート成形は、要求される許容性を有するツールの表面１５１の急速な形成を可能にする。
【００２０】
図２は、逐次シート成形を実行するためにシステム３０において使用される構成要素を示す。図解されているシステム３０において、形成するためのツール３１は、ツール３４が望ましい幾何学的な形状へと形成されるまで、ワークピース又はツール３４において小さな逐次的変形を生み出すために使用される。形成するためのツール３１は、（図示せぬ）機械に接続されて変形を行う。機械は、ツール３４が望ましい幾何学的な形状へと形成されるまで、形成するためのツール３１によって繰り返される少変形を制御する、コンピュータによって制御される機械である。ツール３４は、留め具３２によって一緒に固定される、ブランクホルダ３３及びモジュラーダイ３５の間に固定的に保持される。ダイサポート３６は、モジュラーダイ３５に対して十分な固定性を提供する。逐次シート成形の使用は、特定の幾何学的形状を有する高性能サセプタ１４５を形成するために、強磁性粉末１３０の低温でのスプレーが行われるツール３４の、高速かつ安価で、正確な形成を可能にする。逐次シート成形は、近似的に０．０１インチから０．０３インチまでの厚さを有する金属のシートの上で使用される。逐次シート成形はまた、高分子のシート又は複合材物質のシートを望ましい幾何学的な形状へと形成するために使用され得る。
【００２１】
図３は、（図４に示される）部品又は構成要素１６０を加熱するために、（図４に示される）低温でスプレーされた高性能サセプタ１４５が置かれ得る、ワークセル１０を示す。ワークセル１０は、上側のストロングバック１３の範囲内に設置される上側のダイ１１、及び下側のストロングバック１４の範囲内に設置される下側のダイ１２を含む。ストロングバック１３及び１４は、ねじが切られた４つの支柱支持、又はねじジャッキ１５の上にねじ止めされ、それらはダイ１１及び１２並びにストロングバック１３及び１４の相対的な位置の調整を可能にする。一緒に、ダイ１１及び１２は、今度は部品１６０を囲む高性能サセプタ１４５を保持するために形作られる、ダイキャビティを画定する。
【００２２】
上で議論したように、強磁性粉末は、（図４に示される）高性能サセプタ１４５を形成するために、ダイ１１及び１２のうちの１つの上に直接的に、低温でスプレーされ得る。複数の誘導コイル２６は、ダイ１１及び１２の中に埋め込まれ、高性能サセプタ１４５を囲む。電圧が付加された場合、コイル２６は、高性能サセプタ１４５の中に渦電流を引き起こす振動電磁場を発生し、当該渦電流が高性能サセプタ１４５を加熱し、高性能サセプタ１４５が熱を発生して、金属部品を形成する、又は複合材部品を強化するなどの、部品１６０を製造する中のステップを実行する。高性能サセプタ１４５は、それ自身が当該高性能サセプタ１４５の強磁性物質のキューリー温度に到達するまで熱を上げる。高性能サセプタ１４５のキューリー温度は、組み合わされて高性能サセプタ１４５を形成する、強磁性物質の特性により決定される。キューリー温度に到達するとすぐに、高性能サセプタ１４５の強磁性物質は、実質的に非磁性になる。
【００２３】
誘導加熱ワークセル１０はさらに、ストロングバック１３及び１４に対向してダイ１１及び１２をその位置に保持する、一組の締め付け棒１６を含む。ストロングバック１３及び１４は、上側及び下側のダイ１１及び１２に対して固くてフラットな裏打ち面を提供し、ダイ１１及び１２が製造作業の間に曲がったり欠けたりすることを妨げる。付加的に、ストロングバック１３及び１４は、ダイ１１及び１２が一緒に正確に位置決めされるように保つ、硬いプレートとして役目を果たす。ストロングバック１３及び１４は、スチール、アルミニウム、又は形成若しくは強化の間に存在する荷重を処理することができる任意の他の物質から構築される。好ましくは、非磁性物質が、誘導コイル２６によって生み出される振動電磁場の歪を妨げるために使用される。ストロングバック１３及び１４の使用に対する代替案として、ダイ１１及び１２それ自身が、形成又は強化の間に存在する荷重に耐え得るに十分な強さを有してもよい。
【００２４】
ダイ１１及び１２の各々は、一組の繊維ガラスロッド２０及び一組の支持板によって強化される、セラミック材料の矩形状のブロックを含む。支持板は、好ましくは、各々のセラミックブロックを囲む矩形状の箱の形状で配置される、一組のフェノールボードを備える。一組のナット２１は、繊維ガラスロッド２０におけるねじが切られている部分の終端部の上で締め付けられて、フェノールボードの上に圧縮荷重を適用する。誘導コイル２６は、セラミックブロックの中へと埋め込まれ、繊維ガラスロッド２０の間で位置決めされ、ダイキャビティを取り囲む。コイル２６はまた、冷却流体のためのコンジットとして役目を果たすことによって、熱エネルギーを除去する。コイル２６は、柔軟な管部２８によって接続される真っ直ぐな管部２７を含む。柔軟な管部２８は、真っ直ぐな管部２７を接続し、ダイ１１及び１２が分離されることを許容する。
【００２５】
図４は、低温でスプレーされた高性能サセプタ１４５を使用して、部品１６０を形成するために使用され得る、一組のダイ１５５を示す。上で議論したように、高性能サセプタ１４５は、望ましい幾何学的な形状を有するツール１５０又はダイの表面１５１の上に、強磁性粉末１３０を低温でスプレーすることによって形成され、それによって高性能サセプタ１４５もまた、望ましい幾何学的な形状を伴って形成される。その後、高性能サセプタ１４５は、ツール１５０から除去されて、誘導加熱システムの中で部品１６０を形成する。代替的に、高性能サセプタ１４５は、ツール１５０とともに、熱誘導システムの中へ挿入されて、部品１６０を形成する。スペーサ１５６、ダイインサート１５７、及び／又はブラダー１５８はまた、高性能サセプタ１４５及び形成される部品１６０の間に挿入される。ダイ１５５は、部品１６０、低温でスプレーされた高性能サセプタ１４５、及び同様に誘導加熱システムの範囲内における任意の付加的な処理のための構成要素を保持するためのキャビティを生み出すように形成される。その後、低温でスプレーされた高性能サセプタ１４５は、本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、振動電磁場を適用することによって、部品１６０へ熱を与えるために加熱される。
【００２６】
上で議論したように、高性能サセプタ１４５の強磁性物質１３０は、当該強磁性物質１３０がキューリー温度に到達した場合、実質的に非磁性になる。図５に示されるように、強磁性物質１３０の透磁率は、強磁性物質１３０がキューリー温度に到達する際に、突然に減少する。透磁率における突然の減少は、誘導コイルによって発生される渦電流の歪をもたらす。キューリー温度よりも下の強磁性物質１３０は、渦電流を発生し続ける。
【００２７】
図６は、望ましい幾何学的な形状を伴った高性能サセプタ１４５を形成するために使用されるツール１５０から分離された、低温でスプレーされた高性能サセプタ１４５を示す。高性能サセプタ１４５を形成するためにツール１５０の表面１５１の上に強磁性粉末１３０を低温でスプレーした後に、高性能サセプタ１４５は、高性能サセプタ１４５及びツール１５０に熱的な衝撃を与えることによって、ツール１５０から除去される。ツール１５０及び高性能サセプタ１４５は、異なる熱膨張特性を有しており、それ故、熱的な衝撃を与えられた場合、２つの構成要素が分離することを可能にする。高性能サセプタ１４５及びツール１５０は、様々な手段によって加熱され、それらの異なる熱膨張特性のために、高性能サセプタ１４５がツール１５０から分離する。例えば、高性能サセプタ１４５は、高性能サセプタ１４５及びツール１５０に対して振動電磁場を適用することによって、ツール１５０から分離される。高性能サセプタ１４５を形成するために強磁性粉末１３０を低温でスプレーすることは、高性能サセプタ１４５を形成用ツール１５０から除去した後に、誘導加熱システムの中で単独で使用される、望ましい幾何学的な形状を伴った高性能サセプタ１４５の構成を可能にする。いくつかの適用において、部品１６０を加熱するために、高性能サセプタ１４５及び形成用ツール１５０の両者を使用することが好まれる。例えば、形成用ツール１５０は、高温における高性能サセプタ１４５の耐久性の助けとなる。
【００２８】
図７は、ツール要素を形成するステップ２０５を含む、高性能サセプタを製造する方法２００を示す。ツール要素は、上述したように、逐次シート成形によって形成される。逐次シート成形は、シート金属、高分子シート、又は複合材シートからツールを形成するために使用される。ツール要素は、セラミックダイであってもよい。方法２００は、ツール要素の表面に強磁性物質を低温でスプレーするステップ２１０を含む。強磁性物質は、所定のキューリー温度を有する強磁性粉末である。例えば、強磁性粉末は、コバルト、ニッケル、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、及び／又は粉末を混合した組成に基づいて所定のキューリー温度を有する、他の強磁性物質などの様々な粉末の混合物である。方法２００は、振動電磁場を強磁性物質に適用して、ツール要素の表面から強磁性物質を取り外すステップ２１５を、随意に含む。強磁性物質に対する振動電磁場の適用は、熱膨張における違いに加えて、分離において助けとなるなんらかの振動力を付加する。方法２００は、ツール要素及び強磁性物質に熱的な衝撃を与えて、ツール要素の表面から強磁性物質を取り外すステップ２２０を、随意に含む。
【００２９】
図８は、望ましい形状のツールを逐次シート成形するステップ２５５を含む、部品を製造する方法２５０を示す。部品は、複合材部品を含む。方法２５０は、強磁性物質をスプレーするために使用されるノズルへ流れるガスを加熱する、随意のステップ２６０を含む。方法２５０は、高性能サセプタを形成するのに望ましい形状を有するツールの表面に強磁性粉末を低温でスプレーするステップ２６５を含む。方法２５０は、ツールの表面から高性能サセプタを取り外す、随意のステップ２７０を含む。方法２５０は、部品に隣接して高性能サセプタを位置決めするステップ２７５、及び高性能サセプタに対して振動電磁場を適用して渦電流を発生し高性能サセプタを加熱するステップ２８０を含む。方法２５０は、高性能サセプタから発生される熱を伴って、部品を加熱するステップ２８５を含む。
【００３０】
図９、１０を参照すると、本開示の実施形態は、図９に示される航空機の製造及び保守方法３００、及び図１０に示される航空機３０２の文脈において、説明され得る。生産前の段階では、例示的な方法３００は、航空機３０２の仕様及び設計３０４と、材料調達３０６とを含むことができる。生産段階では、航空機３０２の構成要素及びサブアセンブリの製造３０８と、システムインテグレーション３１０とが行われる。その後、航空機３０２は認可及び納品３１２を経て運航３１４される。航空会社などの顧客により運航３１４される間に、航空機３０２は定期的な整備及び保守３１６（改造、再構成、改修なども含みうる）を受ける。
【００３１】
方法３００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレーター（例えば顧客）によって実施又は実行される。本説明の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含んでもよく、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含んでもよく、オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってもよい。
【００３２】
図１０に示されるように、例示的方法３００によって生産された航空機３０２は、複数のシステム３２０及び内装３２２を有する機体３１８を含むことができる。高レベルのシステム３２０の実施例には、推進システム３２４、電気システム３２６、油圧システム３２８、及び環境システム３３０のうちの１以上が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の実施例を示したが、開示された実施形態の原理は、自動車産業などの他の産業に適用することもできる。
【００３３】
本明細書の中において具現化された装置と方法は、生産及び保守方法３００の任意の１以上の段階で採用することができる。例えば、生産プロセス３０８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機３０２の運航３１４中に生産される構成要素又はサブアセンブリと同様の方法で製作又は製造されてもよい。また、１以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせは、例えば、航空機３０２のアセンブルを実質的に効率化するか、又は航空機３０２のコストを削減することによって、生産段階３０８及び３１０の間に利用することができる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせのうちの１以上を、航空機３０２の運航３１４中に、例えば、限定しないが、整備及び保守３１６に利用することができる。
【００３４】
本開示による発明対象物の例示的で非排他的な実施例は、以下のＡ１項からＣ１９項に記載される。
【００３５】
条項Ａ１
部品を製造するための誘導加熱システムであって、
振動電磁場を発生させることができる誘導コイル２６と、
前記誘導コイル２６に電圧が付加される場合、前記振動電磁場の中に位置決めされるサセプタ１４５とを備え、前記サセプタ１４５は、
逐次シート成形によって望ましい形状へと形成されたシート金属要素１５０と、
前記シート金属要素１５０の上に低温でスプレーされた強磁性物質１３０とを備える、誘導加熱システム。
【００３６】
条項Ａ２
前記シート金属要素１５０は、近似的に０．０１インチ以上かつ０．０３インチ以下の範囲内に含まれる厚さを有する、条項Ａ１に記載の誘導加熱システム。
【００３７】
条項Ａ３
前記シート金属要素１５０は、非磁性である、条項Ａ１又はＡ２に記載の誘導加熱システム。
【００３８】
条項Ａ４
前記シート金属要素１５０は、前記強磁性物質１３０のキューリー温度よりも下のキューリー温度を有する、条項Ａ１からＡ３のいずれか一項に記載の誘導加熱システム。
【００３９】
条項Ａ５
前記シート金属要素１５０の上に低温でスプレーされた前記強磁性物質１３０は、近似的に０．０４インチ以上かつ０．１２５インチ以下の範囲内に含まれる厚さを有する、条項Ａ１からＡ４のいずれか一項に記載の誘導加熱システム。
【００４０】
条項Ｂ６
高性能サセプタ１４５を製造する方法であって、
ツール要素１５０を形成することと、
前記ツール要素１５０の表面１５１の上に強磁性物質１３０を低温でスプレーすることとを含み、
前記強磁性物質１３０は、前記強磁性物質１３０の組成に基づく所定のキューリー温度を有する、方法。
【００４１】
条項Ｂ７
前記ツール要素１５０を形成することは、逐次シート成形を使用して、非磁性の金属のシートを望ましい形状へと形成することを含む、条項Ｂ６に記載の方法。
【００４２】
条項Ｂ８
前記ツール要素１５０を形成することは、セラミックダイから前記ツール要素１５０を形成することを含む、条項Ｂ６に記載の方法。
【００４３】
条項Ｂ９
前記ツール要素１５０を形成することは、高分子シート又は複合材シートから前記ツール要素１５０を形成することを含む、条項Ｂ６に記載の方法。
【００４４】
条項Ｂ１０
前記ツール要素１５０を形成することは、前記強磁性物質１３０のキューリー温度よりも下のキューリー温度を有する金属のシートから前記ツール要素１５０を形成することを含む、条項Ｂ６に記載の方法。
【００４５】
条項Ｂ１１
振動電磁場を前記強磁性物質１３０に適用して、前記ツール要素１５０の前記表面１５１から前記強磁性物質１３０を取り外すことをさらに含む、条項Ｂ６からＢ１０のいずれか一項に記載の方法。
【００４６】
条項Ｂ１２
前記強磁性物質１３０をスプレーするために使用されるノズル１３５へ流れるガスを加熱することをさらに含む、条項Ｂ６からＢ１１のいずれか一項に記載の方法。
【００４７】
条項Ｂ１３
前記ツール要素１５０及び前記強磁性物質１３０に熱的な衝撃を与えて、前記ツール要素１５０の前記表面１５１から前記強磁性物質１３０を取り外すことをさらに含む、条項Ｂ６からＢ１２のいずれか一項に記載の方法。
【００４８】
条項Ｃ１４
部品１６０を製造する方法であって、
前記部品１６０に隣接して高性能サセプタ１４５を位置決めすることを含み、
前記高性能サセプタ１４５は、逐次シート成形によって形作られたツール１５０の表面１５１の上に配置される低温でスプレーされた強磁性粉末１３０から製作され、
前記高性能サセプタ１４５に振動電磁場を適用して渦電流を発生し前記高性能サセプタ１４５を加熱することと、
前記高性能サセプタ１４５を伴って部品１６０を加熱することとを含む、方法。
【００４９】
条項Ｃ１５
前記部品１６０に隣接して前記高性能サセプタ１４５を位置決めすることは、前記高性能サセプタ１４５を誘導加熱システムの中へと位置決めすることをさらに含む、条項Ｃ１４に記載の方法。
【００５０】
条項Ｃ１６
前記ツール１５０から前記高性能サセプタ１４５を取り外すことをさらに含む、条項Ｃ１４又はＣ１５に記載の方法。
【００５１】
条項Ｃ１７
前記ツール１５０から前記高性能サセプタ１４５を取り外した後に、前記部品１６０に隣接して前記高性能サセプタ１４５を位置決めする、条項Ｃ１６に記載の方法。
【００５２】
条項Ｃ１８
前記ツール１５０から前記高性能サセプタ１４５を取り外すことは、振動電磁場を前記高性能サセプタ１４５に適用して、前記ツール１５０から前記高性能サセプタ１４５を取り外すことを含む、条項Ｃ１６又はＣ１７に記載の方法。
【００５３】
条項Ｃ１９
前記ツール１５０から前記高性能サセプタ１４５を取り外すことは、前記高性能サセプタ１４５及び前記ツール１５０に熱的な衝撃を与えて、前記ツール１５０から前記高性能サセプタ１４５を取り外すことを含む、条項Ｃ１６又はＣ１７に記載の方法。
【００５４】
本開示は特定の好ましい構成の観点から記載されてきたが、本明細書の中で説明された特徴及び利点のすべてを提供しない構成を含んだ、当業者に明らかな他の構成もまた本開示の範囲内に含まれる。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲とその等価物のみを基準に規定される。
【符号の説明】
【００５５】
１０  誘導加熱ワークセル
１１  上側のダイ
１２  下側のダイ
１３  上側のストロングバック
１４  下側のストロングバック
１５  ねじが切られた４つの支柱支持又はねじジャッキ
１６  一組の締め付け棒
２０  一組の繊維ガラスロッド
２１  一組のナット
２６  誘導コイル
２７  真っ直ぐな管部
２８  柔軟な管部
３０  システム
３１  形成するためのツール
３２  留め具
３３  ブランクホルダ
３４  ワークピース又はツール
３５  モジュラーダイ
３６  ダイサポート
１００  システム
１０５  ガス
１１０  ガス制御モジュール
１１５  第１のライン
１２０  第２のライン
１３０  強磁性粉末（強磁性物質）
１３１  粉末チャンバー
１３５  ノズル
１４０  粒子の流れ
１４５  高性能サセプタ
１５０  ツール、ツール要素、シート金属要素
１５１  表面又は基板
１５５  一組のダイ
１５６  スペーサ
１５７  ダイインサート
１５８  ブラダー
１６０  部品
２００  高性能サセプタを製造する方法
２０５  ステップ
２１０  ステップ
２１５  ステップ
２２０  ステップ
２５０  部品を製造する方法
２５５  ステップ
２６０  ステップ
２６５  ステップ
２７０  ステップ
２７５  ステップ
２８０  ステップ
２８５  ステップ
３００  航空機の製造及び保守方法
３０２  航空機
３０４  ステップ
３０６  ステップ
３０８  ステップ
３１０  ステップ
３１２  ステップ
３１４  ステップ
３１６  ステップ
３１８  機体
３２０  複数のシステム
３２２  内装
３２４  推進システム
３２６  電気システム
３２８  油圧システム
３３０  環境システム
【図１】
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【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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