(57)【要約】【課題】本発明の目的は、複合構造の剛性化及び／又はアセンブルのより良好で低コストな方法を提供する。【解決手段】本発明の一つの実施態様によると、共硬化樹脂の真空支援型トランスファー成形の製造方法は、ツールベースを提供する段階と、かかるツールベースからプレプレグスキンパネルを外に配置する段階と、かかるプレプレグスキンパネルから一つ以上の型押し細部を外に配置する段階と、かかる一つ以上の型押し細部の近位に一つ以上の予成形品を配置する段階とを含む。かかる一つ以上の予成形品は、乾燥又は結合している、いずれかである。本方法はさらに、一つ以上の型押し細部と一つ以上の予成形品との間に高い浸透性媒体を配置することと、プレプレグスキンパネルと一つ以上の型押し細部と一つ以上の予成形品と及び少なくとも一つの真空バックを備える高い浸透性媒体とを囲むことと、真空バックに真空吸引することと、樹脂で予成形品を満たすことと、並びに一つ以上の予成形品とプレプレグスキンパネルを硬化することとを含む。【選択図】図３Ａ
2004106548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　共硬化樹脂の真空支援型トランスファー成形の製造方法であって、該方法は、
　ツールベースを提供する段階と、
　前記ツールベースからプレプレグスキンパネルを外に配置する段階と、
　前記プレプレグスキンパネルから一つ以上の型押し細部を外に配置する段階と、
　前記一つ以上の型押し細部の近位に、乾燥又は結合している一つ以上の予成形品を配置する段階と、
　前記一つ以上の型押し細部と前記一つ以上の予成形品との間に高い浸透性媒体を配置する段階と、
　前記プレプレグスキンパネルと、前記一つ以上の型押し細部と、前記一つ以上の予成形品と、及び少なくとも一つの真空バックを備える前記高い浸透性媒体とを囲む段階と、
　前記真空バックに真空吸引する段階と、
　樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階と、並びに
　前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを硬化する段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
　前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを硬化した後に前記高い浸透性媒体を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
　前記プレプレグスキンと前記一つ以上の予成形品との間にフィルム接着剤を配置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
　前記プレプレグスキンと複数のファスナーを備える前記一つ以上の予成形品とを結合する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
　前記プレプレグスキンと複数のファスナーを備える前記一つ以上の予成形品とを結合することは、前記プレプレグスキンと複数のＺピンを備える前記一つ以上の予成形品とを結合することを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
　前記一つ以上の予成形品は、構造予成形品と、ステッチ予成形品と、ワープニット予成形品と、三次元予成形品と、組まれた予成形品とから構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
　前記プレプレグスキンパネルの真空デバルクをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
　前記プレプレグスキンパネルの真空デバルクは、レイアップ中に所定時間における室温での前記プレプレグスキンパネルの真空デバルクを含み、次いでレイアップ後の所定時間における高温での前記プレプレグスキンパネルの真空デバルクを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
　前記プレプレグスキンパネルのステージングをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
　前記プレプレグスキンパネルは、ハンドレイドプレプレグスキンパネルと、テープレイドプレプレグスキンパネルと、ファイバープレイスプレプレグスキンパネルと、ハイブリッドスキンパネルとから構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
　前記高い浸透性媒体と、前記プレプレグスキンパネル及び前記一つ以上の予成形品の両者との間にリリース構造を配置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
　前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階は、前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす以前に、前記樹脂を加熱することと、真空脱気することとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
　前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階は、前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす以前に、所定温度まで前記ツールベース及び前記一つ以上の型押し細部を加熱することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
　前記囲む段階と、吸引する段階と、満たす段階と、及び硬化する段階は、
　前記プレプレグスキンパネルと、前記一つ以上の型押し細部と、前記一つ以上の予成形品と、及び内外部の真空バックを備える前記高い浸透性媒体とを囲む段階と、
　前記内外部真空バックに真空吸引する段階と、
　樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階と、並びに
　前記外部の真空バックで真空を維持する一方で、前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを硬化する段階とを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
　前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを所定時間において高温で後の硬化段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
　共硬化樹脂の真空支援型トランスファー成形の製造方法であって、該方法は、
　ツールベースを提供する段階と、
　前記ツールベースから一つ以上の型押し細部を外に配置する段階と、
　前記一つ以上の型押し細部から高い浸透性媒体を外に配置する段階と、
　前記一つ以上の型押し細部の近位に、乾燥又は結合している一つ以上の予成形品を配置する段階と
　前記高い浸透性媒体からプレプレグスキンパネルを外に配置する段階と、
　前記一つ以上の型押し細部と、前記高い浸透性媒体と、前記一つ以上の予成形品と、及び少なくとも一つの真空バックを備える前記プレプレグスキンパネルとを囲む段階と、
　前記真空バックに真空吸引する段階と、
　樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階と、並びに
　前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを硬化する段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
　前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを硬化した後に前記高い浸透性媒体を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
　前記プレプレグスキンと前記一つ以上の予成形品との間にフィルム接着剤を配置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
　前記プレプレグスキンと複数のファスナーを備える前記一つ以上の予成形品とを結合する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
　前記プレプレグスキンと複数のファスナーを備える前記一つ以上の予成形品とを結合することは、前記プレプレグスキンと複数のＺピンを備える前記一つ以上の予成形品とを結合することを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
　前記一つ以上の予成形品は、構造予成形品と、ステッチ予成形品と、ワープニット予成形品と、三次元予成形品と、組まれた予成形品とから構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
　前記プレプレグスキンパネルの真空デバルクをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
　前記プレプレグスキンパネルの真空デバルクは、レイアップ中に所定時間における室温での前記プレプレグスキンパネルの真空デバルクを含み、次いでレイアップ後の所定時間における高温での前記プレプレグスキンパネルの真空デバルクを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
　前記プレプレグスキンパネルのステージングをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
　前記プレプレグスキンパネルは、ハンドレイドプレプレグスキンパネルと、テープレイドプレプレグスキンパネルと、ファイバープレイスプレプレグスキンパネルと、ハイブリッドスキンパネルとから構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
　前記高い浸透性媒体と、前記プレプレグスキンパネル及び前記一つ以上の予成形品の両者との間にリリース構造を配置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
　前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階は、前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす以前に、前記樹脂を加熱することと、真空脱気することとを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２８】
　前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階は、前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす以前に、所定温度まで前記ツールベース及び前記一つ以上の型押し細部を加熱することをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２９】
　前記囲む段階と、吸引する段階と、満たす段階と、及び硬化する段階は、
　前記プレプレグスキンパネルと、前記一つ以上の型押し細部と、前記一つ以上の予成形品と、及び内外部の真空バックを備える前記高い浸透性媒体とを囲む段階と、
　前記内外部真空バックに真空吸引する段階と、
　樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階と、並びに
　前記外部の真空バックで真空を維持する一方で、前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを硬化する段階とを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項３０】
　前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを所定時間において高温で後の硬化段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項３１】
　共硬化樹脂の真空支援型トランスファー成形の製造方法であって、該方法は、
　プレプレグスキンパネルを提供する段階と、
　真空デバルクとステージングから構成されるグループから選択される、前記プレプレグスキンパネルを処理する段階と、
　ツールベースを提供する段階と、
　前記ツールベースからプレプレグスキンパネルを外に配置する段階と、
　前記プレプレグスキンパネルから一つ以上の型押し細部を外に配置する段階と、
　前記一つ以上の型押し細部の近位に、乾燥又は結合している一つ以上の予成形品を配置する段階と、
　前記プレプレグスキンと前記一つ以上の予成形品との間にフィルム接着剤を配置する段階と、
　前記一つ以上の型押し細部から高い浸透性媒体を外に配置する段階と、
　前記高い浸透性媒体と、前記プレプレグスキンパネル及び前記一つ以上の予成形品の両者との間にリリース構造を配置する段階と、
　前記プレプレグスキンパネルと、前記一つ以上の型押し細部と、前記一つ以上の予成形品と、及び少なくとも一つの真空バックを備える前記高い浸透性媒体とを囲む段階と、
　前記真空バックに真空吸引する段階と、
　樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階と、並びに
　前記真空バックで真空を維持する一方で、前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを硬化する段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項３２】
　前記プレプレグスキンと複数のＺピンを備える前記一つ以上の予成形品とを結合することをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
　前記プレプレグスキンパネルは、ハンドレイドプレプレグスキンパネルと、テープレイドプレプレグスキンパネルと、ファイバープレイスプレプレグスキンパネルと、ハイブリッドスキンパネルとから構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
　前記一つ以上の予成形品は、構造予成形品と、ステッチ予成形品と、ワープニット予成形品と、三次元予成形品と、組まれた予成形品とから構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
　前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階は、前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす以前に、前記樹脂を加熱することと、真空脱気することとを含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
　前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階は、前記樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす以前に、所定温度まで前記ツールベース及び前記一つ以上の型押し細部を加熱することをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
　前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを所定時間において高温で後の硬化段階をさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
　前記囲む段階と、吸引する段階と、満たす段階と、及び硬化する段階は、
　前記プレプレグスキンパネルと、前記一つ以上の型押し細部と、前記一つ以上の予成形品と、及び内外部の真空バックを備える前記高い浸透性媒体とを囲む段階と、
　前記内外部真空バックに真空吸引する段階と、
　樹脂で前記一つ以上の予成形品を満たす段階と、並びに
　前記外部の真空バックで真空を維持する一方で、前記一つ以上の予成形品及び前記プレプレグスキンパネルを硬化する段階とを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、複合構造の分野に関し、より詳細には、共硬化樹脂の真空支援型（ｃｏ−ｃｕｒｅｄ　ｒｅｓｉｎ　ｖａｃｕｕｍ−ａｓｓｉｓｔｅｄ）トランスファー成形の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　複合構造は、多くの産業における多数の適用に望ましい。例えば、航空機、宇宙飛行機、及び水陸両用車は、それらの組立てにおいて様々に湾曲して、さらに複合的に輪郭形成された表面構造を採用する。複合材は、他の望ましい性状において、質量に対する強い強度を有し、多大に統合された複合構造の設計及び組立てを可能にするので、一般的にそれらの構造において使用される。それでも、複合材からしばしば形成された構造は、剛性化されるか、又は隣接した構造に結合される必要がある。したがって、複合構造の製造者は、複合構造の剛性化及び／又はアセンブルがより良好で低コストな方法を常に模索している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　本発明の目的は、複合構造の剛性化及び／又はアセンブルがより良好で低コストな方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
　本発明の一つの実施態様によると、共硬化樹脂の真空支援型トランスファー成形の製造方法は、ツールベースを提供する段階と、かかるツールベースからプレプレグスキンパネルを外に配置する段階と、かかるプレプレグスキンパネルから一つ以上の型押し細部を外に配置する段階と、かかる一つ以上の型押し細部の近位に一つ以上の予成形品を配置する段階とを含む。かかる一つ以上の予成形品は、乾燥又は結合している、いずれかである。本方法はさらに、一つ以上の型押し細部と一つ以上の予成形品との間に高い浸透性媒体を配置することと、プレプレグスキンパネルと一つ以上の型押し細部と一つ以上の予成形品と及び少なくとも一つの真空バックを備える高い浸透性媒体とを囲むことと、真空バックに真空吸引することと、樹脂で予成形品を満たすことと、並びに一つ以上の予成形品とプレプレグスキンパネルを硬化することとを含む。
【０００５】
　本発明の実施態様は、多くの技術的な利点を提供する。本発明の実施態様はそれらすべての利点か、又は幾つかの利点を含んでよく、或いはそれら利点を含まなくてよい。本発明の一つの実施態様により製造された複合構造は、部分統合により部品点数及びファスナー点数の削減によって可能とされる製造労働者が関わる実質的な削減又は排除のためにコスト効率が良い。加えて、剛性化された複合構造の優秀な規模の制御及びより軽量化された重量が達成される。かかる重量の削減は、特に航空産業で有用である。例えば、複合構造の製造者は、重量効率と一方向のプレプレグ構造形成を介する高性能のためにスキンパネルを適合されてよい。さらに、三次元の予成形品構造の結合は、結合の生産性及び構造的な性能を改善する。加えて、大規模に統合された構造は、オートクレーブせずに組立ててよく、それは時間とコストを節約する。
【０００６】
　数多の実施態様において、機械的なファスナー又は接着剤は、剛性化された複合構造を構成するかなりの時間と金額を節約する、スキンパネルに下部構造を取り付けるために必要とされない。しかしながら、Ｚピン又はフィルム接着剤は、ひび割れの広がりに対する耐性を改善するスキンパネルに下部構造の共硬化を補完するために使用されてよい。
【０００７】
　他の技術的な利点は、添付図、下記の記載、及び請求項から当業者にとって容易に明白である。
【発明の効果】
【０００８】
　本発明の効果は、複合構造の剛性化及び／又はアセンブルがより良好で低コストな方法の提供が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
　本発明を完全に理解するため、及びさらなる特徴と利点において、添付図と共に下記の記載に言及される。
【００１０】
　本発明の具体例となる実施態様及びそれらの利点は、類似の数字は類似部分を参照する、図１乃至３Ｄを参照することによって最良に理解される。
【００１１】
　図１は、本発明の一つの実施態様により構成された複合構造２００（図２）から形成されたパネル１０２を有する航空機１００の斜視図である。航空機１００は、任意の航空機であってよく、パネル１０２は、尾翼パネルか、主翼パネルか、又は胴体パネルなど、航空機１００の任意の適切である構造的なパネルであってよい。航空機１００が図１に例示されているが、パネル１０２は、任意の適切な航空機か、宇宙飛行機か、水陸両用車か、又は複合材によって形成される他の機械か、装置か、若しくは構造で採用されてよい。下記の詳細な記載は、本発明の教示によって製造された複合構造２００の一つ以上の実施態様を例示する航空機における適用である。複合構造２００の一つの実施態様は図２と共に下記に例示される。
【００１２】
　図２は、複合構造２００の一つの実施態様における内部の斜視図である。一つの実施態様において、複合構造２００は、プレプレグスキンパネル２０２と、下記に記載のように本発明の教示によってプレプレグスキンパネル２０２に共硬化された、一つ以上の予成形品２０４とから形成される。一般的に、“プレプレグ”（つまり、樹脂で充満されるファイバー）は、未だ硬化されてはいないが、部分的になされてよい複合材である。
【００１３】
　プレプレグスキンパネル２０２は、任意の適切な樹脂で充満された任意の適切なファイバーを有する複合材から形成される。したがって、プレプレグスキンパネル２０２での樹脂は、任意の適切な二次元及び／又は三次元材から形成されてよく、さらに一方向であるか、二方向であるか、切られるか、織られるか、或いは編成されてよい。樹脂の任意の適切な数の層は、プレプレグスキンパネル２０２を形成するために使用されてよい。樹脂は、エポキシ又はビスマレイミドなどの任意の適切な樹脂であってよい。プレプレグスキンパネル２０２は、ハンドレイド（ｈａｎｄ　ｌａｉｄ）、テープレイド（ｔａｐｅ　ｌａｉｄ）、ファイバープレイス（ｆｉｂｅｒ　ｐｌａｃｅｄ）などの任意の複合形成技術を使用して形成されてよいか、又はハイブリッドスキンパネルであってよい。例示された実施態様において、プレプレグスキンパネル２０２は、航空機１００の外面の一部分を形成する。例えば、プレプレグスキンパネル２０２は、上に記載の尾翼部分、主翼部分、又は胴体部分の外面の一部分と一致してよい。このようにして、プレプレグスキンパネル２０２は、任意の適切な形状、規模、及び厚さを有してよい。加えて、プレプレグスキンパネル２０２は実質的に平らであってよく、又は航空機１００又は他の適切な乗り物若しくは装置の特異的な部分の形状と一致する一つ以上の輪郭を有してよい。
【００１４】
　予成形品２０４は、プレプレグスキンパネル２０２に強度及び／若しくは剛性さを与えるか、又は取り付け要素として役立つために機能する。そのため、予成形品２０４は、典型的には、アイビーム、Ｔ−ビーム、ハット剛化剤又は他の適切な構造的な形状のような構造的な形状の型である。図２に例示されたように、予成形品２０４は、航空機１００におけるパネル１０２のための多数の骨格的要素及び翼桁を形成する。プレプレグスキンパネル２０２の表面に形成される多くの予成形品２０４があってよく、予成形品２０４は複合構造２００における設計パラメータに依存する任意の適切な形態で配置されてよい。予成形品２０４は乾燥しているか、又は結合しているかのいずれかであり、構造予成形品、ステッチ予成形品、ワープニット予成形品、三次元予成形品、組まれた予成形品又はそれら任意の組み合わせのような、任意の適切なテキスタイル予成形品かもしれない。ファイバー物質は、プレプレグスキンパネル２０２で使用されるファイバーと同一であっても、又は異なってもよい。結合された予成形品は、予成形品に粘着性及び処理安定を提供するために表面に適用された樹脂を備えた予成形品である。任意の適切なバインダー樹脂は、設計の要求品質と生産工程と互換性を有し、活用されてよい。
【００１５】
　本発明の教示によって、図３Ａ乃至３Ｄと共に下記に詳細に記載のように、予成形品２０４は、樹脂で満たされた予成形品２０４でプレプレグスキンパネル２０２の共硬化によってプレプレグスキンパネル２０２に結合される。かかる共硬化は、コスト効率が良く、性能を導く複合構造２００に多くの異なる製品形態及び工程の強度を混合する、ユニット化又は統合された構造を形成する。例えば、本発明の数多の実施態様は、樹脂の真空支援型トランスファー成形型の型押しにおける規模的な精密さ、及びプレプレグ製品形態の高い適合可能性、性能及び重量効率を利用する。本発明の重要な技術的利点は、航空機１００におけるスキンパネルなどの非常に大きな構造が、剛性化及び／又は取り付け目的のために非常に大きな予成形品に統合して良いことである。
【００１６】
　図３Ａ乃至３Ｄは、本発明の一つの実施態様による複合構造２００の一つの構成方法を実証する、斜視図である。かかる方法は、ツール３００のツールベース３０４から外側のプレプレグスキンパネル２０２を位置することによって開始する。任意の適切な物質から形成されるツールベース３０４は、プレプレグスキンパネル２０２と予成形品２０４の形態に依存する任意の適切な形態を有してよい。
【００１７】
　数多の実施態様において、プレプレグスキンパネル２０２がツールベース３０４から外に向かって位置する前に、プレプレグスキンパネル２０２は、プレプレグスキンパネル２０２のエアポケットのうちの数多を削除してもよい、デバルクされた真空（ｖａｃｕｕｍ　ｄｅｂｕｌｋｅｄ）であってよい。プレプレグスキンパネル２０２の真空デバルク（ｖａｃｕｕｍ　ｄｅｂｕｌｋｉｎｇ）は、室温で実行されてよい。所定時間における高温での追加的な真空デバルクサイクルは、任意で活用される。例えば、プレプレグスキンパネル２０２はレイアップ中に室温でデバルクされた真空であってよく、スキンコレーション（ｓｋｉｎ　ｃｏｌｌａｔｉｏｎ）の後、３０乃至１２０分間で２５０°Ｆ±５０°Ｆなどの圧縮を改善するために高温でデバルクされる。デバルク中に、圧力はまた、プレプレグスキンパネル２０２をさらに圧縮するように任意で適用してよい。ステージング（ｓｔａｇｉｎｇ）は、硬化特性又はプレプレグ樹脂の流れを修正するように任意で活用されてよい。
【００１８】
　例示された方法の次の段階は、設計パラメータによって確定された所定の形態に予成形品２０４を構築することである。例えば、一つの所定の形態は、図２で示される骨格的要素と翼桁（参照番号２０４によって示される）によって例示される。したがって、第一の型押し細部３０２は、プレプレグスキンパネル２０２の一部分に配置されるように図３Ａで示される。ここに記載された型押し細部は、複合構造２００を形成するための型として使用される全体のツールの一部分か、又は構成部分を言及する。型押し細部３０２は、任意の適切な物質から形成されてよい。
【００１９】
　配置された隣接した型押し細部３０２は予成形品２０４である。かかる実施例において、予成形品２０４は、型押し細部３０２の側面に隣接するウェブ部分３０６及び３０７と、一部分が型押し細部３０２とプレプレグスキンパネル２０２との間にサンドイッチ状態であるフランジ部分３０８及び３０９を含む。ウェブ部分３０６、３０７とフランジ部分３０８、３０９の両者の物質、規模、及び形態は、複合構造２００の設計によって決定される。換言すると、航空機１００のスキンパネル１０２が図２の参照番号２０４によって示されるように骨格的要素と翼桁の両者を必要とする場合、ウェブ部分３０６とフランジ部分３０８は一つの骨格的要素の一部分であってよく、ウェブ部分３０７とフランジ部分３０９は一つの翼桁の一部分であってよい。骨格的要素と翼桁の残りは、さらに下記に記載のように別の型押し細部３０２を使用して構成される。
【００２０】
　予成形品２０４に樹脂を満たす際に樹脂の流れを容易にするために、型押し細部３０２はまた、肩押し細部３０２と、ウェブ部分３０６、３０７及びフランジ部分３０８、３０９の一部分との間に配置されてよい高い浸透性媒体３１０を含んでよい。高い浸透性媒体３１０は、樹脂の真空支援型トランスファー成形工程における樹脂の流れを容易にする、複合スクリーンなどの任意の適切な物質であってよい。高い浸透性の媒体３１０は、樹脂が注入され、予成形品２０４の形態及び細部などの、樹脂の真空支援型トランスファー成形工程の設計パラメータによって決定される位置で型押し細部３０２の外面に配置される。
【００２１】
　さらに、リリース構造３１２は図３Ａにおいて示される。実施態様において、リリース構造３１２は高い浸透性媒体３１０と、ウェブ部分３０６、３０７及びフランジ部分３０８、３０９の両部分との間に配置される。リリース構造３１２はまた、型押し細部３０２とプレプレグスキンパネル２０２との間に継続してよい。リリース構造３１２は、テフロン（登録商標）でコーティングされたリリース構造など任意の適切なリリース構造であってよい。リリース構造３１２は、高い浸透性媒体３１０よりも大きい任意のサイズであってよい。
【００２２】
　図３Ａにおいて明確に例証されてはいないが、ラッププライ（ａ　ｗｒａｐ　ｐｌｙ）はプレプレグスキンパネル２０２の設計目的を容易にするために数多の実施態様で活用されてよい。活用される場合、ラッププライは予成形品２０４と型押し細部３０２との間に配置される。別の選択として、型押し細部３０２及び／又はラッププライにラッププライと予成形品２０４の位置を容易にするために、樹脂フィルム（示されていない）はラッププライと予成形品２０４の外面で使用されてよい。樹脂フィルムは、一般的には、非指触乾燥物質がその場にとどまることを可能にする、指触乾燥物質である。
【００２３】
　個別の型押し細部３０２は、予成形品２０４の全体の形態における個別の部分を形成するために使用される。各型押し細部３０２は、すべての型押し細部３０２が置かれるまでそれぞれの予成形品２０４を備えるベースプレート３０４に連続的に配置される。図３Ａ乃至３Ｄで例示される実施例において、８つ全部の型押し細部３０２が活用されるが、しかしながら、任意の適切な数の型押し細部は、複合構造２００の形態に依存して活用される。
【００２４】
　図３Ｂは、ツール３００のツールベース３０４に位置した８つの型押し細部３０２の７つを示す。例示されるように、図２に概要される予成形品２０４の一般的な形態は、隠れた線によって見られる。最終的な型押し細部３０２はツールベース３０４にまだ位置していないので、翼桁のウェブの一部分を含む参照番号３１６によって与えられる予成形品と、骨格的要素のウェブの一部分を含む参照番号３１８によって与えられる予成形品とを見ることができる。
【００２５】
　図３Ｃに例示されるように、プレプレグスキンパネル２０２と予成形品２０４は、下記に図３Ｄと関連して記載されるように、樹脂の真空支援型トランスファー成形工程を介して共硬化されるように準備される。図３Ｃに明確に例示されていないが、Ｚピンなどの複数のファスナーは、追加された強度及び／又は耐損害のための予成形品２０４にプレプレグスキンパネル２０２を結合するかもしれない。例えば、使用中にひび割れが複合構造２００で発生する場合、ファスナー３２２はひび割れが進行することを食い止めるかもしれない。ファスナー３２２は、超音波エネルギーで振動される一方で、プッシング又はドライビングなどの適切な処理によって挿入されてよい。任意の適切な数のファスナー３２２は、任意の適切な形態で活用されてよい。粘着フィルムは、プレプレグパネル２０２と予成形品２０４との間に選択的に配置されてよい。粘着フィルムは、プレプレグパネル２０２と予成形品２０４との間に追加的な結合を提供してよい。任意の適切な粘着フィルムは、設計の要求及び製造工程と互換可能で活用されてよい。
【００２６】
　図３Ｄは、プレプレグパネル２０２と予成形品２０４における共硬化樹脂の真空支援型トランスファー成形工程の一つの実施態様を例示する。任意の適切な真空バック形成工程は、単一又は二重の真空バックの形成など活用されてよい。例示された実施態様において、真空源３１９は真空バック３２０で真空を吸引するように使用される。真空吸引後、貯蔵所３２２内に含まれる樹脂は、樹脂が真空バック３０２内に予成形品２０４を満たすように、入口ライン３２３によりツールベース３０４に移動することを許容する。注入は、樹脂が確認ライン３２４で“目撃される”まで続けられる。
【００２７】
　注入と硬化サイクルの実施態様は、下記のように記載される。真空は真空バック３２０に適用され、ツールベース３０４は２５０°Ｆ±５０°Ｆなどの所定温度まで加熱される。室温などの他の適切な温度が活用されてよい。ツールベース３０４の加熱は、オーブンで達成されるか、又はツールベース３０４は自己加熱されるツールであってよい。同時に、注入される樹脂は、２５０°Ｆ±５０°Ｆなどの所定温度まで貯蔵所３２２で加熱される。再度、室温などの他の適切な温度が活用されてよい。特定の実施態様において、樹脂は、ツールベース３０４の温度より低い温度まで加熱される。樹脂の加熱後、樹脂は、注入のための樹脂を調製する、真空脱気される。樹脂はまた、室温で真空脱気される。樹脂の注入後（高温又は室温のいずれかにおいて）、最終的な硬化サイクルが発生する。
【００２８】
　硬化サイクルを開始するために、ツールベース３０４は、注入温度から３００°乃至４００°Ｆなどの高温度まで加熱される。次いで、ツールベース３０４は、例えば６時間などの所定時間保持される。かかる保持期間は、プレプレグスキンパネル２０２と新規の樹脂が注入された予成形品２０４を硬化することを支援し、またそれらを共に結合する。選択として、後の硬化は所定期間において実行される。例えば、後の硬化は、ビスマレイミド樹脂においてほぼ６時間４４０°Ｆで実行されてよい。複合構造２００がツールベース３０４にある際にかかる硬化が発生してよく、又は複合構造２００はツールベース３０４から除去されてよく、さらに任意の適切なオーブンに位置されてよい。他の適切な温度及び保持時間は利用されてよい。
【００２９】
　本発明の実施態様と利点が詳細に記載されたが、当業者は、付記された請求項によって定義されるように本発明の趣旨及び範囲を逸脱せずに、様々な変更、追加、及び削除し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一つの実施態様により構成された複合構造から形成されたパネルを有する航空機の斜視図である。
【図２】図１の複合構造内部の斜視図である。
【図３Ａ】本発明の一つの実施態様による複合構造の一つの製造法を例証する斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の一つの実施態様による複合構造の一つの製造法を例証する斜視図である。
【図３Ｃ】本発明の一つの実施態様による複合構造の一つの製造法を例証する斜視図である。
【図３Ｄ】本発明の一つの実施態様による複合構造の一つの製造法を例証する斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
　１００　航空機
　１０２　パネル
　２００　複合構造
　２０２　プレプレグスキンパネル
　２０４　予成形品
　３００　ツール
　３０２　型押し細部
　３０４　ツールベース
　３０６　ウェブ部分
　３０７　ウェブ部分
　３０８　フランジ部分
　３０９　フランジ部分
　３１０　高い浸透性媒体
　３１２　リリース構造
　３１６　予成形品
　３１８　予成形品
　３１９　真空源
　３２０　真空バック
　３２２　ファスナー
　３２３　入口ライン
　３２４　確認ライン
【図１】
2004106548.tif 000003
【図２】
2004106548.tif 000004
【図３Ａ】
2004106548.tif 000005
【図３Ｂ】
2004106548.tif 000006
【図３Ｃ】
2004106548.tif 000007
【図３Ｄ】
2004106548.tif 000008