(57)【要約】  本発明は、支持具（１）を有する金型を使用して、複合材料で形成されるパネルを製造する方法に関し、該製造方法は、繊維状プリプレグ（２０）のスタック（１８）を生成することから成るレイアップ工程を実施し、次いで、前記スタックの上に配置される成形板（３６）を使用してパネルを形成する事を目的とするスタックを連接する工程を実施する。本発明によると、前記製造方法は、互いに部分的に被覆するポリイミド薄膜（２８）の第一セット（２６）が、前記プライのスタック及び成形板の間で前記プライのスタック（１８）と接触して配置されるようにして実施される。
2010503549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状プリプレグ（２０）のスタック（１８）を生成することから成る、レイアップ工程を実施し、次いで前記スタック工程の後に、前記スタックの上に配置された成形板（３６）を使用して前記パネルを形成する事を目的として前記スタック（１８）の連接工程を実施する、支持具（１）を有する金型を使用して複合材でパネルを製造する方法において、
互いに部分的に被覆するポリイミド薄膜（２８）の第一セット（２６）が、前記スタック及び前記成形板（３６）の間で前記スタック（１８）と接触して配置されるようにして実施されることを特徴とする、複合材でパネルを製造する方法。
【請求項２】
互いに部分的に被覆するポリイミド薄膜（１２）の第二セット（１０）が、前記スタック及び前記金型の前記支持具（１）の間で前記スタック（１８）と接触して配置されるようにして実施されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
第一排水繊維（３４）を前記成形板（３６）上に配置する工程も含み、該工程は、前記第一繊維（３４）が前記成形板（３６）と接触して配置され、前記同一の板（３６）によって前記ポリイミド薄膜（２８）の前記第一セット（２６）から離脱されるようにして実施され、第二排水繊維（８）を前記金型の前記支持具（１）上に配置する工程もまた備え、該工程は、前記第二排水繊維（８）が、前記支持具及び前記ポリイミド薄膜（１２）の前記第二セット（１０）の間で前記金型の前記支持具（１）と接触して配置されるようにして実施されることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記スタックの前記最後の連接工程の過程で生じるであろう、エッジ効果を抑制する少なくとも１つの楔（２２）を配置する工程も備え、各楔（２２）は前記スタック（１８）の縁に沿って配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記エッジ効果を抑制する各楔（２２）が、前記スタックの前記連接工程の最後において前記スタック（１８）から形成されるように設計された前記パネルの厚さと、略同等な厚さを有することを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記エッジ効果を抑制する各楔（２２）が、複数の排水溝（２４）を備える少なくとも１つの表面を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記エッジ効果を抑制する各楔（２２）が、前記スタックの前記連接工程の最後において、前記スタック（１８）から形成されるように設計された前記パネルの厚さよりも大きな初期厚さを有し、各楔が、前記連接工程の実施の過程で、前記成形板（３６）による圧縮によって変形されるようにして設計、及び配置されることを特徴とする請求項４〜６にいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記スタック（１８）の前記連接工程は、前記支持具（１）によって部分的に形成され、前記スタック（１８）及び前記成形板（３６）が配置される密閉仕切り空間（４０）内に負圧を加えることによって実施され、他方では、前記繊維状プリプレグ（２０）のスタック（１８）を加熱することによって実施されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記金型が、前記支持具（１）内に備わる貫通したオリフィス（２）に連結される密閉仕切り空間（４０）に対する負圧適用手段（４）も含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記支持具（１）が大理石板の形態を取ることを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記金型が、前記繊維状プリプレグ（２０）のスタック（１８）への加熱手段（６）も備え、前記加熱手段（６）は前記支持具（１）に一体化されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記スタックの前記連接工程の最後において、実質的に平坦なパネルを形成するよう設計されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記スタックの前記連接工程の最後において、単一曲率を有するパネルを形成するよう設計されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記スタックの前記連接工程の最後において、二重曲率を有するパネルを形成するよう設計されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記レイアップ工程は、次いで別の既にスタックされた層（２０）の上に所定の繊維状プリプレグの層（２０）を配置し、前記所定の層（２０）が、少なくとも１つの溶接スポットを使用して、既にスタックされた繊維状プリプレグにおける前記層（２０）の少なくとも１つに固定されることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
航空機機体パネルの製造に適用されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して複合材料、特に熱可塑性複合材で形成されるパネルの製造方法に関する。情報として、このパネルは実際、ＰＥＥＫ樹脂又はＰＰＳ樹脂状熱可塑性基質、及び長炭素繊維を有する複合材料を含んでも良いだけでなく、場合によってエポキシ樹脂熱硬化性基質及び炭素繊維を有する複合材料を含んでも良い。
【０００２】
本発明は、好ましくは、約１ｍｍ〜２０ｍｍの厚さを有するパネルの製造方法に関し、それらパネルは、本発明に対する特定の適用分野である、航空分野において一般的に見受けられる。事実、本発明が対象とする製造方法は、通常６５％近い繊維率を有する航空機機体パネルを形成する手段として実施することができる。この為、本発明の実施は、実質的に平坦なパネル、又は航空機機体の構成において従来から使用される、いわゆる単一曲率又は二重曲率パネルの形成を公平にもたらし得る。前述の両方の場合において、本発明による製造方法を実施することで製造されたパネルは必然的に、すぐに組立て可能な機体パネルを形成するために後工程を経ることができ、例えば工程は、形成されたパネル上での連続的な溶接によって、芯材（stiffener）を回復するよう試みることを含んでも良く、これらの補強は、平板を型押しして形成することもできるし、本発明による製造方法によって形成する事もできる。
【背景技術】
【０００３】
複合材料でパネルを製造する従来型の方法は、全体的に、２つの連続した工程、すなわち、連接工程が後に続くレイアップ工程、及び成形工程を実施することから成る。
【０００４】
レイアップ工程は、例えばそれぞれが細切れ片形態である、樹脂繊維状プリプレグのプライのスタックを形成する事から成り、これはスタック方向に重ね合わされた複数の層又は折り畳み材を形成する事を目的としている。スタックを連接する工程は、スタック上部に配置された成形板を使用してパネルを形成する事から成る。実際この成形板は、加圧／減圧によって、繊維状プリプレグの層によって形成されたユニットをスタックの方向に成形すること、及びスタックに存在する空気とガスとを同時に排出することを可能にし、そのようにして形成されたパネルは、例えば約５％未満という、条件を満たした空隙比を有している。スタックを連接する工程は、例えば滅菌器内にスタックを配置することによって、繊維に対して事前に浸透させる樹脂を溶融させるために、スタックを要求された温度に至らせる手段としてスタックを加熱することで行い、したがって、１つの構成部品で、最終的な成形部品を形成するという目的を有している。
【０００５】
従来技術で公知とされる実施形態において、成形板は通常、連接工程の間、繊維のプライのスタックと接触しており、これは形成されたパネルの最終的な品質に悪影響を与え得る。事実、この製造方法によれば、成形板の表面状態は、連接工程の最後に形成されたパネルの上表面で圧痕されるという、大きな危険を有することが最初に指摘されており、これは時々、例えば航空機機体パネルに対する航空学などの、特定の分野で直面する高い表面品質要求との不適合の原因となる可能性がある。
【０００６】
さらに、コーキング板、又はコーキングシートとも呼ばれる、スタックと接触するこの成形板は、連接工程の間、このスタックからの十分な排気を妨げる。この制約が、必然的に、形成された部品内での空隙率の出現を自然にもたらし得、これはこの部品の全体的な機械抵抗の弱さと同義である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】白国特許第７５８２６３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって本発明の目的は、従来技術に対して、前述の欠点を解決する複合材料でパネルを製造する方法を提案することである。
【０００９】
このため、本発明の対象は、支持具を有する金型を使用して、複合材料でパネルを製造する方法であり、レイアップ工程は、繊維状プリプレグのスタック形成で構成されながら実施され、次いで、このスタックプライの上部に配置された成形板を使用して、パネルを形成することを目的とするスタックの連接工程が続く。本発明によると、前記製造方法は、互いに部分的に被覆する第一ポリイミド薄膜セットが、プライのスタック及び成形板間のプライのスタックスタックと接触して配置されるようにして実施される。
【００１０】
したがって、連接工程の間、スタックの上表面と接触して配置されたポリイミド薄膜の光沢ある外観は、形成されたパネルに対して、非常に申し分のない表面状態の形成を有利に可能にし、それは、例えば航空機機体パネルに対する航空学などの、特定の分野でなされる高い表面品質要求に完全に適合する。
【００１１】
さらにこの第一ポリイミド薄膜セットは、スタック上表面における、成形板の表面状態の圧痕防止を有利に可能にすることに加え、この組立品は連接工程の間、素晴らしいガス排出法をも有利に可能にする。これは、スタック内部で最初から見受けられる空気及びガスを、ポリイミド薄膜の重複領域を通って予定通り排出することによって説明され、したがって、繊維プライのスタックの方向で、上に向かうガスに対する全体的な密封を確実とはせず、組立品を有利に形成する。
【００１２】
したがって、排気が十分に行われ、以前直面した空隙率に関して低い空隙率を有するパネル形成、及び特に良い全体的な機械抵抗特性を与えることを可能にする。
【００１３】
本発明の実施に対して使用されたポリイミド薄膜は、当業者が既知とする、芳香族テトラカルボキシリック・ジアンハイドライド、及び芳香族ジアミン間の反応による任意の方法を使用して形成され得る。例えばこれら薄膜の厚さは、３０μｍ前後、より一般的には約２０〜５０μｍ間であり得る。
【００１４】
情報として、市場で入手可能な、下記薄膜が使用され得る。
−ＡＩＲＴＥＣＨ社による、熱イミド５０μｍ薄膜
−ＲＩＣＨＭＯＮＤ社（商品番号ＵＨＴ７５０）による、熱イミド５０μｍ薄膜
−ＫＡＮＥＫＡ社（商品番号２００ＡＶ）による、熱イミド５０μｍ薄膜
【００１５】
一般的に、これらの薄膜の薄さのため、その重複／被覆領域は、連接後のスタック表面上に現れる、圧痕による表面上の傷のみを許可し、これらの傷は、表面状態に何ら損傷を与えるものでなく、形成されたパネルの全体的な機械的特性を著しく低下させない。
【００１６】
”熱イミド”と称されて使用されたポリイミド薄膜は、必然的に、スタックの連接工程の間、４００℃、又はそれ以上に達し得る高温に耐えるように選択される。これらは、最終的なパネルに統合される必要は無く、従ってそれらは、成形されたスタック、又は成形しているスタックの上表面から、例えば剥離によって、簡単に取り外すために提供される。もっとも頻繁に直面する事例において、使用された薄膜は、成形されたスタックの上表面、又は連接工程の最後に成形している板と接着せず、これらポリイミド薄膜の取り外しは、明らかに、任意の特定の問題点を提起しない。
【００１７】
前記製造方法は、互いに部分的に被覆する第二ポリイミド薄膜セットが、プライのスタック及び金型支持具間のプライのスタック層と接触して配置されるようにして実施されることが好ましい。
【００１８】
したがって、上述の有利な特性、及び成形されたスタックによって構成されたパネルの上表面に形成された有利な特性は、第二ポリイミド薄膜セットによって、このパネルの下表面に対して取得されることができる。事実そのような実施によっては、連接工程の間、スタックの下部が光沢ある外観を被覆するポリイミド薄膜と接触しているので、金型支持具の表面状態はもはや、パネルの下表面で有利に圧痕されるものではない。
【００１９】
情報として、本発明の範囲内で、例えこの可能性が当然ながら残っているとしても、繊維プライのスタックの方向に沿って考慮された、第一及び第二ポリイミド薄膜セットの重複領域をずらす、すなわち、この方向に２枚ずつ互いに向かい合う重複領域を構成しないことが望ましい。
【００２０】
前記製造方法は、第一排水繊維の成形板上に配置する工程も備えることが好ましく、この工程は、第一繊維がこの成形板と接触して配置され、及びこの同じ成形板によって第一ポリイミド薄膜セットから引き離されるようにして実施され、したがって成形板における２枚の相対する表面が、第一薄膜セット及び第一排水繊維それぞれと接触するという意味を含んでいる。第二排水繊維の金型支持具上での配置という工程も含んでおり、この工程は、第二排水繊維が、最外層部及び第二ポリイミド薄膜セット間における、金型の支持具と接触して配置されるようにして実施される。
【００２１】
次いで前述の繊維は、スタック連接工程の間、ガスの十分な排気を可能にし、これは、互いに部分的に重複しているポリイミド薄膜セットに関係している。
【００２２】
さらに前記製造方法は、少なくとも１つの楔を配置する工程も備えることが好ましく、これは、スタックの最後の連接工程の間に生じるだろうエッジ効果を制限し、それぞれの楔はこのスタックの一端に沿って配置されている。スタックの周全体に亘ってそのような楔が備わっていることが好ましく、それゆえ材料の節約が可能になる。前述したエッジ効果の積極的な影響は、これらの楔が、横断的な材料の流れを制限できるという事実に起因する。事実、成形工程の間、成形板はスタックを”押圧”している。この押圧効果に基づいて、この温度で非常に流動的である樹脂は、この板の端部方向へ流れる傾向がある。それは前述した楔に対して”当接”しており、コーキング楔とも呼ばれる。成形板がコーキング楔に到達するとき、その接触面上で標準的な応力を発揮する。したがってそれぞれの楔は、褶曲した平面において、樹脂の推進、成形板の標準的な効果、及び大理石板上でのその反応に対して支配されており、それゆえ最後に、一方では成形板、及び他方では大理石板の間での摩擦が生じる。次いでこの摩擦は、樹脂からの応力効果に基づいて、楔が動かないようにしており、それゆえ、最外層の傾き、及び形成されたパネル端部の希薄化を抑制する。
【００２３】
エッジ効果を抑制しているそれぞれの楔は、スタック連接工程の最後に、このスタックから形成されるように設計されたパネルの厚さと略同等の厚さを有していることが好ましい。この特異性が、最終的な板の厚さを制御することも有利に可能にしており、それゆえ、楔のそれよりも薄くても良い。情報として、スタック周縁の全ての点における楔の厚さは、最終的なパネルのそれよりも僅かに薄く、例えばそれは、０．１〜０．５ｍｍ前後のサイズである。
【００２４】
しかしながら、スタック周縁の任意の点における初期（標準）厚さが、最終的なパネルのそれよりも僅かに厚い、例えば０．１〜０．５ｍｍ前後のサイズである楔を提供することもまた可能である。そのような場合、これらの楔を、正常な状態で連接する間の圧縮によって変形させることができ、必然的に、所望の厚さを有するパネルを形成することが可能となる。説明に役立つ実施形態として、楔は、例えば６９１ＰＸシリコンなどの高温エラストマーで製造されることができる。そのような構成に従って、次いで、エッジ効果が完全に解消される。
【００２５】
すなわち、エッジ効果を抑制しているそれぞれの楔が、このスタックにおける連接工程の最後に形成された所望のパネルの厚さよりも大きな初期厚さを有し、次いでそれぞれの楔は、連接工程実施の間、成形板による圧縮によって変形されるように、設計、及び構成されている。
【００２６】
さらに、エッジ効果を抑制するそれぞれの楔が、複数の排水溝を備える少なくとも１つの表面を備えるようにして実施することが可能であり、さらにスタック連接工程の間、より良くガスを排気するという目的を有している。情報として、これらの溝は、コーキング楔と相対する２つの表面、すなわち成形板と接触する表面、及び支持具としての役割を果たす大理石板と接触する表面に形成されることが好ましい。それらの相対的な位置は、他表面に対して、ある表面を千鳥配列とすることが好ましい。
【００２７】
さらにスタックの連接工程は、一方では、支持具によって部分的に形成され、密閉された、そこにスタック及び成形板を配置させる仕切り空間内を減圧することによって、他方では、繊維状プリプレグにおけるこれと同じスタックを加熱することによって実施されることができる。しかしながら、例えこの解決策が、上述された解決策と関連性がないとしても、本発明の範囲内で、代替的に圧力によって繊維のスタックが成形されるようにして実施されても良い。
【００２８】
減圧を適用する好適な事例において、金型は密閉した仕切り空間に対して負圧を掛ける手段も含み、この空間は支持具内に提供されたオリフィスを介して連結されており、例えば、大理石、セラミック、チタニウム、又は当業者によって既知とされるその他好適な材料から形成された板の形態を取る。
【００２９】
連接工程の間、プリプレグ樹脂を溶融するのに必要とされるスタックの加熱に関して、金型は支持具に統合された加熱手段も含む。さらなる情報として、これらの加熱手段は、電気抵抗、及び／又は冷却液の循環流路の形態を取ることができ、それらは循環流路を製造している間、前述の支持具内で製造される。
【００３０】
あるいは金型は、本発明の範囲内で、スタックを所望の温度に至らせる手段として、滅菌器内に配置され得る。しかしながら、レイアップ及びスタックの連接、両方を実施出来るそのような金型は、スタックの工程が、その中のスタックされたもののまだ互いに固定されていないプライに組み込まれた金型を動かす必要無く実施されることができるという利点を有している。事実、そのように金型を動かすという工程は、スタックを形成する層の間で動かすことに比べて危険性を有し、そのような材料で製造されたこれらの層は自然には接着しないので、これらの層が熱可塑性複合材料によって形成されるとき、これら上述の全ての危険性に直面する。
【００３１】
前記製造方法は、スタック連接工程の最後に、実質的に平坦なパネルを形成することを意図しており、場合によっては、例えば型押し工程を形成するなど、平坦なパネルが後工程に耐えることを意図することができ、しかしながらこれらの工程は、本発明の対象とする部分ではない。
【００３２】
あるいは、前記製造方法は、スタック連接工程の最後に、単一曲率又は二重曲率を有するパネルを形成することを意図している。情報として、単一曲率パネルは”展開可能（ｄｅｖｅｌｏｐａｂｌｅ）”と呼ばれ、及びそれらが平面上で”巻きを解き（ｕｎｗｏｕｎｄ）”得ることを意味する母線を有する。他方では、例えば航空機コックピットパネル等の、二重曲率パネルは、”展開可能（ｄｅｖｅｌｏｐａｂｌｅ）”でなく、それゆえ、母線を有さず、すなわちそれらが平面上で”巻きを解く（ｕｎｗｏｕｎｄ）”ことができない。事実それらは、例えばパネルの縦方向に第一曲率、及び例えばこの同じパネルの横方向に、第一曲率とは異なる第二曲率を有する。
【００３３】
そのような場合、レイアップ工程は、既にスタックされた他の層の上に、繊維状プリプレグの所定の層を配置するようにして実施され、所定の層は、少なくとも１つの溶接スポットを使用して、既にスタックされた少なくとも１つの繊維状プリプレグ層の１枚に固定される。したがってこれは、例えば、互いに良く接着しない熱可塑性複合材の層から形成されるスタックの寸法を維持することを可能にし、互いに連結しているそれぞれの端部における連続する溶接が、特に、常に同じ寸法を有してはいないが連続する層から形成される単一又は二重曲率パネルの製造を含む時に常に実施されており、それゆえ、連続した層における特定の端部間での不整合のため、そのような連続した溶接によって、それらの周縁部全体を覆って２枚ずつ組立てることは不可能である。
【００３４】
さらに、スタックにおけるこのスポット溶接技術が、曲率を有するパネルを製造するために使用されることが好ましい一方で、平坦なパネルを製造することも可能である。しかしながら、例えスポット溶接技術が残存していることが好ましいとしても、最新の事例において、連続した層の端部における連続した溶接は、通常、異なるスタックにおける同一寸法が原因となって、見込まれる解決策を構成する。
【００３５】
前述されたように、前記製造方法は、航空機機体パネルの製造に好適に適用でき、前記機体パネルは、実質的に平坦、単一曲率、又は二重曲率を有しており、それらは、例えば１０ｍ２〜３０ｍ２とし得る領域を有している。このため、本発明による製造方法を実施することで形成されるパネルは、組立て準備状態にある機体パネルを形成する手段として、後工程に耐えるようにすることが出来る。例えばこれらの工程は、成形されたパネル上での連続した溶接を介して、芯材を回復することを目的とする工程を含み、これらの補強は、幾つかの平面を型押しすることによって実現されることができ、又は本発明の製造方法によって形成されることができる。
【００３６】
本発明のその他利点及び特性は、下記説明に限定することなく、詳細に説明されるだろう。
【００３７】
この説明は、添付の図面に関してなされる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１ａ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｂ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｃ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｄ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｅ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｆ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｇ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｈ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｉ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｊ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図１ｋ】本発明の第一好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、異なる工程を図示している。
【図２】本発明の第二好適実施形態による、複合材料で形成されたパネルの製造方法を実施する過程で行われた、工程を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
最初に図１ａ〜図１ｋを参照すると、本発明の第一好適実施形態による、複合材料でパネルを製造する方法を実施する過程で行われた、異なる連続した工程を理解できる。この第一実施形態において、形成を望まれるパネルは、実質的に平坦な形状、例えば全体的に正方形又は長方形形状を有し、及び１ｍｍ〜２０ｍｍ間の厚さを有する。情報としてこれは、例えば６５％近い繊維率を含む、航空機機体パネルと同じような分野の、航空学における特定の適用分野で使用する。
【００４０】
図１ａにおいて、この製造方法の実施に使用された金型は、最初に支持具を備え、該支持具は参照番号１を付与された大理石板に連結され得ることを理解できる。この板１は、この大理石板１内に提供される複数の貫通したオリフィス２近傍に沿って延在する平面に対して、垂直に貫通されている。以下でより明白に詳説されるように、貫通したオリフィス２は、従来型の液体連通ネットワーク（図示せず）を使用する負圧手段４に連結され、当業者によって既知とされる任意の形状とすることができる。
【００４１】
さらにここで大理石板１は、複数の機械抵抗、又は冷却液循環流路６の形態を取る加熱手段を備え、それらは、支持具としての役割を果たす大理石板１内に一体化して提供される。
【００４２】
第一好適実施形態による前記製造方法は、板１の上に排水繊維８を構成することによって開始され、この繊維は次いで、第二織物８と呼ばれる。例えばそれは、ＨＥＸＣＥＬ  ＦａｂｒｉｃＳ社製の上質なガラス繊維（商品番号２１６５  Ｚ６０４０）、又は粗悪なガラス繊維（商品番号７６２８  ＴＦ  ９７０）などのガラス繊維によって、当業者によって既知とされる方法で形成される。図１ｂに示される第二排水繊維８は、最外層を成形することを目的とする、このスタック層における最外層を連接する工程の過程で、この第二繊維８上に位置するように設計された多量の複合材料層からの排気を確実にすることを可能にし、これは下記でより明確になるだろう。
【００４３】
次に、互いに部分的に被覆するポリイミド薄膜セットを配置し、図１ｃで参照番号１０を付与されたこのセットは、次いで第二ポリイミド薄膜セットと呼ばれる。したがって、この第二セット１０は、ここでは３枚の、複数のポリイミド薄膜１２によって形成され、これらは互いに部分的に被覆し、より詳細には２枚ずつが被覆しており、いわゆる被覆又は重複領域を設ける。好ましくは、各薄膜１２は細切れ片の形態で存在し、たとえこれらの細切れ片が、形成されるよう設計されたパネルの縦横方向に対して傾いているとの考慮が代替的に可能であっても、これらの細切れ片は図１ｄで明確に示されるように互いに平行に配置されている。したがって被覆領域１４は、より狭い幅を有する細切れ片に連結されることもでき、それは薄膜１２のように同じ配列方向によって方向付けられている。セット１０は決して、所定の点で互いに重ねられた２枚の薄膜１２より多くを備えないことが好ましい。図１ｃにおける矢印１６によって図示されるように、被覆領域１４は、スタックにおける最外層の連結工程の過程で、それらが空気及びガスを透過させることが出来るという利点を有し、それはこれらの同じ領域１４で与えられ、セット１０の密閉は有利に完全に保証されるものではない。情報として、被覆領域１４の幅”ｌ”、及びポリイミド薄膜１２の細切れ片の幅”ｌ’”は、パネルの曲率によって変化する。したがって、２ｍ２より小さな総面積を有する平坦なパネルを製造するのに、約２５４ｍｍ（１０ｉｎｃｈ）の幅”ｌ’”を有する細切れ片を使用することが好ましく、平坦なパネルの総面積が２ｍ２より大きい場合、約３５０ｍｍ（１３．８ｉｎｃｈ）の幅”ｌ’”を有する細切れ片を使用することが好ましい。
【００４４】
さらに、曲率を有するパネルの場合、細切れ片要素の幅”ｌ’”は、小さな曲率に対して３５０ｍｍ（１３．８ｉｎｃｈ）前後であり、際立った曲率に対して２５４ｍｍ（１０ｉｎｃｈ）前後である。
【００４５】
さらに、パネルの寸法に関わらず、被覆領域１４の幅”ｌ”は、１５ｍｍ前後に固定されることが好ましい。
【００４６】
耐熱イミドと呼ばれて使用されるポリイミド薄膜１２は、４００℃、又はそれ以上に達し得る高温に耐えるように選択され、例えばポリイミド薄膜は、特に複合材料と共に予め浸された樹脂層の溶融を確実にすることを目的とするスタックの連接工程の過程などで曝される。これらの薄膜１２の厚さは、好ましくは約２０〜５０μｍであり、多数のこれらと同じ第二薄膜１２と同様の配列は、薄膜が、最後にスタックされたスタック及び大理石板１の間における接触を阻止し得るように決定される。
【００４７】
前記製造方法は、複数の繊維状プリプレグ２０のスタック１８を形成することから成る、レイアップ工程を実行することで継続され、前記スタックは、大理石板１が延在する平面（図示せず）に対して実質的に直角なスタック方向２１に沿っている。したがって、例えばＰＥＥＫ樹脂、又はＰＰＳ樹脂熱可塑性基質、及び長炭素繊維を有する熱可塑性複合材で形成されることが好ましい層２０は、それゆえこのスタック方向２１において互いよりも上側へ配置される。必然的に、スタックを形成する多数のこれら２０各々は、パネルの最終的な所望の厚さによって決定される。
【００４８】
図１ｅにおいて、前記方向２１で考慮される、このスタック１８の下側表面は、第二ポリイミド薄膜セット１０と完全に接触していることを理解できる。これによって、後に成形されるスタックに対して、下表面が、航空分野の要求に完全に適合する非常に高い品質を有する表面状態を備えることを確実にすることができる。情報として、繊維状プリプレグ２０の層が互いの上側に配列されるので、スタックされた最後の層は、既にスタックされた完成品に固定されることができ、例えばこの固定は、これら各層の端部に配置された１つ又は数個の溶接スポットを使用して行われることが好ましく、これら端部は通常、実質的に正方形、又は長方形を有している。これが、スタック内における異なる層２０間の相対的な動きを防止することを可能にし、この動きは事実、熱可塑性複合材において、これら層に接着させた弱い接着力が原因となり起こるようである。本発明の範囲内で、このタイプの維持を確実にする手段として、連続的な溶接が見込まれることも明記される。
【００４９】
今、図１ｆを参照すると、前記製造方法は、最後のスタック１８の連接工程の過程で生じるであろうエッジ効果を抑制する楔２２を配置することで、継続していることを理解できる。これらの楔は、図１ｇに示されるようにスタック１８の全周に亘り提供されることが好ましく、それゆえ、各々がこのスタックの端部長さに平行している。レイアップ工程の実施に先立って支持具１上に代替的に配置されるこれらの楔２２は、例えば高温に耐える粘着テープなどのような好適な組立手段を使用して、最後の板１上に固定して維持される。前述の組立品は、最外層と接触している一方で、これらの楔２２が、第二排水繊維８、及び第二ポリイミド薄膜セット１０の更に上方に配置され得るようにして構成される。
【００５０】
前記方向２１におけるそれらの寸法と対応するこれら楔の厚さは、このスタック１８から形成されるように設計されたパネルの厚さと略同等である。このパネルの厚さは板１に搭載される楔２２の厚さよりも小さいとすることは出来ないということを考えれば、この特異性が明らかに、スタック１８の成形を目的とする連接工程の制御を可能にする。情報として、この楔の厚さは、形成されるように設計された最後のパネルの厚さよりも、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ小さく提供される。
【００５１】
さらに、後述されるように、第二排水繊維８及び第一排水繊維と相まって、ガスの十分な排気を確実にする手段として、図１ｇに図示されるように、各楔２２がそれらの上表面、及び／又は下表面に形成される、排水溝、又は排水リッジ２４を有する。
【００５２】
さらにこれらの楔は、それらの横方向に互いに固定することができ、より正確には、スタックから離れる方向に、例えば支持具１に備わる止め具を使用して固定される。しかしながら、本発明の範囲内で、これらの楔が、支持具１に完全に自由に並進するという事例を提供することも可能である。
【００５３】
さらに、厚さが最後のパネルの厚さよりも例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ前後の大きさで僅かに大きい楔を提供することも、一方で可能である。そのような場合、エッジ効果を完全に無くするこれらの楔は、所望の厚さを有するパネルを形成し得る手段として、連接工程の過程で圧縮によって変形可能に提供される。
【００５４】
次に、第一ポリイミド薄膜セットと呼ばれるポリイミド薄膜セット２６を再び配置し、これらは互いに部分的に被覆する複数の薄膜３０で形成される。例えば、互いに部分的に被覆、より詳細には２枚ずつが被覆、又は重複領域を形成する、３枚（又はそれ以上）のポリイミド薄膜２８で形成される限りにおいて、この第一セット２６は、上述の第二セット１０と同一、又は類似している。各薄膜２８は細切れ片の形態であることが好ましく、図１ｉに明確に示されるようにこれらの細切れ片は互いに平行に配置されている。したがって、被覆領域３０は、より狭い幅を有する細切れ片に連結されることもでき、それは薄膜２８のように同じ配列方向に方向付けられている。セット２６は決して、所定の点で互いに重ねられた２枚の薄膜２８より多くを備えないことが好ましい。図１ｈの矢印３２によって図式的に示されるように、再生領域３０は、それらが、第二セット１０の再生領域１４のように、スタックにおける最後の連接工程の過程で、空気及びガスの透過を可能にするという意味の利点を有する。
【００５５】
さらなる情報として、再生領域３０の幅”ｌ”、及びポリイミド薄膜２８の細切れ片の幅”ｌ’”は上述される通りであり、好ましくは、第二ポリイミド薄膜セットのために選択されたそれらと同一である。さらに、使用されるポリイミド薄膜２８は、第一セットの薄膜、すなわち４００℃又はそれ以上に達し得る高温に耐えるように選択された薄膜と同じ型であり、例えばそれら薄膜は、特に複合材料と共に予め浸される樹脂層の溶融を確実にする目的でスタックの連接工程の過程で曝される。ここで再び、薄膜２８の厚さは、約２０〜５０μｍであることが好ましく、多数のこれら同じ第一薄膜２８と同様の配列は、それらが、スタックされた層２０のスタック及び最後に配置された成形板の間で接触を妨げ得るように決定される。これを実施するため、図１ｉに図式的に示されるように、第一セット２６は、スタック１８の上表面全体を覆って延在するように提供されるだけでなく、それぞれの楔２２上にも張り出すように提供され、場合によっては、第一薄膜２８によって完全に被覆されることも可能である。図１ｉに示されるように、細切れ片２８の縦方向において、細切れ片は僅かに楔２２を越えることが好ましく、これは横断的に配置された他の楔に対する場合ではない。このため、細切れ片２８は、本発明の範囲内で横断的に構成されたこれら同一な楔２２を被覆しない。
【００５６】
前記方向２１で考慮される、スタック１８の上表面が第一ポリイミド薄膜セット２６と全体的に接触する限りにおいて、後に成形されたスタックが、好ましくは航空領域の要求に対応する非常に高い品質の表面を有する上表面を保証することも可能にする。
【００５７】
図１ｈで最も明らかなように、第一セット２６の被覆／重複領域３０それぞれは、前記方向２１で第二セット１０の被覆／重複領域１４の１つと向かい合って配置される。それでもなお、これらの重複領域１４、３０をずらす事、すなわちこの同じ方向２１で、２枚ずつ互いに向かい合わせて配置させる以外でも重複領域を構成する事が可能である。しかしながら、好ましくは、これらの重複領域１４、３０は、未だ成形されていない下表面、又は外表面と全て接触したまま、すなわち、スタックされた第一、又は最後の層２０と全て接触したままの状態であることが望ましい。
【００５８】
図１ｊで示されるように、スタック１８の連接工程に先立って、コーキング板又はコーキングシートと呼ばれる成形板３６を配置させる工程が実施され、この成形板は、例えばステンレス鋼などの従来型の金属材料で製造される。この成形板３６は、その下部成形表面がポリイミド薄膜２８の第一セット２６と接触するようにして、スタック１８の上部に配置される。図１ｊで図式的に示されるように、その寸法は、スタック１８の全周に亘って備わる各楔２２に対して、場合によっては当接可能な手段として提供される。所望のパネルが実質的に平坦な形状を有していなければならないと考えれば、必然的に、成形板３６は、支持具１を形成する板と実質的に平行に配置される。
【００５９】
図１ｊにも示されるように、前記製造方法は、第一排水繊維３４を成形板３６の上部に配置することによって継続される。必然的に、この第一排水繊維３４は、前述された第二排水繊維８によって果たされた役割と同じ役割を有し、これら２枚の繊維８、３４間における唯一の差異は、それらがスタック１８の下表面、及び前記スタックの上表面にそれぞれ連結されるよう設計されていることである。このため、それは同じ排水特性を有する、同じタイプの繊維であるとすることができる。
【００６０】
スタック１８の連接工程を実施する前に実行される最後の工程は、大理石板１を使用して密閉仕切り空間４０を創り出すことから成っており、図１Ｋで明らかなように、前述の部品全てを覆う密閉ブラダー４２を搭載している。これを実施するため、ブラダー４２は、後の部品内にネジ締めされた１つ又は数個の位置決めネジを使用して、大理石板１の上でスタック１８の全周に亘って嵌め込まれており、このネジ頭４５は、同じ板１と接触して存在する密閉装置４４を締め付けている。情報として、及び図に示されるように、２枚の排水繊維８、及び３４は、ブラダー４２とこの同じ密閉装置４４との間に排水繊維を配置することによって、位置決めネジ４５を介して密閉装置４４に嵌め込まれる事もできる。
【００６１】
したがって、板１及び密閉ブラダー４２が共に密閉仕切り空間４０を形成し、繊維状プリプレグ２０のスタックはこの仕切り空間内に見受けられ、次いでこのスタック１８を全体的に成形することを目的とする、前記連接工程を経ることが出来る。
【００６２】
これを実施するため、板１内に配置された貫通したオリフィス２、及び仕切り空間における開口部を使用してこの仕切り空間の内部を減圧することができる、加熱手段６及び負圧手段４を同時に実施する。より詳細には、加熱手段は、スタック１８内に４００℃前後の温度を加えるように、及びこのスタックの成形に必要な樹脂を溶融するように作動される。当然、上述されたように、前記ポリイミド薄膜２０及び２８はそのような温度に耐え、連接工程の過程で損傷を受けないように設計されている。オリフィス２を介して仕切り空間４０内で減圧が行われるとき、次いでブラダー４２が成形板３６に圧力を加え、したがって前記成形板はスタック２１の方向に対して直角に移動することによって、支持板１に接近する傾向がある。したがって、ブラダー４２の動きに基づいてこのように移動することによって、第一ポリイミド薄膜２６と接触している板３６は、板１に対するスタック方向２１において層２０の固着を創り出し、次いで、これらの層の成形を行い、これら同じ層におけるプリプレグ樹脂の溶融によって互いに一体化することを意図している。この連接工程は、成形によって形成されたパネルが、前記方向２１における所望の厚さ及び楔２２の厚さによって上限を定められた任意の割合での厚さを有するまで実施され、このとき、最後のパネルの暑さよりも僅かに小さく提供される。連接工程の最後でこの目標厚さに到達するとき、仕切り空間４０はブラダー４２を引っ込めることによって開口され、次いで、所望のパネルを形成して得られ、成形されたパネルは金型から離脱されることが出来る。
【００６３】
情報として、仕切り空間４０はブラダー４２を離脱させることで開口され、次いで、所望のパネルを形成して得られた成形されたパネルが金型から離脱されることができる。場合によっては、ポリイミド薄膜１２、２８を離脱させる必要があっても良く、前記ポリイミド薄膜は形成されたパネルの上、及び／又は下表面に連続して接着する。しかしながら、ポリイミド／耐熱イミド薄膜は通常、スタック１８の連接工程の最後で、この工程を実施するために提供された任意のその他部品に接着せず、それら薄膜の離脱は任意特定の問題を有利に構成しない。
【００６４】
今、図２を参照すると、本発明による第二好適実施形態を理解でき、その目的は、もはや実質的に平坦なパネルを形成する事ではなく、単一、又は二重曲率を有するパネルを形成する事である。
【００６５】
情報として、このタイプのパネルは、航空機の機体パネルのように、従来的に航空学領域で使用される。
【００６６】
図２は、金型及びスタックが、スタックの連接工程が実施される前に存在しているだけの時の、それらの状態を図示している。それゆえ、本発明の第一好適実施形態の場合において、図１ｋで示された状態に対応している。
【００６７】
この図２で理解できるように、この組立品に繋がる全ての工程は、第一実施形態として図１ａ〜図１ｋを参照して説明された工程と同様である。そうは言うものの、この組立品は、使用された金型の特定の部品形状、及び提供されなかった、エッジ効果を抑制する楔の欠如により、第一実施形態で直面した事と異なる。それでもなお、これらは、本発明の範囲内における第一実施形態で説明されたように、同じ方法で構成されることが出来る。
【００６８】
したがって、機体パネルに対して単一又は二重曲率を形成する手段として、大理石支持具１は、もはや平坦な板の形態を採るものではなく、パネルの２つの表面の１面に対して、所望のそれに対する補完的な寸法を有する。同様に、成形板３６は成形表面を有し、該成形表面は、もはや平坦ではなく、パネル用に製造される必要のある２つの表面の他方の面の成形表面に対して補完的な形状を有する寸法を備える。当然、図２は凹状支持表面、及び板３６の凸状成形表面を示しているが、これらの凸状表面及び凹状表面（各々、単一又は二重曲率を有している）間における反転した構成は、本発明の範囲内で検討されることができる。
【００６９】
第一実施形態との他の相違点は、スタック１８の熱可塑性複合材において、接着力の弱い異なる層２０の間で固定する点にある。事実、もしパネル用に追求された単一又は二重曲率が、異なる幅を有する細切れ片の重ね合わせに行き着くのならば、これら細切れ片端部の間での不整合は、それらの全周に亘って連続的に溶接することによる２枚直接連続した細切れ片の固定を妨げる。この問題に直面するため、次いで我々は、全周に亘ってこれらの層を溶接することに代わって、注意深く選択された１つ又は数個の溶接スポットでそれらを溶接することを検討する。引き続くこの方法は、もしスタックにおける最初の層がこの方法で支持具１に固定されることができないならば、スタックにおける二番目のそれから始まる繊維２０の各層を固定する為に選択されることが出来る。したがって、この同じ大理石板１に関するスタック１８の最初の層の正しい維持を確実にする手段として、板１の支持具表面に対する最初の層２０の固着は、手段４を使用して実施される負圧の適用を介して再実施されることができる。事実、これら同じ手段４を使用して吸引が実施されるとき、ブラダー４２が支持具１上に配置される前であっても、貫通したオリフィスを介して吸引された空気は、有利に、この同じ大理石支持具１に対するスタック１８における最初の層２０の固着の原因となる。したがってこれは、スタック１８における連接工程を実施する手段として、後に密閉した仕切り空間４０内での減圧を提供することを狙う、主たる目的以外の目的の為、負圧適用手段４を使用することができる。
【００７０】
本発明の第二好適実施形態におけるその他の特異性は、金型の一部を構成する、成形板３６の正確な形状を形成することから成る。事実この板３６は、有利に、マイカ、及び樹脂を含む材料で作られており、このことは、特許文献１、又はＶＯＮ  ＲＯＬＬ  ＩＳＯＬＡ社によって提示された商標であるＭＩＧＬＡＳＩＬに基づいて開示されており、最初の加熱中に変形可能な特性、及び一度加熱が完了すると極端に硬化する特性を与える。結果として、この板３６は前述の材料で製造されており、要求された最終的な寸法に近づくように粗く実施される。単一又は二重曲率を有するパネル製造の為に、それを最初に使用する間、この実施された板は、前述の方法、すなわち第一ポリイミド薄膜セット２６で配置される。次いで、高温で繊維のスタックを連接する工程の過程で、成形板３６はスタック１８に対して固着しながら変形し、及びこの板３６が硬化する焼成温度へ同時に到達するだろう。結果として、正確な最終的な形態を採用する密閉したブラダー４２によって掛けられた圧力の効果に基づいて、この板がスタック１８に対して全体的に変形するのはたった一度であり、次いで、使用される材料における特定の特性の為、それは後の全ての加熱の間ずっと、持続されることができる。
【００７１】
したがって、続く高温での成形工程の間中ずっと、完璧に持続することができるので、非常に正確な曲率を有するこの板３６は、同じ金型を使用して連続したパネルを製造するのに使用されることができ、その正確な形状は、最初の焼成の過程で採用される。
【００７２】
本発明の範囲内で、その正確な最終形状をそのまま有するように、製造された板を備える事があるいは可能であり、それゆえ、この形状を得るために最初のパネルを製造するのに用いる必要はない。
【００７３】
もちろん、説明されている当業者によって様々な変更がなされてもよく、もっぱら実施形態に限定するものではない。
【符号の説明】
【００７４】
１  大理石板
１０  第二ポリイミド薄膜セット
１２  ポリイミド薄膜
１４  被覆領域
１８  スタック
２  オリフィス
２０  繊維状プリプレグ
２１  スタック方向
２２  楔
２４  排水リッジ
２６  第一ポリイミド薄膜セット
３０  再生領域
４  負圧手段
４０  仕切り空間
４２  ブラダー
４４  密閉装置
４５  位置決めねじ
６  冷却液循環流路
８  排水繊維
【図１ａ】
2010503549.tif 000003
【図１ｂ】
2010503549.tif 000004
【図１ｃ】
2010503549.tif 000005
【図１ｄ】
2010503549.tif 000006
【図１ｅ】
2010503549.tif 000007
【図１ｆ】
2010503549.tif 000008
【図１ｇ】
2010503549.tif 000009
【図１ｈ】
2010503549.tif 000010
【図１ｉ】
2010503549.tif 000011
【図１ｊ】
2010503549.tif 000012
【図１ｋ】
2010503549.tif 000013
【図２】
2010503549.tif 000014
【国際調査報告】
2010503549.tif 000015
2010503549.tif 000016
2010503549.tif 000017
2010503549.tif 000018