(57)【要約】  複合材料部品（１２）の製造装置（１０）は、半加工品（１４）を収容するための収容空間（２２）を周囲の雰囲気に対して密閉するように構成された袋地（２０）を備えており、袋地（２０）は、半加工品（１４）の形状に少なくとも部分的に一致する形状を有し、密閉外側層（２４）と内側分離層（２６）とを備えている。内側分離層（２６）は半加工品（１４）から製造された複合材料部品（１２）から袋地（２０）が分離できるように構成されている。その装置（１０）は、さらに、収容空間（２２）に接続され、収容空間（２２）内に減圧が生じるように構成された真空源（３４）を備えている。最後に、その装置（１０）は、半加工品（１４）が袋地（２０）によって収容空間（２２）内に密封される時に、半加工品（１４）の少なくとも１つの要素内に含まれること、及び、収容空間（２２）内に注入されることの少なくとも一方である熱硬化性の合成樹脂材料を硬化するように適合された硬化装置（４８）を備えている。
2016539035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料部品（１２）の製造装置（１０）であって、
半加工品（１４）を収容するための収容空間（２２）を周囲の雰囲気に対して密閉するように構成された袋地（２０）と、
前記収容空間（２２）に接続され、該収容空間（２２）内に減圧が生じるように構成された真空源（３４）と、
前記半加工品（１４）が前記袋地（２０）によって前記収容空間（２２）内に密封される時に、前記半加工品（１４）の少なくとも１つの要素内に含まれること、及び、前記収容空間（２２）内に注入されることの少なくとも一方である熱硬化性の合成樹脂材料を硬化するように適合された硬化装置（４８）とを有し、
前記袋地（２０）は、前記半加工品（１４）の形状に少なくとも部分的に一致する形状を有し、密閉外側層（２４）と内側分離層（２６）とを備え、前記内側分離層（２６）は前記半加工品（１４）から製造された前記複合材料部品（１２）から前記袋地（２０）が分離できるように構成されたものであることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置は前記半加工品（１４）を支持するように構成され、支持面（１８）を備える支持手段（１６）をさらに有し、
前記半加工品（１４）が前記支持手段（１６）上で支持される時に、前記支持面（１８）の形状が、少なくとも部分的に、該支持面（１８）上にある前記半加工品（１４）の表面の形状に一致し、
前記支持手段（１６）は前記袋地（２０）に密封するように連結可能とされ、
前記支持手段（１６）を前記袋地（２０）に密封するように連結する密封手段（２８）が、特に、前記支持手段（１６）に形成された密封溝（３０）と、前記袋地（２０）に形成された密封ビード（３２）とを有し、前記袋地（２０）に形成された密封ビード（３２）が前記支持手段（１６）に形成された密封溝（３０）内に収容されるように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記袋地（２０）は、
特に、前記袋地（２０）に一体的に形成されたガス抜きライン（３８）であり、好ましくは前記ガス抜きライン（３８）の長さ方向軸に実質的に垂直に延伸する少なく１つのチャンネル（４０）を経由して、特に、前記収容空間（２２）に接続された少なくとも１つのガス抜きライン（３８）と、
前記袋地（２０）に一体的に形成され、特に、前記袋地（２０）に一体的に形成された補強波形の形式で設計された少なくとも１つの補強部（２７）と、
前記真空源（３４）に接続されるように構成された第１の接続口（３６）と、
熱硬化性合成樹脂材料源（４４）に接続されるように構成された第２の接続口（４２）と、
前記袋地（２０）に一体的に形成された少なくとも１つの折り目との、少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記袋地（２０）は、約０．２〜２．０ｍｍの範囲の厚さを有し、好ましくは約０．３〜１．０ｍｍの範囲であり、より好ましくは約０．５〜０．７ｍｍの範囲であること、
前記袋地（２０）は、少なくとも部分的には透明であること、及び、
前記袋地（２０）は、密封するように相互に接続された複数の袋地区分を備えることの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）がポリアミド材料、特には、ポリアミド６材料から製造されること、
前記袋地（２０）の内側分離層（２６）がエチレン−テトラフルオロエチレン材料から製造されること、
前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）は、前記袋地（２０）の内側分離層（２６）の厚さより大きな厚さを有していること、及び、
前記密閉外側層（２６）と前記内側分離層（２４）の厚さのみならず、前記袋地（２０）の密閉外側層（２６）と内側分離層（２４）を形成するために使用される複数の材料が、前記袋地（２０）の剛性が温度の上昇につれて減少するように選択されることの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は前記袋地（２０）を熱成形する熱成形装置（２９）をさらに有し、
前記熱成形装置（２９）は、表面（５２）に成形される袋地（２０）を支持するように適合された成形手段（５０）と、
前記袋地（２０）が前記成形手段（５０）の表面（５２）に一致する形状になるように、前記成形手段（５０）の表面（５２）上に支持された前記袋地（２０）を加熱するように適合された加熱手段（５４）とを有するものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記熱成形装置（２９）は、さらに、
開口（５８）が設けられたキャリア（５６）であり、前記袋地（２０）がキャリア内（５６）に形成された前記開口（５８）を横断して広がるように、前記成形される袋地（２０）を保持するように適合されたキャリア（５６）と、
前記成形手段（５０）が前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）からある距離で配置される休止位置と、前記成形手段（５０）が前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）を通して突き出る作動位置との間に前記成形手段（５０）を配置するように適合された配置手段（６０）と、
前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）を横断して広がる前記袋地（２０）に予め張力を加えるように適合されたプレテンション手段（６２）と、
前記袋地（２０）と該袋地（２０）が支持される前記成形手段（５０）の表面（５２）との間の空間に減圧が生じるように適合された吸引手段（６４）の少なくとも１つを有するものであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
複合材料部品（１２）の製造方法であって、
袋地（２０）が密閉外側層（２４）と内側分離層（２６）を備え、前記内側分離層（２６）は半加工品（１４）から製造された前記複合材料部品（１２）から前記袋地（２０）が分離できるように構成され、前記袋地（２０）を少なくとも部分的に前記半加工品（１４）の形状に一致する形状になるように熱成形する工程と、
前記半加工品（１４）を収容するための収容空間（２２）を前記袋地（２０）によって周囲の雰囲気に対して密閉する工程と、
前記収容空間（２２）に真空源（３４）を接続し、該真空源（３４）によって前記収容空間（２２）からガスを引くことにより、前記収容空間（２２）内に減圧を生じる工程と、
前記半加工品（１４）が前記袋地（２０）によって前記収容空間（２２）内に密封される時に、前記半加工品（１４）の少なくとも１つの要素内に含まれること、及び、前記収容空間（２２）内に注入されることの少なくとも一方である熱硬化性の合成樹脂材料を硬化する工程とを有する方法。
【請求項９】
前記半加工品（１４）は、支持面（１８）を備える支持手段（１６）によって支持されており、
前記支持面（１８）の形状は、少なくとも部分的に、該支持面（１８）上にある前記半加工品（１４）の表面の形状に一致し、
前記支持手段（１６）は前記袋地（２０）に密封するように連結され、
前記支持手段（１６）を前記袋地（２０）に密封するように連結する密封手段（２８）が、特に、前記支持手段（１６）に形成された密封溝（３０）と、前記袋地（２０）に形成された密封ビード（３２）とを有し、
前記袋地（２０）に形成された密封ビード（３２）が、特に前記真空源（３４）によって前記収容空間（２２）内に生じた減圧により、前記支持手段（１６）に形成された密封溝（３０）内に収容されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、さらに、
ガス抜きライン（３８）が前記袋地（２０）に一体的に形成され、好ましくは該ガス抜きライン（３８）の長さ方向軸に実質的に垂直に延伸する少なくとも１つのチャンネル（４０）を経由して、特に、前記収容空間（２２）に接続され、前記袋地（２０）に一体的に形成された少なくとも１つの前記ガス抜きライン（３８）を経由して前記真空源（３４）によって前記収容空間（２２）からガスを引く工程と、
前記袋地（２０）の第１の接続口（３６）を経由して前記真空源（３４）によって前記収容空間（２２）からガスを引く工程と、
前記袋地（２０）の第２接続口（４２）を経由して前記収容空間（２２）内に熱硬化性合成樹脂材料源（４４）から熱硬化合成樹脂材料を注入する工程と、
前記袋地（２０）の形状を前記半加工品（１４）の形状に、よりぴったりと合わせるために、前記袋地（２０）に一体的に形成された少なくとも１つの折り目を広げる工程の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記袋地（２０）は、約０．２〜２．０ｍｍの範囲の厚さを有し、好ましくは約０．３〜１．０ｍｍの範囲であり、より好ましくは約０．５〜０．７ｍｍの範囲であること、
前記袋地（２０）は、少なくとも部分的には透明であること、及び、
前記袋地（２０）は、密封するように相互に接続された複数の袋地区分を備えることの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）がポリアミド材料、特には、ポリアミド６材料から製造されること、
前記袋地（２０）の内側分離層（２６）がエチレン−テトラフルオロエチレン材料から製造されること、
前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）は、前記袋地（２０）の内側分離層（２６）の厚さより大きな厚さを有していること、
前記密閉外側層（２６）と前記内側分離層（２４）の厚さのみならず、前記袋地（２０）の密閉外側層（２６）と内側分離層（２４）を形成するために使用される複数の材料が、前記袋地の剛性（２０）が温度の上昇につれて減少するように選択されることの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記袋地（２０）を熱成形する際に、成形される前記袋地（２０）が熱成形装置（２９）の成形手段（５０）の表面（５２）によって支持され、
前記成形手段（５０）の表面（５２）上に支持された前記袋地（２０）は、該袋地（２０）が前記成形手段（５０）の表面（５２）に一致する形状になるように、加熱されることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記袋地（２０）を熱成形する際に、
前記袋地（２０）がキャリア内（５６）に形成された開口（５８）を横断して広がるように、前記成形される袋地（２０）を前記開口が設けられたキャリア（５６）上に適用する工程と、
前記成形手段（５０）を、前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）からある距離で配置される休止位置と、前記成形手段（５０）が前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）を通して突き出る作動位置との間に配置する工程と、
前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）を横断して広がる前記袋地（２０）に予め張力を加える工程と、
前記袋地（２０）と該袋地（２０）が支持される前記成形手段（５０）の表面（５２）との間の空間に減圧を生じる工程の少なくとも１つをさらに行うことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の複合材料航空機部品の製造装置の利用方法、又は、請求項８から請求項１４のいずれか一項に記載の複合材料航空機部品の製造方法の利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料部品、特には、複合材料航空機部品の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化された複合材料から航空機部品を製造するために、真空注入プロセス又は真空支援樹脂トランスファー成型（ＲＴＭ）が使用されてよい。ＤＥ  １０  ２００８  ０５４  ５４０  Ａ１には、例えば、樹脂強化複合材料からなる縦通材（ｓｔｒｉｎｇｅｒ）や外板（ｓｈｅｌｌ）のような、強固にする要素を備えた航空機部品の製造方法が開示されている。ＤＥ  １０  ２００８  ０５４  ５４０  Ａ１による方法においては、繊維プリプレッグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）の形式の複数の半加工品が相互に連結され、多層の合成樹脂（プラスチック）ホイル材料から製造されるチューブコアが、複数の半加工品の間に形成された空洞内に挿入される。複数の半加工品とチューブコアを備える装置が、取り外しフィルムからなる真空の袋地材料機構、ポリアミドフリース（シート）材料から製造されるガス抜き層及び真空ホイルによって包み込まれ、加圧器（ａｕｔｏｃｌａｖｅ）内に導入され、繊維プリプレッグ内に含まれる樹脂材料が昇圧された圧力及び／又は昇温された温度の下で硬化される。加圧器プロセスの間に、チューブコアの内部は、チューブコアが複数の半加工品の間に形成された空洞の内部に対向する半加工品の表面部分に上昇された圧力を適用するように、取り巻く加圧器の雰囲気で加圧される。ＤＥ  １０  ２００８  ０５４  ５４０  Ａ１による航空機部品の製造方法において使用されるチューブコアは、ＤＥ  １０  ２００８  ０５４  ５４４  Ａ１及びＵＳ  ２０１０／０１５１１６９  Ａ１に記載された熱成形プロセスによって製造される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、簡易及び費用効率の良い手法で、高品質の複合材料部品を製造することができる、複合材料部品の製造装置及び製造方法を明らかにする目的に向けられる。
【０００４】
これらの目的は、請求項１の特徴を有する装置及び請求項８の特徴を有する方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
複合材料部品の製造装置は、半加工品を収容するための収容空間を周囲の雰囲気に対して密閉するように構成された袋地（ｂａｇｇｉｎｇ）を備えている。半加工品は、単一の要素（部品）、又は、複合材料部品を形成するように、相互に連結されることを意図された複数の要素を有していてよい。半加工品は、単一繊維、繊維プレ織物（ｐｒｅｗｏｖｅｎｓ）、繊維プリプレッグの形式で、強化繊維を有していてよい。袋地は半加工品だけを包み込んでよく、それにより、全体として、袋地によって形成される収容空間を密閉する。しかしながら、袋地は、少なくとも部分的に、工具又は半加工品を収容するモールドによって形成される収容空間を密閉するように構成されることも考えられる。
【０００６】
複合材料部品の製造装置の袋地は、熱成形された袋地であり、すなわち、該袋地が少なくとも部分的に、少なくとも室温で寸法的に安定であるように強度と剛性を備え、非反応性の熱成形プロセスによって、信頼性が高く、費用効率の良い方法で、所望の形状とされる、強度と剛性を備えるポリマーの袋地機構である。袋地は、少なくとも部分的に、半加工品の形状に一致する形状を有している。換言すると、袋地の形状は、袋地が半加工品の外側表面にきちんと接する、及び／又は、ぴったりと合うことができるように半加工品の外側外形に対して適合される。袋地は、該袋地が収容空間を周囲の雰囲気に対して密閉するように構成されることを確実にする密閉外側層を備えている。さらに、袋地は密閉外側層に連結され、収容空間内に収容された半加工品に対向する袋地の表面を形成する内側分離層を備えている。内側分離層は、半加工品から製造された複合材料部品から袋地が分離できるように構成されている。
【０００７】
装置はさらに、収容空間に接続され、該収容空間内に減圧が生じるように構成された真空源を備えている。真空源は、例えば、収容空間からガスを引き、収容空間を取り巻く周囲の雰囲気の圧力より低い、収容空間内の圧力を生成するのに適したポンプの形式で設計されてよい。
【０００８】
最後に、装置は、半加工品が袋地によって収容空間内に密封される時に、半加工品内に既に含まれている、及び／又は、半加工品が袋地によって収容空間内に密封される時に、収容空間内に注入される熱硬化性の合成樹脂材料を硬化するように適合された硬化装置を備えている。熱硬化性合成樹脂材料は、例えば、樹脂材料でよい。従って、半加工品が袋地によって収容空間内に密封される時に、複合材料部品は、半加工品内に含まれる又は収用空間内に注入される熱硬化性合成樹脂材料を硬化することによって得られる。熱硬化性合成樹脂材料の硬化は、高められた圧力の下で、及び／又は、高められた温度の下で行われてもよい。硬化装置は、例えば、加圧器の形式で設計されてよい。
【０００９】
複合材料部品の製造装置の使い捨て式の熱成形された袋地は、収容空間内に収容される半加工品を周囲の雰囲気に対して密封するために真空ホイルで覆う必要をなくす。その代わりに、袋地は半加工品の上部に単に置かれることができ、例えば、半加工品内に含まれる熱硬化性合成樹脂材料を硬化する間、形状を与える機能又は形状を安定させる機能を少なくとも部分的に満たす。しかしながら、袋地は半加工品とともに、半加工品が袋地によって収容空間内に密封される時に、例えば、半加工品内に含まれる又は収用空間内に注入される熱硬化性合成樹脂材料を硬化する間、半加工品の形状を安定させる機能を有するモールド内に置かれることも考えられる。
【００１０】
さらに、袋地は、例えば、収容空間からガスを抜く間、半加工品を収容する収容空間を雰囲気に対して密閉することに加え、袋地が簡単で信頼性の高い方法で半加工品から製造された複合材料部品から分離できることの２つの機能を実現する。従って、例えば半加工品と袋地の間の分離ホイル等のような、追加的な分離手段の準備は不要とされる。さらに、前もって形成された袋地を用いることによって、端部を密封するステップ、すなわち、追加的な熱硬化性合成樹脂材料を半加工品から製造された複合材料部品の複数の端部に適用し、その熱硬化性合成樹脂材料を硬化することによって、半加工品から製造された複合材料部品の複数の端部を密封するステップが製造プロセスの間に実行されることができる。従って、複合材料部品の製造装置により、高品質の複合材料部品の製造を、高度に自動化され、扱うのが容易なプロセスにより、ほとんど正味の形状の品質で可能とする。このため、複合材料部品は特に費用効率の高い手法で製造されることができる。
【００１１】
複合材料部品の製造装置の袋地を製造するために、袋地の密閉外側層と内側分離層を形成するように意図された複数の材料が、袋地に所望の２層構造が提供されるように共に成形されてよい。その後、袋地は、熱成形プロセスにおいて、所望の形状とされる。平坦ホイル押し出し成形機が、未成形の袋地を共に成形するために使用されてよい。
【００１２】
複合材料部品の製造装置は、半加工品を支持するように構成され、支持面を備える支持手段をさらに有している。支持手段の支持面の形状は、半加工品が支持手段上で支持される時に、支持面上にある半加工品の表面の形状に、少なくとも部分的に、一致してよい。支持手段は密封するように袋地に連結可能とされてよい。従って、半加工品を収容する収容空間は、支持手段と袋地によって形成されてよい。支持手段は、半加工品を支持するように構成されたどのような適切な手段でもよい。例えば、支持手段は、強化繊維及び／又は熱硬化性合成樹脂材料が導入されたモールドの形式で設計されてよい。
【００１３】
支持手段を袋地に密封するように連結する密封手段は、支持手段内に形成された密封溝を備えてよい。好ましくは、密封溝は支持手段の支持面に形成される。さらに、密封手段は、袋地に形成された密封ビード（ｂｅａｄ）を備えてよい。特に、密封ビードは袋地に一体的に形成され、半加工品を収容する収容空間を形成するように、支持手段と袋地が相互に密封するように連結される時に、支持手段に形成された密封溝内に収容されるように構成される。好ましくは、密封溝と密封ビードは、真空源が収容空間からガスを引き、それにより、収容空間内に減圧が生じた時に、密封ビードが密封溝内に引き寄せられることができるように設計される。しかしながら、択一的に、支持手段の支持面から突き出ている突出要素、特には、支持手段を密封するように袋地に連結するために、袋地と相互に作用するように適合されたマッシュルーム形状の突出要素を備え、支持手段を袋地に密封するように連結する密封手段を提供することも考えられる。
【００１４】
袋地は、該袋地に一体的に形成された少なくとも１つのガス抜きラインを備えてよい。例えば、ガス抜きラインは袋地を熱成形する間に、袋地内に形成されてよい。特に、大きなサイズの半加工品が複合材料部品の製造装置内で処理される場合には、複数のガス抜きラインが袋地内に形成されてよい。少なくとも１つのガス抜きラインの流れの断面は、好ましくは、収容空間からの所望のガスの流れに適合される。
【００１５】
少なくとも１つのガス抜きラインは、ガス抜きライン自身と同様に、袋地に一体的に形成し得る少なくとも１つのチャンネル（管）を経由して収容空間に接続されてよい。ガス抜きラインと同様に、少なくとも１つのチャンネルは袋地を熱成形する間に形成されてよい。好ましくは、少なくとも１つのチャンネルは、ガス抜きラインの長さ方向軸に実質的に垂直に延伸する。例えば、少なくとも１つのチャンネルは、約３ｍｍの長さと約０．３ｍｍの幅を有し、少なくとも１つのチャンネルの延長（継手）部分は、幅方向において、好ましくは、少なくとも１つのガス抜きラインの直径よりも小さい。
【００１６】
少なくとも１つのガス抜きライン及び／又は少なくとも１つのチャンネルには、その内側表面に、袋地を熱成形する間に組み込まれ得る耐熱性のライナー（裏地）が設けられてよい。耐熱性のライナーにより、半加工品が袋地によって収容空間内に密封された際に、例えば、半加工品に含まれる又は収用空間内に注入された熱硬化性合成樹脂材料を硬化するための加圧器プロセスの間に、袋地が高温に晒された時に、少なくとも１つのチャンネル及び／又は少なくとも１つのガス抜きラインが壊れるのを避けることができる。所望又は必要であれば、例えば、多孔性のガス抜きマットの形式の付加的なガス抜き手段が、収容空間内に配置され、又は、袋地内に形成されてもよい。
【００１７】
少なくとも１つのガス抜きライン及び／又は少なくとも１つのチャンネルは好ましくは、複合材料部品の製造装置において、半加工品の段差又は他の形状不規則部に隣接している、袋地の領域内に配置される。換言すれば、半加工品から製造された複合材料部品の表面に不規則部が形成されることを防ぐために、もし可能であれば、半加工品の表面の滑らかな部分に隣接した、少なくとも１つのガス抜きライン及び／又は少なくとも１つのチャンネルの位置設定は、避けられるべきである。これは、半加工品が袋地によって収容空間内に密封される時に、半加工品に含まれる又は収用空間内に注入された熱硬化性合成樹脂材料を硬化する間に、滑らかな表面部分が袋地に直接的に接触されないことにより、半加工品から製造された複合材料部品の表面に不規則部が形成されるのを防ぐためである。
【００１８】
複合材料部品の製造装置の袋地は、さらに、袋地に一体的に形成され得る少なくとも１つの補強部を備える。例えば、補強部は袋地に一体的に形成された補強波形の形式で設計されてよい。特に、補強波形は袋地を熱成形する際に形成されてよい。もし、所望又は必要であれば、さらに、袋地から分離されて形成された補強部が袋地の剛性及び／又は強度をさらに増すために使用されてよい。例えば、炭素繊維強化合成樹脂材料から製造され得る複数の補強棒が袋地に一体的に形成された補強波形の中に挿入されても良い。
【００１９】
さらに、袋地は真空源に接続するように構成された第１の接続口を備えてよい。これにより、第１の接続口を経由して、ガスが収容空間から引かれることができ、第１の接続口は収容空間と真空源の間に信頼性の高い接続を提供する。少なくとも１つのガス抜きラインと少なくとも１つの補強部と同様に、複数の第１の接続口は、例えば、袋地を熱成形する間に、袋地に一体的に形成されてよい。しかしながら、分離された部品として形成され、しかし、袋地に密封して取り付けられ、好ましくは袋地に対して型に入れて造られ（モールドされ）、例えば、第１の接続口が所望通りに設けられた袋地の領域を熱成形した後で、袋地に開け口を切り、第１の接続口を適所に配置することによって、第１の接続口を袋地に設けることも考えられる。
【００２０】
さらに、袋地は、熱硬化性合成樹脂材料源に接続されるように構成された第２の接続口を備えてよい。従って、第２の接続口を経由して、熱硬化性合成樹脂材料源からの熱硬化性合成樹脂材料が、袋地によって密閉された収容空間内に、注入されてよい。さらに、第２の接続口は袋地に一体的に形成されてよく、又は、袋地に密封して取り付けられ、好ましくは袋地に対して型に入れて造られた分離した部品の形式で設けられてよい。
【００２１】
袋地上の接続口の位置決めを簡単化する位置決め手段が、袋地の外側表面の領域内、又は、袋地の内側表面の領域内に、袋地と一体的に形成されてよい。加えて、袋地はどのような所望の機能的な挿入物を備えていてもよい。袋地から分離して形成された複数の補強部、第１の接続口、第２の接続口、及び／又は別の機能的な挿入物が、例えば、袋地を熱成形する間に活性化される両面接着テープによって、袋地に接続されてよい。その接続は、複数の補強部、第１の接続口、第２の接続口、及び／又は別の機能的な挿入物を袋地が熱成形される間に型に入れて造ることか、又は、熱成形プロセスが完了した後に複数の補強部、第１の接続口、第２の接続口、及び／又は別の機能的な挿入物を熱成形された袋地に接続することのいずれかによって実現され得る。
【００２２】
さらに、少なくとも１つの折り目が袋地に一体的に形成されてもよい。折り目は、例えば、半加工品の寸法的な、又は、位置的な許容量を補うことができるようにするために、袋地の表面領域を増加するように開かれてよい。しかしながら、複合材料部品を製造する間に、例えば、袋地の熱膨張を補うために、袋地を折ることも考えられる。
【００２３】
袋地は、約０．２〜２．０ｍｍの範囲の厚さを有してよく、好ましくは約０．３〜１．０ｍｍの範囲であり、より好ましくは約０．５〜０．７ｍｍの範囲である。特に、袋地は約０．５ｍｍ厚さを有してよい。この厚さを有する袋地は、所望の寸法的安定性、強度、特有の剛性で製造され得り、一方で、比較的軽量で扱いやすい。袋地は、少なくとも部分的には透明でよい。袋地が少なくとも部分的には透明な材料で製造される場合、半加工品の正しい位置決め、又は、例えば、熱硬化性合成樹脂材料の注入プロセスの観察に関する品質制御が簡単化される。
【００２４】
特に、複合材料部品の製造装置が大きいサイズの複合材料部品を製造するために使用される場合は、袋地は複数の袋地区分を備えてよい。個々の袋地区分は、密封するように相互に接続されてよい。例えば、複数の袋地区分は、溶接、接着テープ、及び／又は、ジッパーによって相互に接続されてよい。可能ならば、隣接する袋地区分の間の接続部分は、それらが半加工品の表面、特に、滑らかな（未硬化の）表面部分に直接的に接触しないように、収容空間内に収容された半加工品に関して位置を定められるべきである。例えば、隣接する袋地区分の間の接続部分は、半加工品から製造された複合材料部品の表面の不規則部の形成を防ぐために、段差、又は、半加工品又は袋地の堅固な補強部の領域に形成された他の形状不規則部に隣接して位置を定められてよい。
【００２５】
袋地の密閉外側層はポリアミド（ＰＡ）材料、特には、ポリアミド６材料、又は、ポリアミド６／ポリアミド６．６の混合材料から製造されてよい。ポリアミド材料は、密閉外側層の所望の密閉特性を提供する。さらに、ポリアミドから製造される密閉外側層を備える袋地は、所望の寸法的安定性を備える袋地を提供するために必要な強度と剛性を有している。袋地の内側分離層は、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）材料から製造されてよい。エチレン−テトラフルオロエチレン材料は、袋地が半加工品から製造された複合材料部品から特に簡単な方法で分離され得る優れた分離特性によって区別される。
【００２６】
袋地の密閉外側層がポリアミド材料から製造され、かつ、内側分離層がエチレン−テトラフルオロエチレン材料から製造される場合には、これらの材料から製造される２つの層は異なる融点を有し、すなわち、内側分離層を製造するために使用されるエチレン−テトラフルオロエチレン材料は、密閉外側層を製造するために使用されるポリアミド材料より、より高い融点を有している。その結果として、熱成形プロセスの間に、エチレン−テトラフルオロエチレン材料は、ポリアミド層に対する安定化キャリア層として作用し、従って、２層構造の熱成形特性を向上させる。
【００２７】
その代わりとして、袋地の密閉外側層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）材料特にはＣ−ポリエチレンテレフタレート材料、すなわち、約１４０℃の温度で強化する処理によって、部分的に結晶化した状態にされることができるポリエチレンテレフタレート材料から製造されてよい。この材料は、例えば、風力エネルギー及びレジャーへの適用のような、低温アプリケーションに特に適している。そして、袋地の内側分離層は、好ましくは、プラズマ処理によって密閉外側層に適用（塗布）され得るポリマーの分離層である。しかしながら、ポリアミド材料で製造された密閉外側層と、プラズマ処理によって密閉外側層に塗布され得るポリマーの内側分離層を組み合わせることも考えられる。この材料の組み合わせは、航空機のアプリケーションに特に適しているであろう。さらに、ポリエチレンテレフタレート材料から製造される密閉外側層とエチレン−テトラフルオロエチレン材料から製造される内側分離層を組み合わせることも考えられる。
【００２８】
袋地の密閉外側層は、袋地の内側分離層の厚さより大きな厚さを有していることが好ましい。袋地のそのような構造は、袋地が所望の強度と剛性を備えることを確実にするのみならず、密閉外側層を形成するために使用される材料のコストは通常、内側分離層を形成するために使用される材料のコストより安いので、袋地を特に費用効率の高い方法で製造することもできる。密閉外側層と内側分離層の厚さのみならず、袋地の密閉外側層と内側分離層を製造するために使用される複数の材料が、袋地の剛性が温度の上昇につれて特定の量で減少するように選択されてよい。特に、袋地を製造するために使用される材料と袋地の構造は、半加工品が袋地によって収容空間内に密封される時に、半加工品に含まれる、又は、収容空間内に注入される熱硬化性合成樹脂材料の硬化温度以下、例えば約１２０℃から１８０℃の温度で、袋地が多少軟化するように選択されてもよい。次いで、袋地は、例えば、半加工品の寸法的又は位置的許容量を補うために、半加工品の外側外形に、重要な空洞の領域においてもぴったりと追従する。
【００２９】
装置は、袋地を熱成形する熱成形装置をさらに有していることが好ましい。特に、熱成形装置は、その表面に成形される袋地を支持するように適合された成形手段を有していてよい。好ましくは、成形手段の形状は、熱成形された袋地を用いて複合材料部品を形成するように、処理される半加工品の形状にぴったりと適合される。さらに、成形手段は、熱成形プロセスの完了後に冷却される際の袋地の収縮を補うために、製造される袋地よりわずかに大きく、例えば、０．９％大きくてよい。さらに、熱成形装置は、袋地が成形手段の表面に一致する形状になるように、成形手段の表面上に支持された袋地を加熱するように適合された加熱手段を有していてよい。加熱手段は、成形手段から離れて対向する袋地の表面上に熱を放射するように構成及び配置されてよい。しかしながら、加熱手段によって提供された熱が、成形手段の表面にある袋地の表面を通して袋地内に導入されるように、加熱手段を成形手段に組み込むことも考えられる。さらに、加熱手段は、袋地の両主面上に熱を放射するように設計されてもよい。
【００３０】
熱成形装置は、さらに、開口が設けられ、袋地がキャリア内に形成された開口を横断して広がるように、成形された袋地を保持するように適合されたキャリアを有していてよい。袋地は、例えば、接着テープによって、開口を取り囲むキャリアの領域に取り付けられてよい。さらに、熱成形装置は、成形手段がキャリアに形成された開口からある距離で配置される休止（ｒｅｓｔ）位置と、成形手段がキャリアに形成された開口を通して突き出る作動（ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）位置との間に成形手段を配置するように適合された配置手段を有していてよい。特に、配置手段は、キャリア及び垂直方向にキャリア内に形成された開口に関して成形手段を配置するように適合されてよい。
【００３１】
さらに、熱成形装置は、キャリアに形成された開口を横断して広がる袋地に予め張力を加えるように適合されたプレテンション手段を有していてよい。例えば、プレテンション手段は、成形手段が袋地と接触させられる前に、空気又は別の適切な流体をキャリアに形成された開口を横断して広がる袋地の表面上に吹き付ける送風装置の形式で設計されてよい。袋地に予め張力を加えることは、成形手段が最終的に配置手段によって、成形手段の表面に袋地を受けるその作動位置にもってこられる時に、袋地が成形手段の表面にぴったりと合うことを確実にする。最後に、熱成形装置は、袋地と該袋地が支持される成形手段の表面との間の空間に減圧が生じるように適合された吸引手段を有していてよい。袋地と該袋地が支持される成形手段の表面との間の空間に減圧が生じることによって、袋地は成形手段の表面に密着するようになる。その結果として、袋地は、信頼性の高い方法で、成形手段の表面の外形に合う。
【００３２】
複合材料部品の製造方法において、袋地が密閉外側層と内側分離層を備え、内側分離層は半加工品から製造された複合材料部品から袋地が分離できるように構成され、袋地は少なくとも部分的に半加工品の形状に一致する形状になるように熱成形される。半加工品を収容するための収容空間が袋地によって周囲の雰囲気に対して密閉される。真空源が収容空間に接続される。減圧が、真空源によって収容空間からガスを引くことにより、収容空間内に生じる。半加工品が袋地によって収容空間に内に密封される時に、半加工品の少なくとも１つの要素内に含まれ、及び／又は、収容空間内に注入される熱硬化性の合成樹脂材料が、硬化される。
【００３３】
半加工品は、支持面を備える支持手段によって支持されており、支持面の形状は、少なくとも部分的に、支持面上にある半加工品の表面の形状に一致してよい。支持手段は密封するように袋地に連結されてよい。
【００３４】
複合材料部品の製造方法において、支持手段を袋地に連結する密封手段は、支持手段に、特には支持手段の支持面に形成された密封溝と、袋地に形成された密封ビードとを有していてよい。袋地に形成された密封ビードは、特に、真空源によって収容空間内に生じた減圧により、支持手段に形成された密封溝内に収容されることが好ましい。換言すれば、袋地に形成された密封ビードは、減圧を動力とする方法で、支持手段に形成された密封溝と係合がもたらされることが好ましい。
【００３５】
複合材料部品の製造方法は、さらに、袋地に一体的に形成された少なくとも１つのガス抜きラインを経由して、真空源によって収容空間からガスを引くステップ（工程）を有していてよい。ガス抜きラインは、袋地に一体的に形成された少なくとも１つのチャンネルを経由して収容空間に接続されてよく、好ましくはガス抜きラインの長さ方向軸に実質的に垂直に延伸する。さらに、ガスは袋地の第１の接続口を経由して真空源によって収容空間から引かれてもよい。第１の接続口は、特に、少なくとも１つのガス抜きラインに接続されてよい。熱硬化性合成樹脂材料源からの熱硬化合成樹脂材料は、袋地の第２の接続口を経由して収容空間内に注入されてよい。袋地に一体的に形成された少なくとも１つの折り目が、袋地の形状を半加工品の形状に、よりぴったりと合わせるために、広げられてよい。
【００３６】
複合材料部品の製造方法において使用される袋地は、約０．２〜２．０ｍｍの範囲の厚さを有し、好ましくは約０．３〜１．０ｍｍの範囲であり、より好ましくは約０．５〜０．７ｍｍの範囲であってよい。特には、袋地は約０．５ｍｍの厚さを有していてよい。袋地は、少なくとも部分的には透明であってよい。さらに、袋地は、密封するように相互に接続された複数の袋地区分を備えていてよい。
【００３７】
複合材料部品の製造方法において使用される袋地の密閉外側層は、ポリアミド材料、特には、ポリアミド６材料又はポリアミド６／ポリアミド６．６材料の混合材料から製造されてよい。袋地の内側分離層は、エチレン−テトラフルオロエチレン材料から製造されてよい。袋地の密閉外側層は、袋地の内側分離層の厚さより大きな厚さを有していてよい。密閉外側層と内側分離層の厚さのみならず、袋地の密閉外側層と袋地の内側分離層を製造するために使用される複数の材料が、袋地の剛性が温度の上昇につれて減少するように選択されてよい。
【００３８】
袋地を熱成形する際に、成形される袋地が、熱成形装置の成形手段の表面によって支持されてよい。さらに、成形手段の表面上に支持された袋地は、該袋地が成形手段の表面に一致する形状になるように、加熱されてよい。
【００３９】
さらに、袋地を熱成形する際に、袋地がキャリア内に形成された開口を横断して広がるように、成形される袋地を開口が設けられたキャリア上に適用してよい。成形手段は、キャリアに形成された開口からある距離で配置される休止位置と、成形手段がキャリアに形成された開口を通して突き出る作動位置との間に配置されてよい。キャリアに形成された開口を横断して広がる袋地には、予め張力が加えられてよい。減圧が、袋地と該袋地が支持される成形手段の表面との間の空間に生じてよい。
【００４０】
上述した装置、及び／又は、上述した方法は、複合材料航空機部品の製造のための特に好ましい手法において使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
本発明の好ましい実施態様が、以下で、添付の図面を参照して、より詳細に記載される。
【図１】本発明の複合材料部品の製造装置の概略図である。
【図２】図１による複合材料部品の製造装置において用いられる、袋地を熱成形するための熱成形装置の模式図である。
【００４２】
図１に示された装置１０は、複合材料部品１２を製造する機能を有する。図１による装置１０の典型的な実施態様においては、複合材料部品１２は航空機部品であり、特には、縦通材の形式で設計された、補強部品１２ｂが設けられた航空機の外側のシェル（外板）１２ａの一部分である。図１の概略図において、航空機の外側のシェル１２ａは平坦な形状を有しているけれども、航空機の外側のシェルの部分１２ａは適切な湾曲を有していてよい。同様に、図１に示された装置１０の実施態様において、オメガ縦通材の形式で設計される第２の要素１２ｂも、異なった形状を有していてよく、例えば、Ｔ縦断面の形式で設計されてもよい。複合材料部品１２は、航空機の外側のシェル１２ａを形成するように意図された第１の要素１４ａと補強部品１２ｂの外側の輪郭を形成するように意図された第２の要素１４ｂとを備える半加工品１４から製造される。
【００４３】
図１に示された装置１０の実施態様においては、半加工品１４の第１及び第２の要素１４ａ、１４ｂは、例えば、樹脂材料のような熱硬化性合成樹脂材料を含ませた強化繊維を有する繊維プリプレッグから製造される。半加工品１４の第１及び第２の要素１４ａ、１４ｂにおいて、熱硬化性合成樹脂材料はまだ未硬化の状態にある。従って、装置１０において、半加工品１４の第１及び第２の要素１４ａ、１４ｂは、未加工（固まっていない）／未加工の状態で処理される。しかしながら、これに関して、半加工品１４の第１及び第２の要素１４ａ、１４ｂの一方が、既に硬化された熱硬化性合成樹脂材料を含んでもよいことが注意されるべきである。さらに、装置１０内で半加工品１４を処理する間に、熱硬化性合成樹脂材料が注入され得る繊維組織の形態で、半加工品１４の少なくとも１つの要素１４ａ、１４ｂを提供することも考えられる。
【００４４】
装置１０は、平坦な支持面１８を備える支持手段１６を有している。支持手段１６は、半加工品１４を支持する機能を有し、機械加工されたアルミニウム部品の形式で設計されてよい。特に、半加工品１４は、支持手段１６の支持面１８上に載っており、支持面１８の形状は、支持面１８に載っている半加工品１４の表面の形状に一致する。換言すれば、支持面１８の形状は、該支持面１８に載っている半加工品１４の第１の要素１４ａの表面に適合される。
【００４５】
装置１０は、さらに、支持手段１６に密封するように連結される袋地２０を有している。従って、袋地２０と支持手段１６は、その間に、半加工品１４を収容するための収容空間２２を形成する。袋地２０は熱成形された袋地であり、すなわち、寸法的に安定である。熱成形された袋地２０の形状は、熱成形された袋地２０が支持手段１６から離れて対向する半加工品１４の表面に正確に適合するように、半加工品１４の形状に一致する。
【００４６】
袋地２０は、その袋地２０の所望の強度と剛性のみならず、所望の密閉特性を提供する密閉外側層２４を備える。密閉外側層２４は、半加工品１４と対向する内側分離層２６に結び付けられている。内側分離層２６は、半加工品１４に含まれる熱硬化性合成樹脂材料を硬化することによって、半加工品１４から製造される複合材料部品１２から袋地２０を分離することができるように構成される。
【００４７】
図１に示される装置１０の典型的な実施態様において使用される袋地２０は、約０．５ｍｍの厚さを備え、密閉外側層２４の厚さは、内側分離層２６の厚さより大きい。袋地２０の密閉外側層２４は、ポリアミド６材料で製造され、袋地２０の内側分離層２６は、エチレン−テトラフルオロエチレン材料から製造される。密閉外側層２４に使用されるポリアミド６材料と内側分離層２６を製造するために使用されるエチレン−テトラフルオロエチレン材料は、透明な材料であり、従って、例えば、支持手段１６と袋地２０の間に形成された収容空間２２内の半加工品１４の正確な位置決めに関して、視認による品質制御を行うことができる。強度と剛性を増すために、袋地２０には一体的に形成された複数の補強部２７が設けられる。図１に示される装置１０の典型的な実施態様において、複数の補強部２７は補強波形の形式で設計される。
【００４８】
２層化された袋地２０は、所望の２層構造を備えるホイルを製造するように、ポリアミド６材料とエチレン−テトラフルオロエチレン材料を最初に共に成形することによって生産される。その後、ホイルが、図２に詳細に示され、さらに以下で詳述する熱成形装置２９を用いて、装置１０によって処理されることを意図された半加工品１４の形状に依存して、熱成形プロセスによって、所望の形状とされる。
【００４９】
袋地２０は、密封手段２８によって、密封するように支持手段１６に連結される。密封手段２８は、支持手段１６の支持面１８に形成された密封溝３０と袋地２０に一体的に形成された密封ビード（玉縁）３２とを備える。密封ビード３２は、密封溝３０内に収容されるように構成される。特に、密封ビード３２は、収容空間２２内に減圧が生じることによって、密封溝３０に係合される。収容空間２２内の圧力を下げるために、収容空間２２に接続された真空源３４が、収容空間２２からガスを引くように、運転を開始される。
【００５０】
真空ポンプの形式で設計された真空源２４は、第１の接続口３６に接続される。第１の接続口３６は、袋地２０に対して型に入れて造られ、次には、袋地２０を熱成形する間に袋地２０と一体的に形成されたガス抜きライン３８に接続される。図１に示される装置１０の典型的な実施態様においては、ガス抜きライン３８は円形の流れの断面を有し、第２の要素１４ｂの端部領域において半加工品１４に形成された段差構造に実質的に平行に延伸する。それゆえに、ガス抜きライン３８は、装置１０において、半加工品１４の滑らかな表面領域には重ね合わされずに、不規則な形状を備える半加工品１４の領域に重ね合された、袋地２０の領域内に設けられる。従って、半加工品１４に含まれる熱硬化性合成樹脂材料の硬化の間の半加工品１４における表面不規則部の成長、及び、それによる、半加工品１４から製造される複合材料部品１２における表面不規則部の成長が、防がれることができる。
【００５１】
ガス抜きライン３８は、袋地を熱成形する際に、ガス抜きライン３８と同様に、袋地２０と一体的に成形されるチャンネル４０を経由して収容空間２２に接続される。チャンネル４０は半加工品１４の第１及び第２の要素１４ａ、１４ｂの表面に実質的に垂直で、かつ、ガス抜きライン３８の長さ方向軸に実質的に垂直な方向に、半加工品１４の第２の要素１４ｂの端部領域に沿って延伸する。
【００５２】
袋地２０は、さらに、熱硬化性合成樹脂材料源４４に接続された第２の接続口４２を備えている。第２の接続口４２を経由して、熱硬化性合成樹脂材料源４４からの熱硬化性合成樹脂材料が、例えば、半加工品１４の端部を密封するために、収容空間２２内に注入される。第１の接続口３６と同様に、第２の接続口４２は、袋地２０に対して型に入れて造られる。
【００５３】
最後に、装置１０は、半加工品１４の第１及び第２の要素１４ａ、１４ｂの間に形成された空洞内に配置されたチューブコア４６を備えている。チューブコア４６は、ＤＥ  １０  ２００８  ０５４  ５４４  Ａ１及びＵＳ  ２０１０／０１５１１６９  Ａ１に記載された熱成形プロセスにおいて製造される、ＤＥ  １０  ２００８  ０５４  ５４０  Ａ１において記載されたチューブコアである。真空源３４がチャンネル４０、ガス抜きライン３８及び第１の接続口３６を経由して収容空間２２からガスを引く時に、チューブコア４６は、空洞に対向する半加工品１４の第１及び第２の要素１４ａ、１４ｂの表面に圧力を加え、それにより、半加工品１４の形状が維持される。
【００５４】
最後に、装置１０は、半加工品１４に含まれる熱硬化性合成樹脂材料、及び、第２の接続口４２を経由して収容空間２２内に注入された熱硬化性合成樹脂材料を硬化するように適合された硬化装置４８を備えている。図１による装置１０において、硬化装置４８は、所望に応じて、加圧された圧力及び昇温された温度の下で、熱硬化性合成樹脂材料が硬化可能となる加圧器の形式で、設計される。
【００５５】
装置１０において使用され、図２に示される袋地２０を熱成形するための熱成形装置２９は、表面５２上で成形される袋地２０を支持するように適合された成形手段５０を備えている。成形手段５０の形状、特には、成形手段５０の表面５２の形状は、熱成形された袋地２０を用いて、複合材料部品１２を形成するように、処理される半加工品１４の形状にぴったりと適合される。表面５２が処理される半加工品１４の表面にだいたい一致している成形手段５０を用いることによって、袋地２０は、処理される半加工品１４の原版形状に合うように成形されてよい。
【００５６】
さらに、熱成形装置２９は、袋地２０が、非反応性の熱成形プロセスにおいて、成形手段５０の表面５２に一致する形状になるように、成形手段５０の表面５２上に支持された袋地２０を加熱するように適合された加熱手段５４を備えている。図２に示される熱成形装置２９の実施態様においては、加熱手段５４は成形される袋地２０を受けるキャリア５６の上方に位置しており、キャリア５６の方向に熱を放射するように構成される。
【００５７】
キャリア５６には、開口５８が設けられている。熱成形装置２９の作動中に、成形される袋地２０は、袋地２０がキャリア５６に形成された開口５８を横断して広がるように、キャリア５６に適用される。特に、袋地２０は、例えば、接着テープによって、開口５８を取り囲むキャリア５６の領域に取り付けられる。配置手段６０は、キャリア５６及びキャリア５６に形成された開口５８に関係して、図２ａ）及び図２ｂ）の休止位置と図２ｃ）の作動位置の間で垂直方向に成形手段５０を配置するように適合されている。その休止位置においては、成形手段５０は、キャリア５６に形成された開口５８からある距離で配置され、すなわち、キャリア５６とそこに形成された開口５８の下方に配置される。それとは反対に、その作動位置においては、成形手段５０は、キャリア５６に形成された開口５８を通して突き出る。
【００５８】
さらに、熱成形装置２９は、キャリア５６に形成された開口５８を横断して広がる袋地２０に予め張力を加えるように適合されたプレテンション手段６２を備えている。図２に示される熱成形装置２９の実施態様において、プレテンション手段６２は、図２ｂ）を参照して、成形手段５０が、袋地２０に、すなわち、袋地表面に接触するようになる前に、キャリア５６に形成された開口５８を横断して広がる袋地２０の表面に空気を吹き付ける送風装置の形式で設計される。袋地２０に予め張力を加えることは、成形手段５０が図２ｃ）に示すその作動位置に最終的にもってこられ、成形手段がその表面５２上に袋地２０受ける時に、袋地２０が成形手段５０の表面５２にぴったりと合うことを確実にする。
【００５９】
最後に、熱成形装置２９は、袋地２０と該袋地２０が支持される成形手段５０の表面５２との間の空間に減圧が生じるように適合された吸引手段６４を備えている。前述の空間に減圧が生じることによって、袋地２０は成形手段５０の表面５２に密着され、特に信頼性の高い手法で、成形手段５０の表面５２の外形と合う形状になる。
【図１】
2016539035.tif 000003
【図２ａ）】
2016539035.tif 000004
【図２ｂ）】
2016539035.tif 000005
【図２ｃ）】
2016539035.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月8日(2016.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料部品（１２）の製造装置（１０）であって、
半加工品（１４）を収容するための収容空間（２２）を周囲の雰囲気に対して密閉するように構成された袋地（２０）と、
前記収容空間（２２）に接続され、該収容空間（２２）内に減圧が生じるように構成された真空源（３４）と、
前記半加工品（１４）が前記袋地（２０）によって前記収容空間（２２）内に密封される時に、前記半加工品（１４）の少なくとも１つの要素内に含まれること、及び、前記収容空間（２２）内に注入されることの少なくとも一方である熱硬化性の合成樹脂材料を硬化するように適合された硬化装置（４８）とを有し、
前記袋地（２０）は、前記半加工品（１４）の形状に少なくとも部分的に一致する形状を有し、密閉外側層（２４）と内側分離層（２６）とを備え、前記内側分離層（２６）は前記半加工品（１４）から製造された前記複合材料部品（１２）から前記袋地（２０）が分離できるように構成されたものであることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置は前記半加工品（１４）を支持するように構成され、支持面（１８）を備える支持手段（１６）をさらに有し、
前記半加工品（１４）が前記支持手段（１６）上で支持される時に、前記支持面（１８）の形状が、少なくとも部分的に、該支持面（１８）上にある前記半加工品（１４）の表面の形状に一致し、
前記支持手段（１６）は前記袋地（２０）に密封するように連結可能とされ、
前記支持手段（１６）を前記袋地（２０）に密封するように連結する密封手段（２８）が、特に、前記支持手段（１６）に形成された密封溝（３０）と、前記袋地（２０）に形成された密封ビード（３２）とを有し、前記袋地（２０）に形成された密封ビード（３２）が前記支持手段（１６）に形成された密封溝（３０）内に収容されるように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記袋地（２０）は、
特に、前記袋地（２０）に一体的に形成されたガス抜きライン（３８）であり、好ましくは前記ガス抜きライン（３８）の長さ方向軸に実質的に垂直に延伸する少なく１つのチャンネル（４０）を経由して、特に、前記収容空間（２２）に接続された少なくとも１つのガス抜きライン（３８）と、
前記袋地（２０）に一体的に形成され、特に、前記袋地（２０）に一体的に形成された補強波形の形式で設計された少なくとも１つの補強部（２７）と、
前記真空源（３４）に接続されるように構成された第１の接続口（３６）と、
熱硬化性合成樹脂材料源（４４）に接続されるように構成された第２の接続口（４２）と、
前記袋地（２０）に一体的に形成された少なくとも１つの折り目との、少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記袋地（２０）は、約０．２〜２．０ｍｍの範囲の厚さを有し、好ましくは約０．３〜１．０ｍｍの範囲であり、より好ましくは約０．５〜０．７ｍｍの範囲であること、
前記袋地（２０）は、少なくとも部分的には透明であること、及び、
前記袋地（２０）は、密封するように相互に接続された複数の袋地区分を備えることの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）がポリアミド材料、特には、ポリアミド６材料から製造されること、
前記袋地（２０）の内側分離層（２６）がエチレン−テトラフルオロエチレン材料から製造されること、
前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）は、前記袋地（２０）の内側分離層（２６）の厚さより大きな厚さを有していること、及び、
前記密閉外側層（２４）と前記内側分離層（２６）の厚さのみならず、前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）と内側分離層（２６）を形成するために使用される複数の材料が、前記袋地（２０）の剛性が温度の上昇につれて減少するように選択されることの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は前記袋地（２０）を熱成形する熱成形装置（２９）をさらに有し、
前記熱成形装置（２９）は、表面（５２）に成形される袋地（２０）を支持するように適合された成形手段（５０）と、
前記袋地（２０）が前記成形手段（５０）の表面（５２）に一致する形状になるように、前記成形手段（５０）の表面（５２）上に支持された前記袋地（２０）を加熱するように適合された加熱手段（５４）とを有するものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記熱成形装置（２９）は、さらに、
開口（５８）が設けられたキャリア（５６）であり、前記袋地（２０）がキャリア内（５６）に形成された前記開口（５８）を横断して広がるように、前記成形される袋地（２０）を保持するように適合されたキャリア（５６）と、
前記成形手段（５０）が前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）からある距離で配置される休止位置と、前記成形手段（５０）が前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）を通して突き出る作動位置との間に前記成形手段（５０）を配置するように適合された配置手段（６０）と、
前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）を横断して広がる前記袋地（２０）に予め張力を加えるように適合されたプレテンション手段（６２）と、
前記袋地（２０）と該袋地（２０）が支持される前記成形手段（５０）の表面（５２）との間の空間に減圧が生じるように適合された吸引手段（６４）の少なくとも１つを有するものであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
複合材料部品（１２）の製造方法であって、
袋地（２０）が密閉外側層（２４）と内側分離層（２６）を備え、前記内側分離層（２６）は半加工品（１４）から製造された前記複合材料部品（１２）から前記袋地（２０）が分離できるように構成され、前記袋地（２０）を少なくとも部分的に前記半加工品（１４）の形状に一致する形状になるように熱成形する工程と、
前記半加工品（１４）を収容するための収容空間（２２）を前記袋地（２０）によって周囲の雰囲気に対して密閉する工程と、
前記収容空間（２２）に真空源（３４）を接続し、該真空源（３４）によって前記収容空間（２２）からガスを引くことにより、前記収容空間（２２）内に減圧を生じる工程と、
前記半加工品（１４）が前記袋地（２０）によって前記収容空間（２２）内に密封される時に、前記半加工品（１４）の少なくとも１つの要素内に含まれること、及び、前記収容空間（２２）内に注入されることの少なくとも一方である熱硬化性の合成樹脂材料を硬化する工程とを有する方法。
【請求項９】
前記半加工品（１４）は、支持面（１８）を備える支持手段（１６）によって支持されており、
前記支持面（１８）の形状は、少なくとも部分的に、該支持面（１８）上にある前記半加工品（１４）の表面の形状に一致し、
前記支持手段（１６）は前記袋地（２０）に密封するように連結され、
前記支持手段（１６）を前記袋地（２０）に密封するように連結する密封手段（２８）が、特に、前記支持手段（１６）に形成された密封溝（３０）と、前記袋地（２０）に形成された密封ビード（３２）とを有し、
前記袋地（２０）に形成された密封ビード（３２）が、特に前記真空源（３４）によって前記収容空間（２２）内に生じた減圧により、前記支持手段（１６）に形成された密封溝（３０）内に収容されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、さらに、
ガス抜きライン（３８）が前記袋地（２０）に一体的に形成され、好ましくは該ガス抜きライン（３８）の長さ方向軸に実質的に垂直に延伸する少なくとも１つのチャンネル（４０）を経由して、特に、前記収容空間（２２）に接続され、前記袋地（２０）に一体的に形成された少なくとも１つの前記ガス抜きライン（３８）を経由して前記真空源（３４）によって前記収容空間（２２）からガスを引く工程と、
前記袋地（２０）の第１の接続口（３６）を経由して前記真空源（３４）によって前記収容空間（２２）からガスを引く工程と、
前記袋地（２０）の第２接続口（４２）を経由して前記収容空間（２２）内に熱硬化性合成樹脂材料源（４４）から熱硬化合成樹脂材料を注入する工程と、
前記袋地（２０）の形状を前記半加工品（１４）の形状に、よりぴったりと合わせるために、前記袋地（２０）に一体的に形成された少なくとも１つの折り目を広げる工程の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記袋地（２０）は、約０．２〜２．０ｍｍの範囲の厚さを有し、好ましくは約０．３〜１．０ｍｍの範囲であり、より好ましくは約０．５〜０．７ｍｍの範囲であること、
前記袋地（２０）は、少なくとも部分的には透明であること、及び、
前記袋地（２０）は、密封するように相互に接続された複数の袋地区分を備えることの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）がポリアミド材料、特には、ポリアミド６材料から製造されること、
前記袋地（２０）の内側分離層（２６）がエチレン−テトラフルオロエチレン材料から製造されること、
前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）は、前記袋地（２０）の内側分離層（２６）の厚さより大きな厚さを有していること、
前記密閉外側層（２４）と前記内側分離層（２６）の厚さのみならず、前記袋地（２０）の密閉外側層（２４）と内側分離層（２６）を形成するために使用される複数の材料が、前記袋地の剛性（２０）が温度の上昇につれて減少するように選択されることの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記袋地（２０）を熱成形する際に、成形される前記袋地（２０）が熱成形装置（２９）の成形手段（５０）の表面（５２）によって支持され、
前記成形手段（５０）の表面（５２）上に支持された前記袋地（２０）は、該袋地（２０）が前記成形手段（５０）の表面（５２）に一致する形状になるように、加熱されることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記袋地（２０）を熱成形する際に、
前記袋地（２０）がキャリア内（５６）に形成された開口（５８）を横断して広がるように、前記成形される袋地（２０）を前記開口が設けられたキャリア（５６）上に適用する工程と、
前記成形手段（５０）を、前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）からある距離で配置される休止位置と、前記成形手段（５０）が前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）を通して突き出る作動位置との間に配置する工程と、
前記キャリア（５６）に形成された開口（５８）を横断して広がる前記袋地（２０）に予め張力を加える工程と、
前記袋地（２０）と該袋地（２０）が支持される前記成形手段（５０）の表面（５２）との間の空間に減圧を生じる工程の少なくとも１つをさらに行うことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の複合材料航空機部品の製造装置の利用方法、又は、請求項８から請求項１４のいずれか一項に記載の複合材料航空機部品の製造方法の利用方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
真空ポンプの形式で設計された真空源３４は、第１の接続口３６に接続される。第１の接続口３６は、袋地２０に対して型に入れて造られ、次には、袋地２０を熱成形する間に袋地２０と一体的に形成されたガス抜きライン３８に接続される。図１に示される装置１０の典型的な実施態様においては、ガス抜きライン３８は円形の流れの断面を有し、第２の要素１４ｂの端部領域において半加工品１４に形成された段差構造に実質的に平行に延伸する。それゆえに、ガス抜きライン３８は、装置１０において、半加工品１４の滑らかな表面領域には重ね合わされずに、不規則な形状を備える半加工品１４の領域に重ね合された、袋地２０の領域内に設けられる。従って、半加工品１４に含まれる熱硬化性合成樹脂材料の硬化の間の半加工品１４における表面不規則部の成長、及び、それによる、半加工品１４から製造される複合材料部品１２における表面不規則部の成長が、防がれることができる。
【国際調査報告】
2016539035.tif 000007
2016539035.tif 000008
2016539035.tif 000009