(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料でできた薄型部品のコンフォメータを用いたブラダーによる成形方法であって、前記部品（１）が、丸みのある頂点（６）によって互いにつながっている二つの側部（７ａ、７ｂ）を有する薄壁面（２）で構成されたアングルを形成し、前記薄壁面（２）が、凸型表面（４）と凹型表面（５）を有し、前記材料が、樹脂の中に含浸されたファイバシート（３）でできており、前記方法が、前記凸型表面（４）の形状をもつ型（１０）とコンフォメータ（２０）を使用し、前記コンフォメータ（２０）が、部品（１）のアングルにおいて前記凹型表面（５）の形状をもつ成形表面（２１）と、ブラダー（１３）を介して静定空気圧（１４）を受ける表面（２４）とを有しており、該成形表面（２１）は、頂角（２７）を形成する二つの成形側部（２３ａ、２３ｂ）によって両側が伸ばされた成形用の丸みのある頂点（２２）を含んでおり、前記の静定空気圧（１４）が、圧力を受ける表面（２４）において圧縮力（１５）を生じ、さらにコンフォメータ（２０）の圧力を受ける表面（２４）は凸型であり、前記の成形用の丸みのある頂点（２２）上に圧縮力（１５）を集中させるように、該表面（２４）の各法線がコンフォメータ（２０）の成形用の丸みのある頂点（２２）を通ることを特徴とする方法。
【請求項２】
コンフォメータ（２０）が堅固な金属合金でできていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
圧力を受ける表面（２４）が、成形側部（２３ａ、２３ｂ）によって形成された頂角（２７）上に中心が位置している円弧の形の輪郭を有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合される樹脂マトリックスの中に含浸した補強ファイバシートで構成された複合材料でできた薄型部品の「バッグ型」と呼ばれる成形方法であって、詳細には、このような部品のアングルを加工するためにコンフォメータを使用する成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
「バッグ型」または「ブラダー型」と呼ばれる成形方法は当業者に良く知られており、重合可能なファイバ−樹脂の複合材料でできた薄壁面で構成された部品を成形するために使用される。この方法は、つくりだされる部品の形状の成形表面を有する開放型を使用する。重合可能な樹脂を含浸させたファイバシートを成形表面に置き、これらのファイバシートを、場合によっては結合組織及び型に対して気密性をもつブラダーまたは「バッグ」で覆い、そのブラダー上に静定空気圧を加え、全体を、一般的には加熱で行われる重合化サイクルにかけるという方法である。
【０００３】
部品は、丸みのある頂点に突出たアングルを有することもある。この丸みを正確に形成するために、丸みの凹型表面にぴったり接するように、部品とブラダーの間にコンフォメータを置く。コンフォメータは、通常、格子のような形状であり、成形される丸みの凹み中及びその丸みの近くにおいて、部品の凹型表面にぴったり押し当てられる成形表面を有する固体である。この成形表面は、部品の凹型表面と相補的な形状、つまり凸型をしており、側部によって両側に伸びた丸みのある頂点を有している。またこのコンフォメータは、空気圧を受け、成形表面と反対側の表面を有している。空気圧作用の下で、このコンフォメータは、成形表面に対して、樹脂が含浸されたファイバシートを押し返し、そのようにして、部品のアングルにおいて正確に丸みを成形することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この方法の欠点は、コンフォメータの縁が部品に痕跡を残し、この部品上に粗い厚みのでこぼこが生じ、結果的に強度が小さくなってしまう点である。この欠点は、航空機においてはとりわけ重大である。なぜなら、航空機の部品は非常に大きな応力を加えられ、多くの場合、小さな許容範囲が義務づけられる輪郭を有するからである。
【０００５】
この欠点を解消するために、縁が先細に面取りされた柔軟エラストマでできたコンフォメータが使用される。それによって、厚みのでこぼこは実質的に小さくなるが、なくなるわけではない。それに加えて、高強度樹脂は、高い重合化温度を必要とすることから、このようなコンフォメータは、熱によって急速に劣化してしまい、頻繁に取り替えなければならない。さらに、これらのコンフォメータは、部品のアングルの中で位置決めするのが難しい。それは、部品と接触する部分のコンフォメータの表面が大きいことと、圧縮前のファイバやクロスシートの量の多さに起因している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この問題を解決するために、本発明は、圧力を受けるコンフォメータの面に、その法線がコンフォメータの成形用の丸みのある頂点を通るような凸型の輪郭を与えることを提案する。このような輪郭は、圧縮力をコンフォメータの成形用頂点上に集中させる結果をもたらす。圧縮力は、コンフォメータの近くにもはや合力を発生させない。これらの合力はコンフォメータを傾かせようとする傾向をもっている。このため、コンフォメータの縁は、可塑性のある状態の複合材料の中にもはや入り込もうとせず、そのようにして、部品の厚みの急激な破断を防ぐことができる。また圧力を受けるコンフォメータの面を凸型の輪郭にすることによって、コンフォメータ上のブラダーの引っ張り応力をなくす結果となり、それによって、コンフォメータを傾かせ、さらに押し込もうとする傾向をなくすことができる。
【０００７】
本発明の他の利点は、コンフォメータが部品のアングルの中に自動的に位置決めされることにある。
【０００８】
このような結果は、コンフォメータの特殊な形状によって得られることがわかる。好ましくは、樹脂の重合化温度に耐えうる材料、たとえば、鋼鉄あるいはアルミニウム合金のような堅固な金属合金によってコンフォメータがつくられる。コンフォメータはもはや劣化せず、したがって無限に再使用できる。
【０００９】
本発明の特殊な実施の形態においては、静定圧を受けるコンフォメータの面は、コンフォメータの成形側部によって形成されるアングルの頂点上にほぼ中心が位置する円弧形の輪郭を有するが、このような輪郭は簡単につくりだされる。
【００１０】
添付の図面を参照して、従来の技術による成形方法を簡単に説明するとともに、本発明による方法の実施例を詳細に説明することによって、本発明がよりよく理解され本発明の利点がより明らかになるだろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
最初に図１をみてみよう。つくりだされる部品１は、ここには示されていない樹脂の中に含浸されたファイバシート３で構成されている薄壁２を有している。この樹脂は通常加熱で重合することができる。この部品１は、側壁２の側面４が凸型表面となり、一方、それと反対側の側面５が凹型表面となるようにアングルを形成する。薄壁２は、ほぼ円弧の形に丸みのある頂点６を有し、少なくとも丸み６の近くにおいては、この丸み６はほぼ平らな側部７ａと７ｂによって両側に伸びており、したがって、前記側部７ａと７ｂは、丸みのある頂点６によってつながっている。
【００１２】
部品１は、成形表面１１が、つくりだされる部品１の凸型表面４と相補的な形状をもつ型１０を用いて得られる。そのため、成形表面１１に対して樹脂が含浸されたファイバシート３を押し当て、含浸されたファイバシート３を、当業者によってよく知られているさまざまな結合組織１２と、さらに型１０に対して気密性をもつブラダーまたは「バッグ」１３で覆い、さらに、ブラダー１３の上に通常の圧縮力１５、すなわちブラダー１３に垂直な圧縮力を発生させる静定空気圧１４を加える。この空気圧１４は、型の表面１１に対して含浸されたファイバシート３を押し当て、さらに含浸されたファイバシートを圧縮する結果をもたらす。この圧縮によって、部品１の厚みが２０から３０％小さくなる。この空気圧１４は保たれるので、ほとんどの場合加熱で樹脂が重合化される。
【００１３】
部品１の丸み６を正確に成形するために、コンフォメータ２０を、結合組織１２の下で、部品１とブラダー１３との間に挟むことが必要となる。このコンフォメータ２０は、部品１のアングルにおいて凹型表面５に対して相補的な形状をもつ成形表面２１を有し、したがってこの成形表面２１は、成形用の側部２３ａと２３ｂによって両側に伸びている成形用丸み２２を有している。コンフォメータはまた、空気圧１４を受け、成形表面２１と反対側の表面２４を有している。成形表面２１と圧力を受ける表面２４は、コンフォメータ１の縁２５ａと２５ｂにおいて合流する。このようにして、空気圧１４の作用の下に、コンフォメータ２０は、部品１の丸み６と、この丸み６を延長する側部７ａと７ｂのレベルで、含浸されたファイバシート３の中に楔のように押し込まれる。その結果、この丸み６とその近くの側部７ａと７ｂに、望ましい形状を与えることができる。
【００１４】
しかしながら、コンフォメータの縁２５ａと２５ｂの近くに加えられる圧縮力１５の作用の下で、このコンフォメータ１は、広がり及び／または傾こうとし、その結果、その縁２５ａと２５ｂは、部品１の中に入り込みそこに痕跡を残そうとする。圧力２４を受ける表面に凹型の形状を与え、コンフォメータ２０の縁２５ａと２５ｂを、非常に先の細い面取りされた翼部２６ａと２６ｂによって伸長させ、コンフォメータ１をそれ自体柔軟なエラストマでつくりだすことによってこの不都合が解消される。こうした措置によって部品上の痕跡は減るが、完全になくすことはできない。それに加えて、使用される材料のために、このようなコンフォメータは、部品１の重合化に必要な温度の上昇によって急激に破壊される。
【００１５】
ここで、図２をみてみよう。上述の説明は、本発明に固有の以下のエレメントを除けばあらゆる点で適用される。本発明の対象となる方法のこの実施の形態においては、圧力を受ける表面２４が、成形側部２３ａと２３ｂによって形成されるアングルの頂点２７上に中心が位置する凸型円弧の形の輪郭を有するコンフォメータ２０を使用する。このようにして、圧縮力１５は、頂点２７上に集中し、もはやコンフォメータ１を傾けさせない。このコンフォメータ１は、アルミニウムでできており、無限に再使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術を用いた方法によるコンフォメータの使用を表す図である。
【図２】本発明の対象となる方法によるコンフォメータの使用を表す図である。
【符号の説明】
１  薄型部品
６、２２  頂点
１４  空気圧
２０  コンフォメータ
２４  表面
【図１】
0003780089.tif 000002
【図２】
0003780089.tif 000003