[go: up one dir, main page]

KR102803705B1 - 블래더 맨드릴 패키지 - Google Patents

블래더 맨드릴 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR102803705B1
KR102803705B1 KR1020190148749A KR20190148749A KR102803705B1 KR 102803705 B1 KR102803705 B1 KR 102803705B1 KR 1020190148749 A KR1020190148749 A KR 1020190148749A KR 20190148749 A KR20190148749 A KR 20190148749A KR 102803705 B1 KR102803705 B1 KR 102803705B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mandrel
package
ply
radius filler
bladder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020190148749A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200077400A (ko
Inventor
리차드 에이. 프라우스
앤드류 이. 모딘
알렌 제이. 할브리터
리차드 이. 헤스
Original Assignee
더 보잉 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 보잉 컴파니 filed Critical 더 보잉 컴파니
Publication of KR20200077400A publication Critical patent/KR20200077400A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102803705B1 publication Critical patent/KR102803705B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/446—Moulding structures having an axis of symmetry or at least one channel, e.g. tubular structures, frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/48—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling
    • B29C33/485—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling cores or mandrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/48—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling
    • B29C33/50—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling elastic or flexible
    • B29C33/505—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling elastic or flexible cores or mandrels, e.g. inflatable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/02—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material
    • B29C63/04—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/22—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using layers or sheathings having a shape adapted to the shape of the article
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/541—Positioning reinforcements in a mould, e.g. using clamping means for the reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/681—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C70/682—Preformed parts characterised by their structure, e.g. form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0003—Producing profiled members, e.g. beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0003—Producing profiled members, e.g. beams
    • B29D99/0007—Producing profiled members, e.g. beams having a variable cross-section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/001—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings
    • B29D99/0014—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings provided with ridges or ribs, e.g. joined ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/064—Stringers; Longerons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/12—Construction or attachment of skin panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/20—Integral or sandwich constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/26—Construction, shape, or attachment of separate skins, e.g. panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/10—Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/0004—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B29L2031/3082—Fuselages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B29L2031/3085—Wings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C2001/0054—Fuselage structures substantially made from particular materials
    • B64C2001/0072—Fuselage structures substantially made from particular materials from composite materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/18—Spars; Ribs; Stringers
    • B64C3/182—Stringers, longerons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Making Paper Articles (AREA)

Abstract

복합 구조를 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지는 맨드릴 및 랩핑된 맨드릴을 형성하기 위해 맨드릴을 둘러싸는 랩 플라이를 포함한다. 블래더 맨드릴 패키지는 또한 랩핑된 맨드릴의 제1 반경에서 랩 플라이에 커플링된 제1 반경 필터, 및 랩핑된 맨드릴의 제2 반경에서 랩 플라이에 커플링된 제2 반경 필터를 포함한다. 맨드릴, 랩 플라이, 제1 반경 필터, 및 제2 반경 필터는 블래더 맨드릴 패키지를 형성하도록 통합된다.

Description

블래더 맨드릴 패키지{BLADDER MANDREL PACKAGE}
본 개시내용은 일반적으로 복합 제조에 관한 것이며, 더 상세하게는, 복합 구조물을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 블래더 맨드릴 패키지를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
항공기는 일반적으로 에어프레임을 포함하고, 이는 평활한 공기 역학적 외부 표면을 형성하기 위해 스킨들이 부착되는 하부 골격으로서 간주될 수 있다. 항공기의 동체 섹션들 및 날개 스킨들을 보강하기 위해 다양한 형상들의 스트링거들이 사용될 수 있다. 항공기의 중량을 감소시키기 위해 항공기에서 복합 재료들이 사용된다. 현대 항공기는 복합 스트링거들 및 복합 스킨들 둘 모두를 포함할 수 있다.
통상적으로, 복합 스트링거들은 파스너들을 사용하여, 복합 스트링거들을 복합 스킨에 경화시켜 또는 이 둘을 조합하여 복합 스킨에 부착된다. 일부 종래의 프로세스들에서, 복합 스트링거들은 복합 스트링거들 및 복합 스킨 둘 모두에 공통인 경화 툴 상에서 조립된다.
경화 툴 상에서 복합 스트링거들을 조립하기 위해, 다수의 프로세스들이 수행되며, 각각의 프로세스는 관련 수행 시간을 갖는다. 각각의 스트링거 컴포넌트는 경화 툴 위에 놓이고, 이어서 별개로 압밀된다. 복합 스트링거들을 조립하는 것과 연관된 각각의 프로세스는 전체 제조 시간을 추가시킨다. 제조 시간은 생산되는 항공기의 수량을 제한할 수 있다.
폐쇄형 단면 또는 부분 폐쇄형 단면을 갖는 복합 구조물의 제조는 적어도 부분적으로 트랩된 캐비티(trapped cavity) 내에 툴을 배치하는 것을 수반한다. 적어도 부분적으로 트랩된 캐비티는 툴의 제거를 바람직하지 않게 어렵게 만든다. 중실형 맨드릴(solid mandrel)은 복합 구조물에서 직선의 가시선 추출 경로 없이는 사용될 수 없다.
따라서, 당업자들은, 복합 제조 분야에서 연구 개발 노력들을 계속하고 있으며, 이로써 위에 식별된 우려를 해결하도록 의도된 장치들 및 방법들은 유익할 것이다.
다음은 본 발명에 따른 청구 대상의 예들의 포괄적이지 않은 리스트이며, 이러한 예들은 청구될 수도 또는 청구되지 않을 수도 있다.
예에서, 복합 구조물(composite structure)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(bladder mandrel package)를 제조하는 개시된 방법은: (1) 다이 툴(die tool)의 캐비티 위에 랩 플라이(wrap ply)를 배치하는 단계; (2) 랩 플라이 상에 맨드릴을 배치하는 단계; (3) 맨드릴 및 랩 플라이를 캐비티 내로 가압하는 단계; (4) 랩핑된 맨드릴을 형성하기 위해 맨드릴 둘레에 랩 플라이를 랩핑하는 단계; (5) 랩핑된 맨드릴의 제1 반경에 제1 반경 필러(radius filler)를 배치하는 단계; (6) 랩핑된 맨드릴의 제2 반경에 제2 반경 필러를 배치하는 단계; 및 (7) 블래더 맨드릴 패키지를 형성하기 위해 맨드릴, 랩 플라이, 제1 반경 필러, 및 제2 반경 필러를 통합(consolidate)하는 단계를 포함한다.
예에서, 복합 구조물을 제조하는 개시된 방법은: (1) 블래더 맨드릴 패키지 위에 복합 장입물(composite charge)을 배치하는 단계; (2) 스트링거 레이업(stringer layup)을 형성하기 위해 복합 장입물을 블래더 맨드릴 패키지 및 백킹 플레이트(backing plate)로 성형하는 단계; 및 (3) 압밀된 스트링거 패키지를 형성하기 위해 스트링거 레이업을 압밀하는 단계를 포함한다.
예에서, 복합 구조물을 제조하는 데 사용되는 개시된 블래더 맨드릴 패키지는 맨드릴, 및 랩핑된 맨드릴을 형성하기 위해 맨드릴을 둘러싸는 랩 플라이를 포함한다. 블래더 맨드릴 패키지는 또한 랩핑된 맨드릴의 제1 반경에서 랩 플라이에 커플링된 제1 반경 필러, 및 랩핑된 맨드릴의 제2 반경에서 랩 플라이에 커플링된 제2 반경 필러를 포함한다. 맨드릴, 랩 플라이, 제1 반경 필러 및 제2 반경 필러는 블래더 맨드릴 패키지를 형성하도록 통합된다.
예에서, 블래더 맨드릴 패키지를 제조하는 데 사용되는 개시된 장치는 부분적으로 랩핑된 맨드릴을 형성하기 위한 다이 툴, 및 랩핑된 맨드릴을 형성하기 위해 다이 툴에 대해 이동 가능한 스위프 아암들을 포함한다. 장치는 또한 제1 반경 필러 및 제2 반경 필러를 랩핑된 맨드릴 상에 배치하기 위한 반경 필러 배치 메커니즘을 포함한다. 장치는 블래더 맨드릴 패키지를 형성하기 위한 통합 메커니즘을 더 포함한다.
개시된 시스템 및 방법의 다른 예들은 다음의 상세한 설명, 첨부된 도면들 및 첨부된 청구항들로부터 자명해질 것이다.
도 1은 제조 환경의 예의 개략적인 블록도이다.
도 2는 블래더 맨드릴 패키지의 예의 개략적인 예시이다.
도 3은 블래더 맨드릴 패키지의 다른 예의 개략적인 예시이다.
도 4는 랩핑 이전에 맨드릴 및 랩 플라이의 예들을 도시하는 블래더 맨드릴 패키지를 제조하기 위한 장치의 예의 개략적인 예시이다.
도 5는 랩 플라이로 랩핑된 맨드릴의 부분의 예를 도시하는 장치의 예의 개략적인 예시이다.
도 6a는 랩 플라이로 랩핑된 맨드릴의 다른 부분의 예를 도시하는 장치의 예의 개략적인 예시이다.
도 6b는 랩 플라이로 랩핑된 맨드릴의 다른 부분의 예를 도시하는 장치의 예의 개략적인 예시이다.
도 7은 통합 이전에 도 2의 블래더 맨드릴 패키지의 블래더 맨드릴 레이업의 예를 도시하는 장치의 예의 개략적인 예시이다.
도 8은 통합 이전에 도 3의 블래더 맨드릴 패키지의 블래더 맨드릴 레이업의 예를 도시하는 장치의 예의 개략적인 예시이다.
도 9는 통합 동안에 도 2의 블래더 맨드릴 패키지의 예를 도시하는 장치의 예의 개략적인 예시이다.
도 10은 통합 동안에 도 3의 블래더 맨드릴 패키지의 예를 도시하는 장치의 예의 개략적인 예시이다.
도 11은 통합 이전에 도 2의 블래더 맨드릴 패키지를 사용하는 복합 스트링거 레이업의 예의 개략적인 예시이다.
도 12는 도 2의 블래더 맨드릴 패키지를 사용하는 압밀된 스트링거 패키지의 예의 개략적인 예시이다.
도 13은 통합 이전에 도 3의 블래더 맨드릴 패키지를 사용하는 복합 스트링거 레이업의 예의 개략적인 예시이다.
도 14는 도 3의 블래더 맨드릴 패키지를 사용하는 압밀된 스트링거 패키지의 예의 개략적인 예시이다.
도 15는 통합 이전에 기계 성형 툴의 예 및 진공 형성 장비의 예의 개략적인 예시이다.
도 16은 통합 동안에 기계 성형 툴의 예 및 진공 형성 장비의 예의 개략적인 예시이다.
도 17은 압밀된 스트링거 패키지의 예를 도시한 경화 툴의 예의 개략적인 예시이다.
도 18은 윤곽을 갖는 블래더 맨드릴 패키지의 예의 개략적인 사시도이다.
도 19는 도 18의 윤곽을 갖는 블래더 맨드릴 패키지의 예의 개략적인 단면도이다.
도 20은 도 18의 윤곽을 갖는 블래더 맨드릴 패키지의 예의 개략적인 단면도이다.
도 21은 도 18의 윤곽을 갖는 블래더 맨드릴 패키지의 예의 개략적인 평면도이다.
도 22는 도 18의 윤곽을 갖는 블래더 맨드릴 패키지의 예의 개략적인 정면도이다.
도 23은 블래더 맨드릴 패키지를 제조하기 위한 방법의 예의 개략적인 흐름도이다.
도 24는 복합 구조물을 제조하기 위한 방법의 예의 개략적인 흐름도이다.
도 25는 항공기의 예의 개략적인 예시이다.
도 26은 예시적인 항공기 생산 및 서비스 방법의 흐름도이다.
도 27은 블래더 맨드릴 패키지를 제조하기 위한 장치의 다이 툴의 예의 개략적인 사시도이다.
도 28은 도 27의 다이 툴의 개략적인 대향하는 사시도이다.
다음의 상세한 설명은, 본 개시내용에 설명된 특정 예들을 예시하는 첨부된 도면들을 참조한다. 상이한 구조물들 및 동작들을 갖는 다른 예들이 본 개시내용의 범위에서 벗어나지 않는다. 유사한 참조 번호들은 상이한 도면들에서 동일한 특징, 엘리먼트 또는 컴포넌트를 지칭할 수 있다.
본 개시내용에 따른 청구대상일 수 있지만 반드시 청구되지는 않는 예시적인, 비-포괄적인 예들이 아래에 제공된다. 본원에서 "예"에 대한 언급은, 예와 관련하여 설명된 하나 이상의 특징, 구조물, 엘리먼트, 컴포넌트, 특징 및/또는 동작 단계가 본 개시내용에 따른 청구대상의 적어도 하나의 실시예 및/또는 구현에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, "예", "하나 이상의 예들"이라는 어구들, 및 본 개시내용 전반에 걸쳐 유사한 언어는 동일한 예를 지칭할 수 있지만 반드시 그런 것은 아니다. 추가로, 어느 하나의 예를 특징으로 하는 청구대상은 임의의 다른 예를 특징으로 하는 청구대상을 포함할 수 있지만 반드시 그런 것은 아니다.
일반적으로 도 1-17을 참조하면, 본 개시내용은 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 블래더 맨드릴 패키지(100)를 사용하여 제조된 복합 구조물(200)의 예들을 제공한다. 하나 이상의 예들에서, 복합 구조물(200)은 항공기의 보강재와 같은 항공기의 컴포넌트이다. 예에서, 복합 구조물(200)은 블래더 맨드릴 패키지(100)를 사용하여 형성된 복합 스트링거(210)를 포함한다.
도 1은 제조 환경(250)의 예를 예시한다. 복합 구조물(200)을 형성하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)의 예들은 제조 환경(250)에서 제조(예컨대, 형성 또는 제작)된다. 유사하게, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 사용하여 형성된 복합 구조물(200)의 예들은 제조 환경(250)에서 제조된다.
도 1-3을 참조하면, 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 맨드릴(104)을 포함한다. 맨드릴(104)은 다양한 단면 형상들 및/또는 기하학적 구조들 중 어느 하나를 가질 수 있다. 일반적으로, 맨드릴(104)의 형상은 블래더 맨드릴 패키지(100)를 사용하여 형성된 복합 구조물(200)의 단면 형상 중 적어도 일부에 대응하고 이와 상보적이다. 예컨대, 복합 스트링거(210)의 기하학적 구조와 같은 복합 구조물(200)의 기하학적 구조는 맨드릴(104)의 기하학적 구조의 설계를 구동시킨다. 맨드릴(104) 및 따라서 블래더 맨드릴 패키지(100)는 복합 구조물(200)의 원하는 기하학적 구조를 생성하기에 적합한 기하학적 구조로 형성된다. 예시적인 예들에서, 맨드릴(100)은 사다리꼴 형상의 단면을 갖는다. 이러한 예들에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 사용하여 형성된 복합 스트링거(210)는 모자형 단면을 갖는다.
도 2 및 3에 예시된 바와 같이, 예에서, 맨드릴(104)은 이등변 사다리꼴 형상의 단면을 갖는다. 예에서, 맨드릴(104)은 최하부 표면(112), 최하부 표면(112)에 대향하고 평행한 최상부 표면(106), 제1 측면(108) 및 제1 측면(108)에 대향하는 제2 측면(110)을 포함한다.
도 2 및 3에 예시된 바와 같이, 예에서, 맨드릴(104)의 하나 이상의 코너들은 둥글다(즉, 코너 또는 에지는 둥글고 반경을 가짐). 예시적인 예들에서, 맨드릴(104)은 최하부 표면(112)과 제1 측면(108)의 교차점에 형성된 제1 반경(118)(예컨대, 제1 반경 코너), 및 최하부 표면(112)과 제2 측면(110)의 교차점에 형성된 제2 반경(120)(예컨대, 제2 반경 코너)을 갖는다.
다른 예에서, 맨드릴(104)의 코너들 중 하나 이상은 날카로운 코너일 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 랩 플라이(102)를 포함한다. 랩 플라이(102)는 랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해 맨드릴(104)을 둘러싼다. 예에서, 랩 플라이(102)는 복합 재료로 제조된다. 도 2 및 3에 예시된 바와 같이, 랩 플라이(102)는 맨드릴(104)의 외부 표면(126) 둘레에 랩핑된다. 다시 말해서, 랩 플라이(102)는 최상부 표면(106), 제1 측면(108), 제2 측면(110), 및 최하부 표면(112) 둘레에 랩핑된다.
예에서, 랩 플라이(102)는 복합 재료의 다수의 플라이들 또는 시트들을 포함하거나 이들로 형성된다. 본원에 사용된 바와 같이, "다수"라는 어구는 하나 이상의 항목들을 의미한다. 복합 재료의 각각의 플라이는 중합체 수지 매트릭스에 결속된 보강 섬유들을 포함한다. 복합 재료에 사용되는 수지들은 열가소성 또는 열경화성 수지들을 포함할 수 있다. 섬유들은 단방향일 수 있거나, 직포(woven cloth) 또는 직물의 형태를 취할 수 있다. 랩 플라이(102)의 상이한 플라이들의 복합 재료의 섬유들은 동일한 섬유 배향 또는 상이한 배향들을 가질 수 있다.
예에서, 맨드릴(104) 둘레에 랩핑될 때, 랩 플라이(102)는 맨드릴(104)의 단면 형상에 의해 형성된 단면 형상을 갖는다. 예시적인 예에서, 맨드릴(104) 둘레에 랩핑될 때, 랩 플라이(102)는 맨드릴(104)에 의해 형성된 사다리꼴 단면을 갖는다. 랩 플라이(102)는 형성 동안 복합 구조물(200)의 형상을 유지하는 것을 도울 수 있다.
도 2 및 3에 예시된 바와 같이, 예에서, 랩핑된 맨드릴(124)의 코너들 중 하나 이상은 둥글다(즉, 코너 또는 에지는 둥글고 반경을 가짐). 반경은, 랩 플라이(102)가 맨드릴(104)의 반경 코너 둘레에서 접히거나 랩핑되기 때문이다. 예시적인 예들에서, 랩핑된 맨드릴(124)은 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)을 덮는 랩 플라이(102)의 부분과 맨드릴(104)의 제1 측면(108)을 덮는 랩 플라이(102)의 부분의 교차점에 형성된 제1 반경(118)(예컨대, 제1 반경 코너(148)), 및 최하부 표면(112)을 덮는 랩 플라이(102)의 부분과 맨드릴(104)의 제2 측면(110)을 덮는 랩 플라이(102)의 부분의 교차점에 형성된 제2 반경(120)(예컨대, 제2 반경 코너(150))을 갖는다.
도 1-3을 참조하면, 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 포함한다. 예에서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 복합 재료로 제조된다. 도 2 및 3에 예시된 바와 같이, 제1 반경 필러(114)는 랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에서 랩 플라이(102)에 커플링된다. 제2 반경 필러(116)는 랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에서 랩 플라이(102)에 커플링된다. 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 복합 구조물(200)의 수직 컴포넌트들의 접합부에서의 만곡을 따른다. 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 일반적으로 "누들들(noodles)"로 지칭될 수 있다.
예에서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116) 각각은 중합체 수지 재료를 포함하거나 이로 형성된다. 다른 예에서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116) 각각은 중합체 수지 재료에 결속된 부직포들(non-woven fibers)을 포함한다. 일반적으로, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)의 중합체 수지 재료 및 랩 플라이(102)의 중합체 수지 매트릭스는 호환 가능하다.
도 2에 예시된 바와 같이, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 통합 또는 압밀된다. 예에서, 압밀된 블래더 맨드릴 패키지 내에 컴포넌트들을 통합하기 위해 압력 또는 힘이 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)에 인가된다. 다시 말해서, 압력 또는 힘은 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(102)에 인가되고, 맨드릴(104)에 대해 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 압밀하기 위해 맨드릴(104)의 외부 표면(126)에 의해 반응된다.
예에서, 통합 다음에, 랩 플라이(102)는 맨드릴(104)의 외부 표면(126)에 접착된다. 다시 말해서, 랩 플라이(102)는 최상부 표면(106), 제1 측면(108), 제2 측면(110), 및 최하부 표면(112)에 접착된다. 랩 플라이(102)는 랩 플라이(102)를 형성하는 복합 재료의 고유한 점착성(tackiness)에 의해 또는 2차 결합제(bonding agent)(예컨대, 접착제)의 사용에 의해 맨드릴(104)에 접착될 수 있다. 다른 예에서, 통합 다음에, 랩 플라이(102)는 맨드릴(104)의 외부 표면(126)에 접착되지 않는다. 이러한 예들에서, 랩핑된 맨드릴(124) 및 따라서 블래더 맨드릴 패키지(100)는 맨드릴(104)과 랩 플라이(102) 사이에 위치된 하나 이상의 추가적인 재료의 층들(152)(도 2 및 3)을 포함한다. 하나 이상의 추가적인 재료의 층들(152)은, 맨드릴(104)을 랩 플라이(102)로 랩핑하기 전에, 맨드릴(104) 둘레에 랩핑될 수 있다. 예컨대, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 다른 재료의 층들 사이의 통합 동안 랩 플라이(102)가 맨드릴(104)에 접착되는 것을 방지하도록 구성된 릴리스 플라이(154)(도 2 및 3)를 포함할 수 있다.
예에서, 통합 다음에, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 랩 플라이(102)에 접착된다. 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(102)는 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및/또는 랩 플라이(102)를 형성하는 복합 재료의 고유한 점착성에 의해 또는 2차 결합제(예컨대, 접착제)의 사용에 의해 함께 접착될 수 있다.
도 1 및 3을 참조하면, 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 내부 몰드 라인 플라이(122)를 포함한다. 예에서, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 복합 재료로 제조된다. 도 3에 예시된 바와 같이, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 랩핑된 맨드릴(124)(즉, 랩 플라이(102)에 의해 둘러싸인 맨드릴(104)), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)에 커플링된다. 내부 몰드 라인 플라이(122)는 형성 동안 복합 구조물(200)의 형상을 유지하는 것을 도울 수 있고; 예컨대, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 통합 동안 파쇄(crushing)를 견딜 수 있다.
예에서, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 복합 재료의 다수의 플라이들, 또는 시트들로 형성된다. 복합 재료의 각각의 플라이는 중합체 수지 매트릭스에 결속된 보강 섬유들을 포함한다. 복합 재료에 사용되는 수지들은 열가소성 또는 열경화성 수지들을 포함할 수 있다. 섬유들은 단방향일 수 있거나, 직포(woven cloth) 또는 직물의 형태를 취할 수 있다. 내부 몰드 라인 플라이(122)의 상이한 플라이들의 복합 재료의 섬유들은 동일한 섬유 배향 또는 상이한 배향들을 가질 수 있다. 일반적으로, 내부 몰드 라인 플라이(122)의 중합체 수지 매트릭스는 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)의 중합체 수지 재료 및 랩 플라이(102)의 중합체 수지 매트릭스와 호환 가능하다.
예에서, 랩 플라이(102)의 복합 재료의 섬유들 및 내부 몰드 라인 플라이(122)의 복합 재료의 섬유들은 동일한 섬유 배향을 갖는다. 다른 예에서, 랩 플라이(102)의 복합 재료의 섬유들 및 내부 몰드 라인 플라이(122)의 복합 재료의 섬유들은 상이한 섬유 배향들을 갖는다.
도 3에 예시된 바와 같이, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 내부 몰드 라인 플라이(122)는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 통합되거나 압밀된다. 예에서, 압밀된 블래더 맨드릴 패키지 내에 컴포넌트들을 통합하기 위해 압력 또는 힘이 내부 몰드 라인 플라이(122), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)에 인가된다. 다시 말해서, 압력 또는 힘이 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)에 인가되고, 맨드릴(104)에 대해 내부 몰드 라인 플라이(122), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(102)를 압밀하기 위해 맨드릴(104)의 외부 표면(126)에 의해 반응된다.
예에서, 통합 다음에, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(102)에 접착된다. 내부 몰드 라인 플라이(122)는 내부 몰드 라인 플라이(122), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및/또는 랩 플라이(102)를 형성하는 복합 재료의 고유의 점착성에 의해, 또는 2차 결합제(예컨대, 접착제)의 사용에 의해 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(102)에 접착될 수 있다.
도 1-3을 참조하면, 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 백킹 플레이트(508) 상에 형성되거나 통합된다. 이러한 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 통합 다음에 백킹 플레이트(508)에 제거 가능하게 커플링된다.
도 2에 예시된 바와 같이, 예에서, 랩핑된 맨드릴(124)(즉, 랩 플라이(102)에 의해 둘러싸인 맨드릴(104)), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 백킹 플레이트(508)의 표면 상에 통합된다. 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위한 통합 다음에, 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 백킹 플레이트(508)의 표면에 접착된다. 다른 예에서, 통합 다음에, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 백킹 플레이트(508)를 통해 인가된 능동 진공(active vacuum)을 사용하여 백킹 플레이트(508)에 고정된다.
도 3에 예시된 바와 같이, 예에서, 랩핑된 맨드릴(124)(즉, 랩 플라이(102)에 의해 둘러싸인 맨드릴(104)), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 내부 몰드 라인 플라이(122)는 백킹 플레이트(508)의 표면에 통합된다. 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위한 통합 다음에, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 백킹 플레이트(508)의 표면에 접착된다. 다른 예에서, 통합 다음에, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 백킹 플레이트(508)를 통해 인가된 능동 진공을 사용하여 백킹 플레이트(508)에 고정된다.
도 1 및 4-10을 참조하면, 본 개시내용은 또한 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 데 사용되는 장치(500)의 예들을 제공한다. 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 맨드릴(104), 랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해 맨드릴(104)을 둘러싸는 랩 플라이(102), 랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에서 랩 플라이(102)에 커플링된 제1 반경 필러(114) 및 랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에서 랩 플라이(102)에 커플링된 제2 반경 필러(116), 및 선택적으로, 존재하는 경우, 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)에 커플링된 내부 몰드 라인 플라이(122)의 통합된 컴포넌트들을 포함하거나 통합된 컴포넌트들이다.
예에서, 장치(500)는 랩핑된 맨드릴(124)을 형성하도록 맨드릴(104) 둘레에 랩 플라이(102)를 랩핑하도록 구성된다. 예에서, 장치(500)는 또한 맨드릴(104) 둘레에, 도 2 및 3에 예시된 하나 이상의 추가적인 재료의 층들(152), 이를테면, 릴리스 플라이(154)를 랩핑하도록 구성된다. 하나 이상의 추가적인 재료의 층들(152)로 맨드릴(104)을 랩핑하는 것은 맨드릴(104)을 랩 플라이(102)로 랩핑하기 전에 또는 랩 플라이(102)와 동시에 수행될 수 있다. 예에서, 장치(500)는 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 랩핑된 맨드릴(124) 상에 배치하도록 추가로 구성된다. 예에서, 장치(500)는 또한, 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)를 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩핑된 맨드릴(124) 상에 배치하도록 구성된다. 예에서, 장치(500)는 추가적으로, 압밀된 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해, 맨드릴(104)에 대해, 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 랩 플라이(102), 및 존재하는 경우, 선택적으로, 내부 몰드 라인 플라이(122)를 통합하도록 구성된다.
도 4 및 5에 예시된 바와 같이, 예에서, 장치(500)는 다이 툴(502)을 포함한다. 다이 툴(502)은 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)을 포함한다. 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)은 캐비티(504)를 규정한다. 다시 말해서, 캐비티(504)는 다이-제1 부분(512)과 다이-제2 부분(514) 사이에 형성된다. 블래더 맨드릴 패키지(100)의 랩 플라이(102) 및 블래더 맨드릴 패키지(100)의 맨드릴(104)은 맨드릴(104)의 외부 표면(126) 둘레에 랩 플라이(102)를 부분적으로 랩핑하기 위해 캐비티(504) 내로 가압된다.
도 4 및 5에 예시된 바와 같이, 예에서, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)은 서로에 대해 이동 가능하다. 예컨대, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)은, 도 5에 예시된 바와 같이, 블래더 맨드릴 패키지(100)의 랩 플라이(102) 및 블래더 맨드릴 패키지(100)의 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압될 때, 캐비티(504)를 확대하기 위해, 서로 멀어지게, 예컨대, 방향 화살표(522) 및 방향 화살표(524)의 방향들로 각각 이동하도록 구성된다.
예에서, 다이-제1 부분(512)은 제1 툴링 표면(528)을 포함하고, 다이-제2 부분(514)은 제2 툴링 표면(530)을 포함한다. 제1 툴링 표면(528) 및 제2 툴링 표면(530)은 캐비티(504)를 적어도 부분적으로 형성한다. 제1 툴링 표면(528)은 맨드릴(104)의 부분에 대해 상보적이다(예컨대, 상보적인 기하학적 구조를 가짐). 예컨대, 제1 툴링 표면(528)은 맨드릴(104)의 제2 측면(110)의 각도 또는 경사에 상보적인 각도 또는 경사를 갖는다. 제2 툴링 표면(530)은 맨드릴(104)의 다른 부분에 대해 상보적이다(예컨대, 상보적인 기하학적 구조를 가짐). 예컨대, 제2 툴링 표면(530)은 맨드릴(104)의 제1 측면(108)의 각도 또는 경사에 상보적인 각도 또는 경사를 갖는다.
도 4 및 5에 예시된 바와 같이, 예에서, 장치(500)는 또한 웨지(554)를 포함한다. 웨지(554)는 금속 재료, 플라스틱 재료 등과 같은 임의의 적절한 강성 재료로 형성될 수 있다. 웨지(554)는 캐비티(504) 내에 위치되고, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압되고 캐비티(504)가 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 움직임으로 인해 확대될 때, 다이 툴(502)에 대해 이동 가능하다. 예에서, 웨지(554)는 사다리꼴 형상의 단면과 같은 기하학적 구조를 가지며, 이는, 웨지(554)의 제1 측면(580)이 제1 툴링 표면(528)과 맞물리고, 웨지(554)의 대향하는 제2 측면(582)이 제2 툴링 표면(530)과 맞물리도록, 캐비티(504)의 단면 형상과 상보적이다. 예에서, 웨지(554)의 제1 측면(580)은 맨드릴(104)의 제2 측면(110)의 각도 또는 경사와 대략적으로 동일한 각도 또는 경사를 갖고, 웨지(554)의 제2 측면(582)은 맨드릴(104)의 제1 측면(108)의 각도 또는 경사와 대략 동일한 각도 또는 경사를 갖는다.
도 4 및 5에 예시된 바와 같이, 예에서, 웨지(554)는 제3 툴링 표면(556)을 포함한다. 웨지(554)의 제3 툴링 표면(556)은 맨드릴(104)의 부분, 이를테면, 맨드릴(104) 최상부 표면(106)에 대해 상보적이다(예컨대, 상보적인 기하학적 구조를 가짐). 도 4에 예시된 바와 같이, 웨지(554)는 캐비티(504) 위에 배치된 랩 플라이(102)의 중앙 부분(156)을 지지하고, 랩 플라이(102)가 캐비티(504)로 처지거나 늘어지는 것을 방지한다. 추가로, 웨지(554)는, 랩 플라이(102)를 원하는 치수로 절단하고 랩 플라이(102)를 다이 툴(502)로 이송하기 위한 네트 트림(net trim) 및 픽 앤 플레이스 머신들(pick and place machines)의 사용을 가능하게 할 수 있다. 추가적으로, 웨지(554)에 커플링된(예컨대, 랩 플라이(102)의 점착성에 의해 웨지(554)에 점착된) 랩 플라이(102)에 대해, 웨지(554)는 또한, 웨지(554)를 캐비티(504) 내에 위치시킴으로써 트리밍된 랩 플라이(102)의 적절한 포지셔닝 및 인덱싱을 가능하게 한다. 게다가, 웨지(554)는, 랩 플라이(102)에 상당한 로드(load)를 배치하지 않고서, 다이-제1 부분(512)과 다이-제2 부분(514) 사이에서 맨드릴(104) 및 랩 플라이(102)를 구동 또는 가압하는 프로세스를 대비(prime)시키도록 구성된다. 다시 말해서, 마찰 관련 로드가 다이-제1 부분(512)의 제1 툴링 표면(528)과 웨지(554)의 대응하는 제1 측면(580) 사이 및 다이-제2 부분(514)의 제2 툴링 표면(530)과 웨지(554)의 대응하는 제2 측면(582) 사이에서 주로 처리되도록, 웨지(554)가 분리된 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)에서 대부분의 마찰 관련 로드를 처리하도록, 웨지(554)는 랩-플라이(102) 및 맨드릴(104)이 다이-제1 부분(512)과 다이-제2 부분(514) 사이에서 아래로 구동되는 것을 가능하게 한다. 선택적으로, 예에서, 랩 플라이(102)를 오염시키지 않는 적합한 윤활제는 마찰 관련 로드를 감소시키는 데 사용될 수 있다.
도 4에 예시된 바와 같이, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 초기에 가압될 때, 랩 플라이(102)의 중앙 부분(156)은 맨드릴(104)과 제3 툴링 표면(556) 사이에 샌드위치되고, 제3 툴링 표면(556)은 맨드릴(104)에 대해 제자리에 랩 플라이(102)를 보유하기 위해 맨드릴(104)에 반응한다. 도 5에 추가로 예시된 바와 같이, 예에서, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 추가로 가압될 때, 랩 플라이(102)의 중앙 부분(156)은 맨드릴(104)과 제3 툴링 표면(556) 사이에 샌드위치되고, 랩 플라이(102)의 제1 중간 부분(158)은 맨드릴(104)과 제1 툴링 표면(528) 사이에 샌드위치되고, 랩 플라이(102)의 제2 중간 부분(160)은 맨드릴(104)과 제2 툴링 표면(530) 사이에 샌드위치된다. 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 서로로부터 멀어지는 움직임은 제1 툴링 표면(528) 및 제2 툴링 표면(530)의 더 많은 것을 노출시킨다.
도 27 및 28은, 장치(500)의 모든 다른 구조적 컴포넌트들 및 블래더 맨드릴 패키지(100)의 컴포넌트들이 제거된 상태의, 도 4-10에 도시된 다이 툴(502)의 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 예의 대향하는 등각도들을 예시한다. 도 27 및 28에 예시된 바와 같이, 예에서, 다이-제1 부분(512)은 다수의 제1 인터리핑 핑거들(interleafing fingers)(544)(도 27)을 포함한다. 제1 인터리핑 핑거들(544)은 제1 툴링 표면(528)으로부터 연장된다. 다이-제2 부분(514)은 다수의 제2 인터리핑 핑거들(546)(도 28)을 포함한다. 제2 인터리핑 핑거들(546)은 제2 툴링 표면(530)으로부터 연장된다.
도 27 및 28에 예시된 바와 같이, 다이-제1 부분(512)의 제1 툴링 표면(528) 및 다이-제2 부분(514)의 제2 툴링 표면(530)은 캐비티(504)를 규정한다. 제1 인터리핑 핑거들(544) 및 제2 인터리핑 핑거들(546)은 중첩하고, 서로에 대한, 이를테면, 방향 화살표(522) 및 화살표 방향(524)의 방향들 각각으로의 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 움직임 동안에 서로 정합하게 맞물린다. 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)이 도 4에 도시된 바와 같이 서로 더 근접하게 이동될 때, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 더 많은 인터리핑(예컨대, 제1 인터리핑 핑거들(544) 및 제2 인터리핑 핑거들(546)의 더 많은 중첩)이 존재한다. 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)이 더 멀리 떨어져 이동될 때, 예컨대 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압될 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 더 적은 인터리핑(예컨대, 제1 인터리핑 핑거들(544) 및 제2 인터리핑 핑거들(546)의 더 적은 중첩)이 존재한다. 다시 말하면, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 인터리핑은, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)이 도 4에 도시된 포지션으로부터 도 5에 도시된 포지션으로 이동할 때 감소한다. 반대로, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 인터리핑은, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)이 도 5에 도시된 포지션으로부터 도 4에 도시된 포지션으로 이동할 때 증가한다.
예에서, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)은, 블래더 맨드릴 레이업(128)(도 9 및 10)의 컴포넌트들이 제1 툴링 표면(528) 및 제2 툴링 표면(530)에 의해 지지되고, 제1 인터리핑 핑거들(544) 및 제2 인터리핑 핑거들(546)(도 27 및 28)과 접촉하기보다는 제1 툴링 표면(528) 및 제2 툴링 표면(530)과만 접촉하도록 적절히 크기가 정해진다. 예에서, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압되고, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)이 서로로부터 떨어져 이동할 때(예컨대, 캐비티(504)를 확대시키기 위해 분리), 도 5에 예시된 바와 같이, 진공 배깅막(506), 랩 플라이(102), 및 맨드릴(104)의 제1 측면(108) 및 제2 측면(110)은 제1 툴링 표면(528) 및 제2 툴링 표면(530)에 의해 각각 지지된다. 이러한 구성은 진공 배깅막(506) 및 랩 플라이(102)의 부분들이 제1 인터리핑 핑거들(544) 및 제2 인터리핑 핑거들(546)에 걸쳐 연장함으로써 지지되지 않는 것을 방지하고, 따라서 잠재적인 브리징 이슈들을 회피한다.
본원에 더 상세히 설명될 바와 같이, 하나 이상의 예들에서, 장치(500)는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위한 통합 동안에 진공 압력의 인가를 가능하게 하는 진공-배깅 디바이스를 포함한다. 도 4 및 5에 예시된 바와 같이, 이러한 예들에서, 진공 배깅막(506)은 랩 플라이(102)와 다이 툴(502) 사이의 캐비티(504) 위에 배치된다. 도 4에 예시된 바와 같이, 예에서, 웨지(554)는 캐비티(504) 위에 배치된 진공 배깅막(506)의 부분을 지지하고, 진공 배깅막(506)이 캐비티(504)로 처지거나 늘어지는 것을 방지한다. 예에서, 진공 배깅막(506)은 랩 플라이(102)와 다이-제1 부분(512)의 제1 툴링 표면(528) 사이 및 랩 플라이(102)와 다이-제2 부분(514)의 제2 툴링 표면(530) 사이의 임의의 원하지 않는 마찰 이슈들을 감소 또는 제거한다. 예에서, 진공 배깅막(506)과 제1 툴링 표면(528)과 제2 툴링 표면(530) 사이의 마찰은 진공 배깅막(506)의 변형 또는 분리를 방지하도록 관리된다. 도 5에 예시된 바와 같이, 예에서, 진공 배깅막(506), 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압될 때, 진공 배깅막(506)의 부분은 랩 플라이(102)와 제3 툴링 표면(556) 사이에 샌드위치되고, 진공 배깅막(506)의 부분은 랩 플라이(102)와 제1 툴링 표면(528) 사이에 샌드위치되고, 진공 배깅막(506)의 다른 부분은 랩 플라이(102)와 제2 툴링 표면(530) 사이에 샌드위치된다.
도 1, 4 및 5에 예시된 바와 같이, 예에서, 장치(500)는 가압 툴(516)을 포함한다. 가압 툴(516)은 다이 툴(502)에 대해 이동 가능하다. 가압 툴(516)은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 랩 플라이(102) 및 블래더 맨드릴 패키지(100)의 맨드릴(104)을 캐비티(504) 내로 그리고, 다이-제1 부분(512)의 제1 툴링 표면(528), 다이-제2 부분(514)의 제2 툴링 표면(530) 및 웨지(554)가 존재하는 경우, 웨지(554)의 제3 툴링 표면(556)에 대해 가압하도록 구성된다. 예에서, 가압 툴(516)은 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)을 캐비티(504) 내로 그리고, 다이-제1 부분(512)의 제1 툴링 표면(528), 다이-제2 부분(514)의 제2 툴링 표면(530) 및 존재하는 경우, 웨지(554)의 제3 툴링 표면(556) 중 개개의 툴링 표면들과 접촉하게 가압하도록 선형적으로, 예컨대, 방향 화살표(526)의 방향으로 이동하도록 구성된다.
도 5에 예시된 바와 같이, 가압 툴(516)이 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)을 캐비티(504) 내로 가압할 때, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)은, 맨드릴(104)을 수용하기 위해 서로로부터 멀어지게, 예컨대, 방향 화살표(522) 및 방향 화살표(524)의 방향들로 각각 이동한다. 가압 툴(516)이 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)을 캐비티(504) 내로 가압할 때, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)과 접촉은 맨드릴(104)의 외부 표면(126)의 부분에 걸쳐 랩 플라이(102)의 부분을 스위핑한다. 본원에 사용된 바와 같이, "스위프", "스위핑"이라는 용어들 및 유사한 용어들은 고정적인 구동 움직임 또는 연속적인 스트로크에 따라 표면 위를 지나가는 것을 의미한다.
도 4에 예시된 바와 같이, 예에서, 랩 플라이(102)는 캐비티(504) 위에 위치되고, 맨드릴(104)은 랩 플라이(102) 위에 위치된다. 가압 툴(516)이 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)을 캐비티(504) 내로 그리고 존재하는 경우, 웨지(554)의 제3 툴링 표면(556)에 대해 가압할 때, 랩 플라이(102)는 맨드릴(104)의 최상부 표면(106)을 덮는다. 도 5에 예시된 바와 같이, 예에서, 가압 툴(516)이 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)을 캐비티(504) 내로 추가로 가압할 때, 예컨대, 부분적으로 랩핑된 맨드릴(146)을 형성하기 위해, 다이-제1 부분(512)의 제1 툴링 표면(528)은 맨드릴(104)의 제2 측면(110)을 덮도록 맨드릴(104)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제1 부분을 스위핑하고, 다이-제2 부분(514)의 제2 툴링 표면(530)은 맨드릴(104)의 제1 측면(108)을 덮기 위해 맨드릴(104)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제2 부분을 스위핑한다.
도 1, 6a 및 6b에 예시된 바와 같이, 예에서, 장치(500)는 도 6a 및 6b 각각의 제1 스위프 아암(510A) 및 제2 스위프 아암(510B)에서 개별적으로 식별된 스위프 아암들(510)(도 1)을 포함한다. 스위프 아암들(510)은 다이 툴(502)에 대해 이동 가능하다. 스위프 아암들(510)은, 맨드릴(104)을 랩 플라이(102)로 둘러싸고 랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해, 맨드릴(104)의 외부 표면(126)의 다른 부분(예컨대, 남아있는 부분)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 다른 부분(예컨대, 남아있는 부분)을 스위핑하도록 구성된다.
도 6a에 예시된 바와 같이, 예에서, 제1 스위프 아암(510A)은 랩 플라이(102)의 제1 단부(130)와 맞물리도록, 예컨대, 방향 화살표(534)의 방향으로 이동한다. 제1 스위프 아암(510A)은, 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)의 제1 부분에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제1 단부(130)를 스위핑하기 위해 제2 반경(120)을 향해, 이를테면, 이에 근접하게 계속 이동한다.
도 6b에 예시된 바와 같이, 이어서, 제2 스위프 아암(510B)은, 랩 플라이(102)의 대향하는 제2 단부(132)와 맞물리기 위해, 예컨대, 방향 화살표(536)의 방향으로 이동한다. 제2 스위프 아암(510B)은, 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)의 제2 부분에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제2 단부(132)를 스위핑하기 위해 제1 반경(118)을 향해, 이를테면, 이에 근접하게 계속 이동한다. 이어서, 제2 스위프 아암(510B)은 후퇴된다.
예에서, 스위프 아암들(510) 각각은, 스위프 아암(510)이 맨드릴(104)의 대향하는 반경을 향해 이동할 때, 랩 플라이(102)의 부분과 맞물리도록 구성된 둥근 단부(542)를 갖는 플레이트 부재를 포함한다. 랩 플라이(102)의 고유의 탄력성, 접힘에 견디는 경향, 및 랩 플라이(102)의 점착성으로 인해, 스위프 아암(510)의 단부(542) 사이의 접촉 맞물림은, 랩 플라이(102)가 스위프 아암(510)의 움직임 동안에 접히게 되어 맨드릴(104)의 최하부 표면(112) 상으로 스위핑되도록, 랩 플라이(102)를 효과적으로 잡고 끌어당긴다. 다른 예에서, 스위프 아암들(510) 각각의 스위프 암의 단부(542)는, 랩 플라이(102)가 스위프 아암(510)의 움직임 동안에 접히게 되어 맨드릴(104)의 최하부 표면(112) 상으로 스위핑되도록, 랩 플라이(102)를 잡고 끌어당기도록 구성된 파지 디바이스를 포함할 수 있다. 일반적으로, 스위프 아암들(510)은, 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)에 걸쳐 랩 플라이(102)를 랩핑하기에 충분한 원하는 팽팽함(tautness)으로 랩 플라이(102)와 맞물리도록(예컨대, 잡고 끌어당기도록) 구성된다. 스위프 아암들(510)은 또한, 스위프 아암(510)이 맨드릴(104)로부터 랩 플라이(102)를 끌어당기는 것을 방지하기 위해, 후퇴될 때, 랩 플라이(102)와 다시 맞물리지 않도록 구성된다.
도 6a 및 6b에 예시된 바와 같이, 예에서, 랩 플라이(102)는, 제1 단부(130)가 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)의 부분(예컨대, 대략 절반)을 덮고, 제2 단부(132)가 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)의 남아있는 부분(예컨대, 대략 다른 절반)을 덮고, 랩 플라이의 대향하는 단부들이 서로 접하도록, 배치된다. 대안적으로, 다른 예에서, 랩 플라이(102)는, 예컨대, 제1 단부(130)가 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)의 절반 이상 또는 전부를 덮고, 및 제2 단부(132)가 제1 단부(130)의 최상부에 걸쳐 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)의 절반 이상 또는 전부를 덮도록, 제1 단부(130)의 적어도 일부 및 제2 단부(132)의 일부가 중첩하도록 배치된다.
도 1 및 7에 예시된 바와 같이, 예에서, 장치(500)는 반경 필러 배치 메커니즘(518)을 포함한다. 반경 필러 배치 메커니즘(518)은 다이 툴(502)에 대해 이동 가능하다. 반경 필러 배치 메커니즘(518)은 랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에서 또는 이를 따라 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제1 반경 필러(114)를 배치하고, 랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에서 또는 이를 따라 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제2 반경 필러(116)를 배치하도록 구성된다. 예에서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)의 배치가 자동화된다. 다른 예에서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)의 배치는 수동으로 수행된다. 도 7 및 8은, 반경 필러 배치 메커니즘(518)에 의한 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)의 배치 다음에, 제자리에 있는 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 도시한다.
예에서, 반경 필러 배치 메커니즘(518)은 압출 분배기(extrusion dispenser)를 갖는 로봇을 포함하거나, 로봇 형태를 취한다. 압출 분배기는 제1 반경(118) 및 제2 반경(120) 각각을 따라 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 형성 또는 배치하기 위해 복합 재료를 분배하도록 구성된다. 다른 예들에서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 배치할 수 있는 상이한 타입의 디바이스가 사용될 수 있고, 압출 이외에 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)의 다른 타입들 또는 구성들이 고려된다.
도 1 및 8에 예시된 바와 같이, 예에서, 장치(500)는 복합 플라이 배치 메커니즘(538)을 포함한다. 복합 플라이 배치 메커니즘(538)은 다이 툴(502)에 대해 이동 가능하다. 복합 플라이 배치 메커니즘(538)은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 내부 몰드 라인 플라이(122)를 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩핑된 맨드릴(124) 상에 배치하도록 구성된다. 예에서, 내부 몰드 라인 플라이(122)의 배치는 자동화된다. 다른 예에서, 내부 몰드 라인 플라이(122)의 배치는 수동으로 수행된다. 도 8은, 복합 플라이 배치 메커니즘(538)에 의한 내부 몰드 라인 플라이(122)의 배치 다음에, 제자리에 있는 내부 몰드 라인 플라이(122)를 도시한다.
예에서, 복합 플라이의 배치 메커니즘(538)은 복합 플라이 픽 앤 플레이스 디바이스를 포함하거나 이의 형태를 취한다. 다른 예에서, 복합 플라이 배치 메커니즘(538)은 네트 트림 라미네이터를 포함하거나 이의 형태를 취한다. 다른 예들에서, 내부 몰드 라인 플라이(122)를 배치할 수 있는 다른 타입의 디바이스가 사용될 수 있다.
도 1, 9 및 10에 예시된 바와 같이, 예에서, 장치(500)는 통합 메커니즘(520)을 포함한다. 도 9에 예시된 바와 같이, 예에서, 통합 메커니즘(520)은 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 맨드릴(104)에 또는 이에 대해 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(102)를 통합 또는 압밀하도록 구성된다. 도 10에 예시된 바와 같이, 다른 예에서, 통합 메커니즘(520)은, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 맨드릴(104)에 또는 이에 대해 내부 몰드 라인 플라이(122), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(102)를 통합하도록 구성된다.
도 9 및 10에 예시된 바와 같이, 예에서, 통합 메커니즘(520)은, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 및 선택적으로, 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)에 의해 형성된 블래더 맨드릴 레이업(128)에 진공 압력을 인가하도록 구성된다. 예에서, 통합 메커니즘(520)은 진공 배깅막(506) 및 백킹 플레이트(508)를 포함한다. 예에서, 진공 배깅막(506)은 얇고 가요성 고무 진공 백이다. 예에서, 백킹 플레이트(508)는 진공 배깅막(506)에 (예컨대, 다수의 시일들(540)을 통해) 시일링되는 강성 베이스 플레이트이다. 예에서, 백킹 플레이트(508)는, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위한 블래더 맨드릴 레이업(128)의 통합을 위한 진공 압력의 인가 동안 압밀 표면으로서 역할을 한다.
도 9에 예시된 바와 같이, 예에서, 진공 배깅막(506)은 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 포함하거나 이에 의해 형성된 블래더 맨드릴 레이업(128)과 다이 툴(502) 사이에 포지셔닝된다. 블래더 맨드릴 레이업(128)은 백킹 플레이트(508)와 진공 배깅막(506) 사이에 포지셔닝된다. 이어서, 백킹 플레이트(508)는 진공 배깅막(506)에 시일링된다. 이어서, 블래더 맨드릴 레이업(128)을 통합하고 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 진공이 인가된다.
선택적으로, 예에서, 추가적으로 플라이 또는 재료의 층(예시되지 않음)은, 백킹 플레이트(508)의 배치 및 진공 압력의 인가 전에, 랩 플라이(102) 위에 배치될 수 있다. 이러한 예에서, 추가적으로 플라이 또는 재료의 층은 통합 후에 백킹 플레이트(508)로부터 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제거를 도울 수 있다.
도 10에 예시된 바와 같이, 다른 예에서, 진공 배깅막(506)은 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 내부 몰드 라인 플라이(122)를 포함하거나 이에 의해 형성된 블래더 맨드릴 레이업(128)과 다이 툴(502) 사이에 포지셔닝된다. 블래더 맨드릴 레이업(128)은 백킹 플레이트(508)와 진공 배깅막(506) 사이에 포지셔닝된다. 이어서, 백킹 플레이트(508)는 진공 배깅막(506)에 시일링된다. 이어서, 블래더 맨드릴 레이업(128)을 통합하고 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 진공이 인가된다.
도 4에 예시된 바와 같이, 예에서, 진공 배깅막(506)은, 랩 플라이(102)를 배치하기 전에, 다이 툴(502)의 캐비티(504) 위에 배치된다. 랩 플라이(102)는 진공 배깅막(506) 상에 또는 위에 배치되고, 맨드릴(104)은 랩 플라이(102) 상에 또는 위에 배치된다. 도 5에 예시된 바와 같이, 예에서, 진공 배깅막(506), 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)은, 예컨대, 가압 툴(516)에 의해 캐비티(504) 내로 가압된다. 진공 배깅막(506), 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압될 때, 진공 배깅막(506)의 부분은 랩 플라이(102)와 제1 툴링 표면(528) 사이에 샌드위치되고, 진공 배깅막(506)의 다른 부분은 랩 플라이(102)와 제2 툴링 표면(530) 사이에 샌드위치된다. 추가로, 진공 배깅막(506), 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압될 때, 진공 배깅막(506)의 부분은 랩 플라이(102)와, 존재하는 경우, 웨지(554)의 제3 툴링 표면(556) 사이에 샌드위치된다.
따라서, 예에서, 진공 배깅막(506)은 다이 툴(502) 및 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116) 사이에 위치되고, 도 9에 예시된 바와 같이, 블래더 맨드릴 레이업(128)의 둘레를 넘어 연장된다. 다른 예에서, 진공 배깅막(506)은 다이 툴(502)과 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 내부 몰드 라인 플라이(122) 사이에 위치되고, 도 10에 예시된 바와 같이, 블래더 맨드릴 레이업(128)의 둘레를 넘어 연장된다.
백킹 플레이트(508)는 다이 툴(502)에 대해 이동 가능하며, 블래더 맨드릴 레이업(128)을 통합하고 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 진공 압력의 인가를 위해 진공 배깅막(506)에 시일링되도록 구성된다. 백킹 플레이트(508) 및 진공 배깅막(506)에 의해 형성된 시일링된 진공 챔버 내의 압력이 대기압 아래로 상당히 감소되어 압축력을 발생시킬 때, 대기압은 백킹 플레이트(508)에 대해 블래더 맨드릴 레이업(128)을 보유하는 것을 돕는다.
도 9에 예시된 바와 같이, 예에서, 백킹 플레이트(508)는, 백킹 플레이트(508) 및 진공 배깅막(506)이 블래더 맨드릴 레이업(128)의 둘레를 넘어 시일링되도록, 블래더 맨드릴 레이업(128)(예컨대, 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 및 랩핑된 맨드릴(124))의 최하부단 위에 포지셔닝되거나 배치된다. 백킹 플레이트(508) 및 진공 배깅막(506)이 함께 시일링될 때, 통합 또는 압밀된 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 진공 압력이 블래더 맨드릴 레이업(128)(예컨대, 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104))에 인가된다.
도 10에 예시된 바와 같이, 다른 예에서, 백킹 플레이트(508)는, 백킹 플레이트(508) 및 진공 배깅막(506)이 블래더 맨드릴 레이업(128)의 둘레를 넘어 시일링되도록, 블래더 맨드릴 레이업(128)(예컨대, 내부 몰드 라인 플라이(122), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩핑된 맨드릴(124))의 최하부단 위에 포지셔닝되거나 배치된다. 백킹 플레이트(508) 및 진공 배깅막(506)이 (예컨대, 다수의 시일들(540)을 통해) 함께 시일링될 때, 통합 또는 압밀된 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해, 진공 압력이 블래더 맨드릴 레이업(128)(예컨대, 내부 몰드 라인 플라이(122), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104))에 인가된다.
예에서, 진공 배깅막(506) 및 백킹 플레이트(508)는 시일링된 진공 챔버를 규정 또는 형성한다. 블래더 맨드릴 레이업(128)은 진공 챔버 내에서 시일링된다. 진공 압력은 진공 배깅막(506) 및 백킹 플레이트(508)에 의해 규정된 진공 챔버에 백킹 플레이트(508)를 통해 인가된다.
도 9 및 10에 예시된 바와 같이, 예에서, 통합 메커니즘(520)은 다수의 시일들(540)을 포함한다. 예에서, 다수의 시일들(540)은 백킹 플레이트(508)의 내부 표면에 커플링(예컨대, 고정)되고, 진공 배깅막(506)과의 시일링 가능한 맞물림을 위해 구성된다. 예에서, 다수의 시일들(540)은 가요성 립 시일(flexible lip seal)을 포함하거나 그의 형태를 취한다.
도 9 및 10은, 진공 압력의 인가 이전이지만, 진공 배깅막(506)에 시일링된 백킹 플레이트(508)를 도시한다. 진공 압력의 인가 동안, 블래더 맨드릴 레이업(128) 및 진공 배깅막(506)이 백킹 플레이트(508)의 내부 표면을 향해 그리고 이와 접촉하게 당겨지거나 끌어당겨진다는 것이 인지되어야 한다. 진공 압력은, 블래더 맨드릴 레이업(128)의 컴포넌트들을 통합하고 압밀된 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해, 진공 배깅막(506)과 백킹 플레이트(508) 사이에 블래더 맨드릴 레이업(128)을 압축한다.
예에서, 통합 다음에, 백킹 플레이트(508)는 또한 통합되었지만 아직 경화되지 않은 블래더 맨드릴 패키지(100)를 이송하는 것을 돕는다. 예에서, 통합 다음에, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 단지 함께 점착되어 다소 부서지기 쉬운데, 왜냐하면 블래더 맨드릴 패키지(100)가 블래더 맨드릴 패키지(100)의 컴포넌트들 사이를 점착시킴으로써 단지 뭉쳐지기 때문이다. 예에서, 통합 다음에, 진공 배깅막(506) 및 백킹 플레이트(508)는, 진공 챔버가 통합을 유지하기 위해 블래더 맨드릴 패키지(100)의 이송 동안 진공으로 유지되도록 다수의 시일들(540)을 통해 시일링된 상태를 유지하는 것으로 고려된다.
예에서, 통합 다음에, 맨드릴 블래더 패키지(100)는 백킹 플레이트(508)에 커플링된다. 예컨대, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 일시적으로 백킹 플레이트(508)에 커플링된다. 예에서, 통합 동안에 백킹 플레이트(508)의 내부 표면에 대해 블래더 맨드릴 패키지(100)를 압밀하는 진공 압력으로 인해, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 블래더 맨드릴 패키지(100)의 통합되었지만 아직 경화되지 않은 컴포넌트들을 형성하는 복합 재료들의 고유의 점착성에 의해 백킹 플레이트(508) 상의 제자리에 고정된다. 다른 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 백킹 플레이트(508)를 통해 능동 진공을 인가하거나 사용함으로써 백킹 플레이트(508) 상의 제자리에 고정된다.
예에서, 통합 다음에 그리고 블래더 맨드릴 패키지(100)가 백킹 플레이트(508)에 커플링된 경우에, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 다이 툴(502)로부터 제거된다. 통합 다음에 그리고 블래더 맨드릴 패키지(100)가 다이 툴(502)로부터 제거된 경우에, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 복합 구조물(200)을 형성하기 위해 사용될 준비가 된다.
일반적으로 도 1 및 11-17을 참조하면, 예에서, 복합 구조물(200)은 복합 스트링거(210)(도 1)를 포함한다. 이러한 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하는 데 사용된다. 이어서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복합 스트링거(210)를 형성하도록 경화된다. 도 11-16은, 도 4-10에 도시된 블래더 맨드릴 패키지(100)의 배향과 비교하여, 뒤집힌 배향의, 또는 180도 회전된 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508)를 도시한다. 다시 말하면, 도 11-17에 도시된 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508)는 도 2 및 3에 도시된 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508)의 예들이다. 도 11 및 13은 아직 압밀 또는 통합되지 않은(즉, 통합 압력이 아직 인가되지 않은) 스트링거 레이업(204)의 컴포넌트들을 도시한다. 도 12 및 14는, 도 11 및 13에 각각 도시된 컴포넌트들로 형성된 압밀된 구조물로서 압밀된 스트링거 패키지(206)를 도시한다. 도 15 및 16은 스트링거 프리폼을 형성하는 부분으로서, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하기 위해 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 예시적인 기술을 도시한다. 도 17은 복합 스트링거(210)를 형성하기 위해 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화시키는 예시적인 기술을 도시한다.
도 11-16을 참조하면, 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복합 장입물(composite charge)(202) 및 블래더 맨드릴 패키지(100)를 포함한다. 도 11 및 13에 예시된 바와 같이, 복합 장입물(202)은 스트링거 레이업(204)을 형성하기 위해 블래더 맨드릴 패키지(100) 위에 배치된다. 블래더 맨드릴 패키지(100) 위에 복합 장입물(202)을 형성하기 위해 성형 압력 또는 힘이 복합 장입물(202)에 인가되고, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하기 위해 압축 압력 또는 힘이 스트링거 레이업(204)에 인가된다. 본원의 아래에 더 상세히 설명될 바와 같이, 하나 이상의 예들에서, 진공 백(568)(도 15 및 16)은 스트링거 레이업(204) 위에 형성되고, 스트링거 레이업(204)의 둘레를 넘어 백킹 플레이트(508)에 시일링되거나, 스트링거 레이업(204)은 더 높은 압력에서 오토클레이브(autoclave)에 배치되거나, 진공 백(568) 및 가압된 오토클레이브 둘 모두는 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하는 데 사용된다.
도 12 및 14에 예시된 바와 같이, 예에서, 복합 장입물(202)이 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508) 위에 형성될 때, 복합 장입물(202)은, 반경 필러(예컨대, 누들) 캐비티의 제3 및 마지막 측면을 형성함으로써 스트링거 프리폼의 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 추가로 둘러싼다. 예시된 바와 같이, 반경 필러 캐비티의 제1 측면은 랩핑된 맨드릴(124)에 의해 형성되고, 반경 필러 캐비티의 제2 측면은 백킹 플레이트(508)(예컨대, 도 12) 또는 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)(예컨대, 도 14)에 의해 형성된다.
예에서, 복합 장입물(202)은 복합 재료의 다수의 플라이들 또는 시트들을 포함하거나 이들로 구성된다. 복합 재료의 각각의 플라이는 중합체 수지 매트릭스에 결속된 보강 섬유들을 포함한다. 복합 재료에 사용되는 수지들은 열가소성 또는 열경화성 수지들을 포함할 수 있다. 섬유들은 단방향일 수 있거나, 직포(woven cloth) 또는 직물의 형태를 취할 수 있다. 복합 장입물(202)의 상이한 플라이들의 복합 재료의 섬유들은 동일한 섬유 배향 또는 상이한 배향들을 가질 수 있다. 일반적으로, 복합 장입물(202)의 중합체 수지 매트릭스는 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)의 중합체 수지 재료, 랩 플라이(102)의 중합체 수지 매트릭스 및 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)의 중합체 수지 매트릭스와 호환 가능하다.
예에서, 복합 장입물(202)의 복합 재료의 섬유들, 랩 플라이(102)의 복합 재료의 섬유들, 및 내부 몰드 라인 플라이(122)의 복합 재료의 섬유들은 동일한 섬유 배향을 갖는다. 다른 예에서, 복합 장입물(202)의 복합 재료의 섬유들, 랩 플라이(102)의 복합 재료의 섬유들, 및 내부 몰드 라인 플라이(122)의 복합 재료의 섬유들 중 하나 이상은 상이한 섬유 배향들을 갖는다.
도 11-14에 예시된 바와 같이, 예에서, 복합 장입물(202)의 대향하는 측면들 중 하나 또는 둘 모두는 테이퍼진 에지 부분을 갖고, 그래서 복합 장입물(202)의 단부들이 스카프(scarf)를 형성한다. 이러한 예에서, 스카프 단부는 복합 장입물(202)을 형성하는 복합 재료의 플라이들의 수의 플라이 감소들(ply drop offs)에 의해 형성될 수 있다.
일반적으로, 하나 이상의 예들에서, 스트링거 레이업(204)은 강성 베이스(564) 상에 형성된다. 도 11-14에 예시된 바와 같이, 예에서, 강성 베이스(564)는 블래더 맨드릴 패키지(100)의 형성 동안 사용되는 백킹 플레이트(508)이다. 다시 말해서, 스트링거 레이업(204)은, 블래더 맨드릴 패키지(100)가 형성되고 블래더 맨드릴 패키지(100)가 커플링되는 백킹 플레이트(508) 상에 형성된다. 이 구성은 유리하게는, 블래더 맨드릴 패키지(100)가 형성된 제조 환경(250)의 제1 위치로부터, 스트링거 레이업(204)이 형성되어야 하는 제조 환경(250)의 제2 위치로, 블래더 맨드릴 패키지(100)가 통합된 전체로서 이송되는 것을 가능하게 한다.
도 12에 예시된 바와 같이, 예에서, 복합 장입물(202)을 성형할 때, 복합 장입물(202)은 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 백킹 플레이트(508)와 접촉한다. 도 14에 예시된 바와 같이, 다른 예에서, 복합 장입물(202)을 성형할 때, 복합 장입물(202)은 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 내부 몰드 라인 플라이(122)와 접촉한다.
예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100) 위에 복합 장입물(202)을 배치한 후, 복합 장입물(202)을 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508)(예컨대, 강성 베이스(564))로 성형하기 위한 압력이 스트링거 레이업(204)에 인가된다. 이러한 성형 압력은, 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508)의 단면 형상과 상보적인 단면 형상을 갖는 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하도록 구성된다. 복합 장입물(202) 및 블래더 맨드릴 패키지(100)에 인가된 압력은 기계적 압력, 진공 압력, 또는 기계적 압력 및 진공 압력의 조합일 수 있다.
도 1, 15 및 16에 예시된 바와 같이, 예에서, 기계적 압력은 기계적 성형 툴(560)을 사용하여 인가된다. 기계적 성형 툴(560)은 임의의 바람직한 구성을 취할 수 있다. 예에서, 기계적 성형 툴(560)은 복수의 기계적 핑거들(566)을 포함한다. 기계적 압력을 인가하는 것은, 기계적 핑거들(566)을 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508) 상의 복합 장입물(202)에 걸쳐 또는 위에서 슬라이딩시킴으로써 기계적 핑거들(566)을 사용하여 복합 장입물(202)을 블래더 맨드릴 패키지(100) 상에 가압하는 것을 포함한다.
도 1, 15 및 16에 예시된 바와 같이, 예에서, 진공 압력은 진공 형성 장비(562)를 사용하여 공급된다. 진공 형성 장비(562)는 임의의 바람직한 구성을 취할 수 있다. 예에서, 진공 형성 장비(562)는 진공 백(568), 다수의 시일들(570), 튜빙 및 진공 소스 중 적어도 하나를 포함한다. 진공 압력을 인가하는 것은 진공 백(568)을 사용하여 백킹 플레이트(508)에 대해 스트링거 레이업(204)을 압축한다.
기계적 핑거들(566)은 임의의 바람직한 형상을 가질 수 있고, 임의의 바람직한 힘에 의해 작동될 수 있다. 도 16에 예시된 바와 같이, 복합 장입물(202) 및 블래더 맨드릴 패키지(100)는 백킹 플레이트(508)(예컨대, 강성 베이스(564))와 진공 백(568) 사이에 존재한다. 블래더 맨드릴 패키지(100)는 백킹 플레이트(508) 상에 복합 장입물(202)을 성형하기 위해 존재한다. 예에서, 특히 변곡점들(inflection points)(228) 및 변곡점들(230)(도 16)에서 기계적 핑거들(566)로 복합 장입물(202)을 성형하는 것은, 특히 변곡점들(228) 및 변곡점들(230)에 걸쳐 플라이들의 어떠한 브리징도 없다는 것을 보장한다. 다시 말해서, 복합 장입물(202)을 블래더 맨드릴 패키지(100) 위에 성형할 때, 복합 장입물(202) 위에서 기계적 핑거들(566)의 핑거팁들(574)을 슬라이딩시키는 것은 복합 장입물(202)과 블래더 맨드릴 패키지(100) 사이의 복합 층들 사이의 플라이들의 브리징을 피한다. 기계적 핑거들(566)은, 압밀된 스트링거 패키지(206)(도 12 및 14)의 제1 웹(212) 및 제2 웹(214)을 형성하기 위한 복합 장입물(202)을 변곡점들(228) 및 변곡점들(230)로 가라앉힘으로써 이러한 플라이들의 브리징을 피한다.
도 16은 스트링거 레이업(204)을 압밀하면서 기계적 성형 툴(560)의 예를 예시한다. 예시적인 예에서, 스트링거 레이업(204)은, 랩핑된 맨드릴(124)(즉, 랩 플라이(102)에 의해 둘러싸인 맨드릴(104)), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 내부 몰드 라인 플라이(122)를 포함하는 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 복합 장입물(202)을 포함한다. 내부 몰드 라인 플라이(122)가 도 16에 예시된 스트링거 레이업(204)의 예에 존재하지만, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 선택적이다.
예에서, 기계적 성형 툴(560)은 복합 장입물(202)을 성형하고 스트링거 레이업(204)을 형성하기 위한 기계적 압력을 인가하고, 이어서 진공 형성 장비(562)는 스트링거 레이업(204)을 압밀하고 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하기 위해 진공 압력을 인가한다. 다른 예에서, 기계적 압력 및 진공 압력은 실질적으로 동시에 인가된다. 예에서, 진공 압력은 기계적 압력보다 더 오래 스트링거 레이업(204) 상에 유지될 수 있다. 도 16에 예시된 바와 같이, 예에서, 복수의 기계적 핑거들(566)은 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508) 상의 복합 장입물(202)에 걸쳐 슬라이딩한다. 기계적 핑거들(566)은 복합 장입물(202)을 성형하고 압밀하기 위한 기계적 압력을 복합 장입물(202)에 인가한다. 예에서, 진공 압력은 진공 백(568) 아래의 스트링거 레이업(204)에 인가된다.
도 16은 블래더 맨드릴 패키지(100) 위에 복합 장입물(202)을 성형하는 동작 동안의 기계적 성형 툴(560)을 도시한다. 성형 및 압밀 동작의 예에서, 초기에, 복합 장입물(202)은 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508) 위에 배치된다. 이어서, 진공 백(568)은 복합 장입물(202) 위에 배치된다.
예에서, 이어서 기계식 성형 툴(560)의 캡-형성 부분(572)은 진공 백(568)과 접촉하게 되고, 진공 백(568)의 부분 및 복합 장입물(202)의 부분을 블래더 맨드릴 패키지(100)의 최상부 표면(140)에 대해 푸시하기 위한 기계적 압력을 인가한다. 다시 말해서, 복합 장입물(202)의 부분은 진공 백(568)과 블래더 맨드릴 패키지(100) 사이에 샌드위치된다. 성형 동작의 이러한 부분은, 압밀된 스트링거 패키지(206)(도 12 및 14)의 캡(220)이 될 것을 성형하기 위해 블래더 맨드릴 패키지(100)의 최상부 표면(140) 위에 진공 백(568) 및 복합 장입물(202)을 부분적으로 성형한다.
예에서, 이어서 기계적 핑거들(566)의 핑거팁들(574)은, 블래더 맨드릴 패키지(100)의 최상부에 인접한, 이를테면, 블래더 맨드릴 패키지(100)의 대향하는 변곡점들(162)에 인접한, 각각 블래더 맨드릴 패키지(100)의 최상부 표면(140)과 제1 측면(142) 사이 그리고 최상부 표면(140)과 제2 측면(144) 사이의 진공 백(568)과 접촉하게 유도된다. 성형 동작의 이러한 부분은, 압밀된 스트링거 패키지(206)(도 12 및 14)의 캡(220)과 제1 웹(212) 및 제2 웹(214) 사이에 변곡점들(228)(도 16)이 될 것을 성형하기 위해, 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제1 측면(142) 및 제2 측면(144)의 부분들 위에 진공 백(568) 및 복합 장입물(202)을 부분적으로 성형한다.
예에서, 이어서 기계적 핑거들(566)의 핑거팁들(574)은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제1 측면(142) 및 제2 측면(144)을 따라 하향으로 그리고 외향으로 슬라이딩하고, 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제1 측면(142) 및 제2 측면(144) 각각에 대해 복합 장입물(202)의 부분 및 진공 백(568)의 부분을 푸시하기 위한 기계적 압력을 인가한다. 다시 말해서, 복합 장입물(202)의 부분은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제1 측면(142) 및 제2 측면(144)과 진공 백(568) 사이에 샌드위치된다. 성형 동작의 이러한 부분은, 압밀된 스트링거 패키지(206)(도 12 및 14)의 제1 웹(212) 및 제2 웹(214)이 될 것을 성형하기 위해 제1 측면(142) 및 제2 측면(144) 위에 진공 백(568) 및 복합 장입물(202)을 추가로 성형한다.
예에서, 기계적 핑거들(566)의 핑거팁들(574)은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 향해 아래로 계속 슬라이딩하고, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116) 각각에 대해 진공 백(568)의 부분 및 복합 장입물(202)의 부분을 푸시하기 위한 기계적 압력을 인가한다. 다시 말해서, 복합 장입물(202)의 부분은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)와 진공 백(568) 사이에 샌드위치된다. 성형 동작의 이러한 부분은, 압밀된 스트링거 패키지(206)(도 12 및 14)의 제1 웹(212)과 제1 플랜지(216) 사이 그리고 제2 웹(214)과 제2 플랜지(218) 사이의 변곡점들(230)(도 16)이 될 것을 성형하기 위해 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116) 위에 진공 백(568) 및 복합 장입물(202)을 추가로 성형한다.
예에서, 이어서, 백킹 플레이트(508)에 대해 진공 백(568)의 부분과 복합 장입물(202)의 부분을 푸시하기 위한 진공 압력이 (예컨대, 다수의 시일들(570)을 통해) 시일링된 진공 백(568)과 백킹 플레이트(508) 사이의 스트링거 레이업(204)에 인가된다. 다시 말해서, 복합 장입물(202)의 부분은 진공 백(568)과 백킹 플레이트(508) 사이에 샌드위치되거나, 복합 장입물(202)의 부분은, 도 16에 예시된 바와 같이, 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)와 진공 백(568) 사이에 샌드위치된다. 성형 동작의 이러한 부분은, 압밀된 스트링거 패키지(206)(도 12 및 14)의 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)가 될 것을 성형하기 위해 백킹 플레이트(508) 위에 복합 장입물(202)을 추가로 성형한다.
위에 설명된 동작은, 임의의 주름들을 평활하게 하고 변곡점들(228) 및 변곡점들(230)(도 16)에서 플라이들의 브리징을 방지하면서, 스트링거 레이업(204)(또는 스트링거 프리폼)이 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508) 위에 성형되는 것을 가능하게 한다. 이 동작은 또한, 복합 장입물(202)을 성형할 때, 진공 백(568)에서 임의의 주름들을 평활하게 하면서 진공 백(568)의 적절한 배치를 가능하게 한다.
도 15 및 16의 기계적 성형 툴(560) 및 진공 형성 장비(562)의 예시들은, 임의의 예가 구현될 수 있는 방식에 대한 물리적 또는 아키텍처 제한들을 암시하려는 것은 아니다. 예에서, 기계적 성형 툴(560)은 임의의 바람직한 수 및 형상의 기계적 핑거들(566)을 가질 수 있다. 예에서, 기계적 성형 툴(560)의 캡-형성 부분(572)은 상이한 형상을 가질 수 있다. 예에서, 기계적인 성형 툴(560)은 스트링거 레이업(204)에 기계적인 압력을 인가하기 위한 다이어프램 또는 팽창 가능한 블래더를 포함할 수 있다. 예에서, 기계적인 성형 툴(560) 및 더 구체적으로, 기계적 핑거(566)는, 백킹 플레이트(508)에 대해 진공 백(568)의 부분 및 복합 장입물(202)의 부분을 푸시하기 위한 기계적 압력을 인가하도록 구성될 수 있다. 예에서, 진공 형성 장비(562)는 다양한 상이한 진공-형성 디바이스들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 기계적 압력 및 진공 압력 중 적어도 하나가 인가되는 동안에, 복합 장입물(202)과 같은 결과적인 압밀된 스트링거 패키지(206)의 하나 이상의 컴포넌트들은 주변 온도에 있다. 다른 예들에서, 기계적 압력 또는 진공 압력 중 적어도 하나가 인가되는 동안에, 복합 장입물(202) 또는 압밀된 스트링거 패키지(206)의 다른 컴포넌트가 가열될 수 있다.
일반적으로, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 블래더 맨드릴 패키지(100)의 단면 형상 및 백킹 플레이트(508)의 부분에 의해 규정된 단면 형상을 갖는다. 도 12 및 14에 예시된 바와 같이, 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 모자형 단면과 같은 부분 폐쇄형 단면 형상을 갖는다. 이러한 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 제1 웹(212), 제2 웹(214), 캡(220), 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)를 포함한다. 캡(220)은 제1 웹(212) 및 제2 웹(214)에 연결되고 이들 사이에서 연장된다. 제1 웹(212) 및 제2 웹(214)은 캡(220)의 대향하는 측들 상에 있다. 제1 플랜지(216)는 제1 웹(212)에 연결되고 이로부터 연장된다. 제2 플랜지(218)는 제2 웹(214)에 연결되고 이로부터 연장된다. 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)는 캡(220)의 대향하는 측들 상에 있다.
일반적으로, 도 11-14에 예시된 바와 같이, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 캡(220), 제1 웹(212) 및 제2 웹(214)을 성형하고, 백킹 플레이트(508)는 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)를 성형한다. 예컨대, 캡(220)은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 최상부 표면(140)에 의해 성형되며, 이는 또한 캡-성형 표면으로 지칭될 수 있다. 제1 웹(212)은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제1 측면(142)에 의해 성형되며, 이는 또한 제1 웹-성형 표면으로 지칭될 수 있다. 제2 웹(214)은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 제2 측면(144)에 의해 성형되며, 이는 또한 제2 웹-성형 표면으로 지칭될 수 있다. 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)는 백킹 플레이트(508)의 표면(532)에 의해 성형된다.
도 12에 예시된 바와 같이, 예에서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 복합 장입물(202), 랩핑된 맨드릴(124) 및 백킹 플레이트(508) 사이에 포지셔닝된다. 제1 반경 필러(114)는 제1 웹(212), 랩핑된 맨드릴(124) 및 백킹 플레이트(508) 사이의 만곡을 수용하고 이를 따른다(예컨대, 3개의 벽 캐비티를 채운다). 제2 반경 필러(116)는 제2 웹(214), 랩핑된 맨드릴(124) 및 백킹 플레이트(508) 사이의 만곡을 수용하고 이를 따른다(예컨대, 3개의 벽 캐비티를 채운다). 랩 플라이(102)의 부분은 제1 반경 필러(114)와 제2 반경 필러(116) 사이에서 연장되고, 따라서 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)를 연결한다. 예에서, 랩 플라이(102)의 부분, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 압밀된 스트링거 패키지(206)의 최하부(222)를 형성한다. 최하부(222)는 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)를 연결하고, 캡(220), 제1 웹(212) 및 제2 웹(214) 아래로 연장된다.
도 14에 예시된 바와 같이, 내부 몰드 라인 플라이(122)가 존재하는 예에서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 복합 장입물(202), 랩핑된 맨드릴(124) 및 내부 몰드 라인 플라이(122) 사이에 포지셔닝된다. 제1 반경 필러(114)는 제1 웹(212), 랩핑된 맨드릴(124) 및 내부 몰드 라인 플라이(122) 사이의 만곡을 수용하고 이를 따른다(예컨대, 3개의 벽 캐비티를 채운다). 제2 반경 필러(116)는 제2 웹(214), 랩핑된 맨드릴(124) 및 내부 몰드 라인 플라이(122) 사이의 만곡을 수용하고 이를 따른다(예컨대, 3개의 벽 캐비티를 채운다). 내부 몰드 라인 플라이(122)는 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116) 위에서 연장되고, 따라서 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)를 연결한다. 예에서, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 압밀된 스트링거 패키지(206)의 최하부(222)를 형성한다. 최하부(222)는 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)를 연결하고, 캡(220), 제1 웹(212) 및 제2 웹(214) 아래로 연장된다.
예에서, 압력의 인가(예컨대, 복합 장입물(202)을 성형하기 위한 기계적 압력을 인가하는 것 또는 스트링거 레이업(204)에 진공 압력을 인가하는 것)는, 도 16에 예시된 바와 같이, 복합 장입물(202)을 블래더 맨드릴 패키지(100)의 랩 플라이(102)에 접착한다. 압력의 인가는 또한 복합 장입물(202)을 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)에 접착(예컨대, 적어도 제자리에 점착)시킨다. 내부 몰드 라인 플라이(122)가 존재하는 예에서, 압력의 인가는 또한 복합 장입물(202)을 내부 몰드 라인 플라이(122)에 접착(예컨대, 적어도 제자리에 점착)한다.
(예컨대, 기계적 압력 및/또는 진공 압력의 인가에 의한) 성형 및 통합 다음에, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 경화되지 않지만, 제조 환경(250)(도 1) 내에서 백킹 플레이트(508) 상에서 이송되기에 충분히 단단하다.
예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 백킹 플레이트(508)(예컨대, 강성 베이스(564)) 상에 형성(예컨대, 성형 및 통합)된다. 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성한 후, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 경화를 위해 백킹 플레이트(508) 상에서 이송된다. 이 구성은 유리하게는, 압밀된 스트링거 패키지(206)가 형성된 제조 환경(250)의 제2 위치로부터, 압밀된 스트링거 패키지(206)가 복합 스트링거(210)를 형성하도록 경화되어야 하는 제조 환경(250)의 제3 위치로, 압밀된 스트링거 패키지(206)가 통합된 전체로서 이송되는 것을 가능하게 한다.
도 1 및 17을 참조하면, 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 경화 툴(550) 상에 배치된다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 경화 툴(550)의 중공(552)에 배치된다. 중공(552)은 경화 툴(550)의 고유한 위치이다. 압밀된 스트링거 패키지(206)는 중공(552) 내에 끼워맞춤된다. 일반적으로, 경화 툴(550)의 중공(552)의 형상은 형성되는 복합 구조물(200)에 대응한다. 예컨대, 복합 스트링거(210)의 기하학적 구조와 같은 복합 구조물(200)의 기하학적 구조는 중공(552)의 기하학적 구조의 설계를 구동시킨다. 압밀된 스트링거 패키지(206) 및 중공(552)은 복합 구조물(200)의 원하는 기하학적 구조를 발생시키기에 적합한 기하학적 구조로 형성된다. 또한, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 중공(552)의 임의의 만곡들에 상보적이다.
도 17에 예시된 바와 같이, 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화 툴(550) 상에 배치한 후에, 복합 스킨(208)이 압밀된 스트링거 패키지(206) 위에 배치된다. 이어서, 복합 스킨(208) 및 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복합 구조물(200)(도 1)을 형성하기 위해 경화 툴(550) 상에서 동시-경화된다. 도 17은 경화 이전에 복합 구조물(200)을 형성하는 복합 레이업의 컴포넌트들을 도시한다.
예에서, 복합 구조물(200)은 항공기 타입 스킨 패널 조립체의 예이다. 복합 스킨(208)은 항공기 타입 스킨 패널 조립체의 스킨의 예이다. 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복합 스트링거(210)와 같은 항공기 타입 스킨 패널 조립체의 보강재(stiffener)의 예이다. 따라서, 도 17에 도시된 예시적인 예에서, 복합 스킨(208)의 표면(224)(예컨대, 외부 또는 최상부 표면)은 스킨 패널 조립체의 OML(Outer Mold Line)을 형성하고, 복합 스킨(208)의 표면(226)(예컨대, 내부 또는 최하부 표면)은, 압밀된 스트링거 패키지(206)에 대해 배치된, 스킨 패널 조립체의 IML(Inner Mold Line)을 형성한다.
도 17에 도시된 예시적인 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복합 장입물(202), 랩핑된 맨드릴(124)(즉, 랩 플라이(102)에 의해 둘러싸인 맨드릴(104)), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 내부 몰드 라인 플라이(122)를 포함한다. 이러한 예에서, 복합 스킨(208)은 내부 몰드 라인 플라이(122)에 대해 배치된다. 도 17에 예시된 압밀된 스트링거 패키지(206)의 예가 도 14에 도시된 압밀된 스트링거 패키지(206)(예컨대, 내부 몰드 라인 플라이(122)가 존재함)와 유사한 레이업을 갖지만, 다른 예들에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 임의의 바람직한 레이업을 가질 수 있다. 예컨대, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복합 장입물(202), 랩핑된 맨드릴(124)(즉, 랩 플라이(102)에 의해 둘러싸인 맨드릴(104)), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116)를 포함하는, 도 12에 도시된 압밀된 스트링거 패키지(206)와 같은 레이업을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 복합 스킨(208)은 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)에 대해 배치된다.
예에서, 복합 스킨(208)은 복합 재료의 다수의 플라이들 또는 시트들을 포함하거나 이로 구성된다. 복합 재료의 각각의 플라이는 중합체 수지 매트릭스에 결속된 보강 섬유들을 포함한다. 복합 재료에 사용되는 수지들은 열가소성 또는 열경화성 수지들을 포함할 수 있다. 섬유들은 단방향일 수 있거나, 직포 또는 직물의 형태를 취할 수 있다. 복합 스킨(208)의 상이한 플라이들의 복합 재료의 섬유들은 동일한 섬유 배향 또는 상이한 배향들을 가질 수 있다. 일반적으로, 복합 스킨(208)의 중합체 수지 매트릭스는 복합 장입물(202)의 중합체 수지 매트릭스, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)의 중합체 수지 재료, 랩 플라이(102)의 중합체 수지 매트릭스 및, 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)의 중합체 수지 매트릭스와 호환 가능하다.
예에서, 복합 스킨(208)의 복합 재료의 섬유들, 복합 장입물(202)의 복합 재료의 섬유들, 랩 플라이(102)의 복합 재료의 섬유들, 및 내부 몰드 라인 플라이(122)의 복합 재료의 섬유들은 동일한 섬유 배향을 갖는다. 다른 예에서, 복합 스킨(208)의 복합 재료의 섬유들, 복합 장입물(202)의 복합 재료의 섬유들, 랩 플라이(102)의 복합 재료의 섬유들 및 내부 몰드 라인 플라이(122)의 복합 재료의 섬유들 중 하나 이상은 상이한 섬유 배향들을 갖는다. 예에서, 각각의 플라이는 서로 인접하게 놓인 단방향 토우들(tows) 또는 테이프들로 구성되며, 이는 특정 배향의 평행하는 섬유들의 플라이를 형성한다. 예에서, 섬유들의 플라이-플라이 배향은 동일할 수 있거나 상이할 수 있다.
예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 형성 맨드릴로서 기능한다. 이러한 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)의 형성(예컨대, 성형 및 통합) 다음에, 맨드릴(104)은 압밀된 스트링거 패키지(206)로부터 제거된다. 맨드릴(104)의 제거 다음에, 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 압밀된 스트링거 패키지(206)의 부분으로 남는다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)로부터 맨드릴(104)의 제거 다음에, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 경화 툴(550)(도 17)에 배치되고, 복합 스트링거(210)를 형성하도록 경화된다. 이러한 예에서, 진공 백, 팽창 가능한 블래더 또는 다른 타입의 가압 디바이스는 경화 동안 압밀된 스트링거 패키지(206)를 내부적으로 지지하는 데 사용된다. 경화 다음에, 복합 장입물(202), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 복합 스트링거(210)를 형성한다.
따라서, 맨드릴(104)은 형성 동안 압밀된 스트링거 패키지(206)의 형상을 지지 및 유지할 수 있으면서, 또한 압밀된 스트링거 패키지(206)의 형성 다음에 압밀된 스트링거 패키지(206)로부터 쉽게 제거될 수 있는 임의의 재료로 제조될 수 있다.
다른 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 형성 맨드릴로서 그리고 경화 맨드릴로서 기능한다. 이러한 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는, 복합 스트링거(210)를 형성하기 위한 압밀된 스트링거 패키지(206)의 경화 동안에, 압밀된 스트링거 패키지(206)에 남는다. 압밀된 스트링거 패키지(206)의 경화 및 복합 스트링거(210)의 형성 다음에, 맨드릴(104)은 복합 스트링거(210)로부터 제거된다. 경화 다음에, 복합 장입물(202), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 복합 스트링거(210)를 형성한다. 맨드릴(104)의 제거 다음에, 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 복합 스트링거(210)의 부분으로 남는다.
따라서, 맨드릴(104)은, 형성 및 경화 동안, 압밀된 스트링거 패키지(206)의 형상을 지지 및 유지할 수 있으면서, 또한 복합 구조물(200)(예컨대, 복합 스트링거(210))의 형성 다음에, 복합 구조물(200)로부터 쉽게 제거될 수 있는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 맨드릴(104)의 예들은 중실형(solid) 맨드릴, 중공 맨드릴, 접을 수 있는 맨드릴, 분해 가능한 맨드릴 또는 팽창 가능한 맨드릴 중 적어도 하나를 포함한다.
예에서, 접을 수 있는 맨드릴은 발포(foam) 부분들 및 강성 중심을 포함한다. 접을 수 있는 맨드릴의 발포 부분들을 접는 것은 형성 다음에 복합 구조물(200)의 나머지로부터 맨드릴(104)의 제거를 가능하게 한다. 접을 수 있는 맨드릴을 제거하는 데 필요한 볼륨의 최소 감소는 복합 스트링거(210)의 윤곽과 같은 다양한 팩터들에 의존할 수 있다.
예에서, 팽창 가능한 맨드릴은 중합 재료, 금속 재료, 또는 다른 적절한 기밀 재료와 같은 임의의 바람직한 재료로 제조된 팽창 가능한 블래더를 포함한다. 팽창 가능한 맨드릴의 팽창 가능한 블래더를 수축(deflating)시키는 것은 형성 다음에 복합 구조물(200)의 나머지로부터 맨드릴(104)의 제거를 가능하게 한다.
이러한 예들 중 임의의 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는, 경화 전에 수행되든지 또는 경화 후에 수행되든지 간에, 압밀된 스트링거 패키지(206)로부터 맨드릴(104)을 제거하기 위한 수단 또는 메커니즘을 포함한다. 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 맨드릴(104)과 랩 플라이(102) 사이에 위치된 하나 이상의 추가적인 재료의 층들을 포함한다. 맨드릴(104)을 랩 플라이(102)로 랩핑하기 전에, 하나 이상의 추가적인 재료의 층들은 맨드릴(104) 둘레에 랩핑될 수 있다. 예컨대, 블래더 맨드릴 패키지(100)는, 블래더 맨드릴 패키지(100)의 통합 동안, 압밀된 스트링거 패키지(206)의 통합 동안 그리고/또는 압밀된 스트링거 패키지(206)의 경화 동안, 랩 플라이(102)가 맨드릴(104)에 접착되는 것을 방지하도록 구성된 릴리스 플라이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
예시되지 않지만, 하나 이상의 예들에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복잡한 윤곽들을 가질 수 있다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 자신의 길이를 따라 다수의 복잡한 윤곽들을 가질 수 있다. 압밀된 스트링거 패키지(206)의 윤곽들은 일정하거나 변할 수 있다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 X-Y 평면의 만곡들 및/또는 X-Z 평면의 만곡들을 가질 수 있다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 또한, 예컨대, X- 축을 따라 꼬일 수 있다. 압밀된 스트링거 패키지(206)는 일정하거나 변하는 각도로 꼬일 수 있다. 본 개시내용의 목적상, "만곡"이라는 용어는 1차 종축을 따른 굽힘 또는 조글(joggle)을 지칭한다. 본 개시내용의 목적상, "꼬임"이라는 용어는, 굽힘 또는 조글보다는, 주로 종축으로 여전히 이어지면서 종축을 중심으로 한 회전을 지칭한다.
그에 따라서, 그리고 도 18-22에 예시된 바와 같이, 하나 이상의 예들에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 사용하여 형성된 압밀된 스트링거 패키지(206)의 윤곽들을 규정하는 복잡한 윤곽들을 가질 수 있다. 도 18-22에 예시된 바와 같이, 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 자신의 1차 종축(즉, 자신의 길이)을 따른 다수의 복잡한 윤곽들을 가질 수 있다. 블래더 맨드릴 패키지(100)의 윤곽들은 일정하거나 변할 수 있다. 윤곽들은 굽힘, 조글 및/또는 꼬임 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 X-Y 평면의 만곡들 및/또는 X-Z 평면의 만곡들을 갖는다. 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)가 또한 꼬인다. 블래더 맨드릴 패키지(100)는 일정하거나 변하는 각도(θ)(도 19 및 20)로 꼬일 수 있다.
도 18은 블래더 맨드릴 패키지(100)의 복잡한 윤곽(예컨대, 만곡 및 꼬임)을 예시한다. 도 19 및 20은 Y-Z 평면 내의 블래더 맨드릴 패키지(100)의 꼬임들을 예시한다. 도 21은 X-Y 평면의 블래더 맨드릴 패키지(100)의 조글을 예시한다. 도 22는 X-Z 평면의 블래더 맨드릴 패키지(100)의 굽힘을 예시한다.
도 18-22에 예시된 블래더 맨드릴 패키지(100)의 예가 도 3에 예시된 블래더 맨드릴 패키지(100)(예컨대, 내부 몰드 라인 플라이(122)가 존재함)와 유사한 레이업을 갖지만, 다른 예들에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 임의의 바람직한 레이업을 가질 수 있다. 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 도 2에 예시된 블래더 맨드릴 패키지(100)와 같은 레이업을 가질 수 있다.
따라서, 하나 이상의 예들에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)의 블래더 맨드릴 패키지(100)는 X-Y 축, X-Z 축 및/또는 Y-Z 축 중 적어도 하나의 윤곽을 갖는다. 일반적으로, 블래더 맨드릴 패키지(100)의 윤곽은 형성되는 복합 스트링거(210) 또는 복합 구조물(200)의 원하는 윤곽에 대응한다. 예컨대, 복합 스트링거(210)의 윤곽과 같은, 복합 구조물(200)의 윤곽은 압밀된 스트링거 패키지(206) 및 따라서 블래더 맨드릴 패키지(100)의 윤곽의 설계를 구동시킨다. 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복합 스트링거(210)와 같은 복합 구조물(200)의 원하는 윤곽을 발생시키기에 적절한 윤곽들로 형성된다.
따라서, 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)의 만곡은 압밀된 스트링거 패키지(206)에 만곡을 부여한다. Y-Z 평면의 꼬임은 또한 롤(roll)로 지칭될 수 있고, X-Z 평면의 만곡(예컨대, 굽힘 또는 조글)은 또한 피치(pitch)로 지칭될 수 있고, X-Y 평면의 만곡(예컨대, 굽힘 또는 조글)은 또한 요(yaw)로 지칭될 수 있다.
블래더 맨드릴 패키지(100)가 만곡을 갖는 예들에서, 베이스 플레이트(508)는 상보적인 만곡을 갖는다. 또한, 블래더 맨드릴 패키지(100)가 만곡을 갖는 예들에서, 캐비티(504)(도 4 내지 10)를 규정하는 다이 툴(502)의 개개의 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 툴링 표면들은 상보적인 만곡들을 갖는다. 또한, 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 따라서 압밀된 스트링거 패키지(206)가 만곡을 갖는 예들에서, 경화 툴(550)(도 17)의 중공(552)은 상보적인 만곡을 갖는다.
도 1을 참조하면, 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복수의 압밀된 스트링거 패키지들 중 하나이다. 이로써, 복합 스트링거(210)는 복합 구조물(200)의 복수의 복합 스트링거들 중 하나이다. 예에서, 항공기의 동체 또는 날개의 부분과 같은 복합 구조물(200)을 형성하기 위해, 복수의 압밀된 스트링거 패키지들이 형성된다. 복수의 압밀된 스트링거 패키지들은 임의의 수량의 압밀된 스트링거 패키지들을 포함한다. 명시적으로 예시되지 않지만, 복수의 압밀된 스트링거 패키지들은 개개의 블래더 맨드릴 패키지들 상에 형성된 부분 폐쇄형 단면들(예컨대, 모자형 단면)을 갖는 개개의 복합 장입물들을 포함한다. 예컨대, 복수의 압밀된 스트링거 패키지들 각각은 복합 장입물, 복합 장입물과 접촉하는 제1 반경 필러, 복합 장입물과 접촉하는 제2 반경 필러, 및 캡, 제1 웹, 및 제2 웹 내에 포지셔닝된 랩핑된 맨드릴, 및 선택적으로, 제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에서 연장되는 내부 몰드 라인 플라이를 포함한다.
이러한 예에서, 복수의 압밀된 스트링거 패키지들을 형성하는 것은 개개의 블래더 맨드릴 패키지 위에 복수의 복합 장입물들 각각을 배치하는 것을 포함한다. 각각의 개개의 블래더 맨드릴 패키지는 개개의 강성 베이스(예컨대, 백킹 플레이트)에 대해 상보적인 만곡을 갖는다.
예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는 복합 스트링거들(210)을 형성하도록 경화 툴(550) 상에 배치된다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지들(206) 각각은 경화 툴(550) 상의 고유한 위치에 상보적인 만곡을 갖는다. 압밀된 스트링거 패키지들(206) 각각이 고유한 위치에 상보적인 만곡을 가질 때, 압밀된 스트링거 패키지들(206) 각각은 그 자신의 개개의 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 그 자신의 개개의 백킹 플레이트(508)(예컨대, 강성 베이스(564))를 갖는다.
예에서, 모든 원하는 압밀된 스트링거 패키지들(206)을 경화 툴(550) 상에 배치한 후에, 하나 이상의 복합 스킨들(208)은 압밀된 스트링거 패키지들(206) 위에 배치된다. 이어서, 복합 스킨들(208) 및 압밀된 스트링거 패키지들(206)은 경화 툴(550) 상에서 동시-경화된다.
하나 이상의 예들에서, 도 1에 도시되지 않지만, 제조 환경(250)은 다수의 캐리어들, 다수의 셔틀들, 또는 다른 복합 플라이 이동 및 배치 장비를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예들에서, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및/또는 내부 몰드 라인 플라이(122) 중 적어도 하나는 블래더 맨드릴 패키지(100)의 형성을 위한 장비를 사용하여 이동 및 배치될 수 있다. 하나 이상의 예들에서, 복합 장입물(202) 및/또는 블래더 맨드릴 패키지(100)(예컨대, 백킹 플레이트(508) 상에 포지셔닝됨) 중 적어도 하나는 압밀된 스트링거 패키지(206)의 형성을 위한 장비를 사용하여 이동 및 배치될 수 있다. 하나 이상의 예들에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)(예컨대, 백킹 플레이트(508) 상에 포지셔닝됨)는 복합 스트링거(210)의 형성을 위한 장비를 사용하여 이동 및 배치될 수 있다. 다른 예들에서, 하나 이상의 컴포넌트들은 손으로 이동 또는 배치될 수 있다.
하나 이상의 예들에서, 도 1에 도시되지 않지만, 가열 장비가 제조 환경(250)에 존재할 수 있다. 열은 임의의 바람직한 형태의 가열 장비를 사용하여 인가될 수 있다. 예에서, 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 및 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)는, 진공 압력이 압밀된 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 블래더 맨드릴 레이업(128)에 인가되는 동안에 가열될 수 있다. 예에서, 열은 복합 재료의 플라이들에서 수지의 점착성을 증가시킨다. 예에서, 스트링거 레이업(204)은, 진공 압력이 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하기 위해 스트링거 레이업(204)에 인가되는 동안 가열된다. 스트링거 레이업(204)의 가열은 스트링거 레이업(204)의 복합 재료가 실온에서보다 더 유연하게 되게 한다. 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하는 동안 스트링거 레이업(204)을 가열함으로써, 압밀된 스트링거 패키지(206)에서 더 적은 불일치들이 존재할 수 있다.
일반적으로 도 1 및 2 및 특히 도 23을 참조하면, 본 개시내용은, 복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하기 위한 방법(1000)의 예들을 제공한다. 일반적으로, 방법(1000)의 예들은 도 2에 예시된 블래더 맨드릴 패키지(100)의 예 및/또는 도 3에 예시된 블래더 맨드릴 패키지(100)의 예와 같은, 본원에 개시된 블래더 맨드릴 패키지(100)의 예들 중 임의의 예를 형성하는 데 사용될 수 있다.
일반적으로 도 4-10 및 특히 도 23을 참조하면, 예에서, 방법(1000)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이 툴(502)의 캐비티(504) 위에 랩 플라이(102)를 배치하는 단계(블록(1002))를 포함(예컨대, 해당 단계에서 시작)한다. 방법(1000)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 랩 플라이(102) 상에 맨드릴(104)을 배치하는 단계(블록(1004))를 포함한다. 방법(1000)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 맨드릴(104) 및 랩 플라이(102)를 캐비티(504) 내로 가압하는 단계(블록(1006))를 포함한다. 방법(1000)은, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해 랩 플라이(102)를 맨드릴(104) 둘레에 랩핑하는 단계(블록(1008))를 포함한다. 방법(1000)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에 제1 반경 필러(114)를 배치하는 단계(블록(1010))를 포함한다. 방법(1000)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에 제2 반경 필러(116)를 배치하는 단계(블록(1012))를 포함한다. 방법(1000)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 통합하는 단계(블록(1014))를 포함한다. 예에서, 방법(1000)은 통합하는 단계(블록(1014)) 후에 종결된다.
일반적으로 도 4 및 5 및 특히 도 23을 참조하면, 예에서, 방법(1000)은, 맨드릴(104) 및 랩 플라이(102)를 캐비티(504) 내로 가압하는 단계(블록(1006)) 동안 다이 툴(502)의 다이-제1 부분(512) 및 다이 툴(502)의 다이-제2 부분(514)을 서로에 대해 이동(예컨대, 분리)시키는 단계를 포함한다. 예에서, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)은, 맨드릴(104) 및 랩 플라이(102)가 캐비티(504) 내로 가압되는 것에 대한 응답으로, 캐비티(504)를 확대하기 위해 서로로부터 떨어져 이동(예컨대, 분리)한다.
예에서, 방법(1000)은, 다이 툴(502)의 다이-제1 부분(512) 및 다이 툴(502)의 다이-제2 부분(514)을 서로에 대해(예컨대, 떨어져 더 멀리 또는 함께 더 가깝게) 이동시킬 때, 다이-제1 부분(512)의 제1 인터리핑 핑거들(544) 및 제2 다이 부분(514)의 제2 인터리핑 핑거들(546)을 정합되게 맞물림시키는 단계를 포함한다. 예컨대, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)을 서로에 대해 이동(예컨대, 분리)시키는 단계는 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)을 서로에 대해 인터리핑하게 이동(예컨대, 분리)시키는 단계를 포함한다.
일반적으로 도 4를 참조하면, 예에서, 방법(1000)은 캐비티(504)에 위치된 웨지(554)로 랩 플라이(102)를 지지하는 단계를 포함한다. 예에서, 웨지(554)로 랩 플라이(102)를 지지하는 것은 웨지(554)의 제3 툴링 표면(556)을 사용하여 맨드릴(104)의 최상부 표면(106)에 대해 랩 플라이(102)의 중앙 부분(156)을 가압한다.
일반적으로 도 5를 참조하면, 예에서, 방법(1000)은, 맨드릴(104) 및 랩 플라이(102)를 캐비티(504) 내로 가압할 때, 웨지(554)를 사용하여 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)을 분리 구동시키는 단계를 포함한다.
일반적으로 도 5, 6a 및 6b 및 특히 도 23을 참조하면, 방법(1000)에 따라, 예에서, 랩핑하는 단계(블록(1008))는, 도 5에 도시된 바와 같이, 부분적으로 랩핑된 맨드릴(146)을 형성하고, 랩 플라이(102)로 맨드릴(104)을 부분적으로 둘러싸고, 부분적으로 랩핑된 맨드릴(146)을 부분적으로 형성하기 위해, 다이 툴(502)을 사용하여 맨드릴(104)의 외부 표면(126)의 제2 측면(110)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제1 중간 부분(158)을 스위핑하는 단계를 포함한다. 예에서, 랩핑하는 단계(블록(1008))는, 도 5에 예시된 바와 같이, 랩 플라이(102)로 맨드릴(104)을 추가로 둘러싸고, 부분적으로 랩핑된 맨드릴(146)을 형성하기 위해, 다이-제2 부분(514)을 사용하여 맨드릴(104)의 외부 표면(126)의 제1 측면(108)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제2 중간 부분(160)을 스위핑하는 단계를 포함한다. 예에서, 랩핑하는 단계(블록(1008))는 또한, 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 랩 플라이(102)로 맨드릴(104)을 완전히 둘러싸고 랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해, 스위프 아암들(510)을 사용하여 맨드릴(104)의 외부 표면(126)의 최하부 표면(112)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제1 단부(130) 및 제2 단부(132)를 스위핑하는 단계를 포함한다.
예에서, 방법(1000)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 통합하는 단계(블록(1014)) 이전에 내부 몰드 라인 플라이(122)를 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116) 상에 배치하는 단계를 포함한다. 방법(1000)에 따라, 예에서, 통합하는 단계(블록(1014))는, 도 10에 도시된 바와 같이, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 내부 몰드 라인 플라이(122)를 통합하는 단계를 포함한다.
방법(1000)에 따라, 예에서, 통합하는 단계(블록(1014))는 진공 압력을 인가하는 단계를 포함한다. 예에서, 진공 압력은, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩핑된 맨드릴(124)(즉, 랩 플라이(102)에 의해 둘러싸인 맨드릴(104))에 인가된다. 다른 예에서, 진공 압력은, 도 10에 도시된 바와 같이, 내부 몰드 라인 플라이(122), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩핑된 맨드릴(124)(즉, 랩 플라이(102)에 의해 둘러싸인 맨드릴(104))에 인가된다.
예에서, 방법(1000)은, 랩 플라이(102)를 배치하는 단계(블록(1002)) 이전에 다이 툴(502)의 캐비티(504) 위에 진공 배깅막(506)을 배치하는 단계를 포함한다. 예에서, 랩 플라이(102)는 진공 배깅막(506) 상에 또는 위에 배치된다. 방법(1000)에 따라, 예에서, 진공 배깅막(506)은 웨지(554) 상에 배치되고, 랩 플라이(102)는 진공 배깅막(506) 상에 배치된다. 다시 말해서, 랩 플라이(102)를 배치하는 단계(블록(1002))는 캐비티(504) 위의 진공 배깅막(506) 상에 랩 플라이(102)를 배치하는 단계를 포함한다. 예에서, 방법(1000)은, 예컨대, 통합하는 단계(블록(1014)) 동안 진공 압력의 인가를 위해 진공 배깅막(506)에 백킹 플레이트(508)를 시일링하는 단계를 포함한다.
예에서, 방법(1000)은 블래더 맨드릴 패키지(100)를 백킹 플레이트(508)에 커플링하는 단계 및 통합하는 단계(블록(1014)) 다음에 다이 툴(502)의 캐비티(504)로부터 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제거하는 단계를 포함한다.
예에서, 방법(1000)은, 통합하는 단계(블록(1014)) 동안, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 랩 플라이(104)에 접착하는 단계를 포함한다. 예에서, 방법(1000)은, 통합하는 단계(블록(1014)) 동안, 내부 몰드 라인 플라이(122)를 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(104)에 접착하는 단계를 포함한다.
일반적으로 도 11-17 및 특히 도 24를 참조하면, 본 개시내용은 복합 구조물(200)을 제조하기 위한 방법(2000)의 예들을 제공한다. 일반적으로, 방법(2000)의 예들은, 복합 스트링거(210)의 예들 및/또는 하나 이상의 복합 스트링거들(210) 및 하나 이상의 복합 스킨들(208)을 포함하는 복합 구조물(200)의 예들과 같은, 본원에 개시된 복합 구조물(200)의 예들 중 임의의 예를 형성하는 데 사용될 수 있다.
일반적으로 도 11-17 및 특히 도 24를 참조하면, 예에서, 방법(2000)은, 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 복합 장입물(202)을 블래더 맨드릴 패키지(100) 위에 배치하는 단계(블록(2002))를 포함(예컨대, 해당 단계에서 시작)한다. 예에서, 방법(2000)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 스트링거 레이업(204)을 형성하기 위해 복합 장입물(202)을 블래더 맨드릴 패키지(100)로 성형하는 단계(블록(2004))를 포함한다. 예에서, 방법(2000)은, 압밀된 스트링거 패키지(206)(도 12 및 14)를 형성하기 위해, 도 16에 예시된 바와 같이, 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계(블록(2006))를 포함한다.
일반적으로 도 15 및 16 및 특히 도 24를 참조하면, 방법(2000)에 따라, 예에서, 복합 장입물(202)을 성형하는 단계(블록(2004))는, 스트링거 레이업(204)을 형성하기 위해, 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508) 위에 복합 장입물(202)을 성형하기 위한 기계적 압력을 인가하는 단계(블록(2008))를 포함한다. 방법(2000)에 따라, 예에서, 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계(블록(2006))는, 압밀된 스트링거 패키지(206)(도 12 및 14)를 형성하기 위해 진공 압력을 스트링거 레이업에 인가하는 단계(블록(2010))를 포함한다. 예에서, 방법(2000)은 복합 장입물(202)을 성형하는 단계(블록(2004)) 및 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계(블록(2006)) 후에 종결된다.
방법(2000)에 따라, 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 랩핑된 맨드릴(124)을 포함한다. 랩핑된 맨드릴(124)은, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 맨드릴(104) 및 맨드릴(104) 둘레에 랩핑되거나 이를 둘러싸는 랩 플라이(102)를 포함한다. 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에 커플링된 제1 반경 필러(114), 및 랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에 커플링된 제2 반경 필러(116)를 포함한다. 이러한 예에서, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하도록 통합된다.
방법(2000)에 따라, 다른 예에서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 또한 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)에 커플링된 내부 몰드 라인 플라이(122)를 포함한다. 이러한 예에서, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 내부 몰드 라인 플라이(122)는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하도록 통합된다.
예에서, 방법(2000)은, 복합 장입물(202)을 성형하는 단계(블록(2004)) 및/또는 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계(블록(2006)) 중 적어도 하나 동안 복합 장입물(202)을 랩 플라이(102)에 접착하는 단계를 포함한다. 예에서, 방법(2000)은, 복합 장입물(202)을 성형하는 단계(블록(2004)) 및/또는 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계(블록(2006)) 중 적어도 하나 동안 복합 장입물(202)을 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)에 접착하는 단계를 포함한다. 내부 몰드 라인 플라이(122)가 존재하는 예에서, 방법(2000)은, 복합 장입물(202)을 성형하는 단계(블록(2004)) 및/또는 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계(블록(2006)) 중 적어도 하나 동안 내부 몰드 라인 플라이(122)에 복합 장입물(202)을 접착하는 단계를 포함한다.
예에서, 방법(2000)은 경화 툴(550) 상에 압밀된 스트링거 패키지(206)를 배치하는 단계를 포함한다. 예에서, 방법(2000)은 복합 구조물(200)을 형성하기 위해 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화시키는 단계(블록(2012))를 포함한다. 예에서, 방법(2000)은 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화시키는 단계 후에 종결된다.
대안적으로, 다른 예에서, 방법(2000)은 복합 스킨(208)을 압밀된 스트링거 패키지(206) 상에 배치하는 단계를 포함한다. 이러한 예에서, 방법(1000)은 복합 구조물(200)을 형성하기 위해 복합 스킨(208) 및 압밀된 스트링거 패키지(206)를 동시-경화시키는 단계(블록(2014))를 포함한다. 예에서, 방법(2000)은 복합 스킨(208) 및 압밀된 스트링거 패키지(206)를 동시-경화시키는 단계 후에 종결된다.
방법(2000)에 따라, 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206)는, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화 툴(550) 상에 배치하는 단계 동안, 압밀된 스트링거 패키지(206)가 형성된 백킹 플레이트(508) 상에 유지된다. 대안적으로, 다른 예에서, 방법(2000)은, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화 툴(550) 내에 배치하기 전에, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 백킹 플레이트(508)로부터 제거하는 단계를 포함한다.
예에서, 방법(2000)은, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화시키는 단계 또는 복합 스킨(208) 및 압밀된 스트링거 패키지(206)를 동시-경화시키는 단계 후에, 복합 구조물(200)로부터 맨드릴(104)을 제거하는 단계를 포함한다. 예에서, 방법(2000)은 복합 구조물(200)로부터 맨드릴(104)을 제거하는 단계 후에 종결된다. 대안적으로, 다른 예에서, 방법(2000)은, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화시키는 단계 또는 복합 스킨(208) 및 압밀된 스트링거 패키지(206)를 동시-경화시키는 단계 전에, 압밀된 스트링거 패키지(206)로부터 맨드릴(104)을 제거하는 단계를 포함한다.
예에서, (예컨대, 경화 전에) 압밀된 스트링거 패키지(206)로부터 맨드릴(104)의 제거 시에, 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 및 선택적으로, 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)는, 압밀된 스트링거 패키지(206)의 부분으로 남는다. 예에서, (예컨대, 경화 후에) 복합 스트링거(210)로부터 맨드릴(104)의 제거 시에, 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 및 선택적으로, 존재하는 경우, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 복합 스트링거(210)(예컨대, 복합 구조물(200))의 부분으로 남는다.
예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206) 및 복합 스트링거(210)는 모자형 단면과 같은 부분 폐쇄형 단면을 갖는다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206) 및 복합 스트링거(210)는 블래더 맨드릴 패키지(100)에 의해 성형된 캡(220), 제1 웹(212) 및 제2 웹(214)을 포함한다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206) 및 복합 스트링거(210)는 백킹 플레이트(508)(예컨대, 강성 베이스(564))에 의해 성형된 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)를 포함한다. 블래더 맨드릴 패키지(100)가 내부 몰드 라인 플라이(122)를 포함하는 예에서, 압밀된 스트링거 패키지(206) 및 복합 스트링거(210)는 최하부(222)를 포함하고, 최하부(222)는 제1 플랜지(216) 및 제2 플랜지(218)를 연결하고, 캡(220), 제1 웹(212) 및 제2 웹(214) 아래로 연장된다.
본 개시내용은 또한 복합 구조물(200)의 복수의 압밀된 스트링거 패키지들(206) 및 따라서 복수의 복합 스트링거들(210)을 제조하기 위한 방법의 예들을 제공한다. 방법은 적어도 하나의 블래더 맨드릴 패키지(100)를 사용하여 형성된 적어도 하나의 압밀된 스트링거 패키지(206)를 사용하여 수행될 수 있다.
예에서, 방법은 복수의 블래더 맨드릴 패키지들을 사용하여 복수의 압밀된 스트링거 패키지들을 형성하는 단계를 포함한다. 압밀된 스트링거 패키지들 각각은 모자형 단면을 갖는 복합 장입물, 복합 장입물과 접촉하는 제1 반경 필러, 복합 장입물과 접촉하는 제2 반경 필러, 및 압밀된 스트링거 패키지의 모자형 단면의 캡, 제1 웹 및 제2 웹 내에 포지셔닝된 블래더 맨드릴 패키지를 포함한다. 예에서, 복수의 압밀된 스트링거 패키지들을 형성하는 단계는 복수의 블래더 맨드릴 패키지들 각각 위에 복수의 복합 장입물들 각각을 배치하는 단계, 복수의 스트링거 레이업들을 성형하기 위해 복수의 복합 장입물들 각각을 성형하기 위한 기계적 압력을 복수의 블래더 맨드릴 패키지들 각각 및 복수의 베이스 플레이트들(예컨대, 강성 베이스들) 각각에 인가하는 단계, 및 복수의 압밀된 스트링거 패키지들을 형성하기 위해 진공 압력을 복수의 스트링거 레이업들 각각에 인가하는 단계를 포함한다.
예에서, 방법은 또한 경화 툴 상에 복수의 압밀된 스트링거 패키지들을 배치하는 단계를 포함한다. 예에서, 방법은 복수의 복합 스트링거들을 형성하기 위해 복수의 압밀된 스트링거 패키지들을 경화시키는 단계를 포함한다. 예에서, 방법은 경화 후에 복수의 복합 스트링거들 각각으로부터 복수의 블래더 맨드릴 패키지들 각각의 맨드릴을 제거하는 단계를 포함한다.
예에서, 복수의 압밀된 스트링거 패키지들 각각은 경화 툴 상의 고유한 위치에 상보적인 만곡을 갖는다. 예에서, 압밀된 스트링거 패키지들 중 하나는 따로따로 경화 툴에 배치된다. 다른 예에서, 다수의 압밀된 스트링거 패키지들은 실질적으로 동시에 경화 툴 상에 배치된다.
예에서, 복수의 압밀된 스트링거 패키지들은 다수의 인간 운영자들에 의해 경화 툴 상에 배치된다. 다른 예에서, 복수의 압밀된 스트링거 패키지들은 자동화를 사용하는 다수의 로봇들에 의해 경화 툴 상에 배치된다.
본 개시내용에 의해 제공된 예들에 따라, 제조 환경(250)의 제1 위치에서 백킹 플레이트(508) 상에 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하고, 이어서, 백킹 플레이트(508) 상에서 블래더 맨드릴 패키지(100)를, 통합된 전체로서, 백킹 플레이트(508) 상에 압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하기 위해 제조 환경(250)의 제2 위치로 이송하고, 이어서, 백킹 플레이트(508) 상에서 압밀된 스트링거 패키지(206)를, 통합된 전체로서, 복합 구조물(200)을 경화 및 형성하기 위해 제조 환경(250)의 제3 위치로 이송하는 것은 항공기 구축의 작업 흐름 경로에서 흐름 시간 및 효율성을 상당히 개선시킬 수 있다. 본원에 제공된 예들은 또한 스트링거 제조 및 스트링거 설치에서 자동화를 사용할 수 있는 유연성을 가능하게 한다. 본원에 제공된 예들은 또한 상당한 작업을 임계 흐름 경로 밖으로 이동시킨다. 따라서, 본원에 제공된 예들은 복합 제조 흐름 시간을 감소시키고, 프로세스 자동화를 허용할 수 있다.
하나 이상의 예들에서, 복합 구조물(200)은 제조된 물품 또는 제조된 컴포넌트, 이를테면, 제조된 물품의 구성 부분 또는 엘리먼트이다. 예에서, 복합 구조물(200)은 항공기와 같은 운송수단이다. 예에서, 복합 구조물(200)은 항공기의 동체, 날개 또는 인테리어와 같은 운송수단의 서브-조립체이다. 예에서, 복합 구조물(200)은 항공기의 스킨 패널(예컨대, 복합 스킨(208)), 프레임 부재, 보강 부재(예컨대, 복합 스트링거(210)), 또는 인테리어 패널과 같은, 운송수단의 컴포넌트 또는 운송수단의 서브-조립체이거나 이를 포함한다.
복합 구조물(200)은 임의의 적절한 복합 재료로 제조될 수 있다. 예에서, 복합 구조물(200)은 중합체 수지 매트릭스에 결속된 보강 섬유들과 같은 둘 이상의 기능성 복합 재료들을 결합함으로써 형성된다. 매트릭스 재료는 열경화성 수지(예컨대, 에폭시), 열가소성 중합체(폴리에스테르, 비닐 에스테르, 나일론 등), 또는 다른 타입들의 매트릭스 재료의 형태를 취할 수 있다. 보강 재료는 섬유들(예컨대, 유리 섬유들, 탄소 섬유들, 아라미드 섬유들 등) 또는 다른 타입들의 보강 재료들의 형태를 취할 수 있다. 섬유들은 단방향일 수 있거나 직포 또는 부직포, 직물 또는 테이프의 형태를 취할 수 있다. 섬유들 및 수지들은 복합 구조물(200)을 형성하도록 배열 및 경화될 수 있다.
복합 재료들은 항공기의 중량을 감소시키기 위해 항공기에서 사용된다. 이러한 감소된 중량은 탑재 용량 및 연료 효율과 같은 성능 특징들을 개선한다. 추가로, 복합 재료들은 항공기의 다양한 컴포넌트들에 대한 더 긴 서비스 수명을 제공한다. 복합 재료들은 둘 이상의 기능성 컴포넌트들을 결합함으로써 생성된 견고하고 경량의 재료들일 수 있다.
복합 스트링거들은, 파스너들을 사용하여, 복합 스트링거들을 복합 스킨에 경화시키거나, 다른 바람직한 방법들에 의해 복합 스킨에 부착될 수 있다. 파스너들은 항공기의 중량을 추가시킨다. 본원의 예들 중 하나 이상은 바람직한 부착 방법으로서 복합 스트링거들을 복합 스킨에 경화시키는 것을 제공한다.
본원에 개시된 시스템 및 방법의 예들은, 예컨대, 항공 우주 애플리케이션들을 포함하는 다양한 잠재적인 애플리케이션들, 특히 운송 산업에서 용도를 찾을 수 있다. 이제 도 25 및 26을 참조하면, 블래더 맨드릴 패키지(100), 압밀된 스트링거 패키지(206), 복합 구조물(200) 및 방법들(1000 및 2000)의 예들은, 도 25에 도시된 바와 같은 항공기(1200), 및 도 26의 흐름도에 도시된 바와 같은 항공기 제조 및 서비스 방법(1100)의 맥락에서 사용될 수 있다. 개시된 예들의 항공기 애플리케이션들은 항공기의 제조에 사용되는 다양한 컴포넌트들, 이를테면, 동체의 부분들, 날개의 부분들 등을 형성하는 데 사용되는 복합 구조물들의 형성을 포함할 수 있다.
도 25에 예시된 바와 같이, 예에서, 항공기(1200)는 고정-날개 항공기이다. 항공기(1200)는 에어프레임(1202) 및 복수의 고레벨 시스템들(1204)을 포함한다. 고레벨 시스템들(1204)의 예들은 추진 시스템(1208), 전기 시스템(1210), 유압 시스템(1212), 환경 시스템(1214) 및 통신 시스템(1216) 중 하나 이상을 포함한다. 다른 예들에서, 항공기(1200)는 임의의 수의 다른 타입들의 시스템들을 포함할 수 있다.
예에서, 에어프레임(1202)은 항공기(1200)의 동체(1218)를 형성한다. 동체(1218)는 승객실 및/또는 화물칸을 포함할 수 있는 항공기(1200)의 인테리어(1206)를 규정한다. 동체(1218)는 항공기(1200)의 본체이며, 승무원, 한 명 이상의 승객들 및/또는 화물을 수용하도록 구성된 임의의 적절한 중앙 구조물을 포함한다. 예시적인 예에서, 동체(1218)는 세장형, 일반적으로 원통형 동체이다. 항공기(1200)는 또한 한 쌍의 날개들(1220)(또한 개별적으로 날개(1220)로 지칭됨)을 포함한다. 날개들(1220) 각각은 동체(1218)에 커플링된다. 날개들(1220)은 항공기(1200)에 리프트를 제공하도록 구성된 임의의 적절한 에어포일 구조물들을 포함한다. 동체(1218)는 항공기(1200)의 전방 단부에 노즈 섹션 및 항공기(1200)의 고물(aft) 단부에서 테일 섹션(1224)을 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, "전방" 및 "고물"이라는 용어들은 당업자에게 알려진 자신들의 일반적인 의미를 가지며, 항공기(1200)의 이동 방향에 대한 포지션들을 지칭한다. 테일 섹션(1224)은 수직 안정기(1226) 및 적어도 하나의 수평 안정기(1228)를 포함한다.
항공기(1200)는 본 개시내용에 의해 제공된 다양한 예들에 따라 블래더 맨드릴 패키지들(100)을 사용하여 형성된 압밀된 스트링거 패키지들(206)을 사용하여 제조된 항공기의 예이다. 예에서, 동체(1218)는 블래더 맨드릴 패키지들(100)을 사용하여 형성된 압밀된 스트링거 패키지들(206)을 사용하여 제조된 스킨 패널 조립체들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 날개들(1220)은 블래더 맨드릴 패키지들(100)을 사용하여 형성된 압밀된 스트링거 패키지들(206)을 사용하여 제조된 스킨 패널 조립체들을 포함할 수 있다. 예에서, 인테리어(1206)는 블래더 맨드릴 패키지들(100)을 사용하여 형성된 압밀된 스트링거 패키지들(206)을 사용하여 제조된 스킨 패널 조립체들을 포함할 수 있다.
도 25는 보강재들(1230)의 노출도를 도시한다. 보강재들(1230)은 블래더 맨드릴 패키지들(100)을 사용하여 형성된 압밀된 스트링거 패키지들(206)을 사용하여 제조된 복합 스트링거들(210)의 예들이다. 항공기(1200)의 임의의 다른 바람직한 복합 컴포넌트는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 사용하여 제조될 수 있다.
상이한 예시적인 예들이 구현될 수 있는 하나의 환경을 예시할 목적으로 항공기(1200)의 예시가 제공된다. 도 25의 항공기(1200)의 예시는, 상이한 예시적인 예들이 구현될 수 있는 방식에 대한 아키텍처 제한들을 암시하려는 것은 아니다. 예컨대, 항공기(1200)는 상업용 여객기로서 도시된다. 상이한 예시적인 예들은 개인용 여객기, 회전익 항공기(rotorcraft) 및 다른 적합한 타입의 항공기와 같은 다른 타입들의 항공기에 적용될 수 있다.
하나 이상의 예들에서, 항공기(1200)의 동체(1218) 및/또는 날개들(1220)은 윤곽을 가질 수 있다. 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 압밀된 스트링거 패키지(206)의 하나 이상의 예들은 유리하게도 동체(1218) 및/또는 날개들(1220)의 윤곽과 매칭하는 윤곽들을 갖는 복합 스트링거들(210)을 제공한다.
통상적으로, 경화 툴 상에서 복합 스트링거들을 조립하기 위해, 다수의 프로세스들이 수행되며, 프로세스들 각각은 연관된 수행 시간을 갖는다. 전형적으로, 각각의 스트링거 컴포넌트는 경화 툴 상에 놓이고, 이어서 개별적으로 압밀된다. 복합 스트링거들을 조립하는 것과 연관된 각각의 프로세스는 전체 제조 시간을 추가시킨다. 제조 시간은 생산되는 항공기의 수량을 제한할 수 있다. 복합 재료를 큰 경화 툴 상에 놓는 것은 시간 제한적인 단계이다. 복합 재료를 놓는 것은 적층 프로세스이다. 본원의 예들 중 하나 이상은 경화 툴로부터 오프라인으로 복합 부분들을 형성하는 것을 제공하며, 이는 유리하게는 제조 시간을 감소시킬 수 있다. 예컨대, 경화 툴로부터 오프라인으로 블래더 맨드릴 패키지들을 사용하여 다수의 복합 스트링거들을 형성하는 것은 제조 시간이 감소시킬 수 있다. 바람직하게는, 경화 동안 복합 재료들의 중공 부분들에 지지부가 제공된다. 예컨대, 강성 툴링 또는 가압 툴링, 이를테면, 블래더들은 경화 동안 복합 재료들의 중공 부분들에 존재할 수 있다. 추가적인 경화 단계들, 추가적인 통합 단계들 또는 추가적인 레이업 단계들 중 임의의 것을 제거하는 것은 제조 시간을 감소시킬 것이다. 본원의 예들 중 하나 이상은 복합 재료의 다중 층들을 동시에 통합하는 것을 제공하며, 이는 유리하게는 제조 시간을 감소시킬 수 있다. 본원의 예들 중 하나 이상은 또한, 다목적들로 역할을 하고 제조 시간 또는 제조 비용 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있는 툴링을 제공한다.
도 26에 예시된 바와 같이, 예비-생산 동안에, 예시적인 방법(1100)은 항공기(1200)의 규격 및 설계(블록(1102)) 및 자재 조달(블록(1104))을 포함할 수 있다. 항공기(1200)의 생산 동안, 항공기(1200)의 컴포넌트 및 서브조립체 제조(블록(1106)) 및 시스템 통합(블록(1108))이 발생할 수 있다. 이후에, 항공기(1200)는 운항(블록(1112))되기 위해 인증 및 납품(블록(1110))을 거칠 수 있다. 개시된 시스템들 및 방법들은 컴포넌트의 일부 및 서브조립체 제조(블록(1106)) 및/또는 시스템 통합(블록(1108))을 형성할 수 있다. 일상적인 유지 보수 및 서비스(블록(1114))는 항공기(1200)의 하나 이상의 시스템들의 수정, 재구성, 정비 등을 포함할 수 있다.
도 26에 예시된 방법(1100)의 프로세스들 각각은 시스템 통합자, 제3 자 및/또는 운영자(예컨대, 고객)에 의해 수행되거나 실행될 수 있다. 이러한 설명의 목적들로, 시스템 통합자는, 비제한적으로, 임의의 수의 항공기 제조자들 및 주요-시스템 하청 업체들을 포함할 수 있고, 제3 자는, 비제한적으로, 임의의 수의 판매사들, 하청 업체들 및 공급자들을 포함하고, 운영자는 항공사, 임대 회사, 군수업체, 서비스 기관 등일 수 있다.
본원에 도시 및 설명된 블래더 맨드릴 패키지(100), 압밀된 스트링거 패키지(206), 복합 구조물(200)(예컨대, 복합 스트링거(210)) 및 방법들(1000 및 2000)의 예들은 도 26에 예시된 흐름도에 도시된 제조 및 서비스 방법(1100)의 스테이지들 중 임의의 하나 이상의 스테이지들 동안에 사용될 수 있다. 예컨대, 컴포넌트 및 서브조립체 제조(블록(1106))에 대응하는 블래더 맨드릴 패키지들(100)을 사용하여 형성된 복합 구조물(200)을 포함하는 것들과 같은 컴포넌트들 또는 서브조립체들은, 항공기(1200)(도 25)가 운항(블록(1112))되는 동안, 생산된 컴포넌트들 또는 서브조립체들과 유사한 방식으로 제조 또는 제작될 수 있다. 또한, 본원에 개시된 예들 중 하나 이상은 생산 스테이지들(블록들(1108 및 1110)) 동안 활용될 수 있다. 유사하게, 본원에 개시된 예들 중 하나 이상은, 예컨대, 그리고 비제한적으로, 항공기(1200)가 운항(블록(1112))되는 동안 그리고 유지보수 및 서비스 스테이지(블록(1114)) 동안에, 활용될 수 있다.
항공 우주의 예가 도시되지만, 본원에 개시된 원리들은 자동차 산업, 우주 산업, 건설 산업, 및 다른 설계 및 제조 산업들과 같은 다른 산업들에 적용될 수 있다. 이에 따라, 항공기 외에도, 본원에 개시된 원리들은 다른 운송수단 구조들(예컨대, 육상 차량들, 선박들, 우주선들 등) 및 독립형 구조들에 적용될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 지정된 기능을 수행"하도록 구성된" 시스템, 장치, 구조, 물품, 엘리먼트, 컴포넌트 또는 하드웨어는 단지 추가 수정 후에 지정된 기능을 수행할 잠재성을 갖기보다는, 사실상 어떠한 변경도 없이 지정된 기능을 수행할 수 있다. 즉, 지정된 기능을 수행"하도록 구성된" 시스템, 장치, 구조, 물품, 엘리먼트, 컴포넌트 또는 하드웨어는 지정된 기능을 수행하기 위해 구체적으로 선택, 생성, 구현, 이용, 프로그래밍 및/또는 설계된다. 본원에서 사용된 바와 같이, "~하도록 구성된"은 시스템, 장치, 구조, 물품, 엘리먼트, 컴포넌트 또는 하드웨어가 추가 수정 없이 지정된 기능을 수행할 수 있게 하는 시스템, 장치, 구조, 물품, 엘리먼트, 컴포넌트 또는 하드웨어의 기존 특징들을 나타낸다. 본 개시내용의 목적상, 특정 기능을 수행"하도록 구성된" 것으로서 설명된 시스템, 장치, 구조, 물품, 엘리먼트, 컴포넌트 또는 하드웨어는 추가로 또는 대안으로 그 기능을 수행하도록 "적응되는" 것으로 그리고/또는 "동작하는" 것으로 설명될 수 있다.
달리 표시되지 않는 한, "제1," "제2" 등의 용어들은 본원에서 단지 라벨들로서 사용될 뿐이며, 이러한 용어들이 참조하는 항목들에 대해 서수, 위치 또는 계층 구조 요건들을 부과하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 더욱이, 예컨대 "제2" 항목에 대한 언급은 예컨대, 더 낮은 번호의 항목(예컨대, "제1 항목") 및/또는 더 높은 번호의 항목(예컨대, "제3 항목")의 존재를 필요로 하거나 배제하지는 않는다.
본 개시내용의 목적상, "커플링된", "커플링"이라는 용어들 및 유사한 용어들은 서로 (예컨대, 기계적으로, 전기적으로, 유동적으로, 광학적으로, 전자기적으로) 결합, 링크, 고정, 연결, 연통, 또는 그렇지 않다면 연관되는 2개 이상의 엘리먼트들을 지칭한다. 다양한 예들에서, 엘리먼트들은 직접적으로 또는 간접적으로 연관될 수 있다. 예로서, 엘리먼트 A는 엘리먼트 B와 직접적으로 연관될 수 있다. 다른 예로서, 엘리먼트 A는, 예컨대, 엘리먼트 C를 통해 엘리먼트 B와 간접적으로 연관될 수 있다. 다양한 개시된 엘리먼트들 간의 모든 연관성들이 반드시 표현되는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 따라서, 도면들에 도시된 커플링들 이외의 커플링들이 또한 존재할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 어구 "~중 적어도 하나"는, 항목들의 목록과 함께 사용될 때, 열거된 항목들 중 하나 이상의 상이한 결합들이 사용될 수 있고 목록의 각각의 항목의 단 한 개만이 필요할 수 있음을 의미한다. 예컨대, "항목 A, 항목 B, 및 항목 C 중 적어도 하나"는, 비제한적으로, 항목 A 또는 항목 A 및 항목 B를 포함할 수 있다. 이 예는 또한 항목 A, 항목 B, 및 항목 C, 또는 항목 B 및 항목 C를 포함할 수 있다. 다른 예들에서, "~중 적어도 하나"는, 예컨대, 비제한적으로, 2개의 항목 A, 하나의 항목 B, 및 10개의 항목 C; 4개의 항목 B 및 7개의 항목 C; 및 다른 적절한 조합들일 수 있다.
위에서 참조한 도 1에서, 블록들은 엘리먼트들, 컴포넌트들 및/또는 그의 부분들을 나타낼 수 있고, 만약 존재한다면, 다양한 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들을 연결하는 선들은 기계, 전기, 유체, 광학, 전자기 및 다른 커플링들 그리고/또는 이들의 조합들을 나타낼 수 있다. 블록도들에 도시된 커플링들 이외의 커플링들이 또한 존재할 수 있다. 만약 존재한다면, 다양한 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들을 표기하는 블록들을 연결하는 파선들은 실선들로 표현된 커플링들과 기능 및 목적이 유사한 커플링들을 나타내지만, 파선들로 표현된 커플링들은 선택적으로 제공될 수 있거나 본 개시내용의 대안적인 예들과 관련될 수 있다. 마찬가지로, 만약 존재한다면, 파선들로 표현된 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들은 본 개시내용의 대안적인 예들을 나타낸다. 실선들 및/또는 파선들로 도시된 하나 이상의 엘리먼트들은 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않으며 특정 예로부터 생략될 수 있다. 환경 엘리먼트들은, 만약 존재한다면, 점선들로 표현된다. 명확하게 하기 위해 가상(비실재적인) 엘리먼트들이 또한 도시될 수 있다. 당업자들은, 도 1에 예시된 특징들 중 일부가 도 1, 다른 작성 도면들 및/또는 첨부된 개시내용에서 설명된 다른 특징들을 포함할 필요 없이 다양한 방법들로 조합될 수 있지만, 이러한 조합 또는 조합들은 본원에서 명시적으로 예시되지 않음을 인지할 것이다. 마찬가지로, 제시된 예들에 국한된 것은 아닌 추가 특징들이 본원에서 도시되고 설명된 특징들의 일부 또는 전부와 조합될 수 있다.
위에서 참조한 도 23, 24 및 26에서, 블록들은 동작들 및/또는 그의 부분들을 나타낼 수 있고, 다양한 블록들을 연결하는 선들은 동작들 또는 그 부분들의 어떠한 특정 순서 또는 의존성도 의미하지 않는다. 파선들로 표현된 블록들은 대안적인 동작들 및/또는 그 부분들을 나타낸다. 만약 존재한다면, 다양한 블록들을 연결하는 파선들은 동작들 또는 그 부분들의 대안적인 의존성들을 나타낸다. 개시된 다양한 동작들 사이의 모든 의존성들이 반드시 표현되는 것은 아니라고 이해될 것이다. 본원에서 제시된 개시된 방법들의 동작들을 설명하는 도 23, 24 및 26 및 첨부된 개시내용은 동작들이 수행되어야 하는 순서를 반드시 결정하는 것으로 해석되지는 않아야 한다. 그보다는, 하나의 예시적인 순서가 표시되지만, 적절한 경우에 동작들의 순서가 변경될 수 있다고 이해되어야 한다. 이에 따라, 예시된 동작들에 대해 수정들, 추가들 및/또는 생략들이 이루어질 수 있고, 특정 동작들은 다른 순서로 또는 동시에 수행될 수 있다. 추가로, 당업자들은 설명되는 모든 동작들이 수행될 필요는 없음을 인지할 것이다.
본 개시내용은 다음의 조항들에 따른 실시예들을 포함한다.
제1 조항: 복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000)으로서, 방법(1000)은:
다이 툴(502)의 캐비티(504) 위에 랩 플라이(102)를 배치하는 단계;
랩 플라이(102) 상에 맨드릴(104)을 배치하는 단계;
맨드릴(104) 및 랩 플라이(102)를 캐비티(504) 내로 가압하는 단계;
랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해 맨드릴(104) 둘레에 랩 플라이(102)를 랩핑하는 단계;
랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에 제1 반경 필러(114)를 배치하는 단계;
랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에 제2 반경 필러(116)를 배치하는 단계; 및
블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116)를 통합하는 단계를 포함한다.
제2 조항: 제1 조항의 방법(1000)에 있어서, 맨드릴(104) 및 랩 플라이(102)를 캐비티(504) 내로 가압할 때, 다이 툴(502)의 다이-제1 부분(512) 및 다이 툴(502)의 다이-제2 부분(514)을 서로에 대해 이동시키는 단계를 더 포함한다.
제3 조항: 제2 조항의 방법(1000)에 있어서, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)을 서로에 대해 이동시킬 때, 다이-제1 부분(512)의 제1 인터리핑 핑거들(544) 및 다이-제2 부분(514)의 제2 인터리핑 핑거들(546)을 정합되게 맞물림시키는 단계를 더 포함한다.
제4 조항: 제2 조항 또는 제3 조항의 방법(1000)에 있어서, 캐비티(504)에 위치된 웨지(554)로 랩 플라이(102)를 지지하는 단계를 더 포함한다.
제5 조항: 제4 조항의 방법(1000)에 있어서, 맨드릴(104) 및 랩 플라이(102)를 캐비티(504) 내로 가압할 때, 웨지(554)를 사용하여 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 분리를 추진하는 단계를 더 포함한다.
제6 조항: 제2 조항 내지 제5 조항 중 어느 한 조항의 방법(1000)에 있어서, 랩핑하는 단계는:
다이-제1 부분(512)의 제1 툴링 표면(528)을 사용하여 맨드릴(104)의 제2 측면(110)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제1 중간 부분(158)을 스위핑하는 단계;
다이-제2 부분(514)의 제2 툴링 표면(530)을 사용하여 맨드릴(104)의 제1 측면(108)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제2 중간 부분(160)을 스위핑하는 단계; 및
스위프 아암들(510)을 사용하여 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제1 단부(130) 및 제2 단부(132)를 스위핑하는 단계를 포함한다.
제7 조항: 제1 조항 내지 제6 조항 중 어느 한 조항의 방법(1000)에 있어서, 통합하는 단계 동안에 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 랩 플라이(104)에 접착하는 단계를 더 포함한다.
제8 조항: 제1 조항 내지 제7 조항 중 어느 한 조항의 방법(1000)에 있어서,
랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116) 상에 내부 몰드 라인 플라이(122)를 배치하는 단계를 더 포함하고,
통합하는 단계는, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 및 내부 몰드 라인 플라이(122)를 통합하는 단계를 포함한다.
제9 조항: 제8 조항의 방법(1000)에 있어서, 통합하는 단계 동안에 내부 몰드 라인 플라이(122)를 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116) 및 랩 플라이(104)에 접착하는 단계를 더 포함한다.
제10 조항: 제1 조항 내지 제9 조항 중 어느 한 조항의 방법(1000)에 있어서, 통합하는 단계는 진공 압력을 인가하는 단계를 포함한다.
제11 조항: 제10 조항의 방법(1000)에 있어서, 랩 플라이(102)를 배치하는 단계 이전에 다이 툴(502)의 캐비티(504) 위에 진공 배깅막(506)을 배치하는 단계를 더 포함하고, 랩 플라이(102)는 진공 배깅막(506) 상에 배치된다.
제12 조항: 제10 조항 또는 제11 조항의 방법(1000)에 있어서, 진공 압력의 인가를 위해 진공 배깅막(506)에 백킹 플레이트(508)를 시일링하는 단계를 더 포함한다.
제13 조항: 제12 조항의 방법(1000)에 있어서,
블래더 맨드릴 패키지(100)를 백킹 플레이트(508)에 일시적으로 커플링하는 단계; 및
통합하는 단계 다음에 다이 툴(502)의 캐비티(504)로부터 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제거하는 단계를 더 포함한다.
제14 조항: 복합 구조물(200)을 제조하는 방법(2000)으로서, 방법(2000)은:
블래더 맨드릴 패키지(100) 위에 복합 장입물(202)을 배치하는 단계;
스트링거 레이업(204)을 형성하기 위해 복합 장입물(202)을 블래더 맨드릴 패키지(100)로 성형하는 단계; 및
압밀된 스트링거 패키지(206)를 형성하기 위해 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계를 포함한다.
제15 조항: 제14 조항의 방법(2000)에 있어서, 복합 장입물(202)을 성형하는 단계는, 블래더 맨드릴 패키지(100)에 걸쳐 복합 장입물(202)을 성형하기 위한 기계적 압력을 복합 장입물(202)에 인가하는 단계를 포함한다.
제16 조항: 제14 조항 또는 제15 조항의 방법(2000)에 있어서, 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계는 진공 압력을 스트링거 레이업(204)에 인가하는 단계를 포함한다.
제17 조항: 제14 조항 내지 제16 조항 중 어느 한 조항의 방법(2000)에 있어서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는:
맨드릴(104) 및 맨드릴(104)을 둘러싸는 랩 플라이(102)를 포함하는 랩핑된 맨드릴(124);
랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에 커플링된 제1 반경 필러(114); 및
랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에 커플링된 제2 반경 필러(116)를 포함하고,
맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116)는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하도록 통합된다.
제18 조항: 제17 조항의 방법(2000)에 있어서, 복합 장입물(202)을 성형하는 단계 및 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계 중 적어도 하나의 단계 동안에, 복합 장입물(202)을 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)에 접착하는 단계를 더 포함한다.
제19 조항: 제17 조항 또는 제18 조항의 방법(2000)에 있어서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116)에 커플링된 내부 몰드 라인 플라이(122)를 더 포함한다.
제20 조항: 제19 조항의 방법(2000)에 있어서, 복합 장입물(202)을 성형하는 단계 및 스트링거 레이업(204)을 압밀하는 단계 중 적어도 하나의 단계 동안에, 복합 장입물(202)을 내부 몰드 라인 플라이(122)에 접착하는 단계를 더 포함한다.
제21 조항: 제14 조항 내지 제20 조항 중 어느 한 조항의 방법(2000)에 있어서,
경화 툴(550) 상에 압밀된 스트링거 패키지(206)를 배치하는 단계;
복합 구조물(200)을 형성하기 위해, 압밀된 스트링거 패키지(206)를 경화하는 단계; 및
복합 구조물(200)로부터 맨드릴(104)을 제거하는 단계를 더 포함한다.
제22 조항: 제21 조항의 방법(2000)에 있어서,
압밀된 스트링거 패키지(206) 상에 복합 스킨(208)을 배치하는 단계; 및
복합 구조물(200)을 형성하기 위해 복합 스킨(208) 및 압밀된 스트링거 패키지(206)를 동시-경화하는 단계를 더 포함한다.
제23 조항: 복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)로서, 블래더 맨드릴 패키지(100)는:
맨드릴(104);
랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해 맨드릴(104)을 둘러싸는 랩 플라이(102);
랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에서 랩 플라이(102)에 커플링된 제1 반경 필러(114); 및
랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에서 랩 플라이(102)에 커플링된 제2 반경 필러(116)를 포함하고,
맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116)는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하도록 통합된다.
제24 조항: 제23 조항의 블래더 맨드릴 패키지(100)에 있어서, 제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)는 랩 플라이(102)에 접착된다.
제25 조항: 제22 조항 또는 제23 조항의 블래더 맨드릴 패키지(100)에 있어서, 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116)에 커플링된 내부 몰드 라인 플라이(122)를 더 포함하고, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 및 내부 몰드 라인 플라이(122)는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하도록 통합된다.
제26 조항: 제25 조항의 블래더 맨드릴 패키지(100)에 있어서, 내부 몰드 라인 플라이(122)는 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 및 랩 플라이(102)에 접착된다.
제27 조항: 제23 조항 내지 제26 조항 중 어느 한 조항의 블래더 맨드릴 패키지(100)에 있어서, 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116)는 백킹 플레이트(508)에 통합된다.
제28 조항: 제27 조항의 블래더 맨드릴 패키지(100)에 있어서, 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 백킹 플레이트(508)는 상보적인 윤곽들을 갖는다.
제29 조항: 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 데 사용되는 장치(500)로서, 장치(500)는:
부분적으로 랩핑된 맨드릴(146)을 형성하기 위한 다이 툴(502);
다이 툴(502)에 대해 이동 가능하고, 랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위한 스위프 아암들(510);
제1 반경 필러(114) 및 제2 반경 필러(116)를 랩핑된 맨드릴(124) 상에 배치하기 위한 반경 필러 배치 메커니즘(518); 및
블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위한 통합 메커니즘(520)을 포함한다.
제30 조항: 제29 조항의 장치(500)에 있어서,
다이 툴(502)은 캐비티(504)를 형성하고,
다이 툴(502)은, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 부분적으로 랩핑된 맨드릴(146)을 형성하도록 캐비티(504) 내로 가압될 때, 맨드릴(104) 둘레에 랩 플라이(102)를 부분적으로 랩핑하고, 그리고
스위프 아암들(510)은 랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해 맨드릴(104) 둘레에 랩 플라이(102)를 추가로 랩핑한다.
제31 조항: 제30 조항의 장치(500)에 있어서,
다이 툴(502)은 제1 툴링 표면(528)을 포함하는 다이-제1 부분(512), 및 제2 툴링 표면(530)을 포함하는 다이-제2 부분(514)을 포함하고,
제1 툴링 표면(528) 및 제2 툴링 표면(530)은 캐비티(504)를 규정하고,
제1 툴링 표면(528)은, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압될 때, 맨드릴(104)의 제1 측면(110)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제1 중간 부분(158)을 스위핑하고, 그리고
제2 툴링 표면(530)은, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압될 때, 맨드릴(104)의 제2 측면(108)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제2 중간 부분(160)을 스위핑한다.
제32 조항: 제31 조항의 장치(500)에 있어서, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)은, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)을 수용하도록 캐비티(504)를 확대시키기 위해 서로에 대해 이동 가능하다.
제33 조항: 제32 조항의 장치(500)에 있어서,
다이-제1 부분(512)은 다수의 제1 인터리핑 핑거들(544)을 더 포함하고,
다이-제1 부분(514)은 다수의 제2 인터리핑 핑거들(546)을 더 포함하고,
제1 인터리핑 핑거들(544) 및 제2 인터리핑 핑거들(546)은 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 이동 동안에 서로에 정합하게 맞물린다.
제34 조항: 제32 조항 또는 제33 조항의 장치(500)에 있어서, 캐비티(504)에 위치된 웨지(554)를 더 포함하고, 웨지(554)는, 캐비티(504) 내로 가압되기 전에 랩 플라이(102)를 지지한다.
제35 조항: 제34 조항의 장치(500)에 있어서, 웨지(554)는, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)이 캐비티(504) 내로 가압될 때, 다이-제1 부분(512) 및 다이-제2 부분(514)의 분리를 추진한다.
제36 조항: 제30 조항 내지 제35 조항 중 어느 한 조항의 장치(500)에 있어서, 랩 플라이(102) 및 맨드릴(104)을 캐비티(504) 내로 가압하도록 구성된 가압 툴(516)을 더 포함한다.
제37 조항: 제30 조항 내지 제36 조항 중 어느 한 조항의 장치(500)에 있어서, 스위프 아암들(510)은 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)에 걸쳐 랩 플라이(102)의 제1 단부(130) 및 제2 단부(132)를 스위핑하도록 구성된다.
제38 조항: 제30 조항 내지 제37 조항 중 어느 한 조항의 장치(500)에 있어서, 반경 필러 배치 메커니즘(518)은 랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에 제1 반경 필러(114)를 배치하고, 랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에 제2 반경 필러(116)를 배치하도록 구성된다.
제39 조항: 제30 조항 내지 제39 조항 중 어느 한 조항의 장치(500)에 있어서, 통합 메커니즘(520)은, 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 맨드릴(104), 랩 플라이(102), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116)를 통합하도록 구성된다.
제40 조항: 제39 조항의 장치(500)에 있어서, 통합 메커니즘(520)은:
다이 툴(502) 및 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116) 사이에 위치된 진공 배깅막(506); 및
제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 랩 플라이(102), 및 맨드릴(104)로의 진공 압력의 인가를 위해 진공 배깅막(506)에 시일링되도록 구성된 백킹 플레이트(508)를 포함한다.
제41 조항: 제40 조항의 장치(500)에 있어서, 캐비티(504) 및 백킹 플레이트(508)는 상보적인 윤곽들을 갖는다.
제42 조항: 제40 조항 또는 제41 조항의 장치(500)에 있어서,
내부 몰드 라인 플라이(122)는 랩핑된 맨드릴(124), 제1 반경 필러(114), 및 제2 반경 필러(116) 위에 배치되고, 그리고
백킹 플레이트(508)는, 내부 몰드 라인 플라이(122), 제1 반경 필러(114), 제2 반경 필러(116), 랩 플라이(102), 및 맨드릴(104)로의 진공 압력의 인가를 위해 내부 몰드 라인 플라이(122)에 걸쳐 진공 배깅막(506)에 시일링되도록 구성된다.
개시된 시스템들 및 방법들의 다양한 예들이 도시 및 설명되었지만, 본 명세서를 읽을 때 당업자들에게 수정들이 발생할 수 있다. 본 출원은 이러한 수정들을 포함하고, 청구 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (15)

  1. 복합 구조물(composite structure)(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(bladder mandrel package)(100)를 제조하는 방법(1000)으로서,
    다이 툴(die tool)(502)의 캐비티(504) 위에 랩 플라이(wrap ply)(102)를 배치하는 단계;
    상기 랩 플라이(102) 상에 맨드릴(104)을 배치하는 단계;
    상기 맨드릴(104) 및 상기 랩 플라이(102)를 상기 캐비티(504) 내로 가압하는 단계;
    랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해 상기 맨드릴(104) 둘레에 상기 랩 플라이(102)를 랩핑하는 단계;
    상기 랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에 제1 반경 필러(radius filler)(114)를 배치하는 단계;
    상기 랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에 제2 반경 필러(116)를 배치하는 단계; 및
    상기 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 상기 맨드릴(104), 상기 랩 플라이(102), 상기 제1 반경 필러(114), 및 상기 제2 반경 필러(116)를 통합(consolidate)하는 단계를 포함하는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 맨드릴(104) 및 상기 랩 플라이(102)를 상기 캐비티(504) 내로 가압할 때, 상기 다이 툴(502)의 다이-제1 부분(512) 및 상기 다이 툴(502)의 다이-제2 부분(514)을 서로에 대해 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 캐비티(504)에 위치된 웨지(wedge)(554)로 상기 랩 플라이(102)를 지지하는 단계를 더 포함하는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 랩핑하는 단계는:
    상기 다이-제1 부분(512)의 제1 툴링 표면(528)을 사용하여 상기 맨드릴(104)의 제2 측면(110)에 걸쳐 상기 랩 플라이(102)의 제1 중간 부분(158)을 스위핑(sweep)하는 단계;
    상기 다이-제2 부분(514)의 제2 툴링 표면(530)을 사용하여 상기 맨드릴(104)의 제1 측면(108)에 걸쳐 상기 랩 플라이(102)의 제2 중간 부분(160)을 스위핑하는 단계; 및
    스위프 아암들(sweep arms)(510)을 사용하여 상기 맨드릴(104)의 최하부 표면(112)에 걸쳐 상기 랩 플라이(102)의 제1 단부(130) 및 제2 단부(132)를 스위핑하는 단계를 포함하는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 통합하는 단계 동안에 상기 제1 반경 필러(114) 및 상기 제2 반경 필러(116)를 상기 랩 플라이(102)에 접착하는 단계를 더 포함하는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 랩핑된 맨드릴(124), 상기 제1 반경 필러(114), 및 상기 제2 반경 필러(116) 상에 내부 몰드 라인 플라이(inner mold line ply)(122)를 배치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 통합하는 단계는, 상기 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하기 위해 상기 맨드릴(104), 상기 랩 플라이(102), 상기 제1 반경 필러(114), 상기 제2 반경 필러(116), 및 상기 내부 몰드 라인 플라이(122)를 통합하는 단계를 포함하는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 통합하는 단계 동안에 상기 내부 몰드 라인 플라이(122)를 상기 제1 반경 필러(114), 상기 제2 반경 필러(116) 및 상기 랩 플라이(102)에 접착하는 단계를 더 포함하는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 통합하는 단계는 진공 압력을 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 방법은, 상기 랩 플라이(102)를 배치하는 단계 이전에 상기 다이 툴(502)의 상기 캐비티(504) 위에 진공 배깅막(vacuum bagging film)(506)을 배치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 랩 플라이(102)는 상기 진공 배깅막(506) 상에 배치되는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 진공 압력의 인가를 위해 상기 진공 배깅막(506)에 백킹 플레이트(backing plate)(508)를 시일링하는 단계를 더 포함하는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)를 제조하는 방법(1000).
  10. 복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100)로서,
    맨드릴(104);
    랩핑된 맨드릴(124)을 형성하기 위해 상기 맨드릴(104)을 둘러싸는 랩 플라이(102);
    상기 랩핑된 맨드릴(124)의 제1 반경(118)에서 상기 랩 플라이(102)에 커플링된 제1 반경 필러(114); 및
    상기 랩핑된 맨드릴(124)의 제2 반경(120)에서 상기 랩 플라이(102)에 커플링된 제2 반경 필러(116)를 포함하고,
    상기 맨드릴(104), 상기 랩 플라이(102), 상기 제1 반경 필러(114), 및 상기 제2 반경 필러(116)는 상기 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하도록 통합되는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100).
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 반경 필러(114) 및 상기 제2 반경 필러(116)는 상기 랩 플라이(102)에 접착되는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100).
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 랩핑된 맨드릴(124), 상기 제1 반경 필러(114), 및 상기 제2 반경 필러(116)에 커플링된 내부 몰드 라인 플라이(122)를 더 포함하고,
    상기 맨드릴(104), 상기 랩 플라이(102), 상기 제1 반경 필러(114), 상기 제2 반경 필러(116), 및 상기 내부 몰드 라인 플라이(122)는 상기 블래더 맨드릴 패키지(100)를 형성하도록 통합되는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100).
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 내부 몰드 라인 플라이(122)는 상기 제1 반경 필러(114), 상기 제2 반경 필러(116), 및 상기 랩 플라이(102)에 접착되는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100).
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 맨드릴(104), 상기 랩 플라이(102), 상기 제1 반경 필러(114), 및 상기 제2 반경 필러(116)는 백킹 플레이트(508)에 통합되는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100).
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 블래더 맨드릴 패키지(100) 및 상기 백킹 플레이트(508)는 상보적인 윤곽들을 갖는,
    복합 구조물(200)을 제조하는 데 사용되는 블래더 맨드릴 패키지(100).
KR1020190148749A 2018-12-19 2019-11-19 블래더 맨드릴 패키지 Active KR102803705B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/224,969 2018-12-19
US16/224,969 US11179902B2 (en) 2018-12-19 2018-12-19 Bladder mandrel package

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200077400A KR20200077400A (ko) 2020-06-30
KR102803705B1 true KR102803705B1 (ko) 2025-05-02

Family

ID=69061029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190148749A Active KR102803705B1 (ko) 2018-12-19 2019-11-19 블래더 맨드릴 패키지

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11179902B2 (ko)
EP (2) EP3677412B1 (ko)
JP (1) JP7405584B2 (ko)
KR (1) KR102803705B1 (ko)
CN (1) CN111331885B (ko)
BR (1) BR102019026366B1 (ko)
ES (2) ES2965881T3 (ko)
PT (2) PT4253014T (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11472358B2 (en) * 2019-05-10 2022-10-18 GM Global Technology Operations LLC Method of forming a unitary composite structure
KR20230154000A (ko) * 2020-12-28 2023-11-07 레오나르도 에스.피.에이. 강직화 스트링거로 강화되는 복합 재료 구조 요소를제조하기 위한 방법 및 구조 요소
US11794376B2 (en) 2021-03-31 2023-10-24 The Boeing Company Application of gap fillers during layup of charges of composite material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010040004A1 (en) 2008-10-01 2010-04-08 The Boeing Company Composite truss panel having fluted core and sitffener made of foam and method for making the same
JP2013111982A (ja) 2011-11-30 2013-06-10 Boeing Co:The 安定化されたドライプリフォーム及び方法
US20140299257A1 (en) 2012-06-24 2014-10-09 The Boeing Company Composite hat stiffener, composite hat-stiffened pressure webs, and methods of making the same

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5538589A (en) * 1994-08-31 1996-07-23 The Boeing Company Composite stringer assembly machine
US5904972A (en) * 1995-06-07 1999-05-18 Tpi Technology Inc. Large composite core structures formed by vacuum assisted resin transfer molding
US6071460A (en) * 1997-08-15 2000-06-06 Taylor Made Golf Company Inc. Method of manufacturing a golf shaft of complex shape by internal bladder pressurization
US7204951B2 (en) 2002-07-30 2007-04-17 Rocky Mountain Composites, Inc. Method of assembling a single piece co-cured structure
US9327467B2 (en) 2008-07-10 2016-05-03 The Boeing Company Composite mandrel for autoclave curing applications
US8293051B2 (en) * 2008-12-10 2012-10-23 The Boeing Company Method for producing composite laminates using a collapsible mandrel
US9296187B2 (en) * 2008-12-10 2016-03-29 The Boeing Company Bagging process and mandrel for fabrication of elongated composite structure
US8074694B2 (en) 2009-05-28 2011-12-13 The Boeing Company Stringer transition method
US8430984B2 (en) * 2010-05-11 2013-04-30 The Boeing Company Collapsible mandrel employing reinforced fluoroelastomeric bladder
CN103692662B (zh) * 2013-12-20 2015-10-21 大连罗兰泵业有限公司 真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法及装置
US9827710B2 (en) * 2014-02-04 2017-11-28 The Boeing Company Radius filler and method of manufacturing same
US9475256B2 (en) * 2014-07-10 2016-10-25 The Boeing Company Composite filler
US9914244B2 (en) * 2014-08-04 2018-03-13 The Boeing Company Bladder system for curing composite parts
US9873500B2 (en) * 2014-09-16 2018-01-23 The Boeing Company Process and apparatus for handling, installing, compacting, splicing, and/or assembling composite stringers
US10293552B2 (en) 2015-11-17 2019-05-21 The Boeing Company Heat shrinkable film tube and method for manufacturing hollow composite parts
CN206589365U (zh) * 2017-04-01 2017-10-27 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种复合材料帽形长桁预成型及其加筋壁板固化的芯模
CN107139504B (zh) * 2017-04-01 2019-12-06 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 复合材料帽形长桁预成型及其加筋壁板固化的芯模及方法
US11014315B2 (en) 2017-05-03 2021-05-25 The Boeing Company Compacted stringer packages
US10926435B2 (en) * 2017-05-03 2021-02-23 The Boeing Company Foam mandrel assembly
JP6978957B2 (ja) * 2018-02-13 2021-12-08 三菱重工業株式会社 組立体の製造方法、補強部材、及び組立体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010040004A1 (en) 2008-10-01 2010-04-08 The Boeing Company Composite truss panel having fluted core and sitffener made of foam and method for making the same
JP2013111982A (ja) 2011-11-30 2013-06-10 Boeing Co:The 安定化されたドライプリフォーム及び方法
US20140299257A1 (en) 2012-06-24 2014-10-09 The Boeing Company Composite hat stiffener, composite hat-stiffened pressure webs, and methods of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
BR102019026366B1 (pt) 2023-10-31
JP7405584B2 (ja) 2023-12-26
EP4253014A1 (en) 2023-10-04
ES3013383T3 (en) 2025-04-11
EP3677412B1 (en) 2023-09-20
CN111331885B (zh) 2023-10-17
EP4253014B1 (en) 2025-01-01
JP2020114661A (ja) 2020-07-30
EP3677412A1 (en) 2020-07-08
US11179902B2 (en) 2021-11-23
US11806949B2 (en) 2023-11-07
PT3677412T (pt) 2023-10-10
ES2965881T3 (es) 2024-04-17
PT4253014T (pt) 2025-01-16
CN111331885A (zh) 2020-06-26
US20200198262A1 (en) 2020-06-25
US20220040938A1 (en) 2022-02-10
BR102019026366A2 (pt) 2020-07-07
KR20200077400A (ko) 2020-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2996943C (en) Compacted stringer packages
JP6649434B2 (ja) 複合材スティフナを搬送し、配置し、そして圧密化する方法及び器具
JP6262842B2 (ja) 成形中の複合積層体における層のしわを低減するための方法及び装置
US11014315B2 (en) Compacted stringer packages
US11806949B2 (en) Bladder mandrel package
US9023265B1 (en) Systems, tools, and methods for forming corrugated structures and apparatuses including corrugated structures
CN111452947A (zh) 成形复合桁条
KR102542348B1 (ko) 반경 충전제 키트들 성형 장치 및 방법
US9221236B1 (en) Systems and methods for assembling stiffened composite structures
CA2926962C (en) Apparatuses and methods for making reinforcement structures
US9545758B2 (en) Two piece mandrel manufacturing system
JP7707319B2 (ja) ノンクリンプ繊維形成
US20220143938A1 (en) Forming Apparatus and Method for Forming Highly Contoured Composite Structures

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20191119

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20221117

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20191119

Comment text: Patent Application

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20250325

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20250429

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20250429

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration