JP3632176B2 - Method and apparatus for manufacturing aircraft composite panel - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機の胴体や翼さらにはロケットの胴体やフェアリングなどのパネルとして用いるCFRPなどより成る複合材パネルの製造方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より航空機の軽量化のために胴体や翼を始めとして種々の部品の外壁面に、金属パネルに代ってCFRPなどより成る複合材パネルが用いられることが多くなってきた。この複合材パネルを製造するには、従来、上面をコンター面となした積層型に直接プリプレグを積層するプリプレグ自動積層機(通称:ATL)が開発され、使用されてきた。
このプリプレグ自動積層機は、3または6インチ幅の一方向材プリプレグをNC制御にて積層する機能を有するが、常に細幅単位でしか積層できないため、大面積の積層や厚板積層には時間がかかり、効率が悪かった。
【0003】
また、近年開発されたファイバープレースメント装置(通称:FPM)は、複雑なコンター面を有する積層型へのプリプレグの積層が可能で、3〜10mmの細幅プリプレグを何10本も同時積層できることを特徴とするが、何分にもプリプレグ幅が細すぎるため、単位面積当りの積層時間は前記プリプレグ自動積層機よりもさらに多くかかり、非常に効率が悪かった。
【0004】
そして上記いずれも積層型に直接プリプレグを積層する方法は、プリプレグ自動積層に積層型が拘束されるため、プリプレグの自動積層中は型上にて他の仕事ができず、生産レートの高いパネルの製造には向かなかった。
【0005】
また、上記いずれも3次元コンター面を有する積層型へのプリプレグ積層を可能にするため、積層ヘッドに全ての機能を持たせた10軸制御機能とプリプレグを切断できる機能を備えさせているため、積層ヘッドが非常に重く、装置全体が大がかりなものとなっていた。
【0006】
さらに、プリプレグの切断機能は直線切断しかできないものであるため、細かな形状切断に対応できなかった。
【0007】
さらにまた、複雑なコンター面を有する積層型へのプリプレグ積層を行うには、積層ヘッドを制御するために非常に高い演算能力が必要で、制御にも時間がかかることから、積層時間も長くなり、効率的なプリプレグ積層ができなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来のオールインワンタイプのプリプレグ自動積層機の機能を分解し、夫々個別機能として稼動させることで、プリプレグの高速積層を実現するために、幅広プリプレグの平面積層、細幅プリプレグの平面積層、さらには細幅プリプレグの点在平面積層を個別のエリアで行うようにし、これらを行って得たプリプレグ積層体の形状裁断を別のエリアで順次行うようにし、形状裁断した各プリプレグ積層体をさらに別のエリアで順次積層するようにし、各平面積層エリアから裁断エリアへのプリプレグ積層体の搬送及び裁断エリアから積層治具へのプリプレグ積層体の搬送は吊り上げ空中搬送することで、効率的なプリプレグ積層による航空機用複合材パネルの製造を行うことのできる方法及びその装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の航空機用複合材パネルの製造方法の1つは、平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で一方向材又は/及びクロス材の幅広プリプレグを4軸制御により平面積層し、大面積のプリプレグ積層体を形成することと、別の平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で各種幅寸法にスリットされた一方向材又は/及びクロス材の細幅プリプレグを4軸制御により縦方向,横方向に所要の間隔をあけて平面積層し、格子状のプリプレグ積層体を形成することを並行して行い、次に大面積のプリプレグ積層体と格子状のプリプレグ積層体とを各々の平面積層テーブルの下から空気を吹き出して離型フィルムごと浮上させた後、順次スライド式に空中搬送して1つの裁断テーブル上に載置し、真空吸引により固定した上、所要寸法,形状となるように裁断して、順次スキン部プリプレグ積層体,ダブラー部プリプレグ積層体を形成し、次いでこれらスキン部プリプレグ積層体,ダブラー部プリプレグ積層体を順次裁断テーブルからカーテン状に吊り上げ空中搬送してシングルコンター面の積層治具上に載置し、積層して、複合材パネルとなすことを特徴とするものである。
【0010】
この航空機用複合材パネルの製造方法において、シングルコンター面の積層治具上に載置するスキン部プリプレグ積層体は、裁断テーブルから吊り上げる際、離型フィルムを裁断テーブルに真空吸引したまま離型フィルムから引き剥がす方法とり、シングルコンター面の積層治具上に載置したスキン部プリプレグ積層体の上に積層するダブラー部プリプレグ積層体は、裁断テーブルから吊り上げ空中搬送して積層する際、離型フィルムごと吊り上げて空中搬送し、離型フィルムを上にしてスキン部プリプレグ積層体に積層し、その後離型フィルムを除去する方法をとることが必要である。
【0011】
本発明の航空機用複合材パネルの製造方法の他の1つは、平面積層テーブル上に離型フィルムを真空引きにより密着させた後、その離型フィルム上で一方向材又は/及びクロス材の幅広プリプレグを4軸制御により隙間をあけて平面積層し、断続大面積のプリプレグ積層体を形成することと、別の平面積層テーブル上に離型フィルムを真空引きにより密着させた後、その離型フィルム上で各種幅寸法にスリットされた一方向材又は/及びクロス材の細幅プリプレグを4軸制御により縦方向,横方向に所要の間隔をあけて平面積層し、格子状のプリプレグ積層体を形成することを並行して行い、次に断続大面積のプリプレグ積層体と格子状プリプレグ積層体とを各々の平面積層テーブルの下から空気を吹き出して離型フィルムごと浮上させた後、順次スライド式に空中搬送して1つの裁断テーブル上に載置し、真空吸引により固定した上、所要寸法,形状となるように裁断して、順次断続スキン部プリプレグ積層体,ダブラー部プリプレグ積層体を形成し、次いで断続スキン部プリプレグ積層体を裁断テーブルからカーテン状に吊り上げ空中搬送してダブルコンター面の積層治具上に載置し、断続スキン部プリプレグ積層体をダブルコンター面になじませた上、断続スキン部プリプレグ積層体の隙間に幅広プリプレグを追加積層し、次にこの隙間無しのスキン部プリプレグ積層体上にダブラー部プリプレグ積層体を裁断テーブルからカーテン状に吊り上げ空中搬送して載置し、積層して、複合材パネルとなすことを特徴とするものである。
【0012】
この航空機用複合材パネルの製造方法において、ダブルコンター面の積層治具上に載置する断続スキン部プリプレグ積層体、及びこの断続スキン部プリプレグ積層体の隙間に幅広プリプレグを追加積層後この隙間無しのスキン部プリプレグ積層体上に積層するダブラー部プリプレグ積層体は、夫々1つの裁断テーブルから吊り上げ空中搬送して積層治具上に載置積層する際、離型フィルムごと吊り上げて空中搬送し、離型フィルムを上にして各々載置,積層し、その後離型フィルムを除去する方法をとることが必要である。
【0013】
本発明の航空機用複合材パネルの製造方法の別の1つは、平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で一方向材又は/及びクロス材の幅広プリプレグを4軸制御により平面積層し、大面積のプリプレグ積層体を形成することと、別の平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で各種幅寸法にスリットされた一方向材又は/及びクロス材の細幅プリプレグを4軸制御により縦方向,横方向に所要の間隔をあけて平面積層し、格子状のプリプレグ積層体を形成することと、さらに別の平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で一方向材及びクロス材細幅プリプレグを複数の所要位置に手積み又は4軸制御により平面積層し、点在プリプレグ積層体を形成することを並行して行い、次に大面積のプリプレグ積層体と格子状のプリプレグ積層体と点在プリプレグ積層体とを各々の平面積層テーブルの下から空気を吹き出して離型フィルムごと浮上させた後、順次スライド式に空中搬送して1つの裁断テーブル上に載置し、真空吸引により固定した上、所要寸法,形状となるように裁断して、順次スキン部プリプレグ積層体,ダブラー部プリプレグ積層体,局所補強プリプレグ積層体を形成し、次いでこれらを順次裁断テーブルからカーテン状に吊り上げて空中搬送してシングルコンター面の積層治具上に載置し、積層して、複合材パネルとなすことを特徴とするものである。
【0014】
この航空機用複合材パネルの製造方法において、シングルコンター面の積層治具上に載置するスキン部プリプレグ積層体は、裁断テーブルから吊り上げる際、離型フィルムを裁断テーブルに真空吸引したまま離型フィルムから引き剥がす方法をとり、積層治具上のスキン部プリプレグ積層体上に積層するダブラー部プリプレグ積層体及びそのダブラー部積層体上に積層する局所補強プリプレグ積層体は、裁断テーブルから吊り上げ空中搬送して積層する際、離型フィルムごと吊り上げて空中搬送し、離型フィルムを上にして各々スキン部プリプレグ積層体,ダブラー部プリプレグ積層体に積層の都度、離型フィルムを除去する方法をとることが必要である。
【0015】
本発明の航空機用複合材パネルの製造方法のさらに別の1つは、平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で一方向材又は/及びクロス材の幅広プリプレグを4軸制御により隙間をあけて平面積層し、断続大面積のプリプレグ積層体を形成することと、別の平面積層テーブル上に離型フィルムを真空引きにより密着させた後、その離型フィルム上で各種幅寸法にスリットされた一方向材又は/及びクロス材の細幅プリプレグを4軸制御により縦方向,横方向に所要の間隔をあけて平面積層し、格子状のプリプレグ積層体を形成することと、さらに別の平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で一方向材又は/及びクロス材の細幅プリプレグを複数の所要位置に手積み又は4軸制御により平面積層し、点在プリプレグ積層体を形成することとを並行して行い、次に断続大面積のプリプレグ積層体と格子状のプリプレグ積層体と点在プリプレグ積層体とを各々の平面積層テーブルの下から空気を吹き出して離型フィルムごと浮上させた後、順次空中搬送して1つの裁断テーブル上に載置し、真空吸引により固定した上、所要寸法,形状となるように裁断して、順次断続スキン部プリプレグ積層体,ダブラー部プリプレグ積層体,局所補強プリプレグ積層体を形成し、次いで断続スキン部プリプレグ積層体を裁断テーブルから吊り上げ空中搬送してダブルコンター面の積層治具上に載置し、断続スキン部プリプレグ積層体をダブルコンター面になじませた上、断続スキン部プリプレグ積層体の隙間に幅広プリプレグを追加積層し、次にこの隙間無しのスキン部プリプレグ積層体にダブラー部プリプレグ積層体,局所補強プリプレグ積層体を順次裁断テーブルからカーテン状に吊り上げ空中搬送して載置し、積層して、複合材パネルとなすことを特徴とするものである。
【0016】
この航空機用複合材パネルの製造方法において、ダブルコンター面の積層治具上に載置する断続スキン部プリプレグ積層体、この断続スキン部プリプレグ積層体の隙間に幅広のプリプレグを追加積層後この隙間無しのスキン部プリプレグ積層体上に積層するダブラー部プリプレグ積層体及びこのダブラー部プリプレグ積層体上に積層する局所補強プリプレグ積層体は、夫々1つの裁断テーブルから吊り上げ空中搬送して積層治具上に載置積層する際、離型フィルムごと吊り上げて空中搬送し、離型フィルムを上にして各々載置,積層し、その後離型フィルムを除去する方法をとることが必要である。
【0017】
上記の各製造方法を実施するための本発明の航空機用複合材パネルの製造装置は、上面に真空吸引,空気吹き出しの***を多数設けた平面積層テーブルの上方に、一方向材又は/及びクロス材の幅広プリプレグを平面積層する4軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機を備えた幅広プリプレグ積層装置と、同じく上面に真空吸引,空気吹き出しの***を多数設けた別の平面積層テーブルの上方に、一方向材又は/及びクロス材の細幅プリプレグを格子状に平面積層する4軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機を備えた細幅プリプレグ積層装置と、同じく上面に真空吸引,空気吹き出しの***を多数設けたさらに別の平面積層テーブルの上方に細幅プリプレグ手積み位置検出用テンプレートを備えるか、または細幅プリプレグを平面積層する4軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機を備えたプリプレグ点在積層装置と、前記幅広プリプレグ積層装置と細幅プリプレグ積層装置とプリプレグ点在積層装置とで三方より囲まれる位置に設けられ上面に真空吸引,空気吹き出しの***を多数設けた裁断テーブルの上方に自動裁断機を備えたプリプレグ積層体裁断装置と、このプリプレグ積層体裁断装置を挾むようにプリプレグ点在積層装置と対向する位置に設けられシングルコンター面又はダブルコンター面を有するプリプレグ積層体積層治具と、前記幅広プリプレグ積層装置,細幅プリプレグ積層装置,プリプレグ点在積層装置とプリプレグ積層体裁断装置とを往来してプリプレグ積層体をスライド式に空中搬送するスライド式搬送装置と、前記プリプレグ積層体裁断装置とプリプレグ積層体積層治具とを往来してプリプレグ積層体をカーテン状に吊り上げて空中搬送するハンガー付きクレーンとより成るものである。
【0018】
この航空機用複合材パネルの製造装置において、細幅プリプレグ積層装置には、その自動積層機の積層ヘッドに着脱させる各種幅寸法の細幅プリプレグを繰り出し可能に収容した複数のプリプレグカセットを備えていることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の航空機用複合材パネルの製造方法及びその装置の実施形態を図によって説明する。先ず、航空機用複合材パネルの製造方法を行うための装置を図1〜図3によって説明すると、1は幅広プリプレグ積層装置で、この幅広プリプレグ積層装置1は、上面に真空吸引,空気吹き出しの***2を多数開口し下部に空気給排空間3を設けた幅10m,長さ15mの平面積層テーブル4と、その上方に設けられ幅寸法が1mを超える一方向材又は/及びクロス材の幅広プリプレグ5を平面積層する4軸制御の積層ヘッド6を有する自動積層機7とより成るものである。8は前記幅広プリプレグ積層装置1に隣接して設けたプリプレグ積層体裁断装置で、このプリプレグ積層体裁断装置8は、上面に真空吸引,空気吹き出しの***2を多数設け下部に空気給排空間3を設けた幅10m,長さ15mの裁断テーブル9と、その上方に設けた自動裁断機10とより成るものである。11は前記プリプレグ積層体裁断装置8に隣接して設けた細幅プリプレグ積層装置で、この細幅プリプレグ積層装置11は、上面に真空吸引,空気吹き出しの***2を多数開口し下部に空気給排空間3を設けた幅10m,長さ15mの平面積層テーブル12と、その上方に設けられ幅寸法が1〜20cmの一方材又は/及びクロス材の細幅プリプレグテープ13を格子状に平面積層する4軸制御の積層ヘッド14を有する自動積層機15とより成るものである。この細幅プリプレグ積層装置11には各種幅寸法にスリットされた一方材やクロス材の細幅プリプレグテープ13を収容した複数のプリプレグカセット16が装備されていて、このプリプレグカセット16は積層ヘッド14に取替え装着できるようになっている。17は前記幅広プリプレグ積層装置1と細幅プリプレグ積層装置11の方向とは直角の方向でプリプレグ積層体裁断装置8に隣接して設けたプリプレグ点在積層装置で、このプリプレグ点在積層装置17の一例は、上面に真空吸引,空気吹き出しの***2を多数設け下部に空気給排空間3を設けた幅10m,長さ15mの平面積層テーブル18と、その上方に設けた細幅プリプレグ手積み位置検出用テンプレート19とより成るものである。プリプレグ点在積層装置17の他の例は、図4に示すように平面積層テーブル18の上方に、10〜20mmの一方向材又はクロス材の細幅プリプレグを点在して平面積層する4軸制御の積層ヘッド20を有する自動積層機21を備えたものである。図1〜図3において、22は前記プリプレグ積層体裁断装置8を挾んでプリプレグ点在積層装置17と対向する位置に設けられたプリプレグ積層体積層治具で、このプリプレグ積層体積層治具22は、上面が図3に示すようにシングルコンター面23のものと図5に示すようにダブルコンター面24のものとがある。図1〜図3において、25は前記プリプレグ積層体裁断装置8とプリプレグ積層体積層治具22とを往来して、プリプレグ積層体裁断装置8で裁断したプリプレグ積層体をカーテン状に吊り上げてプリプレグ積層体積層治具22に空中搬送するハンガー26付きクレーンである。27,27′は、幅広プリプレグ積層装置1、細幅プリプレグ積層装置11からプリプレグ積層体裁断装置8にプリプレグ積層体を搬送するスライド式搬送装置である。このスライド式搬送装置27,27′は、図6、図7に示すように積層装置1、11の平面積層テーブル4、12の両側端のレール28,28′から裁断装置8の裁断テーブルの両側端のレール29にかけて走行する走行装置30,30′に、平面積層テーブル4、12上に配された離型フィルムFの両側端を把持する開閉可能なチャック31を備えたものである。
【0020】
上記構成の航空機用複合材パネルの製造装置における細幅プリプレグ積層装置11に装備される複数のプリプレグカセット16は、例えば図8に示すようにケース32内に繰り出しロール33と巻き込みロール34とを設け、繰り出しロール33に例えば図9に示すように45°方向の細幅プリプレグ35と0°方向の細幅プリプレグ36と組み合わせてばらけないようにした1〜20cmの細幅プリプレグテープ13を巻き上げ紙37と一緒に巻き込み、巻き上げ紙37の一端を巻き込みロール34に固定したものであって、このプリプレグカセット16は図1〜図3に示される積層ヘッド14に適宜交換して装着され、該積層ヘッド14が4軸制御による移行時に繰り出しロール33が回転されて細幅プリプレグテープ13が繰り出されて積層されるようになっている。
【0021】
次に上記のように構成された実施形態の製造装置による航空機用複合材パネルの製造方法の種々の実施形態について説明する。窓などの開口部を作らない胴体パネルに用いるシングルコンター形状の複合材パネルの製造方法の実施形態においては、製造装置のプリプレグ点在装置17は使用せず、プリプレグ積層体積層治具22は上面が図3に示すようにシングルコンター面23のものが使用される。以下、本製造方法の工程について説明する。幅広プリプレグ積層装置1の平面積層テーブル4上に図2に示すように離型フィルムFを載せ、上面に開口した***2から下部の空気給排空間3を通して真空吸引し、離型フィルムFを平面積層テーブル4上に密着させた後、その離型フィルムF上で図3に示すように一方向材及びクロス材の幅寸法1mの幅広プリプレグ5を4軸制御の自動積層機7の積層ヘッド6により平面積層し、大面積のプリプレグ積層体P1 を形成する。これと並行して細幅プリプレグ積層装置11の平面積層テーブル12上に図2に示すように離型フィルムFを載せ、上面に開口した***2から下部の空気給排空間3を通して真空吸引し、離型フィルムFを平面積層テーブル12上に密着させた後、その離型フィルムF上で例えば図3に示すように1〜20cmの各種幅寸法のスリットされた一方向材の細幅プリプレグテープ13を4軸制御の自動積層機15の積層ヘッド14に装着したプリプレグカセット16から繰り出し、縦方向,横方向に所要の間隔をあけて平面積層し、格子状のプリプレグ積層体P2 を形成する。次に前記の大面積のプリプレグ積層体P1 を平面積層テーブル4の***2から空気を吹き出して離型フィルムFごと浮上させた後、図6、図7に示すスライド式搬送装置27の走行装置30に備えられたチャック31に離型フィルムFの両側端を把持させ、走行装置30をレール28、29を走行させて隣接のプリプレグ積層体裁断装置8にスライド式に空中搬送し、その裁断装置8の裁断テーブル9上にプリプレグ積層体P1 を降して載置し、離型フィルムFからチャック31を離した上、裁断テーブル9の上面に開口した***2から下部の空気給排空間3を通して真空吸引し、離型フィルムFごと大面積のプリプレグ積層体P1 を裁断テーブル9上に密着させる。然る後、所要寸法,形状となるように自動裁断機10により図10に示すように裁断して、スキン部プリプレグ積層体Sを形成する。次いで、裁断テーブル9上の離型フィルムFを真空吸引させたままスキン部プリプレグ積層体Sの一側端をクレーン25のハンガー26に把持させ離型フィルムFから引き剥がして図11に示すようにカーテン状に吊り上げる。そしてクレーン25を直角方向に走行させて上面がシングルコンター面23のプリプレグ積層体積層治具22にスキン部プリプレグ積層体Sを空中搬送し、その積層治具22のシングルコンター面23上に図12に示すように吊り降して載置する。次に前記の格子状のプリプレグ積層体P2 を平面積層テーブル12の***2から空気を吹き出して離型フィルムFごと浮上させた後、図6、図7に示すスライド式搬送装置27′の走行装置30′に備えられたチャック31に離型フィルムFの両側端を把持させ、走行装置30′をレール28′、29を走行させて隣接のプリプレグ積層体裁断装置8にスライド式に空中搬送し、その裁断装置8の裁断テーブル9上にプリプレグ積層体P2 を降して載置し、離型フィルムFからチャック31を離した上、裁断テーブル9の上面に開口した***2から下部の空気給排空間3を通して真空吸引し、離型フィルムFごと格子状のプリプレグ積層体P2 を裁断テーブル9上に密着させる。然る後、所要寸法,形状となるように自動裁断機10により裁断して、図13に示すように胴体パネルにおけるストリンガー等の取付部の補強となるダブラー部プリプレグ積層体Dを形成する。次いで、このダブラー部プリプレグ積層体Dを裁断テーブル9の***2から空気を吹き出して離型フィルムFごと浮上させた後、図8と同様にクレーン25のハンガー26に離型フィルムFの一側端を把持させて図11と同様にカーテン状に吊り上げる。そしてクレーン25を直角方向に走行させてダブラー部プリプレグ積層体Dをプリプレグ積層体積層治具22に空中搬送し、その積層治具22のシングルコンター面23上に先に載置したスキン部プリプレグ積層体Sの上に離型フィルムFを上にしてダブラー部プリプレグ積層体Dを吊り降して載置し、積層し、その後離型フィルムFを引き剥して除去し、図14に示すように胴体パネル用のシングルコンター形状の複合材パネルP1を作る。
【0022】
翼パネルや胴体パネルに用いるダブルコンター形状の複合材パネルの製造方法の実施形態においては、製造装置のプリプレグ点在装置17は使用せず、プリプレグ積層体積層治具22は上面が図5に示すようにダブルコンター面24のものが使用される。以下、本製造方法の工程について説明する。幅広プリプレグ積層装置1の平面積層テーブル4上に図2に示すように離型フィルムFを載せ、上面に開口した***2から真空吸引し、離型フィルムFを平面積層テーブル4上に密着させた後、その離型フィルムF上で図15に示すように一方向材及びクロス材の幅寸法1mの幅広プリプレグ5を4軸制御の自動積層機7の積層ヘッド6により隙間をあけて平面積層し、断続大面積のプリプレグ積層体P1 ′を形成する。これと並行して細幅プリプレグ積層装置11で前述の実施形態と同様に図1、図3に示すように格子状のプリプレグ積層体P2 を形成する。次に前記断続大面積のプリプレグ積層体P1 ′を平面積層テーブル4の***2から空気を吹き出して離型フィルムFごと浮上させた後、図6、図7に示すスライド式搬送装置27の走行装置30に備えられたチャック31に離型フィルムFの両側端を把持させ、走行装置30をレール28、29を走行させて隣接のプリプレグ積層体裁断装置8にスライド式に空中搬送し、その裁断装置8の裁断テーブル9に断続大面積のプリプレグ積層体P1 ′を降して載置し、離型フィルムFからチャック31を離した上、裁断テーブル9の上面に開口した***2から真空吸引し、離型フィルムFごと断続大面積のプリプレグ積層体P1 ′を裁断テーブル9上に密着させる。然る後、所要寸法,形状となるように自動裁断機10により図16に示すように裁断して、断続スキン部プリプレグ積層体S′を形成する。次いで断続スキン部プリプレグ積層体S′を裁断テーブル9の***2から空気を吹き出して離型フィルムFごと浮上させた後、クレーン25のハンガー26に離型フィルムFの一側端を把持させて図11と同様にカーテン状に吊り上げる。そしてクレーン25を直角方向に走行させて上面がダブルコンター面24のプリプレグ積層体積層治具22に断続スキン部プリプレグ積層体S′を空中搬送し、その積層治具22のダブルコンター面24上に図17に示すように吊り降し、離型フィルムFを上にして載置する。次に離型フィルムFを図18に示すように引き剥して断続スキン部プリプレグ積層体S′をずらしながらダブルコンター面24になじませた上、その断続スキン部プリプレグ積層体S′の隙間に図19に示すように幅広プリプレグ5を手積みにより追加積層して、図20に示すように隙間無しのスキン部プリプレグ積層体Sを形成する。この間に前記格子状のプリプレグ積層体P2 を前述の実施形態と同様の手順にて隣接のプリプレグ積層体裁断装置8にスライド式に空中搬送し、それの裁断テーブル9上に降して載置した上、所要寸法,形状となるように自動裁断機10にて裁断して、図13と同様に翼パネルや胴体パネルにおけるストリンガー等の取付部の補強構造となるダブラー部プリプレグ積層体Dを形成する。次いで、このダブラー部プリプレグ積層体Dを前述の実施形態と同様の手順にてプリプレグ積層体積層治具22に空中搬送し、その積層治具22のダブルコンター面24上に先に載置して形成したスキン部プリプレグ積層体S上に離型フィルムFを上にしてダブラー部プリプレグ積層体Dを吊り降して載置し、積層し、その後離型フィルムFを引き剥して除去し、図21に示すように翼パネルや胴体パネルに用いるダブルコンター形状の複合材パネルP2を作る。
【0023】
窓などの開口部を作る胴体パネルに用いるシングルコンター形状の複合材パネルの製造方法の実施形態においては、製造装置のプリプレグ点在装置17は図4に示す自動積層機21を備えたものを使用し、プリプレグ積層体積層治具22は上面がシングルコンター面23のものが使用される。以下本製造方法の工程について説明する。幅広プリプレグ積層装置1及び細幅プリプレグ積層装置11で、前述のシングルコンター形状の複合材パネルの製造方法と同様に大面積のプリプレグ積層体P1 及び格子状のプリプレグ積層体P2 を並行して形成する。と同時にプリプレグ点在装置17で点在プリプレグ積層体P3 を形成する。即ち、プリプレグ点在装置17の平面積層テーブル18上に図22に示すように離型フィルムFを載せ、上面に開口した***2から下部の空気給排空間3を通して真空吸引し、離型フィルムFを平面積層テーブル18上に密着させた後、その離型フィルムF上で幅10〜20mmの一方向材又はクロス材の細幅プリプレグ13′を4軸制御の自動制御機21の積層ヘッド20により所要位置に点在して平面積層し、点在プリプレグ積層体P3 を形成する。次に大面積のプリプレグ積層体P1 と格子状のプリプレグ積層体P2 を、前述のシングルコンター形状の複合材パネルの製造方法と同様に順次プリプレグ積層体裁断装置8で所要の寸法,形状に裁断して、スキン部プリプレグ積層体S、ダブラー部プリプレグ積層Dを形成した後、これらを順次プリプレグ積層体積層治具22のシングルコンター面23上に載置積層する。この後前記点在プリプレグ積層体P3 を平面積層テーブル18の***2から空気を吹き出して離型フィルムFごと浮上させ、人手によりプリプレグ積層体裁断装置8に空中搬送し、その裁断装置8の裁断テーブル9上に点在プリプレグ積層体P3 を吊り降して載置する。そして裁断テーブル9の***2から真空吸引し、離型フィルムFごと点在プリプレグ積層体P3 を裁断テーブル9上に密着させた上、所要寸法,形状となるように自動裁断機10により裁断して、図23に示すように胴体パネルにおける窓などの開口部の補強となる局所補強プリプレグ積層体Gを形成する。次いでこの局所補強プリプレグ積層体Gを裁断テーブル9の***2から空気を吹き出して離型フィルムFごと浮上させた後、クレーン25のハンガー26に離型フィルムFの一側端を把持させてカーテン状に吊り上げる。そしてクレーン25をプリプレグ積層体積層治具22に走行させて局所補強プリプレグ積層体Gを空中搬送し、積層治具22のシングルコンター面23上に先に載置積層したスキン部プリプレグ積層体S,ダブラー部プリプレグ積層体D上に、離型フィルムFを上にして局所補強プリプレグ積層体Gを吊り降して載置し、積層し、その後離型フィルムFを引き剥して除去し、図24に示すように窓などの開口部を作る胴体パネル用のシングルコンター形状の複合材パネルP3を作る。
【0024】
機器取付用の補強部を持つ翼パネルに用いるダブルコンター形状の複合材パネルの製造方法の実施形態においては、製造装置のプリプレグ点在装置17は細幅プリプレグ手積み位置検出用テンプレート19を備えたものを使用し、プリプレグ積層体積層治具22は上面がダブルコンター面のものが使用される。以下本製造方法の工程について説明する。幅広プリプレグ積層装置1及び細幅プリプレグ積層装置11で、前述のダブルコンター形状の複合材パネルの製造方法と同様に断続大面積のプリプレグ積層体P1 ′及び格子状のプリプレグ積層体P2 を並行して形成する。と同時にプリプレグ点在装置17で点在プリプレグ積層体P3 ′を形成する。即ち、プリプレグ点在装置17の平面積層テーブル18上に図20と同様に離型フィルムFを載せ、上面に開口した***2から真空吸引し、離型フィルムFを平面積層テーブル18上に密着させた後、その離型フィルムF上で幅10〜20mmの一方向材又はクロス材の細幅プリプレグ13′を、図1及び図3に示される手積み位置検出用テンプレート19により手積み位置を検出してその位置に手積みにより平面積層し、図25に示す点在プリプレグ積層体P3 ′を形成する。次に断続大面積のプリプレグ積層体P1 ′,格子状のプリプレグ積層体P2 を、前述のダブルコンター形状の複合材パネルの製造方法と同様に順次プリプレグ積層体裁断装置8で所要の寸法,形状に裁断して、断続スキン部プリプレグ積層体S′,ダブラー部プリプレグ積層体Dを形成する。そして断続スキン部プリプレグ積層体S′を前述の製造方法と同様にプリプレグ積層体積層治具22に空中搬送し、その積層治具22のダブルコンター面24上に図17と同様に吊り降して載置し、離型フィルムFを引き剥した後、断続スキン部プリプレグ積層体S′を図18と同様にずらしながらダブルコンター面24になじませた上、その断続スキン部プリプレグ積層体S′の隙間に図19と同様に幅広プリプレグ5を手積みにより追加積層して、図20と同様に隙間無しのスキン部プリプレグ積層体Sを形成する。次いで前記ダブラー部プリプレグ積層体Dを前述の製造方法と同様にプリプレグ積層体積層治具22に空中搬送し、その積層治具22のダブルコンター面24上に先に載置して形成したスキン部プリプレグ積層体Sの上に離型フィルムFを上にしてダブラー部プリプレグ積層体Dを吊り降して載置し、積層し、その後離型フィルムFを引き剥して除去する。次に前記点在プリプレグ積層体P3 ′をプリプレグ積層体裁断装置8に空中搬送し、その裁断装置8の裁断テーブル9上に離型フィルムFを下にして点在プリプレグ積層体P3 ′を吊り降して載置する。そして裁断テーブル9の***9から真空吸引し、離型フィルムFごと点在プリプレグ積層体P3 ′を裁断テーブル9上に密着させた上、所要寸法,形状となるように自動裁断機10により裁断して、図26に示すように翼パネルにおける機器取付け用の補強となる局所補強プリプレグ積層体G′を形成する。次いでこの局所補強プリプレグ積層体G′を前述の製造方法と同様に空中搬送し、プリプレグ積層体積層治具22のダブルコンター24面上に先に載置積層したスキン部プリプレグ積層体S,ダブラー部プリプレグ積層体D上に離型フィルムFを上にして局所補強プリプレグ積層体G′を吊り降して載置し、積層し、その後離型フィルムFを引き剥して除去し、図26に示すように機器取付用の補強部を持つ翼パネル用のダブルコンター形状の複合材パネルP4を作る。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明の航空機用複合材パネルの製造方法は、大面積のスキン部プリプレグ積層、ダブラー部プリプレグ積層、局所補強プリプレグ積層を個別に行うので、各部分の積層を簡素に高速にできる。またそれにより得られた各プリプレグ積層体を所要の形状,寸法に裁断するのを個別に行うので、各プリプレグ積層体は正確に精密裁断できる。さらに裁断成形された各プリプレグ積層体の集合積層により所要の複合材パネルを作るので、効率的に極めて精度の高い複合材パネルを容易に得ることができる。その上、各プリプレグ積層体の裁断エリアへの搬送及び裁断エリアから集合積層エリアへの搬送を空中搬送により行うので、各プリプレグ積層体は変形,損傷することなく安全に且つ迅速に搬送できて、各工程の連繋がスムーズに行われ、高速積層による複合材パネルの製造を実現できる。
【0026】
また、本発明の航空機用複合材パネルの製造装置によれば、上記の優れた複合材のパネルの製造方法を、容易に且つ確実に効率よく行うことができる。また、本製造装置は、各プリプレグ積層体の積層装置、裁断装置、積層治具、搬送装置を個別に構成して簡素化し、軽量且つ安価な装置としているので、従来のオールインワンタイプの自動積層機のような大がかりなものに比し高速運転でき、また各装置は遊休させることなく連続的に使用できて、複合材パネルの製造を生産レートの高いものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の航空機用複合材パネルの製造装置の概略平面図である。
【図2】図1のA−A線断面矢視図である。
【図3】図1の斜視図である。
【図4】図1の製造装置におけるプリプレグ点在積層装置の他の例を示す平面図である。
【図5】図1の製造装置におけるプリプレグ積層体積層治具の他の例を示す斜視図である。
【図6】図1の製造装置における幅広プリプレグ積層装置、細幅プリプレグ積層装置とプリプレグ積層体裁断装置とを往来してプリプレグ積層体をスライド式に空中搬送するスライド式搬送装置を示す概略斜視図である。
【図7】図6のB部拡大斜視図である。
【図8】図1の製造装置における細幅プリプレグ積層装置に装備されるプリプレグカセットを示す縦断側面図である。
【図9】図8のプリプレグカセット内に収容するプリプレグテープと巻き上げ紙を示す斜視図である。
【図10】大面積のプリプレグ積層体をプリプレグ積層体裁断装置で裁断して得たスキン部プリプレグ積層体を示す斜視図である。
【図11】スキン部プリプレグ積層体を吊り上げて空中搬送する状態を示す側面図である。
【図12】図1の製造装置におけるシングルコンター面のプリプレグ積層体積層治具上にスキン部プリプレグ積層体を載置した状態を示す斜視図である。
【図13】細幅プリプレグ積層装置で積層して得た格子状のプリプレグ積層体をプリプレグ積層体裁断装置に空中搬送し載置した上、裁断して得たダブラー部プリプレグ積層体を示す斜視図である。
【図14】図12のスキン部プリプレグ積層体に図13のダブラー部プリプレグ積層体を積層してシングルコンター形状の複合材パネルを作った状態を示す斜視図である。
【図15】図1の製造装置における幅広プリプレグ積層装置で断続大面積のプリプレグ積層体を作った状態を示す斜視図である。
【図16】図15の断続大面積のプリプレグ積層体をプリプレグ積層体裁断装置で裁断して得た断続スキン部プリプレグ積層体を示す斜視図である。
【図17】図16の断続スキン部プリプレグ積層体をダブルコンター面のプリプレグ積層体積層治具に載置した状態を示す斜視図である。
【図18】図17の断続スキン部プリプレグ積層体をダブルコンター面になじませる状態を示す斜視図である。
【図19】図18の断続スキン部プリプレグ積層体の隙間に幅広プリプレグを追加積層する状態を示す斜視図である。
【図20】図19の幅広プリプレグの追加積層により得られた隙間無しのスキン部プリプレグ積層体を示す斜視図である。
【図21】図20の隙間無しのスキン部プリプレグ積層体に、ダブラー部プリプレグ積層体を積層してダブルコンター形状の複合材パネルを作った状態を示す斜視図である。
【図22】図4のプリプレグ点在積層装置で点在プリプレグ積層体を作った状態を示す斜視図である。
【図23】図22の点在プリプレグ積層体をプリプレグ積層体裁断装置で裁断して得た局所補強プリプレグ積層体を示す斜視図である。
【図24】シングルコンター面のプリプレグ積層体積層治具上に載置積層したスキン部プリプレグ積層体,ダブラー部プリプレグ積層体の上に、図23の局所補強プリプレグ積層体を積層してシングルコンター形状の複合材パネルを作った状態を示す斜視図である。
【図25】図1の製造装置におけるプリプレグ点在積層装置で点在プリプレグ積層体を作った状態を示す斜視図である。
【図26】図25の点在プリプレグ積層体をプリプレグ積層体裁断装置で裁断して得た局所補強プリプレグ積層体を示す斜視図である。
【図27】ダブルコンター面のプリプレグ積層体積層治具上に載置したスキン部プリプレグ積層体,ダブラー部プリプレグ積層体の上に、図26の局所補強プリプレグ積層体を積層してダブルコンター形状の複合材パネルを作った状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 幅広プリプレグ積層装置
2 ***
3 空気給排空間
4 平面積層テーブル
5 幅広プリプレグ
6 積層ヘッド
7 自動積層機
8 プリプレグ積層体裁断装置
9 裁断テーブル
10 自動裁断機
11 細幅プリプレグ積層装置
12 平面積層テーブル
13 細幅プリプレグテープ
14 積層ヘッド
15 自動積層機
16 プリプレグカセット
17 プリプレグ点在積層装置
18 平面積層テーブル
19 細幅プリプレグ手積み位置検出用テンプレート
20 積層ヘッド
21 自動積層機
22 プリプレグ積層体積層治具
23 シングルコンター面
24 ダブルコンター面
25 クレーン
26 ハンガー
27,27′ スライド式搬送装置
28,28′,29 レール
30,30′ 走行装置
31 チャック
32 プリプレグカセットのケース
33 繰り出しロール
34 巻き込みロール
35 45°方向の細幅プリプレグ
36 0°方向の細幅プリプレグ
37 巻き上げ紙
F 離型フィルム
P1 大面積のプリプレグ積層体
P1 ′ 断続大面積のプリプレグ積層体
P2 格子状のプリプレグ積層体
P3 点在プリプレグ積層体
P3 ′ 点在プリプレグ積層体
S スキン部プリプレグ積層体
S′ 断続スキン部プリプレグ積層体
D ダブラー部プリプレグ積層体
G,G′ 局所補強プリプレグ積層体
P1 胴体パネル用のシングルコンター形状の複合材パネル
P2 翼パネルや胴体パネルに用いるダブルコンター形状の複合材パネル
P3 開口部を作る胴体パネル用のシングルコンター形状の複合材パネル
P4 機器取付用の補強部を持つ翼パネル用のダブルコンター形状の複合材パネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a composite panel made of CFRP or the like used as an aircraft fuselage, wing, rocket fuselage, or fairing panel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to reduce the weight of an aircraft, composite panels made of CFRP or the like have been increasingly used on the outer wall surfaces of various parts such as a fuselage and wings in place of metal panels. In order to manufacture this composite panel, a prepreg automatic laminating machine (commonly referred to as ATL) for directly laminating a prepreg directly on a laminated mold having an upper surface as a contour surface has been developed and used.
This automatic prepreg laminating machine has the function of laminating unidirectional prepregs with a width of 3 or 6 inches by NC control. However, since it can always be laminated only in narrow units, it takes time to laminate large areas and thick plates. And it was inefficient.
[0003]
In addition, recently developed fiber placement devices (commonly known as FPM) are capable of laminating prepregs on a laminar type having a complex contour surface, and that it is possible to simultaneously laminate dozens of narrow prepregs of 3 to 10 mm. Although it is characterized, since the width of the prepreg is too thin for many minutes, the lamination time per unit area takes much longer than that of the automatic prepreg laminator, which is very inefficient.
[0004]
In any of the above methods, the method of laminating the prepreg directly on the laminating mold is restricted by the automatic prepreg laminating, so that no other work can be performed on the mold during the automatic prepreg laminating, and the panel with a high production rate. Not suitable for production.
[0005]
In addition, in order to enable prepreg lamination to a laminated type having a three-dimensional contour surface in any of the above, since the laminated head has a 10-axis control function that has all functions and a function that can cut the prepreg, The stacking head was very heavy and the entire apparatus was large.
[0006]
Furthermore, since the cutting function of the prepreg can only perform linear cutting, it cannot cope with fine shape cutting.
[0007]
Furthermore, in order to perform prepreg lamination on a laminated type having a complicated contour surface, extremely high computing power is required to control the lamination head, and control takes time, so the lamination time also becomes long. Therefore, efficient prepreg lamination was not possible.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention disassembles the functions of the conventional all-in-one type prepreg automatic laminator and operates them as individual functions, respectively, in order to realize high-speed prepreg lamination, wide prepreg planar lamination, narrow prepreg planar Each of the prepreg laminates obtained by laminating and further laminating thin prepregs in individual areas and sequentially cutting the shapes of the prepreg laminates obtained by performing these in another area. The prepreg laminate from each planar lamination area to the cutting area and the prepreg laminate from the cutting area to the stacking jig are lifted and transported in the air. And a method and apparatus for manufacturing an aircraft composite panel by simple prepreg lamination It is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
One of the methods for manufacturing an aircraft composite material panel of the present invention for solving the above-mentioned problem is that after a release film is brought into close contact with a flat laminated table by vacuum suction, a unidirectional material or / And a wide prepreg of a cloth material is laminated in a plane by four-axis control to form a large-area prepreg laminate, and a release film is brought into close contact with another plane lamination table by vacuum suction, and then released. A thin prepreg of unidirectional material and / or cloth material slit to various width dimensions on a film is laminated in plane direction with a required interval in the vertical and horizontal directions by 4-axis control to form a lattice-shaped prepreg laminate. The formation was performed in parallel, and then the large-area prepreg laminate and the lattice-shaped prepreg laminate were floated together with the release film by blowing air from under each planar lamination table. Sequentially slid in the air, placed on one cutting table, fixed by vacuum suction, cut to the required dimensions and shape, and sequentially skinned prepreg laminate, doubler prepreg laminated body Next, the skin part prepreg laminate and the doubler prepreg laminate are sequentially lifted from the cutting table in the form of a curtain, transported in the air, placed on a laminating jig on a single contour surface, laminated, and a composite panel It is characterized by becoming.
[0010]
In this aircraft composite panel manufacturing method, when the skin part prepreg laminated body placed on the single contour surface lamination jig is lifted from the cutting table, the release film is vacuum-sucked to the cutting table. The doubler prepreg laminate to be laminated on the skin prepreg laminate placed on the single contour surface lamination jig is lifted from the cutting table and transported in the air for lamination. It is necessary to take a method in which the release film is lifted up, conveyed in the air, laminated on the skin part prepreg laminate with the release film facing up, and then the release film is removed.
[0011]
Another method for manufacturing an aircraft composite panel according to the present invention is that a release film is brought into close contact with a flat laminated table by vacuum drawing, and then a unidirectional material and / or a cloth material is formed on the release film. Wide prepregs are plane laminated with a gap by 4-axis control to form an intermittent large area prepreg laminate, and a release film is brought into close contact with another plane lamination table by vacuum drawing, and then the mold release is performed. A thin prepreg of unidirectional material and / or cloth material slit to various width dimensions on a film is laminated in plane direction with a required interval in the vertical and horizontal directions by 4-axis control to form a lattice-shaped prepreg laminate. After performing the formation in parallel, and then blowing the air from the bottom of each planar lamination table to float the release film together with the intermittent large area prepreg laminate and the grid-like prepreg laminate Sequentially slid in the air and placed on one cutting table, fixed by vacuum suction, cut to the required dimensions and shape, and then the intermittent skin part prepreg laminate, doubler prepreg laminate Next, the intermittent skin part prepreg laminate was lifted from the cutting table in the form of a curtain and transported in the air and placed on the lamination jig on the double contour surface, so that the intermittent skin portion prepreg laminate was adapted to the double contour surface. Upper, wide prepreg is additionally laminated in the gap of the intermittent skin prepreg laminate, and then the doubler prepreg laminate is lifted from the cutting table as a curtain onto the skin prepreg laminate without gaps and placed in the air And laminated to form a composite panel.
[0012]
In this aircraft composite panel manufacturing method, the intermittent skin part prepreg laminate placed on the lamination jig on the double contour surface, and a wide prepreg added to the gap between the intermittent skin part prepreg laminate, this gap is not present. The doubler prepreg laminate to be laminated on the skin prepreg laminate is lifted from one cutting table and transported in the air and placed on the stacking jig. It is necessary to take a method of placing and laminating each with the mold film facing up and then removing the release film.
[0013]
Another method for manufacturing an aircraft composite panel according to the present invention is that a release film is brought into close contact with a flat laminated table by vacuum suction, and then a unidirectional material and / or a cloth material is formed on the release film. Wide-width prepreg is laminated in plane by 4-axis control to form a large-area prepreg laminate, and a release film is brought into close contact with another plane lamination table by vacuum suction, and then various widths are formed on the release film. Forming a grid-like prepreg laminate by planarly laminating narrow prepregs of a unidirectional material and / or cloth material slitted in dimensions at a required interval in the vertical and horizontal directions by 4-axis control; Furthermore, after the release film is brought into close contact with another plane lamination table by vacuum suction, the unidirectional material and the cross material narrow prepreg are manually stacked on the release film at a plurality of required positions or controlled by four axes. The flat laying is performed in parallel to form the dotted prepreg laminated body, and then the large-area prepreg laminated body, the lattice-shaped prepreg laminated body, and the scattered prepreg laminated body are placed under the respective flat laminated tables. The air is blown out from the air, and the release film is lifted together. Then, it is sequentially transported in the air in a sliding manner, placed on one cutting table, fixed by vacuum suction, and cut to the required dimensions and shape. Then, the skin part prepreg laminate, the doubler prepreg laminate, and the locally reinforced prepreg laminate are sequentially formed, and then these are sequentially lifted from the cutting table in the form of a curtain and transported in the air to be placed on the single contour laminate jig. And laminated to form a composite panel.
[0014]
In this aircraft composite panel manufacturing method, when the skin part prepreg laminated body placed on the single contour surface lamination jig is lifted from the cutting table, the release film is vacuum-sucked to the cutting table. The doubler prepreg laminate laminated on the skin prepreg laminate on the lamination jig and the locally reinforced prepreg laminate laminated on the doubler laminate are lifted from the cutting table and transported in the air. When laminating, the entire release film is lifted and transported in the air, and the release film is placed on the skin part prepreg laminate and doubler prepreg laminate each time the laminate film is removed. is necessary.
[0015]
Still another method for manufacturing an aircraft composite panel according to the present invention is to attach a release film on a flat laminated table by vacuum suction, and then perform unidirectional material and / or cloth material on the release film. Wide prepregs are laminated in a plane with a gap by 4-axis control to form an intermittent large-area prepreg laminate, and after a release film is brought into close contact with another plane lamination table by vacuuming, the separation is performed. Lattice-like prepreg laminates that are laid on a flat film with unidirectional and / or cross-material narrow prepregs slit to various widths on a mold film with 4-axis control at the required intervals in the vertical and horizontal directions And a plurality of narrow-width prepregs of a unidirectional material and / or a cloth material on the release film after the release film is brought into close contact with another plane lamination table by vacuum suction. In parallel to forming a dotted prepreg laminate in a required position by hand stacking or four-axis control, and then forming a dotted prepreg laminate, then an intermittent large-area prepreg laminate, a grid prepreg laminate, and a dotted prepreg After blowing the air from the bottom of each flat laminate table and floating the release film together with the laminate, the laminate is sequentially transported in the air and placed on one cutting table, fixed by vacuum suction, the required dimensions, Cut into a shape, and form an intermittent skin prepreg laminate, doubler prepreg laminate, and locally reinforced prepreg laminate, then lift the intermittent skin prepreg laminate from the cutting table and carry it in the air to double contour After placing the intermittent skin part prepreg laminate on the double contour surface, place the intermittent skin part prepreg laminate on the surface lamination jig. A wide prepreg is additionally laminated, and then the doubler prepreg laminate and the locally reinforced prepreg laminate are sequentially lifted from the cutting table in the form of a curtain and placed on the skin prepreg laminate without gaps. Thus, a composite material panel is obtained.
[0016]
In this aircraft composite panel manufacturing method, the intermittent skin part prepreg laminate placed on the lamination jig on the double contour surface, and a wide prepreg added to the gap between the intermittent skin part prepreg laminate, this gap is not present. The doubler prepreg laminate laminated on the skin prepreg laminate and the locally reinforced prepreg laminate laminated on the doubler prepreg laminate are each lifted from one cutting table and transported in the air and placed on a lamination jig. When placing and laminating, it is necessary to take a method of lifting the release film together with the release film and carrying it in the air, placing and laminating each with the release film facing up, and then removing the release film.
[0017]
The aircraft composite material panel manufacturing apparatus of the present invention for carrying out each of the above manufacturing methods includes a unidirectional material and / or cloth above a flat laminated table having a number of small holes for vacuum suction and air blowing on the upper surface. Above a wide prepreg laminating apparatus equipped with an automatic laminating machine having a four-axis control laminating head for laminating a wide prepreg of a material, and another flat laminating table which also has a number of small holes for vacuum suction and air blowing on the upper surface A narrow prepreg laminating apparatus equipped with an automatic laminating machine having a four-axis control laminating head for laminating narrow prepregs of unidirectional material and / or cloth material in a grid pattern, and vacuum suction and air blowing on the top surface A narrow-width prepreg hand-loading position detection template is provided above another planar lamination table provided with a large number of small holes, or a thin-width prepreg is laminated in a plane. A prepreg interspersed laminator equipped with an automatic laminator having an axially controlled laminating head, and a vacuum on the upper surface provided at a position surrounded by three sides by the wide prepreg laminator, the narrow prepreg laminator and the prepreg interspersed laminator. A prepreg laminated body cutting device provided with an automatic cutting machine above a cutting table provided with a large number of small holes for suction and air blowing, and a single provided at a position facing the prepreg interspersed lamination device so as to sandwich this prepreg laminated body cutting device A prepreg laminate stacking jig having a contour surface or a double contour surface, the wide prepreg stacking device, the narrow prepreg stacking device, the prepreg interspersed stacking device and the prepreg laminate cutting device, and the prepreg stack can be slid. A slidable conveying device for conveying in the air, the prepreg laminate cutting device and the prepreg And traffic the laminate stacking jig those comprising more hanger with crane for air conveying lifting the prepreg laminate like a curtain.
[0018]
In this aircraft composite panel manufacturing apparatus, the narrow prepreg laminating apparatus includes a plurality of prepreg cassettes that accommodates various width sized prepregs that can be attached to and detached from the laminating head of the automatic laminator. It is preferable.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a method for manufacturing an aircraft composite panel and an apparatus therefor according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, an apparatus for performing a method for manufacturing an aircraft composite panel will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
[0020]
The plurality of
[0021]
Next, various embodiments of a method for manufacturing an aircraft composite panel by the manufacturing apparatus configured as described above will be described. In the embodiment of the manufacturing method of the single contour-shaped composite material panel used for the body panel that does not form an opening such as a window, the prepreg interspersed
[0022]
In the embodiment of the manufacturing method of the double contour-shaped composite panel used for the wing panel and the fuselage panel, the prepreg interspersed
[0023]
In the embodiment of the manufacturing method of the single contour-shaped composite panel used for the fuselage panel for making an opening such as a window, the prepreg interspersed
[0024]
In the embodiment of the manufacturing method of the double contour-shaped composite material panel used for the wing panel having the reinforcing portion for mounting the equipment, the prepreg interspersed
[0025]
【The invention's effect】
As can be seen from the above description, the aircraft composite panel manufacturing method of the present invention performs large-area skin prepreg lamination, doubler prepreg lamination, and locally reinforced prepreg lamination individually, so that the lamination of each part is simplified. Can be fast. Moreover, since each prepreg laminated body obtained thereby is individually cut into a required shape and size, each prepreg laminated body can be precisely and precisely cut. Furthermore, since a required composite material panel is made by collective lamination of the prepreg laminates that have been cut and formed, an extremely highly accurate composite material panel can be obtained efficiently and easily. In addition, since each prepreg laminate is transported to and from the cutting area by air transportation, each prepreg laminate can be transported safely and quickly without deformation or damage. Each process is smoothly linked, and it is possible to produce a composite panel by high-speed lamination.
[0026]
Further, according to the aircraft composite panel manufacturing apparatus of the present invention, the above-described excellent composite panel manufacturing method can be easily and reliably performed efficiently. In addition, the present manufacturing apparatus is a lightweight, inexpensive apparatus that is configured by simplifying the laminating apparatus, the cutting apparatus, the laminating jig, and the conveying apparatus for each prepreg laminate, so that the conventional all-in-one type automatic laminating machine Compared with such a large-scale device, it can be operated at high speed, and each device can be used continuously without being idle, so that the production of the composite panel can be made at a high production rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of an aircraft composite panel manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of FIG. 1;
4 is a plan view showing another example of the prepreg interspersed laminating apparatus in the manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
5 is a perspective view showing another example of the prepreg laminate laminate jig in the manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a slide type conveying apparatus that moves between the wide prepreg laminating apparatus, the narrow prepreg laminating apparatus, and the prepreg laminated body cutting apparatus in the manufacturing apparatus of FIG. 1 to convey the prepreg laminated body in the air in a sliding manner. It is.
7 is an enlarged perspective view of a portion B in FIG. 6. FIG.
8 is a longitudinal side view showing a prepreg cassette equipped in a narrow prepreg laminating apparatus in the manufacturing apparatus of FIG. 1; FIG.
9 is a perspective view showing a prepreg tape and a rolled-up paper housed in the prepreg cassette of FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing a skin part prepreg laminate obtained by cutting a large-area prepreg laminate with a prepreg laminate cutting apparatus.
FIG. 11 is a side view showing a state in which a skin part prepreg laminate is lifted and transported in the air.
12 is a perspective view showing a state in which a skin part prepreg laminate is placed on a prepreg laminate lamination jig having a single contour surface in the manufacturing apparatus of FIG. 1; FIG.
FIG. 13 is a perspective view showing a doubler prepreg laminate obtained by cutting a lattice-shaped prepreg laminate obtained by laminating with a narrow-width prepreg laminate and carrying it in the air to a prepreg laminate cutting apparatus and then cutting it. It is.
14 is a perspective view showing a state in which a single-contour-shaped composite material panel is formed by laminating the doubler prepreg laminate of FIG. 13 on the skin prepreg laminate of FIG. 12;
15 is a perspective view showing a state in which a prepreg laminated body having an intermittent large area is formed by the wide prepreg laminating apparatus in the manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
16 is a perspective view showing an intermittent skin part prepreg laminate obtained by cutting the prepreg laminate having the intermittent large area of FIG. 15 with a prepreg laminate cutting apparatus. FIG.
17 is a perspective view showing a state in which the intermittent skin part prepreg laminate of FIG. 16 is placed on a prepreg laminate laminate jig having a double contour surface.
18 is a perspective view showing a state in which the intermittent skin part prepreg laminated body of FIG. 17 is adapted to the double contour surface.
19 is a perspective view showing a state in which a wide prepreg is additionally laminated in the gap of the intermittent skin part prepreg laminated body of FIG. 18. FIG.
20 is a perspective view showing a skin part prepreg laminated body without gaps obtained by additional lamination of the wide prepreg of FIG. 19. FIG.
21 is a perspective view showing a state in which a double contour-shaped composite material panel is formed by laminating a doubler prepreg laminate on the skin portion prepreg laminate having no gap in FIG. 20;
22 is a perspective view showing a state where a dotted prepreg laminated body is made by the prepreg dotted lamination apparatus of FIG. 4; FIG.
23 is a perspective view showing a locally reinforced prepreg laminate obtained by cutting the interspersed prepreg laminate of FIG. 22 with a prepreg laminate cutting apparatus. FIG.
FIG. 24 shows a single contour shape by laminating the locally reinforced prepreg laminate of FIG. 23 on the skin part prepreg laminate and the doubler prepreg laminate placed and laminated on the prepreg laminate lamination jig on the single contour surface. It is a perspective view which shows the state which made the composite material panel of this.
25 is a perspective view showing a state where a dotted prepreg laminated body is made by the prepreg dotted lamination apparatus in the manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
26 is a perspective view showing a locally reinforced prepreg laminate obtained by cutting the interspersed prepreg laminate of FIG. 25 with a prepreg laminate cutting apparatus. FIG.
FIG. 27 is a cross-sectional view of the double-contour-shaped reinforced prepreg laminate of FIG. 26 laminated on the skin part prepreg laminate and the doubler prepreg laminate placed on the prepreg laminate lamination jig on the double contour surface. It is a perspective view which shows the state which made the composite material panel.
[Explanation of symbols]
1 Wide prepreg laminating equipment
2 small holes
3 Air supply / discharge space
4 Planar laminated table
5 Wide prepreg
6 Laminated head
7 Automatic laminating machine
8 Pre-preg laminate cutting device
9 Cutting table
10 Automatic cutting machine
11 Narrow prepreg laminating equipment
12 Planar laminated table
13 Narrow prepreg tape
14 Laminated head
15 Automatic laminating machine
16 prepreg cassette
17 Prepreg interspersed laminating equipment
18 Planar laminated table
19 Narrow prepreg hand load position detection template
20 Laminated head
21 Automatic laminating machine
22 Prepreg Laminate Lamination Jig
23 Single contour surface
24 Double contour surface
25 crane
26 Hanger
27,27 'slide type conveying device
28, 28 ', 29 rails
30, 30 'traveling device
31 Chuck
32 Prepreg cassette case
33 Feeding roll
34 Entrainment roll
35 45 ° narrow prepreg
360 narrow prepreg in the direction of 0 °
37 Rolled paper
F release film
P 1 Large area prepreg laminate
P 1 ′ Intermittent large area prepreg laminate
P 2 Lattice-like prepreg laminate
P 3 Dotted prepreg laminate
P 3 ′ Dotted prepreg laminate
S skin prepreg laminate
S 'Intermittent skin prepreg laminate
D Doubler prepreg laminate
G, G 'Locally reinforced prepreg laminate
P1 Single contour composite panel for fuselage panel
P2 Double-contour composite panel used for wing panels and fuselage panels
P3 Single-contour composite panel for fuselage panels that create openings
P4 Double-contour composite panel for wing panels with reinforcement for mounting equipment
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US8337192B2 (en) * | 2008-01-30 | 2012-12-25 | The Boeing Company | Thermally efficient tooling for composite component manufacturing |
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