KR100286153B1 - 복합성형장치, 이를 사용한 고압 동시-경화 성형방법 및 이로부터 제조된 벌집모양 코아 성형제품 - Google Patents

복합성형장치, 이를 사용한 고압 동시-경화 성형방법 및 이로부터 제조된 벌집모양 코아 성형제품 Download PDF

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KR100286153B1
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알렉스씨. 더블린스키
토마스에이. 카스틴슨
필립제이. 래미
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레비스 스테픈 이
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Abstract

본 발명은 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아를 이용하여 경사진 표면을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 고압 동시-경화 성형하기 위한 복합 성형 장치(10) 및 방법에 관한 것이다. 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아는 안정화된 벌집 모양 코아 물질의 망상 성형에 의해 경사진 벌집 모양 코아로 성형되며, 이는 상부, 하부 및 경사진 표면에 면적당 중량이 낮은 필름 접착제층을 적용함으로써 적층 및 동시-경화를 위해 제조된다. 벌집 모양 코아 물질은 예정된 영상 프레임 포맷에서 상기 물질의 상부 및 하부 표면에 적용된 면적당 중량이 낮은 필름 접착제층에 의한 망상 성형 작업에 의해 안정화된다. 복합 성형 장치는 강성 기본 부재(12) 및 상보적 반 강성 성형 부재(20)(이는 고압 동시-경화 공정중에 벌집 모양 코아 및 겹쳐진 복합 프리프레그의 경사진 표면에 걸쳐 대칭적인 압력 분포를 제공하는 내부 강성 보강 삽입물을 포함한다)를 포함하는 반강성 성형 조립체이다. 복합 프리프레그 및 경사진 벌집 모양 코아는 진공으로 되고 오토클레이브내에 배치된 반 강성 조립체에 적층된다. 진공 백을 제거하고, 적층 성형 조립체를 고압 동시-경화를 위한 2 단계 압력, 온도 사이클에 적용한다. 상기 오토클레이브를 정체 압력으로 가압하고 온도는 주위 온도에서 정체 온도로 상승시킨 후에 오토클레이브를 정체 기간 동안 안정화시킨다. 다음에, 오토클레이브 압력을 고압으로 증가시키고 온도는 동시-경화 온도로 상승시킨 후 오토클레이브를 적층이 경화되도록 동시-경화 기간동안 안정화시킨다. 완전히 경화시킨 후, 오토클레이브를 냉각시킨 다음 압력을 제거하여 복합 성형 장치를 분리한다.

Description

[발명의 명칭]
복합 성형 장치, 이를 사용한 고압 동시-경화 성형방법 및 이로부터 제조된 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품
[기술분야]
본 발명은 복합 제품의 성형방법 및 장치에 관한 것이고, 보다 특히는 전체 밀도가 낮은 안정화된 경사진 벌집 모양 코아를 이용하여 경사진 표면을 가진 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 고압 동시-경화 성형하기 위한 복합 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.
[발명의 배경]
벌집 모양 코아를 혼입시킨 복합 제품은 고강도와 경량의 유리한 조합으로 인해 일반적으로 항공 우주 구조물의 제작에 이용된다. 벌집 모양 복합 제품들은 상부 및 하부 섬유-보강된 수지 함침 복합 적층체로 이루어지고 상기 적층체는 벌집 모양 코아에 의해 분리되어 안정화된다. 벌집 모양 코아 복합 제품의 높은 굴곡 강인성 및 압축 강도 특성때문에, 즉 벌집 모양 코아가 전단 웹으로서 작용하고 굴곡 중립축으로 부터 복합 적층체가 분리되기 때문에, 벌집 모양 코아 복합 제품은 항공기 동체 판넬 및 문 구조물과 같은 항공 우주 용도에 특정한 유용성을 갖는다. 벌집 모양 코아 복합 제품으로 제조된 고 강도 및 경량의 항공기 동체 판넬 및 문 구조물을 사용하여 항공기 시스템을 제작하는 경우 전체 중량을 낮출 수 있다.
벌집 모양 코아 복합 제품은 오토클레이브에서 압력 및 온도하에 진공을 적용하고 동시-경화하는 블랙 백(black bag) 기술을 이용하여 제조할 수 있다. 즉, 복합 적층체 및 벌집 모양의 코아는 강성(剛性) 금형 부재 및 반강성(半剛性) 금형 부재로 이루어진 반강성 성형 조립체에 적층(lay-up)된다. 하부 복합 적층체, 벌집 모양 코아 및 상부 복합 적층체는 벌집 모양 코아가 상부 및 하부 복합 적층체에 의해 덮히도록 연속적으로 반강성 성형 조립체에 적층된다. 상부 및 하부 복합 적층체는 프리프레그, 즉 에폭시, 페놀류 또는 기타 유사한 유기 수지성 물질로 함침시키고 수행하여 프리프레그를 형성하는 배향된 섬유상 물질, 예를 들면 그라파이트, 아라미드(예;Kevlar), 붕소, 유리 섬유등의 매트릭스로 이루어진 직조 섬유상 직물, 얀 또는 아마 섬유이다. 적층시키기 전에 벌집 모양 코아에 적용한 필름 접착제는 동시-경화 방법중에 상부 및 하부 복합 적층체와 망상 벌집 모양 코아간에 결합을 형성한다.
벌집 모양 코아 복합 제품으로 제조된 많은 항공기 동체 판넬 및 문 구조물은 하나 이상의 경사진 표면을 포함하는 형태를 갖는다. 이러한 경사진 표면에는, 상기 경사진 표면을 갖는 벌집 모양 코아 복합 제품의 제조 및 이용에 불리한 영향을 주는 상호 관련된 몇몇 문제점이 있다. 먼저, 벌집 모양 코아 물질은 임의의 경사진 표면을 도입하기 위한 적층 방법전에 망상이어야 한다. 즉 경사진 벌집 모양 코아를 성형해야 한다. 부수적으로, 벌집 모양 코아 물질은 망상 성형 작업중에 벌집 모양 코아 물질에 해를 입히지 않도록 망상 성형 작업전에 "안정화"시켜야 한다.
벌집 모양 코아 물질은 일반적으로 "안정화된" 벌집 모양 코아 물질을 기계로 가공하여 상기 물질을 제거하여 하나 이상의 경사진 표면을 성형함으로써 경사진 표면들을 도입하기 위해 망상으로 성형한다. 가공하기 위한 이러한 벌집 모양 코아 물질을 안정화시키기 위해, 즉 가공 공정중에 주름잡히지 않도록하기 위해, 필름 접착제를 일반적으로 벌집 모양 코아 물질의 상부 및 하부 주요 표면들에 적용하여 코팅된 벌집 모양 코아 물질을 경화시킨다. 경화된 벌집 모양 코아 물질을 망상 형상, 즉 경사진 벌집 모양 코아로 가공한다.
또다른 필름 접착제 층을 경사진 벌집 모양 코아에 적용하여 반강성 성형 조립체의 적층 및 동시-경화를 위한 경사진 벌집 모양 코아를 "제조"한다. 동시-경화 방법중에, 제 2 접착제 필름 층은 상부 및 하부 복합 적층체와 경사진 벌집 모양 코아간에 결합을 형성한다. 선행 제조 기술로 일반적으로 블랙 백 기술 용으로 허용되는 경사진 벌집 모양 코아를 제조하지만, 이러한 코아는 일반적으로 전체 밀도(상기 "전체 밀도"란 용어는 경사진 벌집 모양 코아의 밀도 및 "안정화" 및 "제조"를 위해 사용된 필름 접착제의 밀도를 뜻한다)가 높으며, 이는 망상 성형 작업을 위한 벌집 모양 코아 물질을 "안정화"시키고 경사진 벌집 모양 코아를 "제조"하여 동시-경화중에 상부 및 하부 복합 적층체와 경사진 벌집 모양 코아간을 결합시키기 위한 필름 접착제의 적용이 최적화되지 않았기 때문이다. 이러한 전체 밀도가 높은 벌집 모양 코아는 항공기 시스템의 전체 중량의 최소화가 중요한 설계 기준인 경우에는 허용되지 않는다.
또한, 이러한 경사진 벌집 모양 코아는 현재의 블랙 백 기술과의 사용을 위해 충분히 안정화될 수 없다. 경사진 벌집 모양 코아 복합 제품을 제조하는 동시-경화 단계중에 경사진 벌집 모양 코아의 경사진 표면이 분쇄, 즉 붕괴된다. 경사진 벌집 모양 코아의 불충분한 안정화 또는 동시-경화 단계중 경사진 표면에 걸친 비대칭 압력 분포 또는 이들의 혼합의 결과로서 분쇄될 수 있다. 경사진 벌집 모양 코아의 외부 벽에 팽창 접착성 포움 또는 신태틱 포움을 적용하거나 또는 팽창 접착성 포움 또는 신택틱 포움을 이용하여 상기 코아를 충전시킴으로써 상기 코아를 안정화시킬 수 있다. 그러나, 경사진 벌집 모양 코아의 안정화를 위해 팽창 접착성 또는 신택틱 포움을 사용함이 금지적 중량의 불리한 조건을 초래하므로, 항공기 시스템의 전체 중량의 최소화가 중요한 설계 기준인 경우에 이러한 안정화 옵션은 실행불가능하다. 예를 들면, 신택틱 포움을 일반적으로 사용하는 것, EPOCAST는 약 30 내지 50lb/ft3(480.3 내지 800.5kg/m3) 범위의 전형적인 밀도를 갖는다.
동시-경화 방법 중에 코아 분쇄를 최소화하는데 이용가능한 또다른 옵션은 동시-경화 압력을 제한하는 것이다. 일반적으로, 동시-경화 압력을 45psi(310095N/m2)의 최대 값으로 제한함으로써 경사진 벌집 모양 코아 복합 제품을 제조시 코아 분쇄의 빈도가 상당히 감소된다. 그러나, 최대 동시-경화 압력은 일반적으로 성형 공정의 다른 양태에 대해 허용될 수 없다. 예를 들면, 낮은 동시-경화 압력, 즉 ≤45psi (310095N/m2)를 이용하여 제조한 경사진 벌집 모양 코아 복합 제품의 복합 제품은 공극, 즉 불충분하게 강화된 복합 적층체내의 대역의 허용불가능한 수준을 구체화할 수 있다. 또는 낮은 동시-경화 압력 한계로 상부 및 하부 복합 적층체와 경사진 벌집 모양 코아간의 완전한 결합이 이루어질 수 없다. 낮은 동시-경화 압력 한계때문에, 공극 및/또는 불완전한 결합으로 항공 우주 용도에 허용되는 기계적 특성, 예를 들면 높은 강도를 갖지 않은 경사진 벌집 모양 코아 복합 제품이 생성될 수 있다.
높은 동시-경화 압력을 이용하는, 경사진 표면을 가진 벌집 모양 코아 복합 제품을 제조하기 위한 동시-경화 성형 공정을 제공함은 특히 항공 우주 용도에 유리하다. 이러한 고압의 동시-경화 성형 공정들을 효과적으로 이용하기 위해, 이러한 고압 동시-경화 복합 성형 공정에서 낮은 전체 밀도 및 안정성에 대해 최적으로 성형된 경사진 벌집 모양 코아를 제공할 필요가 있다. 부수적으로, 이러한 고압 동시-경화 성형 공정의 동시-경화 단계중에 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아 및 복합 적층체 적층의 경사진 표면에 걸쳐 대칭적인 압력 분포를 제공하도록 최적화된, 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아를 이용하는 이러한 고압 동시-경화 성형 공정에 사용하기 위한 복합 성형 장치를 제공할 필요가 있다.
[발명의 개요]
본 발명의 목적은 동시-경화 단계중에 높은 동시-경화 압력을 이용하는, 경사진 표면을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 제조하기 위한 동시-경화 복합 성형 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 통상적인 기술을 이용하여 제조된 경사진 벌집 모양 코아 복합 제품에 비해 중량이 상당히 감소된 경사진 표면을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 제조하기 위해 이러한 고압 동시-경화 복합 성형 공정에 이용하기 위한 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 안정화되고 밀도가 낮은 경사진 벌집 모양 코아를 이용하는 이러한 고압 동시-경화 복합 성형 공정의 동시-경화 단계중에 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아 및 복합 적층체 적층의 경사진 표면에 걸쳐 대칭적 압력 분포를 제공하도록 최적화된, 이러한 고압 성형 공정을 위한 복합 성형 장치를 제공하는 것이다.
상기 및 기타 목적들은 본 발명에 따른 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아를 이용하는, 경사진 표면을 가진 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 고압 동시-경화 성형하기 위한 복합 성형 장치 및 방법에 의해 이루어진다. 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아는, 벌집 모양 코아 물질의 안정화시키기 위해 면적당 중량이 낮은 필름 접착제 층을 적용하고 적층 및 동시-경화를 위한 경사진 벌집 모양 코아를 제조하는 최적 적용 기술을 이용하여 제조된다.
전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아는, 경사진 표면을 포함하도록 안정화된 벌집 모양 코아 물질을 망상으로 성형함으로써 제조된다. 영상 프레임 포맷에서 벌집 모양 코아 물질의 상부 및 하부 주 표면에 면적당 중량이 낮은 필름 접착제 층을 적용함으로써 망상 성형 작업을 위해 벌집 모양 코아 물질을 안정화시킨다. 보다 구체적으로, 상부 주 표면에 적용된 필름 접착제 층은 기계로 가공할 경사진 표면위에서 예정된 거리로 내부로 연장된다. 하부 주 표면에 적용된 필름 접착제 층은 벌집 모양 코아 물질의 가장자리로 부터 예정된 거리로 내부로 연장된다.
안정화된 벌집 모양 코아 물질은 망상으로 성형되어 경사진 벌집 모양 코아가 형성된다. 적층 및 동시-경화를 위한 경사진 벌집 모양 코아를 제조하기 위해, 면적당 중량이 낮은 필름 접착제를 경사진 벌집 모양 코아의 상부와 하부 주 표면 및 경사진 표면에 적용하여 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아를 제조한다.
복합 성형 장치는 성형 표면을 갖는 강성 기본 부재 및 성형 표면들을 갖는 보완적인 반강성 성형 부재를 포함하는 반강성 성형 조립체이다. 강성 기본 부재 및 반강성 성형 부재의 성형 표면들은 결합되어 제조할 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품의 외부 금형 라인 표면을 한정한다.
반강성 성형 부재는 보강된 공구 물질, 즉 섬유-보강된 탄성 중합체성 물질 및 비보강된 탄성중합체성 물질의 혼합 층으로 부터 제조된다. 반강성 성형 부재는 구조적으로 강성인 물질로 부터 형성되고 제조할 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품의 경사진 표면과 체결되는 배열을 갖는 내부 강성 보강 삽입물을 포함한다. 강성 보강 삽입물은 보강된 공구 물질 및/또는 반강성 성형 부재를 형성하는 비보강된 탄성중합체성 물질의 층 사이에 삽입된다. 반강성 성형 부재의 내부 강성 보강 삽입물은 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아 및 겹쳐진 복합 프리프레그의 경사진 표면에 걸쳐 대칭적인 압력 분포를 제공하도록 작업한다.
복합 프리프레그 및 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아는 진공이 적용되고 오토클레이브에 배치된 반강성 성형 조립체에서 적층된다. 진공 백을 제거하고 적층 성형 조립체를 고압 동시-경화를 위한 2 단계의 압력, 온도 사이클에 적용한다. 오토클레이브를 예정된 정체 압력으로 가압하고 오토클레이브의 온도를 주위 온도에서 예정된 정체 온도로 서서히 상승시킨다. 이어서 예정된 정체 기간 동안 오토클레이브를 예정된 정체 압력 및 예정된 정체 온도에서 안정화시킨다.
예정된 정체 기간이 지난 후, 오토클레이브 압력을 상기 예정된 정체 압력에서 예정된 고압으로 증가시킨다. 다음에, 오토클레이브를 예정된 정체 온도에서 예정된 동시-경화 온도로 상승시킨다. 이어서 적층의 경화를 수행하기 위해 오토클레이브를 예정된 동시-경화 기간 동안 예정된 고압 및 예정된 동시-경화 온도에서 안정화시킨다. 완전히 경화시킨 후, 즉 예정된 동시-경화 기간이 지난 후, 오토클레이브를 주위 온도로 냉각시킨다. 이어서 오토클레이브는 복합 성형 장치의 분리를 위해 압력을 제거한 후, 경사진 표면을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 분리하기 위해 진공을 제거하여 개방시킨다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명 및 부수의 그의 특징 및 잇점은, 첨부된 도면과 함께 하기 상세한 설명을 참고로 할 때 보다 완전히 이해할 수 있다:
제1도는 본 발명에 따른 예시적인 복합 성형 장치의 횡단면도이다.
제2a도 내지 제2l도는 망상 성형 작업을 위한 벌집 모양 코아 물질을 안정화시키고 적층 및 동시-경화 방법을 위한 경사진 벌집 모양 코아를 제조하는 각종 접착제 필름 적용 기술을 예시하고 있다.
제3a도 및 제3b도는 본 발명에 따른 고압 동시-경화 성형 공정에 사용하기 위한 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아를 제공하기 위해 벌집 모양 코아 물질을 안정화시키고 경사진 벌집 모양 코아를 제조하는 접착제 필름 적용 기술을 예시하고 있다.
제4도는 본 발명에 따른 안정화되고 밀도가 낮은 경사진 벌집 모양 코아를 이용하는 고압 동시-경화 성형 공정을 위한 제1도의 복합 성형 장치의 용도를 예시하고 있다.
제5도는 본 발명에 따른 고압 동시-경화 성형 공정을 위한 예시적인 2단계 압력, 온도 사이클을 예시한 그래프이다.
[발명의 상세한 설명]
몇개의 도면에 걸쳐 동일한 참고 문자가 상응하거나 또는 유사한 요소를 나타내는 도면을 참고로 하며, 제 1 도는 더욱 상세하게 하기에 기재된 바와 같이 제조된 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아(30)(제 4 도 참조)를 이용하여 경사진 표면을 가진 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품(LHCC 제품)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 고압 동시-경화 성형 공정용 복합 성형 장치(10)의 예시 태양을 예시하고 있다. 복합 성형 공정에 사용하기 위한 물질은 전형적으로 에폭시, 페놀류 또는 기타 유사한 유기 수지성 물질로 함침된 그라파이트, 아라미드(예; Kevlar), 붕소, 유리 섬유등의 배향된 섬유상 물질의 매트릭스로 이루어져 있다. 본 발명에 따른 복합 성형 장치(10) 및 고압 동시-경화 성형 공정은, LHCC 제품을 제조하기 위한 복합 프리프레그를 이용하는데 적합하다. 복합 프리프레그는 예정된 양의 에폭시, 페놀류 또는 기타 유사한 유기 수지성 물질로 함침된 그라파이트, 아라미드(예; Kevlar), 붕소, 유리 섬유등의 배향된 섬유상 물질의 매트릭스로 이루어진 직조 섬유상 직물, 얀 또는 아마 섬유로 부터 형성한다. 유기 수지로 함침된 복합 물질은 ("점착성") 복합 물질(프리프레그)을 제조하는데 적합하다. 점착성 상태의 복합 프리프레그를, 예비 경화 적층 단계를 포함하는 모든 작업에서 처리하여 가공한다.
복합 성형 장치(10)는 강성 기본 부재(12) 및 보완적인 반강성 성형 부재(20)를 포함하는 반강성 성형 조립체이다. 강성 기본 부재(12) 및 보완적인 반강성 성형 부재(20)의 성형 표면들은 결합되어 제조할 LHCC 제품의 외부 금형 라인 표면을 한정한다. 강성 기본 부재(12)는 강철과 같은 구조적으로 강성인 물질로 부터 제조된다. 제 1 도의 예시적 실시태양에 예시된 강성 기본 부재(12)는 편평한 플레이트 형태를 갖는 성형 표면(13)을 갖는다. 그러나, 본 기술 분야에 숙련된 자는 강성 기본 부재가 제조할 LHCC 제품의 형태에 따라 변하는 보다 복잡한 성형 표면 형태를 가질 수 있음을 알 것이다.
보완적인 반강성 성형 부재(20)는 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 금형 부재(20)의 성형 표면(21)이 제조할 LHCC 제품에 일치하고 상기 제품의 외부 금형 라인 표면을 한정하도록 예정된 가요성을 갖는 섬유 보강된 탄성중합체성 물질로 부터 제조된 반강성 형상화된 부재이다. 반강성 성형 부재(20)는 본 발명의 고압 동시-경화 성형 공정중에 균일한 압력 이동을 제공하도록 작동된다. 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 고압 동시-경화 공정을 촉진시키기 위해 강성 보강 삽입물(22)은 반강성 성형 부재(20)에 배치되고, 제조할 LHCC 제품의 경사진 표면, 즉 전체 밀도가 낮고 안정화된 벌집 모양 코아(30) 및 상응하는 겹쳐진 복합 프리프레그의 경사진 표면에 걸쳐 대칭적인 압력 분포를 제공하도록 작동된다. 강성 보강 삽입물(22) 및 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아(30)는 결합 형태로 동시 활동하게 작동되어, 본 발명에 따른 고압 동시-경화 성형 공정의 고압 동시-경화 단계중에 실질적으로 LHCC 제품의 경사진 표면이 분쇄되지 않는다.
복합 성형 장치의 반강성 성형 부재(20)는 본 원에서 참고로 인용한 본 발명의 양수인이 소유한 "복잡한 복합 제품을 성형하기 위한 공구"란 명칭의 미합중국 특허 제 5,071,338 호에 기재된 방법에 따라 제조한다. 금형 부재(20)는 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 보강된 공구 물질의 조합, 즉 탄성중합체성 물질중에 캡슐화된 탄성중합체로 함침된 섬유 보강 물질, 비보강된 탄성중합체성 물질 및 강성 보강 삽입물(22)로 부터 제조한다.
60중량%보다 많은 양의 불소를 함유한 완전히 포화되고 불소화된 중합체인 FLUOREL(미네소타 세인트 폴의 3M 캄파니) 또는 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로프로필렌의 공중합체를 주성분으로 하는 플루오로탄성중합체 부류인 VITON(델라웨어 윌밍톤의 이. 아이. 듀퐁 드 네모아 코포레이션)인 플루오로탄성중합체가 바람직한 탄성중합체성 물질이며, 이는 불활성, 고온에서의 유용성, 및 약 70 내지 약 80 범위의 듀로미터 경도때문이다. 할로겐화 탄성중합체, 플루오로실리콘 탄성중합체 또는 플루오로포아젠 탄성중합체와 같은 유사한 특성을 가진 다른 탄성중합체를 또한 사용할 수 있다.
KEVLAR(이. 아이. 듀퐁 드 네모아 코포레이션)와 같은 아라미드 섬유 또는 직물, 매우 높은 인장 강도 및 강철보다 큰 신장 저항성을 가진 방향족 폴리아미드 섬유가 바람직한 섬유 보강 물질이며, 이는 그의 높은 인열 강도, 인장 강도 및 탄성 모듈러스때문이다. 그라파이트 또는 유리 섬유와 같은 다른 보강 물질을 또한 사용할 수 있다. 사용된 섬유 보강 물질은 세부 면적에 경도 및 강성을 제공하면서 부수적으로 섬유 보강 적층의 균일한 치밀성을 제공해야 한다.
탄성중합체성 물질을 알킬 방향족 용매, 예를 들면 톨루엔(메틸벤젠) 또는 2-부타논(메틸 에틸 케톤)과 같은 적합한 용매(약 80 내지 99용량%)에 용해시켜 약 90 내지 약 95용량% 용매로 이루어진 탄성중합체성 용액을 제조한다. 탄성중합체성 용액은 임의의 탄성중합체성 침전물 또는 용해되지 않은 고분자량 중합체를 함유해서는 안된다.
탄성중합체성 용액은 섬유 보강 물질위에 전형적으로 다수의 상호직조된 섬유 다발로 부터 제조된 직물 형태로 코팅하여, 각각의 섬유가 전체적으로 탄성중합체성 용액에 의해 캡슐화된 물질을 완전히 함침시킨다. 이어서 상기 용매를 플래슁(flashing) 또는 증발과 같은 통상적인 기술을 사용하여 상기 물질로 부터 완전히 증발시킨다.
함침된 물질을 캘린더링 또는 압축과 같은 통상적인 기술에 의해 탄성중합체성 시이트사이에 삽입하여 반강성 성형 부재(20)를 제조하는데 이용되는 보강 공구 물질을 제조한다.
반강성 성형 부재(20)를 위한 강성 보강 삽입물(22)은, 제조할 LHCC 제품의 경사진 표면을 가로질러, 즉 전체 밀도가 낮고 안정화된 벌집 모양 코아(30) 및 상응하는 겹쳐진 복합 프리프레그의 경사진 표면에 걸쳐 대칭적인 압력 분포가 제공되도록 작동된다. 이러한 결과를 얻기 위해, 강성 보강 삽입물(22)을 하기에 기재된 본 발명에 따른 고온 동시-경화 성형 공정에 이용된 동시-경화 온도에서 이러한 강성을 유지하는 구조적으로 강성인 물질로 부터 제조된다. 강성 보강 삽입물(22)은 제조할 LHCC 제품의 경사진 표면의 상응하는 형태와 체결되는 평면형 형태를 갖도록 제조된다. 본 원에 기재된 복합 성형 장치(10)의 예시 태양에 있어서, 강성 보강 삽입물(22)은 약 0.032 인치(0.0813cm)의 두께를 가진 6061T6 알루미늄으로 부터 제조한다.
반강성 성형 부재(20)를 제조하기 전에, 제조할 LHCC 제품의 1-대-1 규모의 모델을 통상적인 성형 기술을 사용하여 제작한다. 보강된 공구 물질 및 비보강된 탄성중합체성 물질층, 및 강성 보강 삽입물(22)을 모델에 적층한다. 반강성 성형 부재(20)를 제조하는데 필요한 보강된 공구 물질 및 비보강된 탄성중합체성 물질의 층수, 즉 금형 부재(20)의 두께는 특정 용도에 따라 변한다. 적층 공정중에, 강성 보강 삽입물(22)은 상기 금형 부재(20)를 제조하는 보강된 공구 물질 및/또는 비보강된 탄성중합체성 물질의 층사이에 삽입한다. 강성 보강 삽입물(22)을 LHCC 제품 모델의 상응하는 경사진 표면과 대향되나 평행한 평면으로 배치되도록 삽입한다(제 4 도 참조).
적층 모델에 진공을 적용하고 모델의 형태적 부분에 반강성 성형 부재(20)를 포함하는 보강된 공구 물질, 비보강된 탄성중합체성 물질, 및 삽입된 강성 보강 삽입물(22)층이 정확하게 일치되도록 진공을 적용한다. 압축시킨 후, 진공-적용한 적층 모델을 경화시켜 반강성 성형 부재(20)를 제조할 수 있다. 예시적인 경화 사이클은 약 300 내지 400℉(148 내지 204℃), 약 100 내지 200psi(689100 내지 1378200N/m2) 압력에서 약 3 내지 5시간 동안 오토클레이브에서 경화시킨 후, 약 400 내지 500℉(204 내지 260℃), 대기압에서 약 8 내지 10시간 동안 경화시킨다. 사용하기 전에, 반강성 성형 부재(20)는 완성된 LHCC 제품에 대해 금형 부재(20)가 접착되지 않도록 조절할 수 있다. 성형 이형제, 예를 들면 MS-142(코넥티컷 덴버리의 밀러 스티븐슨 캄파니), 미세구형 규산염 물질을 반강성 성형 부재(20)에 적용하고 상기 코팅된 금형 부재(20)를 약 350℉(176℃)에서 약 2 시간 동안 소성시킨다.
선행 단락에 기재된 바와 같이 제조된 반강성 성형 부재(20)는 강성 보강 삽입물(22)을 그의 내부 구성 요소로서 포함된다. 금형 부재(20)는 다수의 열 사이클동안 안정되므로 재사용가능하다(약 50 내지 100 사이클)는 추가의 잇점을 갖는다. 금형 부재(20)는 전형적으로 통상적인 유기 수지에 존재하는 아민 경화제에 영향을 받지 않아 그의 유용성이 개선된다. 금형 부재(20)의 기계적 성질은 시간의 경과에 따라 상당히 분해되지 않고 금형 부재(20)에 대한 최소한의 손상은 상기 기재된 탄성중합체성 용액으로 손상된 일부분을 코팅함으로써 개선된다.
발명자들은 본 발명에 따른 고압 동시-경화 성형 공정용 복합 성형 장치(10)에 사용하기 위한 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아(30)의 개발에 있어서 2개의 관련된 설계 제한에 직면한다. 첫째는 전체 밀도, 즉 경사진 벌집 모양 코아의 밀도와 망상 성형 작업을 위한 벌집 모양 코아 물질을 안정화시키고 적층 및 동시-경화 방법을 위한 경사진 벌집 모양 코아를 제조하기 위해 사용된 필름 접착제의 밀도의 총합이 적은 경사진 벌집 모양 코아를 제공해야 한다는 필요조건이다. 둘째는 고압 동시-경화 성형 공정에 사용하기 위해 경사진 벌집 모양 코아는 확실히 "안정화"되어야 한다. 즉 상기 공정의 고압 동시-경화 단계중에 벌집 모양 코아의 경사진 표면이 분쇄되지 않아야 한다는 것이다.
발명자들은, 이러한 설계 제한을 충분히 충족시키기에 중요한 사항은 동시-경화 방법중에 각각 망상 성형 작업용 벌집 모양 코아 물질을 안정화시키고 경사진 벌집 모양 코아를 제조하기 위해 필름 접착제를 최대로 활용하는 것임을 알아냈다. 상이한 중량의 접착제를 이용하는 많은 상이한 접착제 필름 적용 기술은 하기에 보다 상세하게 기재된 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아(30)가 생성되는 최적 적용 기술을 결정하기 위해 평가하였다.
초기 개발중에, 경사진 벌집 모양 코아는 0.06 중량 필름 접착제층(본 원에 사용한 바와 같이, 0.0X 중량 필름 접착제의 단일 층은 0.0X lbs/ft2(4.88 x 0.0X kg/m2)의 면적당 중량을 갖는다)을 그의 안정화를 위해 벌집 모양 코아 물질의 상부 및 하부 주 표면에 적용하고 0.03중량 필름 접착제 층을 그의 제조를 위해 경사진 벌집 모양 코아의 상부 및 하부 주 표면에 적용함으로써 제조하였다. 이러한 경사진 벌집 모양 코아가 고압 동시-경화 성형 공정에 사용하기에 충분히 안정화, 즉 고압 동시-경화중에 분쇄되지 않지만, 그의 전체 밀도가 높기 때문에 경사진 벌집 모양 코아의 전체 중량은 항공기 시스템의 전체 중량을 최소화함이 중요한 설계 기준인 우주 항공 용도에 사용하기에 과다하다.
제 2a 내지 2l 도는 망상 성형 작업용 벌집 모양 코아 물질의 안정화 및 하기에 기재된 적층 방법용 경사진 벌집 모양 코아의 제조를 평가한 필름 접착제에 대한 몇몇 다른 적용 기술을 예시하고 있다. 일반적으로 도면 문자 HCM은 벌집 모양 코아 물질을 나타내며, 도면 문자 RHC는 경사진 벌집 모양 코아를 나타내고, 도면 문자 UMS 및 LMS는 상부 및 하부 주 표면을 나타내고, 도면 문자 RS는 경사진 표면을 나타내며, 도면 문자 MM은 안정화된 벌집 모양 코아 물질 HCM으로 부터 기계 가공에 의해 제거된 벌집 모양 물질을 나타내고, 도면 문자 FA는 필름 접착제의 적용을 나타낸다. 제 2a 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 상부 및 하부 주 표면 (UMS 및 LMS)에 적용함으로써 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)을 예시하고 있다. 제 2b 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 상부 및 하부 주 표면 (UMS, LMS) 및 경사진 표면 (RS)에 적용함으로써 동시-경화 방법을 위해 제조된, 제 2a 도의 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)으로 부터 유도된 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)를 예시하고 있다.
제 2c 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 하부 주 표면 (LMS)에 적용하고 영상 프레임 포맷의 0.06 중량 필름 접착제 (FA)를 상부 주 표면 (UMS)에 적용함으로써 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)을 예시하고 있다. 제 2d 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 상부 및 하부 주 표면 (UMS, LMS) 및 경사진 표면 (RS)에 적용함으로써 동시-경화 방법을 위해 제조한, 제 2c 도의 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)으로 부터 유도된 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)를 예시하고 있다. 제 2e 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 하부 주 표면(LMS)에 적용하고 영상 프레임 포맷의 0.06 중량 필름 접착제 (FA)를 상부 주 표면 (UMS)에 적용함으로써 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)을 예시하고 있다. 제 2f 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 상부 주 표면 (UMS) 및 경사진 표면 (RS)에 적용함으로써 동시-경화 방법을 위해 제조한, 제 2e 도의 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)으로 부터 유도된 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)를 예시하고 있다.
제 2g 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 하부 주 표면 (LMS)에 적용함으로써 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)을 예시하고 있다. 제 2h 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 상부 주 표면 (UMS) 및 경사진 표면 (RS)에 적용함으로써 동시-경화 방법을 위해 제조한, 제 2g 도의 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)으로 부터 유도된 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)를 예시하고 있다. 제 2i 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 하부 주 표면 (LMS)에 적용하고 0.03 중량의 지지되지 않은 필름 접착제 (FA)(지지되지 않은 필름 접착제는 스크림 담체가 없는 필름 접착제이다)를 상부 주 표면 (UMS)에 적용함으로써 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)을 예시하고 있다. 제 2j 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 상부 및 하부 주 표면 (UMS, LMS) 및 경사진 표면 (RS)에 적용함으로써 동시-경화 방법을 위해 제조한, 제 2i 도의 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)으로 부터 유도된 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)를 예시하고 있다. 제 2k 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 하부 주 표면 (LMS)에 적용하고 0.03 중량의 지지되지 않은 필름 접착제 (FA)를 상부 주 표면 (UMS)에 적용함으로써 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)을 예시하고 있다. 제 2l 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 경사진 표면 (RS)에만 적용함으로써 동시-경화 방법을 위해 제조한, 제 2k 도의 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)으로 부터 유도된 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)를 예시하고 있다.
발명자들은, 전체 항공기 시스템의 중량을 최소화함이 중요한 설계 기준인 LHCC 제품을 제조하기 위해 본 발명에 따른 고압 동시-경화 성형 공정에 선행 필름 접착제 적용 기술을 사용하는데 결함이 있음을 알아냈다. 평가된 모든 접착제 필름 적용 기술에 의해, 원하는 전체 밀도보다 높아 중량 관점에서 부적당할 수 있는 경사진 벌집 모양 코아가 생성되었다.
발명자들에 의해 최적 적용 기술이라고 알려진 필름 접착 기술, 즉 본 발명에 따른 복합 성형 장치(10)를 이용하는 고압 동시 경화 성형 공정에 적합한 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아 (30)가 생성되는 기술은 제 3a 및 3b 도에 예시되어 있다. 제 3a 도는 0.03 중량 필름 접착제 (FA)를 영상 프레임 포맷에서 상부 및 하부 주 표면 (UMS 및 LMS)에 적용함으로써 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)(이는 Nomex, 유리섬유 또는 그라파이트와 같은 물질로 부터 제조될 수 있다)을 예시하고 있다. 보다 구체적으로, 상부 주 표면 (UMS)에 적용된 필름 접착제 (FA) 층은 기계로 가공할 경사진 표면 (RS)위에서 예정된 거리 X로 내부로 연장된다. 하부 주 표면 (LMS)에 적용된 필름 접착제 (FM) 층은 벌집 모양 코아 물질 (HCM)의 가장자리로부터 예정된 거리 X로 내부로 연장된다. 예정된 거리 X는 벌집 모양 코아 물질 (HCM)의 높이 및 직사각형 치수 및 경사진 표면의 경사각 θ를 기준으로 한다. 예를 들면, 3/4 인치(1.9cm) 높이 및 2' ×2'(5.08cm x 5.08cm)의 직사각형 치수를 가지며, 성형될 경사진 표면 (RS)가 약 20°의 경사각을 갖는 벌집 모양 코아 물질 (HCM)의 경우, 예정된 거리 X는 약 3 인치(7.62cm)이었다.
제 3b 도는 선행 단락에 기재된 바와 같이, 제 3a 도에 예시된 안정화된 벌집 모양 코아 물질 (HCM)을 기계로 가공하여 벌집 모양 물질 (MM)을 제거함으로써 경사진 표면 RS가 형성되도록 유도된 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)를 나타내고 있다. 동시-경화 방법용 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)를 제조하기 위해, 0.03 중량 필름 접착제를 경사진 벌집 모양 코아 (RHC)의 상부 및 하부 주 표면 (UMS, LMS) 및 경사진 표면 (RS)에 적용하여 제 3b 도의 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아 (30)를 제조한다(또한 제 4 도 참조). 선행 단락에 기재된 실시태양의 경우, 전체 밀도가 낮고 안정화된 벌집 모양 코아 (30)의 전체 밀도는 약 3 lb/ft3(48.03kg/m3)이며, 이는 통상적인 기술을 이용하여 제조한 안정화된 경사진 벌집 모양 코아의 전체 밀도보다 상당히 적다.
망상 성형 작업용 벌집 모양 코아 물질을 "안정화"시키고 동시-경화 방법용 경사진 벌집 모양 코아를 "제조"하는데 이용된 필름 접착제 (FA)는 0.03 lb/ft2(0.146kg/m2)의 면적당 중량을 갖는 상업적으로 구입가능한 에폭시를 주성분으로 하는 필름 접착제, 예를 들면 FM300, FM300-2, M1146, 또는 AF-191그룹중에서 선택된 필름 접착제이다. 선행 대표적인 밀도가 낮은 필름 접착제는 250℉ 내지 350℉(121 내지 332℃) 범위의 경화 온도를 갖는다.
본 발명에 따른 고압 동시-경화 성형 공정은 하기 단락에 기재되어 있으며 제 5 도에 예시적으로 예시되어 있다. 고압 동시-경화 성형 공정은, 상기 기재된 복합 성형 장치(10)를 도입하여, LHCC 제품을 제조하는데 선행 단락에 기재된 안정화되고 밀도가 낮은 경사진 벌집 모양 코아(30)를 이용하는 개질된 반강성 성형 조립 기술이다. 본 발명에 따른 고압 동시-경화 성형 공정은 2 단계의 압력, 온도 사이클을 이용하여 LHCC 제품을 제조한다. 성형 공정을 위한 적층 방법은 제 4 도에 예시한 바와 같이 강성 기본 부재(12)위에 하나 이상의 복합 프리프레그 (LCP)층을 적층함을 포함한다. 안정화되고 전체 밀도가 낮은 경사진 벌집 모양 코아(30)는 하부 복합 프리프레그 LCP 층위에 축적된다. 다음에, 하나 이상의 복합 프리프레그 (UCP)층을 안정화되고 밀도가 낮은 경사진 벌집 모양 코아(30) 및 하부 복합 프리프레그 (LCP)층과 결합 형태로 적층시킨다. 일단 적층 방법이 완결되면, 반강성 성형부재(20)가 강성 기본 부재(12)와 결합 형태로 고정된다(고정 클램프 (CL)는 제 2 도에 예시되어 있다).
그 후 제 4 도에 예시된 바와 같이, 적층 복합 성형 장치(10)는 진공 백 (VB) 안에 밀봉시킨다. 진공 백 (VB)이 작동되어 2 단계 압력, 온도 사이클을 수행하는 오토클레이브(도시되어 있지 않음)내 삽입하기 위한 복합 성형 장치(10)를 캡슐화한다. 진공 백 (VB)은 나일론과 같은 탄성 물질 또는 실리콘, 네오프렌 또는 니트릴 고무와 같은 탄성중합체성 물질로 부터 제조될 수 있으며, 상기 선택된 물질은 오토클레이브의 매질을 포함하여 압력에 대해 비투과성이다. 진공 백 (VB)은 진공 공급원 (VS)와 유체 연결된 진공 포트 (VP)를 포함한다.
진공이 적용된 복합 성형 장치(10)를 오토클레이브내에 삽입한다. 진공 공급원 (VS)을 작동시켜 진공 백 (VB) 내부를 진공으로 만들어 진공 백 (VB)을 적층 복합 성형 장치(10)에 일치시킨다. 상기 오토클레이브를 예정된 정체 압력 P1으로 가압한다. 상기 오토클레이브의 예정된 정체 압력 P1을 진공 백 (VB) 및 반강성 성형 부재(20)를 통해 투과시켜 적층 복합 프리프레그 (UCP, LCP)의 부피를 줄인다. 다음에, 오토클레이브 온도를 주위 수준 이상, 예를 들면 약 2 내지 4℉(1.1 내지 2.2℃)의 속도로 예정된 정체 온도 T1 으로 서서히 증가시킨다. 일단 오토클레이브가 예정된 정체 온도 T1에 이르면, 오토클레이브는 정체 압력 P1 및 예정된 정체 온도 T2에서 예정된 정체 기간 (DP) 동안 안정화시킨다.
예정된 정체 기간 (DP)이 경과된 후, 진공 백 (VB) 내부 진공을 진공 포트 (VP)를 이용하여 배기시킨다. 오토클레이브 내부 압력을 예정된 고압 P2 로 증가시킨다. 오토클레이브의 예정된 고압 P2로 진공 백 (VB) 및 반강성 성형 부재(20)를 통과하여 적층 복합 프리프레그 (UCP, LCP) 및 안정화되고 밀도가 낮은 경사진 벌집 모양 코아(30)을 위한 동시-경화 압력을 제공한다. 강성 보강 삽입물(22)의 강성 및 형태때문에, 이들은 대칭적인 압력 분포가 제조할 LHCC 제품의 경사진 표면을 향해, 즉 전체 밀도가 낮고 안정화된 벌집 모양 코아(30) 및 상응하는 겹쳐진 복합 프리프레그의 경사진 표면들에 대해 나타난다. 다음에, 오토클레이브 온도는 예정된 동시-경화 온도 T2로 서서히 상승된다. 일단 오토클레이브 온도가 예정된 동시-경화 온도 T2에 이르면, 예정된 고압 P2 및 예정된 동시-경화 온도 T2는 예정된 동시-경화 기간 (CP)동안 복합 프리프레그 (UCP, LCP)의 경화 및 복합 프리프레그 (UCP, LCP)와 안정화되고 밀도가 낮은 경사진 벌집 모양 코아(30)간의 결합이 확실히 완결되도록 유지한다.
예정된 동시-경화 기간 (CP)이 경과된 후, 즉 LHCC 제품이 완성된 형태로 경화된 후, 오토클레이브를 주위 온도로 냉각시키면서 예정된 고압 P2을 유지시킨다. 일단 주위 온도에 이르면, 오토클레이브에서 압력을 제거하고 캡슐화된 복합 성형 장치(10)를 오토클레이브로 부터 분리하여 백을 제거하고, 반강성 성형 부재(20)는 완성된 LHCC 제품을 분리할 수 있도록 강성 기본 부재(12)에 고정시키지 않는다.
복합 성형 장치(10) 및 안정화되고 밀도가 낮은 경사진 벌집 모양 코아(30)를 이용하는, 상기 기재된 고압 동시-경화 성형 공정의 경우, 예정된 정체 압력 P1은 약 25 psi(172275N/m2)이고, 예정된 정체 온도 T1 는 약 180℉ ±10℉(82℃ ±5℃)이고, 예정된 정체 기간 (DP)는 약 1 시간이다. 또한, 예정된 고압 T2는 약 75 psi(516825N/m2)이고, 예정된 동시-경화 온도 T2는 약 350℉ ±10℉(176℃ ±5℃)이고, 예정된 동시-경화 기간 (CP)는 최소한 2 시간 이상이다.
상기 교지 내용에 비추어 볼때, 본 발명의 각종 개선 및 변형이 가능하다. 그러므로 상기에 구체적으로 기재된 것이 아니라 첨부된 특허 청구 범위내에서 본 발명을 수행할 수 있음을 알아야 한다.

Claims (5)

  1. 성형 표면(13)을 갖는 강성 기본 부재(12), 및 보강된 공구 물질 층 및 비보강된 탄성중합체 물질 층과, 이들 층 사이에 삽입되어 있는 하나 이상의 강성 보강 삽입물(22)과의 조합물로부터 제조되는, 성형 표면(21) 및 하나 이상의 내부 강성(剛性; rigid) 보강 삽입물(22)을 갖는 보완적인 반강성(半剛性; semi-rigid) 성형 부재(20)로서, 상기 성형 표면(21)이 고압 동시-경화 성형 공정 도중 가공되는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품의 외부 금형 라인 표면과 합치되어 상기 금형 라인 표면을 한정할 수 있도록 가요성을 나타내는 보완적인 반강성 성형 부재(20)을 포함하는, 하나 이상의 경사진 표면(RS)을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 고압 동시-경화 성형하기 위한 복합 성형 장치(10)로서, 상기 하나 이상의 강성 보강 삽입물(22)이, 이를 움직일 수 있게 하여 고압 동시-경화 성형 도중 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아(30) 및 그 위에 덮힌 복합 프리프레그(prepreg)의 경사진 표면(RS)에 대해 대칭적인 압력 분포를 제공하도록 제조되는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품의 하나 이상의 경사진 표면(RS)과 체결되는 배열을 가짐으로써, 복합 프리프레그 및 전체 밀도가 낮고 안정화된 벌집 모양 코아(30)를 이용하여 하나 이상의 경사진 표면(RS)을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 형성하는 고압 동시-경화 성형 공정을 위해 배열되는 복합 성형 장치(10).
  2. 제1항에 있어서, 제조될 상기 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품이 다수의 경사진 표면(RS)을 가지며, 상기 반강성 성형 부재(20)가 다수의 경사진 표면(RS)의 수와 동일한 수의 내부 강성 보강 삽입물(22)을 갖는 복합 성형 장치.
  3. 제1항에 있어서, 하나 이상의 내부 강성 보강 삽입물(22)이 알루미늄으로 부터 제조된 복합 성형 장치.
  4. 전체 밀도가 낮고 안정화된 경사진 벌집 모양 코아(30) 및 복합 수지 프리프레그를 이용하는 상기 고압 동시-경화 성형 공정을 위한 반강성 성형 조립체를 제조하는 단계; 상기 제조된 반강성 성형 조립체를 진공으로 만드는 단계; 상기 진공으로 된 반강성 성형 조립체를 오토클레이브에 배치시키는 단계; 상기 진공으로 된 반강성 성형 조립체의 진공을 없애는 단계; 상기 오토클레이브를 예정된 정체 압력(P1)으로 가압하는 단계; 상기 오토클레이브의 온도를 주위 온도에서 예정된 정체 온도(T1)로 서서히 상승시키는 단계; 상기 오토클레이브를 상기 예정된 정체 압력(P1) 및 상기 예정된 정체 온도(T1)에서 예정된 정체 기간(DP)동안 안정화시키는 단계; 상기 오토클레이브를 상기 예정된 정체 압력(P1)에서 예정된 높은 압력(P2)으로 가압하는 단계; 상기 오토클레이브의 온도를 상기 예정된 정체 온도(T1)에서 예정된 동시-경화 온도(T2)로 상승시키는 단계; 및 상기 오토클레이브를 상기 예정된 높은 압력(P2) 및 상기 예정된 동시-경화 온도(T2)에서 예정된 동시-경화 기간(CP) 동안 안정화시켜 하나 이상의 경사진 표면(RS)을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 제조하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 경사진 표면(RS)을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품을 제조하기 위한 고압 동시-경화 성형 방법.
  5. 제4항의 방법에 의해 제조된 바와 같은 하나 이상의 경사진 표면(RS)을 갖는 경량의 벌집 모양 코아 복합 제품.
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