KR100817938B1 - 복합재 구성요소를 결합시키는 방법 및 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체 - Google Patents

Abstract

손상된 영역이 있는 복합재 구성요소(1)를 수리하는 방법에 있어서, 손상된 영역 위에 복합재 레이업부(7)를 놓는 단계와, 상기 손상된 영역 위에 변위 가능한 맞닿음 면(5, 6)을 포함하는 가압 챔버(3, 4)를 적어도 하나 위치시키는 단계와, 가압 챔버의 맞닿음 면과 복합재 사이의 레이업부(7)가 가압되어서 그 레이업부의 경화가 실행될 수 있게 그 온도를 높이도록, 유체를 상승된 온도와 압력에서 가압 챔버(3, 4)를 통하여 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 손상된 영역이 있는 복합재 구성요소를 수리하는 방법이다.

항공기, 동체, 기체, 수리, 접합, 성형, 현장 수리, 복합재, 금속, 구성요소

Description

복합재 구성요소를 결합시키는 방법 및 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체{METHOD OF JOINING COMPOSITE COPMPONETS AND COMBINATION OF AN APPARATUS FOR JOINING COMPONENTS AND A PLURALITY OF COMPONENTS TO BE JOINED}

본 발명은, 일반적으로, 금속 및 복합재 등의 재료로 제조된 구성요소용의 제조 및 수리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 항공기 산업 분야에서의 용도로 적용될 수 있어서 그러한 적용과 관련하여 설명하겠지만, 본 발명은 일반적인 산업에서의 적용성도 가지고 있다는 점을 알아야 한다.

현대의 항공기 기체는 여러 가지의 다른 재료들로 건조된다. 여러 가지 항공기 구성요소를 제조하는 데 있어 요즘에는 복합 재료를 사용하기도 하지만, 통상적으로 사용되는 재료로는 알루미늄과 기타 다른 금속이 있다.

기체 및 항공기 구성요소 제조의 고정밀성으로 인해 특수한 제조 방법을 사용해야 한다. 더욱이, 그와 같은 기체나 구성요소 등을 수리하는 데 있어서는 특수한 설비가 필요하다. 본 발명은 복합재 및 금속재 구성요소의 수리, 결합, 및 제조용 시스템에 관한 것이다. 이하에서는 본 발명을 항공기 산업 분야에서의 용도와 관련하여 설명하겠지만, 본 발명은 다른 응용 분야에도 적용할 수 있다.

"복합재(composite)"라는 용어는, 적층체 또는 층을 형성하기 위하여 섬유상 재료가 열가소성 또는 열경화성 수지와 함께 스며들게 함으로써 제조된 구성요소와 동일한 것으로 간주하여 당해 산업 분야에서 일반적으로 사용되는 것이다.

복합재는 동체, 날개 핀, 꼬리 핀, 문 등과 같은 항공기 구성요소를 제공하기 위하여 항공기 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그렇게 널리 사용되는 이유는, 복합재 구성요소는 비교적 경량인 물리적 특성을 가지며 그와 동시에 금속에 비해서도 높은 구조 강도를 갖기 때문이다. 이와 같은 복합재 구성요소는 통상적으로는 내부 표피와 외부 표피로 덮이는 벌집형 코어를 갖는 샌드위치 구조로 이루어진다.

이와 같은 구성요소를 적어도 부분적으로 혹은 전체적으로 관통하는 구멍들을 수리하는 것이 가능하다. 일반적인 방법에 의하면, 손상된 부분을 항공기로부터 제거하여서 진공 백을 구비하는 전기 블랭킷을 사용하여 구멍을 수리하게 된다. 비경화 수지가 스며든 섬유상 재료의 층에 형성된 프리프레그(prepreg)가 수리할 영역 위에 놓이게 된다. 전기 블랭킷은 그 영역에 열을 가하여서 프리프레그를 경화시키게 된다. 진공 백은 전기 블랭킷을 수리할 영역 위의 위치에 유지시키며 이와 동시에 프리프레그에 압착력을 가한다.

그러나 이러한 방법을 사용하는 수리는 항상 만족스러운 것은 아니다. 그 이유로는, 전기 블랭킷에 의해 제공되는 열이 불균일하여 경화에 있어서 신뢰성이 떨어지기 때문이다. 또한, 진공 백 압착을 이용하는 것은 프리프레그로부터 공기를 제거하는 데 있어 그다지 효과적이지 않고, 그에 따라 수리된 영역에 공극이 없지 않게 되지는 않는다.

복합재 구성요소를 제조하는 데 있어서의 현재의 해결 기술은 경화용으로 오토클레이브를 사용하는 것이다. 이는 이와 같은 해결 기술에 의해 제조될 수 있는 복합재 구성요소의 최대 크기를 오토클레이브의 실제 최대 크기로 제한하게 된다. 따라서, 군용 제트 전투기와 같은 항공기의 동체의 제조에 복합재 구성요소를 사용할 수는 있지만, 대형 오토클레이브의 크기 제한 및 비용 때문에 복합재 구성요소를 사용하여 민간용 승객 수송 항공기와 같은 대형의 항공기의 동체를 제조함에 있어서는 아직까지는 실제로 상당한 어려움이 따른다. 동체는 다수의 분리된 동체 부분으로 구성하고 후속해서 결합시킬 필요가 있다. 오토클레이브 방법을 이용하여 제조된 복합재 구성요소는 추가로 더 완전히 경화된다. 이로 인해, 그와 같은 두 개의 완전 경화된 구성요소가 순차적으로 결합되는 경우에 있어서의 2차 접착 성능이 떨어지게 된다. 이와 같은 2차 접착은 결합 영역과 부품들이 동시에 완전히 경화되는 접착만큼 강하지 않다. 이와 같은 방식으로 결합된 복합재들은 2차 접착부에서 갈라지는 경향이 있고 그로 인해 서로 떨어지는 경향이 있다.

오토클레이브 방법은, 금속으로 제조된 구성요소들을 제조할 때에 접착제를 사용하여 여러 가지 금속 부분 또는 부품들을 부착시켜야 할 필요가 있는 경우에 사용될 수도 있다. 다시 말해, 그러한 오토클레이브 방법을 이용하여 제조되는 금속 구성요소의 크기는 오토클레이브의 크기로 제한된다. 또한, 전체 구성요소를 가열 및 냉각시켜야 할 필요가 있기 때문에 결합된 구성요소로 제조될 때에 왜곡되는 위험도 있다.

복합재, 금속, 또는 기타 다른 재료로 제조된 항공기 구성요소를 수리하기 위한 향상된 시스템을 제공하는 것이 가능하게 되면 바람직하다.

또한, 복합재, 금속, 또는 기타 다른 재료로 제조된 항공기 구성요소의 접착 및 성형을 통해서 제조할 수 있으되 제조 공정 중에 오토클레이브 처리를 하지 않아도 제조할 수 있게 되면 바람직하다.

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 복합재 구성요소를 수리하기 위한 향상된 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 사항을 염두에 둔 본 발명에 따르면, 손상된 영역이 있는 복합재 구성요소를 수리하는 방법에 있어서, 손상된 영역 위에 복합재를 놓는 단계와, 상기 손상된 영역 위에 변위 가능한 맞닿음 면을 포함하는 가압 챔버를 적어도 하나 위치시키는 단계와, 가압 챔버의 맞닿음 면과 복합재 사이의 레이업부(lay-up)가 가압되어서 그 레이업부의 경화가 실행될 수 있게 그 온도를 높이도록, 유체를 상승된 온도와 압력에서 가압 챔버를 통하여 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

복합재 레이업부는 경화 수지가 가해진 섬유상 재료로 이루어진 층을 포함하는 표준형의 적층체로 구성할 수 있다. 선택적으로, 복합재 레이업부는 경화성 수지가 스며든 프리프레그로 구성할 수도 있다.

맞닿음 면은 탄성 변형이 가능한 판재(sheet material)로 형성된 탄성 변형성 멤브레인을 가지고 제공할 수 있다. 일례로, 실리콘 또는 그와 균등물인 고온 고무와 같은 고무나 혹은 플라스틱이 사용될 수 있다.

탄성 변형성 멤브레인을 사용하는 가압 챔버를 구비함에 따른 이점은, 복합재 레이업부의 두께에 있어서의 변화를 고려할 수 있으며 그와 동시에 레이업부 전체에 걸쳐서 압력을 균일하게 유지할 수 있다는 것이다. 이러한 것은, 레이업부로부터의 공기 빼내기 및 과잉 수지의 빼내기를 촉진한다. 따라서 최종 수리 영역에는 공기 기포가 거의 없게 되어서 수리가 향상된다.

물 또는 오일과 같은 유체를 가열 기구로서 작용하도록 순환시키는 방법을 사용하게 되면 레이업부로의 보다 더 많은 열을 전달할 수 있게 된다. 가압 챔버의 맞닿음 면을 통하여 신속한 열 전달이 발생할 수 있다. 더욱이, 가열된 유체를 순환시키게 되면 레이업부의 모든 영역이 보다 더 높은 온도에 있게 되고, 레이업부의 얇은 영역과 두꺼운 영역이 모두 대체적으로 동일한 온도 및 열 에너지에 있도록 가열된다.

선택적으로, 맞닿음 면은 가압 챔버의 나머지 부분에 대해서 부동(浮動) 상태로 지지된 강성 주형면에 의해 제공될 수 있다. 일례로, 주형면은 이 주형면을 가압 챔버의 나머지 부분에 상호 연결시키는 주변의 탄성 변형성 또는 가요성 플랜지에 의하여 지지될 수 있다.

본 방법이 가압 챔버 내에서 압력을 주기적으로 변화시키는 것을 추가로 포함하는 것도 바람직하다. 이 결과, 맞닿음면에 진동 압력파가 가해지게 되어서 복합재 레이업부가 진동 환경에 놓이게 되어서 레이업부로부터 공기를 보다 더 쉽게 제거하는 역할을 한다. 그 결과, 수리된 영역은, 경화된 복합재 레이업부 내에 공기 기포가 거의 없는 섬유 비까지 비교적 균일한 수지를 갖게 된다.

맞닿음면이 탄성 변형성 멤브레인인 경우, 카울(caul) 판 또는 표면 형상에 대해서 보다 더 정확한 별개의 주형이 가압 챔버와 레이업부 사이의 맞닿음면 사이에 위치될 수 있다. 수리 공정 중에, 복합재 레이업부는 카울 판과 복합재 구성요소 사이에 개재된다. 이와 같은 카울 판 또는 주형은 일단 수리된 복합재의 표면의 형상에 일치하는 표면을 제공하도록 하는 형상으로 성형된다. 그와 같은 카울 판은 구성요소의 기체 동력학적 평활성을 확보하는 데 필요한 경우에 사용될 수 있다. 진동 압력파가 사용되는 경우, 그 진동 압력파는 레이업부를 압착하는 데 도움이 되며 카울 판이 레이업부 위에 놓여졌을 때에 레이업부가 카울 판의 형상과 통합되게 하는 데 도움이 된다.

부동(floating) 방식의 강성 주형을 구비하는 맞닿음면을 사용하게 되면 카울 판과 동일한 방식으로 작업할 수 있는데, 주형면은 복합재 구성요소를 성형하는 면을 제공한다.

상기 방법은 복합재 구성요소가 오목하게 들어간 경우와 복합재 구성요소에 구멍이 완전히 뚫려 있는 경우 모두에 사용될 수 있다. 그러나 후자의 경우에는 수리할 측면의 반대쪽의 구멍 측면에 초기 패치(patch)를 제공할 필요가 있다. 이로 인해 복합재 구성요소가 수리됨에 따라서 수지 등이 손상된 영역으로부터 손실되는 것이 방지된다. 따라서, 패치가 일단 구멍의 반대쪽에 붙여지면 본 발명에 따른 방법이 복합재 구성요소의 손상된 영역을 수리하는 데 이용된다. 선택적으로, 패치는 복합재의 레이업과 동시에 붙여질 수 있다.

따라서 다음과 같은 다수의 서로 다른 수리 단계들이 이용된다.

(a) 손상된 영역의 한쪽에 초기 패치를 배치하고, 본 발명에 다른 방법과 장 치를 이용하여 손상된 영역의 반대쪽을 수리하는 단계,

(b) 본 발명에 따른 방법 및 장치를 사용하는 손상된 영역의 각 측면을 수리하는 단계, 또는

(c) 본 발명에 따른 방법 및 장치를 이용하여 손상된 영역의 양 측면을 동시에 수리하는 단계.

가장 양호한 수리 방법은 주형 또는 카울 판을 복합재 부품의 외피 상에 배치하고 그 부품을 그 후면으로부터 가압하여서 두께에 있어서의 어떠한 결함도 후면에 반영될 수 있게 하는 것이다.

수리할 손상된 영역에 가해지는 압력의 균형을 유지하기 위한 제2 압력 공급원을 제공하는 것도 바람직하다. 제2 압력 용기는 복합재의 손상된 영역의 반대쪽이자 제1 가압 챔버의 반대쪽에 배치할 수 있는 데, 손상 영역은 제1 가압 챔버와 제2 가압 챔버 사이에 배치되게 된다. 제2 가압 챔버도 역시 변위 가능한 맞닿음 면을 구비할 수 있다. 제2 가압 챔버의 맞닿음면은 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인으로 구성될 수 있다. 선택적으로, 맞닿음면은 수리할 복합재 부품의 형상과 일치하는 형상으로 성형된 비교적 강성의 부동면(浮動面)을 구비할 수 있다.

제1 가압 챔버와 제2 가압 챔버는 복합재의 손상된 영역의 대향 측면에 있게 되므로, 복합재 구성요소를 수리하는 동안에 제2 가압 챔버는 제1 가압 챔버에 의해 가해지는 힘에 비해서 동일하고 반대되는 힘을 복합재 구성요소에 가하게 된다.

가압 챔버의 구조는 고강도의 구조로 이루어져야 하며 누출 방지성을 가져야 하지만, 균형 압력을 이용하게 되면 가압 챔버의 대향하는 맞닿음 면들이 높은 힘 과 압력에 대항하게 되고 그와 동시에 비교적 경량의 구조로 된다. 따라서 맞닿음면은 가열 에너지를 적게 사용하면서 줄여도 신속하게 가열하고 냉각시킬 수 있다. 총 가열 에너지는 경화를 실행시키기 위한 것이므로, 그에 따라 경화 시간이 최소화된다.

제2 가압 챔버는 물론 복합재 구성요소의 대향 면 상의 손상된 영역용으로 패치를 제공하는 복합재 레이업부를 경화시키는 기능을 한다.

그러나 균형 압력을 제공하는 것은 본 발명에 대해서는 중요치 않고, 본 발명의 방법은 압력으로서의 그와 같은 균형력이 없어도 여전히 작동하며 그에 따라 가압 챔버에 의해 복합재 구성요소에 가해진 힘은 상당히 낮아지게 된다는 점을 알아야 한다.

복합재 레이업부 대신에 금속 패치를 사용하여 금속 구성요소를 수리하는 데 있어서도 유사한 방법이 사용될 수 있다는 점도 또한 알아야 한다.

따라서, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 손상된 영역이 있는 금속 구성요소를 수리하는 방법에 있어서, 손상된 영역 위에 접착제 재료를 개재시켜서 금속 패치를 배치하는 단계와, 상기 손상된 영역 위에 변위 가능한 맞닿음 면을 포함하는 가압 챔버를 적어도 하나 위치시키는 단계와, 가압 챔버의 맞닿음 면과 금속 구성요소 사이에 금속 패치를 가압 성형하여 그 금속 패치의 압축, 성형, 및 접착이 실행될 수 있게 그 온도를 높이도록, 유체를 상승된 온도와 압력에서 가압 챔버를 통하여 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 공정 중에 수리할 구성요소 둘레에 진공을 제공하는 것도 유용하다.

금속 구성요소용의 이와 같은 수리 방법을 이용하는 이점은 그 수리 방법을 복합재 구성요소에 대해서 이용할 때와 동일하다. 특히, 유체를 상승된 온도와 압력에서 가압 챔버를 통하여 순환시키는 단계를 이용하게 되면, 금속 패치 상의 압력을 비교적 균일하게 하며 패치를 가로지르는 온도의 분포를 비교적 균일하게 하는 데 도움이 된다. 이는 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인에 의해 제공되는 가압 챔버의 맞닿음면에 의해 촉진된다.

또한, 압력을 가압 챔버 내에서 주기적으로 변화시킬 수도 있다. 이렇게 하면, 최종적인 접착부 내에 공기 공극이 최소화되도록 금속 패치와 금속 구성요소 사이의 접착제 재료로부터 공기 기포를 제거하는 데 도움이 된다.

더욱이, 복합재 구성요소를 수리함에 있어서는, 카울 판, 그리고 카울 판과 금속 구성요소 사이에 개재된 금속 패치를 사용할 수 있다. 그런데, 카울 판이 수리에 사용되는 경우에는, 금속 패치가 위에 부착될 금속 구성요소의 표면을 금속 패치의 깊이까지로 움푹 파이게 하거나 오목하게 하는 것도 바람직하다. 이렇게 하면 수리된 영역에 대해 보다 원활한 마무리를 하는 데 도움이 된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 구성요소 상의 손상된 영역을 수리하기 위한 장치에 있어서, 변위 가능한 맞닿음면을 구비하는 적어도 하나의 가압 챔버와, 유체를 상승된 온도와 압력에서 상기 적어도 하나의 가압 챔버를 통과하여 순환하게 하는 유체 순환 수단과, 가압 챔버의 맞닿음면이 손상된 영역에 인접하게 위치된 상태에서 손상된 영역 위에 적어도 하나의 가압 챔버를 위치시키는 위치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.

가압 챔버는 하우징을 포함하고, 상기 하우징의 한 측면에는 변위 가능한 맞닿음면이 제공된다. 변위 가능한 맞닿음면은 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인으로 구성하거나, 혹은 앞에서 이미 설명한 바와 같이 강성인 부동(浮動) 주형면에 의하여 제공될 수 있다. 하우징은 수리할 복합재 또는 금속 구성요소의 형상에 대체로 일치하는 형상으로 성형할 수 있다. 일례로, 하우징은 단면에서 보았을 때에 동체 패널의 곡형면의 일반적인 형상에 대응하는 대체로 호형의 형상으로 구성할 수 있다.

선택적으로, 하우징은 단면을 U자형으로 하여서 날개 또는 꼬리 핀의 가장자리를 수리하기 위한 용도로 할 수 있다. 다른 형상도 또한 고려할 수 있다. 주목할 점은, 맞닿음면이 구성요소의 형상에 들어맞는 충분한 유연성을 가지기 때문에 하우징은 복합재 또는 금속 구성요소의 형상에 정확히 따라야 할 필요는 없다는 것이다.

선택적으로, 가압 챔버 하우징은 그 하우징이 복합재 또는 금속 구성요소에 보다 긴밀하게 일치하도록 조정될 수 있게 하기 위하여 하나 이상의 지점에 힌지 결합될 수 있다.

상기와 같은 배치에 있어서, 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인은 가압 챔버를 형성하기 위해서 하우징에 직접 고정될 수 있다. 그런데, 선택적으로는 하우징에 의해 지지되는 내부의 유연하게 팽창되는 백에 의해서 탄성적으로 변형 가능한 면이 제공되는 것도 고려할 수 있다.

유체 순환 수단은, 유체가 유체 공급관을 통하여 가압 챔버 쪽으로 순환되게 하며 또한 그 가압 챔버로부터 순환되게 하는 유체 펌프와, 순환되는 유체를 저장하는 적어도 하나의 유체 저장실을 포함한다.

유체는 유체 저장실로 공급되는 압축 가스에 의해 가압될 수 있다, 가압 가스 공급원은 가스 관을 거쳐서 유체 저장실과 연통하게 된다. 각각이 서로 다른 온도의 유체를 담고 있는 일련의 유체 저장실이 제공될 수 있다. 이렇게 되면, 유체가 유체의 소요 온도에 따라서 각기 다른 유체 저장실로부터 공급될 수 있게 됨에 따라서, 가압 챔버를 통하여 순환하는 유체 온도의 신속한 변경이 가능해진다. 따라서, 복합재를 경화 온도로까지 신속하게 가열하고 이어서 수리된 둘러싸인 적층체를 고온 지점이 없게 하고 그에 따른 왜곡이 없게 하면서 신속하게 냉각시킬 수 있는, 경화 공정의 보다 탁월한 제어가 달성된다. 선택적으로, 유체를 가열하는 가열기와 사이클이 완료됨에 따라서 유체가 냉각되도록 하는 열 교환기를 구비하는 유체 공급원을 사용할 수도 있다.

본 발명의 장치는 상기 가압 챔버 또는 각각의 가압 챔버 내의 압력을 주기적으로 변화시키는 진동 또는 충격 수단을 더 포함하기도 한다. 가능성 있는 한가지 장치에 따르면, 가압 챔버는 가압 챔버를 진동시키고 그에 의해 복합재 레이업부를 진동 환경에 놓이게 하기 위하여 그 가압 챔버에 부착되는 음파 또는 초음파 진동기를 포함할 수 있다. 선택적으로, 진동은 가압 챔버를 통과하는 유체의 유동을 주기적으로 차단하는 데 사용되고 그에 의해 소위 "수격 작용(water hammer)"이라고 알려진 압력파 효과를 발생시키는 데 사용되는 차단 밸브에 의해 달성된다. 상기 압력파 효과를 달성하는 선택적인 방법은 주기적 충격 장치의 수단에 의하는 것이다. 이러한 것은 일례로 가압 챔버의 유체 내에 떠 있거나 가압 챔버의 구조체에 장착된 판이나 강성 주형 자체에 주기적 충격력을 가하는 잭해머(jackhammer)형 또는 리벳 건(rivet gun) 형의 장치를 포함할 수 있다. 가압 챔버 내의 압력에 있어서 주기적 진동 또는 압력파 효과를 제공하는 기타 다른 수단도 고려할 수 있다.

본 발명의 장치는 손상된 영역에 균형 압력이 가해지도록 하는 데 사용될 수 있는 상기 가압 챔버를 2개 포함할 수 있다. 따라서 위치 수단은 상기 가압 챔버들을 손상된 영역의 양측에 각각 위치시킬 수 있다.

본 발명의 장치는 수리할 구성요소를 항공기로부터 분리하지 않고도 현장에서 항공기에 사용할 수 있다. 따라서 이러한 목적을 위해서 위치 수단이 선택될 수 있다. 일례로, 가압 챔버를 손상된 영역 위에 위치시키는 데 있어 진공 패드가 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명 장치를 제위치에 유지시켜서 패치를 압착시키고 공기를 수리부로부터 추가로 더 제거할 수 있도록 하기 위하여 패치 자체 위에 진공을 사용할 수 있다.

선택적으로, 배관이 가압 챔버를 항공기의 수리할 부분 상에 연결시킬 수 있다. 또한 본 발명 장치를 지지하기 위하여 별도의 자립형 구조체를 제공하는 것도 고려할 수 있다.

현장 수리의 이점은, 복합재 또는 금속 구성요소를 수리하기 위하여 항공기로부터 제거하지 않고 그에 따라 수리에 소요되는 시간 손실이 없이도 그 구성요소를 타맥 포장 활주로 상의 항공기 상에서 수리할 수 있다는 것이다.

본 발명에 따른 수리 방법은 복합 구성요소 부품들의 제조용으로도 쉽게 개조할 수 있다.

따라서, 본 발명의 두 번째 목적은 복합재 구성요소를 결합시키는 향상된 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 것을 염두에 둔 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 복합재 구성요소를 결합시키는 방법에 있어서, 두 개의 독립된 복합재 구성요소들 사이에 결합 영역을 제공하기 위하여 상기 두 개의 독립된 복합재 구성요소들을 인접하게 위치시키는 단계와, 적어도 경화성 수지를 포함하는 결합재를 결합 영역에 도포하는 단계와, 상기 결합 영역 위에 변위 가능한 맞닿음면을 포함하는 가압 챔버를 적어도 하나 위치시키는 단계와, 결합 영역을 가압 챔버의 변위 가능한 맞닿음 면에 가압시키고 또한 그 결합 영역의 온도를 결합 영역의 경화를 실행할 수 있도록 하는 온도로 승온시키기 위해, 유체를 상승된 온도와 압력에서 가압 챔버를 통하여 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

복합재 구성요소들은 이들 사이에 결합 영역을 제공하기 위하여 인접하게 위치된 가장자리를 포함한다. 일단 결합된 두 개의 복합재 구성요소들은 이어서 단일의 연속 패널을 형성한다.

선택적으로, 어느 한 복합재 구성요소의 가장자리는 다른 구성요소의 한 면, 일례로 직각 조인트에 인접하게 위치된다. 이어서 2개의 복합재 구성요소에 의해 한정된 구석 영역은 결합 영역이 된다. 다른 구성요소의 면으로부터 연장되는 복합재 구성요소는 일례로 항공기 기체의 내부 패널이나 혹은 구성요소 부품 상의 지지 리브가 될 수 있다.

결합재는 비경화된 상태에 있는 것으로서 결합 영역을 가로지르는 위치에서 용융되거나 경화될 수 있는 적층체 또는 프리프레그로 할 수 있다. 그러나 기타 다른 결합재도 사용할 수 있다. 일례로, 열가소성 판을 압력으로 가압하고 가열함으로써 결합 영역의 위치에서 용융될 수 있다. 선택적으로, 수지를 진공 하에서 결합 영역 안으로 유입하여서 구성요소에 칠하여 결합시키게 되는 수지 트랜스퍼 성형(resin transfer mould) 방법을 사용할 수 있다. 또한 수지 사출 성형 방법을 사용하는 것도 고려할 수 있는데, 여기서 부하를 지지하는 데는 건조 섬유가 사용되며 수지는 가압 하에서 압송되어서 결합 영역에 칠해진다.

가압 챔버의 변위 가능한 맞닿음면은 가압 챔버의 나머지 부분에 대해 떠 있는 상태(즉, 부동(浮動) 상태)로 지지된 강성 주형면에 의해 제공된다. 일례로, 탄성적으로 변형 가능한 플랜지는 강성 주형면을 가압 챔버의 나머지 부분에 상호 연결된다. 상기 강성 주형면은 복합재 레이업부의 표면을 성형하기 위하여 호형 형상을 제공한다.

주형면은 결합 영역의 표면을 형성하는 역할을 하는 표면을 갖는다. 일례로, 복합재 구성요소가 하나의 연속 패널을 형성하기 위하여 결합되는 경우, 주형면은 결합 영역이 각 복합재 구성요소의 부품의 표면의 나머지와 마찬가지로 기체 동력학적으로 평활한 표면을 구비할 수 있도록 한다.

그러나 가압 챔버가 결합 영역에 압력을 가하기 위한 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인을 구비하도록 할 수도 있다. 결합 영역의 형상이 정확해야 하고 평활해야 하는 경우, 멤브레인과 결합 영역 사이에 카울 판 또는 떨어져서 위치되며 정 확하게 정렬된 주형이 사용될 수 있다.

하나의 연속하는 패널을 제조하기 위한 복합재 구성요소의 가장자리가 비경화된 상태로 있거나 단지 부분적으로만 경화된 경우, 2차 접착의 문제점을 극복할 수 있다. 오토클레이브가 복합재 구성요소를 제조하는 데 사용될 때에 경화 속도와 경화 온도는 전체 구성요소에 대해서 쉽게 제어될 수 없기 때문에 상기 문제점의 극복은 쉽지가 않다.

오토클레이브가 "동시 경화(co-cured)" 접착을 실행하기 위해 사용되는 경우, 부품들은 지그 및/또는 기타 다른 고정구에 의해 정확한 위치에 위치되어야 한다. 부품과 함께 지그는 오토클레이브 안으로 이동할 수 있도록 하기 위해 병진 운동이 가능해야 한다. 이것이 의미하는 바는 지그에 의해 유지되는 부품들의 후속하는 오정렬 및 왜곡 가능성이 있다는 것이다. 이에 비해, 본 발명에 있어서는, 지그는 이동할 필요가 없으므로 고정 지그 및/또는 고정구들을 콘크리트 바닥과 같은 견고한 면에 영구적으로 고정시킬 수 있다. 따라서 고정 지그의 후속하는 이동이 전혀 없이도 부품들이 정밀하게 정렬되어 위치된다. 이로 인해 보다 미세한 제조 공차를 달성할 수 있다.

본 출원인의 오스트레일리아 특허 제697678호에는, 구성요소의 경화 속도에 있어서의 변화를 가능하게 할 수 있는 복합재 구성요소를 제조하는 방법에 대하여 개시하고 있는데, 그 상세 내용을 본 명세서에 참고로 포함한다. 그러한 것은 상기 방법에 있어서 구성요소를 경화시키는 데 사용되는 유체의 온도와 순환 유동을 제어함으로써 달성될 수 있다. 그에 따라 비경화된 상태로 남아 있게 하거나 단지 부분적으로만 경화된 상태로 남아 있게 한 가장자리를 제외하고는 구성요소를 완전히 경화시킬 수 있게 된다. 이러한 방식으로 제조된 복합재 구성요소가 본 발명에 따라서 제조되는 경우, 결과적인 결합 영역은 2차 접착부가 아니다. 그 이유는, 결합 재료가 기계적 및 물리적으로 완전히 결합됨과 동시에 결합되는 각 구성요소의 가장자리들이 완전히 경화되기 때문이다.

결합 영역의 대향 측면에는 제2 가압 챔버에 의해서 균형 압력이 제공될 수 있다. 제2 가압 챔버는 결합 영역을 결합시키는 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인 형태의 맞닿음면을 포함할 수 있다.

대향하는 균형력이 가해지는 결합 영역의 어느 측면에나 가압 챔버를 제공하게 되면 결합 영역의 왜곡을 최소화할 수 있다.

상기 가압 챔버나 각각의 가압 챔버가 결합 영역 상에 위치될 때, 수리 방법 및 장치에 대해서 앞에서 설명한 것과 동일한 방식으로 상승된 압력과 온도에 있는 유체가 가압 챔버를 통과하여 순환하게 할 수 있다. 유사하게, 맞닿음면과 후속해서 결합 영역에 진동 압력파가 제공될 수 있도록 하기 위해 압력을 주기적으로 변화시킬 수 있다.

제조할 부품의 차등 가열 및 냉각을 달성하는 것도 가능하다. 이는 예를 들어 맞닿음면에 인접하거나 그에 일체로 형성된 별개의 유체 백, 블래더(bladder) 또는 튜브에 의해 제공된 보조 유체 챔버에 의해 달성된다. 유체는 각기 다른 온도에 있는 보조 유체 챔버들을 거쳐서 가압 챔버로 순환할 수 있다. 그에 따라 보조 유체 챔버에 인접한 부품의 영역은 부품의 나머지에 대해 다른 속도로 경화된다. 이는 부품의 가장자리가 비경화 상태에 있게 하거나 혹은 부분적으로 경화되게 하는 데 이용될 수 있다. 또한 부품의 본체 내의 특정 영역이 부분적으로 경화되게 하여서 구성요소가 그 영역에 후속하여 부착되게 할 수 있다.

이상에서 설명한 방법은 별개의 금속 구성요소들을 접합시키는 데 적용할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 금속 구성요소들을 접합시키는 방법에 있어서, 2개의 독립된 금속 구성요소들을 사이에 접합 영역을 제공하기 위하여 상기 금속 구성요소들을 인접하게 위치시키는 단계와, 적어도 금속 부분 및 접착제를 포함하는 접합재를 접합 영역에 도포하는 단계와, 상기 접합 영역 위에 변위 가능한 맞닿음면을 포함하는 가압 챔버를 적어도 하나 위치시키는 단계와, 접합 영역을 가압 챔버의 변위 가능한 맞닿음 면에 가압시키고 또한 그 접합 영역의 온도를 접합 영역의 경화를 실행할 수 있도록 하는 온도로 승온시키기 위해, 유체를 상승된 온도와 압력에서 가압 챔버를 통하여 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

2개의 금속 구성요소들이 단일의 연속 패널로 접합되는 경우, 금속 부분은 긴 금속 스트립 부분이 될 수 있다. 그러나 하나의 금속 구성요소의 가장자리가 다른 구성요소의 면에 소정 각도로 접합되는 경우, 2개의 금속 각형 부분이 제공되는데, 그 하나는 2개의 구성요소들 사이에 한정된 각각의 구석부에 위치된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 구성요소들을 결합시키는 장치에 있어서, 변위 가능한 맞닿음면을 구비하는 적어도 하나의 가압 챔버와, 2개의 독립된 구성 요소들을 인접하게 위치시킴으로써 제공된 결합 영역 위에 가압 챔버를 위치시키는 위치 수단과, 상기 결합 영역을 가압하고 경화 또는 접합을 실행하기 위하여 유체를 상승된 온도와 압력에서 상기 적어도 하나의 가압 챔버를 통과하여 순환하게 하는 유체 순환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.

본 발명의 장치는 추가의 가압 챔버를 포함하고, 상기 위치 수단은 추가의 가압 챔버를 결합 영역의 대향 측면 상에 위치시켜서 다른 가압 챔버에 대한 균형 압력을 제공한다.

가압 챔버들 중 어느 한 가압 챔버의 맞닿음면은 떠 있는(즉, 부동(浮動)의) 강성 주형면의 형태로 구성되고, 반면에 다른 가압 챔버의 맞닿음면은 탄성적으로 변형 가능하게 구성된다.

유체 순환 수단은 이미 설명한 바 있는 수리 장치에서의 유체 순환 수단과 유사하게 할 수 있다. 더욱이, 수리 장치에서와 마찬가지로 가압 챔버 내의 압력을 주기적으로 변화시키기 위해서나 혹은 그 가압 챔버 내에 압력파 효과를 발생시키기 위하여 진동 또는 충격 수단이 포함될 수도 있다.

가압 챔버는 한 측면에 맞닿음면이 마련된 긴 직선형의 하우징을 포함한다. 그와 같은 가압 챔버는 인접하는 구성요소들 간의 직선형 접합 영역을 위해 사용된다.

가압 챔버는 선택적으로는 내주부 및 외주부에 맞닿음면이 마련된 환형 하우징을 구비할 수 있다. 그러한 가압 챔버는 항공기의 동체 부분, 선박, 잠수함, 또는 기타 다른 대형 구조물의 선체를 결합시키는 데 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 결합 방법 및 장치는 다수의 독립된 복합재 또는 금속 패널들로 이루어진 항공기의 동체 전체의 부분들을 서로 결합시키는 데 사용될 수 있다. 제안된 본 발명은 또한 단편으로 쉽게 건조될 수 없는 복합재 또는 금속 구성요소들을 가지고 기타 다른 대형 구조물을 제조하는 데 적용할 수도 있다.

본 발명은 중산모(top hat) 및 T자 단면과 같은 금속 부분을 금속 패널과 당업자들에게 잘 알려진 부분에 접합시키기 위한 것으로 개조할 수도 있다. 중산모 부분은 항공기 기체의 금속 패널을 지지하고 강화하는 데 사용되며 일반적으로는 리벳을 사용하여 금속 패널에 고정하게 된다. 패널과 중산모 부분을 고정하기 전에 제위치에 유지시키기 위해서는 정교한 지그가 필요하다. 선택적으로, 중산모 부분은 오토클레이브 내에서 접착제를 사용하여 금속 패널에 접합된다. 그러나 중산모 부분은 오토클레이브 내에서 그에 가해지는 고압으로 인하여 다소 납작해지는 경향이 있음이 밝혀졌다.

따라서 본 발명의 다른 목적은 중산모 부분 및 기타 다른 부분을 금속 패널에 접합시키는 향상된 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 것을 감안한 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 중앙부 및 대향하는 측면 플랜지부들을 구비하는 위쪽을 금속 패널에 접합시키는 방법에 있어서, 상기 위쪽의 플랜지부를 금속 패널에 바로 인접하게 하고 접착제를 금속 패널과 플랜지부 사이에 도포한 상태에서, 상기 부분을 금속 패널에 인접하게 위치시키는 단계와, 변위 가능한 맞닿음 면을 각각이 포함하는 가압 챔버 각각을 상기 각각의 플랜지부 위에 위치시키는 단계와, 플랜지부를 각 가압 챔버의 변위 가능한 맞닿음 면 에 가압시키고 또한 그 플랜지부가 금속 패널에 접합될 수 있도록 그 플랜지부의 온도를 승온시키기 위해, 유체를 상승된 온도와 압력에서 각각의 가압 챔버를 통하여 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

각 가압 챔버 내의 온도와 압력은 동일하다. 이는 부분에 대한 왜곡의 가능성을 최소화한다. 앞에서 설명한 바와 같이 가압 챔버에 의해서도 압력 진동이 제공될 수 있다.

금속 패널의 대향 측면은 지지 지그 상에 놓인다. 선택적으로, 금속 패널의 대향 측면은 오스트레일리아 특허 제697678호에 개시된 것과 유사한 부동(浮動) 주형 상에 지지될 수 있다.

대향하는 압력의 균형 시에, 압력은 지그나 부동(浮動) 주형에 의해서 플랜지부에 가해진다. 보다 상세하게 설명하면, 압력의 균형은 플랜지부에 압력을 가하는 것과 유사한 또 다른 쌍의 가압 챔버에 의해 제공될 수 있다. 또한 대향하는 가압 챔버들이 중간의 지그나 부동(浮動) 주형이 없이도 금속의 대향 면에 바로 압력을 가하는 것도 가능하다.

부분은 중앙 채널부를 구비하는 중산모 부분이나 혹은 당업자에게 잘 알려진 기타 다른 부분일 수 있다. 선택적으로, 부분은 중앙 웨브부를 구비하는 T자형 부분일 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 부분을 금속 패널에 접합시키는 장치에 있어서, 평행하게 이격되어 위치되며 각각이 변위 가능한 맞닿음면을 구비하는 한 쌍의 긴 가압 챔버와, 플랜지부를 금속 패널에 가압하여 접합시키기 위하여 유체를 상승된 압력과 온도에서 각각의 가압 챔버를 통하여 순환시키는 유체 순환 수단을 포함하고, 상기 부분의 중앙부는 가압 챔버들 사이에 위치 가능하며, 각 가압 챔버의 맞닿음면은 상기 부분의 상기 플랜지부 위에 위치 가능한 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.

본 발명 장치는, 상기 부분의 중앙부를 안에 수용하도록 한 크기로 형성된 중앙 채널을 구비하는 강성의 긴 하우징과, 2개의 가압 챔버들의 벽을 제공하는 대향하는 측방 채널들을 포함한다. 각 가압 챔버의 맞닿음면은 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인에 의하여 제공될 수 있다.

유체 순환 수단은 두 가압 챔버와 동시에 연통할 수 있고 , 그에 따라 각 가압 챔버 내의 유체 온도와 압력은 같게 된다.

하우징은 납작하게 구성하거나 혹은 금속 패널의 오목한 형상 및 그와 협동하는 부분에 따라서 곡형으로 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 한 쌍의 대향하는 장치가 제공될 수 있는데, 금속 패널과 부분은 접합 공정 중에 상기 두 개의 장치 사이에 위치 가능하다. 두 개의 장치는 협동하는 곡형을 가지고, 그에 따라 패널은 금속 패널의 최종 형상에 대응하도록 두 장치 사이에 곡형으로 유지된다. 따라서 장치는 패널용의 지그로서 작용한다.

본 발명은 또한 벌집형 금속 패널이나 혹은 금속 접합 층들로 형성된 금속 패널과 같은 금속 복합체를 제조하는 데에도 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 금속 복합 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 각각이 변위 가능한 맞닿음면을 구비하는 대향하는 가압 챔버들 사 이에서 접착제를 사이에 개재시켜서 접착제와 함께 금속 복합재를 위치시키는 단계와, 대향하는 맞닿음면들 사이에서 금속 복합재를 절곡하고, 성형하고, 가압하며 또한 접착제가 상기 금속에 접합될 수 있도록 금속 복합재의 온도를 승온시키기 위하여, 유체를 상승된 온도와 압력에서 각 가압 챔버를 통하여 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

공기 호흡 천이 각 맞닿음면과 복합재 사이의 공기의 방출이 용이해지도록 그 사이에 위치된다.

어느 한 맞닿음면은 납작하거나 혹은 면 형상이 곡형으로 제공된 부동(浮動) 가압 판의 형태일 수 있다. 선택적으로, 맞닿음면은 부동(浮動) 주형에 의해 제공될 수 있다. 대향하는 맞닿음면은 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인에 의해 제공된다.

본 발명은 금속 복합재가 소정 형상의 프로파일로 성형/절곡되는 데 도움이 될 수 있도록 각 가압 챔버 내에 주기적으로 변동하는 압력을 인가하는 것을 포함한다.

금속 복합재는 일례로 중앙 금속 벌집형 코어를 포함할 수 있는데, 그 대향면에는 금속 표피가 제공된다. 접착제는 각각의 금속 표피와 중앙 벌집형 코어 사이에 제공된다. 각각의 금속 표피는 과잉의 접착제와 공기가 복합재로부터 방출될 수 있게 하기 위한 다수의 방출 구멍을 포함할 수 있다.

선택적으로, 금속 복합재는 다수의 금속 판 층들을 포함하고, 그 층들 사이에는 접착제 쉬트가 제공되는데, 상기 본 발명의 방법은 금속 판을 소정의 프로파일로 접합시켜서 성형한다. 금속 판은 공기와 접착제 재료가 방출될 수 있도록 하 는 구멍들을 포함할 수 있다. 적층된 재료를 통합시키는 데 있어서 진공이 일조를 가하지만, 이것은 작동을 위한 공정으로서 필연적인 것이 아니다.

본 발명의 양호한 실시예를 예시하는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 또 다른 실시예도 가능하며, 그 결과 첨부된 도면의 특별한 사항들은 이상에서의 본 발명에 대한 설명의 일반적 사항들을 대체하는 것으로 이해해서는 안 된다.

도 1은 복합 구성요소를 수리하는 데 사용된 본 발명에 따른 방법의 제1의 양호한 실시예를 도시하는 개략도이다.

도 2는 복합 구성요소를 수리하는 데 사용된 본 발명에 따른 방법의 제2의 양호한 실시예를 도시하는 개략도이다.

도 3은 복합 구성요소를 수리하는 데 사용된 본 발명에 따른 방법의 제3의 양호한 실시예를 도시하는 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따른 장치용의 유체 순환 회로를 도시하는 개략도이다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 항공기의 동체 부분을 결합시키는 양호한 장치의 개략도이다.

도 6a 및 도 6b는 은 본 발명에 따른 항공기 날개의 건조 순서를 나타내는 개략도이다.

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 방법을 사용하는 복합 패널의 측방 조인트의 단면도이다.

도 8은 도 7의 측방 조인트가 완성되었을 때의 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 금속 패널의 측방 조인트의 단면도이다.

도 10은 도 9의 측방 조인트가 완성되었을 때의 단면도이다.

도 11은 도 9에 도시된 방법과 장지를 사용하는 클로즈아웃(closeout)용의 완성된 측방 조인트의 단면도이다.

도 12는 본 발명의 제7의 양호한 실시예에 따라 금속 패널에 중산모 부분을 접합시키는 순서를 도시하는 개략 단면도이다.

도 13은 본 발명의 제8의 양호한 실시예에 따라 금속 패널에 중산모 부분을 접합시키는 순서를 도시하는 개략 단면도이다.

도 14는 본 발명의 제9의 양호한 실시예에 따라 금속 패널에 중산모 부분을 접합시키는 순서를 도시하는 개략 단면도이다.

도 15는 곡형 패널에 중산모 부분을 접합시키는 데 사용된 도 14에 도시된 장치의 개략 측면도이다.

도 16은 금속 벌집형 코어를 구비하는 금속 복합 패널을 제조하는 데 사용된 본 발명의 제10 실시예의 개략 단면도이다.

도 17은 도 16에 도시된 방법에 의해 제조된 패널의 단면도이다.

도 18은 금속 판의 층들로 형성된 금속 복합 패널을 제조하는 데 사용된 본 발명의 제11의 양호한 실시예의 개략 단면도이다.

도 19는 도 18에 도시된 방법에 의해 제조된 패널의 단면도이다.

복합재 구성요소 수리 시스템, 복합재 구성요소 결합 시스템, 금속 구성요소 결합 시스템, 및 금속 복합재 패널 제조 시스템 모두는 공통의 구성 부재들을 이용한다. 따라서 이하의 설명에서는 달리 특정하지 않는 한 이들 시스템 모두와 관련된 것이다. 또한 주목해야 할 점은, 본 발명의 다른 실시예에서의 대응하는 구성 부재들에는 간단하게 하기 위해 일반적으로 동일한 도면 부호를 부여했다.

우선 도 1을 참고하면, 수리할 손상 영역(2)이 있는 복합재 구성요소(1)의 부분 단면도가 도시되어 있다. 제1 가압 챔버(3)가 손상 영역(2)의 한 측면에 제공되고, 손상 영역(2)에 인접한 복합재 구성요소(1)의 반대 측면에는 제2 가압 챔버(4)가 위치된다.

본 발명이 2개의 복합재 또는 금속 구성요소(1) 들을 결합시키는 데 사용되는 경우, 결합 영역은 제1 가압 챔버(3)와 제2 가압 챔버(4) 사이에 위치된다. 따라서, 본 발명의 본 실시예 및 이하의 실시예들에 대한 설명은 결합 방법에도 적용될 수 있다. 제1 가압 챔버(3)는 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인 형태의 변위 가능한 맞닿음면(5)을 포함한다. 이 멤브레인은 실리콘과 같은 고무, 또는 기타의 고온 플라스틱 혹은 재료로 구성된다. 제2 가압 챔버(4)도 위와 유사하게 탄성적으로 성형 가능한 멤브레인 형태의 변위 가능한 맞닿음면(6)을 포함한다. 경화성 수지가 스며든 적층 재료의 층에 의해 형성된 복합재 레이업부(7)는 복합재 구성요소의 한 측면 상에 위치되어서 손상 영역(2)(또는 결합 영역)을 가교한다. 이러한 복합재 레이업부(7) 층은 수리용 패치(patch)로서 작용한다. 복합재 부품의 표피(10)에 제공된 간극(9) 형태의 손상부는 패치를 제공하는 복합재 레이업부(7)의 반대측 상에 있다. 수리용 복합재 레이업부(8)는 수리 공정 전에 간극(9) 위에 놓인다. 이러한 또 다른 복합재 레이업부(8)에도 경화성 수지가 스며들어 있다. 복합재 구성요소(1)는 2개의 외피(10, 11)와 이들 사이에 벌집형 재료의 코어(12)를 제공한 샌드위치 형태로 구성된다는 점에 주목해야 한다. 수리용 복합재 레이업부(8)는, 간극(9)을 덮으며 또한 복합재 구성요소(1)의 코어(12) 내에 제공된 어떠한 공동도 충전하기에 충분한 재료를 포함한다.

본 발명에 따른 방법의 작동 중에, 각 가압 챔버(3, 4)의 맞닿음면(5, 6)은 손상된 영역(2)의 양 측면 각각에 대해 가압된다. 이어서 상승된 온도와 압력 하에 있는 유체가 각각의 가압 챔버(3, 4)를 통과하여서 각각의 복합재 레이업부(7, 8)를 가압하고 각 레이업부 내의 수지를 경화시킨다. 박리 플라이(peel ply) 및 호흡성 천(도시되지 않음)을 레이업부(7, 8) 사이에 배치함으로써, 각 가압 용기의 맞닿음면(6, 5)이 레이업부(7, 8)로부터 분리되는 데 도움이 되도록 할뿐만 아니라 과잉의 경화성 수지가 레이업부로부터 제거될 수 있게 한다.

도 2는 카울 판 또는 호형 주형(15)이 제1 가압 챔버(3)의 맞닿음면(5)과 수리용 복합재 레이업부(8) 사이에 제공되는 것을 제외하고는 도 1과 유사한 장치를 도시하는 것이다. 카울 판(15)은 수리할 때에 복합재 구성요소(1)의 소정 형상으로 사전에 성형될 수 있는 비교적 연성의 금속으로 제조될 수 있다. 카울 판(15)은 수리된 복합재 구성요소(1)의 표면(10)이 수리할 때의 소정 형상을 갖출 수 있게 한다. 이러한 것은 구성요소 표면(10)이 예를 들어 항공기나 선박에 적용하여 수리할 때에 평활성이 요구되는 경우에 중요하며, 이에 가압 챔버는 부품을 강성 주형에 대하여 소정의 형상으로 가장 효과적으로 가압하는 작업을 할 수 있다. 주형이 가압 용기 쪽에 있거나 그 쪽으로 분리될 수 있음에 따라, 열과 압력이 가압 용기에 의해 가해져서 부품을 경화시키기 전에 부품을 정확한 정렬 상태로 유지할 수 있도록 주형을 골격부에 우선 정확하고 견고하게 위치시킬 수 있다. 이에 따라, 주형, 부품, 그에 따른 경화된 구성요소의 가장 정확한 정렬 가능성이 보장된다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 장치와 역시 유사한 본 발명에 다른 또 다른 가능한 실시예를 도시하는 것이다. 제1 가압 챔버(3)가, 탄성적으로 변형 가능한 플랜지(18)에 의하여 제1 가압 챔버(3)의 나머지 부분에 결합된 부동(浮動) 주형면(17)의 형태를 취하는 맞닿음면(16)을 구비한다는 것이 기본적이 차이이다. 부동(浮動) 주형면(17)은, 비교적 강성이고, 수리할 복합재 구성요소(1)가 소정의 형상과 평활성을 갖도록 함으로써 도 2의 카울 판 또는 주형(15)과 동일한 방식으로 작동한다.

이상의 모든 장치에 있어서, 공기를 복합재 레이업부(7, 8)로부터 용이하게 제거할 수 있도록 하기 위하여 수리(또는 결합) 공정 중에 제1 가압 챔버(3)와 제2 가압 챔버(4) 안에 있는 유체에 주기적으로 변화하는 압력파가 제공된다. 더욱이, 2개의 가압 챔버를 사용하게 되면 복합재 구성요소(1) 상에 균형력을 제공하게 된다.

도 4는 제1 가압 챔버(3)의 유체 순환 시스템(20)의 여러 가지 구성부재를 도시하는 것이다. 유체 순환 시스템(20)은 도 4에 도시되지는 않았지만 제2 가압 챔버(4)에도 연결된다는 점을 주목해야 한다.

유체 순환 시스템(20)은 유체를 각기 다른 온도로 수용하는 3개의 유체 저장실(21, 22, 23)을 포함한다. 따라서, 최고 온도의 유채는 제1 유체 저장실(21)에 유지되고, 중간 온도의 유체는 제2 유체 저장실(22)에 유지되며, 냉각 유체는 제3 유체 저장실(23)에 수용된다. 유체 저장실(21, 22, 23) 각각은 압축 공기 공급원(24)으로부터 나오는 압축 공기에 의해 가압된다. 가압 공기는 가압 공기 도관(25)을 통하여서 제1 유체 저장실(21)과 제2 유체 저장실(22)의 상부 공간을 상호 연결시키는 도관(26)으로 공급된다. 이와 유사한 도관(27)이 제2 유체 저장실(22)과 제3 유체 저장실(23)의 상부 공간을 상호 연결시킨다. 따라서, 유체 저장실 각각의 유체에는 동일한 압력이 가해진다. 유체 공급관(28)은 유체를 가압 챔버(3)로 공급하고, 유체 복귀관(29)은 유체를 가압 챔버(3)로부터 유체 저장실로 다시 복귀시킨다. 가압 챔버(3)의 진공 측에는 유체 펌프(30)가 제공된다.

가압 챔버(3)에 진동기(31)가 부착된다. 진동기(31)는 가압 챔버(3) 내에 주기적으로 변화하는 압력파를 유도하고, 그에 따라 복합재 레이업부(7, 8)가 진동 환경 하에 놓이게 된다. 이러한 구성은 복합재 레이업부(7, 8) 내의 적층 층들 사이로부터 공기 기포를 용이하게 제거하는 역할을 한다. 이는, 상부의 진동과 바닥부의 진동이 정확히 동일한 시기에 동일 주파수 및 진폭으로 발생할 수 있도록 상부로부터 나오는 진동력과 바닥부로부터 나오는 진동력이 균형을 이루게 하거나 주파수가 균형을 이루게 함으로써 보다 더 용이해질 수 있다. 이와 같은 해결 방법 을 따르지 않는 경우에 단지 하나의 진동원만을 실제로 사용할 수 있는데, 이 대의 진동은 형성시키거나 성형시킬 호형 표면에 대향되는 가요성 멤브레인 측으로부터 발산된다.

도 5는 항공기용의 동체 부분(50)을 결합시키는 용도로 적합화시킨 본 발명을 도시하는 것이다. 이와 같은 동체 부분(50) 자체는 본 발명에 따른 방법에 의해 결합된 일련의 작은 복합재 패널들로 구성된다. 각각이 원형 단면을 갖는 2개의 동체 부분(50)은 지그 상에 지지되어서 동체들은 그 동체들 사이에 결합 영역을 제공하게 된다. 제1 가압 챔버(3)는 구획된 환형 링의 형태를 취하며, 제1 가압 챔버(3)의 맞닿음면(5)은 제1 가압 챔버의 내주면에 위치된다. 가압 챔버는 지지 골격부에 독립되게 위치될 수 있는 별개의 가요성 팽창 백 또는 팽창성 블래더로도 구성될 수 있다. 제1 가압 챔버(3)는 동체 부분(50)을 완전히 둘러싼다. 제2 가압 챔버(4)는 동체 부분(50)의 경계부 내에 위치된다. 상기 제2 가압 챔버(4)는 그 외주면에 제공된 맞닿음면(6)을 구비하는 환형 링의 형태이기도 하다. 그 밖에도 이러한 동체 결합 장치는 앞에서 설명한 바와 같은 수리 및 결합 방법과 동일한 방식으로 작동한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 항공기 날개(52)의 건조 순서를 도시하고 있다. 날개(52)는 우선은 상부 날개 표피(54)의 형상을 한정하는 주형(도시되지 않음) 내에 상부 날개 표피(54)를 배치함으로써 건조된다. 날개(52)의 상부 날개 표피 부분을 먼저 건조하는 이유는 비행 중 날개(52)의 상부에 보다 높은 하중이 가해지기 때문이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 이음매(60)를 사용하여 상기 상부 날개 표피(54)에 날개 익형(55, 56)을 결합시킨다. 본 방법에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명한다. 주형 내에 양호하게 유지되어 있는 중인 바닥 날개 표피(53)가 날개(52)의 나머지 부분 위에 배치되어서 본 발명에 따라서 제조된 도 다른 이음매(62)에 의해서 날개 익형(55, 56)에 결합된다. 이어서 바닥 날개 표피(53)를 상부에 배치하기 전에 이음매(62) 제조용 결합 재료(64)를 우선 각 날개 익형(55, 56)의 상부의 양 측면에 고착시킨다. 본 발명에 따른 가압 챔버를 제공하기 위하여 날개(52) 내의 중공부에 블래더(66, 68)를 위치시킨다. 가열되고 가압된 유체는 블래더(66, 68)를 통하여 순환하여서 날개 익형(55, 56)의 이음매(60, 62)들을 날개 표피(53, 54)에 완전히 접착시킨다. 이와 같은 접착은 주형 상의 왜곡력을 최소화하기 위하여 상부 주형과 하부 주형 내의 유체의 압력을 동시에 가압함으로써 달성된다. 이어서, 이음매가 형성된 후에 블래더(66, 68)를 접근 구멍을 통하여 날개(52)로부터 제거할 수 있다.

블래더(66, 68)는 도 6b에 도시된 바와 같이 날개 익형(55, 56)들 사이에서 날개(52) 내의 전체 체적을 채울 수 있다. 그러나 그 체적부 내에 지그에 의해 지지되는 보다 작은 블래더/튜브 또는 기타 다른 유체 챔버를 사용하는 것도 고려할 수 있다. 지그는 유체 챔버를 결합시킬 영역에 인접하게 유지시킨다. 일례로, 긴 유체 챔버가, 각각의 이음매(60, 62)에 인접한 날개 익형의 체적부 내에 위치된 지그에 의하여 위치될 수 있다. 이와 같은 장치를 사용하게 되면 유체 챔버를 사용 후에 날개(52)로부터 용이하게 제거할 수 있게 된다. 날개 표피(53, 54) 및 날개 익형(55, 56)은 복합재 재료로 제조될 수 있다. 도 7은 도 6a 및 도 6b에 도시된 형태의 측방 조인트에 복합재 구성요소를 결합시키는 방법 및 장치를 도시하는 것이다. 이 결합 방법은 산업 분야에 일반적으로 적용되고 있으며 그에 따라 그러한 일반적인 적용에 대해 설명한다.

도 7은 지그(72) 상에 지지된 제1 복합재 패널(70)을 도시하고 있다. 선택적으로, 상기 제1 복합재 패널(70)을 오스트레일리아 특허 제697678호에 개시된 종류의 부동(浮動) 주형(floating mould) 상에 지지할 수도 있다. 복합재 구성요소인 제2 복합재 패널(74)은 제1 복합재 패널(70)에 결합될 수 있는데, 그 결합은 제1 복합재 패널(70)과 제2 복합재 패널(74) 사이에 한정된 구석부들 각각에 복합재 조인트를 적용함으로써 달성된다.

본 발명에 따른 장치(75)는 조인트의 길이를 따라서 연장된 긴 하우징(76)을 포함하고, 상기 하우징(76)은 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(78)을 지지하여서 그 안에 가압 챔버(80)를 구획한다. 패널(74)의 대향 측면에 유사한 가압 챔버(80)가 제공되고, 그에 따라 패널(74)에 가해진 압력은 조인트의 경화 중에 균형을 이룬다. 이에 따라, 압력이 패널에 가해지는 동안에도 패널(74)의 이동은 없게 된다. 그러나 가압 챔버(80)들 중 하나는 패널(74)의 대향 측면에 위치된 지그에 의해 다른 가압 챔버(80)로 교체될 수 있다는 점을 알아야 한다.

복합재 조인트(90)는 측방의 패널(74)을 제위치에 유지하기 위하여 구석부에 수지 필렛(82)을 초기에 가함으로써 마련된다. 상기 수지 필렛(82)은 또한 수지를 칠한 천이나 프리프레그 천(84)의 층들이 위에 배치될 수 있는 곡면을 제공한다. 상기 곡면은 최종의 복합재 조인트에 주름이 형성될 가능성을 최소화 한다. 프리프레그 천이나 수지가 칠해져서 건조된 천(84) 위에는 박리 플라이나 이탈용 천(86)이 제공된다. 최종적으로, 호흡성 천(88)이 이탈용 천 위에 제공된다. 박리 플라이(86)와 호흡성 천(88)의 목적은 앞에서 설명한 바 있으므로 여기서는 반복하지 않는다. 가압 챔버(80)가 여러 층 위에 일단 위치되면, 고온 및 가압 하에 있는 유체는 가압 챔버(80)를 통과하여 조인트 재료를 가열 및 압착한다. 더욱이, 각각의 가압 챔버 안의 압력은 주기적으로 변화한다. 가압 챔버(80)들 모두가 동일한 유체 공급원으로부터 유체를 공급받게 하면, 측방 패널(74)을 가로지르는 압력이 균형을 이룰 수 있게 되며 패널(74)을 변위시키는 작용을 하는 힘은 없게 된다.

따라서 조인트 재료는 본 발명에 다른 장치에 의하여 가열되고 경화될 수 있다.

최종의 복합재 조인트(90)가 도 8에 도시되어 있는데, 도 8은 복합재 패널(70, 74) 사이에 마련된 구석부에 대해서 압착되는 조인트(90)를 도시하고 있다. 프리프레그의 여러 층들은, 응력을 덜 받는 조인트(90)의 주변 가장자리에 비해서 보다 높은 응력을 받는 구석부에서의 복합재 조인트(90)의 두께가 보다 더 두꺼워지도록 놓인다.

본 발명에 따른 방법 및 장치는 또한 금속 구성요소를 결합시키는 데에도 사용될 수 있다. 금속 구성요소들을 결합시키는 데 사용된 장치(75)는 도 7에 도시된 바와 같은 복합재 구성요소들을 결합시키는 데 사용된 장치와 동일하다. 따라서 대응하는 구성 부재에는 동일한 도면 부호를 사용한다. 주된 차이점은, 2개의 금속 패널(92, 94) 사이에 측방 조인트를 제공하기 위하여 사용된 재료가 다르다는 것이다. 조인트 재료는 금속 각형 판(96)을 포함하는데, 상기 각형 판(96)과 금속 패널(92, 94) 사이에는 접착제 재료가 제공된다. 접착제 재료 내에 포착된 공기 기포를 모두 제거할 수 있도록 하기 위해 상기 금속 각형 판(96) 위에 호흡성 천(88)이 제공된다. 가압 챔버(80)는 금속 각형 판(96)을 패널(92, 94)에 부착시키는 작용을 하고 그에 의해 조인트가 완성된다. 최종의 조인트가 도 10에 도시되어 있는데, 금속 각형 판(96)이 패널(92, 94)에 접착제로 접착되어 있다. 각형 판(96)을 접착시키는 방법은, 접착제를 경화시키기 위하여 완성된 조립체를 오토클레이브 안에 위치시켜야 하는 종래의 방법에 비해서, 에너지 효율성이 높으며 시간 소모가 적다. 또한, 전체 조립체를 가열하고 이어서 냉각시켜야 할 필요성으로 인해 조인트 또는 금속 구성요소 내에서의 왜곡 가능성도 야기될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같은 금속 구성요소들 사이에 조인트를 형성하는 방법은, 도 11에 도시된 바와 같은 클로즈아웃 장치를 접합시키는 데 사용될 수도 있다. 그러한 장치는 벌집형 또는 기타의 복합재 패널로 형성되는데, 패널(98)의 주변 가장자리(100)는 좁게 형성되어서 그 주변에 가는 부분을 제공하게 된다. 금속 각형 판(96)은 패널의 주변 가장자리(100) 사이의 결합 영역에 적용된다. 도 10에 도시된 바와 같은 복합재 조인트는 패널들을 결합시키는 데 사용될 수도 있다는 점을 알아야 한다.

항공기 산업에서 사용되는 또 다른 형태의 구조는 중산모 및 T자형 또는 기타 다른 형상의 부분으로 강화된 금속 패널이다. 제조 공정에서는 패널과 부분을 제위치에 유지하고 그와 함께 구멍을 뚫어서 리벳을 장착하기 위해 정밀한 지그가 필요하게 된다. 이는 아주 시간 소모적인 공정이 될 수 있다. 그러나 본 발명은 중산모 부분이 금속 패널에 신속히 고착되게 할 수 있다. 도 12는 중산모 부분(102)을 금속 패널(104)에 고착시킴에 있어서 포함되는 여러 단계들을 좌측에서부터 우측으로 도시하는 것이다. 금속 패널(104)은 지그(106) 위에나 혹은 오스트레일리아 특허 제697678호에 도시된 형태의 부동(浮動) 주형 상에 지지될 수 있다.

중산모 부분(102)은 중앙 채널부(107)와, 대향하는 주변 플랜지부(108)를 포함한다. 본 발명에 따른 장치(109)는, 중산모 부분(102)의 중앙 채널부(107)를 수용하기에 충분한 크기의 중앙 채널부(112)를 구비하는 긴 하우징(110)과, 각각이 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(117)을 지지하는 대향되는 측방 채널(115)을 포함한다. 따라서, 가압 챔버(118)는 각각의 측방 채널(115) 안에 제공된다.

접착제(119)는 도 12의 가장 왼쪽에 도시한 바와 같은 중산모 부분(102)의 플랜지부(108)와 금속 패널(104) 사이에 도포된다. 중산모 부분(102)은 2개의 가압 챔버(118)가 중산모 부분의 플랜지부(108) 위에 각각 적용된 상태에서 금속 패널(104)에 대면하여 배치된다. 가압 하의 가열 유체가 순환하게 되면 접착제가 경화되고, 그에 따라 중산모 부분(102)이 금속 패널(104)에 접착된다. 중산모 부분(102)의 중앙 채널부(107)에는 아무런 압력이 가해지지 않기 때문에 경화 공정 중에 중산모 부분(102)에 왜곡이 발생하지 않는다.

최종적으로 고착된 중산모 부분(102)이 도 12의 맨 오른쪽에 도시되었다.

도 13은 도 12에 도시된 여러 가지 방법을 도시하는 것으로, 여기서 대응하는 장치(109)는 중산모 부분(102)의 플랜지부 상에 가압 챔버(118)에 의해 가해진 압력의 균형이 유지될 수 있도록 지그(106)의 대향 측면에 제공된다.

도 14는 지그(106)가 제거된 것을 제외하고는 도 13의 방법을 추가로 변형시킨 것이다. 대향하는 가압 챔버(118)가 금속 패널(104) 상에 균형력을 제공하기 때문에 금속 패널을 지지하기 위한 지그는 필요가 없다. 더욱이, 장치(109)의 하우징(110)은 중산모 부분의 대체적인 곡률과 형상을 따르도록 곡형으로 구성할 수 있고, 그에 따르면 일례로 항공기 동체의 부분을 형성할 때에 금속 패널(104)을 중산모 부분에 대하여 성형할 수 있다. 대향하는 곡형의 하우징(110)은 금속 패널의 대향 측면 상에 제공될 수 있고, 그에 따라 금속 패널을 제 위치에 유지시킴으로써 지그와 유사한 작용을 할뿐만 아니라 중산모 부분(102)이 그 금속 패널에 부착될 수 있게 하며 이에 따라 금속 패널을 중산모 부분에 대하여 성형할 수 있다. 도 15에 개략적으로 도시된 이와 같은 장치에 의하면, 중산모 부분(102)이 금속 패널에 고착되게 하면서 금속 패널(104)을 그 소정의 곡면 형상으로 유지시키기 위한 정교한 지그의 필요성은 없어진다.

본 발명은 금속 복합재 패널을 제조하는 데에도 이용될 수 있다. 도 16을 참조하면, 제조할 패널의 여러 가지 구성 부재들이 본 발명에 따라서 2개의 가압 챔버(도시되지 않음) 사이에 위치된다. 가압 챔버들 중 하나는 떠 있는 가압 판(120)을 포함하고, 다른 가압 챔버는 가요성 블래더(122)를 포함한다. 건조할 패널의 구성 부재들은 2개의 금속 표피(126) 사이에 위치된 중앙 벌집형 패널 코어(124)를 포함한다. 완성된 패널(121)이 도 17에 도시되어 있다. 접착제 재료가 금속 표피(126) 상에 살포되거나 롤 방식으로 도포되고, 본 발명에 따른 방법은 금속 표피를 벌집형 코어(124)에 부착시키는 기능을 한다. 가요성 블래더와 금속 표피(126) 중의 어느 한 금속 표피 사이에는 공기가 그로부터 빠져나올 수 있도록 하기 위해 호흡성 천(127)이 또한 제공된다. 더욱이, 본 발명에 따른 방법은 금속 패널(121)을 소정의 형상으로 성형하는 기능을 한다. 일례로, 도 17에 도시된 패널(121)은 복잡한 곡형으로 형성되어 있다. 이는 성형 공정 중에 가압 챔버 내의 압력을 주기적으로 변화시키는 것에 의해 해결된다. 금속 표피(126)에는 성형 공정 중에 패널(121)의 코어 내에서 공기가 그로부터 방출될 수 있도록 하는 구멍들이 제공된다. 본 발명에 따른 방법은 금속 표피(126)의 주변 가장자리들을 서로 좁아지게 하여 접착시킬 수 있다.

사이에 접착제 층(134)이 제공되어 있는 천공된 금속 판금(132)의 층들로부터 복합재 패널(130)을 제조하는 데 있어서도 이상에서 설명한 것과 유사한 공정이 사용될 수 있다. 금속 패널은 도 20에 도시된 바와 같이 다수의 구멍(133)을 갖도록 천공된다. 접착제 층은, 공기가 빠질 수 있도록 한 통로(136)를 포함하고, 금속 패널의 압착 및 성형 중에 공기 방출이 확실히 발생할 수 있도록 하기 위하여 실온에서 견고하거나 탄성적인 구조로 할 수 있다. 압착과 성형이 일단 완성되면, 부품들이 가열되고 접착제가 용융되어 금속 표피가 서로 접착되어서 패널을 형성한다. 또한, 케블라 섬유(kevlar)와 같은 강화 재료를 접착제 층(134)에 포함시킬 수도 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치는 알루미늄 판과 같은 금속의 초 소성 변형과 같은 기타 다른 제조 공정용으로도 사용될 수 있다. 상기 재료는 약 250℃의 온도 에서 쉽게 변형될 수 있다. 이는, 변형시킬 판을 대향하는 가압 챔버들 사이에 위치시키고, 상기 온도나 혹은 그 이상의 온도에 있는 유체를 순환시키고 이와 함께 순환 유체 내에 압력파 효과 또는 주기적 압력 진동을 제공함으로써 달성될 수 있다. 각기 다른 형태의 금속이 금속 패널의 여러 가지 층용으로 사용될 수 있는데, 일례로 외피는 내식성을 위해 얇은 티타늄으로 구성하고 내부 층들은 경량화 및 건조의 용이성을 위해 리튬 알루미늄으로 구성할 수 있다.

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24. 두 개의 독립된 복합재 구성요소(50, 52, 53, 55, 56, 70, 74)들 사이에 결합 영역을 제공하기 위하여 상기 두 개의 독립된 복합재 구성요소들을 인접 또는 중첩되게 위치시키는 단계와,

    상기 결합 영역 위에 변위 가능한 맞닿음면(5, 6)을 포함하는 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)를 적어도 하나 위치시키는 단계와,

    상기 결합 영역을 가압 챔버의 변위 가능한 맞닿음면(5, 6)에 가압시키고 또한 그 결합 영역의 온도를 결합 영역의 경화를 실행할 수 있도록 하는 온도로 승온시키기 위해, 유체를 상승된 온도와 압력에서 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)를 통하여 순환시키는 단계를 포함하는, 복합재 구성요소를 결합시키는 방법에 있어서,

    상기 복합재 구성요소(50, 52, 53, 55, 56, 70, 74)들 각각이 실질적으로 완전하게 경화되고, 이와 함께 상기 결합 영역 내에 위치된 부분들은 경화되지 않거나 부분적으로 경화되는 것을 특징으로 하는 복합재 구성요소를 결합시키는 방법.
25. 제24항에 있어서, 적어도 경화성 수지를 포함하는 결합재(64, 82)를 상기 결합 영역에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 구성요소를 결합시키는 방법.
26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80) 내에서 압력을 주기적으로 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 구성요소를 결합시키는 방법.
27. 제24항 또는 제25항에 있어서, 변위 가능한 맞닿음면(5, 6)이 탄성적으로 변형 가능한 판재(sheet material)로 형성된 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 복합재 구성요소를 결합시키는 방법.
28. 제24항 또는 제25항에 있어서, 변위 가능한 맞닿음면(5, 6)이 별개의 가요성 팽창 백에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 복합재 구성요소를 결합시키는 방법.
29. 제24항 또는 제25항에 있어서, 변위 가능한 맞닿음면(6)을 구비하는 제2 가압 챔버(4, 68, 80)를 결합 영역의 대향 측면에 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 구성요소를 결합시키는 방법.
30. 제29항에 있어서, 각각의 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80) 내를 순환하는 유체의 압력이 적어도 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 복합재 구성요소를 결합시키는 방법.
31. 제24항 또는 제25항에 있어서, 결합시킬 복합재 구성요소(50, 52, 53, 55, 56, 70, 74)들을 적어도 하나의 고정 지그(72)를 이용하여서 정렬 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)는 결합 영역 위에 위치할 수 있게 이동 가능한 것을 특징으로 하는 복합재 구성요소를 결합시키는 방법.
32. 변위 가능한 맞닿음면(5, 6)을 구비하는 적어도 하나의 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)와,

    2개의 독립된 구성요소(50, 52, 53, 55, 56, 70, 74)들을 인접 또는 중첩되게 위치시킴으로써 제공된 결합 영역 위에 가압 챔버를 위치시키는 위치 수단(76)과,

    상기 결합 영역을 가압하고 그 결합 영역의 경화 또는 접합을 실행하기 위하여 유체를 상승된 온도와 압력에서 상기 적어도 하나의 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)를 통과하여 순환하게 하는 유체 순환 수단을 포함하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소(50, 52, 53, 55, 56, 70, 74)와의 조합체에 있어서,

    상기 구성요소(50, 52, 53, 55, 56, 70, 74)들이 복합재 구성요소들이고 그 각각은 실질적으로 완전하게 경화되고, 이와 함께 상기 결합 영역 내에 위치된 부분들은 경화되지 않거나 부분적으로 경화된 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
33. 제32항에 있어서, 변위 가능한 맞닿음면(5. 6)이 탄성적으로 변형 가능한 판재로 형성된 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인에 의해 제공된 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
34. 제32항에 있어서, 변위 가능한 맞닿음면(5, 6)이 별개의 가요성 팽창 백에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
35. 제32항에 있어서, 변위 가능한 맞닿음면(5, 6)이 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)의 나머지 부분에 대해서 떠 있는 상태로 지지된 강성 주형면에 의해 제공된 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
36. 제32항에 있어서, 상기 유체 순환 수단은, 유체를 유체 공급관을 통과하여 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)로 순환시키는 유체 펌프와, 순환되는 유체를 저장하는 적어도 하나의 유체 저장실을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
37. 제36항에 있어서, 유체 저장실과 연통하여서 유체 저장실 안에 있는 유체를 가압하는 가압 가스 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
38. 제36항 또는 제37항에 있어서, 각각이 각기 다른 온도의 유체를 담고 있는 다수의 유체 저장실을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
39. 제32항에 있어서, 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80) 내에서 압력을 주기적으로 변화시키거나 압력파 효과를 발생시키기 위한 진동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
40. 제39항에 있어서, 상기 진동 수단은 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)에 고정된 진동기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
41. 제32항에 있어서, 상기 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)로의 유체 유동을 주기적으로 차단시키는 차단 밸브를 구비하는 진동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
42. 제41항에 있어서, 상기 진동 수단은 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)나 그 안에서 순환하는 유체에 주기적인 충격력을 가하기 위한 주기적 충격 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
43. 제32항에 있어서, 결합시킬 구성요소(50, 52, 53, 55, 56, 70, 74)들을 정렬 위치시키는 적어도 하나의 고정 지그(72)를 포함하고, 상기 위치 수단은 상기 적어도 하나의 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)가 결합 영역 위에 위치할 수 있게 이동 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
44. 제32항에 있어서, 결합 영역의 양 측면에 위치 가능한 변위 가능 맞닿음면을 구비하는 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80)를 2개 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
45. 제32항에 있어서, 맞닿음면(5, 6)에 인접하게 위치하거나 그에 일체로 된 적어도 하나의 보조 유체 챔버를 포함하고, 가압 챔버(3, 4, 66, 68, 80) 내의 유체에 대해서 온도가 각기 다른 상기 보조 유체 챔버를 통해서 유체가 순환하여서 차별화된 가열 및 냉각을 제공하게 되는 것을 특징으로 하는, 구성요소들을 결합시키는 장치와 결합되는 다수의 구성요소와의 조합체.
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