JPH0362826B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0362826B2 JPH0362826B2 JP58220896A JP22089683A JPH0362826B2 JP H0362826 B2 JPH0362826 B2 JP H0362826B2 JP 58220896 A JP58220896 A JP 58220896A JP 22089683 A JP22089683 A JP 22089683A JP H0362826 B2 JPH0362826 B2 JP H0362826B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- head
- horn
- bed
- pins
- guide tube
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
- B29C70/382—Automated fiber placement [AFP]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
- B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
- B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two-dimensional [2D] structure
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/02—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
繊維で強化されたプラスチツク複合物は、知ら
れておりそして広範な大気及び宇宙空間、工業的
及びスポーツ用途に使用される。最初、強化構造
体は複合物全体にわたつて均一性を備えた織布
(woven fabrics)であつた。しかしながら、不
織ウエブ(nonwoven webs)が織布よりも安価
であるために現在使用されている。普通はかかる
ウエブは無秩序に配列され(laid down)又は、
半秩序的に(semi ordered fashion)配列され
ている。不織布が秩序正しく配列されている場合
に改良された複合物を製造することができること
は現在認められている。或る複合物においては、
完全は均一性が必要とされ、これに対して他の複
合物においては、繊維密度は応力により大きい位
置ではより大きくされるべきである。
れておりそして広範な大気及び宇宙空間、工業的
及びスポーツ用途に使用される。最初、強化構造
体は複合物全体にわたつて均一性を備えた織布
(woven fabrics)であつた。しかしながら、不
織ウエブ(nonwoven webs)が織布よりも安価
であるために現在使用されている。普通はかかる
ウエブは無秩序に配列され(laid down)又は、
半秩序的に(semi ordered fashion)配列され
ている。不織布が秩序正しく配列されている場合
に改良された複合物を製造することができること
は現在認められている。或る複合物においては、
完全は均一性が必要とされ、これに対して他の複
合物においては、繊維密度は応力により大きい位
置ではより大きくされるべきである。
本発明の装置により、強化ウエブは所望のパタ
ーンに従つて偏向可能な多数のピンが突設された
床において連続的な、フイラメント状ストランド
を堆積する(de−posit)ことによつて形成され
る。装置は自動化されたマニピユレータに取付け
られた分配ヘツド(dispensing head)を有し、
そして該ヘツドは、床へと突き出しそしてホーン
が係合するピンをストランドが堆積されるにつれ
て、偏向するようになつているホーン(horn)
において終るところの自由に回転可能なストラン
ド案内管を含む。
ーンに従つて偏向可能な多数のピンが突設された
床において連続的な、フイラメント状ストランド
を堆積する(de−posit)ことによつて形成され
る。装置は自動化されたマニピユレータに取付け
られた分配ヘツド(dispensing head)を有し、
そして該ヘツドは、床へと突き出しそしてホーン
が係合するピンをストランドが堆積されるにつれ
て、偏向するようになつているホーン(horn)
において終るところの自由に回転可能なストラン
ド案内管を含む。
第1図において、本発明の装置はウエブ形成装
置の他の要素と関連して示されている。ロボツト
10の腕には分配ヘツド12があり、分配ヘツド
12を通してフイラメント系14がクリール
(creel)18上のパツケージ16から引き出され
る。ロボツト10はコントローラ22内のマイク
ロプロセツサにセツトされたプログラムに従つて
偏向可能な(deflectible)多数のピンが突設され
た床20に対してヘツド12を動かすための自動
マニピユレーターとして機能する。コントローラ
ーにカツプリングされた他の要素はCRT端子2
4、直流(dc)電源26及びテイーチペンダン
ト(teach pendant)又はマニユアルコントロー
ラ28である。以後更に完全に説明される如く、
糸14は床20におけるピンとのその係合によつ
て保持されそしてプログラムされたコントローラ
ー22からの指示に応答して、即ち所定のウエブ
に対して所望されるパターンに従つて、ヘツド1
2の運動によりパツケージ16から引き出され
る。
置の他の要素と関連して示されている。ロボツト
10の腕には分配ヘツド12があり、分配ヘツド
12を通してフイラメント系14がクリール
(creel)18上のパツケージ16から引き出され
る。ロボツト10はコントローラ22内のマイク
ロプロセツサにセツトされたプログラムに従つて
偏向可能な(deflectible)多数のピンが突設され
た床20に対してヘツド12を動かすための自動
マニピユレーターとして機能する。コントローラ
ーにカツプリングされた他の要素はCRT端子2
4、直流(dc)電源26及びテイーチペンダン
ト(teach pendant)又はマニユアルコントロー
ラ28である。以後更に完全に説明される如く、
糸14は床20におけるピンとのその係合によつ
て保持されそしてプログラムされたコントローラ
ー22からの指示に応答して、即ち所定のウエブ
に対して所望されるパターンに従つて、ヘツド1
2の運動によりパツケージ16から引き出され
る。
第2図乃至第5図を参照すると、ロボツト化さ
れた分配ヘツド12は1個又はそれより多くのス
トランド案内管35のためのねじをきられた通路
34を備えている段階を有するブロツク30を含
む。ブロツク30はロボツト10上にアームの端
部にある取付けデイスクに取付けられているブラ
ケツト36に取付けられている。
れた分配ヘツド12は1個又はそれより多くのス
トランド案内管35のためのねじをきられた通路
34を備えている段階を有するブロツク30を含
む。ブロツク30はロボツト10上にアームの端
部にある取付けデイスクに取付けられているブラ
ケツト36に取付けられている。
各管35はねじを切られたハウジング38を通
つて延びる真直ぐな長さの部分(length)を有し
そして曲がつた長さの部分又はホーン40におい
て終る。この真直ぐな長さの部分はハウジング3
8において間隔を置いて配置されたスリーブベア
リング42において自由に回転可能であり、そし
てカラー44,45により保持されている。ハウ
ジング38はねじを切られた通路34の1つに取
付けられている。
つて延びる真直ぐな長さの部分(length)を有し
そして曲がつた長さの部分又はホーン40におい
て終る。この真直ぐな長さの部分はハウジング3
8において間隔を置いて配置されたスリーブベア
リング42において自由に回転可能であり、そし
てカラー44,45により保持されている。ハウ
ジング38はねじを切られた通路34の1つに取
付けられている。
第2図、5図及び10図を参照すると、管35
のホーン40はピン50が多数突設された床20
へと突き出しそしてヘツド12がロボツト10に
より動かされるにつれて真直ぐな長さの部分を牽
引する。ピン50はホーン40が床を通つて動く
につれて偏向される。それらの取付け部の弾性に
より、ピンは普通直立した位置に向けて弾性復帰
し(spring back)そして糸14を所望のパター
ンに保持する。上記した如く、糸14はピンとの
摩擦係合により床に固着され(anchored)そし
て分配ヘツド12のプログラム化された運動によ
つてパツケージ16から引き出される。ホーン4
0はピン50の頂部より下に糸14を分配しそし
て先行のループ(preceding loops)にも係合し
て床20における所望の深さにおけるそれらの位
置づけ(placement)を確保する。
のホーン40はピン50が多数突設された床20
へと突き出しそしてヘツド12がロボツト10に
より動かされるにつれて真直ぐな長さの部分を牽
引する。ピン50はホーン40が床を通つて動く
につれて偏向される。それらの取付け部の弾性に
より、ピンは普通直立した位置に向けて弾性復帰
し(spring back)そして糸14を所望のパター
ンに保持する。上記した如く、糸14はピンとの
摩擦係合により床に固着され(anchored)そし
て分配ヘツド12のプログラム化された運動によ
つてパツケージ16から引き出される。ホーン4
0はピン50の頂部より下に糸14を分配しそし
て先行のループ(preceding loops)にも係合し
て床20における所望の深さにおけるそれらの位
置づけ(placement)を確保する。
第2図に示された如く、ロボツトに固定された
分配ヘツド12によつて、ヘツドがパターンの長
さの端から端まで通り抜けて長手方向に進むにつ
れてヘツドを円形運動(circular motion)にお
いて移動させるようにロボツトをプログラムする
ことにより、第6図に示されたタイプのウエブは
形成される。
分配ヘツド12によつて、ヘツドがパターンの長
さの端から端まで通り抜けて長手方向に進むにつ
れてヘツドを円形運動(circular motion)にお
いて移動させるようにロボツトをプログラムする
ことにより、第6図に示されたタイプのウエブは
形成される。
各列の端部で、ヘツドは横方向にトラバースさ
れそして反対方向において長手方向に進む。実際
には、円形運動は一連の直交する直線状ステツプ
(orthogonal,linear step)であるが、糸は、ピ
ン50がその正常な直立位置に向けて弾性復帰す
ることにより、重なるように置かれたシリーズの
インラインループ(shingled series of in−line
loops)において堆積される。
れそして反対方向において長手方向に進む。実際
には、円形運動は一連の直交する直線状ステツプ
(orthogonal,linear step)であるが、糸は、ピ
ン50がその正常な直立位置に向けて弾性復帰す
ることにより、重なるように置かれたシリーズの
インラインループ(shingled series of in−line
loops)において堆積される。
ピン50が多数突設された床からウエブを除去
するためのトランスフアー装置60は第7図及び
第8図に示されている。装置60はバー64に1
端で取付けられた複数の間隔を置いて配置された
ブレード62を含む。ブレード62の自由端は、
それらが形成されたウエブの下の多数のピンが突
設された床に挿入されるにつれて滑動バー66に
より整列して保持される。一度ウエブの下を通過
すると、ブレード62の端部は他のバー68にお
いて保持される。第2の装置60が第9図に示さ
れた如く位置づけられ、次いでこの組立体は多数
のピンが突設された床からウエブを除去するため
に使用される。バインダー樹脂がウエブの一体性
を確保するために施こされ、次いでウエブは複合
構造体の製造のために適当なモールドへ移行され
得る。
するためのトランスフアー装置60は第7図及び
第8図に示されている。装置60はバー64に1
端で取付けられた複数の間隔を置いて配置された
ブレード62を含む。ブレード62の自由端は、
それらが形成されたウエブの下の多数のピンが突
設された床に挿入されるにつれて滑動バー66に
より整列して保持される。一度ウエブの下を通過
すると、ブレード62の端部は他のバー68にお
いて保持される。第2の装置60が第9図に示さ
れた如く位置づけられ、次いでこの組立体は多数
のピンが突設された床からウエブを除去するため
に使用される。バインダー樹脂がウエブの一体性
を確保するために施こされ、次いでウエブは複合
構造体の製造のために適当なモールドへ移行され
得る。
ピン50が多数突設された床のための基部及び
保持器の詳細は第10図に示されており、第10
図においてはピンの軸部が弾性シート72におけ
る穴70を通つて突き出すことがわかるであろ
う。ピンのヘツドは弾性接着剤の層74に埋め込
まれ、弾性接着剤はシート72を保持器プレート
76に接着させる作用もする。選ばれた数の保持
器が組立てられそして各々はねじ80によつて基
部プレート78に取付けられる。
保持器の詳細は第10図に示されており、第10
図においてはピンの軸部が弾性シート72におけ
る穴70を通つて突き出すことがわかるであろ
う。ピンのヘツドは弾性接着剤の層74に埋め込
まれ、弾性接着剤はシート72を保持器プレート
76に接着させる作用もする。選ばれた数の保持
器が組立てられそして各々はねじ80によつて基
部プレート78に取付けられる。
第11図に示された改変はロボツトのアームに
取付けるようになつているヘツド12′を有する。
ヘツド12′はロータ92、ベルト93及びプー
リー94を受け入れる孔90を備えたブロツク3
0′を含む。モーター96はロータ92を駆動す
るためのプーリー94にカツプリングされてい
る。ストランド案内管35′はロータ92に偏心
的に取付けられている。この態様を用いて、ロボ
ツトはヘツド12′を直線状に動かすようにプロ
グラムすることができ、そしてロータ92の回転
運動は重なるように置かれたシリーズのインライ
ンループを多数のピンが突設された床に堆積せし
める。ストランド案内管35′上の曲がつたホー
ンは引き続くループを各列において同じ水準に押
し付け、かくして第6図に示されたタイプの秩序
だつた列(ordered array)を形成する。
取付けるようになつているヘツド12′を有する。
ヘツド12′はロータ92、ベルト93及びプー
リー94を受け入れる孔90を備えたブロツク3
0′を含む。モーター96はロータ92を駆動す
るためのプーリー94にカツプリングされてい
る。ストランド案内管35′はロータ92に偏心
的に取付けられている。この態様を用いて、ロボ
ツトはヘツド12′を直線状に動かすようにプロ
グラムすることができ、そしてロータ92の回転
運動は重なるように置かれたシリーズのインライ
ンループを多数のピンが突設された床に堆積せし
める。ストランド案内管35′上の曲がつたホー
ンは引き続くループを各列において同じ水準に押
し付け、かくして第6図に示されたタイプの秩序
だつた列(ordered array)を形成する。
本発明の装置により製造された不織ウエブは多
くの目的に対して使用することができる。たとえ
ば、第6図に示されたタイプの均一な、正確に秩
序だてられた配列を有するウエブは複合パネルに
おける強化物として形成されそして使用された。
強化用布(fabrics)としてのそれらの用途の他
に、正確に秩序だてられたウエブをコーテイング
又はタフテイングのため及びニードリング不織物
(needled nonwovens)を製造するための基材と
して使用することができる。
くの目的に対して使用することができる。たとえ
ば、第6図に示されたタイプの均一な、正確に秩
序だてられた配列を有するウエブは複合パネルに
おける強化物として形成されそして使用された。
強化用布(fabrics)としてのそれらの用途の他
に、正確に秩序だてられたウエブをコーテイング
又はタフテイングのため及びニードリング不織物
(needled nonwovens)を製造するための基材と
して使用することができる。
複合物が不織ウエブで強化されそして局部化さ
れた応力を受ける最終用途においては、本発明の
装置は必要とされる位置に余分の繊維(extra
fibers)を正確に位置づけてこれらの局部化され
た応力を処理することができる。
れた応力を受ける最終用途においては、本発明の
装置は必要とされる位置に余分の繊維(extra
fibers)を正確に位置づけてこれらの局部化され
た応力を処理することができる。
更に、それらの最終形態における多くの複合物
はそれらにおける開口(openings)を有する。
過去においては、布は開口に適応する(accomo
−date)ように切断されそして除去されたであろ
う。これは布及び繊維に不連続性を生ぜしめる。
本明細書に開示された装置はかかる開口のまわり
に繊維を正確に配列することができ、改良された
強化及び減少した繊維くず(fibre waste)を与
える。
はそれらにおける開口(openings)を有する。
過去においては、布は開口に適応する(accomo
−date)ように切断されそして除去されたであろ
う。これは布及び繊維に不連続性を生ぜしめる。
本明細書に開示された装置はかかる開口のまわり
に繊維を正確に配列することができ、改良された
強化及び減少した繊維くず(fibre waste)を与
える。
本明細書内で用いられた“ストランド”なる用
語は連続的なフイラメントの糸又はステープルフ
アイバーから紡績された糸を示すことを意味す
る。同じ又は異なつた組成の他の糸と一緒になつ
たかかる糸も示す。後者の観点においてはグラフ
アイト、ポリアミド及びポリエステルの糸は本発
明の装置で形成されたウエブに使用された。
語は連続的なフイラメントの糸又はステープルフ
アイバーから紡績された糸を示すことを意味す
る。同じ又は異なつた組成の他の糸と一緒になつ
たかかる糸も示す。後者の観点においてはグラフ
アイト、ポリアミド及びポリエステルの糸は本発
明の装置で形成されたウエブに使用された。
第1図はウエブを形成するのに本発明の装置が
使用される方法の略図である。第2図は上記装置
の部分斜視拡大図である。第3図乃至第5図は第
1図及び第2図に示された巻きヘツドの前面頂面
及び側面図である。第5図は第4図の線5−5で
取られた図である。第6図は本発明の装置上に正
確な均一性で形成されたウエブのフラグメントを
示す。第7図及び第8図は第1図及び第2図に示
された多数のピンが突設された床からウエブを移
すための装置の側面図及び頂面図である。第9図
はその上にウエブが形成されている床からのウエ
ブの移行を示す図である。第10図は第1図、2
図及び第7図乃至第9図に示された床の部分の拡
大図である。第11図は本装置の改変されたもの
の斜視図である。 図において10……ロボツト、12……分配ヘ
ツド、14……フイラメント状糸、16……パツ
ケージ、20……偏向可能な多数のピンが突設さ
れた床、22……コントローラー、26……電
源、34……ねじを切られた通路、35……スト
ランド案内管、38……ねじを切られたハウジン
グ、40……ホーン、42……スリーブベアリン
グ、50……ピン、60……移行装置、70……
穴、72……弾性シート。
使用される方法の略図である。第2図は上記装置
の部分斜視拡大図である。第3図乃至第5図は第
1図及び第2図に示された巻きヘツドの前面頂面
及び側面図である。第5図は第4図の線5−5で
取られた図である。第6図は本発明の装置上に正
確な均一性で形成されたウエブのフラグメントを
示す。第7図及び第8図は第1図及び第2図に示
された多数のピンが突設された床からウエブを移
すための装置の側面図及び頂面図である。第9図
はその上にウエブが形成されている床からのウエ
ブの移行を示す図である。第10図は第1図、2
図及び第7図乃至第9図に示された床の部分の拡
大図である。第11図は本装置の改変されたもの
の斜視図である。 図において10……ロボツト、12……分配ヘ
ツド、14……フイラメント状糸、16……パツ
ケージ、20……偏向可能な多数のピンが突設さ
れた床、22……コントローラー、26……電
源、34……ねじを切られた通路、35……スト
ランド案内管、38……ねじを切られたハウジン
グ、40……ホーン、42……スリーブベアリン
グ、50……ピン、60……移行装置、70……
穴、72……弾性シート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 所望のパターンに従い多数のピンが突設され
た床においてストランドを堆積するための装置で
あつて、回転可能に取付けられているストランド
案内管を有するロボツト化されたヘツドを具備
し、該案内管は、該ヘツドの下端からホーン状に
曲がつた部分が突出している上記装置。 2 偏向可能な多数のピンが突設された床と、所
望のパターンに従い該床においてストランドを堆
積するための可動ヘツドを具備し、該ヘツドはヘ
ツドの下端からホーン状に曲がつた部分が突出し
ている自由に回転可能なストランド案内管を含
み、該案内管下端部はホーン状に曲がつた形で該
床へと突き出しそしてストランドが堆積されるに
つれてホーンが係合するピンを偏向するようにな
つている装置。 3 自動化されたマニピユレータを備え、そして
該ヘツドは該パターンに従つて運動するようにそ
れに取付けられている特許請求の範囲第2項記載
の装置。 4 該ヘツドは該パターンに従つて運動するよう
にロボツト化されている特許請求の範囲第2項記
載の装置。 5 該ヘツドはそれを通る通路を有するブロツク
であり、該管は該通路において回転可能に取付け
られている特許請求の範囲第4項記載の装置。 6 該ヘツドはそれを通つて延びる孔と該孔にお
いて取付けられた駆動式ロータを有し、該ロータ
はそれを通る中心をはずれた通路を有し、該管は
該通路内に回転可能に取付けられている特許請求
の範囲第4項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US445166 | 1982-11-29 | ||
| US06/445,166 US4715924A (en) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | Apparatus for forming a web |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59106556A JPS59106556A (ja) | 1984-06-20 |
| JPH0362826B2 true JPH0362826B2 (ja) | 1991-09-27 |
Family
ID=23767850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58220896A Granted JPS59106556A (ja) | 1982-11-29 | 1983-11-25 | ウエブを形成するための装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4715924A (ja) |
| EP (1) | EP0110698B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59106556A (ja) |
| CA (1) | CA1246331A (ja) |
| DE (1) | DE3379062D1 (ja) |
| IL (1) | IL70337A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4715924A (en) * | 1982-11-29 | 1987-12-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Apparatus for forming a web |
| US4976012A (en) * | 1982-11-29 | 1990-12-11 | E. I Du Pont De Nemours And Company | Method of forming a web |
| US4594122A (en) * | 1985-02-26 | 1986-06-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Apparatus for preparing a contoured preform |
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