JP4590803B2 - RTM molding method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an RTM molding method suitable for a relatively large FRP molding which can prevent the generation of an unimpregnated part, voids, etc., and secure good molding quality. SOLUTION: In the RTM molding method, a reinforcing fiber base material is arranged in a cavity, and a liquid resin is injected into the cavity and cured after the base material is impregnated with the resin. A plurality of openings for injecting the resin into the cavity are formed, and a detection part for detecting the presence of the injected resin is set in the cavity. The time of starting resin injection from each opening is controlled by a signal from the detection sensor of the detection part.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、FRP(繊維強化プラスチック)構造体を成形するRTM[レジン トランスファー モウルディング(Resin Transfer Molding)]成形方法に関し、さらに詳しくは、比較的大型のFRP成形体を成形する際に複数の樹脂注入口を有するRTM成形方法において、各注入口からの樹脂注入のタイミングを効果的に図り、樹脂の未含浸部を発生させない有効な樹脂注入制御方法を提供するRTM成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
FRPは軽量で高い機械特性を発揮できることから、大型の面状体や構造体の構成材料として検討され始めてきている。
【0003】
一般的にRTM成形方法でFRPを成形する場合、キャビティ内に配置された強化繊維基材に、液状の樹脂を圧入して含浸、硬化させる。
【0004】
上述のような大型の面状体や構造体をRTM成形するためには、圧入された液状の樹脂が強化繊維基材内を流動して所定の位置に到達したことを確認することは、FRP成形体をボイド無く効率よく成形していく上で非常に重要である。
【0005】
大型の面状体や構造体を成形するに際し、複数の減圧吸引口を介して成形部を減圧し、複数の樹脂注入口から樹脂を注入することができる。複数の樹脂注入口からの樹脂注入開始のタイミングをずらすことができ、時間差をもって順次樹脂を注入することができる。
【0006】
すなわち、樹脂流動は樹脂注入口より遠ざかるに従って、流動抵抗の増加により非線型的に遅くなる。したがって、注入口を複数にして、新しく樹脂注入を開始することにより、広い面積、長尺の成形体に対しても、充分対応することも可能で、比較的短時間で樹脂含浸できるとともに、また各部位に樹脂含浸洩れによるボイド等を生じさせることなく、良好な成形状態を確保することが期待できる。
【0007】
また、複数の減圧吸引口や複数の樹脂注入口を適切に配置しておくことで、比較的複雑な形状や構造を有する成形体に対しても、たとえば、局部的にリブを有するスキン構造体、該リブの一部に開口部分(穴開き部)を有するスキン構造体、サンドイッチ構造部分の周囲がスキン構造をなすサンドイッチ構造体などに対しても、適切に対応できるようになる。そのため、特に大型の構造体をRTM成形する際、複数の樹脂注入口を設けて各注入口からの樹脂の注入時期をタイミング良く制御して行く必要があるので、該樹脂の流動位置を的確に把握しておくことは極めて重要である。
【0008】
従来、上記複数の注入口を必要とするような大型の成形体を成形する場合、下型に強化繊維基材を配置し、透明なバギング用フィルムで該キャビティを覆った後、該キャビティ内を真空吸引して樹脂を各注入口から順次注入していたが、その際、各注入口からの樹脂注入は流動する樹脂の流れを透明な該バギング用フィルム越しに人が見ながら適当に注入のタイミングを図りながら行っていた。しかし、このような人間の目による樹脂の流動状態の観察では、成形体が大きい場合には見えにくい場所が生じたり、樹脂流動部の先端の位置を見誤ったりして、樹脂注入のタイミングが適正に図れない場合が生じるという問題がある。ましてや、耐熱性が高い大型の成形体を上記下型とバギングフィルムを用いて製造する場合のように、型全体を高温の熱風で加熱するために、人間が型の周りに居て樹脂流動を確認できない場合や、比較的小さい成形体でも両面型で成形する場合のように、型の外から人が樹脂流動状態を全く観察できないため、複数口からの樹脂注入のタイミングが図れないという問題がある。そのような場合、これまでは樹脂流速を想定し、人の経験による感や準備した樹脂の使用量で各注入口からの注入のタイミングを図ってきた。しかし、このような方法では確実性がなく、量産性に乏しいため、生産性が低いという問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、樹脂の流動状態を人間の目視による観察や経験に基づく感によって推察して、各注入口からの樹脂注入のタイミングを図るのではなく、液状の樹脂の流動位置を確実に把握しながら、各注入口から適正な樹脂注入タイミングを図ることによって基材への未含浸部やボイドが生じないように成形するRTM成形方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、下記の構成を採用する。すなわち、
キャビティ内に強化繊維基材を配置し、該ギャビティ内に液状の樹脂が注入され、該樹脂が上記強化繊維基材に流動して含浸された後に硬化させるRTM成形方法において、前記ギャビティ内に樹脂を注入する注入口が複数設けられるとともに、前記キャビティ内に注入された樹脂の存在を検知する検知部を設け、該樹脂検知部の検知センサからの信号によって、各注入口からの樹脂の注入開始時期を制御するようにしたことを特徴とするRTM成形方法からなる。
【0011】
また、上記キャビティ内を樹脂注入の開始前に減圧することがボイド発生を抑制する意味で好ましい。
【0012】
そしてまた、成形型が下型だけで、上記キャビティが該下型とバッグ材とで形成されうることもでき、比較的大型の成形品が容易に製造できる。その樹脂は熱硬化性樹脂であることが好ましい。さらに、上記熱硬化性樹脂としてポリアミン硬化型エポキシ樹脂であると成形性が良く効果速度も速い効果がある。
【0013】
また、上記樹脂の検知センサとして、光を出射する出射面を先端もしくは先端の近傍に有する第1の光ファイバーと、該第1の光ファイバーから出射された光を受光する入射面を先端もしくは先端の近傍に有する第2の光ファイバーからなる液体検知用センサを用いることにより、ピンポイント的ながら樹脂を検知できる。
【0014】
また、上記樹脂の検知センサとして、誘電率の変化を検出するフレキシブルな誘電回路基板からなる液体検知用センサを用いると、平面状に樹脂を効率よく検知できる。
【0015】
このFRP製大型面状体や構造体のRTM成形方法においては、シート状の樹脂拡散通路形成用部材を用いたり、樹脂通路用溝が形成されたコア材を用いることもでき、それら両方を用いることもできる。
【0016】
このように、強化繊維基材とシート状の樹脂拡散媒体を用いれば、FRPスキン構造を有する大型面状体を成形することができ、樹脂通路用溝が形成されたコア材を用いれば、いわゆるFRPサンドイッチ構造を有する大型面状体や構造体を成形することができる。
【0017】
本発明において特に効果が得られるのは、成形の際に複数の注入口を必要とする、例えば最大長さ5m以上の面状体を成形する場合や、最大幅2m以上の面状体を成形する場合である。また、面積としては、特に、例えば30〜50m2 程度のFRP製面状体の成形に適用して好適なものである。
【0018】
上記強化繊維基材としては、炭素繊維の織物を含むものであることが好ましい。特に90%以上が炭素繊維の織物であることが好ましい。織物の形態であると、広い面積、長尺のものであっても取扱いが容易になり、また、炭素繊維基材とすることで高い機械物性が容易に得られる。炭素繊維の織物としては、一方向性織物(横糸にはガラス繊維や合成繊維糸を用いればよい。)、平織物(扁平糸織物も含む)、綾織物,編子織物、多軸織物、三次元織物、三次元編組等を使用できる。
【0019】
上記強化繊維基材は複数枚積層配置することもできる。この場合、強化繊維基材同士が部分的に互いに固定されていると、広い面積や長尺のものにあっても、ずれを生じさせることなく、型への賦形を行うことが可能になる;たとえば、予め、積層された強化繊維基材を厚み方向に少なくとも一カ所固定された状態で成形型面に配置することができる。固定方法としては、ステッチ、固着剤(熱可塑性粒子、合成繊維、熱硬化性樹脂噴霧等)による熱融着か熱硬化を採用すればよい。
【0020】
マトリックス樹脂として使用する熱硬化性樹脂として、ガラス転移温度が100℃以上の高耐熱性樹脂を用いることが好ましい。また、良好な拡散、含浸性を得るために、成形時の型温度での粘度が5ポイズ以下の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。このような高耐熱性樹脂として、たとえば、エポキシ樹脂、ビスマレイイミド樹脂、硬化型ポリイミド樹脂やフェノール樹脂等の高耐熱性熱硬化性樹脂を使用できる。
【0021】
また、コア材を用いる場合には、たとえば、100℃加熱状態で真空圧が作用した時の収縮率が5%以下の耐熱性コア材を用いることが好ましい。このようなコア材として、たとえば、塩化ビニル製又はポリメタクリルイミド製のフォームコアやバルサコア等の耐熱性コア材を用いることができる。
【0022】
また、樹脂注入、含浸温度と樹脂硬化温度とが20℃以上離れている条件(ステップキュア)を採用することも可能である。また、良好な拡散、含浸性を確保するために、マトリックス樹脂が注入時の型温での粘度が300cp以下の熱硬化性樹脂を使用することが好ましい。
【0023】
また、成形型を熱風により昇温させながら樹脂を注入することもでき、成形サイクルを短縮して、より効率のよい量産向きの成形を行うこともできる。
【0024】
注入温度、硬化温度に関しては、例えば、成形型の温度が100℃以下のときに樹脂の注入を開始し、100℃以上で樹脂を硬化させるような形態を採用することもできる。
【0025】
キャビティ内を真空吸引して減圧しながら、かつ複数の樹脂注入口からの樹脂注入タイミングを適切に制御することによって、良好な拡散、含浸性を確保しつつ、広い面積にわたって注入樹脂を確実に行き渡らせることが可能であり、その結果、成形体のボイド発生率を0.2%以下の高品位な大型成形品を得ることが可能である。
【0026】
大型の成形型を加熱する方法は、従来のように金型内に設けた配管内に温水やスチームなどの熱媒を介して型を加熱する方式より、設備投資額が低く、加熱エネルギーも効率的である。
【0027】
この熱風による加熱には、熱風循環型加熱オーブンや局部排気型熱風発生機(ブロワーで送風)等を使用することができる。熱風の温度むらとしては、±5℃以下におさめることが好ましい。
【0028】
また、同一場所で賦形から脱型まで行うことができ、所定温度への加熱も熱風を用いて成形型、成形部全体を速やかに加熱できるから、成形サイクルが短くなり、極めて高い成形効率を達成できる。したがって、優れた量産性も同時に達成される。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を望ましい実施形態とともに、図面を参照にして詳細説明する。図1は、本発明の一実施態様に係るFRP製大型面状体の製造方法を示している。成形型を上方から見下ろした平面図である。
【0030】
成形型1の成形面の上に強化繊維基材2を配置し、複数の樹脂注入ラインA1〜A4を所定の間隔で配置した。第1の樹脂注入ラインA1と対向する基材端部に真空吸引ラインBを配置し、該樹脂注入ラインA1〜A4や真空吸引ラインBを含めて、強化繊維基材2全体をバッグ材3で覆った。第1の樹脂注入ラインAl以外の樹脂注入ラインの先には樹脂流動の可否を検知する樹脂検知センサC1〜C4を強化繊維基材の上面に配設している。
【0031】
さらに、樹脂の流動性を高めるために、樹脂流動抵抗が強化繊維基材より1/10以下の樹脂拡散媒体をその離型用織布を介し、樹脂検知センサCを含めて強化繊維基材の上面に配設している(樹脂拡散媒体、離型用織布は図示していない)。
【0032】
そして、その上から全体を覆うようにバッグ材3でバギングした。バッグ材3と成形型1とのシールは粘着性の両面シールテープ(図示していない)で行う。この両面シールテープは、樹脂注入ラインAlや真空吸引ラインBと連通し、バッグ材3の外部と延びるチューブ類や樹脂検知センサC1〜C4のコード類の成形型1とのシールにも用いる。
【0033】
上記のように、各種材料を成形型に配置し、バッグ材3で全体をバギングした後、真空ラインBに連通した真空トラップ4を介して真空ポンプ5によってバッグ内全体を真空吸引する。もちろんその際には、各樹脂注入ラインA1〜A4から連通するチューブの途中に設けたバルブ(D1〜D4)は総て閉状態にしておく。
【0034】
その後、加熱用熱風をオーブン(図示していない)によって発生させ、成形型全体を所定の温度まで加熱していく。常に、型表面や強化繊維基材表面に設置した温度センサ(図示していない)でそれぞれの表面温度は明確に検知するようになっている。
【0035】
やがて所定の温度に到達したら、先ず、第1のバルブD1を開放して第1の樹脂注入ラインAlに樹脂タンクE1より所定の樹脂を注入する。その後、該第1の樹脂注入ラインAlから流出した樹脂は、該第1の樹脂注入ラインAlとは対向の位置にある真空吸引ラインBに向かって樹脂拡散媒体内を流動していく。そして、樹脂拡散媒体で強化繊維基材表面を流動していく樹脂はやがて強化繊維基材内にも流れて含浸して行く。しかし、その樹脂は第2の樹脂注入ラインA2に向かって流れていくが、既に含浸した樹脂拡散媒体内や強化繊維基材の中を流れるため、徐々に樹脂流動抵抗が大きくなり流速が非線形的に低下していく。
【0036】
したがって、樹脂のポットライフの時間に達する前に、既に含浸した部位を通らず、樹脂の流動抵抗がまだ高くなっていない位置、すなわち、ここでは第2の樹脂注入ラインA2より新たな樹脂注入を開始する必要が生じてくる。
【0037】
ここで問題なのが、第2の樹脂注入ラインA2に樹脂を注入するためのバルブD2をいつ開放するかである。そのタイミングを正確にコントロールするために、樹脂検知センサC2によって所定の位置を樹脂が流動していった時を正確に認識する。そして、そのセンサC2によって、第2の樹脂注入ラインA2に樹脂を注入するタイミングを認識したら第2のバルブD2を開放してその位置より新しい樹脂を注入する。そして、第1の樹脂流入ラインA1からの樹脂の注入はそこのバルブA1を閉鎖することによって停止する。やがて、該第2の樹脂注入ラインA2より注入された樹脂は、次の第3の樹脂注入ラインA3に向かって流れていく。以後は、その繰り返しである。最終的に、樹脂が真空吸引ラインB到達したら、最後の樹脂注入ラインに流出する樹脂をそこのバルブを閉鎖することによって停止させる。
【0038】
そして、総ての強化繊維基材に樹脂含浸されたら、所定の温度と時間で該樹脂を硬化させる。その後、バッグ材3や離型用織布と共に樹脂拡散媒体や樹脂注入ラインに用いた機材など総てめ副資材を成形品表面から排除して、最後に成形型面上より成形品を脱型する。
【0039】
得られた成形品は、必要に応じて所定の温度と時間でアフターキュアを行う。
【0040】
本発明において、キャビティとはは、成形部分であり、成形用の基材を配置しているところである。たとえば、図1ではバッグ材3の内部であり、図4ではコア44や基材43が配置されている上型と下型とで形成される空間の部分である。
【0041】
また、バルブの開閉動作は、機械的、電気的、手動の何れであってもよい。通常は手動で行うが、大量生産時は電気信号を受けて、機械的な操作とすることもできる。
【0042】
【実施例】
[実施例1]
図1に示す成形型1は長さ21mで、幅が2.5mのFRP製の型である。図には記載していないが、型全体は全周が断熱材で形成された簡易成形室(長さ25m、幅3、5m、高さ2m)に有り、該成形室外に設けた熱風発生装置より熱風が型全体を加熱できる状況にある。その熱風は元に戻るように循環式としている。ここで用いている強化繊維基材は、東レ(株)製炭素繊維織物”トレカ”T700平織(200g/m2 目付)であり、トータル16PLY を配置している。
【0043】
また、樹脂は東レ(株)製ポリアミン硬化型エポキシ樹脂:TR−C32であり、粘度特性は表1に示した通りである。図2に示したグラフは、東機産業(株)製E型粘度計:TVE−30型を用いて、70℃および80℃における粘度変化を測定したものである。
【0044】
強化繊維基材2の上には、離型用ナイロン製織布を介し、樹脂流動抵抗が強化繊維基材よりも1/10以上も低いポリエチレン製のメッシュ状織物(#200メッシュ)を配置して樹脂拡散媒体として用いた。その上の所定の位置に樹脂検知センサを固定した。さらに、強化繊維基材や副資材などそれら全体をバギングフィルムで覆った。このバギングフィルムと成形型面とのシールは、合成ゴムで粘着性の高いシールテープを用いた。
【0045】
図のように、樹脂注入ラインは4カ所設けており、そのピッチは5mである。そして、樹脂流動を検知する樹脂検知センサは、該樹脂注入ラインより約100mm近辺に配置してある。それはまた、幅方向での樹脂流動検知の誤差を小さくするために、幅方向では2カ所設置してある。
【0046】
そこで適用した樹脂検知センサーは、特開2001−27678公報記載のプラスチック製の光ファイバーセンサである。該センサは、第1の光ファイバーと第2の光ファイバーとが隣接し、第1の光ファイバーが持つ出射面と、第2の光ファイバーが持つ入射面の各々の面が傾斜しており、かつ傾斜した面同士が向き合う構成を有することで液体の有無を判定することが可能である。
【0047】
この光ファイバーは被覆部分を融着し、繭型に成形して双心化している。また、単心の光ファイバー2本を接着剤を用いて接着し隣接させても良い。また単心の光ファイバを接着せずに平行に揃えて布設しても良いが、ファイバー先端が回転しない機構が必要である。
【0048】
この隣接した2本の光ファイバー先端部での出射光もしくは散乱光の変化から液状体の有無を検出することにより、光ファイバーや膨潤材の固定治具が不要となり、この治具が液状体の流れを妨げることがない。
【0049】
樹脂検知センサとしては、光ファイバー以外にも種々のセンサーが適用できるが、そのうちの1つとして図3に示すような誘電センサ30が適用できる。このセンサは、フレキシブルなベース基板31(例えば、ポリイミド製薄板;0.2〜0.4mm)上に導電性銀ペースト(ドータイト)で作製した櫛状の回路32を向かい合わせたもので、該回路内に樹脂が流入し浸漬していったとき、その浸漬面積に応じて静電率(静電容量)が変化することから、樹脂の浸漬位置が読みとれる。
【0050】
バギングが終了した後、断熱パネルで構成された断熱ボックス(図には記載していない)で成形型の全体を覆い、長手方向の片側より熱風発生機で温度が80℃の熱風を該断熱ボックス内に吹き付け、後方より排気して元の熱風発生機に戻す循環方式を採った。それと同時にバギングしたキャビティ内を真空吸引ラインBより減圧開始し、型温が80℃に達する前までには10Torr以下までに減圧した。
【0051】
次に、型温が80℃にほぼ達した頃から樹脂注入を開始した。先ず、第1の樹脂注入ラインA1に連通するチューブの途中に設けたバルブD1を開放し、樹脂容器E1より真空圧で第1の樹脂注入ラインA1に樹脂を注入した。注入された樹脂は、流動抵抗の低い樹脂拡散媒体内を流れながら強化繊維基材内に含浸していく。しかし、樹脂の流れが第2の樹脂注入ラインA2に近ずくに従って、流速は非線形的に減速していった。それは、既に樹脂拡散媒体に浸漬している樹脂を後押ししたり、その樹脂を追い抜くような形で送流されていくため流動抵抗が徐々に大きくなるためである。
【0052】
樹脂のゲル化時間を考慮すると樹脂が高温度下で流れる時間は限られる。そのため、極端に減速した樹脂の注入は停止し、新たに流動抵抗の低い位置より注入する必要が有る。その限界時間や位置を考慮して設定した位置が第2番目以降の樹脂注入ラインの位置で有る。
【0053】
したがって、第1の樹脂注入ラインA1より注入された樹脂が第2の樹脂注入ラインA2に到達したところで、第2の樹脂注入ラインA2からそこのバルブD2を開いて注入を開始した。このとき、第2の樹脂注入ラインA2に樹脂が到達したことを認識したのが、第2の樹脂注入ラインA2より100mm後方に設置した樹脂検知センサC2である。このように樹脂検知センサを設置する位置は、新しい樹脂注入位置を通過した近辺が好ましいが、新しい樹脂注入位置の直前(例えば、50〜100mm手前)なら問題ない。
【0054】
第2の樹脂注入ラインA2より注入された樹脂はやがて第3の樹脂注入ラインA3に到達していったが、その後の処置は第2の樹脂注入ラインA2での方法と全く同様である。
【0055】
最終的に、第4の樹脂注入ラインA4より注入された樹脂が最端部に設けられた真空吸引ラインBに到達したとき、第4の樹脂注入ラインA4からの樹脂注入も停止した。
【0056】
その後、約30分真空吸引を続けた後、吸引部のバルブD5を閉鎖した。今回は溶剤を含まないエポキシ樹脂であったが、揮発性の溶剤を含む熱硬化性樹脂を用いる場合は、全域に樹脂含浸した後も真空吸引し続けた方が、ボイド発生防止のために好ましい。
【0057】
[実施例2]
本発明の別の実施例として、樹脂の流動状況を全く目視できない両面型40による本発明に関るRTM成形例を図4(金型の縦断面図)を用いて説明する。
【0058】
図4において、金属製の上型41、下型42の中央に形成されたキャビティ内にフォームコア44の全周に強化繊維基材43(東レ(株)製”トレカ”T300×200g/m2 目付の平織物、2ply)を巻き付けたものを設置した。その中のフォームコア44は、耐熱性硬質ポリウレタン(発泡倍率が20倍、サイズは厚さ12mm、長さ2.5m、幅1.2m)で長手方向に樹脂流路としての細溝(幅1.5mm、深さ2.5mm、ピッチが15mm)を両面および側面に連通させて加工されている。ただ、上面中央に、幅方向に広幅の溝(幅4mm、深さ4mm)を上記長手方向の溝と連通するようにライン状に加工されている。
【0059】
樹脂の注入口は、上型41の中央部に一カ所46と長手方向の両側に幅方向に延びたライン状の溝45を設けている。但し、両側の幅方向に延びるライン状の溝45は初期の真空吸引ラインとしても兼用する。
【0060】
樹脂検知センサは、図3に示す誘電センサ30を下型42面上に中央部および両端部の3カ所に設けている。
【0061】
適用した樹脂は、実施例1と同様の東レ(株)製ポリアミン硬化型エポキシ樹脂:TR−C32である。
【0062】
金型40を上,下型共に70℃まで昇温し、両側の真空吸引ライン45より真空吸引開始する。真空度が5torrを下回ったところで真空吸引ライン45は閉鎖し、中央の樹脂注入口46より樹脂を注入開始する。このときの樹脂の吐出圧は基材が樹脂の動圧で乱れぬように比較的低圧の2kg/cm2 で行う。注入された樹脂は強化繊維基材43を通してコア44の上面中央に設けた幅方向の溝に流入し、やがて長手方向の細溝に流れ込みながら両端部の方向に流動する。樹脂は細溝を流れながら基材にも含浸していく。やがて、両端部をターンして下面側に流れていく。下面に流れ着いたことを下面側の両端部近くに配置した誘導センサ(G1,G3)がキャッチした時点で両側の樹脂注入ライン45より樹脂の注入を開始する。やがて、樹脂が下面中央部に達したことを検知した時点で両側の樹脂注入ライン45から注入する樹脂の圧力を5kg/cm2 に昇圧して硬化するまで保持する。このように、比較的高い樹脂圧を掛けながら硬化させると表面のピンホールやボイド等が加圧力により埋められてしまい解消することや樹脂の硬化収縮による引けも改善され、良好な意匠面が得られる。
【0063】
また、誘電センサによって樹脂注入完了後も、硬化過程のモニタリングが可能となった。特に、中央部と両端部の硬化の時間差などが詳細に読みとれた。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のRTM成形方法によれば、複数の樹脂注入口やラインを有する場合、たとえ樹脂流動状態が目視できない場合でも、要所に配置した樹脂検知センサを用いることによって、樹脂の要所での流動可否を的確に認識でき、樹脂注入部からの樹脂注入のタイミングを図ることができる。それによって、未含浸部やボイドが発生することなく高品質のFRP成形品を得ることが可能となる。
【0065】
このような本発明に係るRTM成形方法においては、比較的大型の成形品の製造に好適である。例えば、自動車の外板部材や一次構造材、航空機部材としての一次構造材(胴体や主翼、尾翼)、二次構造部材(フェアリングやコントロールサーフェス)など、翼状部材(風車の翼体)や鉄道車両構体等が好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係るRTM成形方法を示す概略構成図である。
【図2】本発明の実施例に用いたエポキシ樹脂の粘度特性図である
【図3】実施例2に用いた誘電センサーの概略構成図である。
【図4】本発明の実施例2に係るRTM成形方法を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1:成形型
2、43:強化繊維基材
3:バッグ材
4:真空トラップ
5:真空ポンプ
A1〜A4:樹脂注入ライン
B:真空吸引ライン
C2〜C4:樹脂検知センサ
D1〜D5:F1〜F3、バルブ
E1〜E4:樹脂容器
G1〜G3:誘導センサ
30:誘導センサ
31:ベース基板
32:櫛状回路
40:金型
41:上型
42:下型
44:フォームコア
45:真空吸引ライン兼樹脂注入ライン
46:樹脂注入口
47:シール用O−リング
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an RTM (resin transfer molding) molding method for molding an FRP (fiber reinforced plastic) structure, and more specifically, a plurality of resins when molding a relatively large FRP molded body. The present invention relates to an RTM molding method that provides an effective resin injection control method in which the timing of resin injection from each injection port is effectively achieved and an unimpregnated portion of resin is not generated.
[0002]
[Prior art]
Since FRP is lightweight and can exhibit high mechanical properties, FRP has begun to be studied as a constituent material for large planar bodies and structures.
[0003]
In general, when FRP is molded by an RTM molding method, a liquid resin is press-fitted into a reinforcing fiber base disposed in a cavity and impregnated and cured.
[0004]
In order to RTM-mold a large planar body or structure as described above, it is necessary to confirm that the press-fitted liquid resin has flowed through the reinforcing fiber base and reached a predetermined position. This is very important for efficiently forming a molded body without voids.
[0005]
When molding a large planar body or structure, the molding part can be decompressed through a plurality of vacuum suction ports, and a resin can be injected from the plurality of resin injection ports. The timing of resin injection start from a plurality of resin injection ports can be shifted, and the resins can be sequentially injected with a time difference.
[0006]
That is, the resin flow becomes nonlinearly slow as the flow resistance increases as the distance from the resin injection port increases. Therefore, by using a plurality of injection ports and starting a new resin injection, it is possible to sufficiently cope with a large molded article having a large area and a long length, and the resin can be impregnated in a relatively short time. It can be expected to ensure a good molding state without causing voids or the like due to resin impregnation leakage at each part.
[0007]
In addition, by appropriately arranging a plurality of vacuum suction ports and a plurality of resin injection ports, for example, a skin structure body having ribs locally even for a molded body having a relatively complicated shape or structure. Further, it is possible to appropriately cope with a skin structure having an opening portion (a perforated portion) in a part of the rib, a sandwich structure having a skin structure around the sandwich structure portion, and the like. Therefore, when RTM molding a large structure in particular, it is necessary to provide a plurality of resin injection ports and control the timing of resin injection from each injection port in a timely manner. It is extremely important to know.
[0008]
Conventionally, when molding a large molded body that requires a plurality of injection ports, a reinforcing fiber base material is placed in a lower mold, the cavity is covered with a transparent bagging film, and then the inside of the cavity is formed. Resin was sequentially injected from each injection port by vacuum suction. At that time, resin injection from each injection port was performed by properly seeing the flow of the flowing resin through the transparent bagging film. I went with the timing. However, in such observation of the resin flow state by human eyes, when the molded body is large, a place that is difficult to see occurs, or the position of the tip of the resin flow portion is misplaced, and the timing of resin injection is There is a problem that it may not be properly planned. Furthermore, in order to heat the entire mold with high-temperature hot air, as in the case of manufacturing a large molded body with high heat resistance using the above lower mold and bagging film, humans stay around the mold and cause resin flow. The problem is that the timing of resin injection from multiple ports cannot be achieved because the person cannot observe the resin flow state from the outside of the mold as in the case where it is not possible to confirm or when molding a relatively small molded body with a double-sided mold. is there. In such cases, the resin flow rate has been assumed so far, and the injection timing from each injection port has been attempted based on the feeling of human experience and the amount of resin prepared. However, such a method has a problem that the productivity is low because there is no certainty and the mass productivity is poor.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to infer the flow state of the liquid resin by estimating the resin flow state from each injection port by inferring the flow state of the resin by human observation or experience. Thus, there is a need to provide an RTM molding method in which molding is performed so that an unimpregnated portion and voids are not formed on a base material by achieving an appropriate resin injection timing from each injection port.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration. That is,
In an RTM molding method in which a reinforced fiber base material is disposed in a cavity, a liquid resin is injected into the cavity, and the resin flows and is impregnated into the reinforced fiber base material, the resin is placed in the cavity. A plurality of injection ports for injecting resin, and a detection unit for detecting the presence of the resin injected into the cavity are provided, and injection of resin from each injection port is started by a signal from the detection sensor of the resin detection unit It comprises an RTM molding method characterized in that the timing is controlled.
[0011]
Further, it is preferable to reduce the pressure in the cavity before starting the resin injection in order to suppress the generation of voids.
[0012]
In addition, the mold can be formed only by the lower mold, and the cavity can be formed by the lower mold and the bag material, so that a relatively large molded product can be easily manufactured. The resin is preferably a thermosetting resin. Furthermore, when the thermosetting resin is a polyamine curable epoxy resin, the moldability is good and the effect speed is fast.
[0013]
In addition, as the resin detection sensor, a first optical fiber having an emission surface for emitting light at or near the tip, and an incident surface for receiving light emitted from the first optical fiber as the tip or near the tip By using the liquid detection sensor comprising the second optical fiber, the resin can be detected in a pinpoint manner.
[0014]
Further, when a liquid detection sensor comprising a flexible dielectric circuit board that detects a change in dielectric constant is used as the resin detection sensor, the resin can be efficiently detected in a planar shape.
[0015]
In this RTM molding method for FRP large planar bodies and structures, a sheet-shaped resin diffusion passage forming member or a core material in which resin passage grooves are formed can be used, or both of them can be used. You can also.
[0016]
Thus, if a reinforcing fiber substrate and a sheet-like resin diffusion medium are used, a large planar body having an FRP skin structure can be formed, and if a core material having a resin passage groove is used, a so-called core material is formed. A large planar body or structure having an FRP sandwich structure can be formed.
[0017]
In the present invention, the effect can be obtained particularly when a sheet having a maximum length of 5 m or more is required, or when a sheet having a maximum width of 2 m or more is formed. This is the case. In addition, the area is particularly suitable when applied to the molding of FRP planar bodies of, for example, about 30 to 50 m 2 .
[0018]
The reinforcing fiber substrate preferably includes a carbon fiber fabric. In particular, 90% or more is preferably a carbon fiber fabric. When it is in the form of a woven fabric, it is easy to handle even if it is a wide area and long, and high mechanical properties can be easily obtained by using a carbon fiber substrate. Carbon fiber fabrics include unidirectional fabrics (glass fibers and synthetic fiber yarns may be used for weft yarns), plain fabrics (including flat yarn fabrics), twill fabrics, knitted fabrics, multiaxial fabrics, tertiary Original fabric, 3D braid, etc. can be used.
[0019]
A plurality of the reinforcing fiber bases may be laminated. In this case, if the reinforcing fiber bases are partially fixed to each other, it is possible to perform shaping on the mold without causing a shift even in a wide area or a long one. For example, it is possible to arrange the laminated reinforcing fiber base material on the mold surface in a state of being fixed in at least one place in the thickness direction. As a fixing method, heat fusion or thermosetting using a stitch or a fixing agent (thermoplastic particles, synthetic fibers, thermosetting resin spray, etc.) may be employed.
[0020]
As the thermosetting resin used as the matrix resin, a high heat resistant resin having a glass transition temperature of 100 ° C. or higher is preferably used. In order to obtain good diffusion and impregnation properties, it is preferable to use a thermosetting resin having a viscosity at the mold temperature of molding of 5 poises or less. As such a high heat resistance resin, for example, a high heat resistance thermosetting resin such as an epoxy resin, a bismaleimide resin, a curable polyimide resin or a phenol resin can be used.
[0021]
Moreover, when using a core material, it is preferable to use the heat resistant core material whose shrinkage rate is 5% or less when a vacuum pressure acts in a 100 degreeC heating state, for example. As such a core material, for example, a heat-resistant core material such as a foam core or a balsa core made of vinyl chloride or polymethacrylimide can be used.
[0022]
It is also possible to employ a condition (step cure) in which the resin injection, impregnation temperature and resin curing temperature are separated by 20 ° C. or more. In order to ensure good diffusion and impregnation properties, it is preferable to use a thermosetting resin having a viscosity of 300 cp or less at the mold temperature when the matrix resin is injected.
[0023]
Further, the resin can be injected while raising the temperature of the mold with hot air, and the molding cycle can be shortened to perform more efficient molding for mass production.
[0024]
With respect to the injection temperature and the curing temperature, for example, it is possible to adopt a form in which the resin injection is started when the temperature of the mold is 100 ° C. or lower and the resin is cured at 100 ° C. or higher.
[0025]
By properly controlling the timing of resin injection from a plurality of resin injection ports while vacuuming and reducing the pressure inside the cavity, the injection resin can be reliably distributed over a wide area while ensuring good diffusion and impregnation. As a result, it is possible to obtain a high-quality large-sized molded product having a void generation rate of the molded body of 0.2% or less.
[0026]
The method of heating a large mold is lower in capital investment and more efficient in heating energy than the conventional method of heating a mold through a heating medium such as hot water or steam in a pipe provided in the mold. Is.
[0027]
For the heating by the hot air, a hot air circulation type heating oven, a local exhaust type hot air generator (air blow by a blower), or the like can be used. The temperature variation of the hot air is preferably within ± 5 ° C.
[0028]
In addition, from shaping to demolding can be performed at the same place, and heating to a predetermined temperature can be performed quickly using hot air to heat the entire mold and molded part, so the molding cycle is shortened and extremely high molding efficiency is achieved. Can be achieved. Therefore, excellent mass productivity is achieved at the same time.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with preferred embodiments with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method for manufacturing an FRP large planar body according to an embodiment of the present invention. It is the top view which looked down at the shaping | molding die from upper direction.
[0030]
The reinforcing fiber base 2 was disposed on the molding surface of the mold 1 and a plurality of resin injection lines A1 to A4 were disposed at predetermined intervals. A vacuum suction line B is disposed at the end of the substrate facing the first resin injection line A1, and the entire reinforcing fiber substrate 2 including the resin injection lines A1 to A4 and the vacuum suction line B is covered with the bag material 3. Covered. Resin detection sensors C1 to C4 that detect the resin flow are disposed on the upper surface of the reinforcing fiber base at the tip of the resin injection line other than the first resin injection line Al.
[0031]
Furthermore, in order to increase the fluidity of the resin, a resin diffusion medium having a resin flow resistance of 1/10 or less than that of the reinforcing fiber base is inserted through the release woven fabric, including the resin detection sensor C, and the reinforcing fiber base. It is disposed on the upper surface (the resin diffusion medium and the release fabric are not shown).
[0032]
And it bagged with the bag material 3 so that the whole might be covered from the top. The bag 3 and the mold 1 are sealed with an adhesive double-sided sealing tape (not shown). This double-sided seal tape communicates with the resin injection line Al and the vacuum suction line B, and is also used for sealing the tube 1 extending to the outside of the bag material 3 and the molding die 1 of the codes of the resin detection sensors C1 to C4.
[0033]
As described above, various materials are arranged in a mold, and the bag material 3 is bagged, and then the entire bag is vacuum-sucked by the vacuum pump 5 through the vacuum trap 4 communicating with the vacuum line B. Of course, in that case, all the valves (D1 to D4) provided in the middle of the tubes communicating from the resin injection lines A1 to A4 are kept closed.
[0034]
Thereafter, hot air for heating is generated by an oven (not shown), and the entire mold is heated to a predetermined temperature. Each surface temperature is always clearly detected by a temperature sensor (not shown) installed on the mold surface or the reinforcing fiber base surface.
[0035]
When the temperature reaches a predetermined temperature, the first valve D1 is first opened to inject a predetermined resin from the resin tank E1 into the first resin injection line Al. Thereafter, the resin flowing out from the first resin injection line Al flows in the resin diffusion medium toward the vacuum suction line B located at a position opposite to the first resin injection line Al. The resin flowing on the surface of the reinforcing fiber base with the resin diffusion medium eventually flows into the reinforcing fiber base and is impregnated. However, the resin flows toward the second resin injection line A2, but since the resin flows in the already-impregnated resin diffusion medium and the reinforcing fiber base, the resin flow resistance gradually increases and the flow rate becomes nonlinear. It will drop to.
[0036]
Therefore, before reaching the time of the pot life of the resin, the resin does not pass through the impregnated portion and the resin flow resistance is not yet high, that is, here, a new resin injection is performed from the second resin injection line A2. There will be a need to start.
[0037]
The problem here is when the valve D2 for injecting the resin into the second resin injection line A2 is opened. In order to accurately control the timing, the resin detection sensor C2 accurately recognizes when the resin flows at a predetermined position. When the sensor C2 recognizes the timing of injecting the resin into the second resin injection line A2, the second valve D2 is opened to inject new resin from that position. Then, the injection of the resin from the first resin inflow line A1 is stopped by closing the valve A1 there. Eventually, the resin injected from the second resin injection line A2 flows toward the next third resin injection line A3. Thereafter, this is repeated. When the resin finally reaches the vacuum suction line B, the resin flowing out to the last resin injection line is stopped by closing the valve there.
[0038]
When all the reinforcing fiber bases are impregnated with the resin, the resin is cured at a predetermined temperature and time. After that, all auxiliary materials such as the resin material used for the resin diffusion medium and the resin injection line are removed from the molded product surface together with the bag material 3 and the release woven fabric, and finally the molded product is removed from the mold surface. To do.
[0039]
The obtained molded product is after-cured at a predetermined temperature and time as required.
[0040]
In the present invention, the cavity is a molding portion where a molding substrate is disposed. For example, FIG. 1 shows the inside of the bag material 3, and FIG. 4 shows a space portion formed by the upper mold and the lower mold in which the core 44 and the base material 43 are arranged.
[0041]
The valve opening / closing operation may be any of mechanical, electrical, and manual. Usually, it is performed manually, but it can be mechanically operated by receiving an electrical signal during mass production.
[0042]
【Example】
[Example 1]
The mold 1 shown in FIG. 1 is a FRP mold having a length of 21 m and a width of 2.5 m. Although not shown in the figure, the entire mold is in a simple molding chamber (length 25 m, width 3, 5 m, height 2 m) formed entirely by a heat insulating material, and a hot air generator provided outside the molding chamber More hot air can heat the entire mold. The hot air is circulated so that it returns. The reinforcing fiber base material used here is a carbon fiber fabric “Torayca” T700 plain weave (200 g / m 2 basis weight) manufactured by Toray Industries, Inc., and a total of 16 PLY is arranged.
[0043]
The resin is Toray Industries, Inc. polyamine curable epoxy resin: TR-C32, and the viscosity characteristics are as shown in Table 1. The graph shown in FIG. 2 is obtained by measuring changes in viscosity at 70 ° C. and 80 ° C. using an E-type viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd .: TVE-30 type.
[0044]
A polyethylene mesh fabric (# 200 mesh) having a resin flow resistance of 1/10 or more lower than that of the reinforcing fiber base is disposed on the reinforcing fiber base 2 through a nylon woven fabric for release. And used as a resin diffusion medium. A resin detection sensor was fixed at a predetermined position above it. Further, the whole of the reinforcing fiber base material and auxiliary materials was covered with a bagging film. The bagging film and the mold surface were sealed with a synthetic rubber and a highly adhesive seal tape.
[0045]
As shown in the figure, four resin injection lines are provided, and the pitch is 5 m. And the resin detection sensor which detects resin flow is arrange | positioned in the vicinity of about 100 mm from this resin injection line. It is also installed at two locations in the width direction in order to reduce the error of resin flow detection in the width direction.
[0046]
The resin detection sensor applied there is a plastic optical fiber sensor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-27678. In the sensor, the first optical fiber and the second optical fiber are adjacent to each other, the exit surface of the first optical fiber and the incident surface of the second optical fiber are inclined, and the inclined surface is provided. It is possible to determine the presence or absence of liquid by having a configuration in which they face each other.
[0047]
In this optical fiber, the coated portion is fused and formed into a saddle shape to make it twin. Further, two single optical fibers may be bonded using an adhesive and adjacent to each other. Further, a single optical fiber may be arranged in parallel without being bonded, but a mechanism that does not rotate the fiber tip is required.
[0048]
By detecting the presence or absence of the liquid material from the change in the emitted light or scattered light at the two adjacent optical fiber tips, there is no need for a fixture for the optical fiber or the swelling material. There is no hindrance.
[0049]
As the resin detection sensor, various sensors other than the optical fiber can be applied. As one of them, a dielectric sensor 30 as shown in FIG. 3 can be applied. This sensor is a circuit in which a comb-like circuit 32 made of conductive silver paste (dortite) is faced on a flexible base substrate 31 (for example, a polyimide thin plate; 0.2 to 0.4 mm). When the resin flows in and is immersed, the electrostatic capacity (capacitance) changes according to the immersion area, so that the resin immersion position can be read.
[0050]
After the bagging is completed, the entire mold is covered with a heat insulating box (not shown in the figure) composed of a heat insulating panel, and hot air having a temperature of 80 ° C. is supplied from one side in the longitudinal direction with a hot air generator. A circulation system was used that sprayed inside and exhausted from the back to return to the original hot air generator. At the same time, the pressure in the bagged cavity was started to be reduced from the vacuum suction line B, and the pressure was reduced to 10 Torr or less before the mold temperature reached 80 ° C.
[0051]
Next, resin injection was started when the mold temperature almost reached 80 ° C. First, the valve D1 provided in the middle of the tube communicating with the first resin injection line A1 was opened, and the resin was injected from the resin container E1 into the first resin injection line A1 with vacuum pressure. The injected resin is impregnated in the reinforcing fiber base while flowing in the resin diffusion medium having low flow resistance. However, as the resin flow approached the second resin injection line A2, the flow rate decreased nonlinearly. This is because the flow resistance is gradually increased because the resin already immersed in the resin diffusion medium is boosted or sent in such a manner as to overtake the resin.
[0052]
Considering the resin gelation time, the time for the resin to flow at a high temperature is limited. Therefore, it is necessary to stop the injection of the resin decelerated extremely and to newly inject from a position with a low flow resistance. The position set in consideration of the limit time and position is the position of the second and subsequent resin injection lines.
[0053]
Therefore, when the resin injected from the first resin injection line A1 reaches the second resin injection line A2, the valve D2 is opened from the second resin injection line A2 to start injection. At this time, the resin detection sensor C2 installed 100 mm behind the second resin injection line A2 recognizes that the resin has reached the second resin injection line A2. Thus, the position where the resin detection sensor is installed is preferably near the new resin injection position, but there is no problem if it is just before the new resin injection position (for example, 50 to 100 mm).
[0054]
The resin injected from the second resin injection line A2 eventually reached the third resin injection line A3, but the subsequent treatment is exactly the same as the method for the second resin injection line A2.
[0055]
Finally, when the resin injected from the fourth resin injection line A4 reached the vacuum suction line B provided at the outermost end, the resin injection from the fourth resin injection line A4 was also stopped.
[0056]
Thereafter, vacuum suction was continued for about 30 minutes, and then the valve D5 of the suction part was closed. This time it was an epoxy resin that did not contain a solvent, but when using a thermosetting resin that contains a volatile solvent, it is preferable to continue vacuum suction after resin impregnation throughout the area in order to prevent voids. .
[0057]
[Example 2]
As another embodiment of the present invention, an example of RTM molding according to the present invention using a double-sided mold 40 in which the flow state of the resin cannot be seen at all will be described with reference to FIG. 4 (longitudinal sectional view of the mold).
[0058]
In FIG. 4, a reinforcing fiber base 43 (Toray Industries, Ltd. “TORAYCA” T300 × 200 g / m 2 ) is formed around the entire circumference of the foam core 44 in a cavity formed in the center of a metal upper die 41 and a lower die 42. A fabric with a plain fabric with a weight of 2 ply) was installed. Among them, the foam core 44 is a heat-resistant hard polyurethane (expanding ratio is 20 times, size is 12 mm, length is 2.5 m, width is 1.2 m) and has a narrow groove (width 1) as a resin flow path in the longitudinal direction. 0.5 mm, depth 2.5 mm, and pitch 15 mm) are communicated on both sides and side surfaces. However, in the center of the upper surface, a wide groove (width 4 mm, depth 4 mm) in the width direction is processed into a line shape so as to communicate with the groove in the longitudinal direction.
[0059]
The resin injection port is provided with a central portion of the upper mold 41 and a linear groove 45 extending in the width direction on both sides in the longitudinal direction. However, the line-shaped grooves 45 extending in the width direction on both sides also serve as an initial vacuum suction line.
[0060]
In the resin detection sensor, the dielectric sensor 30 shown in FIG. 3 is provided on the surface of the lower mold 42 at three locations, the center portion and both end portions.
[0061]
The applied resin is the same Toray Co., Ltd. polyamine curable epoxy resin: TR-C32 as in Example 1.
[0062]
Both the upper and lower molds are heated to 70 ° C., and vacuum suction is started from the vacuum suction lines 45 on both sides. When the degree of vacuum falls below 5 torr, the vacuum suction line 45 is closed and resin injection is started from the central resin injection port 46. At this time, the discharge pressure of the resin is set at a relatively low pressure of 2 kg / cm 2 so that the base material is not disturbed by the dynamic pressure of the resin. The injected resin flows into the groove in the width direction provided in the center of the upper surface of the core 44 through the reinforcing fiber base 43 and eventually flows in the direction of both ends while flowing into the narrow groove in the longitudinal direction. The resin impregnates the substrate while flowing through the narrow groove. Eventually, both ends turn and flow to the bottom side. Resin injection is started from the resin injection lines 45 on both sides when the inductive sensors (G1, G3) arranged near both ends on the lower surface side catch the fact that they have flowed to the lower surface. Eventually, when it is detected that the resin has reached the center of the lower surface, the pressure of the resin injected from the resin injection lines 45 on both sides is increased to 5 kg / cm 2 and held until cured. In this way, when cured while applying a relatively high resin pressure, the surface pinholes and voids are filled with the applied pressure and eliminated, and the shrinkage due to resin curing shrinkage is improved, and a good design surface is obtained. It is done.
[0063]
In addition, the curing process can be monitored even after the resin injection is completed by the dielectric sensor. In particular, the time difference in curing between the center and both ends was read in detail.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the RTM molding method of the present invention, when a plurality of resin injection ports and lines are used, even if the resin flow state is not visible, by using a resin detection sensor arranged at a key point, It is possible to accurately recognize whether or not the resin flows at a key point, and to achieve the timing of resin injection from the resin injection portion. As a result, it is possible to obtain a high-quality FRP molded product without generation of unimpregnated portions and voids.
[0065]
Such an RTM molding method according to the present invention is suitable for manufacturing a relatively large molded product. For example, wing-like members (wind turbine wings) and railways such as automobile outer plate members and primary structural materials, primary structural materials (fuselage, main wing, tail wing) as aircraft members, secondary structural members (fairing and control surface) A vehicle structure or the like is preferable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an RTM molding method according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a viscosity characteristic diagram of an epoxy resin used in an example of the present invention. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a dielectric sensor used in Example 2.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an RTM molding method according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Mold 2, 43: Reinforcing fiber base material 3: Bag material 4: Vacuum trap 5: Vacuum pump A1-A4: Resin injection line B: Vacuum suction line C2-C4: Resin detection sensors D1-D5: F1-F3 , Valves E1 to E4: resin containers G1 to G3: induction sensor 30: induction sensor 31: base substrate 32: comb circuit 40: mold 41: upper mold 42: lower mold 44: foam core 45: vacuum suction line / resin Injection line 46: Resin injection port 47: O-ring for sealing

Claims (8)

キャビティ内に強化繊維基材を配置し、該ギャビティ内に液状の樹脂が注入され、該樹脂が上記強化繊維基材に流動して含浸された後に硬化させるRTM成形方法において、前記ギャビティ内に樹脂を注入する注入口が複数設けられるとともに、該注入された樹脂の存在を検知する検知部を該キャビティ内に設け、該樹脂検知部の検知センサからの信号によって、各注入口からの樹脂の注入開始時期を制御するようにしたことを特徴とするRTM成形方法。In an RTM molding method in which a reinforced fiber base material is disposed in a cavity, a liquid resin is injected into the cavity, and the resin flows and is impregnated into the reinforced fiber base material, the resin is placed in the cavity. A plurality of injection ports for injecting the resin are provided, a detection unit for detecting the presence of the injected resin is provided in the cavity, and a resin from the detection sensor of the resin detection unit is used to inject the resin from each injection port. An RTM molding method characterized in that the start time is controlled. 前記キャビティ内を樹脂注入の開始前に減圧することを特徴とする特許請求項1に記載のRTM成形方法。2. The RTM molding method according to claim 1, wherein the pressure in the cavity is reduced before resin injection is started. 前記キャビティが下型とバッグ材とで形成されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のRTM成形方法。The RTM molding method according to claim 1, wherein the cavity is formed of a lower mold and a bag material. 前記注入される樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のRTM成形方法。The RTM molding method according to claim 1, wherein the injected resin is a thermosetting resin. 前記熱硬化性樹脂がポリアミン硬化型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項4に記載のRTM成形方法。The RTM molding method according to claim 4, wherein the thermosetting resin is a polyamine curable epoxy resin. 前記キャビティを含む成形型の全体を熱風によって所定の温度に加熱することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のRTM成形方法。6. The RTM molding method according to claim 1, wherein the entire molding die including the cavity is heated to a predetermined temperature with hot air. 前記樹脂検知部の検知センサが、光を出射する出射面を先端もしくは先端の近傍に有する第1の光ファイバと、該第1の光ファイバーから出射された光を受光する入射面を先端もしくは先端の近傍に有する第2の光ファイバーからなる液体検知用の検知センサであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のRTM成形方法。The detection sensor of the resin detection unit includes a first optical fiber having an emission surface for emitting light at or near the tip, and an incident surface for receiving light emitted from the first optical fiber at the tip or tip. The RTM molding method according to any one of claims 1 to 6, wherein the RTM molding method is a detection sensor for liquid detection including a second optical fiber in the vicinity. 前記樹脂検知部の検知センサが、誘電率の変化を検出するフレキシブルな誘電回路基板からなる液体検知用の検知センサであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のRTM成形方法。The RTM molding method according to claim 1, wherein the detection sensor of the resin detection unit is a detection sensor for liquid detection including a flexible dielectric circuit board that detects a change in dielectric constant. .
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