CN103237642B - Rtm成形装置、rtm成形方法以及半成形体 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种RTM成形装置及RTM成形方法，即使对于大型部件及厚板部件而言，也能够在不引起未浸渗或纤维弯曲等的情况下使树脂进行浸渗，能够得到高韧性且高精度的成形体。RTM成形装置（100）在纤维强化基材（11）的至少一面侧具备：表面成形层（4），配置在纤维强化基材（11）与成形模（1）之间，形成有多个贯通孔（7），且具有在模腔内被减压时的模腔内的压力状态下，厚度实质上不变的刚性；树脂扩散部（5），位于表面成形层（4）的与纤维强化基材（11）相反的一侧，包括与表面成形层（4）的多个贯通孔（7）连通地形成的树脂流路。

Description

RTM成形装置、RTM成形方法以及半成形体
技术领域
本发明涉及一种用于使树脂浸渗到纤维强化基材而进行RTM成形的RTM成形装置、RTM成形方法以及半成形体。
背景技术
纤维强化塑料（FRP：FiberReinforcedPlastics）等复合材料重量轻且强度高，因而被广泛用作飞机、机动车、船舶等的结构部件。作为复合材料的成形方法之一，有RTM（ResinTransferMolding（树脂传递模塑成形））成形法。RTM成形法是将纤维强化基材配置在阴阳一对成形金属模内并合模之后，自树脂注入口向减压了的金属模内注入树脂，由此使树脂浸渗到纤维强化基材而成形的方法。
在一般的RTM成形方法中，如图9所示，树脂从设置于端部的树脂注入通道2注入，在强化纤维基板11内沿面方向流动，并从设置于相反端部的抽吸通道3排出。在RTM成形方法中，由于树脂在纤维强化基材中流动，所以树脂的低粘度、高流动性成为必不可少的特性。
RTM法具有能够以非常高的形状精度成形的优点。但是，在上述RTM成形法中，使树脂从纤维强化基材的端部向相反端部浸渗，因此，若部件外形增大、板厚变厚，则树脂浸渗需要很长的时间，并且有时会发生产生未浸渗区域等的问题。若以缩短浸渗时间为目的，为加速树脂的注入速度而提高注入压力，则压力损失变大，有可能引起纤维弯曲。
为解决上述技术问题，提出了图10及图11所示的使树脂向板厚方向浸渗的方法。图10是在上模配置多个注入口，并将树脂供给到纤维强化基材，向纤维强化基材的板厚方向浸渗的方法。图11是在纤维强化基材上载置多孔板41和中间部件40，从纤维强化基材的大致整个面向板厚方向浸渗的方法。作为中间部件40，采用了树脂制的开孔膜等。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在如图10所示地配置多个注入口的方法中，为使注入口的设置部位最佳，需要大量的劳动，且在应对外形更大的部件、板厚更厚的部件方面存在问题。另外，一般来说，模具在脱模后进行清扫并反复使用，但由于设有多个注入口，所以清扫费时费力。
在如图11所示地载置中间部件40的方法中，由于中间部件40没有刚性，所以在金属模内形成为真空环境时，中间部件40发生变形而作为缓冲结构起作用，存在不能确保成形品的尺寸（板厚）精度的问题。
另外，对于飞机等的结构部件而言，要求高的韧性。一般来说，树脂粘度与成形体的韧性可谓是相关的。即，通过减小分子量等来降低树脂的粘度并使其浸渗到纤维强化基材，成形得到的成形体的韧性与使用分子量大的粘度高的树脂的情况相比变低。因此，所希望的是树脂高粘度地浸渗到纤维强化基材。
本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的是提供一种即使对于大型部件及厚板部件而言，也能够在不产生未浸渗和纤维弯曲等的情况下使树脂进行浸渗，能够得到高韧性且高精度的成形体的RTM成形装置及RTM成形方法，并且提供一种能够应用于上述RTM成形装置的半成形体。
用于解决技术问题的方法
为解决上述课题，本发明提供一种RTM成形装置，具备内部形成有模腔的成形模和与所述模腔连通的树脂注入通道及抽吸通道，将纤维强化基材配置于所述模腔，对所述模腔内减压，并且将树脂组合物注入所述模腔内而使该树脂组合物浸渗到所述纤维强化基材来成形成形体，在所述纤维强化基材的至少一面侧具备：表面成形层，配置在所述纤维强化基材与所述成形模之间，形成有多个贯通孔，且具有在所述模腔内被减压时所述模腔内的压力状态下，厚度实质上不变的刚性；树脂扩散部，位于所述表面成形层的与所述纤维强化基材相反的一侧，包括与所述表面成形层的多个贯通孔连通地形成的树脂流路。
在上述发明一实施方式中，优选的是，所述表面成形层的所述贯通孔的孔径被设定为在所述模腔内被减压时的压力状态下孔形状不转印到所述成形体上的规定值以下。
在上述发明一实施方式中，优选的是，在所述纤维强化基材的被注入树脂的一侧或排出树脂的一侧中的至少一方的面上具备所述树脂扩散部，所述树脂扩散部设置在所述纤维强化基材的被注入树脂的一侧的情况下，所述树脂流路与所述树脂注入通道连通，所述树脂扩散部设置在所述纤维强化基材的排出树脂的一侧的情况下，所述树脂流路与所述抽吸通道连通。
通过设置上述结构的树脂扩散部，能够保持使注入到模腔内的树脂能够向面方向迅速扩散的空隙区域。因此，能够从纤维强化基材的整个面供给树脂并使树脂向板厚方向浸渗。另外，通过将表面成形层及树脂扩散部设置在纤维强化基材的树脂排出侧，能够从纤维强化基材的整个面排出树脂。由此，能够在更短的时间内更均匀地且不使纤维弯曲地向纤维强化基材浸渗树脂组合物。
由于与纤维强化基材接触的表面成形层形成为使孔形状不转印到纤维强化基材上的大小，所以能够将成形体的表面形成为没有凹凸的面。表面成形层具有即使在树脂注入时的模腔内的压力状态下厚度实质上也不变的刚性。因此，在使树脂向纤维强化基材浸渗的工序中，刚性多孔部件不会作为缓冲结构起作用，所以能够确保成形体的高的板厚精度。“厚度实质上不变”，意思是包括作为成形体时所要求的尺寸精度所允许的范围内的厚度变化。例如，对于飞机的一次结构部件来说，有时要求±0.1mm以下大小的尺寸精度。
在上述发明一实施方式中，还可以如下，所述树脂扩散部由至少一个树脂扩散层构成，该至少一个树脂扩散层配置在所述表面成形层与所述成形模之间，具有在所述压力状态下厚度实质上不变的刚性，且形成有孔径比形成在与所述纤维强化基材侧相邻的层上的贯通孔大的多个贯通孔，形成在各层上的贯通孔与形成在相邻的其他层上的贯通孔连通而形成树脂流路。
通过将树脂扩散部形成为树脂扩散层，能够在不对成形模进行加工的情况下，在更短的时间内、更均匀地且不使纤维弯曲地向纤维强化基材浸渗树脂组合物。
树脂扩散层具有即使在树脂注入时的模腔内的压力状态下厚度实质上也不变的刚性。因此，在使树脂向纤维强化基材浸渗的工序中，刚性多孔部件不会作为缓冲结构起作用，所以能够确保成形体的高的板厚精度。
由于树脂扩散层比形成在位于纤维强化基材侧的层上的贯通孔形成得大，所以被注入的树脂能迅速地扩散。
由于形成在树脂扩散层上的孔的大小朝表面成形层侧阶段性地变小，所以能够防止一层凹入到其他层的孔中。
在上述发明一实施方式中，优选的是，所述树脂扩散层是由穿孔金属板构成的多孔板。另外，在上述发明一实施方式中，优选的是，所述表面成形层是由穿孔金属板构成的多孔板。
穿孔金属板价格便宜，所以可以做成一次性的。因此，脱模后的成形模的清扫变得容易。另外，穿孔金属板比开孔膜等刚性高，即使在模腔内的压力状态下，厚度实质上也不变。
在上述发明一实施方式中，优选的是，形成在所述表面成形层上的贯通孔的孔径为0.3mm以上2mm以下。
孔径可以为0.3mm以上2mm以下，优选为0.5mm以上1mm以下。孔径过大时，根据条件，纤维的刚性支承不住而弯曲，孔形状可能会转印到成形体表面上。孔径过小时，根据条件，树脂组合物有可能难以流动。
在上述发明一实施方式中，优选的是，形成在所述表面成形层及所述树脂扩散层上的贯通孔形成为与形成在相邻的其他层上的贯通孔不同的形状。另外，在上述发明一实施方式中，优选的是，形成在所述表面成形层及所述树脂扩散层上的贯通孔与形成在相邻的其他层上的贯通孔相位相互错开而配置。
由此，在使各层层叠时，分别形成在相邻的层上的孔彼此不会完全重合，所以能够更切实地形成树脂路径。
在上述发明一实施方式中，也可以如下，所述树脂扩散部包括形成在成形模的所述纤维强化基材侧的面上的槽，该槽与所述树脂注入通道及相邻的层的贯通孔连通而形成树脂流路。另外，在上述发明一实施方式中，也可以如下，所述树脂扩散部包括形成在成形模的所述纤维强化基材侧的面上的槽，该槽与所述抽吸通道及相邻的层的贯通孔连通而形成树脂流路。
通过形成为上述结构，槽成为树脂流路，能够维持树脂向面方向的扩散。若考虑脱模后的清扫，则槽优选形成为V形。
另外，本发明提供一种RTM成形方法，将纤维强化基材配置于形成在成形模的内部的模腔，对所述模腔内减压，并且将树脂组合物注入所述模腔内，使该树脂组合物浸渗到所述纤维强化基材来成形成形体，包括：在配置于所述模腔的纤维强化基材上，配置形成有多个贯通孔、且具有在所述模腔内被减压时所述模腔内的压力状态下厚度实质上不变的刚性的表面成形层的工序；将包括树脂路径的树脂扩散部，以所述树脂路径与所述表面成形层的贯通孔连通的方式，设置在所述表面成形层的与所述纤维强化基材相反的一侧的工序。
在上述发明一实施方式中，优选的是，将所述表面成形层的所述贯通孔的孔径设定为在所述模腔内被减压时的压力状态下孔形状不转印到所述成形体上的规定值以下。
根据上述发明，将树脂扩散部及具有在模腔内的压力状态下不变形的刚性的表面成形层设置在树脂供给侧的情况下，能够通过使树脂组合物扩散，从纤维强化基材的大致整个面供给树脂组合物，并使树脂组合物向板厚方向浸渗。因此，能够在不产生未浸渗区域和纤维弯曲的情况下，在更短的时间内成形高品质的成形体。另外，由于能够采用提高了韧性的高粘度的树脂组合物，所以还能够成形韧性高的成形体。
将树脂扩散部及表面成形层设置在树脂排出侧的情况下，能够从纤维强化基材的大致整个面排出树脂组合物。由此，能够在更短的时间内更均匀地且不使纤维弯曲地向纤维强化基材浸渗树脂组合物。
也可以如下，在设置所述树脂扩散部的工序中，作为所述树脂扩散部，将至少一个树脂扩散层以形成在各层上的贯通孔与形成在相邻的其他层上的贯通孔连通而形成树脂流路的方式配置在所述表面成形层与所述成形模之间，所述至少一个树脂扩散层形成有孔径比形成在与所述纤维强化基材侧相邻的层上的贯通孔大的多个贯通孔，且具有在所述压力状态下厚度实质上不变的刚性。
通过将树脂扩散部形成为树脂扩散层，能够在不对成形模进行加工的情况下，在更短的时间内更均匀地且不使纤维弯曲地向纤维强化基材浸渗树脂组合物。
在上述发明一实施方式中，优选的是，所述树脂扩散层是由穿孔金属板构成的多孔板。另外，在上述发明一实施方式中，优选的是，所述表面成形层是由穿孔金属板构成的多孔板。
通过使用穿孔金属板，能够低成本地容易地成形尺寸精度高的成形体。
在上述发明一实施方式中，优选的是，形成在所述表面成形层上的贯通孔的孔径为0.3mm以上2mm以下。
孔径可以为0.3mm以上2mm以下，优选为0.5mm以上1mm以下。由此，能够更切实地使孔形状不转印到成形体上。
在上述发明一实施方式中，优选的是，在设置所述树脂扩散部的工序中，使形成有形状互不相同的贯通孔的层相邻地配置。另外，在上述发明一实施方式中，优选的是，在设置所述树脂扩散部的工序中，使以不同的相位形成多个贯通孔的层彼此相邻地配置。
由此，在使各层层叠时，分别形成在相邻的层上的孔彼此不会完全地重合，所以能够更切实地形成树脂路径。
在上述发明一实施方式中，也可以如下，在设置所述树脂扩散部的工序中，在成形模的所述纤维强化基材侧的面上，形成与所述树脂注入通道及相邻的层的贯通孔连通的槽。另外，在上述发明一实施方式中，也可以如下，在设置所述树脂扩散部的工序中，在成形模的所述纤维强化基材侧的面上，形成与所述抽吸通道及相邻的层的贯通孔连通的槽。
由此，槽成为树脂流路，能够维持树脂向面方向的扩散。若考虑脱模后的清扫，则可以将槽形成为V形。
另外，本发明提供一种半成形体，应用于RTM成形装置，该RTM成形装置具备内部形成有模腔的成形模和与所述模腔连通的树脂注入通道及抽吸通道，将纤维强化基材配置于所述模腔，对所述模腔内减压，并且将树脂组合物注入所述模腔内而使该树脂组合物浸渗到所述纤维强化基材来成形成形体，该半成形体在所述纤维强化基材的单面或双面具备：表面成形层，形成有多个贯通孔，且具有在所述模腔内被减压时所述模腔内的压力状态下厚度实质上不变的刚性；树脂扩散部，配置在所述表面成形层的与所述纤维强化基材相反的一侧，包括与所述表面成形层的多个贯通孔连通地形成的树脂流路。
在上述发明一实施方式中，优选的是，所述表面成形层的所述贯通孔的孔径被设定为在所述模腔内被减压时的所述模腔内的压力状态下孔形状不转印到所述成形体上的规定值以下。
根据上述发明，纤维强化基材载置在具有刚性的部件上，所以能够防止在输送时变形或者损伤。
发明效果
根据本发明，利用表面成形层及树脂扩散部使树脂组合物扩散而从纤维强化基材的大致整个面供给或者排出树脂组合物，使其向板厚方向浸渗，由此，即使对于大型部件和厚板部件来说，也能够在不发生未浸渗和纤维弯曲等的情况下，在短时间内成形尺寸精度高的成形体。另外，由于还能够采用提高了韧性的高粘度的树脂，所以能够成形高韧性的结构部件。这样成形的成形体还能够应用于飞机的一次部件。
附图说明
图1是第一实施方式的RTM成形装置的剖视图。
图2是表示穿孔金属板的一例的俯视图。
图3是表示穿孔金属板的一例的俯视图。
图4是表示穿孔金属板的一例的俯视图。
图5是说明树脂的流动的剖视图。
图6是表示C型结构部件的一例的图。
图7是第二实施方式的RTM成形装置的剖视图。
图8是现有的RTM成形装置的剖视图。
图9是现有的RTM成形装置的剖视图。
图10是现有的RTM成形装置的剖视图。
图11是现有的RTM成形装置的剖视图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
在本实施方式中，对成形平板型结构部件的RTM成形装置及RTM成形方法进行说明。
图1中示出了本实施方式的RTM成形装置100的剖视图。本实施方式的RTM成形装置100具备成形模1、树脂注入通道2、抽吸通道3、表面成形层4及树脂扩散部5。
成形模1由上模和下模构成。通过将上模与下模接合而在内部形成模腔。在上模与下模的接合面上配置有密封部件6，从而在上模与下模接合时使模腔内密闭。
树脂注入通道2及抽吸通道3与模腔内连通地设置。在图1中，树脂注入通道2的一端部配置在模腔内的一端面上部，抽吸通道3的一端部配置在模腔内的另一端面下部。
表面成形层4形成有沿厚度方向贯通的多个孔7。孔7的孔径设定为使表面成形层4的孔形状不能转印到成形体的表面上的大小，优选为0.3mm以上2mm以下，更优选为0.5mm以上1mm以下。开孔率设定为例如51%以下即可。孔7的形状设定为圆形、长圆形、四边形、六边形、长方形等，可以适当选择。孔7的排列被设定为交错排列、栅格排列等，可以适当选择。
表面成形层4由具有即使被施加浸渗树脂时的模腔内的压力，厚度实质上也不变的刚性材料形成。表面成形层4使用由例如不锈钢、铝、铁或铜等形成的穿孔金属板即可。表面成形层4的厚度设定为例如0.2mm至3mm左右，优选设定为0.3mm至2mm，更优选设定为0.5mm至1mm。
在本实施方式中，树脂扩散部5由树脂扩散层8构成，在图1中，形成为层叠树脂扩散层8a、8b的结构。
在表面成形层4上层叠有下部树脂扩散层8a。在下部树脂扩散层8a上形成有沿厚度方向贯通的多个孔9。孔9的孔径比形成在表面成形层4上的孔7的孔径大。下部树脂扩散层8a的开孔率优选比表面成形层4的开孔率高，越大对树脂的浸渗越有利。在决定孔9的尺寸方面，重要的是，在成形时，表面成形层4不会凹入到下部树脂扩散层8a的孔9中。例如，若是长圆形或长方形，则需要以短径、短边为基准取得与表面成形层4的刚性之间的平衡，或者，若是圆形、六边形，则需要以直径、对角线为基准取得与表面成形层4的刚性之间的平衡。因此，在前述的孔的尺寸的制约下，下部树脂扩散层8a的开孔率是有极限的。
孔9的形状设定为圆形、长圆形、四边形、六边形、长方形等，选择与形成在表面成形层4上的孔的形状不同的形状即可。孔9的排列被设定为交错排列、栅格排列等，可以适当选择，但为了使相位与形成在表面成形层4上的孔7错开，优选设定为与表面成形层4不同的排列。
下部树脂扩散层8a由即使被施加浸渗树脂时的模腔内的压力，厚度实质上也不变的材料形成。下部树脂扩散层8a使用由例如不锈钢、铝、铁或铜等形成的穿孔金属板即可。下部树脂扩散层8a的开口率在例如10%至60%左右时容易取得，但通过使孔的形状为长方形等这样的办法，开口率还能更高。穿孔金属板的厚度设定为1mm至4mm左右即可。
在下部树脂扩散层8a上层叠有上部树脂扩散层8b。在图1中，上部树脂扩散层8b配置为使一面（上表面）与上模接触，可从树脂供给通道直接注入树脂。上部树脂扩散层8b形成有沿厚度方向贯通的多个孔10。孔10的孔径比形成在下部树脂扩散层8a上的孔9的孔径大。上部树脂扩散层8b的开孔率设定为比下部树脂扩散层8a的开孔率高的范围。孔10的形状设定为圆形、长圆形、四边形、六边形、长方形等，选择与形成在下部树脂扩散层8a上的孔9的形状不同的形状即可。孔10的排列被设定为交错排列、栅格排列等，可以适当选择，但为了使相位与形成在下部树脂扩散层8a上的孔9错开，优选设定为与下部树脂扩散层8a不同的排列。
上部树脂扩散层8b由即使被施加浸渗树脂时模腔内的压力，厚度实质上也不变的材料形成。上部树脂扩散层8b使用由不锈钢、铝、铁或铜等形成的穿孔金属板即可。上部树脂扩散层8b的厚度设定为1mm至4mm左右即可。
图2至图4是表面成形层4或树脂扩散层8所使用的穿孔金属板的一例。如图2至图4所示，穿孔金属板没有镶边。
在上述结构的表面成形层4及树脂扩散层8中，形成在各层上的孔7、9、10与形成在其他层上的孔7、9、10通过重合来连通，形成树脂能够向厚度方向及面方向流动的树脂流路。
接着，对本实施方式的RTM成形方法进行说明。
本实施方式中使用的强化纤维可以采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、金属纤维、硼纤维、氧化铝纤维、碳化硅高强度合成纤维等，尤其优选碳纤维。纤维强化基材11的形态没有特别限定，能够采用单向片材或纺织品等，通常，将它们多片层叠而形成基材，根据需要以事先赋形而成的半成形体的形态使用。此时，也可以形成为在将纤维强化基材11载置在由表面成形层4及树脂扩散层8构成的刚性多孔部件上的状态下进行赋形而成的半成形体。另外，也可以形成为在利用两个刚性多孔部件夹着纤维强化基材11的状态下进行赋形而成的半成形体，而供RTM成形装置100使用。
在本实施方式中，作为树脂，使用形成热固性树脂或热可塑性树脂的RIM用（ResinInjectionMolding（树脂注射模塑成形））单体等。作为热固性树脂，可以列举例如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚乙烯基酯树脂、酚醛树脂、三聚氰二胺树脂，以及双马来酰亚胺三嗪树脂等聚酰亚胺树脂、呋喃树脂、聚氨酯树脂、聚邻苯二甲酸二烯丙酯树脂，还有三聚氰胺树脂、脲醛树脂、氨基树脂等。
另外，也可以使用将自热固性树脂、热可塑性树脂、橡胶中选择的多个混合而成的树脂。
在本实施方式的RTM成形方法中，首先，将纤维强化基材11配置在下模的模腔内。使表面成形层4、下部树脂扩散层8a及上部树脂扩散层8b依次载置在纤维强化基材11上。此时，相邻的各层的孔7、9、10连通，形成树脂流路。之后，使上模与下模接合而合模。也可以在纤维强化基材11与表面成形层4之间插入脱模用布料（脱模布）。接着，自抽吸通道3进行抽吸，对模腔内进行减压。然后，通过树脂注入通道2向模腔内的上部树脂扩散层8b加压注入树脂。
被注入的树脂通过树脂流路向面方向及厚度方向扩散。图5中示出了说明树脂的流动的剖视图。为简化说明，树脂扩散层8形成为一层。在图5中，树脂以穿过形成在上下层（树脂扩散层8及表面成形层4）上的孔的方式流动。形成在上下层上的孔的大小各有不同，因此形成在一个层上的孔能够与形成在另一个层上的两个以上的孔连通。即便假设在一个截面上，上下层的孔如孔A、孔B1那样没有连通，孔A也会与处于另一截面（例如，图5的纸面进深方向）的孔B2（未图示）连通，因此，树脂能够经由孔B2向面方向流动。若使具有形状不同的孔的层相邻，则能够更切实地形成树脂流路。另外，若使按照不同的排列方式穿孔的层相邻，则能够更切实地形成树脂流路。
经由树脂流路扩散的树脂自形成在表面成形层4上的孔7向纤维强化基材11的大致整个面供给，并向纤维强化基材11的板厚方向浸透。此时，剩余的树脂从抽吸通道3排出。在树脂浸渗到整个纤维强化基材11时，停止抽吸。之后，将模腔内保持在规定压力，例如1个大气压（101325Pa）以上，使树脂固化。在将穿孔金属板用作表面成形层4及树脂扩散层8的情况下，该穿孔金属板也可以在对成形体脱模后废弃。因此，脱模后的成形模的清扫变得容易。
在按照本实施方式成形180mm×150mm×板厚25mm的平板型结构部件时，能够使树脂在大约10分钟内浸渗到纤维强化基材。在通过图9所示的自纤维强化基材的一端部浸渗树脂的现有方法同样成形平板型结构部件时，使树脂浸渗到纤维强化基材需要约35分钟。从上述结果可知，根据本实施方式，能够使树脂在短时间内浸渗到纤维强化基材。
〔第二实施方式〕
在本实施方式中，成形体的形状形成为C型。图6中示出了C型结构部件的一例。图6（a）是俯视图，图6（b）是剖视图。在图6中，C型结构部件的大小为300mm×180mm×板厚40mm，凹部100mm×100mm。
图7中示出了用于成形图6所示的C型结构部件的RTM成形装置200的剖视图。与第一实施方式相同，RTM成形装置200具备成形模21、树脂注入通道22、抽吸通道23、表面成形层24及树脂扩散部。
成形模21由上模和下模构成。通过使上模与下模接合而在内部形成模腔。在上模与下模的接合面上配置有密封部件26，从而在上模与下模接合时使模腔内密闭。
树脂注入通道22及抽吸通道23与模腔内连通地设置。在图7中，树脂注入通道22的一端部配置在C型模腔内的一端面侧，抽吸通道23的一端部配置在C型模腔内的另一端面侧。
表面成形层24与第一实施方式相同。
树脂扩散部由一层树脂扩散层28和形成在成形模的与该树脂扩散层28接触的面上的槽（未图示）构成。根据情况，也可以不包括树脂扩散层28。
树脂扩散层28与第一实施方式的上部树脂扩散层8b相同。需要说明的是，在本实施方式中，所成形的成形体的形状为C型，因此树脂扩散层（穿孔金属板）28的厚度优选设定为1mm至4mm。由此，能够使树脂扩散层（穿孔金属板）28与C型的成形体的R部分的形状相一致。
形成在成形模上的槽成为与树脂注入通道22连通的条形槽。条形槽的形状可以形成为V形（三角）。由此，脱模后的清扫变得容易。条形槽的形成位置可以适当设定。
接着，对本实施方式的RTM成形方法进行说明。将纤维强化基材31配置在模腔内，并在该纤维强化基材31上依次载置表面成形层24及树脂扩散层28。此时，形成在成形模上的槽与形成在树脂扩散层28上的孔连通，且表面成形层24的孔与树脂扩散层28的孔连通，形成树脂流路。也可以在纤维强化基材31与表面成形层24之间插入脱模用布料（脱模布）。利用抽吸通道23进行抽吸而对模腔内减压，并且自树脂注入通道22加压注入树脂。
从树脂注入通道22加压注入到模腔内的树脂进入到树脂扩散层28，并且在条形槽内通过而向与成形模21接触的树脂扩散层28的面方向扩散。因此，即使在树脂扩散层28是一层的情况下，也能够使树脂向表面成形层24迅速扩散。
树脂通过树脂流路向面方向及厚度方向扩散。树脂从形成在表面成形层24上的多个孔向纤维强化基材31的大致整个面供给，并向纤维强化基材31的板厚方向浸透。此时，剩余的树脂从抽吸通道23排出。在树脂浸渗到整个纤维强化基材31时，停止抽吸。之后，将模腔内保持在规定压力，使树脂固化而形成为成形体。
根据第一实施方式及第二实施方式，通过设置表面成形层及树脂扩散部，能够使加压注入到模腔内的树脂扩散，从纤维强化基材的大致整个面进行供给。另外，由于使树脂向纤维强化基材的板厚方向流动，所以与现有方法（图8）相比，树脂在纤维强化基材内通过的距离变短。因此，即使在使用高粘度的树脂的情况下，也能够在不引起纤维弯曲等的情况下使树脂浸渗到纤维强化基材。另外，即使成形体的厚度为40mm左右的厚度，也能够不残留未浸渗区域地在短时间内使树脂浸渗到纤维强化基材。成形过程中，表面成形层变为被向纤维强化基材侧推压的状态，但通过缩小形成在表面成形层上的孔的孔径，能够防止表面成形层的孔形状转印到成形体表面上。表面成形层及树脂扩散层具有在成形过程中的模腔内的压力状态下不变形的刚性。因此，即使在表面成形层及树脂扩散层介于成形模与纤维强化基材之间的情况下，也能够确保成形体的高的尺寸（板厚）精度。
在第一实施方式及第二实施方式中，将表面成形层及树脂扩散部设置在了纤维强化基材的树脂注入侧，但设置表面成形层及树脂扩散部的位置不限于此。表面成形层及树脂扩散部也可以设置在纤维强化基材的树脂排出侧，或者设置在树脂注入侧和树脂排出侧这两面。
根据上述结构的RTM成形装置，通过调整树脂扩散层的片数和厚度，还能够使用相同的成形模成形不同板厚的成形体。即，如果是厚度的略微变更，就不需要重新准备模具。另外，能够应用对刚性多孔部件和纤维强化基材都进行赋形而成的半成形品。这样的半成形品能够防止在输送时损伤或者变形。
附图标记说明
1、21成形模
2、22树脂注入通道
3、23抽吸通道
4、24表面成形层
5树脂扩散部
6、26密封部件
7、9、10孔
8、8a、8b树脂扩散层
11、31纤维强化基材
40中间部件
41多孔板
100、200RTM成形装置

Claims (21)

1.一种RTM成形装置，其特征在于，具备内部形成有模腔的成形模和与所述模腔连通的树脂注入通道及抽吸通道，
将纤维强化基材配置于所述模腔，对所述模腔内减压，并且将树脂组合物注入所述模腔内而使该树脂组合物浸渗到所述纤维强化基材来成形成形体，
在所述纤维强化基材的至少一面侧具备：
表面成形层，配置在所述纤维强化基材与所述成形模之间，形成有多个贯通孔，且具有在所述模腔内被减压时所述模腔内的压力状态下，厚度实质上不变的刚性；
树脂扩散部，位于所述表面成形层的与所述纤维强化基材相反的一侧，包括与所述表面成形层的多个贯通孔连通地形成的树脂流路，
所述树脂扩散部由至少一个树脂扩散层构成，该至少一个树脂扩散层配置在所述表面成形层与所述成形模之间，具有在所述压力状态下厚度实质上不变的刚性，且形成有孔径比形成在与所述纤维强化基材侧相邻的层上的贯通孔大的多个贯通孔，形成在各层上的贯通孔与形成在相邻的其他层上的贯通孔连通而形成树脂流路。
2.如权利要求1所述的RTM成形装置，其特征在于，所述表面成形层的所述贯通孔的孔径被设定为在所述模腔内被减压时的压力状态下孔形状不转印到所述成形体上的规定值以下。
3.如权利要求1所述的RTM成形装置，其特征在于，
在所述纤维强化基材的被注入树脂的一侧或排出树脂的一侧中的至少一方的面上具备所述树脂扩散部，
所述树脂扩散部设置在所述纤维强化基材的被注入树脂的一侧的情况下，所述树脂流路与所述树脂注入通道连通，
所述树脂扩散部设置在所述纤维强化基材的排出树脂的一侧的情况下，所述树脂流路与所述抽吸通道连通。
4.如权利要求1至3中任一项所述的RTM成形装置，其特征在于，所述树脂扩散层是由穿孔金属板构成的多孔板。
5.如权利要求1所述的RTM成形装置，其特征在于，所述表面成形层是由穿孔金属板构成的多孔板。
6.如权利要求1所述的RTM成形装置，其特征在于，形成在所述表面成形层上的贯通孔的孔径为0.3mm以上2mm以下。
7.如权利要求1至3中任一项所述的RTM成形装置，其特征在于，形成在所述表面成形层及所述树脂扩散层上的贯通孔形成为与形成在相邻的其他层上的贯通孔不同的形状。
8.如权利要求1至3中任一项所述的RTM成形装置，其特征在于，形成在所述表面成形层及所述树脂扩散层上的贯通孔与形成在相邻的其他层上的贯通孔相位彼此错开而配置。
9.如权利要求1所述的RTM成形装置，其特征在于，
所述树脂扩散部包括形成在所述成形模的所述纤维强化基材侧的面上的槽，
该槽与所述树脂注入通道及相邻的层的贯通孔连通而形成树脂流路。
10.如权利要求1所述的RTM成形装置，其特征在于，
所述树脂扩散部包括形成在所述成形模的所述纤维强化基材侧的面上的槽，
该槽与所述抽吸通道及相邻的层的贯通孔连通而形成树脂流路。
11.一种RTM成形方法，其特征在于，将纤维强化基材配置于形成在成形模的内部的模腔，经由抽吸通道对所述模腔内减压，并且经由树脂注入通道将树脂组合物注入所述模腔内，使该树脂组合物浸渗到所述纤维强化基材来成形成形体，包括：
在配置于所述模腔的纤维强化基材上，配置形成有多个贯通孔、且具有在所述模腔内被减压时所述模腔内的压力状态下厚度实质上不变的刚性的表面成形层的工序；
将包括树脂路径的树脂扩散部，以所述树脂路径与所述表面成形层的贯通孔连通的方式，设置在所述表面成形层的与所述纤维强化基材相反的一侧的工序，
在设置所述树脂扩散部的工序中，
作为所述树脂扩散部，将至少一个树脂扩散层以形成在各层上的贯通孔与形成在相邻的其他层上的贯通孔连通而形成树脂流路的方式配置在所述表面成形层与所述成形模之间，所述至少一个树脂扩散层形成有孔径比形成在与所述纤维强化基材侧相邻的层上的贯通孔大的多个贯通孔，且具有在所述压力状态下厚度实质上不变的刚性。
12.如权利要求11所述的RTM成形方法，其特征在于，将所述表面成形层的所述贯通孔的孔径设定为在所述模腔内被减压时的压力状态下孔形状不转印到所述成形体上的规定值以下。
13.如权利要求11或12所述的RTM成形方法，其特征在于，所述树脂扩散层是由穿孔金属板构成的多孔板。
14.如权利要求11所述的RTM成形方法，其特征在于，所述表面成形层是由穿孔金属板构成的多孔板。
15.如权利要求11所述的RTM成形方法，其特征在于，形成在所述表面成形层上的贯通孔的孔径为0.3mm以上2mm以下。
16.如权利要求11或12所述的RTM成形方法，其特征在于，在设置所述树脂扩散部的工序中，使形成有形状互不相同的贯通孔的层相邻地配置。
17.如权利要求11或12所述的RTM成形方法，其特征在于，在设置所述树脂扩散部的工序中，使以不同的相位形成多个贯通孔的层彼此相邻地配置。
18.如权利要求11所述的RTM成形方法，其特征在于，在设置所述树脂扩散部的工序中，在所述成形模的所述纤维强化基材侧的面上，形成与所述树脂注入通道及相邻的层的贯通孔连通的槽。
19.如权利要求11所述的RTM成形方法，其特征在于，在设置所述树脂扩散部的工序中，在所述成形模的所述纤维强化基材侧的面上，形成与所述抽吸通道及相邻的层的贯通孔连通的槽。
20.一种半成形体，其特征在于，应用于RTM成形装置，该RTM成形装置具备内部形成有模腔的成形模和与所述模腔连通的树脂注入通道及抽吸通道，将纤维强化基材配置于所述模腔，对所述模腔内减压，并且将树脂组合物注入所述模腔内而使该树脂组合物浸渗到所述纤维强化基材来成形成形体，
该半成形体在所述纤维强化基材的单面或双面具备：
表面成形层，形成有多个贯通孔，且具有在所述模腔内被减压时所述模腔内的压力状态下厚度实质上不变的刚性；
树脂扩散部，配置在所述表面成形层的与所述纤维强化基材相反的一侧，包括与所述表面成形层的多个贯通孔连通地形成的树脂流路，
所述树脂扩散部由至少一个树脂扩散层构成，该至少一个树脂扩散层配置在所述表面成形层与所述成形模之间，具有在所述压力状态下厚度实质上不变的刚性，且形成有孔径比形成在与所述纤维强化基材侧相邻的层上的贯通孔大的多个贯通孔，形成在各层上的贯通孔与形成在相邻的其他层上的贯通孔连通而形成树脂流路。
21.如权利要求20所述的半成形体，其特征在于，所述表面成形层的所述贯通孔的孔径被设定为在所述模腔内被减压时的所述模腔内的压力状态下孔形状不转印到所述成形体上的规定值以下。
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