CN103328178A - Frp的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种FRP的制造方法，该方法中，在成型模具的模腔内配置由增强纤维基材制成的预成型体，在成型模具中设置树脂注入通路和至少抽吸空气的抽吸通路，在模腔内，使来自树脂注入通路的树脂沿着朝向抽吸通路的方向流动，从而使该树脂含浸在预成型体中，所述FRP的制造方法的特征在于，在预成型体本身上形成高流阻区域，该高流阻区域使在预成型体内流动的树脂有一部分难以流动，通过该高流阻区域来控制沿着朝向抽吸通路的方向流动中的树脂的流动前沿，使得该树脂的流动前沿处于相应于成型产品的形状预先规定好的允许区域内。可获得无空气阱的品质良好的成型品。

Description

FRP的制造方法
技术领域
本发明涉及一种FRP(Fiber Reinforced Plastic：纤维增强塑料)的制造方法，特别涉及通过RTM(Resin Transfer Molding：树脂传递成型)法使注入树脂含浸在由增强纤维基材制成的预成型体中的FRP的制造方法的改进。
背景技术
已知被称为所谓的RTM多点注入法的RTM法，在该方法中，在成型模具的模腔内配置由增强纤维基材制成的预成型体，从面对着该预成型体的一面而开口的多个树脂注入口注入树脂，从而使该树脂含浸在预成型体的增强纤维基材中(例如专利文献1)。另外，也已知被称为所谓的线注入法的RTM法，在该方法中，在预成型体的端面侧设置沿着端面延伸的树脂注入线，从配置在模腔内的预成型体的端面供给、注入树脂。
与线注入法相比，上述多点注入法能使树脂分别从配设在预成型体的一面上的多个注入点朝四面八方扩散，因此具有高速含浸性优异的优点。另外，因为将注入点配置在预成型体的一面上，所以受到易在预成型体周围产生的竞流现象(race tracking，从不同方向流过来的树脂彼此相互限制流动、形成筋状的滞留部等的现象)等特异性流动的影响小，能使来自各注入点的注入树脂以与预成型体的阻力相对应的流动前沿形状(树脂流的前端部的形状)、与注入口的形状相对应的流动前沿形状扩散(例如对于圆形的注入口、等厚的预成型体、准各向同性层叠预成型体，容易成为圆形的流动前沿形状)。但是，因为是向封闭的成型模具内注入树脂的方法，所以有时在欲成型的产品的区域内容易产生空气阱，对于这种情况下，也介绍了通过真空抽吸来辅助树脂注入、含浸的方法。
另一方面，线注入法中，因为从规定的树脂注入线沿特定的方向注入树脂，所以树脂的注入速度比较容易控制，也容易监控流动前沿的位置及其行进程度。但是，如果流动前沿的形状线未按所希望的形状行进，或是产生流动前沿难以到达的部位，则容易产生含浸树脂不足部(树脂缺乏部、树脂未含浸部)，而且担心会产生表面品质不够良好的部位。
专利文献1：日本特开2010-89501号公报
发明内容
然而，上述多点注入法、线注入法中都仍然留有如下问题：在预成型体周围容易产生竞流现象，树脂先一步在预成型体外周部流动，空气被捕获在产品内。如果空气被捕获在产品内，则容易产生树脂缺乏部、树脂未含浸部，而且担心成型品会产生表面品质不够良好的部位。
例如，在上述RTM多点注入法中，有时会产生以下问题。取决于预成型体的阻力、树脂注入口形状的流动前沿形状未必一定与欲成型的成型产品的形状一致。因此，有可能由于竞流现象等而在产品的范围内引发空气阱。另外，在通过真空抽吸来辅助的方法中，由于要兼顾成型循环时间，因此经常无法分出足够的时间来完全达到真空状态。因此，特别是在大的成型模具(模腔)的情况下，有时会最终以捕获了空气的状态结束成型。进而，作为减少空气阱的方法，也有将空气和树脂一起(因为分离困难，所以以含泡树脂的形式)抽吸、排出的方法，但排出口的清洗繁琐，产生其它问题。
因此，鉴于上述现有技术的局限性，本发明的课题在于提供一种采用RTM法的FRP的制造方法，该方法能获得无空气阱的品质良好的成型品，特别是能用完全密闭型的成型模具获得无空气阱的成型品。
为了解决上述课题，本发明的FRP的制造方法包含如下所述的方法：该方法中，在成型模具的模腔内配置由增强纤维基材制成的预成型体，在所述成型模具中设置注入树脂的树脂注入通路和至少抽吸空气的抽吸通路，在所述模腔内，使来自所述树脂注入通路的注入树脂沿着朝向所述抽吸通路的方向流动，从而使该注入树脂含浸在预成型体的增强纤维基材中，所述FRP的制造方法的特征在于，在所述预成型体本身上形成高流阻区域，该高流阻区域使在所述预成型体内流动的树脂有一部分难以流动，通过所述高流阻区域来控制沿着朝向所述抽吸通路的方向流动中的树脂的流动前沿，使得该树脂的流动前沿处于相应于要成型的产品的形状预先规定好的允许区域内。
上述本发明的FRP的制造方法中，为了对上述RTM多点注入法加以改进，例如可以采用如下方案：由面对着配置在所述模腔内的预成型体的一面而开口的多个树脂注入口形成所述树脂注入通路，在相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上，以沿着预成型体的外周部延伸的方式形成所述高流阻区域，该高流阻区域使从所述预成型体的内侧朝向预成型体的外周部地在预成型体内流动的树脂有一部分难以流动(第一方案的FRP的制造方法)。藉由该方案，能够控制所述树脂的流动前沿，使其处于相应于要成型的产品的形状预先规定好的允许区域内。
另外，为了对上述线注入法加以改进，例如可以采用如下方案：由设置在所述预成型体周围的流道形成所述树脂注入通路，并且将所述抽吸通路配置在预成型体的中央部，在与抽吸通路的周围相对应的部分形成所述高流阻区域，该高流阻区域使从该部分的周围朝向该部分地在预成型体内流动的树脂在该部分内难以流动(第二方案的FRP的制造方法)。藉由该方案，也能够控制所述树脂的流动前沿，使其处于相应于要成型的产品的形状预先规定好的允许区域内。该第二方案中，所述高流阻区域基本上形成在相对于要成型的产品位于产品外的位置或要成型的产品中不要求外观的美观性的位置上。
上文中，高流阻区域内的树脂的流动困难程度的优选范围例如可以用渗透性(permeability)来表示。这里，关于树脂对增强纤维基材的含浸性即渗透性，已知一般以下式表示。
Figure BPA0000175229780000041
I：渗透性、ε：基材的阻力、α：常数、P：基材内的真空压、μ(t)：粘度、t：经过时间
这里，渗透性相当于树脂含浸在增强纤维基材中的距离(厚度)。如果用渗透性来表示上述高流阻区域内的树脂的流动困难程度，则相对于要成型的产品的范围内的部位的渗透性，高流阻区域的渗透性优选为0.8倍以下，更优选为0.5倍以下。
上述本发明的第一方案的FRP的制造方法中，增大树脂的流阻、使树脂有一部分难以流动的高流阻区域形成于预成型体本身，该高流阻区域在相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上以沿着预成型体的外周部延伸的方式形成。从多个树脂注入口的各注入点注入的树脂的流动前沿在初期阶段分别以圆形或与圆形近似的形状扩散，接着，扩散的各流动前沿合流，以不规则的状态或部分维持圆形形状等的状态朝向预成型体的外周部扩散。最终，如果该流动前沿的一部分到达上述高流阻区域，则在该到达部分，树脂的流阻急剧增大，因此流动前沿的扩散在该部分暂时被抑制。接着，相邻的尚未到达高流阻区域的区域内的流动前沿朝向预成型体的外周部扩散，依次到达高流阻区域，与上述同样地，在到达高流阻区域的部位，树脂的流阻急剧增大，因此流动前沿的扩散在该部分暂时被抑制。上述树脂流动行为依次进行，其结果是，从预成型体的内侧朝向预成型体的外周部扩散的树脂充满(扩散至)由高流阻区域围成的范围内的、至少是要成型的产品的区域的整个范围，在该树脂扩散的过程中，内部存在的空气(气泡)依次被向位于产品的范围外的高流阻区域侧挤出。其结果是，在要成型的产品的整个区域内，注入树脂良好地含浸在预成型体的增强纤维基材中，而不会卷入空气，能够获得在原封不动地发挥出RTM多点注入法的优异的高速含浸性的优点的同时也没有空气阱的理想的成型品。需要说明的是，虽然在预成型体本身上设置上述高流阻区域，但因为该高流阻区域形成在要成型的产品外的位置，所以只要在规定的成型后除去即可。藉由该除去，材料的收率可能有一定程度的降低，但能得到远比其更大的、无空气阱的优异品质和由多点注入法的优异的高速含浸性所带来的成型循环时间缩短的优点。这里，因为高流阻区域形成在要成型的产品外的位置，所以从材料的收率等方面考虑，优选预先将其控制成所需最小限度的面积。另一方面，可以说是只要能在产品的周围设置高流阻区域，就无需将基材端部切割平整的成型方法。因此，从无需将端部切割平整的工序且能稳定地成型产品这一点来看是优选的。
上述第一方案的FRP的制造方法中，优选在上述预成型体的高流阻区域的外侧，以沿着该高流阻区域延伸的方式由成型模具形成空气阱区域，该空气阱区域至少抽吸通过高流阻区域被排出的空气。如果像这样在高流阻区域的外周侧形成空气阱区域，则如上所述，虽然树脂的流动前沿的扩散被高流阻区域暂时抑制，但因为和树脂一起被挤出的空气远比树脂更容易流动，所以该空气通过高流阻区域被输送或抽吸至空气阱区域。因此，在要成型的产品内的范围内，空气更加难以残留，成型品的品质进一步提高。
上述空气阱区域的体积优选为是产品范围内的空间体积的0.1倍以上、50倍以下。更优选为通过树脂注入压力压缩上述空间体积时的压缩后空间体积的0.1倍以上、2倍以下。上述空间体积被抽真空时，只要根据其比例相应地减少即可。在该空气阱区域内(即与成型产品无关的位置)，只要至少空气被捕获即可，更优选被捕获的空气从在空气阱区域的合适的位置开口的抽吸口被抽吸、除去。
另外，优选在开口于上述空气阱区域内的抽吸口的设置部或其附近，由成型模具形成流路缩小部，该流路缩小部在树脂通过高流阻区域被排出时使该树脂难以流动。即，即使树脂流动至空气阱区域的抽吸口附近，也会通过流路缩小部的作用，从而在不大幅降低空气抽吸性能的情况下，抑制树脂被抽吸至抽吸口内。上述抽吸口优选配置在距树脂注入口最远的位置50cm2的范围内。进而，为了形成上述流路缩小部，抽吸口附近的模腔厚度优选较薄。该模腔厚度例如按照满足下式的条件来决定。
2.5×10-6mm＜t2/L
t＜t’
t(mm)：抽吸口附近的模腔厚度、t’(mm)：抽吸口附近外的模腔厚度、L(mm)：从抽吸口附近到附近外的最小距离
利用该设定，能高效且尽可能地减少成型模具内的空气。
另外，优选在上述抽吸口附近配置树脂检测传感器，在抽吸口的设置部附近，当有树脂通过上述高流阻区域被排出时检测该树脂。如果这样，则能在不将树脂从抽吸口排出的情况下停止含浸。
另外，上述高流阻区域也可以通过在相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上利用成型模具来减小预成型体的外周部的厚度来形成，也可以通过在相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上预先提高预成型体的外周部的增强纤维密度来形成。
另外，可以使多个树脂注入口构成为能分别独立地控制开闭的树脂注入口，控制各树脂注入口的打开时机，使得从各树脂注入口注入的树脂流的前端实质上同时到达上述高流阻区域。即，树脂注入点有多个的情况下，控制打开注入口的时机，使得来自所有注入点的注入树脂实质上同时到达难以流动的上述高流阻区域。通过像这样进行控制，能够以所需最小限度的树脂注入量进行所希望的树脂注入、含浸。
上述第二方案的FRP的制造方法中，在预成型体的周围设置用于注入树脂的流道，由该流道从预成型体的周围朝向预成型体的中央部注入树脂，并且将抽吸通路配置在预成型体的中央部，在抽吸通路周围的预成型体本身上形成高流阻区域，该高流阻区域增大树脂的流阻，使树脂有一部分难以流动。从流道注入的树脂流向配置于预成型体的中央部的抽吸通路，注入树脂的流动前沿也朝向抽吸通路行进。最终，如果该流动前沿的一部分到达形成于抽吸通路周围的上述高流阻区域，则在该到达部分，树脂的流阻急剧增大，因此流动前沿的扩散在该部分暂时被抑制。接着，相邻的尚未到达高流阻区域的区域内的流动前沿朝向形成于抽吸路周围的高流阻区域扩散，依次到达高流阻区域，与上述同样地，在到达高流阻区域的部位，树脂的流阻急剧增大，因此流动前沿的扩散在该部分暂时被抑制。上述树脂流动行为依次进行，其结果是，从预成型体的外周部朝向预成型体的内侧扩散的树脂的整个流动前沿至少到达高流阻区域，注入树脂充分地充满(扩散至)由高流阻区域围成的范围内以外的预成型体区域的整个区域，在该树脂扩散的过程中，内部存在的空气(气泡)依次向由高流阻区域围成的范围内、即设置有抽吸通路的部位集中。其结果是，在作为目标的预成型体的整个区域内，注入树脂良好地含浸在预成型体的增强纤维基材中，而不会卷入空气，能够获得无空气阱的理想的成型品。需要说明的是，虽然在预成型体本身上设置上述高流阻区域，但因为该高流阻区域如上所述地基本形成在相对于要成型的产品位于产品外的位置上，或者形成在要成型的产品中不要求外观的美观性的位置上，所以不会成为问题，可以保持不变残留下来，也可以根据需要在成型后除去。这里，从材料的收率等方面考虑，高流阻区域优选控制成所需最小限度的面积。高流阻区域位于产品外的情况下，通过从抽吸通路导入介质(相同的树脂、比注入树脂更快固化的树脂、压缩性流体)，也能提高成型品品质。
上述第二方案的FRP的制造方法中，优选在上述抽吸通路的设置部附近检测流入上述高流阻区域内的树脂。如果这样，则能在不将树脂从抽吸通路排出的情况下停止含浸。作为树脂检测传感器，例如能够使用感应式传感器、使用光纤的传感器、压力传感器等。
另外，上述高流阻区域也可以通过利用成型模具来减小该高流阻区域内的预成型体的厚度来形成，也可以通过预先提高高流阻区域内的预成型体中的增强纤维密度来形成。
另外，上述第一及第二方案的FRP的制造方法中，也可以由多片增强纤维基材的层叠体形成预成型体，使内层的增强纤维基材的树脂的流阻低于表层的增强纤维基材的树脂的流阻。即，预先在预成型体的中层加入流动性良好的层。该流动性良好的层相对于流动性差的上述高流阻区域，以渗透性的平均值计优选为10倍以上。更优选为50倍以上。另外，预成型体的中层的渗透性优选为比表层好1.5倍以上。更优选为2倍以上。由此，为了提高成型品的表面品质，能使空气尽可能地不逸出至外表面侧，而是尽可能地蓄积。内部的空气如上所述地通过流动性良好的中层而被向抽吸通路设置部侧挤出。
进而，也优选预先使要成型的产品的范围内的配置在模腔内之前的预成型体的厚度大于对应的模腔的高度。例如，优选使预成型体厚度以增强纤维的体积含有率换算比模腔的高度厚0.5％以上、20％以下。如果像这样，则由于成型模具的合模，预成型体从两面被合适的按压力按压，处于一定程度上被压缩的状态，因此成型模具的内面和预成型体的表面良好地密合，即使在来自树脂注入通路的注入树脂中含有少量的空气的情况下，也能抑制该含有的空气或含空气的树脂在预成型体表面移动，能有助于提高成型品的表面品质。
如上所述，通过本发明的FRP的制造方法，能够获得不会产生不希望产生的空气阱的高品质的成型品。第一方案的FRP的制造方法中，在实质上原封不动地发挥出RTM多点注入法的高速含浸性优异的优点来维持高生产性的同时，通过预先在预成型体本身的相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上形成高流阻区域，能够获得在产品的范围内不产生不希望产生的空气阱的高品质的成型品。特别是通过预先在高流阻区域的外侧形成空气阱区域，适当地抽吸、除去所排出的空气，能够高效地获得更高品质的成型品。
另外，第二方案的FRP的制造方法中，可以主动地将从流道注入的树脂控制成理想的流动，使得其流动前沿整体到达高流阻区域，从而能够在不使将要成为产品的预成型体区域内产生不希望产生的空气阱的情况下得到高品质的成型品。
附图说明
图1是用于实施本发明的第一方案的方法的RTM成型装置的简要纵剖图，是沿着图2的B-B线的剖视图。
图2是从上表面侧观察图1的装置的成型模具内部的简要透视俯视图。
图3是沿着图2的A-A线的局部放大剖视图。
图4是表示图2的成型模具内的注入树脂的扩散过程的简要俯视图。
图5是表示比较用的现有的成型模具内的注入树脂的扩散状态的一例的简要俯视图。
图6是用于实施本发明的第二方案的方法的RTM成型装置的简要纵剖图，是沿着图7的B-B线的剖视图。
图7是从上表面侧观察图6的装置的成型模具内部的简要透视俯视图。
图8是沿着图7的A-A线的局部放大剖视图。
图9是表示图7的成型模具内的注入树脂的扩散过程的简要俯视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1所示为用于实施本发明的第一方案的方法的RTM成型装置的一例。图1中，RTM成型装置1具有上模4和下模5，该上模4和下模5作为形成模腔2的成型模具3，上模4通过加压机构6而合模、开模。在模腔2内配置预成型体7，该预成型体7由增强纤维基材的层叠体制成，例如预先赋形为规定形状。在该预成型体7配置在模腔2内的状态下，将上模4和下模5相对地合模，从树脂供给通路8供给用于构成FRP的树脂，从面对着预成型体7的一面(上表面)而开口的作为多个树脂注入通路的树脂注入口9向模腔2内注入树脂，使该树脂含浸在构成预成型体7的增强纤维基材中。树脂注入口9通过例如销状的阀体10而开闭，模腔2的周围用密封材料12密封。成型模具3例如通过在热媒流通通路11中流通的热媒而被加热、冷却，成型模具3在树脂注入时被加热以谋求树脂的良好的含浸，在树脂含浸后被冷却(也可以自然放冷)以使注入、含浸的树脂固化，从而制成规定的FRP成型品。
多个树脂注入口9在俯视观察时与预成型体7的一面相对，例如图2所示那样配置。预成型体7在俯视观察时形成得比要成型的产品的外形21更大，在该预成型体7本身上，在相对于要成型的产品的外形21位于产品外的位置上，以沿着预成型体7的外周部延伸的方式形成高流阻区域22，该高流阻区域22使从预成型体7的内侧(比产品外形21更靠内侧的区域)朝向预成型体7的外周部扩散的树脂有一部分难以流动。本实施方式中，如图3所示，在相对于产品外形22位于产品外的位置上，利用成型模具3(上模4、下模5)来减小预成型体7的外周部的厚度，由此形成该高流阻区域22。这里，也可以如上所述，在相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上，预先提高预成型体的外周部的增强纤维密度，由此形成高流阻区域。
如图2、图3所示，在上述高流阻区域22的外侧，以沿着该高流阻区域22延伸的方式由成型模具3形成空气阱区域23，该空气阱区域23至少抽吸通过高流阻区域22被排出的空气。相对于该空气阱区域23，在距离多个树脂注入口9中的任一个最远的位置、例如距离为距离24的位置上设置作为抽吸通路的抽吸口25，在该抽吸口25的设置部或其附近，由成型模具3形成流路缩小部26，该流路缩小部26在树脂通过高流阻区域22被排出时使该树脂难以流动并捕获空气(图3)。优选的是，在该抽吸口25的设置部附近设置树脂检测传感器27，该树脂检测传感器27在有树脂通过高流阻区域22被排出时检测该树脂。例如图3所示，来自抽吸口25的抽吸能通过销状的阀体28的开闭动作来控制。
另外，虽然省略图示，但也能够使多个树脂注入口9构成为能分别独立地控制开闭的树脂注入口，并且设置控制设备，该控制设备控制各树脂注入口9的打开时机，使得从各树脂注入口9注入的树脂流的前端(流动前沿)实质上同时到达高流阻区域22。
使用如上所述构成的RTM成型装置1来实施的本发明的FRP的制造方法中，从各树脂注入口9注入的树脂流例如如图4的(A)～(E)所示行进。如图4的(A)所示，如果开始从各树脂注入口9进行树脂注入，则注入的树脂的流动前沿31的形状以圆形状态扩散。最终，各流动前沿31的一部分彼此合流，经过图4的(B)所示的状态而到达图4的(C)所示的状态。当朝向预成型体7的外周部扩散的树脂流的流动前沿31有一部分到达高流阻区域22时，在该到达部分，树脂的流动阻力急剧增大，流动前沿31的扩散暂时被抑制。该抑制状态沿着高流阻区域22的延伸方向依次行进，最终如图4的(D)所示，树脂的流动至少行进至产品外径21以内的整个区域，进而行进至高流阻区域22的大半部分，进而行进至空气阱区域23的抽吸口25附近以外的部分。当流动前沿31的扩散行进至抽吸口25的附近部位时，只要停止抽吸口25的抽吸即可。即使停止，因为之前的抽吸所形成的负压仍残存着，所以如图4的(E)所示，产生捕获空气压缩部32，树脂充分地遍布至抽吸口25的临近部。
上述树脂流的流动前沿31的扩散过程中，从预成型体7的内侧朝向预成型体7的外周部扩散的树脂至少充分且良好地充满要成型的产品的区域的整个范围，含浸在预成型体7的增强纤维基材内，随着该树脂的扩散，预成型体7内部存在的空气、甚至是混杂在树脂中的空气(气泡)也依次被向位于产品的范围外的高流阻区域22侧挤出，进而被向空气阱区域23挤出。因此，在要成型的产品的整个区域内，注入树脂选择性地良好地含浸在预成型体的增强纤维基材中，而不会卷入空气，能够获得在原封不动地发挥出RTM多点注入法的优异的高速含浸性的优点来实现成型循环时间的缩短的同时也没有空气阱的理想的成型品。进行规定的成型后，只要将设置在产品外形21外的高流阻区域22和含浸在其中的树脂根据需要一起除去即可。
图5所示为比较用的现有的RTM成型中的从树脂注入口42对预成型体41注入的树脂的流动前沿43的扩散的例子。即使在产品区域内，在树脂难以经过的位置上仍会产生空气阱区域44，产生箭头所示的不希望产生的空气流，成型产品中容易捕获空气。
图6所示为用于实施本发明的第二方案的方法的RTM成型装置的一例。图6中，RTM成型装置101具有上模104和下模105，该上模104和下模105作为形成模腔102的成型模具103，上模104通过加压机构106而合模、开模。在模腔102内配置预成型体107，该预成型体107由增强纤维基材、例如增强纤维基材的层叠体制成，例如预先赋形为规定形状。在该预成型体107配置在模腔102内的状态下，将上模104和下模105相对地合模，从设置在预成型体107周围的流道108朝向预成型体107供给用于构成FRP的树脂，针对模腔102设置作为抽吸通路的抽吸口109，通过抽吸使注入树脂含浸在构成预成型体107的增强纤维基材中。树脂向流道108的供给通过在该流道108的合适部位开口的树脂注入口110(图示于图7)来进行。抽吸口109通过例如销状的阀体111而开闭，相对于模腔102，流道108的周围用密封材料112密封。成型模具103例如通过在热媒流通通路113中流通的热媒而被加热、冷却，成型模具103在树脂注入时被加热以谋求树脂的良好的含浸，在树脂含浸后被冷却(也可以自然放冷)以使注入、含浸的树脂固化，从而制成规定的FRP成型品。
例如图7所示为平面的配置，上述抽吸口109配置在预成型体107的中央部，在预成型体107本身的与抽吸口109的周围相对应的部分形成高流阻区域121，该高流阻区域121使从该部分的周围朝向该部分流动的树脂在该部分内难以流动。该高流阻区域121形成在相对于要成型的产品位于产品外的位置或要成型的产品中不要求外观的美观性的位置，本实施方式中，如图8所示，利用成型模具103(上模104、下模105)使产品区域内的预成型体107的厚度在高流阻区域121内局部地减小，由此形成该高流阻区域121。这里，也可以如上所述，预先提高该高流阻区域内的预成型体的增强纤维密度，由此形成高流阻区域。
本实施方式中，在预成型体外周部122内设定要成型的产品的外形123，在预成型体107的周围以沿着预成型体外周部122在整个外周延伸的方式设置上述流道108。对于流道108，如上所述从在该流道108的合适部位开口的树脂注入口110供给树脂。另外，在高流阻区域121内的抽吸口109的设置部附近设置树脂检测传感器124，该树脂检测传感器124检测流入高流阻区域121内的树脂。
使用如上所述构成的RTM成型装置101来实施的本发明的FRP的制造方法中，从各树脂注入口110供给至流道108内的树脂一边在流道108内流动，一边从流道108朝向预成型体107从预成型体107的周围注入。该注入树脂的流动例如如图9的(A)～(D)所示行进。如图9的(A)所示，如果从流道108朝向预成型体107地从预成型体107的周围开始注入，则表示注入的树脂流的前端部的流动前沿131的形状从预成型体外周部122朝向预成型体107的内侧扩散。该流动前沿131的内侧区域表示树脂的未含浸区域132，但随着流动前沿131的行进，如图9的(B)所示，未含浸区域132不规则地逐渐变窄。最终，流动前沿131的一部分到达高流阻区域121，在该到达部分，树脂的流阻急剧增大，因此流动前沿131的扩散暂时被抑制。未到达高流阻区域121的流动前沿131部分依次到达高流阻区域121，最终如图9的(C)所示，整个流动前沿131都到达高流阻区域121，未含浸区域132处于高流阻区域121的范围内。然后，如果由树脂检测传感器124检测到树脂到达抽吸口109附近这一情况，则由上述阀体111关闭抽吸口109，停止伴随抽吸的树脂的注入、含浸。即使停止抽吸，因为之前的抽吸所形成的负压仍残存着，所以树脂的朝向抽吸口109的流动仍在进行，如图9的(D)所示，伴有空气阱的空隙区域133实质上缩小至抽吸口109的范围内。包含该空隙区域133及上述高流阻区域121的区域例如成为产品外区域134，因此只要在成型后除去即可，或者在外观美观性上没有问题的情况下可以保持不变残留下来。
在如上所述的树脂流受到主动控制的流动前沿131的扩散过程中，从预成型体107的外周部朝向预成型体107的内侧扩散的树脂在空气不被捕获的情况下充分且良好地充满要成型的产品的区域的整个范围，或者充满在外观上要求所希望的表面品质的区域的整个范围内，含浸在预成型体107的增强纤维基材内，随着该树脂的扩散，预成型体107内部存在的空气、甚至是混杂在树脂中的空气(气泡)也依次被向位于上述区域的范围外的高流阻区域121侧挤出，进而被向抽吸口109的设置部挤出。因此，在目标产品的整个区域内，注入树脂选择性地良好地含浸在预成型体的增强纤维基材中，而不会卷入空气，能实现无空气阱的理想的成型状态。
工业实用性
本发明的FRP的制造方法能应用于采用所谓的RTM法的FRP的制造，特别适合于要求以较短的循环时间来成型品质优异的成型品的大量生产。
附图标记说明
1  RTM成型装置
2  模腔
3  成型模具
4  上模
5  下模
6  加压机构
7  预成型体
8  树脂供给通路
9  树脂注入口
10 阀体
11  热媒流通通路
12  密封材料
21  产品外形
22  高流阻区域
23  空气阱区域
24  距离
25  抽吸口
26  流路缩小部
27  树脂检测传感器
28  阀体
31  流动前沿
32  捕获空气压缩部
101 RTM成型装置
102 模腔
103 成型模具
104 上模
105 下模
106 加压机构
107 预成型体
108 流道
109 抽吸口
110 树脂注入口
111 阀体
112 密封材料
113 热媒流通通路
121 高流阻区域
122 预成型体外周部
123 产品外形
124 树脂检测传感器
131  流动前沿
132  未含浸区域
133  空隙区域
134  产品外区域

Claims (15)

1.一种FRP的制造方法，该方法中，在成型模具的模腔内配置由增强纤维基材制成的预成型体，在所述成型模具中设置注入树脂的树脂注入通路和至少抽吸空气的抽吸通路，在所述模腔内，使来自所述树脂注入通路的注入树脂沿着朝向所述抽吸通路的方向流动，从而使该注入树脂含浸在预成型体的增强纤维基材中，所述FRP的制造方法的特征在于，在所述预成型体本身上形成高流阻区域，该高流阻区域使在所述预成型体内流动的树脂有一部分难以流动，通过所述高流阻区域来控制沿着朝向所述抽吸通路的方向流动中的树脂的流动前沿，使得该树脂的流动前沿处于相应于要成型的产品的形状预先规定好的允许区域内。
2.如权利要求1所述的FRP的制造方法，其中，由面对着配置在所述模腔内的预成型体的一面而开口的多个树脂注入口形成所述树脂注入通路，在相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上，以沿着所述预成型体的外周部延伸的方式形成所述高流阻区域，该高流阻区域使从所述预成型体的内侧朝向所述预成型体的外周部地在所述预成型体内流动的树脂有一部分难以流动。
3.如权利要求2所述的FRP的制造方法，其中，在所述预成型体的高流阻区域的外侧，以沿着该高流阻区域延伸的方式由所述成型模具形成空气阱区域，该空气阱区域至少抽吸通过所述高流阻区域被排出的空气。
4.如权利要求3所述的FRP的制造方法，其中，在开口于所述空气阱区域内的抽吸口的设置部或其附近，由所述成型模具形成流路缩小部，该流路缩小部在树脂通过所述高流阻区域被排出时使该树脂难以流动。
5.如权利要求4所述的FRP的制造方法，其中，在所述抽吸口的设置部附近，当有树脂通过所述高流阻区域被排出时检测该树脂。
6.如权利要求2～5中任一项所述的FRP的制造方法，其中，在相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上，利用所述成型模具来减小所述预成型体的外周部的厚度，由此形成所述高流阻区域。
7.如权利要求2～5中任一项所述的FRP的制造方法，其中，在相对于要成型的产品的外形位于产品外的位置上，预先提高所述预成型体的外周部的增强纤维密度，由此形成所述高流阻区域。
8.如权利要求2～7中任一项所述的FRP的制造方法，其中，使所述多个树脂注入口构成为能分别独立地控制开闭的树脂注入口，控制各树脂注入口的打开时机，使得从各树脂注入口注入的树脂的流动前沿实质上同时到达所述高流阻区域。
9.如权利要求1所述的FRP的制造方法，其中，由设置在所述预成型体周围的流道形成所述树脂注入通路，并且将所述抽吸通路配置在所述预成型体的中央部，在与所述抽吸通路的周围相对应的部分形成所述高流阻区域，该高流阻区域使从该部分的周围朝向该部分地在所述预成型体内流动的树脂在该部分内难以流动。
10.如权利要求9所述的FRP的制造方法，其中，在相对于要成型的产品位于产品外的位置或要成型的产品中不要求外观的美观性的位置上形成所述高流阻区域。
11.如权利要求9或10所述的FRP的制造方法，其中，在所述抽吸通路的设置部附近检测流入所述高流阻区域内的树脂。
12.如权利要求9～11中任一项所述的FRP的制造方法，其中，利用所述成型模具来减小所述高流阻区域内的所述预成型体的厚度，由此形成该高流阻区域。
13.如权利要求9～11中任一项所述的FRP的制造方法，其中，预先提高所述高流阻区域内的所述预成型体中的增强纤维密度，由此形成该高流阻区域。
14.如权利要求1～13中任一项所述的FRP的制造方法，其中，由多片增强纤维基材的层叠体形成所述预成型体，使内层的增强纤维基材的树脂的流阻低于表层的增强纤维基材的树脂的流阻。
15.如权利要求1～14中任一项所述的FRP的制造方法，其中，预先使要成型的产品的范围内的、配置在所述模腔内之前的所述预成型体的厚度大于对应的所述模腔的高度。
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