CN105873738B - Frp成型夹具和frp结构体的成型方法 - Google Patents

Frp成型夹具和frp结构体的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供FRP成型夹具和FRP结构体的成型方法。FRP成型夹具具有主结构件保持夹具(22)和具有柔软性的加强部件保持夹具(26A；26D)。FRP成型夹具在将主结构件(12)和加强部件(14A；14B)接合并成型FRP结构体(10)时使用。主结构件保持夹具(22)定位保持由纤维组件构成的主结构件(12)。加强部件保持夹具(26A；26D)相对于主结构件保持夹具(22)被定位，在按压由纤维组件构成的加强部件(14A；14B)的同时定位保持该加强部件(14A；14B)。

Description

FRP成型夹具和FRP结构体的成型方法
技术领域
本发明涉及在FRP(纤维增强塑料)结构体的成型中使用的FRP成型夹具和FRP结构体的成型方法。
背景技术
近年来，FRP结构体对工业产品的应用范围扩大。作为FRP结构体的优点，列举出通过一体成型能够实现部件数量和组装工时的削减这一点。
在将多个部件成型为一体时，进行将外板等主结构件和纵梁(Stringer)等加强部件接合并组合的成型。在该情况下，主结构件和加强部件之间的定位精度成为问题。另外，在接合时，按压主结构件和加强部件的方法、夹具的配置等成为问题。
例如，在美国专利申请公开第2011/0315824(专利文献1)的图11和图22中，公开了将主结构件和加强部件接合并组合的FRP结构体的成型方法。在专利文献1记载的FRP结构体的成型方法中，在FRP结构体成型用的夹具上形成有用于定位加强筋预制件(加强部件)的槽，在该槽中配置加强筋预制件(加强部件)，并在其上覆盖增强纤维(主结构件的基件)。并且，配置脱模材料、基质树脂扩散用的片材，用真空袋覆盖，并将真空袋的内部抽成真空，注入基质树脂。之后进行加热等使基质树脂硬化。
另外，作为关联的技术，在专利文献2中记载了，在将加强件应用于作为航空器的主体的复合材料结构物时，使用阳模夹具。另外，在专利文献3中记载了，在将加强件或纵梁应用于作为航空器的主体的复合材料结构物时，使用具备支持体和多个面板的夹具。
在专利文献1中记载的FRP结构体的成型方法中，在开设于夹具的槽中直接配置加强部件，并相对于主结构件进行定位。在使用该定位方法的情况下，需要估计加强部件侧的形状公差来决定夹具的槽宽尺寸。由于该公差的影响，存在加强部件相对于主结构件的定位精度变差的问题。特别地，在采用共固化(Co-bonding)的情况下，存在难以保证已硬化的部件相对于未硬化部件的定位精度的问题。
在图8中，表示了以往的加强部件14相对于主结构件112的定位方法。FRP结构体具有主结构件112、加强部件14、将主结构件112与加强部件14接合的接合部16。
主结构件112例如是形成航空器的外板等的预成型件。加强部件14例如是纵梁，是具有T字形截面的预成型件。
参照图8，对FRP结构体的成型方法进行说明。在成型FRP结构体的情况下，首先在具有规定的形状的主结构用夹具122的上部配置主结构件112。
接下来，配置接合部16的粘接膜等，在定位夹具126的U字型的槽中插入加强部件14的垂直伸出部，进行加强部件14相对于主结构件112的定位。并且，在施加相对于主结构件112按压加强部件14的力的状态下进行接合部16的硬化。这样，FRP结构体完成。
然而，由于加强部件14具有形状公差、尺寸公差，因此，需要预先在加强部件14与定位夹具126的卡合部之间形成间隙。由于该间隙的存在，具有加强部件14相对于主结构件112的定位精度低这样的问题。
另外，对于在主结构件和加强部件之间存在封闭空间的FRP结构体，或者在一体地进行成型时结构部件的一部分彼此发生干涉等情况下，还具有使加强部件对主结构件按压的封装(packing)困难的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2011/0315824号说明书
专利文献2:欧洲专利第2128017号说明书
专利文献3:美国专利第7597772号说明书
发明内容
本发明的目的在于提供FRP成型夹具及FRP结构体的成型方法，其能够精度良好地将主结构件和加强部件成型为一体。
本发明的FRP成型夹具涉及在将主结构件和加强部件接合并成型FRP结构体时使用的FRP成型夹具。所述FRP成型夹具具有：主结构件保持夹具；具有柔软性的加强部件保持夹具。所述主结构件保持夹具定位保持由纤维组件构成的主结构件。所述加强部件保持夹具相对于所述主结构件保持夹具被定位，在按压由纤维组件构成的加强部件的同时定位保持该加强部件。
本发明的FRP结构体的成型方法是使用FRP成型夹具将主结构件和加强部件接合并成型FRP结构体的方法。所述FRP成型夹具具有：主结构件保持夹具；具有柔软性的加强部件保持夹具。所述主结构件保持夹具定位保持由纤维组件构成的主结构件。所述加强部件保持夹具相对于所述主结构件保持夹具被定位，在按压由纤维组件构成的所述加强部件的同时定位保持该加强部件。所述成型方法是将所述主结构件和所述加强部件接合并成型所述FRP结构体的方法，具有：在所述主结构件保持夹具上配置所述加强部件保持夹具的工序；使用所述加强部件保持夹具夹持所述加强部件的工序；在所述主结构件保持夹具和所述加强部件上配置所述主结构件的工序；将所述主结构件和所述加强部件接合并形成所述FRP结构体的工序；将所述FRP结构体从所述主结构件保持夹具和所述加强部件保持夹具卸下的工序。
通过使用本发明的FRP成型夹具和FRP结构体的成型方法，能够精度良好地将主结构件和加强部件成型为一体。
附图说明
附图是为了有助于实施方式的说明而加入本说明书的。需要说明的是，附图不应被解释为将本发明限定于图示的例子以及所说明的例子。
图1是使用实施方式的FRP成型夹具成型的FRP结构体的外观立体图。
图2是表示使用实施方式的FRP成型夹具成型FRP结构体的状态的图，是图1的X-Y平面的剖视图。
图3是对FRP成型夹具中的加强部件保持夹具的其他实施方式进行说明的图。
图4是对FRP成型夹具的其他实施方式进行说明的图。
图5是说明分离模的芯子的结构的立体图。
图6是表示将加强部件接合于主结构件的状态的FRP结构体的外观立体图。
图7是表示将加强部件接合于主结构件的样子的立体图。
图8是说明以往的主结构件与加强部件的定位方法的剖视图。
具体实施方式
参照附图，以下对FRP成型夹具和FRP结构体的成型方法的实施方式进行说明。在以下的详细说明中，为了提供实施方式的概括性的理解而出于说明的目的公开了诸多详细的特定事项。但是显然，一个或多个实施方式在没有这些详细的特定事项的情况下也能够实行。
图1是使用实施方式的FRP成型夹具成型的FRP结构体10的外观立体图。图2是表示使用FRP成型夹具成型FRP结构体10的状态的图，是图1的X-Y平面的剖视图。
参照图1，FRP结构体10具有主结构件12、加强部件14A、将主结构件12和加强部件14A接合的接合部16。图1所示的FRP结构体10具有将加强部件14A相对于主结构件12定位并接合于主结构件12而成的结构。
主结构件12(纤维组件)例如是具有C形的截面形状的FRP的宽幅的沟道，加强部件14A(纤维组件)例如是具有T形的截面形状的FRP的型材。图1所示的FRP结构体10表示在主结构件12上配置一列加强部件14A的实施例，但也可以在主结构件12上配置多列加强部件14A。另外，主结构件12的大小也可以应对小型到大型的结构。需要说明的是，主结构件12的形状不限定于具有C型截面的形状，也可以使用平板、曲面板、其他形状。
接合部16是将主结构件12和加强部件14A接合的部位，使用粘接膜、粘接剂、基质树脂等进行接合。
参照图2，对将加强部件14A接合于主结构件12并成型FRP结构体10时的、加强部件14A的定位方法进行说明。这里，对下述实施例进行说明：将加强部件14A形成为具有T型的截面形状的FRP的预成型件，在将该加强部件14A相对于未硬化的增强纤维基件(主结构件12)定位的同时注入基质树脂使其硬化。
两个主结构件保持夹具22作为进行未硬化的增强纤维基件(主结构件12)的成型的模具发挥功能，并且保持加强部件保持夹具26A。主结构件保持夹具22定位保持主结构件12。换言之，主结构件保持夹具22相对于主结构件12被定位。主结构件保持夹具22与主结构件12接触，定位保持主结构件12。在图2记载的例子中，主结构件保持夹具22与作为主结构件12的壁面的上壁下表面接触，并且与作为主结构件12的壁面的侧壁内表面接触。
主结构件保持夹具22对加强部件保持夹具26A进行定位。在图2记载的例子中，主结构件保持夹具22与加强部件保持夹具26A接触(更具体地，与加强部件保持夹具26A的第一侧面和第二侧面接触。)。并且，主结构件保持夹具22夹持加强部件保持夹具26A。
主结构件保持夹具22对滑动型芯24进行定位。在图2记载的例子中，主结构件保持夹具22与滑动型芯24接触(更具体地，与滑动型芯的第一侧面和第二侧面接触。)。并且，主结构件保持夹具22夹持滑动型芯24。滑动型芯24也可以构成为保持加强部件保持夹具26A。在图2记载的例子中，滑动型芯24具有凹部。并且，加强部件保持夹具26A的一部分(例如，弹性保持后述的加强部件伸出部的保持夹具伸出部分)被配置在滑动型芯24的凹部内。加强部件保持夹具26A的这一部分由滑动型芯24的凹部保持。
需要说明的是，也可以将主结构保持夹具22和滑动型芯24形成为一体并省略滑动型芯。
当主结构件保持夹具22和滑动型芯24为分体时，容易将主结构件保持夹具22从主结构件12卸下。这是因为，使滑动型芯24相对于主结构件保持夹具22(朝向图2中的下方)滑动，而能够使滑动型芯24从主结构件保持夹具22分离。在将滑动型芯24从主结构件保持夹具22卸下后，能够将主结构件保持夹具22和加强部件保持夹具26A从FRP结构体10卸下。
加强部件保持夹具26A嵌合于主结构件保持夹具22和滑动型芯24，并且进行加强部件14A在X轴方向上的定位(参照图1)。加强部件保持夹具26A从侧方按压加强部件14A的伸出的部位并定位保持该部位。在图2记载的例子中，加强部件14A具备：具有与主结构件12的表面接触的接触面的基部、以及从基部伸出的部分(例如，沿相对于基部的该接触面垂直的方向伸出的部分)即伸出部。在图2所示的实施例中，加强部件保持夹具26A从两侧按压(夹持)加强部件14A的T形截面中的垂直的伸出部，由此将加强部件14A定位保持于中央。在图2记载的例子中，加强部件保持夹具26A具有能够收纳加强部件14A的伸出部的凹部。在凹部内配置的伸出部借助于加强部件保持夹具26A的弹性而被加强部件保持夹具26A夹持。即，构成凹部的第一侧面与伸出部的第一侧面接触，构成凹部的第二侧面与伸出部的第二侧面接触，由此伸出部被加强部件保持夹具26A夹持。
加强部件保持夹具26A具备与加强部件14A的基部接触的保持夹具基部。另外，加强部件保持夹具26A具备从保持夹具基部伸出的保持夹具伸出部分。保持夹具伸出部分具有能够收纳加强部件14A的伸出部的凹部。
加强部件14A的形状、尺寸存在规定的尺寸公差的范围。因此，对于各个加强部件14A，T形截面中的垂直的伸出部的宽度、长度具有彼此不同的尺寸。以往，使用硬质的定位夹具，因此将定位夹具的槽的宽度较宽地设定为，即使在加强部件14A的伸出部的宽度具有公差范围的最大值的情况下，加强部件14A的伸出部也会进入硬质的定位夹具的U字型的槽中。因此，在加强部件14A的伸出部和定位夹具的槽之间必然产生间隙，因而与该间隙相对应地，加强部件14A在X轴方向(参照图1)上的定位精度恶化。
图2所示的加强部件保持夹具26A从两侧夹持加强部件14A的垂直的伸出部，因此，能够将加强部件14A定位保持在中央。作为加强部件保持夹具26A的原料，可以使用发泡橡胶等各种橡胶。若鉴于耐化学性，优选使用硅系的橡胶材料。
并且，优选在使用加强部件保持夹具26A朝向主结构件12按压加强部件14A的部位、以及加强部件保持夹具26A直接按压主结构件12的部位配置具备可弯曲性的硬质部28。硬质部28的硬度比加强部件保持夹具26A中的硬质部28之外的部分的硬度高。由于加强部件保持夹具26A具有柔软性，因此，在成型FRP结构体10时，有可能在加强部件14A或主结构件12上产生起伏(即，非直线部)。其结果是，有可能在加强部件14A或主结构件12上产生形状误差。
通过在使用加强部件保持夹具26A朝向主结构件12按压加强部件14A的部位、或者加强部件保持夹具26A直接按压主结构件12的部位配置具备可弯曲性的硬质部28，能够提高FRP结构体10中的加强部件14A或主结构件12的规定部位(例如接合部16附近)的平面度、真直度。
需要说明的是，通过使硬质部28具备可弯曲性，能够提高接合加强部件14A和主结构件12时的紧贴性，能够减少空隙等缺陷。作为具有可弯曲性的硬质部28，期望具有基质树脂或粘接剂的硬化温度以上的耐热性。另外，期望具有能够保证进行接合或成型的部位的平面度和真直度的程度的刚性，特别期望具有在按压时保证成型时产品所要求的面精度的刚性。另外，期望不易留下残渣。例如，可以使用不易留下残渣的GFRP等轻量的复合材料(厚度0.1～5mm左右的板材)、金属箔(厚度0.1～1mm左右的板材)。或者，将它们配置在按压部表面，成为与其他材料组合而成的硬质部28。
在图2所示的实施例中，使用由两个主结构件保持夹具22和滑动型芯24构成的分型模结构。因此，在成型FRP结构体10的情况下，首先组装分型模结构的主结构件保持夹具22和滑动型芯24。
接下来，相对于主结构件保持夹具22和滑动型芯24配置加强部件保持夹具26A。并且，将加强部件14A的垂直的伸出部嵌入加强部件保持夹具26A的槽中，使T形截面的水平部下侧与硬质部28抵接。
接下来，将未硬化的增强纤维基件(主结构件12)覆盖地配置于主结构件保持夹具22、加强部件保持夹具26A和加强部件14A的上表面。然后，在未硬化的增强纤维基件(主结构件12)的外周配置脱模剂或树脂扩散介质。然后，利用抽吸袋(封装膜)覆盖配置有主结构件12、加强部件14A、主结构件保持夹具22和加强部件保持夹具26A的外周。然后，将抽吸袋内抽成真空，利用大气压对接合部16施加按压力。同时，在未浸渍树脂的增强纤维基件中注入并浸渍基质树脂。
作为基质树脂，在使用热硬化型的基质树脂的情况下，在抽成真空并注入基质树脂之后进行加热，使基质树脂硬化。基质树脂硬化而主结构件12和加强部件14A接合后，卸下抽吸袋，卸下FRP结构体10和FRP成型夹具。
接下来，将滑动型芯24、加强部件保持夹具26A和硬质部28(向图2的纸面的下方)拔出后，使各个主结构件保持夹具22在中央方向上移动(更具体地，使各个主结构件保持夹具22的下侧部分在朝向加强部件14A的伸出部的方向上移动)，使两个主结构件保持夹具22从FRP结构体10脱模。这样，得到图1所示的FRP结构体10。
接下来，参照图3，对加强部件保持夹具的其他实施方式进行说明。在图2中，对使用实心结构的加强部件保持夹具26A夹持加强部件14A进行定位保持的实施方式进行了说明。与此相对，图3所示的实施方式是使用空心结构的加强部件保持夹具26B夹持加强部件14A进行定位保持的实施方式。需要说明的是，对于具有与图1和图2所示的实施方式中的构成部分相同的作用的部位，标注相同的标号并省略其说明。
图3所示的加强部件保持夹具26B具有空心结构，利用空心部的内压按压加强部件14A并定位保持加强部件14A。通过使用该加强部件保持夹具26B，也能够达成定位精度提高的目的。
接下来，参照图4，对FRP成型夹具的其他实施方式进行说明。在图2和图3中，对将T形截面的加强部件14A定位保持于主结构件12的平面部并进行成型的实施方式进行了说明。与此相对，图4所示的实施方式是说明在加强部件14B和主结构件12之间形成有封闭空间的FRP结构体的成型方法的图。需要说明的是，对于具有与图2所示的实施方式的构成部分相同的作用的部位，标注相同的标号并省略其说明。
参照图4，主结构件12(纤维组件)例如是具有C形的截面形状的FRP的宽幅的沟道，加强部件14B(纤维组件)例如是具有梯形形状的山形截面的FRP的型材。主结构件12和加强部件14B在分离开的两个部位的接合部16接合。因此，图4所示的FRP结构体10在加强部件14B和主结构件12之间具有梯形截面的封闭空间。
参照图4，对将加强部件14B接合于主结构件12并成型FRP结构体10时的、加强部件14B的定位方法进行说明。这里，对下述实施例进行说明：将加强部件14B形成为FRP的预成型件，使用FRP成型夹具将该加强部件14B定位于未硬化的增强纤维基件(主结构件12)，并且注入基质树脂使其硬化。
图4所示的FRP成型夹具具备：主结构件保持夹具22、具有柔软性的加强部件保持夹具26D、具有柔软性的芯子26C、硬质部28。
主结构件保持夹具22作为进行未硬化的增强纤维基件(主结构件12)的成型的模具发挥功能，并且保持加强部件保持夹具26D。在图4记载的例子中，主结构件保持夹具22与加强部件保持夹具26D接触。并且，主结构件保持夹具22夹持加强部件保持夹具26D。更具体地，加强部件保持夹具26D被主结构件保持夹具22的第一内侧面和主结构件保持夹具22的第二内侧面夹持。在图4记载的例子中，主结构件保持夹具22具备凹部。并且，加强部件保持夹具26D配置在主结构件保持夹具22的凹部内。
加强部件保持夹具26D嵌合于主结构件保持夹具22，并且为了进行加强部件14B在横向上的定位(图4所示的纸面的左右方向)和在上下方向(图4所示的纸面的上下方向)上的定位，加强部件保持夹具26D在从左右方向和下方按压加强部件14B的凸条(伸出部)的同时定位保持加强部件14B的凸条。在图4记载的例子中，加强部件14B具备：具有与主结构件12的表面接触的接触面的基部、从基部伸出的部分(例如，向相对于基部的该接触面垂直的方向伸出的部分)即伸出部。伸出部是梯形形状的部分。在图4记载的例子中，加强部件保持夹具26D从两侧按压(夹持)加强部件14B的伸出部，由此，将加强部件14B定位保持在中央。在图4记载的例子中，加强部件保持夹具26D具有能够收纳加强部件14B的伸出部的凹部。配置在凹部内的伸出部借助于加强部件保持夹具26D的弹性而被加强部件保持夹具26D夹持。即，构成凹部的第一侧面(倾斜状的侧面)与伸出部的第一侧面接触，构成凹部的第二侧面(倾斜状的侧面)与伸出部的第二侧面接触，由此伸出部被加强部件保持夹具26D夹持。在图4所示的实施例中，加强部件保持夹具26D从两侧夹持加强部件14B的凸条，由此将加强部件14B定位保持在中央。加强部件14B的形状、尺寸也存在规定的公差范围。但是，在图4记载的例子中，通过使用具有柔软性的加强部件保持夹具26D从两侧夹持加强部件14B的凸条的结构，能够将加强部件14B定位保持在中央。
加强部件保持夹具26D具备与加强部件14B的基部接触的保持夹具基部。另外，加强部件保持夹具26D具备与保持夹具基部相连的加强部件收纳部。加强部件收纳部具有能够收纳加强部件14A的伸出部的凹部。
另外，在加强部件保持夹具26D中，在将加强部件14B朝向主结构件12按压的部位(接合部16的下方)配置具备可弯曲性的硬质部28，由此，能够提高FRP结构体10中的加强部件14B或主结构件12的接合部位的平面度和真直度。硬质部28的硬度比加强部件保持夹具26D中的硬质部28之外的部分的硬度高。
在FRP结构体10的加强部件14B和主结构件12之间形成的梯形截面的封闭空间中，配置梯形截面的芯子26C。例如，芯子26C由具有柔软性的原料构成。另外，可以在芯子26C的上表面的与主结构件12接触的部位配置具备可弯曲性的硬质部28。硬质部28的硬度比芯子26C中的硬质部28之外的部分的硬度高。通过对芯子26C使用具有柔软性的原料，无论加强部件14B的尺寸公差，都能够提高芯子26C和加强部件14B的紧贴性。另外，能够减少芯子26C和加强部件14B之间的间隙，提高定位精度。另外，由于芯子26C的柔软性，能够容易地进行芯子26C相对于加强部件14A的脱模。另外，也可以将芯子26C形成为分型模结构。
另外，通过在具有柔软性的芯子26C的上表面的与主结构件12接触的部位配置硬质部28，能够减少成型时的主结构件12的塌软和变形，提高平面度和真直度。
作为加强部件保持夹具26D和芯子26C的原料，可以使用发泡橡胶等各种橡胶。若鉴于耐化学性，则优选使用硅系的橡胶材料。
接下来，参照图4，对具有封闭空间的FRP结构体10的成型方法进行说明。在成型FRP结构体10的情况下，在主结构件保持夹具22的规定的位置配置加强部件保持夹具26D。并且，将加强部件14B的梯形的凸条嵌入加强部件保持夹具26D的槽中，使加强部件14B的上部的两侧的伸出檐部(加强部件14B的基部)与加强部件保持夹具26D上表面的硬质部28抵接。
接下来，使具有梯形截面的芯子26C的凸条嵌入加强部件14B的槽中。接下来，将未硬化的增强纤维基件(主结构件12)覆盖并配置于主结构件保持夹具22和芯子26C的硬质部28的上表面。然后，在未硬化的增强纤维基件(主结构件12)的外周配置脱模剂、树脂扩散介质，利用抽吸袋(封装膜)覆盖主结构件12、加强部件14B、主结构件保持夹具22和加强部件保持夹具26D。然后，将抽吸袋内抽成真空，利用大气压对主结构件12和接合部16施加按压力。同时，向未浸渍树脂的增强纤维基件中注入并浸渍基质树脂。
在使用热硬化型的基质树脂作为基质树脂的情况下，在抽成真空并注入基质树脂后进行加热，使基质树脂硬化。在基质树脂硬化并且主结构件12与加强部件14B接合后卸下抽吸袋。然后，使FRP结构体10与FRP成型夹具的加强部件保持夹具26D及主结构件保持夹具22分离，从加强部件保持夹具26D和主结构件保持夹具22卸下FRP结构体10。
接下来，将芯子26C从FRP结构体10的封闭空间抽出。这样，得到FRP结构体10。
需要说明的是，作为图4所示的具有封闭空间的FRP结构体10的其他成型方法，也可以使用下述封装方法：使用芯子用袋覆盖芯子26C的外周，使芯子26C的部位为大气压的状态，仅将该芯子用袋与覆盖主结构件12及主结构件保持夹具22等的抽吸袋之间抽成真空，由此，对加强部件14B和主结构件12之间的接合部16施加按压力。在该情况下，芯子26C存在于大气压中而变形少，因此能够精度更良好地成型FRP结构体10。
另外，作为芯子26C的原料，可以使用通过加热而收缩的原料(硬质聚苯乙烯泡沫、硬质聚氨酯泡沫等)，从而在加热后容易脱模。在该情况下，作为芯子26C的原料，可以使用具有在粘接剂或基质树脂的硬化温度以下收缩的特性的原料(硬质聚苯乙烯泡沫、硬质聚氨酯泡沫等)。在该情况下，优选具有在例如50℃以上且硬化温度以下的温度区域的温度下热收缩的特性的材料，更优选具有在粘接剂或基质树脂的流动性消失的温度以上且硬化温度以下的温度区域内收缩的特性的材料。另外，也可以使用通过加热而熔融的钎焊材料。在该情况下，优选具有在例如50℃以上且硬化温度以下的温度区域的温度下熔融的特性的材料，更优选具有在粘接剂或基质树脂的流动性消失的温度以上且硬化温度以下的温度区域内熔融的特性的材料。
接下来，使用图5对芯子26C的其他实施方式进行说明。图5是说明分离模的芯子26C的结构的立体图。如图5所示，通过呈多关节状对将芯子26C分割成多个部位后的结构进行连结，而能够容易脱模。特别地，通过对芯子26C使用具有柔软性的材料，能够应对各种封闭空间的形状。另外，也可以将芯子26C形成为分型模结构。
作为主结构件12、加强部件14A、14B的纤维组件的结构，在使用增强纤维基件的情况下，可以使用将连续的增强纤维线彼此并行地拉齐整理而成的增强纤维线组。另外，可以根据需要使用基于增强纤维线的单方向性基件、双方向性基件、多方向性基件。另外，作为增强纤维基件的其他组织形态，也可以使用例如梭织结构(梭织物)、编织结构(经编、纬编)、非梭织结构、或者他们的组合。
另外，作为纤维组件的增强纤维，也可以使用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、酚纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维等有机纤维、金属纤维、或者陶瓷纤维、它们的组合等。
另外，作为基质树脂，可以使用热可塑性树脂或热硬化性树脂。从成型性、力学特性方面来看，目前情况下优选使用热硬化性树脂。作为热硬化性树脂，例如可以使用环氧树脂、酚醛树脂、乙烯树脂、不饱和聚酯树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺、苯并恶嗪、丙烯酸及其他树脂。而且，可以使用添加了弹性体、橡胶、硬化剂、硬化促进剂、触媒等的树脂。需要说明的是，优选在抽吸袋内部的纤维组件侧配置脱模剂、树脂扩散介质。
在上述的实施例中，对使用FRP的预成型件作为加强部件14A、14B，并使其与未硬化的增强纤维基件(主结构件12)接合的实施方式进行了说明，但也可以使用FRP的预成型件作为主结构件12。在该情况下，在主结构件12和加强部件14A、14B的接合部16预先配置粘接膜等粘接剂。然后，在将加强部件14A、14B定位于主结构件12并按压后使粘接剂硬化。另外，也可以使用未硬化的增强纤维基件作为加强部件14A、14B。
接下来，使用图6和图7对可以使用实施方式的FRP成型夹具和FRP结构体的成型方法进行成型的FRP结构体10的形状例进行说明。
图6所示的FRP结构体10是如图7所示地将具有T形截面的加强部件14A和具有梯形截面的加强部件14B定位接合于主结构件12而成型为一体的复合件。通过使用实施方式的FRP成型夹具和FRP结构体的成型方法，不使用复杂的定位夹具就能够以低成本成型复杂形状的FRP结构体。
以上，参照实施方式对FRP成型夹具和FRP结构体的制造方法进行了说明，但FRP成型夹具和FRP结构体的制造方法不限定于上述实施方式。可以对上述实施方式进行各种变更。可以将上述实施方式中记载的事项和上述其他实施方式中记载的事项组合。
另外，使用FRP成型夹具和FRP结构体的制造方法成型出的FRP结构体可以应用于车辆、船舶、航空器、或建筑部件等各种领域。FRP成型夹具和FRP结构体的制造方法适宜应用在通过将两个以上的纤维组件成型为一体而成型具有封闭空间的复杂的最终形状的情况。另外，FRP成型夹具和FRP结构体的制造方法也能够应用于共固化、共胶接和二次胶接，并且可以在RFI(树脂膜渗透成型法)、RTM(树脂传递成型法)、VaRTM(真空浸渍法)及其他FRP结构体的成型中使用。
本申请主张以2014年1月31日申请的日本国专利申请第2014-16998号为基础的优先权，并通过引用的方式将该基础申请的公开的全部内容加入本申请中。

Claims (14)

1.一种FRP成型夹具，其特征在于，具有：
主结构件保持夹具；
具有柔软性的加强部件保持夹具；
由所述主结构件保持夹具夹持的滑动型芯；
设置在所述加强部件保持夹具的表面的一部分，具备可弯曲性的硬质部；
所述硬质部的硬度比所述加强部件保持夹具中的所述硬质部之外的部分的硬度高，
所述主结构件保持夹具定位保持由纤维组件构成的主结构件，
所述加强部件保持夹具相对于所述主结构件保持夹具被定位，在按压由纤维组件构成的加强部件的同时定位保持该加强部件，
所述硬质部在按压所述加强部件的同时保持述加强部件，
所述滑动型芯具有：
与所述主结构件保持夹具接触的侧面；
保持所述加强部件保持夹具的保持部；
在将所述主结构件和所述加强部件接合并成型FRP结构体时使用所述FRP成型夹具。
2.根据权利要求1所述的FRP成型夹具，其特征在于，
所述加强部件保持夹具通过具有空心结构而具有柔软性。
3.根据权利要求1所述的FRP成型夹具，其特征在于，
所述FRP成型夹具具备成型用的芯子，该芯子配置在所述FRP结构体中形成于所述加强部件和所述主结构件之间的封闭空间中。
4.根据权利要求3所述的FRP成型夹具，其特征在于，
在所述芯子的表面上的按压所述主结构件的部位具有具备可弯曲性的硬质部，
所述硬质部的硬度比所述芯子中的所述硬质部之外的部分的硬度高。
5.根据权利要求3或4所述的FRP成型夹具，其特征在于，
所述芯子的原料是通过加热而收缩的原料。
6.根据权利要求1或4所述的FRP成型夹具，其特征在于，
所述硬质部由板材或金属箔构成。
7.根据权利要求1或4所述的FRP成型夹具，其特征在于，
所述硬质部具有基质树脂或粘接剂的硬化温度以上的耐热性，由厚度0.1mm以上且5mm以下的板材构成。
8.根据权利要求1～4中的任一项所述的FRP成型夹具，其特征在于，
所述主结构件保持夹具或所述芯子是分型模结构。
9.一种FRP结构体的成型方法，其使用了FRP成型夹具，该FRP成型夹具具有：
主结构件保持夹具；
具有柔软性的加强部件保持夹具；
由所述主结构件保持夹具夹持的滑动型芯；
设置在所述加强部件保持夹具的表面的一部分，具备可弯曲性的硬质部；
所述FRP结构体的成型方法的特征在于，
所述硬质部的硬度比所述加强部件保持夹具中的所述硬质部之外的部分的硬度高，
所述主结构件保持夹具定位保持由纤维组件构成的主结构件，
所述加强部件保持夹具相对于所述主结构件保持夹具被定位，在按压由纤维组件构成的加强部件的同时定位保持该加强部件，
所述硬质部在按压所述加强部件的同时保持所述加强部件，
所述滑动型芯具有：
与所述主结构件保持夹具接触的侧面；
保持所述加强部件保持夹具的保持部；
所述FRP结构体的成型方法是将所述主结构件和所述加强部件接合并成型所述FRP结构体的方法，具有：
利用所述主结构件保持夹具夹持所述滑动型芯的工序；
相对于所述滑动型芯配置所述加强部件保持夹具的工序；
使用所述加强部件保持夹具夹持所述加强部件的工序；
在所述主结构件保持夹具和所述加强部件上配置所述主结构件的工序；
将所述主结构件和所述加强部件接合并形成所述FRP结构体的工序；
将所述FRP结构体从所述主结构件保持夹具和所述加强部件保持夹具卸下的工序。
10.根据权利要求9所述的FRP结构体的成型方法，其特征在于，
所述FRP结构体的成型方法还具有向在所述FRP结构体中形成于所述加强部件和所述主结构件之间的封闭空间中配置成型用的芯子的工序。
11.根据权利要求9所述的FRP结构体的成型方法，其特征在于，
所述FRP结构体的成型方法还具有在所述主结构件和所述加强部件的接合部配置粘接剂的工序。
12.根据权利要求9所述的FRP结构体的成型方法，其特征在于，
所述加强部件是预成型件，
所述主结构件是增强纤维基件，
所述FRP结构体的成型方法还具有向所述主结构件和所述加强部件的接合部注入基质树脂的工序。
13.根据权利要求11或12所述的FRP结构体的成型方法，其特征在于，
所述FRP结构体的成型方法还具有：
利用抽吸袋从外部覆盖所述主结构件和所述加强部件的工序；
通过将所述抽吸袋内抽成真空来按压所述主结构件和所述加强部件并进行接合的工序；
卸下所述抽吸袋的工序。
14.根据权利要求13所述的FRP结构体的成型方法，其特征在于，
所述FRP结构体的成型方法还具有在将所述抽吸袋内抽成真空的工序之后，通过加热而使所述粘接剂或所述基质树脂硬化的工序。
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