CN108025483B - 复合材料的制造方法、复合材料的制造装置、复合材料用预制件以及复合材料 - Google Patents

Abstract

提供一种抑制在预成形时增强纤维的配置的参差不齐并提高成形性从而能够成形形状的制约较少且品质较高的复合材料的复合材料的制造方法、复合材料的制造装置、预制件以及复合材料。复合材料(400)的制造方法是包括增强基材(510)和浸渗于增强基材的树脂(600)的复合材料的制造方法，具有：对包括第1区域(511)和第2区域(512)的片状的增强基材以第2区域的粘接剂(520)的含有密度比第1区域低的方式赋予粘接剂的赋予工序(步骤S12)、以及将增强基材预成形为第2区域的曲率比第1区域大的立体形状而形成预制件的预成形工序(步骤S17)。

Description

复合材料的制造方法、复合材料的制造装置、复合材料用预制 件以及复合材料

技术领域

本发明涉及复合材料的制造方法、复合材料的制造装置、复合材料用预制件以及复合材料。

背景技术

近年来，为了汽车的车体轻量化而将树脂浸渗于增强基材而成的复合材料用作汽车零件。作为复合材料的制造方法，适于量产化的RTM(Resin Transfer Molding，树脂传递模塑)成形法备受关注。在RTM成形法中，首先将增强基材配置于成形模具内，使树脂浸渗于增强基材，并使树脂硬化，从而成形复合材料。

增强基材在配置于成形模具之前层叠并进行预成形而成形为被赋予了预定形状的预制件。作为预制件的成形方法，例如，如下述专利文献1那样层叠规定张数的片状的增强基材，配置到预成形模具内，加压而成形为规定形状。存在这样的问题：在将层叠的增强基材向预成形模具输送时，增强基材的配置产生参差不齐。因此，通常使用这样的方法：在增强基材的层间预先赋予粘接剂，将增强基材固定来抑制增强基材的配置的参差不齐。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－168009号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，若利用粘接剂将增强基材的层间固定，则在对增强基材加压而成形规定形状时，会难以变形。尤其是，具有曲率较大的拐角部的形状难以成形，有可能在预制件产生褶皱、扭曲等。因此，需要将预制件的形状抑制为不会产生褶皱、扭曲的曲率，将形状的自由度限制得较低。由此，作为成形品的复合材料的形状选择范围变窄。

因此，本发明是为了解决所述技术问题而做成的，其目的在于提供一种能够通过抑制增强纤维的配置的参差不齐并且提高预制件的形状的自由度来成形形状选择范围宽的复合材料的复合材料的制造方法、复合材料的制造装置、复合材料用预制件以及复合材料。

用于解决问题的方案

达到所述目的的本发明的复合材料的制造方法是包括增强基材和浸渗于所述增强基材的树脂的复合材料的制造方法。首先，对包括第1区域和第2区域的片状的所述增强基材以所述第2区域的粘接剂的含有密度比所述第1区域的粘接剂的含有密度低的方式赋予所述粘接剂。接着，以由所述增强基材将芯材包覆的方式将所述增强基材预成形为立体形状。在预成形所述增强基材时，在所述芯材的比该芯材的供所述增强基材的所述第1区域配置的部位曲率大的部位配置所述第2区域。

达到所述目的的本发明的复合材料的制造装置具有：赋予部，其对包括第1区域和第2区域的片状的增强基材赋予粘接剂；预成形模具，其将所述增强基材预成形为立体形状，该立体形状为由所述增强基材将芯材包覆，且在所述芯材的比该芯材的供所述增强基材的所述第1区域配置的部位曲率大的部位配置所述第2区域；以及控制部，其对所述赋予部以及所述预成形模具的动作进行控制。所述控制部将所述赋予部的动作控制为对所述增强基材以所述第2区域的所述粘接剂的含有密度比所述第1区域的所述粘接剂的含有密度低的方式赋予所述粘接剂，并且，将所述预成形模具的动作控制为将所述增强基材成形为立体形状。

达到所述目的的本发明的复合材料用预制件是使粘接剂浸渗于增强基材而形成的复合材料用预制件。该复合材料用预制件具有被所述增强基材包覆的芯材。所述增强基材包括第1区域、以及所述粘接剂的含有密度比所述第1区域低的第2区域，所述第2区域配置在所述芯材的比该芯材的供所述第1区域配置的部位曲率大的部位。

达到所述目的的本发明的复合材料是使用预制件形成的复合材料，该预制件是使粘接剂浸渗于增强基材而形成的。该复合材料具有被所述增强基材包覆的芯材。所述增强基材包括第1区域、以及所述粘接剂的含有密度比所述第1区域低的第2区域，所述第2区域配置在所述芯材的比该芯材的供所述第1区域配置的部位曲率大的部位。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的复合材料的制造装置及制造方法的整体流程的图。

图2是用于说明本发明的实施方式的成形预制件的预成形装置的图，图2的(A)是赋予部的概略立体图，图2的(B)是加热器的概略立体图。

图3是用于说明本发明的实施方式的成形预制件的预成形装置的图，图3的(A)是切割部的概略立体图，图3的(B)是预成形模具的概略立体图。

图4是本发明的实施方式的使用预制件成形复合材料的成形装置的概略图。

图5的(A)是表示增强基材中的粘接剂的含有密度分布的图，图5的(B)是表示预成形的预制件中的粘接剂的含有密度分布的说明图。

图6是用于说明由切割部切割的增强基材的切割线附近的粘接剂的赋予宽度的图。

图7是表示本发明的实施方式的预制件的成形方法的流程图。

图8是表示本发明的实施方式的复合材料的成形方法的流程图。

图9是表示应用本发明的实施方式的复合材料的制造方法制造出的汽车零件的图，图9的(A)是表示使用了复合材料的各种汽车零件的图，图9的(B)是表示将汽车零件接合而形成的车体的图。

具体实施方式

以下，一边参照附带的附图一边对本发明的实施方式进行说明。需要注意的是，以下的说明并非用于限定权利要求书中所记载的保护范围、用语的意义。另外，为了便于说明，有时将附图的尺寸比例夸大，与实际比例不同。

图1是用于说明本发明的实施方式的复合材料400的制造装置100以及制造方法的整体流程的图。图2及图3是用于说明本发明的实施方式的成形预制件500的预成形装置200的图。图4是本发明的实施方式的使用预制件500成形复合材料400的成形装置300的概略图。图5是表示增强基材510中的粘接剂520的含有密度分布的图。图6是用于说明由切割部240切割的增强基材510的切割线L附近的粘接剂520的赋予宽度W的图。图7是表示本发明的实施方式的预制件500的成形方法的流程图。图8是表示本发明的实施方式的复合材料400的成形方法的流程图。图9是表示使用了本发明的实施方式的复合材料400的汽车零件701～703以及车体700的立体图。其中，图2及图3的(A)中的箭头示出了输送部210对增强基材510的输送方向(朝向下游工序的方向)。另外，图3的(B)中的箭头示出了预成形增强基材510时的成形方向。

以下，参照各附图对本发明的实施方式进行说明。

(预制件)

本实施方式的预制件500是使粘接剂520浸渗于增强基材510而形成的。

增强基材510例如能够由碳纤维、玻璃纤维、有机纤维等形成。在本实施方式中，说明使用碳纤维作为增强基材510的例子。碳纤维510具有热膨胀系数小、尺寸稳定性优良、在高温下机械特性的降低也较少这样的特征，因此能够较佳地用作汽车的车体700等的复合材料400的增强基材。碳纤维510例如能够使用纤维都朝向一方向的UD(一方向)材、将纤维都朝向一方向的多个片材沿各不相同的方向重叠并利用辅助纤维一体化而成的所谓的NCF(无皱曲织物)材等片状的碳纤维510。层叠结构取决于作为成形品的复合材料400所需求的材料特性，通常以具有多个取向角度的方式层叠。在本实施方式中，采用层叠纤维取向±45°方向的NCF材、90°方向的UD材、0°方向的UD材这三个种类的层叠结构。

将粘接剂520赋予碳纤维510，将碳纤维510彼此粘接起来。由此，能够使碳纤维510稳定地维持为片状的形态，能够抑制碳纤维510的配置的参差不齐。并且，在将碳纤维510的层叠体510b(参照图3的(B))赋形为期望的形状时，起到保持其形态的作用。

对于构成粘接剂520的材料，并不特别限定材质，能够使用公知的材料。能够列举出例如聚烯烃树脂、苯乙烯系树脂、尼龙树脂、聚氨酯树脂等热塑性树脂、或者例如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等热硬化性树脂等。在本实施方式中，使用与后述的复合材料400所使用的树脂相同的热硬化性树脂，即使用熔融粘度低而流动性高且耐热性、耐湿性优良的低分子量环氧树脂。

如图5的(A)所示，碳纤维510包括：赋予粘接剂520的第1区域511、以及以粘接剂520的含有密度比第1区域511低的方式赋予粘接剂520的第2区域512。需要注意的是，在本说明书中，“粘接剂520的含有密度低”包含不赋予粘接剂520的情况、即含有密度为0(零)的情况。

另外，在预成形时，以第1区域511的曲率大于第2区域512的方式成形。粘接剂520的含有密度较低的第2区域512与第1区域511相比，施加于碳纤维510间的粘接力较弱，因此变形比较容易。由此，在成形预制件500时，能够抑制尤其是在曲率较大的部分产生的褶皱、扭曲的发生。

(复合材料)

本实施方式的复合材料400是通过使树脂600浸渗于将碳纤维510预成形为预定形状而成的预制件500并使之硬化而制造的。

复合材料400由碳纤维510和树脂600组成，从而，与由树脂600单体构成的成形品相比，具有较高的强度和刚性。另外，在图9所示那样的汽车的车体700(参照图9的(B))所使用的前侧梁701、支柱702等框架零件、车顶盖703等外板零件中应用复合材料400，从而，与组装包括铁钢材料的零件而构成的车体相比，能够谋求车体700的轻量化。

本实施方式的复合材料400是使树脂600浸渗于预制件500而形成的。另外，在本实施方式中，为了提高刚性，在复合材料400的内部插入有图3的(B)所示那样的芯材530。

树脂600能够使用作为热硬化性树脂的环氧树脂、酚醛树脂等。在本实施方式中，使用机械特性、尺寸稳定性优异的环氧树脂。环氧树脂以二液型为主流，将主剂和硬化剂混合使用。主剂通常使用双酚A型的环氧树脂，硬化剂通常使用胺系的硬化剂，但不特别限定于此，能够按照期望的材料特性适当进行选择。另外，为了能够容易地进行成形复合材料400后的脱模，使树脂600含有内部脱模剂。内部脱模剂的种类并不特别限定，能够使用公知的内部脱模剂。

在芯材530被碳纤维510包覆的状态下，使树脂600浸渗于碳纤维510，从而将芯材530形成在复合材料400的内部。构成芯材530的材料并不特别限定，从轻量化的观点出发，优选使用发泡体(泡沫芯)。例如能够适当使用包括聚氨酯、氯乙烯、聚烯烃、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂(PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)、PEI(聚醚酰亚胺))等的发泡体。

(制造装置)

参照图1～4对复合材料400的制造装置100进行说明。本实施方式的复合材料400的制造装置100大体上包括：图1中的上层及中层所示的成形预制件500的预成形装置200、以及图1中的下层所示的使用预制件500来成形复合材料400的成形装置300。另外，复合材料400的制造装置100具有控制制造装置100整体的动作的控制部110。

首先，对成形预制件500的预成形装置200进行说明。

概括而言，如图1中的上层所示，预成形装置200具有：连续地输送碳纤维510的输送部210、对碳纤维510赋予粘接剂520的赋予部220、对赋予了粘接剂520的碳纤维510进行加热的加热器230、对碳纤维510进行切割的切割部240、以及对碳纤维510进行预成形的预成形模具260。

如图1中的上层所示，输送部210将从卷绕碳纤维510而成的基材卷510a供给来的碳纤维510连续地向下游工序的赋予部220、加热器230以及切割部240输送。输送部210包括带式输送机。赋予部220、加热器230以及切割部240顺着带式输送机的输送路径设置，构成为能够连续地作业。

如图2的(A)所示，赋予部220构成为能够沿输送部210的平面方向移动，对从输送部210的上游输送来的碳纤维510赋予粘接剂520。粘接剂520的赋予量取决于所使用的粘接剂520的种类、物性，例如，能够是10g/m³～100g/m³。赋予部220例如能够由使用粉末状(固形)的粘接剂520的丝网印刷方式、使用液状的粘接剂520的喷墨方式、将粘接剂520加工成无纺布并层叠于碳纤维510之上的方式等构成。在本实施方式中，使用量产性高且赋予精度高的喷墨方式。喷墨方式是使粘接剂520微滴化并直接吹到碳纤维510上的方式，能够根据赋予的部位调整粘接剂520的赋予量。

赋予部220以在碳纤维510上形成粘接剂520的含有密度比较高的部分即第1区域511和与第1区域511相比粘接剂520的含有密度比较低的部分即第2区域512的方式赋予粘接剂520。在本实施方式中，如图5的(A)所示，在第1区域511中，存在具有粘接剂520的含有密度较高的部分(图5的(A)中的颜色浓的部分)和较低的部分(图5的(A)中的颜色淡的部分)的含有密度分布。同样地，在第2区域512中也存在含有密度分布。像这样，含有密度分布形成为具有三个以上的等级的情况下，优选将由后述的切割部240进行切割的切割线L周围设定为粘接剂520的含有密度最高的部分。另外，以如图5的(B)所示那样由预成形模具260成形的立体形状的曲率较大的部分(用虚线包围的部分)为粘接剂520的含有密度比较低的部分即第2区域512的方式赋予粘接剂520。

如图2的(B)所示，加热器230对由赋予部220赋予了的粘接剂520的碳纤维510加热。加热温度取决于所使用的粘接剂520的熔融温度，例如为70℃～150℃。由此，能够使粘接剂520软化或者熔融，浸渗于碳纤维510。使粘接剂520浸渗的结果，而使碳纤维510的平均单位面积的粘接剂520的含有量、即含有密度确定。加热器230并不特别限定，优选能够快速且均匀地加热碳纤维510，例如，能够使用连续炉或者高频线圈、远红外线加热器、热风器等加热器。

如图3的(A)所示，切割部240沿预先决定的切割线L对浸渗有粘接剂520的碳纤维510进行切割。切割部240例如能够使用超声波切割、激光切割、圆锯切割、压切、剪切等各种切割机构。在本实施方式中，使用能够用比较短的时间精确地进行切割的超声波切割。另外，如所述那样，切割线L周围设定为第1区域511中的粘接剂520的含有密度比较高的部分。由此，能够大幅度减少在切割时或在切割后向下一工序输送时切割面的绽开(日文：ほつれ)。若切割面发生绽开，则成形复合材料400后要除去端部，因此需要事先将预制件500形成得较大。通过抑制切割面的绽开，能够消减将复合材料400的端部除去的后续加工，能够进一步提高碳纤维510的成品率。

预成形模具260将碳纤维510预成形为规定的立体形状。如图1中的中层所示，预成形模具260具有：供成为预制件500的对象的碳纤维510配置的下模261、以及相对于下模261接近远离移动自如的上模262。在上模262的与下模261相对的面形成有与同碳纤维510的预制件500的形状一致的形状相应的成形面。在将碳纤维510配置于下模261的状态下使上模262移动而接近下模261，对碳纤维510赋予加压力，从而能够将碳纤维510成形为预制件500。

像本实施方式这样，在插入芯材530、形成闭合截面(日文：閉断面)的复合材料400的情况下，大多具有图5的(B)所示那样的曲率较大的拐角部。在预成形该拐角部时，在内侧的碳纤维510和外侧的碳纤维510，变形量具有很大差异。因而，与曲率较小的平面部相比，尽管碳纤维510的层间的错位较大，层间被粘接剂520粘接在一起，则碳纤维510彼此之间被粘接剂520的粘接力约束，因此变形受到限制。在碳纤维510的变形受到限制的状态下进行预成形时，在成形后的预制件500的曲率较大的部分会产生褶皱、扭曲。

如所述那样，在本实施方式中，预成形的立体形状的曲率较大、成形时的变形量较大的部分为粘接剂520的含有密度比较低的部分即第2区域512。由此，在碳纤维510的层间，粘接剂520的粘接力比较弱，因此在第2区域512容易变形。由此，能够抑制预制件500在曲率较大的部分产生褶皱、扭曲。由此，能够提高预制件500的形状的自由度，扩大复合材料400的形状选择范围。

接着，对使用预制件500来成形复合材料400的成形装置300进行说明。

参照图4，概括而言，本实施方式的成形装置300具有：形成供预制件500配置的模腔350的开闭自如的成形模具310、对成形模具310施加合模压力的加压部320、向模腔350内注入熔融的树脂600的树脂注入部330、以及调整成形模具310的温度的成形模具温度调整部340。

成形模具310具有能够开闭的成对的上模311(阳模)和下模312(阴模)。在上模311和下模312之间形成密闭自如的模腔350。预制件500配置在模腔350内。

成形模具310还具有用于向模腔350内注入树脂600的注入口313。注入口313与模腔350及树脂注入部330相连通。树脂600从预制件500的表面向内部浸渗。另外，在下模312也可以设有用于对模腔350内抽真空、抽吸空气的抽吸口。另外，为了使模腔350内成为密闭状态，在上模311与下模312的对接面也可以设有密封构件等。

加压部320例如能够包括这样的压力机：包括使用了油压等流体压的缸321，能够通过控制油压等来调整合模压力。

树脂注入部330能够包括这样的公知的循环式的泵机构：能够使从主剂容器331供给来的主剂和从硬化剂容器332供给来的硬化剂循环，并向成形模具310供给。树脂注入部330与注入口313连通，向模腔350内注入树脂600。

成形模具温度调整部340将成形模具310加热到树脂600的硬化温度，使注入模腔350内的树脂600硬化。能够使成形模具温度调整部340具有例如对成形模具310直接加热的电加热器、通过使油等热介质循环来进行温度调整的温度调整机构等，来作为用于进行加热的装置。

控制部110控制制造装置100整体的动作。具体而言，参照图4，控制部110具有存储部111、运算部112、以及进行各种数据、控制指令的发送接收的输入输出部113。输入输出部113与赋予部220、加热器230、切割部240、预成形模具260、加压部320、树脂注入部330、成形模具温度调整部340电连接。

存储部111包括ROM、RAM，存储粘接剂520的赋予量的分布及赋予形状等数据。运算部112主体上由CPU构成，经由输入输出部113接收输送部210对碳纤维510的输送速度等数据。运算部112基于从存储部111读取的数据以及从输入输出部113接收的数据，算出粘接剂520的赋予的时机、赋予量、由成形模具温度调整部340进行调整的成形模具310的加热温度等。基于算出的数据的控制信号通过输入输出部113向赋予部220、加热器230、切割部240、预成形模具260、加压部320、树脂注入部330、成形模具温度调整部340发送。像这样，控制部110对粘接剂520的赋予量及赋予位置、预成形模具260的动作、成形模具310的合模压力、树脂600的注入量、成形模具310的温度等进行控制。

(制造方法)

接着，对实施方式的复合材料400的制造方法进行说明。

复合材料400的制造方法大体上分为图7所示的成形预制件500的工序和图8所示的使用预制件500来成形复合材料400的工序，包括这两个工序。

首先，对成形预制件500的工序进行说明。

如图7所示，成形预制件500的工序具有：供给碳纤维510原材料的供给工序(步骤S11)、对碳纤维510赋予粘接剂520的赋予工序(步骤S12)、加热碳纤维510的加热工序(步骤S13)、对碳纤维510进行切割的切割工序(步骤S14)、形成层叠体510b的层叠工序(步骤S15)、输送层叠体510b的输送工序(步骤S16)、对碳纤维510进行预成形而形成预制件500的预成形工序(步骤S17)、以及使成形后的形成预制件500从预成形模具260脱模的工序(步骤S18)。

对各工序进行说明。

首先，作为步骤S11，如图1中的上层所示，从卷绕碳纤维510而成的基材卷510a放出碳纤维510，连续地向输送部210供给碳纤维510。

接着，作为步骤S12，如图2的(A)所示，利用赋予部220对由输送部210连续地输送出的碳纤维510赋予粘接剂520。此时，根据预定的含有密度分布，调整赋予的量。即，如图5的(A)所示，以形成粘接剂520的含有密度比较高的部分即第1区域511和粘接剂520的含有密度比第1区域511低的部分即第2区域512的方式赋予粘接剂520。

具体而言，如图5的(A)所示，第1区域511设定为在切割工序中进行切割的切割线L周围、以及在预成形工序中成形时的变形量比较小的部分。尤其是在切割线L周围，以在第1区域511中粘接剂520的含有密度也比较高的方式赋予粘接剂520。如图6所示，在切割线L周围，相对于切割线L以规定的赋予宽度W呈带状赋予粘接剂520。粘接剂520的赋予宽度W取决于预定的切割线L的公差，例如，能够为1mm～20mm。由此，能够大幅度减少因切割而形成的切割面的绽开，即使切割部位偏离切割线L，由于粘接剂520的含有密度较高，因此也能够抑制绽开。另外，第2区域512设定为在预成形工序中成形时的变形比较大、成形后的曲率较大的部分。

接着，作为步骤S13，如图2的(B)所示，利用加热器230对碳纤维510进行加热，使赋予的粘接剂520软化或者熔融，使粘接剂520向碳纤维510的层间浸渗。

接着，作为步骤S14，如图3的(A)所示，在粘接剂520熔融的状态下沿切割线L对碳纤维510进行切割。对于切割线L，预先设定作为成形品的复合材料400的展开形状，根据该展开形状决定切割线L。

接着，作为步骤S15，如图1中的中层的层叠工序所示，利用输送机器人250层叠规定张数的切割好的碳纤维510。在本实施方式中，层叠层叠取向不同的碳纤维510，形成规定层叠结构。具体而言，使用纤维取向±45°方向的NCF材、90°方向的UD材、0°方向的UD材这三个种类。因此，分别在不同的制造线的线路(日文：レーン)进行供给工序、赋予工序、加热工序以及切割工序，将按照各取向角度分别切割好的碳纤维510以规定取向顺序层叠，形成层叠体510b。

接着，作为步骤S16，如图3的(B)所示，将层叠体510b输送到预成形模具260的下模261并配置于下模261。此时，由粘接剂520将碳纤维510的层间粘接起来，因此能够抑制输送时碳纤维510的参差不齐。优选将输送过程中的温度管理为例如使碳纤维510的温度降低到50℃～70℃。通过像这样进行管理，能够在将碳纤维510输送到预成形模具260时，使粘接剂520为半硬化状态或者硬化状态。由此，能够在预成形时使粘接剂520短时间内硬化，因此能够缩短预成形所需的时间。

接着，作为步骤S17，如图3的(B)所示，对配置于预成形模具260的下模261的碳纤维510的层叠体510b进行预成形来成形预制件500。此时，以被碳纤维510包覆的方式配置芯材530。上模262可以如图1中的中层的预成形工序所示那样由多个分隔的模具构成，也可以使用由没有分隔的单一模具构成的上模。预成形模具260优选例如预先冷却为20℃～40℃。由此，在合模的同时，进行粘接剂520的冷却，粘接剂520硬化，预成形结束。

接着，作为步骤S18，打开预成形模具260，使预制件500脱模，于是，预制件500的成形结束。如图5的(B)所示，在成形后的预制件500的形状中，曲率较小的平面部是粘接剂520的含有密度比较高的部分即第1区域511，曲率较大的部分(用虚线包围的部分)是粘接剂520的含有密度比较低的部分即第2区域512。

接着，对使用预制件500来成形复合材料400的工序进行说明。

如图8所示，成形复合材料400的工序具有：将预制件500配置于成形模具310的模腔350的工序(步骤S21)、向模腔350内注入树脂600的工序(步骤S22)、使树脂600硬化的工序(步骤S23)、以及使成形后的复合材料400从成形模具310脱模的工序(步骤S24)。

对各工序进行说明。

首先，作为步骤S21，将预制件500配置于成形模具310的模腔350(参照图4)。

接着，作为步骤S22，向模腔350内注入树脂600。成形模具310预先预热到树脂600(例如，环氧树脂)的硬化温度以上(例如，100℃～160℃左右)。

接着，作为步骤S23，使浸渗于碳纤维510的树脂600硬化。

接着，作为步骤S24，在树脂600硬化后，打开成形模具310，使碳纤维510、树脂600以及芯材530一体化而成的复合材料400脱模，于是，成形结束。

如上所述，根据本实施方式的复合材料400的制造方法及制造装置100，以第2区域512的粘接剂520的含有密度比碳纤维510的第1区域511低的方式赋予粘接剂520，将碳纤维510预成形为第2区域512的曲率比第1区域511大的立体形状。

采用这样构成的复合材料400的制造方法及制造装置100，曲率较大的部分设定为粘接剂520的含有密度比较低的第2区域512，因此在碳纤维510的层间粘接剂520的粘接力比较弱。因此，碳纤维510在第2区域512容易变形。能够抑制预制件500在曲率较大的部分产生褶皱、扭曲，因此能够提高预制件500的形状的自由度。由此，能够利用粘接剂520抑制增强纤维的配置的参差不齐，并扩大复合材料400的形状选择范围。

另外，在预成形之前，对赋予了粘接剂520的碳纤维510进行加热。由此，能够使粘接剂520浸渗于碳纤维510。

另外，沿切割线L切割赋予了粘接剂520的碳纤维510。并且，第1区域511包含该切割线L。由此，在切割部位，粘接剂520的浸渗密度比较高，因此能够抑制切割时碳纤维510的绽开。

另外，在赋予工序和预成形工序之间，还具有将赋予了粘接剂520的碳纤维510层叠起来而形成层叠体510b的层叠工序。由此，能够在利用粘接剂520将碳纤维510粘接起来的状态下向预成形工序进行输送，因此能够抑制碳纤维510的配置的参差不齐。

另外，粘接剂520由受热会软化的材料形成。由此，能够通过加热使其容易地浸渗于碳纤维510。

根据本实施方式的预制件500，碳纤维510包括第1区域511和粘接剂520的含有密度比第1区域511低的第2区域512，第1区域511的曲率比第2区域512大。由此，能够抑制预制件500在曲率较大的部分产生褶皱、扭曲，因此能够提高预制件500的形状的自由度。

根据本实施方式的复合材料400，碳纤维510包括第1区域511和粘接剂520的含有密度比第1区域511低的第2区域512，第1区域511的曲率比第2区域512大。由此，能够抑制预制件500在曲率较大的部分产生褶皱、扭曲，因此能够提高预制件500的形状的自由度。因此，能够扩大复合材料400的形状选择范围。

以上，通过实施方式对复合材料的制造方法、制造装置以及复合材料进行了说明，但是，本发明不仅局限于在实施方式中说明的构成，能够基于权利要求书的记载适当进行变更。

例如，加热工序被设定为在切割工序之前进行，但也可以在切割工序或者层叠工序之后进行。

另外，增强基材被设定为层叠多张而形成层叠体，但也可以是利用一张增强基材形成复合材料。

附图标记说明

100、制造装置；110、控制部；200、预成形装置；210、输送部；220、赋予部；230、加热器；240、切割部；260、预成形模具；300、成形装置；310、成形模具；400、复合材料；500、预制件；510、碳纤维(增强基材)；510b、层叠体；511、第1区域；512、第2区域；520、粘接剂；530、芯材；600、树脂；L、切割线。

Claims (12)

1.一种复合材料的制造方法，

对包括第1区域和第2区域的片状的增强基材以所述第2区域的粘接剂的含有密度比所述第1区域的粘接剂的含有密度低的方式浸渗所述粘接剂，

以由所述增强基材将芯材包覆的方式将所述增强基材预成形为立体形状，形成利用所述粘接剂保持了立体形状的复合材料用预制件，

将所述复合材料用预制件配置在成形模具的模腔内，自所述成形模具的注入口向所述模腔内注入树脂，使所述树脂浸渗于所述复合材料用预制件从而成形复合材料，在该复合材料的制造方法中，

在所述预成形中，在所述芯材中的、曲率比供所述增强基材的所述第1区域配置的部位大的部位，配置所述第2区域。

2.根据权利要求1所述的复合材料的制造方法，其中，

在对所述增强基材进行预成形之前，对浸渗了所述粘接剂的所述增强基材加热。

3.根据权利要求1或2所述的复合材料的制造方法，其中，

在浸渗了所述粘接剂之后，沿切割线对所述增强基材进行切割，

所述第1区域包含所述切割线。

4.根据权利要求1所述的复合材料的制造方法，其中，

在浸渗了所述粘接剂之后，并在对所述增强基材进行预成形之前，将浸渗了所述粘接剂的所述增强基材层叠起来，形成层叠体。

5.根据权利要求1所述的复合材料的制造方法，其中，

所述粘接剂由受热会软化的材料形成。

6.一种复合材料的制造装置，具有：

赋予部，其使粘接剂浸渗于包括第1区域和第2区域的片状的增强基材；

预成形模具，其将所述增强基材预成形为如下的立体形状，形成利用所述粘接剂保持了立体形状的复合材料用预制件，所述立体形状为：由所述增强基材将芯材包覆，且在所述芯材中的、曲率比供所述增强基材的所述第1区域配置的部位大的部位，配置所述第2区域；

成形模具，其包括供所述复合材料用预制件配置的模腔以及用于向所述模腔内注入树脂而使该树脂浸渗于所述复合材料用预制件的注入口；以及

控制部，其对所述赋予部以及所述预成形模具的动作进行控制，

所述控制部将所述赋予部的动作控制为对所述增强基材以所述第2区域的所述粘接剂的含有密度比所述第1区域的所述粘接剂的含有密度低的方式浸渗所述粘接剂，并且，将所述预成形模具的动作控制为将所述增强基材成形为所述立体形状。

7.根据权利要求6所述的复合材料的制造装置，其中，

该制造装置还具有加热器，该加热器用于加热利用所述赋予部浸渗了所述粘接剂的所述增强基材。

8.根据权利要求6或7所述的复合材料的制造装置，其中，

该制造装置还具有切割部，该切割部用于沿切割线对利用所述赋予部浸渗了所述粘接剂的所述增强基材进行切割，

所述第1区域包含所述切割线。

9.根据权利要求6所述的复合材料的制造装置，其中，

所述粘接剂由受热会软化的材料形成。

10.一种复合材料用预制件，其是使粘接剂浸渗于增强基材而形成为立体形状，其中，

该复合材料用预制件具有被所述增强基材包覆的芯材，

所述增强基材包括第1区域、以及所述粘接剂的含有密度比所述第1区域低的第2区域，

所述第2区域配置在所述芯材中的、曲率比供所述第1区域配置的部位大的部位。

11.根据权利要求10所述的复合材料用预制件，其中，

所述粘接剂由受热会软化的材料形成。

12.一种复合材料，其是使树脂浸渗于复合材料用预制件而形成的，该复合材料用预制件是使粘接剂浸渗于增强基材而形成为立体形状，其中，

所述复合材料用预制件具有被所述增强基材包覆的芯材，

所述增强基材包括第1区域、以及所述粘接剂的含有密度比所述第1区域低的第2区域，

所述第2区域配置在所述芯材中的、曲率比供所述第1区域配置的部位大的部位。