CN109562544A - 复合材料的成型方法以及复合材料用中间构件 - Google Patents

复合材料的成型方法以及复合材料用中间构件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够抑制向成型模具的模腔内注入树脂时的强化基材的配置的紊乱而使复合材料的外观品质提高，同时通过能够高压注入树脂而缩短成型时间的成型方法以及复合材料用中间构件。根据复合材料(10)的成型方法，将支承构件(40)固定于强化基材(31)，以支承构件的至少一个端部(40a、40b)自强化基材突出的方式配置。接着，在成型模具(310)的模腔(314)内配置强化基材以及支承构件，将成型模具闭合，利用形成模腔的成型模具的壁面(311a、312a)使支承构件的至少一个端部抵接，维持使端部与壁面抵接的状态不变，自成型模具的注入口(315)向模腔内注入树脂(50)。

Description

复合材料的成型方法以及复合材料用中间构件
技术领域
本发明关于复合材料的成型方法以及复合材料用中间构件。
背景技术
近年，为了汽车的车体轻量化而将在强化基材浸渍树脂的复合材料作为汽车部件使用。作为复合材料的成型方法，适于量产化的RTM(Resin Transfer Molding，树脂传递模塑)成型法受到关注。对于RTM成型法，通过首先将强化基材配置于成型模具内的模腔，使树脂流入模腔内，使树脂浸渍于强化基材，并使树脂硬化来形成复合材料。
在使树脂流入模腔内时，有由于树脂的流动而强化基材的配置产生紊乱的情况。如果强化基材的配置产生紊乱，则有作为成型品的复合材料的强度降低、外观品质变差的问题。
例如，在下述专利文献1中，公开有为了抑制强化基材的配置的紊乱，在注入树脂时利用成型模具的壁面夹持强化基材来抑制强化基材的配置的紊乱的方法。
专利文献1：日本特开2010-221642号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，为了缩短成型时间，有将树脂高压注入的必要。在将树脂高压注入的情况下，仅通过利用成型模具的壁面压住强化基材不能够充分地抑制强化基材的配置的紊乱。另一方面，为了抑制强化基材的配置的紊乱而将树脂低压注入时，由于树脂对于强化基材的浸渍变慢而成型时间变长。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够在抑制向成型模具的模腔内注入树脂时的强化基材的配置的紊乱来使复合材料的外观品质提高的同时通过能够高压注入树脂而缩短成型时间的成型方法以及复合材料用中间构件。
用于解决问题的方案
达成上述目的的本发明的复合材料的成型方法以下成型方法：将强化基材配置于能够开闭的成型模具的模腔内，向所述模腔内注入树脂，使所述树脂硬化而成型复合材料。根据该复合材料的成型方法，将支承构件固定于所述强化基材，以所述支承构件的至少一个端部自所述强化基材突出的方式配置，在所述模腔内配置所述强化基材以及所述支承构件。另外，将所述成型模具闭合，使所述支承构件的至少一个端部与形成所述模腔的所述成型模具的壁面抵接，维持使所述端部与所述壁面抵接的状态不变，自所述成型模具的注入口向所述模腔内注入所述树脂。
达成上述目的的本发明的复合材料用中间构件具有：预成型件，其是将强化基材赋形为规定的形状而成的；以及支承构件，其固定于所述强化基材，以至少一个端部自所述强化基材突出的方式配置。
附图说明
图1A是表示实施方式的复合材料用中间构件的立体图。
图1B是沿图1A的1B-1B线的剖视图。
图2A是用于说明利用实施方式的中间构件形成部将贯通构件配置于强化基材的动作的局部剖面图。
图2B是用于说明利用实施方式的中间构件形成部将贯通构件配置于强化基材的动作的局部剖面图。
图2C是用于说明利用实施方式的中间构件形成部将贯通构件配置于强化基材的动作的局部剖面图。
图3是用于说明实施方式的复合材料成型部的结构的概略图。
图4是表示实施方式的复合材料的成型方法的流程图。
图5是表示将实施方式的复合材料用中间构件配置于成型模具的状态的剖视图。
图6是表示向成型模具的模腔内注入树脂的情况的剖视图。
图7A是表示将配置于成型模具的模腔内的贯通构件的一部分压扁的情况的剖视图。
图7B是表示在成型模具的模腔内将存在贯通构件的部位利用树脂置换后的情况的剖视图。
图8A是表示利用对比例的复合材料的成型方法成型复合材料的情况的剖视图。
图8B是表示利用对比例的复合材料的成型方法成型复合材料的情况的剖视图。
图8C是表示利用对比例的复合材料的成型方法而成型的复合材料的强化基材的状态的俯视图。
图9A是表示利用实施方式的成型方法而成型的复合材料的适用例的图，是表示使用了复合材料的各种的汽车部件的图。
图9B是表示利用实施方式的成型方法而成型的复合材料的适用例的图，是表示将使用了复合材料的各种的汽车部件接合而形成的车体的图。
图10是表示变形例的复合材料用中间构件的剖视图。
图11是表示将变形例的复合材料用中间构件配置于成型模具的状态的剖视图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边说明本发明的实施方式。另外，以下的说明不限定权利要求书所记载的技术的范围、用语的意义。此外，有图面的尺寸比例为了说明的方便而放大，与实际的比例不同的情况。
复合材料
一般来说，复合材料10通过将强化基材31以及树脂50组合，具有比由树脂50单体形成的成型品的强度以及刚性高的强度以及刚性。例如，能够将复合材料10适用于在图9A所示的汽车的车体500(参照图9B)使用的前纵梁501、立柱502等骨架部件、顶盖503等外板部件。由于复合材料10比钢铁材料轻量，与组装由钢铁材料形成的部件而构成的车体相比，能够谋求图9B所示的车体500的轻量化。
本实施方式的复合材料10通过将后述的复合材料用中间构件20配置于成型模具310，使树脂50浸渍并硬化来成型。
树脂50使用作为热固性树脂的环氧树脂、酚醛树脂等。在本实施方式中，使用在机械性能、尺寸稳定性上优异的环氧树脂。对于环氧树脂，双液型是主流，将主剂以及硬化剂混合使用。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，但是不特别限定于此，能够配合期望的材料特性适当选择。另外，树脂50不限定于热固性树脂，也可以使用热塑性树脂。
此外，为了能够易于进行成型复合材料10后的脱模，在树脂50中含有内部脱模剂。内部脱模剂的种类不特别限定，能够使用公知的脱模剂。
复合材料用中间构件
如图1A所示，复合材料用中间构件(以下，称为“中间构件”)20具有：将强化基材31赋形为规定的形状而成的预成型件30；以及配置于该预成型件30的一端部的贯通构件(相当于支承构件)40。如图1B所示，贯通构件40贯通并固定于强化基材31，以两端部40a、40b自强化基材31突出的方式配置。另外，贯通构件40的配置、数量能够根据注入口315的配置、树脂50的注入压力、预成型件30的形状等适当适当变更。
以下，详细地说明预成型件30以及贯通构件40的结构。
预成型件
如图1B所示，本实施方式的预成型件30形成为，层叠多个强化基材31，赋予粘接剂32并赋形为规定的形状。
强化基材31能够由例如碳纤维、玻璃纤维、聚芳酰胺纤维、聚酰胺(PA)纤维、聚丙烯(PP)纤维、丙烯腈纤维等形成。在本实施方式中，说明使用碳纤维作为强化基材31的例子。碳纤维由于具有热膨胀系数小、尺寸稳定性优异、即使在高温下机械性能的降低也少这样的特征，因此能够合适地作为汽车的车体500(参照图9B)等的复合材料10的强化基材31使用。强化基材31例如能够使用在一方向上拉齐纤维而成的UD(一方向)材料、在纵横上组合纤维而成的织物材料等片状的碳纤维。
粘接剂32赋予强化基材31，将强化基材31彼此粘接。由此，能够将强化基材31稳定地维持在期望的形态，能够抑制强化基材31的配置的偏差。此外，粘接剂32在将强化基材31赋形为期望的形状时，也起到保持其形态的作用。
对于构成粘接剂32的材料，不特别限定材质，能够使用公知的材料。能够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，此外，例如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂等。
贯通构件
如图1A以及图1B所示，贯通构件40是圆柱状，具有：形成于一个端部40a的头部41a；形成于另一个端部40b的头部41b；以及直径比头部41a、41b的直径小的主体部42。贯通构件40的头部41a、41b以自强化基材31突出的方式配置。贯通构件40的头部41b是在将主体部42贯通预成型件30后压扁另一个端部40b而形成的。在此，头部41b以直径比主体部42的直径大的方式形成。贯通构件40具有利用头部41a、41b以及主体部42固定于强化基材31的作为铆钉的功能。另外，贯通构件40的形状不限定于圆柱状，也可以是例如棱柱状。
如后所述，贯通构件40的头部41a、41b介于成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间而形成间隙G(参照图5)。通过调整贯通构件40的头部41a、41b的高度，能够适当变更间隙G的大小。
构成贯通构件40的材料优选具有因热软化的性质。通过使贯通构件40具有因热软化的性质，利用树脂50的反应热、成型模具310的热使头部41a、41b软化而压扁，能够使成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间的间隙G逐渐变小。
此外，构成贯通构件40的材料更优选的是在具有因热软化的性质的材料之中作为有机系的材料的热塑性树脂。通过使用有机系的材料，在将作为成型品的复合材料10废弃处理时，变得易于再循环、焚烧处理。此外，通过使贯通构件40由热塑性树脂形成，在使树脂50浸渍于强化基材31时，能够利用流动的树脂50的反应热、成型模具310的热使贯通构件40熔化。
另外，构成贯通构件40的材料优选与树脂50具有亲和性。在此，所谓“亲和性”意味着易于混合的性质。在本实施方式中，作为具有亲和性的材料，选择会使贯通构件40熔化而与树脂50混合，并且，不对树脂50的物理性质带来影响的材料。作为这样的具有亲和性的材料，可以举出例如淀粉树脂等使用于强化基材31的施胶的材料。
通过使贯通构件40与树脂50具有亲和性，在使树脂50浸渍于强化基材31时，贯通构件40熔化而与树脂50混合而形成为一体。因此，在能够形成均匀的复合材料10的同时，能够削减将贯通构件40以及配置了贯通构件40的强化基材31的周边部分除去的后加工。因此，在能够缩短成型时间的同时，能够使成品率提高。此外，也能够使复合材料10的强度等品质提高。
另外，构成贯通构件40的材料、其大小考虑相对于复合材料10整体的树脂50的混合比例，调整到即使熔入于树脂50也不对复合材料10的物理性质带来影响的程度。
成型装置
参照图2A～图3说明实现本实施方式的复合材料10的成型方法的成型装置100的一例。另外，成型装置100只要能够实现本实施方式的复合材料10的成型方法，其结构不特别限定为以下所示。
成型装置100具有：形成中间构件20的中间构件形成部200(参照图2A～图2C)；使用中间构件20来成型复合材料10的复合材料成型部300(参照图3)；以及控制中间构件形成部200和复合材料成型部300的动作的控制部400。
如图2A所示，中间构件形成部200具有：向一个端部40a的头部41a施加按压力的按压部210；以及与贯通构件40的另一个端部40b抵接的承接部220。
按压部210利用电动机等驱动源(未图示)驱动，以贯通构件40的主体部42朝向强化基材31的层叠方向(图2A中的箭头方向)贯通强化基材31的方式向贯通构件40施加按压力。此外，如图2B所示，在贯通构件40贯通强化基材31后，按压部210进一步向贯通构件40施加按压力，将贯通构件40的端部40b按压于承接部220。
承接部220在其上表面具有凹部220a。贯通构件40的端部40b由于自按压部210受到的按压力按压于凹部220a而变形，如图2C所示，在贯通构件40的端部40b形成转印了凹部220a的形状的头部41b。由此，利用贯通构件40的头部41a、41b夹持强化基材31，能够将贯通构件40相对于强化基材31固定。
如图3所示，复合材料成型部300具有：形成供中间构件20配置的模腔314的开闭自如的成型模具310；使成型模具310负载合模压力的加压部320；以及将熔化的树脂50向模腔314内注入的树脂注入部330。
成型模具310具有：能够开闭的一对上模311和下模312；以及密封部313。在上模311的壁面311a、下模312的壁面312a以及密封部313之间形成有密闭自如的模腔314。此外，成型模具310还具有将树脂50向模腔314内注入的注入口315。
密封部313由橡胶等弹性材料形成，将上模311和下模312的接合面密封。密封部313根据成型模具310的合模压力而变形，调整上模311与下模312之间的间隔。由此，能够调整模腔314的高度。另外，只要能够形成密闭的模腔314，并调整上模311与下模312之间的间隔，成型模具310不限定于上述结构。
如图5所示，在中间构件20配置于模腔314内的状态下，贯通构件40的头部41a、41b以自强化基材31突出的方式配置。因此，在将中间构件20配置于模腔314内的状态下，头部41a、41b介于成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间。由此，在成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间形成间隙G。通过将该间隙G作为流路利用，能够使向模腔314内注入的树脂50顺畅地流动。由于树脂50变得易于向强化基材31浸渍，因此能够提高树脂50的注入速度(每单位时间的树脂50的注入量)。由此，能够进一步缩短作为成型品的复合材料10的成型时间。
再次参照图3，注入口315设为能够将模腔314与树脂注入部330连通。在本实施方式中，注入口315在上模311的模腔314的端部(密封部313)附近仅设有1个。自树脂注入部330注入的树脂50自预成型件30的表面向内部浸渍。另外，也可以在成型模具310另外设置对模腔314内进行抽真空而抽吸空气的抽吸口。
加压部320例如能够由压力机形成，该压力机具有使用油压等流体压的缸321，通过控制油压等能够调整向成型模具310施加的合模压力。
树脂注入部330能够由公知的循环式的泵机构形成，该泵机构一边使自主剂罐331供给的主剂与自硬化剂罐332供给的硬化剂循环，一边能够向成型模具310供给。树脂注入部330与注入口315连通并向模腔314内注入树脂50。
控制部400控制成型装置100整体的动作。具体来说，参照图3，控制部400具有：存储部410；计算部420；以及进行各种数据、控制指令的发送接收的输入输出部430。输入输出部430与按压部210、加压部320、树脂注入部330等装置各部电连接。
存储部410由ROM、RAM形成，存储贯通构件40的形状(高度)、作为成型品的复合材料10的设计板厚等数据。计算部420以CPU为主体构成，借助输入输出部430接收合模压力、模腔314的高度等数据。计算部420基于从存储部410读出的数据以及从输入输出部430接收的数据算出成型模具310的合模压力、树脂50的注入压力等。基于算出的数据的控制信号借助输入输出部430向加压部320、树脂注入部330等装置各部发送。这样一来，控制部400控制成型模具310的合模压力、树脂50的注入压力等。
成型方法
接着，说明本实施方式的复合材料10的成型方法。如图4所示，对于复合材料10的成型方法，概括而言，首先形成预成型件30(步骤S11)，将贯通构件40配置于预成型件30来形成中间构件20(步骤S12)。接着，将中间构件20配置于成型模具310的模腔314内(步骤S13)，利用成型模具310的壁面311a、312a夹持贯通构件40的两端部40a、40b(步骤S14)。接着，向成型模具310的模腔314内注入树脂50(步骤S15)。在向模腔314内填充树脂50后，进一步将成型模具310闭合，将贯通构件40的一部分压扁(步骤S16)。接着，使树脂50硬化(步骤S17)，使复合材料10脱模(步骤S18)。以下，详述复合材料10的成型方法。
在步骤S11中，层叠多个强化基材31，赋予粘接剂32而形成赋形为规定的形状的预成型件30。首先，在片状的强化基材31赋予粘接剂32。接着，将赋予了粘接剂32的多个强化基材31层叠。其后，将层叠的强化基材31利用赋形模具(未图示)赋形而形成规定形状的预成型件30(参照图1A)。另外，也可以在将强化基材31赋形前加热而使粘接剂32软化。此外，也可以在将强化基材31赋形前或者赋形后将强化基材31切断为规定的形状。
在步骤S12中，首先，如图2A所示，将贯通构件40配置于预成型件30的一面，利用中间构件形成部200的按压部210朝向强化基材31的层叠方向(图2A中的箭头方向)对贯通构件40的头部41a施加按压力。由此，如图2B所示，贯通构件40的主体部42穿过强化基材31的纤维之间的间隙G将预成型件30(强化基材31)贯通。
另外，利用按压部210对贯通构件40施加按压力。使贯通构件40的端部40b按压于承接部220的凹部220a而变形，如图2C所示，在贯通构件40的端部40b形成转印了凹部220a的形状的头部41b。这样一来，形成以利用贯通构件40的头部41a、41b夹持强化基材31的方式相对于强化基材31固定的中间构件20。
在步骤S13中，如图3、图5所示，以贯通构件40位于成型模具310的注入口315附近、且比注入口315靠强化基材31的外周缘31a侧的位置的方式将中间构件20配置于模腔314内。注入口315附近的树脂50的流动最快，因此强化基材31的配置容易产生紊乱。如上所述，通过在注入口315附近配置贯通构件40，能够适当地抑制强化基材31的配置的紊乱。此外，通过将贯通构件40配置于比注入口315靠强化基材31的外周缘31a侧的位置，能够抑制贯通构件40妨碍树脂50的流动。
在步骤S14中，如图5所示，以成型模具310的壁面311a、312a间的距离与贯通构件40的高度一致的方式闭合成型模具310。由此，壁面311a、312a与贯通构件40的头部41a、41b(两端部40a、40b)抵接，在能够利用壁面311a、312a夹持而固定贯通构件40的同时，能够在成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间的至少一部分形成间隙G。
在步骤S15中，如图6所示，维持夹持贯通构件40的状态不变，利用树脂注入部330经由注入口315向模腔314内注入树脂50。此时，通过将成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间的间隙G作为流路利用，能够使向模腔314内注入的树脂50顺畅地流动。由于树脂50变得易于向强化基材31浸渍，因此能够提高树脂50的注入速度(每单位时间的树脂50的注入量)。另外，调整加压部320所施加的合模压力，以使得成型模具310不会由于由树脂50的注入引起的模腔314内的内压的上升而打开。
假设，如图8A所示的对比例那样，在利用成型模具310的壁面311a、312a夹持强化基材31的状态下，在向模腔314内注入树脂50时，强化基材31成为树脂50的流动的妨碍。由此，与如本实施方式这样形成间隙G的情况相比流动阻力变高。在为了缩短成型时间，提高树脂50的注入压力时，如图8B、图8C所示，由于树脂50的流动而强化基材31的取向产生紊乱。在该状态下，在使树脂50硬化时，成为复合材料10的品质降低的原因。
在本实施方式中，在将树脂50向模腔314内注入时，能够利用贯通构件40抑制强化基材31的取向的紊乱。另外，能够通过形成间隙G降低树脂50的流动阻力。由此，即使提高树脂50的注入速度强化基材31的取向也不紊乱，能够在比较短的时间内成型更高品质的复合材料10。
在步骤S16中，通过利用加压部320使成型模具310增加合模压力，进一步将成型模具310闭合，如图7A所示将贯通构件40的一部分压扁。由此，能够使成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间的间隙G变小。在此，贯通构件40由于具有因热软化的性质，因此利用流动的树脂50的反应热、成型模具310的热而软化，能够向闭合成型模具310的方向压扁而使成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间的间隙G适当地变小。
在树脂50的流动进一步进行时，作为热塑性树脂的贯通构件40逐渐熔化而与树脂50混合。由此，如图7B所示，将存在贯通构件40的部位利用树脂50置换。另外，也可以是，如图7A所示在将贯通构件40压扁的同时，使贯通构件40熔化，如图7B所示将存在贯通构件40的部位利用树脂50置换。
此外，贯通构件40由与树脂50具有亲和性的材料形成，所以不形成对复合材料10的物理性质带来影响那样的界面等，能够均匀地混合。
在步骤S17中，使模腔314内的树脂50硬化。既可以此时将成型模具310加热，也可以预先将成型模具310加热。在步骤S18中，在树脂50硬化后，打开成型模具310，使复合材料10脱模。由此，复合材料10的成型完成。
如以上所说明的，根据本实施方式的复合材料10的成型方法，将贯通构件40固定于强化基材31，以贯通构件40的至少一个端部40a、40b自强化基材31突出的方式配置，将强化基材31以及贯通构件40配置于模腔314内。接着，闭合成型模具310，使贯通构件40的至少一个端部40a、40b与形成模腔314的成型模具310的壁面311a、312a抵接，维持使端部40a、40b抵接于壁面311a、312a的状态不变，自成型模具310的注入口315向模腔314内注入树脂50。
根据这样构成的复合材料10的制造方法，使固定于强化基材31的贯通构件40的端部40a、40b与成型模具310的壁面311a、312a抵接，利用贯通构件40以及成型模具310的壁面311a、312a保持强化基材31。因此，能够抑制在向模腔314内注入树脂50时由于树脂50的流动产生的强化基材31的配置的紊乱。由此，在使作为成型品的复合材料10的外观品质提高的同时，通过能够高压注入树脂50而能够缩短成型时间。
此外，将贯通构件40贯通于强化基材31，以贯通构件40的两端部40a、40b自强化基材31突出的方式配置，将强化基材31以及贯通构件40配置于模腔314内。接着，将成型模具310闭合，利用形成模腔314的成型模具310的壁面311a、312a夹持贯通构件40的两端部40a、40b，维持夹持贯通构件40的状态不变，自成型模具310的注入口315向模腔314内注入树脂50。由此，由于利用成型模具310的壁面311a、312a夹持贯通于强化基材31的贯通构件40，因此能够更可靠地抑制在向模腔314内注入树脂50时由于树脂50的流动产生的强化基材31的配置的紊乱。
此外，在注入树脂50时，由于贯通构件40的两端部40a、40b在强化基材31与成型模具310的壁面311a、312a之间的至少一部分形成间隙G。向模腔314内注入的树脂50利用间隙G更顺畅地流动，树脂50变得易于向强化基材31浸渍，因此能够提高树脂50的注入速度(每单位时间的树脂50的注入量)。由此，在使作为成型品的复合材料10的外观品质进一步提高的同时，能够进一步缩短成型时间。
此外，贯通构件40在模腔314内配置于注入口315的附近且比注入口315靠强化基材31的外周缘31a侧的位置。由此，由于贯通构件40不会妨碍树脂50的流动，而顺畅地使树脂50浸渍于强化基材31，因此能够缩短成型时间。
此外，由于在将贯通构件40贯通于强化基材31前将多个强化基材31层叠，因此能够抑制多个强化基材31的偏差。
此外，贯通构件40具有因热软化的性质，在向模腔314内注入树脂50后，进一步将成型模具310闭合，将贯通构件40的至少一部分向闭合成型模具310的方向压扁。在向模腔314内注入树脂50后，贯通构件40由于流动的树脂50的反应热、成型模具310的热而软化，向闭合成型模具310的方向压扁而能够使成型模具310的壁面311a、312a与强化基材31之间的间隙G适当地变小。由此，抑制在复合材料10的表面形成过量的树脂富有部分，能够使复合材料10的强度提高。
此外，贯通构件40由热塑性树脂形成，在使树脂50浸渍于强化基材31时，贯通构件40由于流动的树脂50的反应热、成型模具310的热而熔化，能够将存在贯通构件40的部位利用树脂50置换。因此，能够削减将贯通构件40以及配置了贯通构件40的强化基材31的周边部分除去的后加工。因此，在能够缩短成型时间的同时能够使成品率提高。
此外，贯通构件40由与向模腔314内注入的树脂50具有亲和性的材料形成。因此，在能够形成均匀的复合材料10的同时，能够削减将贯通构件40以及配置了贯通构件40的强化基材31的周边部分除去的后加工。因此，在能够缩短成型时间的同时能够使成品率提高。此外，也能够使复合材料10的强度等品质提高。
此外，根据本实施方式的中间构件20，其具有：将强化基材31赋形为规定的形状而成的预成型件30；以及固定于强化基材31，以至少一个端部40a、40b自强化基材31突出的方式配置的贯通构件40。在成型复合材料10时，能够利用端部40a、40b以及成型模具310的壁面311a、312a保持强化基材31。因此，能够抑制在向成型模具310的模腔314内注入树脂50时由于树脂50的流动而产生的强化基材31的配置的紊乱。由此，在使作为成型品的复合材料10的外观品质提高的同时，通过能够高压注入树脂50而能够缩短成型时间。
此外，贯通构件40贯通于强化基材31，以两端部40a、40b自强化基材31突出的方式配置。在成型复合材料10时，通过利用成型模具310的壁面311a、312a夹持贯通构件40的两端部40a、40b，能够更可靠地保持强化基材31。
此外，预成型件30包含多个强化基材31，因此能够抑制多个强化基材31的偏差。
此外，贯通构件40具有因热软化的性质，因此能够利用成型模具310的合模压力将贯通构件40压扁。由此，能够根据期望的复合材料10的厚度调整贯通构件40的高度，因此抑制在复合材料10的表面形成树脂富有部分，能够使复合材料10的强度以及外观品质提高。
此外，贯通构件40由热塑性树脂形成，因此在使树脂50浸渍于强化基材31时，贯通构件40由于流动的树脂50的反应热、成型模具310的热而熔化，能够将存在贯通构件40的部位利用树脂50置换。因此，能够削减将贯通构件40以及配置了贯通构件40的强化基材31的周边部分除去的后加工。因此，在能够缩短成型时间的同时能够使成品率提高。
此外，贯通构件40由与在复合材料10使用的树脂50具有亲和性的材料形成。由此，在使树脂50浸渍于强化基材31时，贯通构件40由于流动的树脂50的反应热、成型模具310的热而熔化并与树脂50混合而形成为一体。因此，在能够形成均匀的复合材料10的同时，能够削减将贯通构件40以及配置了贯通构件40的强化基材31的周边部分除去的后加工。因此，在能够缩短成型时间的同时，能够使成品率提高。此外，也能够使复合材料10的强度等品质提高。
变形例
参照图10、图11说明变形例的复合材料用中间构件620以及复合材料10的成型方法。
变形例的复合材料用中间构件620的支承构件640在不具有贯通于强化基材31的部分而是以一个端部640a自强化基材31突出的方式固定的方面与前述的实施方式的贯通构件(支承构件)40不同。另外，对与前述的实施方式同样的结构附上同样的附图标记，省略说明。
如图10所示，支承构件640构成为将预成型件30的强化基材31的一部分夹持的夹子状。支承构件640具有：以自强化基材31突出的方式固定的一个端部640a；以隔着强化基材31的一部分与一个端部640a相对的方式配置的另一个端部640b；以及连接端部640a、640b彼此的连接部642。
构成支承构件640的材料能够使用与构成前述的实施方式的贯通构件40的材料同样的材料。
对于变形例的复合材料10的成型方法，在步骤S12(参照图4)中不使支承构件640贯通于预成型件30的方面以及在步骤S14(参照图4)中不夹持支承构件640的两端部640a、640b的方面与前述的实施方式不同。变形例的复合材料10的成型方法的其他的工序由于与前述的实施方式同样而省略说明。
在变形例的复合材料10的成型方法的步骤S12中，利用支承构件640夹持强化基材31的一部分。由此，支承构件640固定于强化基材31，以支承构件640的一个端部640a自强化基材31突出的方式配置。由于不使支承构件640贯通于强化基材31，因此能够在比较短的时间内容易地将支承构件640固定于强化基材31。
在步骤S14中，如图11所示，使支承构件640的一个端部640a与成型模具310的一个壁面311a抵接。支承构件640的端部640a介于成型模具310的一个壁面311a与强化基材31之间而形成间隙G。
维持图11所示的状态不变，在下一工序中向模腔314内注入树脂50。此时，通过将间隙G作为流路利用，能够使向模腔314内注入的树脂50顺畅地流动。
如以上所说明那样，根据变形例的复合材料10的成型方法以及复合材料用中间构件620，能够利用与前述的实施方式同样的结构起到同样的效果。
另外，根据变形例的复合材料10的成型方法，将支承构件640固定于强化基材31，以支承构件640的一个端部640a自强化基材31突出的方式配置，将强化基材31以及支承构件640配置于模腔314内。接着，闭合成型模具310，利用形成模腔314的成型模具310的一个壁面311a使支承构件640的一个端部640a抵接，维持使端部640a与一个壁面311a抵接的状态不变，自成型模具310的注入口315向模腔314内注入树脂50。
根据这样构成的复合材料10的制造方法，使支承构件640的端部640a与一个壁面311a抵接，利用支承构件640的端部640a与另一个壁面311b夹持强化基材31。因此，能够抑制在向模腔314内注入树脂50时由于树脂50的流动产生的强化基材31的配置的紊乱。由此，在使作为成型品的复合材料10的外观品质提高的同时，通过能够高压注入树脂50而能够缩短成型时间。
此外，根据本实施方式的复合材料用中间构件620，其具有：将强化基材31赋形为规定的形状而成的预成型件30；以及固定于强化基材31，以一个端部640a自强化基材31突出的方式配置的支承构件640。在成型复合材料10时，使支承构件640的端部640a与一个壁面311a抵接，能够利用支承构件640与另一个壁面311b夹持强化基材31。因此，能够抑制在向成型模具310的模腔314内注入树脂50时由于树脂50的流动产生的强化基材31的配置的紊乱。由此，在使作为成型品的复合材料10的外观品质提高的同时，通过能够高压注入树脂50而能够缩短成型时间。
以上，通过实施方式和以及变形例说明了复合材料的成型方法以及复合材料用中间构件，但是本发明不仅限定于在实施方式以及变形例中说明的结构，能够基于权利要求书的记载而适当变更。
例如，在复合材料的成型方法以及复合材料用中间构件中，支承构件不限定于通过贯通、夹持强化基材而固定于强化基材的结构，也可以通过利用例如粘接剂等接合来固定于强化基材。
此外，在复合材料的成型方法中，不限定于将复合材料用中间构件配置于成型模具的模腔内，利用成型模具的壁面夹持支承构件的两端部的结构，只要使支承构件的至少一个端部与成型模具的壁面抵接即可。
此外，支承构件的形状只要以将强化基材固定，以支承构件的至少一个端部自强化基材突出的方式配置，不特别限定于在实施方式以及变形例中说明的形状。
此外，形成支承构件的材料不限定于树脂等有机系的材料，也可以是例如金属材料等无机系的材料。在该情况下，优选使用柔软到能够利用成型模具的合模压力压扁的程度的材料。作为柔软的材料，可以举出例如铝。
此外，形成支承构件的因热软化的材料不限定于热塑性树脂，也可以是例如低分子环氧等热固性树脂。通过使用与作为复合材料的母材的树脂同种类的材料，能够形成更均匀的复合材料。此外，在向模腔内注入树脂时，不限定于将存在支承构件的部位的全部利用注入的树脂置换的结构，只要将存在支承构件的部位的至少一部分利用注入的树脂置换即可。
此外，在向成型模具的模腔内注入树脂后，也可以实施将支承构件以及配置了支承构件的强化基材的周边部分除去的后加工。
此外，复合材料设为层叠多个强化基材来形成，但是也可以利用1张强化基材来形成复合材料。
附图标记说明
10、复合材料；20、620、复合材料用中间构件；30、预成型件；31、强化基材；31a、外周缘；32、粘接剂；40、贯通构件(支承构件)；640、支承构件；40a、40b、640a、640b、端部；50、树脂；100、成型装置；200、中间构件形成部；300、复合材料成型部；310、成型模具；311a、312a、壁面；314、模腔。

Claims (14)

1.一种复合材料的成型方法，将强化基材配置于能够开闭的成型模具的模腔内，向所述模腔内注入树脂，使所述树脂硬化而成型复合材料，其中，
将支承构件固定于所述强化基材，以所述支承构件的至少一个端部自所述强化基材突出的方式配置，
在所述模腔内配置所述强化基材以及所述支承构件，
将所述成型模具闭合，使所述支承构件的至少一个端部与形成所述模腔的所述成型模具的壁面抵接，
维持使所述端部与所述壁面抵接的状态不变，自所述成型模具的注入口向所述模腔内注入所述树脂。
2.根据权利要求1所述的复合材料的成型方法，其中，
在配置所述支承构件时，将所述支承构件贯通于所述强化基材，以所述支承构件的两端部自所述强化基材突出的方式配置，
在将所述成型模具闭合时，利用所述成型模具的所述壁面夹持所述支承构件的所述两端部，
在注入所述树脂时，维持夹持所述支承构件的状态。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料的成型方法，其中，
在注入所述树脂时，利用所述支承构件的所述端部在所述强化基材与所述成型模具的所述壁面之间的至少一部分形成间隙。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合材料的成型方法，其中，
所述支承构件在所述模腔内配置于所述注入口的附近且比所述注入口靠所述强化基材的外周缘侧的位置。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的复合材料的成型方法，其中，
在将所述支承构件贯通于所述强化基材前，将多个所述强化基材层叠。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的复合材料的成型方法，其中，
所述支承构件具有因热软化的性质，
在注入所述树脂后，进一步将所述成型模具闭合，将所述支承构件的至少一部分向将所述成型模具闭合的方向压扁。
7.根据权利要求6所述的复合材料的成型方法，其中，
所述支承构件由热塑性树脂形成，
在向所述模腔内注入所述树脂时，将存在所述支承构件的部位的至少一部分利用注入的所述树脂置换。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的复合材料的成型方法，其中，
所述支承构件由与向所述模腔内注入的所述树脂具有亲和性的材料形成。
9.一种复合材料用中间构件，其中，
所述复合材料用中间构件具有：
预成型件，其是将强化基材赋形为规定的形状而成的；以及
支承构件，其固定于所述强化基材，以至少一个端部自所述强化基材突出的方式配置。
10.根据权利要求9所述的复合材料用中间构件，其中，
所述支承构件贯通于所述强化基材，以两端部自所述强化基材突出的方式配置。
11.根据权利要求9或10所述的复合材料用中间构件，其中，
所述预成型件包含多个所述强化基材。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的复合材料用中间构件，其中，
所述支承构件具有因热软化的性质。
13.根据权利要求12所述的复合材料用中间构件，其中，
所述支承构件由热塑性树脂形成。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的复合材料用中间构件，其中，
所述支承构件由与在复合材料使用的树脂具有亲和性的材料形成。
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