CN110545978A - 复合材料的成形方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够获得良好的外观的复合材料的成形方法。复合材料(预浸料片(10))的成形方法是层叠预浸料片(10)并进行成形的方法，该预浸料片(10)是使树脂(基体树脂(12))浸渗于基材(碳纤维(11))而成的。在该预浸料片(10)的成形方法中，在开始与表层的第1预浸料片(10P)相邻的第2预浸料片(10Q)所含有的第2基体树脂(12Q)的硬化之前，完成第1预浸料片(10P)所含有的第1基体树脂(12P)的硬化。

Description

复合材料的成形方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料的成形方法。
背景技术
以往以来，公知有如下技术：例如在层叠了使树脂浸渗于基材(碳纤维)而成的复合材料(预浸料)的基础上，进行热成形而制造成形品(参照专利文献1。)。在专利文献1所记载的技术中，缩小基材的表面粗糙度且通过上浆处理使基材的集束性提高，抑制了基材的紊乱。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-173053号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的技术中，在进行热成形时，浸渗于基材的树脂依然流动而在基材产生紊乱，因此，难以充分地抑制层叠起来的复合材料的表面的凹凸。即，在专利文献1所记载的技术中，难以获得良好的外观。
本发明的目的在于提供一种能够获得良好的外观的复合材料的成形方法。
用于解决问题的方案
用于达成上述目的的本发明的复合材料的成形方法是层叠复合材料并进行成形的方法，该复合材料是使树脂浸渗于基材而成的。在该复合材料的成形方法中，在开始与表层的第1所述复合材料相邻的第2所述复合材料所含有的第2所述树脂的硬化之前，完成第1所述复合材料所含有的第1所述树脂的硬化。
附图说明
图1是表示第1实施方式的复合材料的成形方法的流程图。
图2A是复合材料的成形方法，相当于切断工序，是表示使卷绕起来的纵长的预浸料片伸长、同时每隔恒定的间隔切断而单片化的状态的示意图。
图2B接着图2A的状态，相当于层叠工序，是表示层叠已单片化的预浸料片的状态的示意图。
图2C接着图2B的状态，相当于赋形工序，是表示使层叠起来的多个预浸料片与成形品的外形形状相应地预成形的状态的示意图。
图2D接着图2C的状态，相当于表层硬化工序，是表示向预成形后的多个预浸料片的表面照射光而使表层的预浸料片硬化的状态的示意图。
图2E接着图2D的状态，相当于热成形工序，是表示使仅表层硬化了的状态的多个预浸料片热硬化的状态的示意图。
图2F接着图2E的状态，相当于脱模工序，是表示将热硬化后的多个预浸料片(成形品)从固定模具和移动模具取出的状态的示意图。
图3与图2D所示的表层硬化工序相关联，是表示使多个预浸料片中的表层的预浸料片的树脂(基体树脂)光硬化的状态的示意图。
图4与图2E所示的热成形工序相关联，是表示预浸料片的树脂(基体树脂)的温度与粘度的关系的图。
图5是表示第2实施方式的复合材料的成形方法的流程图。
图6相当于第2实施方式之一的表层硬化工序和赋形工序，是表示向多个预浸料片照射已透过了赋形用移动模具的光而使表层的预浸料片硬化的状态的示意图。
图7相当于第2实施方式之二的表层硬化工序和赋形工序，是表示从赋形用移动模具的内部向多个预浸料片照射光而使表层的预浸料片硬化的状态的示意图。
具体实施方式
以下，一边参照所附的附图，一边对本发明的第1实施方式和第2实施方式进行说明。在附图中，对相同的构件标注相同的附图标记，省略重复的说明。在附图中，为了容易理解第1实施方式和第2实施方式，使各构件的大小、比率夸张，存在与实际的大小、比率不同的情况。
(第1实施方式)
参照图3，若进行概述，则第1实施方式的复合材料(预浸料片10)的成形方法是层叠使树脂(基体树脂12)浸渗于基材(碳纤维11)而成的预浸料片10并进行成形的方法。在该预浸料片10的成形方法中，在开始与表层的第1预浸料片10P相邻的第2预浸料片10Q所含有的第2基体树脂12Q的硬化之前，完成第1预浸料片10P所含有的第1基体树脂12P的硬化。
在此，表层的第1预浸料片10P相当于全部的预浸料片10的除了背面的一层(最背层)的预浸料片10以外的预浸料片10。即，表层的第1预浸料片10P既可以是层叠起来的多个预浸料片10中的例如仅在表面侧暴露到外部的一层(最表层)，也可以是除了在背面侧暴露到外部的一层(最背层)之外的多个层。
(预浸料片10)
预浸料片10(复合材料)是使树脂(基体树脂12)浸渗于基材(碳纤维11)而形成为纵长的薄板形状。使用预浸料片10而成形由碳纤维强化塑料(carbon fiber reinforcedplastic：CFRP)构成的成形品20。
基材并不限定于碳纤维11，能够由玻璃纤维、有机纤维等构成。对于碳纤维11，与使用纤维的取向随机的短纤维的情况相比较，通过使用在一方向上取向了的长纤维而使纤维的取向性均匀化。即，通过使用长纤维的碳纤维11，抑制了起因于纤维的紊乱的褶皱、歪扭、以及凹凸。
基体树脂12由例如具备光硬化性和热硬化性的环氧树脂、具备光硬化性和热硬化性的丙烯酸系、尿烷系的树脂构成。对于基体树脂12，仅层叠的多个预浸料片10中的至少位于最表面且暴露到外部的第1预浸料片10P具备光硬化性即可。
(预浸料片10的成形方法)
通过如下这样的工序使预浸料片10的成形方法具体化。即，预浸料片10的成形方法通过切断纵长的预浸料片10而使其单片化的切断工序S11、层叠已单片化的预浸料片10的层叠工序S12、以及对层叠起来的多个预浸料片10进行预成形的赋形工序S13而具体化。而且，预浸料片10的成形方法通过使预成形后的多个预浸料片10的表层的第1预浸料片10P硬化的表层硬化工序S14、使仅表层被硬化了的状态的多个预浸料片10整体热硬化的热成形工序S15、以及将热硬化后的多个预浸料片10(成形品20)从模具取出的脱模工序S16而具体化。
参照图1和图2A～图2F，同时对预浸料片10的成形方法(通过切断工序S11～脱模工序S16具体化)进行说明。图1是表示预浸料片10的成形方法的流程图。图2A～图2F是表示预浸料片10的成形方法的示意图。
(切断工序S11)
如图2A所示，切断工序S11是切断纵长的预浸料片10而使其单片化的工序。
图2A相当于切断工序S11，是表示使卷绕起来的纵长的预浸料片10伸长、同时每隔恒定的间隔切断而使其单片化的状态的示意图。
如图2A所示，使卷绕起来的纵长状的预浸料片10伸长，同时利用切断刀101每隔恒定的间隔切断而使其单片化。已单片化的预浸料片10被向层叠工序S12输送。
(层叠工序S12)
如图2B所示，层叠工序S12是层叠已单片化的预浸料片10的工序。
图2B接着图2A的状态，相当于层叠工序S12，是表示层叠已单片化的预浸料片10的状态的示意图。
如图2B所示，叠置多张已单片化的预浸料片10。预浸料片10在以不产生褶皱的方式伸长的状态下根据成形品20的厚度叠置几张～几十张。
(赋形工序S13)
如图2C所示，赋形工序S13是对层叠起来的多个预浸料片10进行预成形的工序。
图2C接着图2B的状态，相当于赋形工序S13，是表示与成形品20的外形形状相应地对层叠起来的多个预浸料片10进行预成形的状态的示意图。
如图2C所示，利用预备金属模(赋形用固定模具102和赋形用移动模具103)对层叠起来的多个预浸料片10进行预成形。赋形用固定模具102以及赋形用移动模具103与成形品20的主要的形状相对应。在使赋形用移动模具103上升并将多个预浸料片10载置到赋形用固定模具102之后，使赋形用移动模具103下降。利用赋形用固定模具102和赋形用移动模具103夹持多个预浸料片10而合模。
(表层硬化工序S14)
如图2D和图3所示，表层硬化工序S14是使预成形后的多个预浸料片10的表层的第1预浸料片10P硬化的工序。
图2D接着图2C的状态，相当于表层硬化工序S14，是表示向预成形后的多个预浸料片10的表面照射光L而使表层的第1预浸料片10P硬化的状态的示意图。图3与图2D所示的表层硬化工序S14相关联，是表示使多个预浸料片10中的表层的第1预浸料片10P的树脂(基体树脂12)光硬化的状态的示意图。
如图2D和图3所示，使赋形用移动模具103与赋形用固定模具102分开，使光源104与保持于赋形用固定模具102的多个预浸料片10相对。光源104由发出包括紫外线的光L的灯、发光二极管或激光二极管构成。光源104安装于直动台(未图示)，以便相对于预备金属模(赋形用固定模具102和赋形用移动模具103)接近和远离。从光源104向多个预浸料片10的表面照射光L。如图3所示，利用光L使层叠起来的多个预浸料片10中的至少位于最表面且暴露到外部的第1预浸料片10P所含有的第1基体树脂12P硬化。
表层硬化工序S14中的第1基体树脂12P的硬化除了包括硬化完成了的状态之外，还包括即使硬化未完成、硬化也进行到保持一定的定形性的硬度。
(热成形工序S15)
如图2E和图4所示，热成形工序S15是使仅表层被硬化后的状态的多个预浸料片10整体热硬化的工序。
图2E接着图2D的状态，相当于热成形工序S15，是表示使仅表层被硬化后的状态的多个预浸料片10热硬化的状态的示意图。图4与图2E所示的热成形工序S15相关联，是表示预浸料片10的树脂(基体树脂12)的温度与粘度的关系的图。
如图2E所示，利用金属模(热成形用固定模具105和热成形用移动模具106)对结束了预成形的多个预浸料片10进行正式成形。热成形用固定模具105和热成形用移动模具106在至少一者内置有加热用的加热器。热成形用固定模具105以及热成形用移动模具106与成形品20的形状相对应。在使热成形用移动模具106上升并将结束了预成形的多个预浸料片10载置到热成形用固定模具105之后，使热成形用移动模具106下降。利用热成形用固定模具105和热成形用移动模具106夹持结束了预成形的多个预浸料片10而合模。
如图4所示，若向层叠起来的多个预浸料片10输入热而基体树脂12升温，则基体树脂12在达到硬化之前粘度暂时降低而开始流动。在此，层叠起来的多个预浸料片10中的表层的第1预浸料片10P已经在表层硬化工序S14中促进了硬化。因而，对于层叠起来的多个预浸料片10的表面，即使输入热，基体树脂12的粘度也不会极端降低，能够抑制基体树脂12的流动。即，对于层叠起来的多个预浸料片10的表面，即使输入热，碳纤维11的取向也不会紊乱，能够抑制起因于纤维的紊乱的褶皱、歪扭、凹凸、以及局部的收缩。因而，层叠起来的多个预浸料片10的表面能够良好地维持外观。
层叠起来的多个预浸料片10中的除了表层的第1预浸料片10P以外的预浸料片10在表层硬化工序S14中未照射光L。即，除了表层的第1预浸料片10P以外的预浸料片10随着热成形工序S15中的热的输入，所浸渗的基体树脂12的流动开始。因而，在除了表层的第1预浸料片10P以外的预浸料片10中，基体树脂12也以粘度较低的状态向相邻的预浸料片10的微小的间隙流入，能够提高浸渗性。因此，层叠起来的多个预浸料片10能够良好地维持外观，同时防止起因于空隙等的剥离强度的降低、耐久性的降低。
(脱模工序S16)
如图2F所示，脱模工序S16是将热硬化后的多个预浸料片10(成形品20)从模具取出的工序。
图2F接着图2E的状态，相当于脱模工序S16，是表示将热硬化后的多个预浸料片10(成形品20)从热成形用固定模具105和热成形用移动模具106取出的状态的示意图。
如图2F所示，在使热硬化后的多个预浸料片10(成形品20)冷却到室温之后，使热成形用移动模具106与热成形用固定模具105分开并将成形品20向外部取出。之后，根据需要，利用切断刀切断成形品20的外缘而整修(切边工序)。另外，对成形品20进行涂装(涂装工序)。
说明以上进行了说明的第1实施方式的作用效果。
预浸料片10的成形方法是层叠使树脂(基体树脂12)浸渗于基材(碳纤维11)而成的预浸料片10并进行成形的方法。在该预浸料片10的成形方法中，在开始与表层的第1预浸料片10P相邻的第2预浸料片10Q所含有的第2基体树脂12Q的硬化之前，完成第1预浸料片10P所含有的第1基体树脂12P的硬化。
根据该预浸料片10的成形方法，在使层叠起来的预浸料片10中的表层的第1预浸料片10P的第1基体树脂12P硬化后，使内部的第2预浸料片10Q的第2基体树脂12Q硬化。即，在使层叠起来的预浸料片10硬化时，即使在层叠起来的预浸料片10的内部，浸渗于碳纤维11的基体树脂12的粘度降低而流动，也能够充分地抑制对层叠起来的预浸料片10的表面的影响。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够获得良好的外观。
在预浸料片10的成形方法中，第2基体树脂12Q优选使用具备热硬化性的树脂。
根据该预浸料片10的成形方法，能够使用通用性较高且具备硬化的控制容易的热硬化性的第2基体树脂12Q来进行成形。
在预浸料片10的成形方法中，优选的是，第1基体树脂12P具备光硬化性，向第1预浸料片10P照射光L而使第1基体树脂12P硬化。
根据该预浸料片10的成形方法，在使第1预浸料片10P的第1基体树脂12P局部地硬化的情况下，能够向需要的部分(区域)照射光L而选择性地使需要的部分(区域)的第1基体树脂12P硬化。另外，在使第1基体树脂12P局部地硬化的情况下，也能够在利用反射片等遮盖了除了需要的部分(区域)以外的部分的基础上，向第1预浸料片10P的整体照射光L而选择性地使需要的部分(区域)的第1基体树脂12P硬化。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够选择需要的部分(区域)而获得良好的外观。
而且，根据该预浸料片10的成形方法，光L向第1预浸料片10P入射，同时被第1预浸料片10P吸收。即，能够抑制光L到达(入射)位于第1预浸料片10P的正下方的第2预浸料片10Q而使第2预浸料片10Q的第2基体树脂12Q硬化。此外，在第1预浸料片10P与第2预浸料片10Q之间产生界面，因此，即使光L从第1预浸料片10P出射，也能够难以向第2预浸料片10Q入射。因而，能够选择性地使层叠起来的多个预浸料片10中的位于最表层的第1预浸料片10P的第1基体树脂12P硬化。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够选择需要的部分(区域)而获得良好的外观。
在预浸料片10的成形方法中，优选的是，第1基体树脂12P针对紫外线具备光硬化性，向第1预浸料片10P照射包括紫外线的光L而使第1基体树脂12P硬化。
根据该预浸料片10的成形方法，通过使用相对短的波长且能量较大的紫外线的光L，能够使第1预浸料片10P效率良好地硬化。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够获得良好的外观。
而且，根据该预浸料片10的成形方法，通过使用相对短的波长且能量较大的紫外线的光L，能够使光L在第1预浸料片10P的内部充分地衰减。即，能够抑制光L到达(入射)位于第1预浸料片10P的正下方的第2预浸料片10Q而使第2预浸料片10Q的第2基体树脂12Q硬化。因而，能够选择性地使层叠起来的多个预浸料片10中的位于最表层的第1预浸料片10P的第1基体树脂12P硬化。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够获得良好的外观。
在预浸料片10的成形方法中，优选基材含有在一方向上取向了的多个碳纤维11。
根据该预浸料片10的成形方法，与使用构成为织物且含有取向互相正交的碳纤维的基材的情况相比较，能够抑制预浸料片10的表面的凹凸。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够获得良好的外观。此外，通常，在使用在一方向上取向了的多个碳纤维11的情况下，担心纤维正交方向的约束力较弱，即使树脂稍微流动，取向也容易紊乱等，但如第1实施方式这样，在使表层的第1预浸料片10P的第1基体树脂12P硬化后，使内部的第2预浸料片10Q的第2基体树脂12Q硬化，从而消除上述的担心。
(第2实施方式)
如图5所示，第2实施方式的预浸料片10的成形方法在与赋形工序一起进行表层硬化工序(表层硬化工序和赋形工序S23)这点与上述的第1实施方式的预浸料片10的成形方法不同。在上述的第1实施方式中，在赋形工序S13之后且热成形工序S15之前进行了表层硬化工序S14。
参照图5(第2实施方式的流程图)、图6(第2实施方式之一)和图7(第2实施方式之二)，同时对第2实施方式的预浸料片10的成形方法进行说明。
在第2实施方式中，在利用预备金属模(赋形用固定模具102和赋形用移动模具203或303)对层叠起来的多个预浸料片10进行预成形时，从光源104向层叠起来的多个预浸料片10照射光L。即，同时进行表层硬化工序和赋形工序。
(第2实施方式之一)
图5是表示第2实施方式的预浸料片10的成形方法的流程图。图6相当于第2实施方式之一的表层硬化工序和赋形工序S23，是表示向多个预浸料片10照射已透过了赋形用移动模具203的光L而使表层的第1预浸料片10P硬化的状态的示意图。
如图6所示，赋形用移动模具203的外形形状与第1实施方式的赋形用移动模具103的外形形状相同，但材质由具备耐热性且供紫外线透过的合成石英那样的玻璃构成。赋形用移动模具203只要是具备耐热性且使紫外线透过的材料，就不限定于合成石英。光源104配置于赋形用移动模具203的后方。从光源104导出来的光L透过赋形用移动模具103而向层叠起来的多个预浸料片10照射。
(第2实施方式之二)
图7相当于第2实施方式之二的表层硬化工序和赋形工序S23，是表示从赋形用移动模具303的内部向多个预浸料片10照射光L而使表层的第1预浸料片10P硬化的状态的示意图。
如图7所示，赋形用移动模具303的外形形状与第1实施方式的赋形用移动模具103的外形形状相同，在与赋形用固定模具102相对的部分设置有光源304。而且，赋形用移动模具303的使从光源304所出射的光L朝向外部透过的部分由合成石英那样的玻璃形成。光源304由例如发光二极管或激光二极管构成。从光源304导出来的光L向层叠起来的多个预浸料片10照射。
说明以上进行了说明的第2实施方式的作用效果。
在预浸料片10的成形方法中，优选在向层叠起来的预浸料片10照射光L并且进行赋形后，进行热成形。
根据该预浸料片10的成形方法，能够在对层叠起来的预浸料片10进行赋形、同时使表层硬化而使刚性提高了之后，进行热成形。即，在使层叠起来的预浸料片10从赋形的工序向热成形的工序移动时，能够保持其形状，且能够确保定位精度。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够排除从赋形的工序向热成形的工序的移动、热成形的工序中的定位精度的影响而获得良好的外观。
而且，根据该预浸料片10的成形方法，能够在不伴随着加热的赋形的工序中，在排除了热的影响的状态下，将光L向第1预浸料片10P照射而仅使第1基体树脂12P效率良好地硬化。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够排除热的影响而获得良好的外观。
在预浸料片10的成形方法中，优选的是，将与成形品20的外形形状相对应的赋形用移动模具203或赋形用移动模具303按压于层叠起来的预浸料片10而进行成形，赋形用移动模具203或赋形用移动模具303使光L朝向层叠起来的预浸料片10透过。
根据该预浸料片10的成形方法，能够在利用赋形用移动模具203或赋形用移动模具303按压(约束)着层叠起来的预浸料片10的状态下使表层的预浸料片10硬化。即，对于层叠起来的预浸料片10，赋形用移动模具203或赋形用移动模具303的形状的转印性良好。因而，根据该预浸料片10的成形方法，能够获得转印了赋形用移动模具203或赋形用移动模具303的形状的良好的外观。
此外，本发明能够基于权利要求书所记载的结构进行各种改变，这些也是本发明的范畴。
在第1实施方式和在第2实施方式中，在表层硬化工序中，向表层的第1预浸料片10P照射紫外线而使其硬化，但也可以设为向表层的第1预浸料片10P照射波长比紫外线的波长长的可见光线、红外线而使其硬化的构成。
在第1实施方式和在第2实施方式中，预浸料片10的碳纤维11使用了在一方向上取向了的碳纤维，也可以使用互不相同地织入而成的碳纤维。在该情况下，对于除了表层的第1预浸料片10P以外的预浸料片10，也可以使用互不相同地织入而成的碳纤维11。
在第1实施方式中，表层硬化工序S14在赋形工序S13结束后在赋形工序S13的模具(赋形用固定模具102和赋形用移动模具103)中进行。然而，表层硬化工序S14也可以在热成形工序S15开始前在热成形工序S15的模具(热成形用固定模具105和热成形用移动模具106)中进行。
在第2实施方式中，表层硬化工序和赋形工序S23也可以设为如下构成：由例如合成石英形成赋形用固定模具102而不是形成赋形用移动模具103，使透过了赋形用固定模具102的光L向层叠起来的预浸料片10的表面照射。
第2实施方式的表层硬化工序也可以设为如下构成：热成形用移动模具106或热成形用固定模具105由例如合成石英形成，使透过了热成形用移动模具106或热成形用固定模具105的光L向层叠起来的预浸料片10的表面照射。即，第2实施方式的表层硬化工序也可以与第1实施方式的热成形工序S15同时进行。
在第1实施方式和在第2实施方式中，基体树脂12(树脂)使用了具备热硬化性的树脂，但也可以使用具备热塑性的树脂。
附图标记说明
10、预浸料片(复合材料)；10P、第1预浸料片(第1复合材料)；10Q、第2预浸料片(第2复合材料)；11、碳纤维(基材)；12、基体树脂(树脂)；12P、第1基体树脂(第1树脂)；12Q、第2基体树脂(第2树脂)；20、成形品；101、切断刀；102、赋形用固定模具；103、203、303、赋形用移动模具；104、304、光源；105、热成形用固定模具；106、热成形用移动模具；L、光；S11、切断工序；S12、层叠工序；S13、赋形工序；S14、表层硬化工序；S15、热成形工序；S16、脱模工序；S23、表层硬化工序和赋形工序。

Claims (7)

1.一种复合材料的成形方法，其是层叠复合材料并进行成形的方法，该复合材料是使树脂浸渗于基材而成的，在该复合材料的成形方法中，
在开始与表层的第1所述复合材料相邻的第2所述复合材料所含有的第2所述树脂的硬化之前，完成第1所述复合材料所含有的第1所述树脂的硬化。
2.根据权利要求1所述的复合材料的成形方法，其中，
第2所述树脂具备热硬化性。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料的成形方法，其中，
第1所述树脂具备光硬化性，
向第1所述复合材料照射光而使第1所述树脂硬化。
4.根据权利要求3所述的复合材料的成形方法，其中，
第1所述树脂针对紫外线具备光硬化性，
向第1所述复合材料照射含有紫外线的所述光而使第1所述树脂硬化。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的复合材料的成形方法，其中，
所述基材含有在一方向上取向了的多个碳纤维。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的复合材料的成形方法，其中，
在向层叠起来的所述复合材料照射所述光并且进行赋形后，进行热成形。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的复合材料的成形方法，其中，
将与成形品的外形形状相对应的模具按压于层叠起来的所述复合材料而进行成形，
所述模具使所述光朝向层叠起来的所述复合材料透过。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019128327A1 (de) * 2019-10-21 2021-04-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils und Faserverbundbauteil
EP4000851A4 (en) * 2020-08-28 2022-08-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. COMPOSITE FORMING APPARATUS AND COMPOSITE FORMING METHOD
EP4219125A1 (de) * 2022-01-31 2023-08-02 Geiss AG Anordnung sowie verfahren zum herstellen eines formteils

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56106826A (en) * 1980-01-30 1981-08-25 Nissan Motor Co Ltd Manufacture of laminate
JPH05131477A (ja) * 1991-10-09 1993-05-28 Honda Motor Co Ltd 繊維強化合成樹脂製成形体の製造方法および成形用シート
JPH0679795A (ja) * 1992-09-02 1994-03-22 Sekisui Chem Co Ltd 長尺複合体の製造方法
JPH06166110A (ja) * 1992-12-01 1994-06-14 Ube Nitto Kasei Co Ltd 繊維強化樹脂製棒状物
JP2000272021A (ja) * 1999-03-29 2000-10-03 Kobe Steel Ltd Ｆｒｐ細線条体の製造用金型およびｆｒｐ細線条体の製造方法
JP2003001657A (ja) * 2001-06-25 2003-01-08 Dainippon Printing Co Ltd 繊維強化熱硬化性樹脂化粧板の製造方法
CN102216074A (zh) * 2008-11-19 2011-10-12 Lg化学株式会社 层压的塑料基板及其制备方法
JP2014173053A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Toray Ind Inc プレス成形用プリプレグおよび繊維強化複合材料

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4892764A (en) * 1985-11-26 1990-01-09 Loctite Corporation Fiber/resin composites, and method of making the same
GB2241194B (en) * 1990-02-06 1994-07-27 Honda Motor Co Ltd Method for molding fiber-reinforced resin
JPH03293105A (ja) * 1990-04-11 1991-12-24 Sekisui Chem Co Ltd 着色ｆｒｐシート及び着色複合成形体の製造方法
JPH05329988A (ja) 1992-04-01 1993-12-14 Sekisui Chem Co Ltd 加飾用シート及び加飾成形体の製造方法
US6523803B1 (en) * 1998-09-03 2003-02-25 Micron Technology, Inc. Mold apparatus used during semiconductor device fabrication
NZ719662A (en) * 2012-01-25 2017-08-25 Hexcel Holding Gmbh Improvements in or relating to laminates
TWI520844B (zh) * 2012-10-30 2016-02-11 三菱麗陽股份有限公司 預形體的製造方法及纖維強化樹脂成形品的製造方法
JP2014124901A (ja) 2012-12-27 2014-07-07 Toyota Motor Corp 高圧タンクの製造方法および製造装置、高圧タンク
EP3164265B1 (en) * 2014-07-01 2023-09-20 Isola USA Corp. A method for preparing a laminate sheet and its resulting products
DE102015114397A1 (de) * 2015-08-28 2017-03-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Misch- und Formverfahren für gefüllte Duromere aus organisch vernetzbaren Kompositmassen, insbesondere für dentale Zwecke

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56106826A (en) * 1980-01-30 1981-08-25 Nissan Motor Co Ltd Manufacture of laminate
JPH05131477A (ja) * 1991-10-09 1993-05-28 Honda Motor Co Ltd 繊維強化合成樹脂製成形体の製造方法および成形用シート
JPH0679795A (ja) * 1992-09-02 1994-03-22 Sekisui Chem Co Ltd 長尺複合体の製造方法
JPH06166110A (ja) * 1992-12-01 1994-06-14 Ube Nitto Kasei Co Ltd 繊維強化樹脂製棒状物
JP2000272021A (ja) * 1999-03-29 2000-10-03 Kobe Steel Ltd Ｆｒｐ細線条体の製造用金型およびｆｒｐ細線条体の製造方法
JP2003001657A (ja) * 2001-06-25 2003-01-08 Dainippon Printing Co Ltd 繊維強化熱硬化性樹脂化粧板の製造方法
CN102216074A (zh) * 2008-11-19 2011-10-12 Lg化学株式会社 层压的塑料基板及其制备方法
JP2014173053A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Toray Ind Inc プレス成形用プリプレグおよび繊維強化複合材料

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