CN110573313A - 复合材料的成形方法和复合材料的成形装置 - Google Patents

复合材料的成形方法和复合材料的成形装置 Download PDF

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Abstract

提供能够抑制在复合材料产生孔隙，并提高复合材料的机械特性、外观品质的复合材料的成形方法和复合材料的成形装置。在复合材料(10)的制造方法中，利用第1密封构件(310)将包含配置有增强基材(11)的模腔(250)以及与模腔的外周相连通的外周区域(260)的密封区域(270)气密地密封。然后，开始从外周区域抽吸气体而将密封区域内的气体排出的操作，向模腔内的一部分注入树脂(12)。接着，将成形模具(200)合模，挤压树脂使其向模腔内填充，并且利用第2密封构件(320)将模腔与外周区域之间液密地密封。然后，停止从外周区域抽吸气体的操作。

Description

复合材料的成形方法和复合材料的成形装置
技术领域
本发明涉及复合材料的成形方法和复合材料的成形装置。
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部件。作为复合材料的成形方法，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的模腔，经由排气口将模腔内的气体排出而成为减压(大致真空)状态。然后，向模腔内注入树脂，使树脂浸渗于增强基材，而使树脂固化，从而形成复合材料。通过在向模腔内注入树脂之前，使模腔内为减压状态，从而能够使树脂易于浸渗于增强基材。
在上述那样的RTM成形法中，由于向减压状态的模腔内注入树脂，因此有时注入的树脂流入排气口。由此，存在排气的抽吸力降低、或模腔内的树脂的量不足而在增强基材中产生树脂的未浸渗部位的可能性。
例如，下述专利文献1中公开了一种复合材料的成形方法，其为了防止注入的树脂流入排气口，而使用了设有双层密封的成形模具。在专利文献1中记载的复合材料的成形方法中，首先，利用第1密封构件将包含模腔以及与模腔的外周相连通的外周区域的密封区域密封，从配置于外周区域的排气口将气体排出而使密封区域内为减压状态。接着，利用第2密封构件将模腔与外周区域之间密封，向模腔内注入树脂并进行填充。由此，注入模腔内的树脂被第2密封构件拦截，因此能够防止注入的树脂流入排气口。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5876791号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述专利文献1的复合材料的成形方法中，由于在将模腔与外周区域之间密封后，开始向模腔内注入树脂，因此无法去除树脂中所含的气体。由此，在作为成形品的复合材料产生孔隙，有时使成形品的机械特性、外观品质降低。
本发明目的在于，提供能够抑制在复合材料产生孔隙，并提高复合材料的机械特性、外观品质的复合材料的成形方法和复合材料的成形装置。
用于解决问题的方案
在实现上述目的的本发明的复合材料的成形方法中，首先，在具备第1模具和第2模具的成形模具的模腔配置增强基材，所述第2模具在其与前述第1模具之间形成前述模腔。接着，使前述第1模具相对地向前述第2模具接近，利用第1密封构件将包含前述模腔以及与前述模腔的外周相连通的外周区域的密封区域气密地密封。然后，开始从前述外周区域抽吸气体而将密封区域内的气体排出的操作，向前述模腔内的一部分注入树脂。使前述第1模具进一步相对地向前述第2模具接近而将前述成形模具合模，挤压前述树脂使其向前述模腔内填充，并且利用第2密封构件将前述模腔与前述外周区域之间液密地密封。然后，停止从前述外周区域抽吸气体的操作。
实现上述目的的本发明的复合材料的成形装置具有：成形模具、第1密封构件、第2密封构件、排气部、树脂注入部以及控制部。前述成形模具具备第1模具和第2模具，所述第2模具在其与前述第1模具之间形成前述模腔。前述第1密封构件在前述第1模具与前述第2模具之间，将包含前述模腔以及与前述模腔的外周相连通的外周区域的密封区域气密地密封。前述第2密封构件将前述模腔与前述外周区域之间液密地密封。前述排气部从前述外周区域抽吸气体，将前述密封区域内的气体排出。前述树脂注入部向前述模腔内的一部分注入树脂。前述控制部控制向前述模腔内注入前述树脂的树脂注入部、以及控制前述成形模具、前述排气部和前述树脂注入部的工作。前述控制部使前述第1模具相对地向前述第2模具接近，利用前述第1密封构件将前述密封区域气密地密封。然后，控制前述排气部的工作，开始将前述密封区域内的气体排出的操作，控制前述树脂注入部的工作，向前述模腔内注入前述树脂。使前述第1模具进一步相对地向前述第2模具接近而将前述成形模具合模，挤压前述树脂使其向前述模腔内填充，并且利用前述第2密封构件将前述模腔与前述外周区域之间液密地密封。然后，停止从前述外周区域抽吸气体的操作。
发明的效果
根据本发明的复合材料的成形方法和复合材料的成形装置，在将模腔与外周区域之间液密地密封之前，在模腔与外周区域连通的状态下，从外周区域抽吸气体，而使模腔内的气体排出。因此，能够将注入模腔的树脂所含的气体从减压状态的外周区域向排气口排出。由此，能够抑制在作为成形品的复合材料产生孔隙，并提高复合材料的机械特性、外观品质。
附图说明
图1为用于说明本发明的实施方式的复合材料的成形装置的图。
图2为示出本发明的实施方式的复合材料的成形方法的流程图。
图3A为示意性示出在成形模具配置有增强基材的状态的图。
图3B为示意性示出将密封区域气密地密封了的状态的图。
图3C为示意性示出向成形模具注入树脂的图。
图3D为示意性示出在树脂注入后将成形模具合模的状态的图。
图3E为示意性示出成形品的脱模的图。
图4为示意性示出将注入口设置于下模而注入树脂的比较例的图。
图5为示出增强基材的制造方法的一例的图。
图6为放大地示出工序S5(图3C)中的树脂相对于增强基材的行动的截面图。
图7为放大地示出工序S5(图3C)中的树脂相对于增强基材的行动的俯视图。
图8为实施例和比较例所使用的粘结剂树脂的弹性模量相对于温度的特性的曲线。
具体实施方式
以下参照说明书附图来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中记载的保护范围、术语的含义。另外，附图的尺寸比例为了便于说明而有所夸张，有时与实际的比例不同。
(复合材料)
复合材料10由增强基材11和树脂12构成。通过组合增强基材11和树脂12，从而与由树脂12单独构成的成形品相比具有高的强度和刚性。复合材料10、增强基材11及树脂12的一例示于图3A～图3E及图4。
树脂12例如可以由环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂或热塑性树脂构成。
增强基材11例如可以通过层叠碳纤维、玻璃纤维、有机纤维等织物片来构成。图5为示出增强基材11的制造方法的一例的图。对于增强基材11，如图5的(A)所示，将碳纤维、玻璃纤维、有机纤维等织物片111切断为规定的大小，如图5的(B)所示，将该织物片111层叠多个而作为纤维基材112。然后，在向该纤维基材112涂布粘结剂树脂113后，如图5的(C)所示，使用热压模具M1、M2在使粘结剂树脂113固化的同时赋形为规定的形状而成形。由此，纤维基材112利用粘结剂树脂113而被赋形，该状态的增强基材11成为放置于后述的下模220的形状。作为粘结剂树脂113，例如能够使用环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂或热塑性树脂。特别优选的是具有后述的树脂12的成形温度以上的软化点Tsp的材料，具体而言为具有上模210或下模220的设定温度以上的软化点Tsp的材料。作为这种材料，没有特别限定，能够例示出热固型环氧树脂等。
(成形装置)
参照图1，对本实施方式的复合材料10的成形装置100进行说明。
成形装置100具有：开合自如的成形模具200、第1密封构件310和第2密封构件320、排气部400、树脂注入部500以及控制部600。
以下，详细说明成形装置100的各部的结构。
成形模具200具有：能进行接近和远离移动的上模210(相当于“第1模具”)和下模220(相当于“第2模具”)这一对模具。另外，在上模210设有与排气部400相连通的排气口230以及与树脂注入部500相连通的注入口240。成形模具200在上模210与下模220之间形成模腔250。
另外，本说明书中，“模腔250”是指，在合模的状态下具有与作为成形品的复合材料10大致相同的形状的空洞(所谓产品模腔)。另外，将上模210相对于下模220所配置的一侧(图1中的上侧)称为“上侧”，将下模220相对于上模210所配置的一侧(图1中的下侧)称为“下侧”。
上模210是相对于下模220自如地进行接近和远离移动的可动模具。上模210具有：具备向上侧凹陷的形状的凹部211、具有以包围凹部211的方式向下侧突出的形状的第1纵壁部212、在凹部211和第1纵壁部212的上侧连续地形成的基部213、以及配置于基部213的上侧的盖部214。上模210的盖部214例如与具备液压缸等的未图示的驱动装置相连接。
在凹部211形成有第1成形面211S，所述第1成形面211S用于形成模腔250。
在基部213的外侧面213S形成有第1槽部213A，第1槽部213A在整周形成为环状。在该环状的第1槽部213A插入有同为环状的第1密封构件310。
在第1纵壁部212的外侧面212S形成有第2槽部212A，第2槽部212A在整周形成为环状。在该环状的第2槽部212A插入有同为环状的第2密封构件320。
下模220为固定模具。下模220具有：形成有第2成形面221S的凸部221，所述第2成形面221S与凹部211的第1成形面211S协作而在凸部221与凹部211之间形成模腔250；以及第2纵壁部222，其以包围凸部221和第1纵壁部212的方式配置。
第2纵壁部222具有内侧面222S，所述内侧面222S以在如图1所示那样使上模210相对地向下模220接近的状态下与第1纵壁部212的外侧面212S相对的方式形成。
第1密封构件310和第2密封构件320分别配置于上模210与下模220相对的面中的、沿着使上模210与下模220相对地接近的合模方向(图1的上下方向)的面，即第1纵壁部212的外侧面212S和基部213的外侧面213S。如此，成形模具200具有将第1密封构件310和第2密封构件320配置于合模方向的不同位置的纵向滑动结构(日文：縦摺り構造)。因此，利用使上模210相对地向下模220接近的操作，能够在不同时机分别发挥第1密封构件310和第2密封构件320的密封功能。
从图3A所示的开模状态起，在如图1、图3B所示那样使上模210相对地向下模220接近的状态下，且在合模前的状态下，第1密封构件310在第1成形面211S、第2成形面221S、第1纵壁部212的外侧面212S以及第2纵壁部222的内侧面222S之间形成被气密地密封的密封区域270。此处，密封区域270为包含模腔250和后述的外周区域260的区域。在如图1、图3B所示的合模前的状态下，模腔250与外周区域260相互连通。
从图3B所示的状态起，在如图3D所示那样使上模210进一步相对地向下模220接近而将成形模具200合模的状态下，第2密封构件320在第1成形面211S以及第2成形面221S之间形成被液密地密封的模腔250。另外，在将成形模具200合模的状态下，在第1密封构件310与第2密封构件320之间，形成位于模腔250的外周的外周区域260。换言之，第2密封构件320将模腔250与外周区域260之间液密地密封。
另外，本说明书中，“将成形模具200合模的状态”是指如下状态：使上模210相对地向下模220接近，直至成形模具200的模腔250的形状变得与最终制作的复合材料10的形状大致等同。
本实施方式中，如图3D所示，在将成形模具200合模的状态下，上模210和下模220具有相互抵接的第1抵接面210S和第2抵接面220S。在将成形模具200合模的状态下，第1抵接面210S与第2抵接面220S之间的距离D1成为0(零)mm。在该状态下，模腔250的大小与复合材料10的大小大致等同，是在上模210的第1成形面211S与复合材料10之间几乎没有间隙的状态。
另外，如图3B所示，在将成形模具200合模前的状态下，在上模210的第1成形面211S与增强基材11之间形成间隙G。在该状态下，第1抵接面210S与第2抵接面220S之间的距离D1根据成形模具200的形状等也不同，但例如能够设为33mm左右。
再次参照图1，排气口230配置于比外周区域260靠上侧的位置。另外，构成为在将成形模具200合模的状态下外周区域260的体积大于注入模腔250内的树脂12的体积。
注入口240配置于模腔250的大致中央。即，注入口240配置于距外周区域260相对较远的位置。
构成第1密封构件310和第2密封构件320的材料只要是能够气密或液密地密封的材料即可而没有特别限定，例如能够设为橡胶等弹性材料。
排气部400由公知的真空泵构成。排气部400以与形成于上模210的排气口230相连通的方式构成，经由排气口230从外周区域260抽吸气体。排气部400在其与排气口230之间具有压力计410和阀420。压力计410用于测量由排气部400所产生的抽吸压力。能够基于该抽吸压力的值来调整密封区域270内的真空度。阀420用于开关空气的流路。由此，能够切换基于排气部400的抽吸的操作的开/关。
树脂注入部500以与形成于上模210的注入口240相连通的方式构成，经由注入口240向模腔250内注入树脂12。树脂注入部500能够由公知的泵机构构成。
控制部600用于控制成形模具200、排气部400和树脂注入部500的工作。具体而言，参照图1，控制部600具有：由ROM、RAM构成的存储部610；主要由CPU构成的运算部620；以及进行各种数据、控制指令的发送/接收的输入输出部630。输入输出部630与成形模具200、排气部400以及树脂注入部500电连接。
(成形方法)
接着，参照图2，说明本实施方式的复合材料10的成形方法。
本实施方式的复合材料10的成形方法是被称为所谓CRTM(Compression ResinTransfer Molding，压缩树脂传递模塑)成形法的成形方法。在CRTM成形法中，在将树脂12注入模腔250内时，在成形模具200未合模而于成形模具200与增强基材11之间空开有间隙的状态下，树脂12被向模腔250的一部分注入。然后，通过将成形模具200合模，从而使树脂12向模腔250内填充。由此，模腔250内的树脂12的流动阻力降低，因此能抑制增强基材11的取向的紊乱。
对于复合材料10的成形方法，如图2所示，若概述，则在成形模具200配置增强基材11(工序S1)，将密封区域270气密地密封(工序S2)。然后，开始将密封区域270内的气体排出的操作(工序S3)，在密封区域270内达到规定的真空度(阈值)(工序S4)后，向成形模具200的模腔250内注入树脂12(工序S5)。进而，将成形模具200合模，并将模腔250液密地密封(工序S6)。然后，使树脂12固化(工序S7)，停止排出气体的操作(工序S8)，将复合材料10从成形模具200脱模(工序S9)。另外，在各工序中，成形模具200、排气部400以及树脂注入部500的工作通过控制部600来控制。
以下对于复合材料10的成形方法的各工序进行详细说明。
工序S1中，如图3A所示，在成形模具200的下模220配置增强基材11。
工序S2中，如图3B所示，使上模210相对地向下模220接近，利用第1密封构件310将密封区域270气密地密封。此时，成形模具200为合模前的状态，第1抵接面210S与第2抵接面220S之间的距离D1为33mm左右。该状态下，在上模210的第1成形面211S与增强基材11之间形成间隙G。
工序S3中，打开排气部400的阀420，开始从外周区域260抽吸气体而将密封区域270内的气体排出的操作。
在密封区域270内达到规定的真空度(工序4)后，如图3C所示，向成形模具200的模腔250内的一部分注入树脂12(工序5)。
由于向模腔250内的一部分注入树脂12，因此能够抑制在模腔250与外周区域260相连通的状态下模腔250内的树脂12向外周区域260漏出。由此，能够防止树脂12流入排气口230。
另外，本实施方式中，注入口240配置于上模210，因此树脂12流经间隙G。因此，能够降低树脂12的流动阻力，抑制增强基材11的取向的紊乱。另外，由于形成有间隙G，因此注入的树脂12堆积在注入口240附近，而不会扩散到模腔250整体。因此，能够抑制树脂12向外周区域260漏出。
假使在如图4所示的成形装置100A那样将注入口240A配置于下模220的情况下，由于增强基材11因自重而配置于下侧，因此难以在下模220的第2成形面221S与增强基材11之间设置间隙。
其结果，存在树脂12的流动阻力变高，产生增强基材11的取向的紊乱(图4中的虚线包围部分)的担心。由此，会损害作为成形品的复合材料10的外观品质。
另外，也可以考虑预先去除配置于注入口240附近的增强基材11来降低树脂12的流动阻力，但是，由于根据成形品的形状而与去除增强基材11的位置相匹配地确定注入口240的位置，因此配置注入口240的位置受到限制。
另一方面，通过如本实施方式这样将注入口240配置于上模210，能够形成间隙G。通过使树脂12向间隙G流入，从而能够降低树脂12的流动阻力。由此，能够抑制增强基材11的取向的紊乱，因此作为成形品的复合材料10的外观品质提高。
另外，不需要预先去除配置于注入口240附近的增强基材11。由此，配置注入口240的位置不因成形品的形状而受到限定，因此能够为了使树脂12浸渗于增强基材11而设定最佳的注入口240的位置。其结果，能够缩短树脂12的注入时间，缩短整体的周期。
另外，注入口240配置于模腔250的大致中央，因此与外周区域260的距离比较远。因此，能够抑制树脂12流入外周区域260。
另外，工序5中，排气部400维持将密封区域270内的气体排出的操作。排气口230配置于比外周区域260靠上侧的位置，因此能够防止注入到模腔250内的树脂12流入排气口230。
工序S6中，如图3D所示，将成形模具200合模，利用第2密封构件320将模腔250与外周区域260之间液密地密封。
通过将成形模具200合模，上模210的第1成形面211S与增强基材11之间的间隙G被压缩，堆积于间隙G的树脂12受到挤压，而向增强基材11整体浸渗。同时，由于液密地密封了模腔250的周围，因此能够更可靠地防止树脂12自模腔250向外周区域260漏出。
另外，成形模具200在上模210具有凹部211，在下模220具有凸部221，所述凸部221在其与凹部211之间形成模腔250，因此，能够利用树脂12的自重，使树脂12易于向增强基材11整体扩展并浸渗。
另外，排气口230配置于比外周区域260靠上侧的位置。另外，构成为在将成形模具200合模的状态下外周区域260的体积大于注入模腔250内的树脂12的体积。因此，即便假使在将成形模具200合模后，树脂12向外周区域260漏出，也能够防止树脂12流入排气口230。
工序S7中，使树脂12固化。在树脂12为热固性树脂的情况下，能够例如使用加热器等加热装置来加热成形模具200，从而使树脂12固化。
工序S8中，关闭排气部400的阀420，停止从外周区域260抽吸(排出)气体的操作。换言之，在工序3～7的期间，排气部400维持着排出气体的操作。在工序6中将模腔250与外周区域260之间液密地密封前，在模腔250与外周区域260相连通的状态下，从外周区域260抽吸气体而排出了模腔250内的气体。因此，能够将注入模腔250的树脂12所含的气体从减压状态的外周区域260向排气口230排出。由此，能够抑制在作为成形品的复合材料10产生孔隙，并提高机械强度和外观品质。
工序S7中，如图3E所示，使上模210以远离下模220的方式移动来打开成形模具200，将作为成形品的复合材料10脱模。
另外，本实施方式中，复合材料10具有相对较简单的形状，但不限定于此。复合材料10例如在作为汽车车体所使用的柱、前纵梁等骨架零部件、车顶、发动机罩等外板零部件来制作的情况下，具有与它们对应的更复杂的形状。
此外，上述工序S5中，在密封区域270内达到规定的真空度后，如图3C所示，向成形模具200的模腔250内的一部分注入树脂12。图6为放大地示出工序S5(图3C)中的树脂12相对于增强基材11的行动的截面图，图7为同样情况下的俯视图。首先，如图6的(A)及图7的(A)所示，在向成形模具200的模腔250内的一部分注入树脂12时，由于树脂的注射压力较高，因此若增强基材11的纤维基材112的形状保持能力弱，则如图6的(B)及图7的(A)所示那样树脂12在与注入口240相对的附近向增强基材11浸渗时，有时增强基材11的纤维基材112的纤维如箭头所示那样向两个方向扩展，而导致偏移。其结果，如图7的(B)所示，若纤维基材112的纤维沿与纤维方向垂直的方向扩展而不均匀地分布，从而发生纤维偏移θ，则作为最终产品的复合材料10的拉伸强度降低。另外，与纤维基材112的纤维偏移相伴，树脂12的流动阻力变高，即，当偏移的纤维不均匀地分布时，树脂12变得难以流动，若如此，则如图6的(C)所示在复合材料10的内部产生孔隙B，作为最终产品的复合材料10的压缩强度降低。
这种行动也被称为指状现象(fingering phenomenon)，作为原因之一，可以认为在于增强基材11的耐热性。即，这是因为，在工序S5中，增强基材11放置于设定为成形温度的下模220，但若用于保持增强基材11的形状的粘结剂树脂113的软化温度Tsp低于成形温度，具体而言低于下模220的温度，则工序S5中在注射树脂12时增强基材11软化，纤维基材112的形状保持能力降低。
因此，本发明人等使用碳纤维(东丽株式会社制Zoltec PX35)作为织物片111，将其纤维方向统一为同一方向并使其层叠，而得到纤维基材112(UD0°)，在该纤维基材112以15g/m2的涂布量涂布软化温度Tsp为130℃的热固性环氧树脂作为粘结剂树脂113，以140℃×1～2分钟的条件进行了热固化，制作由此得到的试片，将其作为实施例。作为比较例，除了使用软化温度为80℃的热塑性环氧树脂之外，以与实施例相同的条件制作试片。
对于这些实施例及比较例的各试片，以成形温度为120℃、成形压力为8MPa的条件实施图2的工序S1～S9。分别测定所得到的复合材料10的试片的纤维偏移θ(图7的(B))、孔隙率(体积％)、拉伸强度的降低率(％)及压缩强度的降低率(％)，从而得到表1中示出的结果。另外，比较例的拉伸强度的降低率设为相对于实施例的拉伸强度降低的降低率，比较例的压缩强度的降低率设为相对于实施例的压缩强度降低的降低率。另外，图8为示出实施例及比较例所使用的粘结剂树脂113的弹性模量相对于温度的特性的曲线。可理解的是，对于实施例所使用的粘结剂树脂113，直至超过作为成形温度的120℃的软化点Tsp＝130℃为止弹性模量的降低较少，与此相对，对于比较例所使用的粘结剂树脂113，从作为成形温度的120℃前的软化点Tsp＝80起弹性模量开始降低，成形温度120℃时的弹性模量远低于实施例的弹性模量。
[表1]
表l
如上所述，确认了若纤维偏移大，则拉伸强度降低，若孔隙率大，则压缩强度降低，同时也确认了通过使用具有下模220的温度以上的树脂软化点的材料作为增强基材11的粘结剂树脂113，会抑制这些拉伸强度及压缩强度的降低。
如以上说明的那样，根据本实施方式的复合材料10的成形方法和复合材料10的成形装置100，首先，在具备上模210(相当于“第1模具”)和下模220(相当于“第2模具”)的成形模具200配置增强基材11，所述下模220在其与上模210之间形成模腔250。接着，使上模210相对地向下模220接近，利用第1密封构件310将包含模腔250以及与模腔250的外周相连通的外周区域260的密封区域270气密地密封。然后，开始从外周区域260抽吸气体而将密封区域270内的气体排出的操作，并向模腔250内的一部分注入树脂12。使上模210进一步相对地向下模220接近而将成形模具200合模，挤压树脂12使其向模腔250内填充，并且利用第2密封构件320将模腔250与外周区域260之间液密地密封。然后，停止从外周区域260抽吸气体的操作。
根据如此构成的复合材料10的制造方法，在将模腔250与外周区域260之间液密地密封前，在模腔250与外周区域260相连通的状态下，从外周区域260抽吸气体，而排出模腔250内的气体。因此，能够将注入模腔250的树脂12所含的气体从减压状态的外周区域260向排气口230排出。由此，能够抑制在作为成形品的复合材料10产生孔隙，并提高复合材料10的机械特性、外观品质。
另外，第1密封构件310和第2密封构件320配置于上模210与下模220相对的面中的、沿着使上模210与下模220相对接近的合模方向的面212S、213S。因此，利用使上模210相对地向下模220接近的操作，能够分别发挥第1密封构件310和第2密封构件320的密封功能。通过调整第1密封构件310和第2密封构件320的配置，能够在成形模具200与增强基材11之间形成间隙G。通过使树脂流经间隙G，能够降低模腔250内的树脂12的流动阻力，并抑制增强基材11的取向的紊乱。由此，能够进一步提高复合材料10的机械特性、外观品质。
另外，第1模具为上模210，第2模具为下模220。在从外周区域260抽吸气体时，经由上模210中的配置于外周区域260的上侧的排气口230来抽吸气体。构成为在将成形模具200合模的状态下外周区域260的体积大于注入模腔250内的树脂12的体积。因此，即便假使在将成形模具200合模后树脂12向外周区域260漏出，也能够防止树脂12流入排气口230。
另外，上模210具有凹部211，所述凹部211具有向上侧凹陷的形状，下模220具有凸部221，所述凸部221在其与凹部211之间形成模腔250。由此，能够利用树脂12的自重，使树脂12易于向增强基材11整体扩展并浸渗。
另外，注入口240配置于上模210，经由注入口240向模腔250内注入树脂12。由此，利用树脂12的自重，能够使树脂12易于向增强基材11整体扩展并浸渗。另外，与将注入口240配置于下模220的情况相比，配置注入口240的位置不因成形品的形状而受到限定，因此能够为了使树脂12浸渗于增强基材11而设定最佳的注入口240的位置。其结果，能够缩短树脂12的注入时间，缩短整体的周期。
另外，通过使用具有成形温度或第1模具(上模210)或第2模具(下模220)的温度以上的软化点Tsp的材料，例如热固性环氧树脂等作为增强基材11的粘结剂树脂113，从而抑制有可能在树脂12注射时发生的指状现象所导致的纤维偏移，由此抑制拉伸强度、压缩强度的降低。
以上利用实施方式说明了复合材料的成形方法和复合材料的成形装置，但本发明不限定为仅是实施方式所说明的结构，而能够基于权利要求书的记载适宜变更。
例如，形成模腔的成形模具210、220的形状不限定于实施方式中说明的形状，例如既可以为第1模具(上模)210具有凸部、第2模具(下模)220具有与凸部对应的凹部的形态，也可以为第1模具(上模)210及第2模具(下模)220均具有凹部的形态，还可以具有无凹凸的平坦的模腔250。
另外，上述实施方式中，将第1密封构件310和第2密封构件320设置于第1模具(上模)210，但也可以将第1密封构件310和第2密封构件320设置于第2模具(下模)220，或者将第1密封构件310和第2密封构件320中的一者设置于第1模具(上模)210，并将另一者设置于第2模具(下模)220。另外，第1密封构件310和第2密封构件320不限定于配置于第1模具210与第2模具220相对的面中的、沿着使第1模具210与第2模具220相对接近的合模方向的面的结构，也可以配置于伴随第1模具210与第2模具220接近而抵接的抵接面(合模面)。
附图标记说明
10、复合材料；11、增强基材；111、织物片；112、纤维基材；113、粘结剂树脂；M1、M2、热压模具；12、树脂；100、成形装置；200、成形模具；210、上模(第1模具)；220、下模(第2模具)；230、排气口；240、注入口；250、模腔；260、外周区域；270、密封区域；310、第1密封构件；320、第2密封构件；400、排气部；500、树脂注入部；600、控制部。

Claims (12)

1.一种复合材料的成形方法，其中，
在具备第1模具和第2模具的成形模具的模腔配置增强基材，所述第2模具在其与所述第1模具之间形成所述模腔；
使所述第1模具相对地向所述第2模具接近，利用第1密封构件将包含所述模腔以及与所述模腔的外周相连通的外周区域的密封区域气密地密封；
开始从所述外周区域抽吸气体而将所述密封区域内的气体排出的操作；
向所述模腔内的一部分注入树脂，
使所述第1模具进一步相对地向所述第2模具接近而将所述成形模具合模，挤压所述树脂使其向所述模腔内填充，并且利用第2密封构件将所述模腔与所述外周区域之间液密地密封；
停止从所述外周区域抽吸气体的操作。
2.根据权利要求1所述的复合材料的成形方法，其中，
所述第1密封构件和所述第2密封构件配置于所述第1模具与所述第2模具相对的面中的、沿着使所述第1模具与所述第2模具相对地接近的合模方向的面。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料的成形方法，其中，
所述第1模具为上模，
所述第2模具为下模，
在从所述外周区域抽吸气体时，经由所述上模中的配置于所述外周区域的上侧的排气口来抽吸气体，
在将所述成形模具合模的状态下，所述外周区域的体积大于注入所述模腔内的所述树脂的体积。
4.根据权利要求3所述的复合材料的成形方法，其中，
所述上模具有凹部，所述凹部具有向上侧凹陷的形状，
所述下模具有凸部，所述凸部在其与所述凹部之间形成所述模腔。
5.根据权利要求3或4所述的复合材料的成形方法，其中，
在向所述模腔内的一部分注入所述树脂时，经由配置于所述上模的注入口来注入所述树脂。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的复合材料的成形方法，其中，
所述增强基材是在纤维基材涂布粘结剂树脂后使所述粘结剂树脂固化而成的，
所述粘结剂树脂的树脂软化点为所述成形模具的温度以上。
7.根据权利要求6所述的复合材料的成形方法，其中，
所述粘结剂树脂为热固性环氧树脂。
8.一种复合材料的成形装置，其中，
所述复合材料的成形装置具有：
成形模具，其具备第1模具和第2模具，所述第2模具在其与所述第1模具之间形成模腔；
第1密封构件，其在所述第1模具与所述第2模具之间，将包含所述模腔以及与所述模腔的外周相连通的外周区域的密封区域气密地密封；
第2密封构件，其将所述模腔与所述外周区域之间液密地密封；
排气部，其从所述外周区域抽吸气体，将所述密封区域内的气体排出；
树脂注入部，其向所述模腔内注入树脂；以及
控制部，其控制所述成形模具、所述排气部以及所述树脂注入部的工作，
对于所述控制部，
使所述第1模具与所述第2模具相对地接近，利用所述第1密封构件将所述密封区域气密地密封；
控制所述排气部的工作，开始将所述密封区域内的气体排出的操作；
控制所述树脂注入部的工作，向所述模腔内注入所述树脂；
使所述第1模具进一步相对地向所述第2模具接近而将所述成形模具合模，挤压所述树脂使其向所述模腔内填充，并且利用所述第2密封构件将所述模腔与所述外周区域之间液密地密封；
停止从所述外周区域抽吸气体的操作。
9.根据权利要求8所述的复合材料的成形装置，其中，
所述第1密封构件和所述第2密封构件配置于所述第1模具与所述第2模具相对的面中的、沿着使所述第1模具与所述第2模具相对地接近的合模方向的面。
10.根据权利要求8或9所述的复合材料的成形装置，其中，
所述第1模具为上模，
所述第2模具为下模，
所述排气部与所述上模中的配置于所述外周区域的上侧的排气口相连通，
在将所述成形模具合模的状态下，所述外周区域的体积大于向所述模腔内注入的所述树脂的体积。
11.根据权利要求10所述的复合材料的成形装置，其中，
所述上模具有凹部，所述凹部具有向上侧凹陷的形状，
所述下模具有凸部，所述凸部在其与所述凹部之间形成所述模腔。
12.根据权利要求10或11所述的复合材料的成形装置，其中，
所述树脂注入部与配置于所述上模的注入口相连通。
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