JP2003039451A - Ｒｔｍ樹脂流動制御方法及び装置 - Google Patents
Ｒｔｍ樹脂流動制御方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＲＴＭ樹脂流動制御方法及び装置に関し、成
形の空気溜まり等の発生をなくし、製品の品質のバラツ
キをなくする。 【解決手段】 金型１０内には繊維基材２０がセッティ
ングされ、注入装置２から圧力、温度が設定された樹脂
が複数の樹脂注入口１１ａ，１１ｂから注入され、金型
１０内の繊維基材２０に含浸し、流動して樹脂流出口１
２ａ，１２ｂから流出する。繊維基材２０は樹脂が硬化
後、製品として金型１０から取り出される。金型内表面
には流動センサ１が多数配置され、樹脂の流動先端を検
出し、その信号は制御装置３へ入力され、予め設定され
た記憶装置４内の最適のシミュレーション結果のデータ
と比較され、その差をなくするように注入装置２の圧
力、温度が制御され、最適の流動パターンに近づける。
形の空気溜まり等の発生をなくし、製品の品質のバラツ
キをなくする。 【解決手段】 金型１０内には繊維基材２０がセッティ
ングされ、注入装置２から圧力、温度が設定された樹脂
が複数の樹脂注入口１１ａ，１１ｂから注入され、金型
１０内の繊維基材２０に含浸し、流動して樹脂流出口１
２ａ，１２ｂから流出する。繊維基材２０は樹脂が硬化
後、製品として金型１０から取り出される。金型内表面
には流動センサ１が多数配置され、樹脂の流動先端を検
出し、その信号は制御装置３へ入力され、予め設定され
た記憶装置４内の最適のシミュレーション結果のデータ
と比較され、その差をなくするように注入装置２の圧
力、温度が制御され、最適の流動パターンに近づける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＲＴＭ樹脂流動制御
方法及び装置に関し、ＲＴＭの成形時間を短縮すると共
に、安定した成形品質が得られるようにしたものであ
る。
方法及び装置に関し、ＲＴＭの成形時間を短縮すると共
に、安定した成形品質が得られるようにしたものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＲＴＭ（Resin Transfer Molding) 成形
法では、金型中に３次元織物等の繊維基材をセットして
おき、金型内部に樹脂を注入して含浸させ、その後、硬
化させて金型から取外し、製品として完成させている。
この際の樹脂の流動（含浸）状況は、モニタ等は行わず
に事前の設定試験やシミュレーションを実施し、設定さ
れた条件に基づいて注入している。
法では、金型中に３次元織物等の繊維基材をセットして
おき、金型内部に樹脂を注入して含浸させ、その後、硬
化させて金型から取外し、製品として完成させている。
この際の樹脂の流動（含浸）状況は、モニタ等は行わず
に事前の設定試験やシミュレーションを実施し、設定さ
れた条件に基づいて注入している。
【０００３】図５は従来のＲＴＭ成形方法を示す図であ
り、金型１０は図示省略しているが開放可能な構造で、
内部には繊維基材２０がセットされており、本例では樹
脂注入口１１ａ，１１ｂと樹脂流出口１２ａ，１２ｂが
設けられている。樹脂はシリンダ等により入口１１ａ，
１１ｂから予め定められた圧力と温度で注入され、繊維
基材２０内に流れて繊維間に含浸し、３０，３１で示す
ような樹脂流れとなり、流動しながら樹脂流出口１２
ａ，１２ｂから流出する。繊維基材２０内に含浸した樹
脂は硬化させ、金型１０を開放して製品が取り出され
る。
り、金型１０は図示省略しているが開放可能な構造で、
内部には繊維基材２０がセットされており、本例では樹
脂注入口１１ａ，１１ｂと樹脂流出口１２ａ，１２ｂが
設けられている。樹脂はシリンダ等により入口１１ａ，
１１ｂから予め定められた圧力と温度で注入され、繊維
基材２０内に流れて繊維間に含浸し、３０，３１で示す
ような樹脂流れとなり、流動しながら樹脂流出口１２
ａ，１２ｂから流出する。繊維基材２０内に含浸した樹
脂は硬化させ、金型１０を開放して製品が取り出され
る。
【０００４】上記のようなＲＴＭ成形においては、繊維
基材２０中の樹脂透過係数は、同じ金型１０に同じ密度
の基材をセッティングする場合でも同じになるとは限ら
ず、事前に設定試験で取得した値とは異なることが生ず
る。このようにＲＴＭ成形では、同じ製品を製造する場
合でも、事前に設定した条件と異なる流動パターンが形
成され、特に複雑な形状の金型で、樹脂注入口が複数あ
る場合、等では空気溜まり（ドライ領域）の残留などの
不具合が生じ、同一製品でもバラツキのある品質の製品
となってしまう。
基材２０中の樹脂透過係数は、同じ金型１０に同じ密度
の基材をセッティングする場合でも同じになるとは限ら
ず、事前に設定試験で取得した値とは異なることが生ず
る。このようにＲＴＭ成形では、同じ製品を製造する場
合でも、事前に設定した条件と異なる流動パターンが形
成され、特に複雑な形状の金型で、樹脂注入口が複数あ
る場合、等では空気溜まり（ドライ領域）の残留などの
不具合が生じ、同一製品でもバラツキのある品質の製品
となってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ＲＴＭ成形方法では、注入する樹脂の金型内での流動状
況は、直接モニタすることはなく、事前の設定試験やシ
ミュレーションで設定した条件で実施している。しか
し、同じ金型内に同じ繊維基材をセッティングしたとし
ても、その都度同じ流動パターンとなるとは限らず、特
に複雑な形状の製品では完成品の品質にバラツキが生じ
ていた。
ＲＴＭ成形方法では、注入する樹脂の金型内での流動状
況は、直接モニタすることはなく、事前の設定試験やシ
ミュレーションで設定した条件で実施している。しか
し、同じ金型内に同じ繊維基材をセッティングしたとし
ても、その都度同じ流動パターンとなるとは限らず、特
に複雑な形状の製品では完成品の品質にバラツキが生じ
ていた。
【０００６】そこで本発明では、予めシミュレーション
により最適な流動パターンを設定しておき、金型内に流
動を検知するセンサを設置し、センサで流動状況をモニ
タリングし、モニタリングした流動パターンと予め設定
した流動パターンとを比較することにより、そのズレに
応じて流動パターンを制御してドライ領域の発生を避け
ながら樹脂の充填時間も短くすることができるＲＴＭ樹
脂流動制御方法及び装置を提供することを課題としてな
されたものである。
により最適な流動パターンを設定しておき、金型内に流
動を検知するセンサを設置し、センサで流動状況をモニ
タリングし、モニタリングした流動パターンと予め設定
した流動パターンとを比較することにより、そのズレに
応じて流動パターンを制御してドライ領域の発生を避け
ながら樹脂の充填時間も短くすることができるＲＴＭ樹
脂流動制御方法及び装置を提供することを課題としてな
されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）、（２）の制御方法、（３）の
制御装置を提供する。
決するために次の（１）、（２）の制御方法、（３）の
制御装置を提供する。
【０００８】（１）ＲＴＭ成形用金型内に繊維基材を固
定しておき、同金型の注入口より樹脂を注入して流出口
へ向かって流動させることにより前記繊維基材に含浸さ
せた後、同繊維基材の樹脂を硬化させ金型より取り出す
ＲＴＭ成形方法において、複数の樹脂注入口を有する金
型を用いる場合に、（Ａ）予め前記各注入口の樹脂の圧
力、温度及び前記金型内の樹脂流れ方向の流動先端位置
の樹脂流動パターンからなる基準データを設定してお
き、；（Ｂ）前記金型内を流れる実際の樹脂流動の先端
位置のパターンを測定し；（Ｃ）同測定流動パターンと
前記基準の流動パターンデータとを比較して差を求め；
（Ｄ）同差が所定の許容範囲内であれば、前記注入口の
樹脂注入条件を前記予め設定した基準データの圧力、温
度に設定し、許容範囲外であれば、前記差が縮小するよ
うに、前記予め設定した圧力に対し前記各注入口圧力を
個別に増減あるいは前記注入口を開閉させる工程を備え
てなることを特徴とするＲＴＭ樹脂流動制御方法。
定しておき、同金型の注入口より樹脂を注入して流出口
へ向かって流動させることにより前記繊維基材に含浸さ
せた後、同繊維基材の樹脂を硬化させ金型より取り出す
ＲＴＭ成形方法において、複数の樹脂注入口を有する金
型を用いる場合に、（Ａ）予め前記各注入口の樹脂の圧
力、温度及び前記金型内の樹脂流れ方向の流動先端位置
の樹脂流動パターンからなる基準データを設定してお
き、；（Ｂ）前記金型内を流れる実際の樹脂流動の先端
位置のパターンを測定し；（Ｃ）同測定流動パターンと
前記基準の流動パターンデータとを比較して差を求め；
（Ｄ）同差が所定の許容範囲内であれば、前記注入口の
樹脂注入条件を前記予め設定した基準データの圧力、温
度に設定し、許容範囲外であれば、前記差が縮小するよ
うに、前記予め設定した圧力に対し前記各注入口圧力を
個別に増減あるいは前記注入口を開閉させる工程を備え
てなることを特徴とするＲＴＭ樹脂流動制御方法。
【０００９】（２）上記と同じ（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
の工程を備え、（Ｄ）同差が所定の許容範囲内であれ
ば、前記各注入口の樹脂注入条件を前記予め設定した基
準データの圧力、温度に設定し；（Ｅ）許容範囲外であ
れば、前記各注入口を個別に開閉したすべてのケースに
ついて、樹脂流動先端の進行速度を計算により予測し、
これらのうち前記差を縮小するために最も適切なケース
に従って、前記注入口を開閉する工程を備えてなること
を特徴とするＲＴＭ樹脂流動制御方法。
の工程を備え、（Ｄ）同差が所定の許容範囲内であれ
ば、前記各注入口の樹脂注入条件を前記予め設定した基
準データの圧力、温度に設定し；（Ｅ）許容範囲外であ
れば、前記各注入口を個別に開閉したすべてのケースに
ついて、樹脂流動先端の進行速度を計算により予測し、
これらのうち前記差を縮小するために最も適切なケース
に従って、前記注入口を開閉する工程を備えてなること
を特徴とするＲＴＭ樹脂流動制御方法。
【００１０】（３）ＲＴＭ成形用金型内の表面に埋設さ
れ樹脂流れ方向に複数本並設して配置された流動センサ
と、前記金型の注入口の樹脂注入圧力、温度及び前記流
動センサ上の所定位置での樹脂流動の先端位置データを
基準流動パターンデータとして予め記憶させておく記憶
装置と、前記金型の注入口へ所定圧力、温度の樹脂を注
入する注入装置と、前記流動センサからの検出信号を取
込み、同取り込んだ信号に対応する前記記憶装置に記憶
されている流動パターンデータとを比較し、その比較結
果に基づいて前記注入装置を制御する制御装置とを備え
てなることを特徴とするＲＴＭ樹脂流動制御装置。
れ樹脂流れ方向に複数本並設して配置された流動センサ
と、前記金型の注入口の樹脂注入圧力、温度及び前記流
動センサ上の所定位置での樹脂流動の先端位置データを
基準流動パターンデータとして予め記憶させておく記憶
装置と、前記金型の注入口へ所定圧力、温度の樹脂を注
入する注入装置と、前記流動センサからの検出信号を取
込み、同取り込んだ信号に対応する前記記憶装置に記憶
されている流動パターンデータとを比較し、その比較結
果に基づいて前記注入装置を制御する制御装置とを備え
てなることを特徴とするＲＴＭ樹脂流動制御装置。
【００１１】本発明の（１）においては、工程（Ａ）に
おいて、予め基準となる最適な流動パターンのデータが
設定され、（Ｂ）において実際の金型内の樹脂の流動の
先端位置が測定され、（Ｃ）において（Ａ）で設定した
データと（Ｂ）で測定したデータを比較し、（Ｄ）にお
いて（Ｃ）で比較した結果により注入口の圧力を増減あ
るいは開閉させて、予め設定した最適な流動パターンに
あわせるように制御するので、空気溜まり（ドライ流
域）の発生が防止され、製品の品質のバラツキが解消さ
れると共に、樹脂充填時間も短くすることができる。
おいて、予め基準となる最適な流動パターンのデータが
設定され、（Ｂ）において実際の金型内の樹脂の流動の
先端位置が測定され、（Ｃ）において（Ａ）で設定した
データと（Ｂ）で測定したデータを比較し、（Ｄ）にお
いて（Ｃ）で比較した結果により注入口の圧力を増減あ
るいは開閉させて、予め設定した最適な流動パターンに
あわせるように制御するので、空気溜まり（ドライ流
域）の発生が防止され、製品の品質のバラツキが解消さ
れると共に、樹脂充填時間も短くすることができる。
【００１２】本発明の（２）においては、上記と同様に
（Ａ）〜（Ｃ）の工程を備え、（Ｅ）において、各注入
口を個別に開閉したすべてのケースについて、樹脂の進
行速度を計算により予測し、これらのうち予め設定した
流動パターンと実際の流動パターンとの差を縮小するた
めに最も適切なケースに従って、注入口を開閉制御する
ので、より正確な制御ができ、上記（１）の発明と同様
の効果が得られる。
（Ａ）〜（Ｃ）の工程を備え、（Ｅ）において、各注入
口を個別に開閉したすべてのケースについて、樹脂の進
行速度を計算により予測し、これらのうち予め設定した
流動パターンと実際の流動パターンとの差を縮小するた
めに最も適切なケースに従って、注入口を開閉制御する
ので、より正確な制御ができ、上記（１）の発明と同様
の効果が得られる。
【００１３】本発明の（３）は、制御装置の発明であ
り、複数の流動センサと、予め最適の流動パターンを設
定し、記憶させる記憶装置、金型の注入口へ樹脂を適正
な圧力、温度で注入する注入装置及び同注入装置を制御
する制御装置とで構成されるので、上記（１），
（２），（３）の制御方法が確実に実施され、空気溜ま
り（ドライ領域）の発生を確実に防止し、製品の不具合
をなくして品質のバラツキのないＲＴＭ成形品が製造で
きるものである。
り、複数の流動センサと、予め最適の流動パターンを設
定し、記憶させる記憶装置、金型の注入口へ樹脂を適正
な圧力、温度で注入する注入装置及び同注入装置を制御
する制御装置とで構成されるので、上記（１），
（２），（３）の制御方法が確実に実施され、空気溜ま
り（ドライ領域）の発生を確実に防止し、製品の不具合
をなくして品質のバラツキのないＲＴＭ成形品が製造で
きるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るＲＴＭ樹脂流動制御装置の全体構成図
である。図において、金型１０内の表面には樹脂の流動
の先端を検知する流動センサ１が多数配列して設けられ
ている。２は注入装置であり、シリンダ、加熱装置等か
らなり、適切な圧力、温度に調節された樹脂を樹脂注入
口１１ａ，１１ｂへ注入する。注入された樹脂は金型１
０内を流動し、繊維基材２０内へ含浸し、樹脂流出口１
２ａ，１２ｂより流出する。３は制御装置であり、流動
センサ１からの検出信号を取込み、後述するように予め
定められた流動パターンとなるように注入装置２の樹脂
注入圧力、温度を制御する。４は記憶装置であり、事前
の試験やシミュレーションにより最適な流動パターンデ
ータが設定されており、制御装置３により参照されるも
のである。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るＲＴＭ樹脂流動制御装置の全体構成図
である。図において、金型１０内の表面には樹脂の流動
の先端を検知する流動センサ１が多数配列して設けられ
ている。２は注入装置であり、シリンダ、加熱装置等か
らなり、適切な圧力、温度に調節された樹脂を樹脂注入
口１１ａ，１１ｂへ注入する。注入された樹脂は金型１
０内を流動し、繊維基材２０内へ含浸し、樹脂流出口１
２ａ，１２ｂより流出する。３は制御装置であり、流動
センサ１からの検出信号を取込み、後述するように予め
定められた流動パターンとなるように注入装置２の樹脂
注入圧力、温度を制御する。４は記憶装置であり、事前
の試験やシミュレーションにより最適な流動パターンデ
ータが設定されており、制御装置３により参照されるも
のである。
【００１５】上記構成の樹脂流動制御装置において、記
憶装置４には事前に試験やシミュレーションにより金型
１０内の流れ方向の位置における最適の流動パターンが
設定されており、樹脂が注入されると、樹脂の流れの各
進行方向での先端は複数の流動センサ１により時々刻々
に検知され、制御装置３へ入力される。制御装置３で
は、検知された各位置での流動パターンと、その位置で
の予め設定され記憶装置４に記憶されている流動パター
ンとを比較し、その差を求め、その差が小さくなるよう
に樹脂注入口１１ａ，１１ｂから注入される樹脂の注入
圧力、樹脂温度を変化して最適な流動パターンに近づく
ような圧力、温度の信号を注入装置２へ出力する。
憶装置４には事前に試験やシミュレーションにより金型
１０内の流れ方向の位置における最適の流動パターンが
設定されており、樹脂が注入されると、樹脂の流れの各
進行方向での先端は複数の流動センサ１により時々刻々
に検知され、制御装置３へ入力される。制御装置３で
は、検知された各位置での流動パターンと、その位置で
の予め設定され記憶装置４に記憶されている流動パター
ンとを比較し、その差を求め、その差が小さくなるよう
に樹脂注入口１１ａ，１１ｂから注入される樹脂の注入
圧力、樹脂温度を変化して最適な流動パターンに近づく
ような圧力、温度の信号を注入装置２へ出力する。
【００１６】注入装置２は、この信号により更新された
樹脂圧力に設定すると共に、加熱装置により樹脂温度を
調整し、樹脂を注入する。このような制御を所定の単位
時間毎に繰り返し、金型１０内での樹脂流れ方向の各位
置での流動パターンを絶えず予め設定した最適の流動パ
ターンに近づくように制御する。このような制御によれ
ば、予め設定された流動パターンではドライ領域が発生
しないような流動パターンで樹脂充填時間が最短となる
ようなパターンが設定されているので、成形時間が短縮
されると共に、ドライ領域の発生もなく製品の品質がバ
ラツクようなことが解消するものである。
樹脂圧力に設定すると共に、加熱装置により樹脂温度を
調整し、樹脂を注入する。このような制御を所定の単位
時間毎に繰り返し、金型１０内での樹脂流れ方向の各位
置での流動パターンを絶えず予め設定した最適の流動パ
ターンに近づくように制御する。このような制御によれ
ば、予め設定された流動パターンではドライ領域が発生
しないような流動パターンで樹脂充填時間が最短となる
ようなパターンが設定されているので、成形時間が短縮
されると共に、ドライ領域の発生もなく製品の品質がバ
ラツクようなことが解消するものである。
【００１７】図２は上記に説明した流動パターン先端を
検知するセンサの一例を示す原理図で、センサの一部を
示している。流動センサ１は帯状の誘電率センサ回路パ
ターンをプリント基板上に形成させた構成（MOTOGI,ITO
H,FUKUDA, “Multi-Functional Sensor Properties and
2-dim Flow Detection for RTM ”，Proc. 6 th Japan
International SAMPE Symposium. pp.1033 ）であり、
その表面を覆う樹脂の長さにより誘電体損失係数が変化
する特性を有する。従って、３本のセンサ１Ａ，１Ｂ，
１Ｃの表面に樹脂が、図示のようなパターンで流れる
と、その先端の位置Ａ，Ｂ，Ｃに対応する特性値を選べ
れば、その流動先端位置ＬA ，ＬB ，ＬCの時間変化が
検知できるものである。
検知するセンサの一例を示す原理図で、センサの一部を
示している。流動センサ１は帯状の誘電率センサ回路パ
ターンをプリント基板上に形成させた構成（MOTOGI,ITO
H,FUKUDA, “Multi-Functional Sensor Properties and
2-dim Flow Detection for RTM ”，Proc. 6 th Japan
International SAMPE Symposium. pp.1033 ）であり、
その表面を覆う樹脂の長さにより誘電体損失係数が変化
する特性を有する。従って、３本のセンサ１Ａ，１Ｂ，
１Ｃの表面に樹脂が、図示のようなパターンで流れる
と、その先端の位置Ａ，Ｂ，Ｃに対応する特性値を選べ
れば、その流動先端位置ＬA ，ＬB ，ＬCの時間変化が
検知できるものである。
【００１８】制御装置３では、このような方法により複
数の流動センサ１からの検出した信号を取込み、センサ
の特性から流動する樹脂の先端位置を算出して実際の流
動パターンを求め、予め設定された位置Ａ〜Ｂ間のパタ
ーンと比較してその差を求め、その差をなくするような
樹脂の注入圧力、温度となるように注入装置２を制御す
るものである。
数の流動センサ１からの検出した信号を取込み、センサ
の特性から流動する樹脂の先端位置を算出して実際の流
動パターンを求め、予め設定された位置Ａ〜Ｂ間のパタ
ーンと比較してその差を求め、その差をなくするような
樹脂の注入圧力、温度となるように注入装置２を制御す
るものである。
【００１９】次に、図３は上記の実施の形態における制
御装置３での制御のフローチャートの一例である。図に
おいて、Ｓ１においてはのシミュレーションにより得
られた最適の各注入口での圧力、温度の所定時間ごとの
データを記憶装置４に記憶させ、のセンサの設定位置
データも記憶させる。又、の各センサ上における最適
条件での流動フロント（先端）の推移データをそれぞれ
設定して記憶させ、の流動フロントの進行速度に最も
影響する注入口も設定し記憶させる。
御装置３での制御のフローチャートの一例である。図に
おいて、Ｓ１においてはのシミュレーションにより得
られた最適の各注入口での圧力、温度の所定時間ごとの
データを記憶装置４に記憶させ、のセンサの設定位置
データも記憶させる。又、の各センサ上における最適
条件での流動フロント（先端）の推移データをそれぞれ
設定して記憶させ、の流動フロントの進行速度に最も
影響する注入口も設定し記憶させる。
【００２０】次にＳ２において、樹脂注入を開始し、Ｓ
３において各センサ上の流動フロント位置を検出する。
Ｓ４において、全てのセンサ上の検出した流動フロント
と設定値とを比較し、両者の差が所定の許容値の範囲か
否かを調べ、範囲内であれば、Ｓ５へ進み、各注入口で
の樹脂注入条件を設定値に設定し、Ｓ６へ進む。Ｓ４に
おいて、差が許容範囲を超えていると、Ｓ７で注入条
件を設定値とすると共に、差の大きさに応じて、Ｓ１
で設定した流動フロントの進行速度に大きい影響を与
える注入口における圧力を増減あるいは開閉させるよう
に、注入装置２を制御する。次にＳ６では、上記Ｓ５，
Ｓ７での制御が終り、樹脂充填が完了すればＳ８で終了
し、継続であればＳ３へ戻り、再度同様の工程を繰り返
す。
３において各センサ上の流動フロント位置を検出する。
Ｓ４において、全てのセンサ上の検出した流動フロント
と設定値とを比較し、両者の差が所定の許容値の範囲か
否かを調べ、範囲内であれば、Ｓ５へ進み、各注入口で
の樹脂注入条件を設定値に設定し、Ｓ６へ進む。Ｓ４に
おいて、差が許容範囲を超えていると、Ｓ７で注入条
件を設定値とすると共に、差の大きさに応じて、Ｓ１
で設定した流動フロントの進行速度に大きい影響を与
える注入口における圧力を増減あるいは開閉させるよう
に、注入装置２を制御する。次にＳ６では、上記Ｓ５，
Ｓ７での制御が終り、樹脂充填が完了すればＳ８で終了
し、継続であればＳ３へ戻り、再度同様の工程を繰り返
す。
【００２１】上記の図３による制御では、シミュレーシ
ョンにより得られた最適の流動パターンとセンサで検出
した流動パターンとを比較し、両者に差があれば、その
差の大きさに応じて流動フロントが進行速度に最も大き
い影響を与える注入口の樹脂注入圧力を増減あるいは注
入口を開閉するように注入装置２を制御するものであ
る。
ョンにより得られた最適の流動パターンとセンサで検出
した流動パターンとを比較し、両者に差があれば、その
差の大きさに応じて流動フロントが進行速度に最も大き
い影響を与える注入口の樹脂注入圧力を増減あるいは注
入口を開閉するように注入装置２を制御するものであ
る。
【００２２】図４は制御装置３での別の制御方法を示す
フローチャートである。図において、ＳＳ１〜ＳＳ６、
ＳＳ１０の各ステップは、図３に示すＳ１〜Ｓ６、Ｓ８
と、それぞれ同じ内容であり、本制御方法は、ＳＳ１に
おいて、図３のＳ１のに加えて、流動フロントの進行
速度も設定しておく点及びステップＳＳ７〜ＳＳ９の部
分にあり、以下これらの特徴の要点について説明する。
ＳＳ４においてセンサで検出した流動フロントと設定値
との差が許容範囲を超えていると、ＳＳ７において、検
出された流動フロントの位置から樹脂が充填されている
領域を推定する。
フローチャートである。図において、ＳＳ１〜ＳＳ６、
ＳＳ１０の各ステップは、図３に示すＳ１〜Ｓ６、Ｓ８
と、それぞれ同じ内容であり、本制御方法は、ＳＳ１に
おいて、図３のＳ１のに加えて、流動フロントの進行
速度も設定しておく点及びステップＳＳ７〜ＳＳ９の部
分にあり、以下これらの特徴の要点について説明する。
ＳＳ４においてセンサで検出した流動フロントと設定値
との差が許容範囲を超えていると、ＳＳ７において、検
出された流動フロントの位置から樹脂が充填されている
領域を推定する。
【００２３】次にＳＳ８において、推定された樹脂充填
領域に対し、樹脂流動シミュレーションによりその領域
内の圧力分布と、各センサ上での流動フロントの進行速
度を計算する。この時計算に用いる条件として、各々の
注入口について開閉いずれかを独立に選択したすべての
ケースについて計算を実施し、ＳＳ９において、計算で
求めた進行速度を用いて各センサ上での流動フロントの
速度変化〔Ｌｊ（ｔ＋Δｔ）−Ｌｊ（ｔ）〕／Ｕｐｊ
（ｔ）を求める。ここで、ｔ時刻、Ｌｊはセンサ上での
流動フロント位置、Ｕｐｊは流動フロントの進行速度で
ある。このばらつきの最も小さいケースを選定し、その
ケースでの各注入口開閉パターンを採用し、その条件に
合わせて各注入口の開閉を行うものである。その他の制
御は図３の各ステップと同じであるので説明は省略す
る。
領域に対し、樹脂流動シミュレーションによりその領域
内の圧力分布と、各センサ上での流動フロントの進行速
度を計算する。この時計算に用いる条件として、各々の
注入口について開閉いずれかを独立に選択したすべての
ケースについて計算を実施し、ＳＳ９において、計算で
求めた進行速度を用いて各センサ上での流動フロントの
速度変化〔Ｌｊ（ｔ＋Δｔ）−Ｌｊ（ｔ）〕／Ｕｐｊ
（ｔ）を求める。ここで、ｔ時刻、Ｌｊはセンサ上での
流動フロント位置、Ｕｐｊは流動フロントの進行速度で
ある。このばらつきの最も小さいケースを選定し、その
ケースでの各注入口開閉パターンを採用し、その条件に
合わせて各注入口の開閉を行うものである。その他の制
御は図３の各ステップと同じであるので説明は省略す
る。
【００２４】上記の図４による制御では、シミュレーシ
ョンにより得られた最適の流動パターンとセンサで検出
した流動パターンとを比較し、両者に差があれば、この
差を縮小するために最も適切な注入口開閉パターンを計
算で求め、各注入口の開閉を制御するものである。
ョンにより得られた最適の流動パターンとセンサで検出
した流動パターンとを比較し、両者に差があれば、この
差を縮小するために最も適切な注入口開閉パターンを計
算で求め、各注入口の開閉を制御するものである。
【００２５】
【発明の効果】本発明のＲＴＭ樹脂流動制御方法は、
（１）ＲＴＭ成形用金型内に繊維基材を固定しておき、
同金型の注入口より樹脂を注入して流出口へ向かって流
動させることにより前記繊維基材に含浸させた後、同繊
維基材の樹脂を硬化させ金型より取り出すＲＴＭ成形方
法において、複数の樹脂注入口を有する金型を用いる場
合に、（Ａ）予め前記各注入口の樹脂の圧力、温度及び
前記金型内の樹脂流れ方向の流動先端位置の樹脂流動パ
ターンからなる基準データを設定しておき、；（Ｂ）前
記金型内を流れる実際の樹脂流動の先端位置のパターン
を測定し；（Ｃ）同測定流動パターンと前記基準の流動
パターンデータとを比較して差を求め；（Ｄ）同差が所
定の許容範囲内であれば、前記各注入口の樹脂注入条件
を前記予め設定した基準データの圧力、温度に設定し、
許容範囲外であれば、前記差が縮小するよう、前記予め
設定した圧力に対し、前記各注入口圧力を個別に増減あ
るいは前記注入口を開閉させる工程を備えてなることを
特徴としている。
（１）ＲＴＭ成形用金型内に繊維基材を固定しておき、
同金型の注入口より樹脂を注入して流出口へ向かって流
動させることにより前記繊維基材に含浸させた後、同繊
維基材の樹脂を硬化させ金型より取り出すＲＴＭ成形方
法において、複数の樹脂注入口を有する金型を用いる場
合に、（Ａ）予め前記各注入口の樹脂の圧力、温度及び
前記金型内の樹脂流れ方向の流動先端位置の樹脂流動パ
ターンからなる基準データを設定しておき、；（Ｂ）前
記金型内を流れる実際の樹脂流動の先端位置のパターン
を測定し；（Ｃ）同測定流動パターンと前記基準の流動
パターンデータとを比較して差を求め；（Ｄ）同差が所
定の許容範囲内であれば、前記各注入口の樹脂注入条件
を前記予め設定した基準データの圧力、温度に設定し、
許容範囲外であれば、前記差が縮小するよう、前記予め
設定した圧力に対し、前記各注入口圧力を個別に増減あ
るいは前記注入口を開閉させる工程を備えてなることを
特徴としている。
【００２６】上記制御方法により、工程（Ｃ）におい
て、（Ａ）で設定したデータと（Ｂ）で測定したデータ
を比較し、（Ｄ）において（Ｃ）で比較した結果により
注入口の圧力を増減あるいは開閉させて、予め設定した
最適な流動パターンにあわせるように制御するので、空
気溜まり（ドライ領域）の発生が防止され、製品の品質
のバラツキが解消されると共に、樹脂充填時間も短くす
ることができる。
て、（Ａ）で設定したデータと（Ｂ）で測定したデータ
を比較し、（Ｄ）において（Ｃ）で比較した結果により
注入口の圧力を増減あるいは開閉させて、予め設定した
最適な流動パターンにあわせるように制御するので、空
気溜まり（ドライ領域）の発生が防止され、製品の品質
のバラツキが解消されると共に、樹脂充填時間も短くす
ることができる。
【００２７】本発明の制御方法は又、（２）上記と同じ
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の工程を備え、（Ｄ）同差が所
定の許容範囲内であれば、前記各注入口の樹脂注入条件
を前記予め設定した基準データの圧力、温度に設定し；
（Ｅ）許容範囲外であれば、前記各注入口を個別に開閉
したすべてのケースについて、樹脂流動先端の進行速度
を計算により予測し、これらのうち前記差を縮小するた
めに最も適切なケースに従って、前記注入口を開閉する
工程を備えてなることを特徴としている。
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の工程を備え、（Ｄ）同差が所
定の許容範囲内であれば、前記各注入口の樹脂注入条件
を前記予め設定した基準データの圧力、温度に設定し；
（Ｅ）許容範囲外であれば、前記各注入口を個別に開閉
したすべてのケースについて、樹脂流動先端の進行速度
を計算により予測し、これらのうち前記差を縮小するた
めに最も適切なケースに従って、前記注入口を開閉する
工程を備えてなることを特徴としている。
【００２８】上記制御方法により、予め設定した流動パ
ターンと実際の流動パターンとの差を縮小するために最
適な注入口の開閉を行う制御をするので、きめの細い制
御により上記（１）の発明と同じくドライ領域の発生を
防止すると共に製品の品質バラツキが解消され、樹脂の
充填時間も短くすることができる。
ターンと実際の流動パターンとの差を縮小するために最
適な注入口の開閉を行う制御をするので、きめの細い制
御により上記（１）の発明と同じくドライ領域の発生を
防止すると共に製品の品質バラツキが解消され、樹脂の
充填時間も短くすることができる。
【００２９】本発明の（３）は、制御装置の発明であ
り、複数の流動センサと、予め最適の流動パターンを設
定し、記憶させる記憶装置、金型の注入口へ樹脂を適正
な圧力、温度で注入する注入装置及び同注入装置を制御
する制御装置とで構成されるので、上記（１），
（２），（３）の制御方法が確実に実施され、空気溜ま
り（ドライ領域）の発生を確実に防止し、製品の不具合
をなくして品質のバラツキのないＲＴＭ成形品が製造で
きるものである。
り、複数の流動センサと、予め最適の流動パターンを設
定し、記憶させる記憶装置、金型の注入口へ樹脂を適正
な圧力、温度で注入する注入装置及び同注入装置を制御
する制御装置とで構成されるので、上記（１），
（２），（３）の制御方法が確実に実施され、空気溜ま
り（ドライ領域）の発生を確実に防止し、製品の不具合
をなくして品質のバラツキのないＲＴＭ成形品が製造で
きるものである。
【図１】本発明の実施の一形態に係るＲＴＭ樹脂流動制
御装置の全体構成図である。
御装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るＲＴＭ樹脂流動制
御装置に用いられるセンサによる流動パターン検出の原
理を示す図である。
御装置に用いられるセンサによる流動パターン検出の原
理を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るＲＴＭ樹脂流動制
御方法の制御フローチャートである。
御方法の制御フローチャートである。
【図４】本発明の実施の一形態に係るＲＴＭ樹脂流動制
御方法の別の制御フローチャートである。
御方法の別の制御フローチャートである。
【図５】従来のＲＴＭ成形方法を示す説明図である。
１ 流動センサ
２ 注入装置
３ 制御装置
４ 記憶装置
１０ 金型
１１ａ，１１ｂ 樹脂注入口
１２ａ，１２ｂ 樹脂流出口
１３ 流動先端
２０ 繊維基材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山口 泰弘
名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株
式会社名古屋航空宇宙システム製作所内
(72)発明者 山岸 謙二郎
神奈川県横浜市磯子区新中原町１ 石川島
播磨重工業株式会社基盤技術研究所内
(72)発明者 柳沢 健一
神奈川県横浜市磯子区新中原町１ 石川島
播磨重工業株式会社基盤技術研究所内
(72)発明者 奥村 郁夫
神奈川県横浜市磯子区新中原町１ 石川島
播磨重工業株式会社基盤技術研究所内
(72)発明者 福田 武人
大阪府大阪狭山市大野台１−17−８
(72)発明者 元木 信弥
大阪府箕面市石丸２−５−21−104
(72)発明者 逢坂 勝彦
大阪府大阪市生野区桃谷２−13−11
Ｆターム(参考） 4F202 AD16 AM23 AP20 AR03 AR06
CA11 CB12 CD28 CK06 CK11
4F204 AD16 AP03 AP06 AR06 EA03
EA04 EB11 EF01 EF05 EK24
EK26
Claims (3)
- 【請求項１】 ＲＴＭ成形用金型内に繊維基材を固定し
ておき、同金型の注入口より樹脂を注入して流出口へ向
かって流動させることにより前記繊維基材に含浸させた
後、同繊維基材の樹脂を硬化させ金型より取り出すＲＴ
Ｍ成形方法において、複数の樹脂注入口を有する金型を
用いる場合に、（Ａ）予め前記各注入口の樹脂の圧力、
温度及び前記金型内の樹脂流れ方向の流動先端位置の樹
脂流動パターンからなる基準データを設定しておき、；
（Ｂ）前記金型内を流れる実際の樹脂流動の先端位置の
パターンを測定し；（Ｃ）同測定流動パターンと前記基
準の流動パターンデータとを比較して差を求め；（Ｄ）
同差が所定の許容範囲内であれば、前記各注入口の樹脂
注入条件を前記予め設定した基準データの圧力、温度に
設定し、許容範囲外であれば、前記差が縮小するよう
に、前記予め設定した圧力に対し前記各注入口圧力を個
別に増減あるいは前記注入口を開閉させる工程を備えて
なることを特徴とするＲＴＭ樹脂流動制御方法。 - 【請求項２】 ＲＴＭ成形用金型内に繊維基材を固定し
ておき、同金型の注入口より樹脂を注入して流出口へ向
かって流動させることにより前記繊維基材に含浸させた
後、同繊維基材の樹脂を硬化させ金型より取り出すＲＴ
Ｍ成形方法において、複数の樹脂注入口を有する金型を
用いる場合に、（Ａ）予め前記各注入口の樹脂の圧力、
温度及び前記金型内の樹脂流れ方向の流動先端位置の樹
脂流動パターンからなる基準データを設定しておき、；
（Ｂ）前記金型内を流れる実際の樹脂流動の先端位置の
パターンを測定し；（Ｃ）同測定流動パターンと前記基
準の流動パターンデータとを比較して差を求め；（Ｄ）
同差が所定の許容範囲内であれば、前記各注入口の樹脂
注入条件を前記予め設定した基準データの圧力、温度に
設定し；（Ｅ）許容範囲外であれば、前記各注入口を個
別に開閉したすべてのケースについて、樹脂流動先端の
進行速度を計算により予測し、これらのうち前記差を縮
小するために最も適切なケースに従って、前記注入口を
開閉する工程を備えてなることを特徴とするＲＴＭ樹脂
流動制御方法。 - 【請求項３】 ＲＴＭ成形用金型内の表面に埋設され樹
脂流れ方向に複数本並設して配置された流動センサと、
前記金型の注入口の樹脂注入圧力、温度及び前記流動セ
ンサ上の所定位置での樹脂流動の先端位置データを基準
流動パターンデータとして予め記憶させておく記憶装置
と、前記金型の注入口へ所定圧力、温度の樹脂を注入す
る注入装置と、前記流動センサからの検出信号を取込
み、同取り込んだ信号に対応する前記記憶装置に記憶さ
れている流動パターンデータとを比較し、その比較結果
に基づいて前記注入装置を制御する制御装置とを備えて
なることを特徴とするＲＴＭ樹脂流動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001234757A JP4737883B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | Ｒｔｍ樹脂流動制御方法及び装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2001234757A JP4737883B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | Ｒｔｍ樹脂流動制御方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003039451A true JP2003039451A (ja) | 2003-02-13 |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039479A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-13 | R & D Inst Of Metals & Composites For Future Industries | Ｒｔｍ樹脂流動制御方法及び装置 |
| JP2003053744A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-26 | Toray Ind Inc | Ｒｔｍ成形方法 |
| JP2006103190A (ja) * | 2004-10-06 | 2006-04-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｒｔｍ成形型およびｒｔｍ成形方法 |
| JP2009528195A (ja) * | 2006-03-03 | 2009-08-06 | エルエム・グラスファイバー・アクティーゼルスカブ | 真空注入法にて使用されるポリマーを提供する方法及び装置 |
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| WO2014078905A1 (en) * | 2012-11-23 | 2014-05-30 | Cougar Composites Ip Pty Ltd | Method and apparatus for manufacture of composite articles |
| JP2015160371A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 三菱重工業株式会社 | 樹脂流動制御システムおよび樹脂流動制御方法 |
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-
2001
- 2001-08-02 JP JP2001234757A patent/JP4737883B2/ja not_active Expired - Fee Related
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