JP2004330785A - 繊維半製品から繊維予備成形物を製造するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の繊維予備成形物から成る構成部材が製造され得るように構成部材適合式の製造方法を改善する。
【解決手段】 複数の個々の繊維予備成形物（４）が、締固めステップにて、高密であり最終輪郭に近い状態にあり且つ組み立てられた構成部材（５）が得られるように合体されること、及び、組み立てられた構成部材（５）が、接着樹脂を用いて含浸され、更には含浸過程時に比べて増加された温度下並びに増加された圧力下で硬化されること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、繊維半製品（テキスタイル予備生産品）から繊維予備成形物（テキスタイル・プリフォーム）を製造するための方法及び装置に関し、この際、それらの予備成形物は特に繊維強化プラスチックの製造のために設けられていて、これらの繊維強化プラスチックは好ましくは母材系（マトリックス系）を使用して接着樹脂を用いて含浸されて硬化され、また、繊維半製品は、各々、後の予備成形物に対応する輪郭或いは後の予備成形物に適合された形状を有する支持体上に取り付けられ、また、面形成する２次元又は３次元の繊維プロセス（テキスタイル・プロセス）の最後には、まだ最終的に固定されていない繊維半製品の繊維が変形・ドレープ過程により所望の配向（方向付け）へともたらされる。

先に公開されていない構成部材適合式の製造方法では、様々な繊維方法（テキスタイル・メソッド）により製造された２次元又は３次元の半製品を繊維予備成形物のために使用することが意図されている。この際、繊維強化プラスチックの製造時に様々な繊維予備生産品が半製品として使用されることが出発点とされる。織物及び編物の他には不織布及び他の繊維面形成物が使用され得る。これらの半製品は、様々な処理プロセスにて、系統化され、互いに組み合わされ、結合され得る。この際に生じる予備成形物（所謂プリフォーム）は、最終的にマトリックス系を用いて含浸され、多くの場合、増加された圧力下及び増加された温度下で硬化される。

今日、例えば織物及び編物のような繊維予備生産品は製造プロセスの最後に中間支持体内又は中間支持体上に取り付けられる。この際、編物においては円筒体に係るもので、この円筒体の回りにそれらの編物が周回する軌道形状で巻き上げられる。これらの支持体の形状は、半製品の予備成形又は変形に用いられるだけでなく、移送及び貯蔵のための補助手段としても用いられる。

他の製造プロセスの経過時にそれらの半製品は中間支持体から再び取り外され、系統化され、引き続き、繊維形成物の再配向及び変形により所望の形（所謂プリフォーム）へともたらされる。

予備生産品の固定は結合材（バインダ）を使って行われる。使用される結合材系としては主に熱可塑性物質又は熱硬化性物質であり、これらの物質は例えば粉末状で半製品上に塗布され、温度影響下で活性化される。繊維配向の固定の他に結合材系は、締固められた状態のプリフォームを固定するために使用され得る。

本発明の基礎を成す課題は、複数の繊維予備成形物から成る構成部材が製造され得るように構成部材適合式の製造方法を改善することである。

前記の課題は、本発明に従い、次のことにより解決される。即ち、複数の個々の繊維予備成形物が、締固めステップ（コンパクティング・ステップ）にて、高密であり最終輪郭に近い状態にあり且つ組み立てられた構成部材が得られるように合体されること、及び、組み立てられた構成部材が、接着樹脂を用いて含浸され、更には含浸過程時に比べて増加された温度下並びに増加された圧力下で硬化されることである。

本発明に従う方法の構成は、次のことにある：
− 繊維予備成形物が、互いに且つ同時に構成部材の全形状に整合されること、及び、
− 締固めステップが、減圧締固め（バキューム・コンパクティング）のための工具を使用し、加熱炉内で又は他の加熱装置を用いて実施されること。

本方法を実施するための装置は、締固め工具が下側の工具部分と上側の工具部分とから成ること、及び、これらの両方の工具部分の間に、個々の繊維予備成形物が、高密であり最終輪郭に近い状態にあり且つ組み立てられた構成部材を製造するために配設されていることにより特徴付けられている。

本発明に従う装置の更なる構成は、次のことにある：
− 両方の工具部分の、構成部材を取り囲む互いに隣り合う面が、高密であり且つ最終輪郭に近い状態の構成部材の最終形状に適合されていること、
− 構成部材を取り囲む面の間に少なくとも１つのセンタリングピンが配設され得ること、及び、
− 締固め工具が、その両方の工具部分と、そのセンタリングピンと、構成部材を形成する予備成形物とを用い、負圧を生成する減圧バック（真空バック）内に、圧縮力を両方の工具部分に加えるために配設されていること。

本発明の長所は、本方法により或いは本装置により例えば繊維強化プラスチックから成る旅客機用窓枠が製造され得るということにある。繊維強化プラスチックの最適利用が提供されているこの種のプラスチック製窓枠は、以前では鍛造されたアルミニウム部材から製造されていた窓枠にとってかわることができる。

図面に基づき、本発明による実施形態を説明する。

唯一の図面である図１には、複数の個々の繊維予備成形物を高密であり最終輪郭に近い状態にあり且つ組み立てられたプラスチック構成部材へと締固めるための工具が示されている。この工具１は下側の工具部分２と上側の工具部分３とから成り、これらの工具部分の間には個々の繊維予備成形物４が配設されている。この際、両方の工具部分２或いは３の、構成部材５を取り囲む互いに隣り合う面６或いは７は、高密であり且つ最終輪郭に近い状態の構成部材５の最終形状に適合されている。プレス過程中に工具下側部分２及び工具上側部分３をガイドするためには符号８で示されているセンタリングピンが用いられ、このセンタリングピン８は、構成部材５を取り囲む面６及び７の間に配設されていて、この際、合目的には、予め定められた間隔で互いに配設されるこの種の他のセンタリングピンが使用され得る。

図面から更に見て取れるように、締固め工具１は、その両方の工具部分２及び３と、そのセンタリングピン８と、構成部材５を形成する繊維予備成形物４とを用い、負圧を生成する減圧バック（真空バック）９内に設けられている。減圧バック９内で生成される負圧は、個々の予備成形物４の最終的な締固め及び組付けを開始するために、圧縮力を両方の工具部分２及び３に加えることになる。そのために減圧自体が十分でない場合には締固めは非図示の圧力ホースを介した他の圧力供給により達成される。締固め過程の完了後、組み立てられた構成部材５は接着樹脂で含浸され、更には含浸過程時に比べて増加された温度下並びに増加された圧力下で硬化される。

本発明による実施形態を示す図である。

符号の説明

１ 工具
２ 下側の工具部分
３ 上側の工具部分
４ 予備成形物
５ 構成部材
６ 上側の工具部分の面
７ 下側の工具部分の面
８ センタリングピン
９ 減圧バック

Claims (7)

1. 繊維半製品（予備生産品）から繊維予備成形物（プリフォーム）を製造するための方法であって、それらの予備成形物が特に繊維強化プラスチックの製造のために設けられていて、これらの繊維強化プラスチックが好ましくは母材系を使用して接着樹脂を用いて含浸されて硬化され、また、繊維半製品が、各々、後の予備成形物に対応する輪郭或いは後の予備成形物に適合された形状を有する支持体上に取り付けられ、また、面形成する２次元又は３次元の繊維プロセスの最後には、まだ最終的に固定されていない繊維半製品の繊維が変形・ドレープ過程により所望の配向へともたらされる前記方法において、
   複数の個々の繊維予備成形物（４）が、締固めステップにて、高密であり最終輪郭に近い状態にあり且つ組み立てられた構成部材（５）が得られるように合体されること、及び、組み立てられた構成部材（５）が、接着樹脂を用いて含浸され、更には含浸過程時に比べて増加された温度下並びに増加された圧力下で硬化されることを特徴とする方法。
2. 繊維予備成形物（４）が、互いに且つ同時に構成部材（５）の全形状に整合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 締固めステップが、減圧締固めのための工具を使用し、加熱炉内で又は他の加熱装置を用いて実施されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 請求項１、２、又は３のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置において、
   締固め工具（１）が下側の工具部分（２）と上側の工具部分（３）とから成ること、及び、これらの両方の工具部分（２或いは３）の間に、個々の繊維予備成形物（４）が、高密であり最終輪郭に近い状態にあり且つ組み立てられた構成部材（５）を製造するために配設されていることを特徴とする装置。
5. 両方の工具部分（２或いは３）の、構成部材（５）を取り囲む互いに隣り合う面（６或いは７）が、高密であり且つ最終輪郭に近い状態の構成部材（５）の最終形状に適合されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 構成部材（５）を取り囲む面（６或いは７）の間に少なくとも１つのセンタリングピン（８）が配設されていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の装置。
7. 締固め工具（１）が、その両方の工具部分（２、３）と、そのセンタリングピン（８）と、構成部材（５）を形成する予備成形物（４）とを用い、負圧を生成する減圧バック（９）内に、圧縮力を両方の工具部分（２、３）に加えるために配設されていることを特徴とする、請求項４、５、又は６に記載の装置。

Images