JP2006192628A - Method and apparatus for forming composite material structure - Google Patents

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Nozomi Kawasetsu
川節  望
Kentaro Shindo
健太郎 新藤
Tsutomu Fujiwara
力 藤原
Mikine Yoshida
幹根 吉田
Toshio Abe
俊夫 阿部
Toshihide Igari
敏秀 猪狩
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of forming a homogeneous FRP member or the like having high strength. <P>SOLUTION: A molding machine 10 comprises a plurality of resin injection members 20 and a plurality of suction members 30, and injection valves 25 and suction valves 35 are provided to the resin injection members 20 and the suction members 30, and automatically controls the opening and closing (opening degrees) of the injection valves 25 and the suction valves 35 by a controller 60. The controller 60 controls the injection valves 25 of the resin injection members 20 on the basis of the detection signals from impregnation sensors 40 corresponding to the progress state of the injection/impregnation of the resin in the stage after the start of the injection of the resin and, after the injection/impregnation of the resin, the pressures of the resin charged in spaces S are detected at respective parts by pressure sensors 50 and the opening and closing (opening degrees) of the suction valves 35 of the suction members 30 or the injection valves 25 of the resin injection members 20 are controlled on the basis of the detected pressures to equalize the distribution of the pressures of the resin charged in the spaces S. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複合材構造物形成装置、複合材構造物の形成方法に関する。   The present invention relates to a composite material structure forming apparatus and a composite material structure forming method.

近年、軽量かつ高強度を有した材料として、FRP(Fiber Reinforced Plastic)、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)等の複合材料が、航空機の主翼、船舶、大型風車の回転翼、鉄道車両、建築分野の構造部材等をはじめとする様々な分野で多用されている。FRP、CFRP(以下、単にFRPと総称する)は、ガラス繊維やカーボン繊維等の強化繊維からなるテープ状、あるいはマット状の強化繊維基材を型によって成形にした状態で、熱硬化性樹脂等の樹脂を含浸させ、これを硬化させることで、所定形状に形成される。   In recent years, composite materials such as FRP (Fiber Reinforced Plastic) and CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) as materials having light weight and high strength have been used in aircraft main wings, ships, large windmill rotors, railway vehicles, and construction fields. Widely used in various fields including structural members. FRP, CFRP (hereinafter simply referred to as FRP) is a thermosetting resin or the like in a state where a tape-like or mat-like reinforcing fiber substrate made of reinforcing fibers such as glass fibers and carbon fibers is molded by a mold. It is formed into a predetermined shape by impregnating the resin and curing it.

ここで、FRPによって形成した部材(以下、FRP部材)には、所定の強度が要求される。FRP部材の強度は、強化繊維基材に樹脂を確実に含浸させることで担保される。
したがって、特にFRP部材を工業的に生産する現場では、成形時に、樹脂を強化繊維基材に確実に含浸させるための工夫がなされている。このような工夫の一つとして、強化繊維基材を型上に配置し、これをバッグ材で覆った後、バッグ材と型で囲まれた空間を真空ポンプ等で吸引して負圧とし、この空間に樹脂を導入する、というものがある(例えば、特許文献1参照。)。
Here, a member formed by FRP (hereinafter referred to as FRP member) is required to have a predetermined strength. The strength of the FRP member is ensured by reliably impregnating the reinforcing fiber base with resin.
Therefore, in particular, in the field where FRP members are industrially produced, a device has been devised for reliably impregnating a reinforcing fiber base with a resin during molding. As one of such contrivances, a reinforcing fiber base material is placed on a mold and covered with a bag material, and then the space surrounded by the bag material and the mold is sucked with a vacuum pump or the like to create a negative pressure. There is one that introduces resin into this space (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−11136号公報(請求項1等)JP 2003-11136 A (Claim 1 etc.)

しかしながら、上記したような方法では、負圧を利用することで、樹脂の強化繊維基材への含浸を確実に促進することはできるものの、樹脂の注入・含浸は、負圧のみによる成り行きであり、注入・含浸状況を何らコントロールしていない。このような手法では、例えば2〜3m程度までの小型のFRP部材を形成する場合はともかく、例えば10mといった大型のFRP部材を形成する場合には、樹脂が十分に含浸していない部位が発生する等して、FRP部材を高品質で形成するのが困難となる。   However, in the method described above, the use of the negative pressure can surely promote the impregnation of the resin into the reinforcing fiber base, but the injection / impregnation of the resin is the result of only the negative pressure. The injection / impregnation situation is not controlled at all. In such a method, for example, when forming a small FRP member up to about 2 to 3 m, for example, when forming a large FRP member such as 10 m, a portion where the resin is not sufficiently impregnated occurs. For example, it becomes difficult to form the FRP member with high quality.

このため、大型のFRP部材を形成するに際して、複数の注入口から順次樹脂を注入するようにし、ある注入口から樹脂を注入した後、注入した樹脂をセンサで検出し、その位置(樹脂を検出したセンサの位置)に応じ、別の注入口から樹脂を注入するような技術も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   Therefore, when forming a large FRP member, resin is sequentially injected from a plurality of injection ports, and after injecting resin from a certain injection port, the injected resin is detected by a sensor, and its position (resin detection is performed). A technique has also been proposed in which resin is injected from another injection port in accordance with the position of the sensor (for example, see Patent Document 2).

特開2003−53744号公報(請求項1等)JP 2003-53744 A (Claim 1 etc.)

この技術によれば、樹脂を全体に確実に注入・含浸させることはできるものの、樹脂の充填密度までをきめ細やかに調整できるわけではない。その結果、得られたFRP部材には、部位によって、強化繊維基材に対して樹脂が少なかったり、逆に多かったりしてしまう。このように、均質なFRP部材を形成するのは依然として困難となっている。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、例え大型なものであっても、均質で高強度を有したFRP部材等を形成することのできる複合材構造物形成装置、複合材構造物の形成方法を提供することを目的とする。
According to this technique, although the resin can be reliably injected and impregnated as a whole, the resin packing density cannot be finely adjusted. As a result, the obtained FRP member has less resin than the reinforcing fiber base, or conversely, depending on the part. Thus, it is still difficult to form a homogeneous FRP member.
The present invention has been made on the basis of such a technical problem, and is a composite material structure forming apparatus capable of forming an FRP member or the like that is homogeneous and has high strength, even if it is large. It aims at providing the formation method of a composite material structure.

かかる目的のもとになされた本発明は、強化繊維と樹脂を含む複合材で所定形状の複合材構造物を形成する複合材構造物形成装置であって、複合材構造物に対応した形状を有する型と、強化繊維から形成された強化繊維基材を型の表面に沿わせた状態で、この強化繊維基材を型との間に気密に挟み込む気密シートと、気密シートと型の間の空間に樹脂を注入する樹脂注入手段と、樹脂注入手段で空間に注入された樹脂の圧力を複数個所で検出する圧力検出手段と、圧力検出手段で検出された空間内の複数個所における樹脂の圧力に基づき、空間内の樹脂の圧力分布を調整する圧力分布調整手段と、を備えることを特徴とする。
このように、圧力検出手段で検出した複数個所の樹脂の圧力のうち、圧力が高すぎたり低すぎたりする部位がある場合、その部位の樹脂の圧力を圧力分布調整手段で調整することで、樹脂の圧力分布の均等化を図ることが可能となる。
The present invention made for this purpose is a composite material structure forming apparatus for forming a composite material structure having a predetermined shape with a composite material containing reinforcing fibers and a resin, and has a shape corresponding to the composite material structure. An airtight sheet in which the reinforcing fiber base material is sandwiched between the mold and the airtight sheet and the mold in a state where the reinforcing fiber base material formed from the reinforcing fiber is placed along the surface of the mold. Resin injection means for injecting resin into the space, pressure detection means for detecting the pressure of the resin injected into the space by the resin injection means, and pressure of the resin at multiple locations in the space detected by the pressure detection means And pressure distribution adjusting means for adjusting the pressure distribution of the resin in the space.
Thus, if there is a portion where the pressure is too high or too low among the pressures of the resin at a plurality of places detected by the pressure detection means, by adjusting the pressure of the resin at that portion by the pressure distribution adjustment means, It becomes possible to equalize the pressure distribution of the resin.

このような複合材構造物形成装置は、空間の雰囲気を吸引して空間内を負圧とする吸引手段をさらに備え、空間内を負圧状態とすることで、大型の複合材構造物を形成する場合であっても、樹脂の空間への注入・強化繊維基材への含浸を効率良く行える。また、樹脂の注入開始後は、樹脂注入手段から樹脂を注入しつつ、空間に充填された樹脂(の余剰分)を吸引手段で吸引して除去することもできる。
吸引手段を複数設けた場合、圧力分布調整手段では、複数の吸引手段における吸引圧力を調整することで、各部における樹脂の圧力分布を調整することができる。つまり、圧力が高すぎる部位の樹脂を吸引手段で吸引し、圧力を下げることができるのである。
Such a composite material structure forming apparatus further includes suction means for sucking the atmosphere of the space to make the inside of the space have a negative pressure, and forming a large composite material structure by making the inside of the space a negative pressure state. Even in this case, it is possible to efficiently inject the resin into the space and impregnate the reinforcing fiber base material. In addition, after the start of the resin injection, the resin filled in the space (the surplus) can be sucked and removed by the suction means while the resin is injected from the resin injection means.
When a plurality of suction means are provided, the pressure distribution adjusting means can adjust the pressure distribution of the resin in each portion by adjusting the suction pressure in the plurality of suction means. That is, the resin at a portion where the pressure is too high can be sucked by the suction means to reduce the pressure.

また、樹脂注入手段を複数設け、圧力分布調整手段では、複数の樹脂注入手段における空間への樹脂の注入圧力を調整することで、樹脂の圧力分布を調整することができる。これには、圧力が高すぎる部位に対しては、樹脂の注入圧力(すなわち単位時間当たりの流量)を下げ、逆に圧力が低すぎる部位に対しては、樹脂の注入圧力を上げればよい。   Further, a plurality of resin injection means are provided, and the pressure distribution adjusting means can adjust the pressure distribution of the resin by adjusting the injection pressure of the resin into the space in the plurality of resin injection means. For this purpose, the injection pressure of the resin (that is, the flow rate per unit time) is lowered for a portion where the pressure is too high, and conversely, the injection pressure of the resin is raised for a portion where the pressure is too low.

このような吸引手段、樹脂注入手段で樹脂の圧力分布を調整する場合、複数の吸引手段、樹脂注入手段のそれぞれにバルブ等を設け、これらのバルブの開閉あるいは開度を圧力分布調整手段で制御することで、各部における樹脂の吸引度合い、樹脂の注入度合いを調整するのが良い。   When adjusting the pressure distribution of the resin with such suction means and resin injection means, valves are provided for each of the plurality of suction means and resin injection means, and the opening / closing or opening degree of these valves is controlled by the pressure distribution adjustment means. By doing so, it is preferable to adjust the resin suction degree and the resin injection degree in each part.

樹脂注入手段は、気密シート側と、型側の双方に設けるのが好ましい。このようにすることで、強化繊維基材の両面側から樹脂を注入・含浸させることができ、注入・含浸を効率良く行うことができ、特に厚さの大きい複合材構造物を形成する場合に特に好ましい。   The resin injection means is preferably provided on both the airtight sheet side and the mold side. By doing so, the resin can be injected / impregnated from both sides of the reinforcing fiber base material, the injection / impregnation can be performed efficiently, particularly when forming a composite material structure having a large thickness. Particularly preferred.

上記したような圧力分布調整手段による樹脂圧力分布の調整は、強化繊維基材に樹脂を含浸させた後に行う。これに先立ち、型と気密シートの間の空間に樹脂を注入し、強化繊維基材に樹脂を含浸させる段階では、含浸状況に応じて適切なタイミングで複数個所の樹脂注入個所から順次樹脂を注入できるよう、空間内の複数個所に、空間内に注入された樹脂を検出することで空間内への樹脂の含浸状況を検出する樹脂検出手段をさらに備えるのが好ましい。
このとき、予め空間内への樹脂の理想的な含浸状況をシミュレーションし、そのシミュレーションを基準として、樹脂の含浸の進行をコントロールすることもできる。その場合、予め行われた空間内への樹脂の含浸状況を示すシミュレーションデータと、樹脂検出手段で検出された空間内への樹脂の含浸状況を比較し、その比較結果に基づき、実際の含浸状況がシミュレーションデータにおける含浸状況に近づくよう、あるいは大きく離れないように、樹脂注入手段における空間内への樹脂の注入を含浸状況調整手段で調整する。
The adjustment of the resin pressure distribution by the pressure distribution adjusting means as described above is performed after the reinforcing fiber base material is impregnated with the resin. Prior to this, in the step of injecting resin into the space between the mold and the airtight sheet and impregnating the reinforcing fiber base with resin, the resin is sequentially injected from a plurality of resin injection points at an appropriate timing according to the impregnation state. In order to be able to do so, it is preferable to further include resin detection means for detecting the resin impregnation state in the space by detecting the resin injected into the space at a plurality of locations in the space.
At this time, an ideal impregnation state of the resin into the space can be simulated in advance, and the progress of the resin impregnation can be controlled based on the simulation. In that case, the simulation data indicating the pre-impregnation state of the resin into the space is compared with the impregnation state of the resin into the space detected by the resin detection means, and the actual impregnation state based on the comparison result Is adjusted by the impregnation condition adjusting means so that the resin injection means approaches the impregnation condition in the simulation data or does not leave a large distance.

本発明は、強化繊維と樹脂を含む複合材で所定形状の複合材構造物を形成する方法とすることもできる。この方法は、複合材構造物に対応した形状を有する型の表面に強化繊維基材を沿わせた状態で、気密性を有する気密シートで強化繊維基材を覆い、気密シートの外周部を型に対して気密にシールする工程と、気密シートと型の間の空間の雰囲気を吸引し、空間を負圧とする工程と、空間に樹脂を注入し、空間内の強化繊維基材に樹脂を含浸させる工程と、空間に注入された樹脂の圧力を複数個所で検出し、検出された圧力に基づき、空間内の樹脂の圧力分布を調整する工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention may be a method of forming a composite material structure having a predetermined shape with a composite material containing reinforcing fibers and a resin. In this method, the reinforcing fiber base material is covered with an airtight sheet with the airtightness in a state where the reinforcing fiber base material is placed along the surface of the mold having a shape corresponding to the composite structure, and the outer peripheral portion of the airtight sheet is formed into the mold. A step of hermetically sealing against, a step of sucking the atmosphere of the space between the hermetic sheet and the mold to make the space negative pressure, a resin is injected into the space, and the resin is applied to the reinforcing fiber base in the space A step of impregnating, and a step of detecting the pressure of the resin injected into the space at a plurality of locations, and adjusting a pressure distribution of the resin in the space based on the detected pressure.

本発明によれば、強化繊維基材を型との間の空間に注入した樹脂の圧力を複数個所で検出し、その検出結果に基づき、空間内の樹脂の圧力分布を調整するようにしたので、樹脂の圧力分布の均等化を図ることができ、得られる複合材構造物における強化繊維に対する樹脂の比率のばらつきを抑え、複合材構造物の均質化を図ることができる。その結果、例え大型なものであっても、均質で高強度を有したFRP部材等の複合材構造物を形成することが可能となる。   According to the present invention, the pressure of the resin injected into the space between the reinforcing fiber substrate and the mold is detected at a plurality of locations, and the pressure distribution of the resin in the space is adjusted based on the detection result. In addition, the pressure distribution of the resin can be equalized, the dispersion of the ratio of the resin to the reinforcing fiber in the obtained composite structure can be suppressed, and the composite structure can be homogenized. As a result, it is possible to form a composite material structure such as a FRP member having a uniform and high strength even if it is large.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態においてFRP部材(複合材構造物)を形成するのに用いる成形装置(複合材構造物形成装置)10の構成を説明するための図である。
この図1に示すように、成形装置10は、型11と、シート状のバッグ材(気密シート)12を備えており、この型11とバッグ材12とで強化繊維基材100を挟み込んだ状態で型11とバッグ材12の間の空間Sに樹脂を導入して強化繊維基材100に含浸させることでFRP部材を形成する。
このため、型11は、形成すべきFRP部材の形状に応じた成形面11aを有している。図1において成形面11aは略平面状とされているが、もちろん、形成すべきFRP部材の形状に応じ、湾曲面や凹凸面等、成形面11aを様々な形状とすることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a view for explaining the configuration of a molding apparatus (composite structure forming apparatus) 10 used for forming an FRP member (composite structure) in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the molding apparatus 10 includes a mold 11 and a sheet-like bag material (airtight sheet) 12, and the reinforcing fiber substrate 100 is sandwiched between the mold 11 and the bag material 12. The resin is introduced into the space S between the mold 11 and the bag material 12 and impregnated into the reinforcing fiber base 100 to form the FRP member.
Therefore, the mold 11 has a molding surface 11a corresponding to the shape of the FRP member to be formed. In FIG. 1, the molding surface 11a is substantially planar, but of course, the molding surface 11a can have various shapes such as a curved surface and an uneven surface depending on the shape of the FRP member to be formed.

バッグ材12は、ゴム系材料等、可撓性と気密性を有した材料で形成されている。このバッグ材12は、その外周部12aを、シール材13を介して型11の成形面11aに固定できるようになっている。   The bag material 12 is formed of a material having flexibility and airtightness such as a rubber-based material. The bag material 12 is configured such that the outer peripheral portion 12 a can be fixed to the molding surface 11 a of the mold 11 via the seal material 13.

また、強化繊維基材100は、ガラス繊維やカーボン繊維等の強化繊維をテープ状、あるいはマット状とし、これを一層あるいは複数層に積層させたものとすることができる。強化繊維を複数層に積層することで、強化繊維基材100を、例えば厚さ10〜100mmの厚板状のものとすることもできる。
また、樹脂には、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等、レジン材料として用いられるものを好適に用いることができる。
Further, the reinforcing fiber base 100 can be formed by forming reinforcing fibers such as glass fibers and carbon fibers into a tape shape or a mat shape and laminating them in one layer or a plurality of layers. By laminating the reinforcing fibers in a plurality of layers, the reinforcing fiber substrate 100 can be formed into a thick plate having a thickness of 10 to 100 mm, for example.
Moreover, what is used as resin materials, such as unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, an epoxy resin, a phenol resin, can be used suitably for resin.

図1および図2に示すように、このような成形装置10は、型11の成形面11aと、バッグ材12の内面側に、空間Sに樹脂を注入するための樹脂注入部材(樹脂注入手段)20と、空間Sの雰囲気を吸引するための吸引部材(吸引手段)30とを備えている。
ここで、樹脂注入部材20、吸引部材30は、空間Sの広い範囲で効率良く樹脂の注入あるいは雰囲気の吸引が行えるように配するのが好ましい。このため、本実施の形態においては、樹脂注入部材20、吸引部材30を、それぞれ一方向に連続するライン状に形成し、これを複数本並べて配置する。そして、樹脂注入部材20、吸引部材30には、樹脂を吐出、あるいは雰囲気を吸引するため、樹脂注入部材20、吸引部材30の長手方向に連続する開口またはスリット21、31、あるいは樹脂注入部材20、吸引部材30の長手方向に配列された多数の孔を形成する。これ以外にも、樹脂注入部材20、吸引部材30として、型11の成形面11a、バッグ材12の内面に臨む位置に、樹脂を吐出する吐出口あるいは雰囲気を吸引する吸引口を、マトリックス状に配置すること等も可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, such a molding apparatus 10 includes a resin injection member (resin injection means) for injecting resin into the space S on the molding surface 11 a of the mold 11 and the inner surface side of the bag material 12. ) 20 and a suction member (suction means) 30 for sucking the atmosphere of the space S.
Here, it is preferable that the resin injection member 20 and the suction member 30 are arranged so that the resin injection or the atmosphere suction can be efficiently performed in a wide range of the space S. For this reason, in this Embodiment, the resin injection member 20 and the suction member 30 are each formed in the shape of a line which continues in one direction, and this is arranged in multiple numbers. The resin injection member 20 and the suction member 30 are provided with openings or slits 21 and 31 continuous in the longitudinal direction of the resin injection member 20 and the suction member 30 or the resin injection member 20 in order to discharge resin or suck the atmosphere. A plurality of holes arranged in the longitudinal direction of the suction member 30 are formed. In addition to this, as the resin injection member 20 and the suction member 30, a discharge port for discharging the resin or a suction port for sucking the atmosphere is formed in a matrix at a position facing the molding surface 11a of the mold 11 and the inner surface of the bag material 12. It is also possible to arrange them.

図2に示したように、複数本が並列された樹脂注入部材20のそれぞれは、樹脂の吐出量(吐出圧力)を調整するための注入バルブ25を介し、樹脂容器26から樹脂を送り出すポンプ27に接続されている。
同様に複数本が並列された吸引部材30のそれぞれは、雰囲気の吸引量(吸引圧力)を調整するための吸引バルブ35を介し、空間Sから雰囲気を吸引するための負圧を発生する真空ポンプ36に接続されている。
As shown in FIG. 2, each of a plurality of resin injection members 20 arranged in parallel has a pump 27 that sends out resin from a resin container 26 through an injection valve 25 for adjusting the discharge amount (discharge pressure) of the resin. It is connected to the.
Similarly, each of the plurality of suction members 30 arranged in parallel is a vacuum pump that generates a negative pressure for sucking the atmosphere from the space S via a suction valve 35 for adjusting the suction amount (suction pressure) of the atmosphere. 36.

図1および図2に示したように、型11とバッグ材12の間の空間Sに強化繊維基材100をセットした状態で、強化繊維基材100と型11、バッグ材12の隙間となる位置に、樹脂の含浸の有無を検出する含浸センサ(樹脂検出センサ)40と、圧力を検出する圧力センサ(圧力検出センサ)50とが複数配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the reinforcing fiber base 100 is set in the space S between the mold 11 and the bag material 12, and a gap is formed between the reinforcing fiber base 100 and the mold 11 and the bag material 12. A plurality of impregnation sensors (resin detection sensors) 40 for detecting the presence or absence of resin impregnation and pressure sensors (pressure detection sensors) 50 for detecting pressure are arranged at the positions.

含浸センサ40としては、例えば特開2001−27678号公報に開示されているような、光を照射し、その出射光あるいは散乱光の変化から液状の樹脂の有無を検出するものや、特開2003−53744号公報に開示されている誘電センサ等を用いることができる。
また、圧力センサ50は、例えばダイヤフラム方式のものを用いることができる。この圧力センサ50では、空間Sの雰囲気が吸引された状態では空間Sの気圧を検出でき、また空間Sに樹脂が注入されて充填されたときには、充填された樹脂の圧力を検出することができる。
As the impregnation sensor 40, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-27678, light is irradiated and the presence or absence of a liquid resin is detected from a change in the emitted light or scattered light. The dielectric sensor etc. which are indicated by -53744 gazette can be used.
The pressure sensor 50 may be a diaphragm type, for example. The pressure sensor 50 can detect the pressure of the space S when the atmosphere of the space S is sucked, and can detect the pressure of the filled resin when the resin is injected into the space S and filled. .

成形装置10には、予め記憶されたプログラムに基づき、その動作を制御するコントローラ(圧力分布調整手段、含浸状況調整手段)60がさらに備えられている。このコントローラ60の制御により、成形装置10では、型11とバッグ材12の間の空間Sに強化繊維基材100をセットした状態で、空間Sの雰囲気を真空ポンプ36で吸引して負圧(略真空状態とするのが好ましい)とした後、空間Sにポンプ27によって樹脂を注入することで、FRP部材を形成する。   The molding apparatus 10 is further provided with a controller (pressure distribution adjusting means, impregnation condition adjusting means) 60 for controlling the operation based on a program stored in advance. Under the control of the controller 60, in the molding apparatus 10, the atmosphere in the space S is sucked by the vacuum pump 36 in a state where the reinforcing fiber base 100 is set in the space S between the mold 11 and the bag material 12. After that, it is preferable to make a substantially vacuum state), and then the resin is injected into the space S by the pump 27 to form the FRP member.

本実施の形態において、コントローラ60では、含浸センサ40、圧力センサ50からの検出信号に基づき、主に樹脂注入部材20の注入バルブ25、吸引部材30の吸引バルブ35を制御する。これによって、コントローラ60では、樹脂の注入に際し、後述するように、注入された樹脂を強化繊維基材100に確実に含浸させる制御を行う。   In the present embodiment, the controller 60 mainly controls the injection valve 25 of the resin injection member 20 and the suction valve 35 of the suction member 30 based on detection signals from the impregnation sensor 40 and the pressure sensor 50. As a result, the controller 60 performs control for reliably impregnating the reinforced fiber base material 100 with the injected resin when the resin is injected, as will be described later.

より詳しくは、まず樹脂の注入に先立って空間Sの雰囲気を吸引して負圧とする段階では、コントローラ60において、圧力センサ50からの検出信号に基づき、空間Sの雰囲気圧を検出し、雰囲気圧が所定の雰囲気圧に到達したか否かを判断し、樹脂の注入開始タイミングをコントロールする。   More specifically, first, at the stage where the atmosphere of the space S is sucked into a negative pressure prior to resin injection, the controller 60 detects the atmospheric pressure of the space S based on the detection signal from the pressure sensor 50, and It is determined whether the pressure has reached a predetermined atmospheric pressure, and the resin injection start timing is controlled.

また、樹脂の注入を開始した後の段階では、コントローラ60において、含浸センサ40からの検出信号に基づき、注入すべき領域の全体に樹脂が確実に注入されているか否か、樹脂の注入の進捗状況が予定通りであるか否かを判断し、その判断結果に基づき、樹脂の注入をコントロールする。
このとき、本実施の形態においては、樹脂の注入の進捗状況を事前にシミュレーションし、コントローラ60では、そのシミュレーションデータを基準として、樹脂の注入の進捗状況が予定通りであるか否かを判断する。このようなシミュレーションには、製品形状、樹脂注入部材20、吸引部材30の数や位置、含浸センサ40、圧力センサ50の位置、樹脂注入時に樹脂注入部材20の注入バルブ25を開く順序、注入時の真空(空間S内の圧力)条件、空間Sに充填された樹脂の成形条件(樹脂の種類、粘度、成形時間等)の条件を基に、ダルシー(Darcy)の経験則等を用いたシミュレーション手法を用いるのが好ましい。
ダルシーの経験則では、樹脂が強化繊維基材100の中を圧力差によって流動する挙動は、多孔体の中の液体流動現象と同じであると仮定しており、樹脂の透過流量Qは、
Q=KA・ΔP/L
という関係式で表されることが知られている。ここで、Kは透過率、Aはカラム(流路)断面積、ΔPはカラム両端の圧力差、Lはカラムの長さである。
このようなシミュレーション手法を用いたシミュレーションによって得るデータとしては、例えば、樹脂の注入を行った際に、空間S内の各部に配置した含浸センサ40で樹脂の存在を検出するであろう予測時間(注入開始からの経過時間)の情報がある。また、シミュレーションにより、効率が良く、また確実性が高まる理想的な含浸を行うための、注入バルブ25を開く順序、開くタイミング等を求め、このようにして求められた情報に基づき、実際に樹脂を注入する際に注入バルブ25を開く順序、開くタイミング等を制御することができる。
Further, at the stage after the start of the resin injection, the controller 60 determines whether or not the resin is reliably injected into the entire region to be injected based on the detection signal from the impregnation sensor 40, and the progress of the resin injection. It is determined whether the situation is as planned, and the injection of resin is controlled based on the determination result.
At this time, in the present embodiment, the progress of the resin injection is simulated in advance, and the controller 60 determines whether the progress of the resin injection is as planned based on the simulation data. . Such simulation includes product shape, number and position of resin injection member 20, suction member 30, position of impregnation sensor 40, pressure sensor 50, order of opening injection valve 25 of resin injection member 20 during resin injection, and time of injection Simulation using Darcy's empirical rule based on the vacuum (pressure in space S) conditions and molding conditions (resin type, viscosity, molding time, etc.) of the resin filled in space S It is preferable to use a technique.
According to Darcy's rule of thumb, it is assumed that the behavior of the resin flowing through the reinforcing fiber substrate 100 due to the pressure difference is the same as the liquid flow phenomenon in the porous body, and the permeation flow rate Q of the resin is
Q = KA · ΔP / L
It is known that it is expressed by the relational expression Here, K is the transmittance, A is the column (flow path) cross-sectional area, ΔP is the pressure difference across the column, and L is the length of the column.
As data obtained by simulation using such a simulation method, for example, when resin is injected, an estimated time (in which the presence of the resin is detected by the impregnation sensor 40 arranged in each part in the space S) ( (Elapsed time from the start of injection). Also, by simulation, the order of opening the injection valve 25, the timing of opening, etc. for performing ideal impregnation with high efficiency and high reliability are obtained, and based on the information thus obtained, the resin is actually It is possible to control the order of opening the injection valve 25, the opening timing, and the like when injecting.

さらに、空間Sへの樹脂の注入が完了した段階では、コントローラ60において、圧力センサ50からの検出信号に基づき、空間Sに充填された樹脂の圧力を各部で検出し、それに基づき、空間Sに充填された樹脂の圧力の分布が均等化されるようにコントロールする。   Further, at the stage where the injection of the resin into the space S is completed, the controller 60 detects the pressure of the resin filled in the space S at each part based on the detection signal from the pressure sensor 50, and based on the detected pressure in the space S Control is performed so that the pressure distribution of the filled resin is equalized.

以下、上記したようなコントローラ60による制御内容を中心に、成形装置10にて所定形状のFRP部材を形成する方法を説明する。
まず、予め、成形すべきFRP部材に応じ、ダルシー則によるシミュレーション手法等により、空間S内に強化繊維基材100をセットした状態で空間S内を所定の真空条件とし、さらに所定の順序・タイミングで複数の樹脂注入部材20の注入バルブ25を開いていったときのシミュレーションを行う。
Hereinafter, a method of forming the FRP member having a predetermined shape by the molding apparatus 10 will be described with a focus on the contents of control by the controller 60 as described above.
First, in accordance with the FRP member to be molded, the space S is set to a predetermined vacuum condition in a state where the reinforcing fiber base 100 is set in the space S by a simulation method based on Darcy's law, and a predetermined order / timing is further determined. A simulation is performed when the injection valves 25 of the plurality of resin injection members 20 are opened.

シミュレーションの完了後、型11に強化繊維基材100を沿わせた状態でセットし、さらにバッグ材12をセットし、その外周部を気密にシールする。
この後、成形装置10の所定のスイッチを作業者が操作する等することで、型11とバッグ材12の間の空間Sに樹脂を注入し、強化繊維基材100に樹脂を含浸させてFRP部材を形成するための動作を開始させる。
After completion of the simulation, the reinforcing fiber substrate 100 is set along the mold 11, the bag material 12 is set, and the outer periphery thereof is hermetically sealed.
Thereafter, an operator operates a predetermined switch of the molding apparatus 10 to inject a resin into the space S between the mold 11 and the bag material 12 and impregnate the reinforcing fiber base 100 with the resin to cause FRP. The operation for forming the member is started.

図3に示すように、コントローラ60では、上記操作を受け付けると、吸引部材30の吸引バルブ35を開いて、真空ポンプ36による空間S内の雰囲気の吸引を開始し、その雰囲気圧を減圧していく(ステップS101)。
圧力センサ50では、空間S内の雰囲気圧を検出し、その検出信号をコントローラ60に出力している。コントローラ60では、この圧力センサ50からの検出信号を監視し、空間S内の雰囲気圧が所定の真空圧(負圧)にまで到達したか否かを判断する(ステップS102)。
As shown in FIG. 3, when the controller 60 accepts the above operation, the controller 60 opens the suction valve 35 of the suction member 30, starts suction of the atmosphere in the space S by the vacuum pump 36, and reduces the atmospheric pressure. (Step S101).
The pressure sensor 50 detects the atmospheric pressure in the space S and outputs a detection signal to the controller 60. The controller 60 monitors the detection signal from the pressure sensor 50, and determines whether or not the atmospheric pressure in the space S has reached a predetermined vacuum pressure (negative pressure) (step S102).

空間S内の雰囲気圧が所定の真空圧に到達したと判断した後、樹脂注入部材20の注入バルブ25を、予め決めた所定の順序・タイミングで開き、ポンプ27による樹脂容器26から空間Sへの樹脂の注入を開始する(ステップS103)。このときは、樹脂注入部材20の注入バルブ25を開く順序・タイミングを、シミュレーションデータに基づき制御し、空間Sに樹脂を効率良く、かつ確実に含浸できるようにする。   After determining that the atmospheric pressure in the space S has reached a predetermined vacuum pressure, the injection valve 25 of the resin injection member 20 is opened in a predetermined order and timing, and the resin container 26 by the pump 27 is moved from the resin container 26 to the space S. The resin injection is started (step S103). At this time, the order and timing of opening the injection valve 25 of the resin injection member 20 is controlled based on the simulation data so that the space S can be impregnated with resin efficiently and reliably.

空間S内の各部に配置された複数の含浸センサ40のそれぞれでは、その検出範囲内に樹脂が有るか否かを検出している。樹脂の注入の開始後、コントローラ60では、含浸センサ40からの検出信号を監視し、各含浸センサ40において樹脂の存在を検出したか否かを検出する(ステップS104)。
そして、予め行われたシミュレーションの結果のデータを参照し、含浸センサ40による検出結果と比較する(ステップS105)。シミュレーションの結果のデータには、前述したように、樹脂の注入の開始後、各部の含浸センサ40で樹脂の存在を検出する予測時間が含まれているので、この情報と、各含浸センサ40による検出結果を比較し、各含浸センサ40における樹脂の存在の検出結果が、予測時間を基準とした許容範囲内にあるか否かを判断する(ステップS106)。つまり、樹脂の含浸がシミュレーションより早く進行してしまっていれば、その時点で樹脂の存在を検出しているはずがない含浸センサ40で、実際には樹脂の存在を検出している。逆に、樹脂の含浸がシミュレーションより遅く進行していれば、その時点で既に樹脂の存在を検出しているはずの含浸センサ40で、実施には樹脂の存在を検出しない。
そのように、シミュレーションと異なる検出結果を出力している含浸センサ40が存在する場合、コントローラ60では、樹脂注入部材20の注入バルブ25の開閉(開度を含む)を、樹脂の含浸の進捗状況がシミュレーションに合致する方向に調整する(ステップS107)。つまり、樹脂の含浸が特定の部位でシミュレーションより早く進行してしまっていれば、その部位に対する樹脂の注入速度が低下するように樹脂注入部材20の注入バルブ25の開度を絞り、逆に、樹脂の含浸が特定の部位でシミュレーションより遅く進行していれば、その部位に対する樹脂の注入速度が上昇するように樹脂注入部材20の注入バルブ25の開度を大きくするのである。
Each of the plurality of impregnation sensors 40 arranged in each part in the space S detects whether or not there is resin within the detection range. After the start of the resin injection, the controller 60 monitors the detection signal from the impregnation sensor 40 and detects whether or not the presence of the resin is detected in each impregnation sensor 40 (step S104).
And the data of the result of the simulation performed beforehand are referred and compared with the detection result by the impregnation sensor 40 (step S105). As described above, the simulation result data includes the estimated time for detecting the presence of the resin by the impregnation sensor 40 in each part after the resin injection is started. The detection results are compared, and it is determined whether or not the detection result of the presence of the resin in each impregnation sensor 40 is within an allowable range based on the predicted time (step S106). In other words, if the impregnation of the resin proceeds faster than the simulation, the presence of the resin is actually detected by the impregnation sensor 40 that cannot detect the presence of the resin at that time. On the contrary, if the impregnation of the resin progresses later than the simulation, the impregnation sensor 40, which should have already detected the presence of the resin at that time, does not detect the presence of the resin in practice.
As described above, when there is an impregnation sensor 40 that outputs a detection result different from the simulation, the controller 60 determines whether the injection valve 25 of the resin injection member 20 is open or closed (including the opening degree) and the progress of the resin impregnation. Is adjusted in the direction matching the simulation (step S107). That is, if the impregnation of the resin has progressed faster than the simulation at a specific part, the opening of the injection valve 25 of the resin injection member 20 is reduced so that the injection speed of the resin to that part decreases, conversely, If the impregnation of the resin progresses later than the simulation at a specific part, the opening degree of the injection valve 25 of the resin injection member 20 is increased so that the injection speed of the resin to the part increases.

上記のように空間Sにおける樹脂の含浸状況をモニタリング制御し、全ての含浸センサ40で樹脂の存在を確認するまで、樹脂の注入を続ける(ステップS108)。そして全ての含浸センサ40で樹脂の存在を確認した時点で、樹脂の含浸が完了したとして、樹脂注入部材20の注入バルブ25を閉じる(あるいは、その開度を絞る)(ステップS109)。   As described above, the resin impregnation state in the space S is monitored and controlled, and the resin injection is continued until all the impregnation sensors 40 confirm the presence of the resin (step S108). When the presence of the resin is confirmed by all the impregnation sensors 40, it is determined that the resin impregnation is completed, and the injection valve 25 of the resin injection member 20 is closed (or the opening thereof is reduced) (step S109).

空間Sに樹脂が注入されていくと、圧力センサ50では、樹脂の圧力を検出することになる。
樹脂の注入の完了後、コントローラ60では、圧力センサ50での検出信号に基づき、複数の圧力センサ50で検出される樹脂の圧力をモニタリングする(ステップS110)。
その結果、それぞれの圧力センサ50において検出される樹脂の圧力が、所定の許容範囲内にあれば、空間S内において樹脂の圧力(充填密度)が略均一であるとして、吸引部材30の吸引バルブ35を閉じ(ステップS109で樹脂注入部材20の注入バルブ25の開度を絞ったのみの場合は、ここで樹脂注入部材20の注入バルブ25も閉じる)、樹脂の注入・含浸を終了する(ステップS111〜S112)。
一方、検出される樹脂の圧力が所定の許容範囲外となっている圧力センサ50が存在する場合、コントローラ60では、吸引部材30の吸引バルブ35を調整する(ステップS113)。例えば、樹脂の圧力が許容範囲以上に高い圧力センサ50がある場合、その圧力センサ50の近傍の吸引部材30の吸引バルブ35の開度を大きくし、余剰の樹脂を吸引部材30で空間S外に吸引する。逆に、樹脂の圧力が許容範囲以上に低い圧力センサ50がある場合、その圧力センサ50の近傍の吸引部材30の吸引バルブ35の開度を絞り、他の部分に比較して吸引部材30による樹脂の吸引速度を低下させることで、他の部分とのバランスをとることができる。このように、樹脂の圧力が許容範囲以上に低い圧力センサ50がある場合、樹脂の注入・含浸が不足しているとして、対応した部分の樹脂注入部材20の注入バルブ25を再度開き、樹脂の補充充填を行うようにしても良い。
When the resin is poured into the space S, the pressure sensor 50 detects the pressure of the resin.
After the resin injection is completed, the controller 60 monitors the pressure of the resin detected by the plurality of pressure sensors 50 based on the detection signal from the pressure sensor 50 (step S110).
As a result, if the pressure of the resin detected by each pressure sensor 50 is within a predetermined allowable range, the pressure (filling density) of the resin in the space S is assumed to be substantially uniform, and the suction valve of the suction member 30 35 is closed (if only the opening of the injection valve 25 of the resin injection member 20 is reduced in step S109, the injection valve 25 of the resin injection member 20 is also closed here), and the resin injection / impregnation is completed (step S109). S111 to S112).
On the other hand, when there is a pressure sensor 50 in which the detected resin pressure is outside the predetermined allowable range, the controller 60 adjusts the suction valve 35 of the suction member 30 (step S113). For example, when there is a pressure sensor 50 whose resin pressure is higher than an allowable range, the opening of the suction valve 35 of the suction member 30 in the vicinity of the pressure sensor 50 is increased, and excess resin is removed from the space S by the suction member 30. To suck. Conversely, when there is a pressure sensor 50 whose resin pressure is lower than the allowable range, the opening of the suction valve 35 of the suction member 30 in the vicinity of the pressure sensor 50 is reduced, and the suction member 30 is compared with the other portions. By reducing the suction speed of the resin, it is possible to balance with other parts. As described above, when there is a pressure sensor 50 whose resin pressure is lower than the allowable range, the injection valve 25 of the corresponding part of the resin injection member 20 is re-opened because the resin injection / impregnation is insufficient. You may make it perform replenishment filling.

このようにして、空間Sに樹脂を注入し、強化繊維基材100に含浸させた後、熱を加える等して樹脂を硬化させることで、所定形状のFRP部材を成形することができる。したがって、この後、バッグ材12を型11から取り外し、成形されたFRP部材を取り出せばよい。   Thus, after injecting resin into the space S and impregnating the reinforcing fiber base 100, the resin is cured by applying heat or the like, whereby a FRP member having a predetermined shape can be formed. Therefore, after this, the bag material 12 may be removed from the mold 11 and the molded FRP member may be taken out.

さて、上記したように、成形装置10においては、樹脂注入部材20、吸引部材30を複数備え、それぞれの樹脂注入部材20、吸引部材30に注入バルブ25、吸引バルブ35を備えて、注入バルブ25、吸引バルブ35の開閉(開度)をコントローラ60で自動制御するようにした。
そして、真空吸引時には、コントローラ60において、圧力センサ50からの検出信号に基づき、空間Sの雰囲気圧を検出し、吸引部材30の吸引バルブ35を制御するようにしたので、雰囲気圧を最適にコントロールでき、含浸速度をコントロールできる。これにより、樹脂の注入・含浸時間を短縮して、成形の高速化を図ることができる。
As described above, the molding apparatus 10 includes a plurality of resin injection members 20 and suction members 30, and the resin injection member 20 and the suction member 30 include an injection valve 25 and a suction valve 35. The opening and closing (opening) of the suction valve 35 is automatically controlled by the controller 60.
At the time of vacuum suction, the controller 60 detects the atmospheric pressure in the space S based on the detection signal from the pressure sensor 50 and controls the suction valve 35 of the suction member 30, so that the atmospheric pressure is optimally controlled. And the impregnation rate can be controlled. As a result, the injection / impregnation time of the resin can be shortened to speed up the molding.

また、樹脂の注入を開始した後の段階では、コントローラ60において、含浸センサ40からの検出信号に基づいて樹脂の注入の進捗状況をモニタリングし、その結果に基づき、樹脂注入部材20の注入バルブ25を制御するようにしたので、樹脂の注入の進捗をコントロールできる。これにより、樹脂を全体に確実に注入・含浸させることができ、含浸不足部位の発生を防止し、得られるFRP部材の品質を高めることができる。さらに、樹脂の注入の進捗状況をダルシー則によるシミュレーション手法等で事前にシミュレーションし、そのシミュレーション結果と実際の進捗状況を比較することで、樹脂の注入・含浸を理想的な状態に近づくように制御できる。これによっても、樹脂の注入・含浸時間を短縮して、成形の高速化を図ることができる。   Further, in the stage after the start of the resin injection, the controller 60 monitors the progress of the resin injection based on the detection signal from the impregnation sensor 40, and based on the result, the injection valve 25 of the resin injection member 20 is monitored. Since the process is controlled, the progress of resin injection can be controlled. Thereby, resin can be reliably inject | poured and impregnated to the whole, generation | occurrence | production of an impregnation insufficient part can be prevented, and the quality of the FRP member obtained can be improved. Furthermore, the progress of resin injection is simulated in advance using a Darcy law simulation method, and the simulation results are compared with the actual progress to control the resin injection / impregnation to approach the ideal state. it can. This also shortens the injection / impregnation time of the resin and can speed up the molding.

加えて、圧力センサ50で空間Sに充填された樹脂の圧力を各部で検出し、それに基づきコントローラ60で吸引部材30の吸引バルブ35や樹脂注入部材20の注入バルブ25の開閉(開度)を制御することで、空間Sに充填された樹脂の圧力の分布を均等化することができる。これにより、樹脂と強化繊維基材100との比を均一化でき、得られるFRP部材の高品質化を図ることができる。   In addition, the pressure of the resin filled in the space S is detected by the pressure sensor 50 at each part, and based on this, the controller 60 opens and closes (opens) the suction valve 35 of the suction member 30 and the injection valve 25 of the resin injection member 20. By controlling, the pressure distribution of the resin filled in the space S can be equalized. Thereby, ratio of resin and the reinforced fiber base material 100 can be made uniform, and quality improvement of the FRP member obtained can be achieved.

また、樹脂注入部材20を、型11側とバッグ材12側の双方にそれぞれ複数設けるようにした。これにより、強化繊維基材100に対し樹脂を多方向から含浸させることができ、樹脂の含浸を短時間で行うことが可能となり、また樹脂の含浸状況の均一化も図りやすいので、高品質化にも寄与できる。しかも、このような手法を用いることで、特に100mm以上といった厚いFRP部材を形成しやすくなる。   A plurality of resin injection members 20 are provided on both the mold 11 side and the bag material 12 side. As a result, the reinforcing fiber substrate 100 can be impregnated with the resin from multiple directions, the resin can be impregnated in a short time, and the resin impregnation state can be easily made uniform. Can also contribute. Moreover, by using such a method, it becomes easy to form a thick FRP member having a thickness of 100 mm or more.

なお、上記実施の形態では、成形装置10の構成を図1、図2に示すようなものとしたが、これに限るものではなく、本発明が適用できる範囲内であれば、適宜他の構成とすることができる。また、コントローラ60による制御内容も、本発明の主旨の範囲内であれば、その制御順序を変更したり、制御内容を変更することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
In the above embodiment, the configuration of the molding apparatus 10 is as shown in FIGS. 1 and 2. However, the configuration is not limited to this, and other configurations may be used as appropriate as long as the present invention is applicable. It can be. Moreover, if the control content by the controller 60 is also within the scope of the present invention, the control order can be changed or the control content can be changed.
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.

本実施の形態における成形装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the shaping | molding apparatus in this Embodiment. 成形装置の平面図である。It is a top view of a shaping | molding apparatus. 成形装置において、強化繊維基材に樹脂を含浸させるときの処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process when a reinforcing fiber base material is impregnated with resin in a shaping | molding apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10…成形装置(複合材構造物形成装置)、11…型、12…バッグ材(気密シート)、20…樹脂注入部材(樹脂注入手段)、25…注入バルブ、26…樹脂容器、27…ポンプ、30…吸引部材(吸引手段)、35…吸引バルブ、36…真空ポンプ、40…含浸センサ(樹脂検出センサ)、50…圧力センサ(圧力検出センサ)、60…コントローラ(圧力分布調整手段、含浸状況調整手段)、100…強化繊維基材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Molding apparatus (composite material structure forming apparatus), 11 ... Mold, 12 ... Bag material (airtight sheet), 20 ... Resin injection member (resin injection means), 25 ... Injection valve, 26 ... Resin container, 27 ... Pump 30 ... Suction member (suction means), 35 ... Suction valve, 36 ... Vacuum pump, 40 ... Impregnation sensor (resin detection sensor), 50 ... Pressure sensor (pressure detection sensor), 60 ... Controller (pressure distribution adjusting means, impregnation) (Situation adjusting means), 100.

Claims (8)

強化繊維と樹脂を含む複合材で所定形状の複合材構造物を形成する複合材構造物形成装置であって、
前記複合材構造物に対応した形状を有する型と、
前記強化繊維から形成された強化繊維基材を、前記型の表面に沿わせた状態で前記型との間に気密に挟み込む気密シートと、
前記気密シートと前記型の間の空間に前記樹脂を注入する樹脂注入手段と、
前記樹脂注入手段で前記空間に注入された前記樹脂の圧力を複数個所で検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段で検出された前記空間内の複数個所における前記樹脂の圧力に基づき、前記空間内の前記樹脂の圧力分布を調整する圧力分布調整手段と、
を備えることを特徴とする複合材構造物形成装置。
A composite material structure forming apparatus for forming a composite material structure having a predetermined shape with a composite material containing reinforcing fibers and a resin,
A mold having a shape corresponding to the composite structure;
An air-tight sheet sandwiched between the mold and the reinforcing fiber base formed from the reinforcing fibers in a state along the surface of the mold;
Resin injecting means for injecting the resin into the space between the airtight sheet and the mold;
Pressure detection means for detecting the pressure of the resin injected into the space by the resin injection means at a plurality of locations;
Pressure distribution adjusting means for adjusting the pressure distribution of the resin in the space based on the pressure of the resin at a plurality of locations in the space detected by the pressure detecting means;
A composite material structure forming apparatus comprising:
前記空間の雰囲気を吸引して前記空間内を負圧とする吸引手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の複合材構造物形成装置。   The composite material structure forming apparatus according to claim 1, further comprising suction means for sucking an atmosphere of the space to make the inside of the space have a negative pressure. 前記吸引手段が複数設けられて、前記空間に充填された前記樹脂を吸引可能とされ、
前記圧力分布調整手段は、複数の前記吸引手段における吸引圧力を調整することを特徴とする請求項2に記載の複合材構造物形成装置。
A plurality of the suction means are provided, and the resin filled in the space can be sucked.
The composite material structure forming apparatus according to claim 2, wherein the pressure distribution adjusting unit adjusts the suction pressure in the plurality of suction units.
前記樹脂注入手段が複数設けられ、
前記圧力分布調整手段は、複数の前記樹脂注入手段における前記空間への前記樹脂の注入圧力を調整することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の複合材構造物形成装置。
A plurality of the resin injection means are provided,
4. The composite structure forming apparatus according to claim 1, wherein the pressure distribution adjusting unit adjusts an injection pressure of the resin into the space in the plurality of resin injection units. 5.
前記樹脂注入手段は、前記気密シート側と、前記型側の双方に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の複合材構造物形成装置。   The composite material structure forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin injection means is provided on both the airtight sheet side and the mold side. 前記空間内の複数個所に、前記空間内に注入された前記樹脂を検出することで、前記空間内への樹脂の含浸状況を検出する樹脂検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の複合材構造物形成装置。   2. The apparatus according to claim 1, further comprising resin detection means for detecting the state of resin impregnation into the space by detecting the resin injected into the space at a plurality of locations in the space. The composite material structure forming apparatus according to any one of 5. 予め行われた前記空間内への樹脂の含浸状況を示すシミュレーションデータと、前記樹脂検出手段で検出された前記空間内への樹脂の含浸状況を比較し、その比較結果に基づき、前記樹脂注入手段における前記空間内への樹脂の注入を調整する含浸状況調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の複合材構造物形成装置。   The simulation data indicating the state of resin impregnation into the space performed in advance is compared with the state of resin impregnation into the space detected by the resin detection unit, and based on the comparison result, the resin injection unit The composite material structure forming apparatus according to claim 6, further comprising an impregnation state adjusting unit that adjusts the injection of the resin into the space. 強化繊維と樹脂を含む複合材で所定形状の複合材構造物を形成する方法であって、
前記複合材構造物に対応した形状を有する型の表面に強化繊維基材を沿わせた状態で、前記強化繊維基材を、気密性を有する気密シートで覆い、前記気密シートの外周部を前記型に対して気密にシールする工程と、
前記気密シートと前記型の間の空間の雰囲気を吸引し、前記空間を負圧とする工程と、
前記空間に前記樹脂を注入し、前記空間内の前記強化繊維基材に前記樹脂を含浸させる工程と、
前記空間に注入された前記樹脂の圧力を複数個所で検出し、検出された前記圧力に基づき、前記空間内の前記樹脂の圧力分布を調整する工程と、
を含むことを特徴とする複合材構造物の形成方法。
A method of forming a composite material structure of a predetermined shape with a composite material containing reinforcing fibers and resin,
The reinforcing fiber base is covered with an airtight sheet having airtightness in a state where the reinforcing fiber base is placed along the surface of a mold having a shape corresponding to the composite structure, and the outer periphery of the airtight sheet is Sealing hermetically against the mold;
Sucking the atmosphere of the space between the airtight sheet and the mold, and making the space negative pressure;
Injecting the resin into the space, and impregnating the resin into the reinforcing fiber base in the space;
Detecting the pressure of the resin injected into the space at a plurality of locations, and adjusting the pressure distribution of the resin in the space based on the detected pressure;
A method for forming a composite structure, comprising:
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