JP2007268941A - Composite material molding and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合材成形体及びその製造方法に係り、詳しくは他の部品との締結状態で使用するのに好適な複合材成形体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a composite material molded body and a manufacturing method thereof, and more particularly to a composite material molded body suitable for use in a fastening state with other parts and a manufacturing method thereof.
繊維強化複合材(以下、単に複合材と言う。)は軽量の構造材として広く使用されている。構造材は単体で使用される場合は少なく、他の部品と接合されて使用される。そして、他の部品との接合には、接着剤による接着やリベットによる接合に比べて、分解、組立が容易で、金属材料とも容易に接合が可能であるボルト(ねじ)による締結がメンテナンス性の観点から好ましい。しかし、母材(マトリックス)を樹脂とした複合材の場合は、樹脂のクリープ/応力緩和現象による軸力低下が発生し、取り付けガタ等の原因となる。 Fiber-reinforced composite materials (hereinafter simply referred to as composite materials) are widely used as lightweight structural materials. Structural materials are rarely used alone and are used by being joined to other parts. Compared to bonding with adhesives or bonding with rivets, fastening with bolts (screws), which can be easily disassembled and assembled, and can be easily bonded to metal materials, is easier to maintain than other parts. It is preferable from the viewpoint. However, in the case of a composite material in which the base material (matrix) is a resin, the axial force is reduced due to the creep / stress relaxation phenomenon of the resin, which causes mounting looseness and the like.
この対策として、複合材に金属部品をインサート成形あるいは圧入するとともに、金属部品に孔を開けて金属部品の部分でボルトによる締結を行う方法がある。また、めねじ接合部を有する繊維強化プラスチック製部材であって、連続する強化繊維が、該めねじのねじ山内を通過してピッチ間を斜行し、かつ該部材内で該めねじのねじ谷頂部を越えていることを特徴とする繊維強化プラスチック製部材が提案されている(特許文献1参照。)。
ところが、複合材に金属部品をインサート成形あるいは圧入する方法では、ボルトによる締結は良好となるが、金属−樹脂間の熱膨張係数の差による残留応力が発生し、他の不具合の原因となる。また、製造コストが高くなる。一方、特許文献1の場合は、製造コストが高く、使用できる部材の形状が限られる。
However, in a method in which a metal part is insert-molded or press-fitted into a composite material, fastening with a bolt is satisfactory, but residual stress is generated due to a difference in coefficient of thermal expansion between the metal and the resin, causing other problems. In addition, the manufacturing cost increases. On the other hand, in the case of
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂をマトリックスとした複合材部品において、ボルト締結で他の部品と接合した際に、軸力の低下を抑制することができるとともに生産性良く製造することができる複合材成形体及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to suppress a reduction in axial force when a resin-based composite material part is joined to another part by bolt fastening. It is another object of the present invention to provide a composite material molded body that can be manufactured with good productivity and a method for manufacturing the same.
前記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、強化繊維及びマトリックス樹脂からなる複合材成形体であって、一部に孔が形成されるとともに、前記孔の周囲部分の繊維体積率が他の部分より高く形成されている。この発明では、複合材成形体は、孔の周囲部分の繊維体積率が他の部分より高く形成されているため、当該部分のクリープ変形が抑制される。そして、孔に挿通されるボルトを介して他の部品と接合された場合、ボルトの軸力低下が抑制される。また、クリープ対策のための別部品(金属部品)を必要としないため、製造に際して工程の一部変更で簡単に対応でき、製造コストを低減することができる。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記孔の周囲部分は、単位体積当たりの樹脂量が減少して繊維体積率が他の部分より高く形成されている。この発明では、強化繊維の量を増加させる必要が無く、樹脂量が低減されるため、強化繊維を増量して繊維体積率を高める場合に比較して、材料費が安くなる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the peripheral portion of the hole is formed such that the amount of resin per unit volume is reduced and the fiber volume ratio is higher than that of the other portions. In this invention, since it is not necessary to increase the amount of reinforcing fibers and the amount of resin is reduced, the material cost is reduced as compared with the case where the reinforcing fiber is increased to increase the fiber volume ratio.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記孔が形成されている部分は、片面が凹部となっている。この発明では、成形型の一方の型に凸部を設けることで、成形時に強化繊維の一部を他の部分より圧縮して一部の繊維体積率が高い複合材成形体を容易に製造することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the portion where the hole is formed has a concave portion on one side. In this invention, by providing a convex portion on one mold of the molding die, a part of the reinforcing fiber is compressed from the other part at the time of molding, and a composite material molded body having a high fiber volume fraction is easily manufactured. be able to.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記孔の周囲部分は、単位体積当たりの繊維量が増加して繊維体積率が他の部分より高く形成されている。この発明では、同じ厚さであっても繊維体積率が高い部分と低い部分とが形成されるため、製造時に複合材成形体の成形型からの取り出しが容易になる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the peripheral portion of the hole is formed such that the amount of fibers per unit volume is increased and the fiber volume ratio is higher than other portions. In this invention, even if it is the same thickness, a portion with a high fiber volume ratio and a portion with a low fiber volume ratio are formed, so that the composite material molded body can be easily taken out from the mold during manufacturing.
請求項5に記載の発明は、成形型のキャビティ内に強化繊維体を配置する強化繊維体配置工程と、前記成形型を閉じた状態において、前記キャビティ内に配置された前記強化繊維体の所定箇所における繊維体積率が他の部分の繊維体積率より高くなるように前記強化繊維体をプレスする強化繊維体プレス工程と、前記プレスされた強化繊維体に含浸された樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、樹脂硬化後の成形体の前記繊維体積率の高くなった部分に孔を形成する孔加工工程とを備える。ここで、「強化繊維体」とは、繊維が織物、編物、不織布等の二次元の繊維構造体や三次元織物、三次元編物、組み紐等の三次元構造体に加工されたプリフォームだけを意味するのではなく、未加工の繊維(繊維束)を配置したものや繊維に樹脂が含浸された半硬化状態(Bステージ状態)のプリプレグをも意味する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a reinforcing fiber body arranging step of arranging a reinforcing fiber body in a cavity of a mold, and a predetermined of the reinforcing fiber body disposed in the cavity in a state where the mold is closed. Reinforcing fiber body pressing step for pressing the reinforcing fiber body so that the fiber volume ratio at the location is higher than the fiber volume ratio of other portions, and a resin curing step for curing the resin impregnated in the pressed reinforcing fiber body And a hole processing step of forming a hole in the portion where the fiber volume fraction of the molded body after resin curing is increased. Here, “reinforcing fiber body” means only a preform in which a fiber is processed into a two-dimensional fiber structure such as a woven fabric, a knitted fabric or a non-woven fabric, or a three-dimensional structure such as a three-dimensional woven fabric, a three-dimensional knitted fabric or a braided string. It does not mean, but also means a prepreg in which a raw fiber (fiber bundle) is arranged or a semi-cured state (B stage state) in which a fiber is impregnated with a resin.
この発明では、成形型のキャビティ内に強化繊維体が配置された状態で成形型を閉じることにより、キャビティ内に配置された強化繊維体の所定箇所の繊維体積率が他の部分の繊維体積率より高くなる。従って、所定箇所をボルトが挿通される孔を形成する部分にすることで、樹脂をマトリックスとした複合材(FRP)部品において、ボルト締結で他の部品と接合した際に、軸力の低下を抑制することができる複合材成形体を生産性良く製造することができる。 In this invention, by closing the mold in a state where the reinforcing fiber body is disposed in the cavity of the mold, the fiber volume ratio of the predetermined portion of the reinforcing fiber body disposed in the cavity is changed to the fiber volume ratio of the other portion. Get higher. Therefore, by making a predetermined part a part that forms a hole through which a bolt is inserted, in a composite material (FRP) part using a resin as a matrix, when it is joined to another part by bolt fastening, the axial force is reduced. A composite molded body that can be suppressed can be manufactured with high productivity.
本発明によれば、樹脂をマトリックスとした複合材部品において、ボルト締結で他の部品と接合した際に、軸力の低下を抑制することができるとともに生産性良く製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the composite material component which used resin as the matrix, when joining with other components by bolt fastening, the fall of axial force can be suppressed and it can manufacture with sufficient productivity.
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。なお、図1〜図3は、複合材成形体や成形型の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くするために、それぞれの部分の長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。このことは、他の実施形態でも同じである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 schematically show the composition of the composite material molded body and the molding die. For convenience of illustration, the respective parts are exaggerated for easy understanding. The ratio of dimensions such as length and thickness is different from the actual ratio. This is the same in other embodiments.
図1に示すように、複合材成形体11は、強化繊維12及び図示しないマトリックス樹脂からなり、一部に孔13が形成されている。孔13の周囲部分11aは、繊維体積率Vfが他の部分11bより高く形成されている。孔13の周囲部分11aは、単位体積当たりの樹脂量が減少して繊維体積率Vfが他の部分11bより高く形成されている。複合材成形体11の孔13が形成されている部分は、片面(図1では上面)が凹部14となっている。
As shown in FIG. 1, the composite material molded
強化繊維としては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維(炭素繊維)、アラミド繊維等が使用されるが、炭素繊維が好ましい。樹脂としては不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される。 As the reinforcing fiber, for example, glass fiber, carbon fiber (carbon fiber), aramid fiber and the like are used, and carbon fiber is preferable. As the resin, a thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, or a phenol resin is used.
次に前記のように構成された複合材成形体11の製造方法について説明する。
複合材成形体11を製造する場合は、成形型を使用する。図2(a)に示すように、成形型20は、キャビティ21aを有する下型21と、キャビティ21a全体を覆うとともに、一部にキャビティ21a内に突出する凸部22aを備えた上型22とを備えている。また、成形型20は、図示はしないが、レジントランスファーモールディング(RTM)法で使用される樹脂含浸用金型(成形金型)と同様に、型締め状態においてキャビティ21a内を減圧にする減圧通路と、キャビティ21a内に樹脂を注入する樹脂注入通路とを備えている。
Next, a method for manufacturing the composite material molded
When the
先ず、図2(a)に示すように、上型22が開放位置に配置された状態で、下型21のキャビティ21a内に強化繊維12を配置する強化繊維体配置工程が行われる。この実施形態では強化繊維12には、繊維束が使用され、繊維束が複数層に、かつ隣接する層を構成する繊維束の配列方向が直交する状態で配置されてキャビティ21a内に満たされることで強化繊維体15が構成される。
First, as shown in FIG. 2A, a reinforcing fiber body arranging step of arranging the reinforcing
次に強化繊維体プレス工程が行われる。強化繊維体プレス工程では、図2(b)に示すように、上型22を閉鎖位置に配置して成形型20を閉じた状態する。上型22が閉じた状態(閉鎖位置)に配置されると、凸部22aと対応する部分の強化繊維12がプレスされて、凸部22aと対応する部分の強化繊維体15の繊維体積率Vfが他の部分の繊維体積率Vfより高くなる。
Next, a reinforcing fiber body pressing step is performed. In the reinforcing fiber body pressing step, as shown in FIG. 2 (b), the
次にキャビティ21a内が真空に近い状態まで減圧された状態で、熱硬化性樹脂がキャビティ21a内に注入されて、熱硬化性樹脂が強化繊維体15に含浸される。
次に成形型20が図示しない加熱手段によって樹脂の熱硬化温度以上に加熱され、強化繊維体15に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させる樹脂硬化工程が行われる。その後、成形型20の温度が低下した後、成形型20が開かれて、樹脂硬化後の成形体が下型21から取り出され、成形体の繊維体積率Vfの高くなった部分に孔13を形成する孔加工工程が行われる。孔加工は、例えば、ドリルによる機械加工や、打抜き加工、ウォータージェット加工等で行われる。その後、バリ取りや不要部の切断等の外形加工が行われて、図2(c)に示すように複合材成形体11の製造が完了する。
Next, in a state where the inside of the
Next, a resin curing step is performed in which the
前記のように構成された複合材成形体11は、図3に示すように、他の部品16に対して孔13に貫通されるボルト17及びナット18で締め付け固定された状態で接合(固定)されて使用される。複合材成形体11は、ボルト17による締結部のみ局所的に母材の強化繊維12の繊維体積率Vfが高められている。そのため、締結部のクリープ変形の原因となる樹脂の絶対量が減少して軸力低下が抑制される。
As shown in FIG. 3, the composite material molded
複合材の強化繊維の量が同じ場合、図4(a)に示すように、繊維体積率Vfは複合材の厚さが薄くなるに伴って増加する。例えば、厚さを5mmから4mmに減少させると、Vfは50%から62.5%に増加する。また、図4(b)に示すように、複合材の面外方向の弾性率(非軸方向の弾性率)Etと、樹脂の弾性率Emとの比Et/Emの値は、繊維体積率Vfの増加に伴って増加する。その増加割合は、繊維体積率Vfの値が10%増加、例えば、50%から60%へ増加すると、Et/Emの値はほぼ25%増加する。そのため、複合材成形体11の板厚を減少させて繊維体積率Vfを高めると、面外方向の弾性率Etの向上及び表面樹脂層の低減により、へたり(表面陥没)が抑制され、高い軸力に耐えうる接合部(締結部)が得られる。
When the amount of reinforcing fibers in the composite material is the same, the fiber volume ratio Vf increases as the thickness of the composite material decreases as shown in FIG. For example, when the thickness is reduced from 5 mm to 4 mm, Vf increases from 50% to 62.5%. Further, as shown in FIG. 4B, the ratio Et / Em between the elastic modulus (non-axial elastic modulus) Et in the out-of-plane direction of the composite and the elastic modulus Em of the resin is the fiber volume ratio. It increases with increasing Vf. As for the increase rate, when the value of the fiber volume fraction Vf increases by 10%, for example, from 50% to 60%, the value of Et / Em increases by approximately 25%. Therefore, when the fiber thickness ratio Vf is increased by reducing the plate thickness of the composite material molded
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)複合材成形体11は、強化繊維12及びマトリックス樹脂からなり、一部に孔13が形成されるとともに、孔13の周囲部分11aの繊維体積率Vfが他の部分より高く形成されている。従って、孔13の周囲部分11aのクリープ変形が抑制されるので、孔13に挿通されるボルト17を介して他の部品16と接合された場合、ボルト17の軸力低下が抑制される。また、クリープ対策のための別部品(金属部品)を必要としないため、製造に際して工程の一部変更で簡単に対応でき、コストを低下させることができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The composite material molded
(2)孔13の周囲部分11aは、単位体積当たりの樹脂量が減少して繊維体積率Vfが他の部分11bより高く形成されている。従って、強化繊維12の量を増加させる必要が無く、樹脂量が低減されるため、強化繊維12を増量して繊維体積率Vfを高める場合に比較して、材料費が安くなる。
(2) The
(3)孔13が形成されている部分は、片面が凹部14となっている。従って、成形型20の一方の型(この実施形態では上型22)に凸部22aを設けることで、成形時に強化繊維12の一部を他の部分より圧縮して一部の繊維体積率Vfが高い複合材成形体11を容易に製造することができる。
(3) The part where the
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した第2の実施形態を図5にしたがって説明する。この第2の実施形態は、複合材成形体11の一部の繊維体積率Vfを高める方法として、成形型20は従来技術を変更せずに、別部品を用いている点が第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と基本的に同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, as a method for increasing the fiber volume fraction Vf of a part of the composite material molded
図5(a)〜(c)に示すように、成形型20は、下型21及び上型22を備え、上型22は第1の実施形態と異なり凸部22aがなく一定板厚に形成されており、従来技術と同じ構成である。そして、型閉じ状態において、強化繊維体15の一部の繊維体積率Vfを他の部分の繊維体積率Vfより高めるために、成形型20と別部品として座金19を用いる。座金19は、円錐台状に形成されている。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the molding die 20 includes a
複合材成形体11を形成する際は、先ず、図5(a)に示すように、上型22が開放位置に配置された状態で、下型21のキャビティ21a内の所定位置に座金19を底部がキャビティ21aの内面と当接する状態に配置する。その状態で強化繊維12を配置する強化繊維体配置工程が行われる。そして、図5(a)に示すように、強化繊維12がキャビティ21a内に満たされることで強化繊維体15が構成される。
When forming the
次に図5(b)に示すように、上型22を閉鎖位置に配置して成形型20を閉じた状態にする強化繊維体プレス工程が行われる。上型22が閉じた状態(閉鎖位置)に配置されると、座金19と対応する部分の強化繊維12が、座金19と対応しない部分の強化繊維12より強くプレスされて、座金19と対応する部分の強化繊維体15の繊維体積率Vfが他の部分の繊維体積率Vfより高くなる。
Next, as shown in FIG. 5 (b), a reinforcing fiber body pressing step is performed in which the
次に第1の実施形態と同様にして、熱硬化性樹脂が強化繊維体15に含浸された後、樹脂硬化工程が行われる。そして、成形型20の温度が低下した後、樹脂硬化後の成形体が下型21から取り出され、成形体の繊維体積率Vfの高くなった部分の座金19の孔と対向する部分に孔13を形成する孔加工工程が行われる。その後、バリ取りや不要部の切断等の外形加工が行われて、図5(c)に示すように複合材成形体11の製造が完了する。即ち、この実施形態の複合材成形体11は、座金19が一体に形成されている。この複合材成形体11も他の部品16に対して孔13に貫通されるボルト17及びナット18で締め付け固定された状態で接合(固定)されて使用される。
Next, in the same manner as in the first embodiment, after the thermosetting resin is impregnated into the reinforcing
従って、この実施形態によれば、第1の実施形態における(1)及び(2)と同様の効果の他に次の効果を得ることができる。
(4)複合材成形体11の一部の繊維体積率Vfを高める方法として、成形型20は従来技術を変更せずに、別部品としての座金19を用いている。従って、既存の金型を成形型20として使用でき、製造コストが安くなる。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as (1) and (2) in the first embodiment.
(4) As a method for increasing the fiber volume fraction Vf of a part of the composite material molded
(5)繊維体積率Vfを高める部分の面積あるいは数を変更する場合、第1の実施形態の構成では、上型22をそれに対応して準備する必要があるが、この実施形態の場合は座金19の大きさや数を変更することにより簡単に対応することができる。
(5) In the case of changing the area or the number of portions for increasing the fiber volume ratio Vf, in the configuration of the first embodiment, it is necessary to prepare the
(6)座金19が複合材成形体11に一体化されているため、複合材成形体11を他の部品16に対してボルト17及びナット18で締結する際、一方の座金を準備する必要がない。
(6) Since the
(7)成形型20の構成上、上型22を開く際に、上型22を下型21に対して上側に離れるように移動させることができない場合でも、上型22にキャビティ21a内に突出する凸部22aが存在しないため、上型22を下型21と平行にスライドさせて開くことが可能となる。
(7) Due to the structure of the
(第3の実施形態)
次に、本発明を具体化した第3の実施形態を図6にしたがって説明する。この第3の実施形態は、複合材成形体11の一部の繊維体積率Vfを高める方法として、成形型20は従来技術を変更しない点は第2の実施形態と同じであるが、別部品を用いない点が第2の実施形態と大きく異なっている。第2の実施形態と基本的に同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This third embodiment is the same as the second embodiment in that the molding die 20 is the same as the second embodiment in that it does not change the conventional technique as a method for increasing the fiber volume fraction Vf of a part of the composite material molded
図6(a),(b)に示すように、成形型20は、下型21及び上型22を備え、上型22は第1の実施形態と異なり凸部22aがなく一定板厚に形成されており、従来技術と同じ構成である。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the molding die 20 includes a
複合材成形体11を形成する際は、先ず、上型22が開放位置に配置された状態で、下型21のキャビティ21a内に強化繊維12,12aを配置する強化繊維体配置工程が行われる。その際、図6(a)に示すように、繊維体積率Vfを高めるべき部分に配置する強化繊維12,12aの量を他の部分に配置される強化繊維12の量より増加させた状態で配置する。この実施形態では、強化繊維12,12aの量を増加させる部分では、強化繊維12aを強化繊維12と配列方向が異なる状態(直交する状態)で積層している。
When forming the composite material molded
そして、所定量の強化繊維12,12aが配置されて、強化繊維体配置工程が終了すると、図6(b)に示すように、上型22を閉鎖位置に配置して成形型20を閉じた状態にする強化繊維体プレス工程が行われる。上型22が閉じた状態(閉鎖位置)に配置されると、強化繊維12aが強化繊維12に加えられて繊維量が増加された強化繊維体15の部分は、下型21及び上型22により他の部分より強く押圧される。その結果、当該部分の繊維体積率Vfが他の部分の繊維体積率Vfより高くなる。
Then, when the predetermined amount of reinforcing
次に前記両実施形態と同様にして、熱硬化性樹脂が強化繊維体15に含浸された後、樹脂硬化工程が行われる。そして、成形型20の温度が低下した後、樹脂硬化後の成形体が下型21から取り出され、成形体の繊維体積率Vfの高くなった部分に孔13を形成する孔加工工程が行われる。その後、バリ取りや不要部の切断等の外形加工が行われて、図6(c)に示すように複合材成形体11の製造が完了する。この複合材成形体11も他の部品16に対して孔13に貫通されるボルト17及びナット18で締め付け固定された状態で接合(固定)されて使用される。
Next, the resin curing step is performed after the reinforcing
従って、この実施形態によれば、第1の実施形態における(1)、(2)及び第2の実施形態における(7)と同様の効果の他に次の効果を得ることができる。
(8)複合材成形体11の一部の繊維体積率Vfを高める方法として、成形型20は従来技術を変更せずに、キャビティ21a内に強化繊維12,12aを配置する際に、繊維体積率Vfを高めるべき部分と対応する箇所に他の部分より多く強化繊維12,12aを配置する。従って、複合材成形体11の厚さが一定でも、孔13が形成される部分の単位体積当たりの繊維量が増加して繊維体積率Vfが他の部分より高く形成される。その結果、製造時に複合材成形体11の成形型20からの取り出しが容易になる。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as (1), (2) in the first embodiment and (7) in the second embodiment.
(8) As a method of increasing the fiber volume fraction Vf of a part of the composite material molded
(9)繊維体積率Vfを高める部分の面積あるいは数を変更する場合、当該部分に配置する強化繊維12aを加えることで、簡単に対応することができる。例えば、図6(a),(b)の紙面と垂直方向に並ぶように複数の孔13を形成する必要がある場合は、強化繊維12aを長くすることで容易に対応することができる。
(9) When changing the area or number of the part which raises fiber volume ratio Vf, it can respond easily by adding the reinforced
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第2の実施形態において、座金19を下型21のキャビティ21aに当接する状態で配置する代わりに、キャビティ21a内に配置した強化繊維体15の上に座金19を配置してもよい。この場合も、第2の実施形態と同じ複合材成形体11を製造することができる。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
In the second embodiment, instead of arranging the
○ 第2の実施形態において、孔13を形成すべき所定位置と対応する部分のキャビティ21aに当接する位置と、キャビティ21a内に配置した強化繊維体15の上とにそれぞれ座金19を配置してもよい。この場合、複合材成形体11として、孔13の両端と対応する箇所にそれぞれ座金19が一体化されたものを製造することができる。
In the second embodiment, the
○ 第2の実施形態において、別部品として座金19を使用する代わりに、別部品を強化繊維体15の所定部分の繊維体積率Vfを高める役割を果たすためだけに使用して、複合材成形体11が形成された後、複合材成形体11から別部品を除去するようにしてもよい。この場合、別部品の形状の自由度が高くなる。
In the second embodiment, instead of using the
○ 成形型20の上型22に凸部22aを設ける代わりに、下型21に強化繊維体15を押圧して繊維体積率Vfを部分的に高めるための凸部を設けてもよい。この場合も、第1の実施形態と同様に複合材成形体11を製造することができる。
○ Instead of providing the
○ 複合材成形体11は平板に限らず、厚さの異なる部分や湾曲部、あるいは屈曲部を備えた部材であってもよい。
○ キャビティ21a内に強化繊維12を配置して強化繊維体15を形成する代わりに、強化繊維体15としてキャビティ21aの外で強化繊維を加工したプリフォームを使用してもよい。プリフォームとしては、織物、編物、不織布等の二次元の繊維構造体や三次元織物、三次元編物、組み紐等の三次元構造体が挙げられる。
The composite material molded
O Instead of arranging the reinforcing
○ 複合材成形体11を構成する樹脂は熱硬化性樹脂に限らず、熱可塑性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂を使用する場合は、成形型20を樹脂の溶融温度以上に加熱した状態で樹脂の含浸を行う。
The resin constituting the composite material molded
○ 強化繊維体15として予め繊維に樹脂が含浸されて半硬化状態(Bステージ状態)に加工されたプリプレグをキャビティ21a内に配置したり、プリプレグと強化繊維12を混合して配置してもよい。
As the reinforcing
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
(1)請求項5に記載の発明において、成形型のキャビティ内の前記強化繊維体の所定部分と対応する箇所に成形型と別体の部品を配置して、型閉じ状態において前記別体の部品で前記強化繊維体の所定部分を押圧して当該部分の繊維体積率Vfを他の部分の繊維体積率Vfより高めるようにする。
The following technical idea (invention) can be understood from the embodiment.
(1) In the invention according to
(2)請求項5又は技術的思想(1)に記載の発明において、前記強化繊維体としてプリフォームを使用する。
(2) In the invention according to
11…複合材成形体、11a…周囲部分、11b…部分、12,12a…強化繊維、13…孔、14…凹部、15…強化繊維体、20…成形型、21a…キャビティ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
一部に孔が形成されるとともに、前記孔の周囲部分の繊維体積率が他の部分より高く形成されていることを特徴とする複合材成形体。 A composite material formed of a reinforced fiber and a matrix resin,
A composite material molded body, wherein a hole is formed in a part, and a fiber volume ratio of a peripheral part of the hole is formed higher than that of another part.
前記成形型を閉じた状態において、前記キャビティ内に配置された前記強化繊維体の所定箇所における繊維体積率が他の部分の繊維体積率より高くなるように前記強化繊維体をプレスする強化繊維体プレス工程と、
前記プレスされた強化繊維体に含浸された樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、
樹脂硬化後の成形体の前記繊維体積率の高くなった部分に孔を形成する孔加工工程と
を備えることを特徴とする複合材成形体の製造方法。 A reinforcing fiber body arranging step of arranging the reinforcing fiber body in the cavity of the mold,
Reinforcing fiber body that presses the reinforcing fiber body so that the fiber volume ratio at a predetermined position of the reinforcing fiber body disposed in the cavity is higher than the fiber volume ratio of other portions in a state where the mold is closed. Pressing process;
A resin curing step of curing the resin impregnated in the pressed reinforcing fiber body;
And a hole processing step of forming a hole in the portion of the molded body after resin curing where the fiber volume ratio is high.
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