JP2009502545A - 3次元的に屈曲した繊維複合材料製の構造部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
a)平坦形状であって少なくとも1つの平面内において屈曲可能な、ベースをなす繊維積層体を用意し、
b)用意した前記繊維積層体の一部分の上に、0度配向の繊維を含んで成る一軸配向の繊維積層体テープ材を配置して、該繊維積層体テープ材が、製造しようとする繊維複合材料製の構造部材の前記少なくとも1つのフランジ部に位置するようにし、
c)少なくとも1本の第1縫着線に沿って、前記繊維積層体テープ材を、ベースをなす前記繊維積層体に縫着することによって、一軸配向の前記繊維積層体テープ材を含んでいるフランジ部形成ストリップ材部分と一軸配向の前記繊維積層体テープ材を含んでいないウェブ部形成ストリップ材部分とを有する、平坦形状のプレハブ材としての繊維積層体ストリップ材を形成し、
d)平板形状のプレハブ材としての前記繊維積層体ストリップ材を作業平面の上に用意し、
e)プレハブ材としての前記繊維積層体ストリップ材を、製造しようとする3次元的に屈曲した繊維複合材料製の構造部材の目標形状に合わせて屈曲させ、
その際に、前記繊維積層体ストリップ材の前記フランジ部形成ストリップ材部分を、前記ウェブ部形成ストリップ材部分に対して角度を成すようにして前記作業平面から起立させて、少なくとも1本の屈曲軸心の周りに一軸的に屈曲させるようにし、該少なくとも1本の屈曲軸心は、前記0度配向の繊維の延在方向に対して垂直に、且つ、一軸配向の前記繊維積層体テープ材のテープ面に対して平行に延在する軸心であり、
更にその際に、前記繊維積層体ストリップ材の前記ウェブ部形成ストリップ材部分を実質的に前記作業平面内のみにおいて屈曲させ、それに伴って該ウェブ部形成ストリップ材部分の繊維配列がひずみ変形するようにし、
f)少なくとも1本の第2縫着線に沿って、プレハブ材としての前記繊維積層体ストリップ材を、少なくとも1つの平面内で屈曲した支持材に縫着し、前記第2縫着線は、前記フランジ部形成ストリップ材部分と前記ウェブ部形成ストリップ材部分との境界部分の前記ウェブ部形成ストリップ材部分の側だけに設定される縫着線であり、それによって、形状安定性を有し、製造しようとする繊維複合材料製の構造部材に合わせて3次元的に屈曲した第1の部分的繊維積層体プリフォームを形成する、
ことを特徴とする方法である。
Description
Claims (8)
- 3次元的に屈曲した繊維複合材料製の構造部材の製造方法であって、該構造部材は、曲げ荷重を支持するのに適した所定の断面形状を有し、少なくとも1つのウェブ部と該ウェブ部に接続した少なくとも1つのフランジ部とを備え、該フランジ部が0度配向の繊維を含んで成る、3次元的に屈曲した繊維複合材料製の構造部材の製造方法において、
a)平坦形状であって少なくとも1つの平面内において屈曲可能な、ベースをなす繊維積層体を用意し、
b)用意した前記繊維積層体の一部分の上に、0度配向の繊維を含んで成る一軸配向の繊維積層体テープ材を配置して、該繊維積層体テープ材が、製造しようとする繊維複合材料製の構造部材の前記少なくとも1つのフランジ部に位置するようにし、
c)少なくとも1本の第1縫着線に沿って、前記繊維積層体テープ材を、ベースをなす前記繊維積層体に縫着することによって、一軸配向の前記繊維積層体テープ材を含んでいるフランジ部形成ストリップ材部分と一軸配向の前記繊維積層体テープ材を含んでいないウェブ部形成ストリップ材部分とを有する、平坦形状のプレハブ材としての繊維積層体ストリップ材を形成し、
d)平板形状のプレハブ材としての前記繊維積層体ストリップ材を作業平面の上に用意し、
e)プレハブ材としての前記繊維積層体ストリップ材を、製造しようとする3次元的に屈曲した繊維複合材料製の構造部材の目標形状に合わせて屈曲させ、
その際に、前記繊維積層体ストリップ材の前記フランジ部形成ストリップ材部分を、前記ウェブ部形成ストリップ材部分に対して角度を成すようにして前記作業平面から起立させて、少なくとも1本の屈曲軸心の周りに一軸的に屈曲させるようにし、該少なくとも1本の屈曲軸心は、前記0度配向の繊維の延在方向に対して垂直に、且つ、一軸配向の前記繊維積層体テープ材のテープ面に対して平行に延在する軸心であり、
更にその際に、前記繊維積層体ストリップ材の前記ウェブ部形成ストリップ材部分を実質的に前記作業平面内のみにおいて屈曲させ、それに伴って該ウェブ部形成ストリップ材部分の繊維配列がひずみ変形するようにし、
f)少なくとも1本の第2縫着線に沿って、プレハブ材としての前記繊維積層体ストリップ材を、少なくとも1つの平面内で屈曲した支持材に縫着し、前記第2縫着線は、前記フランジ部形成ストリップ材部分と前記ウェブ部形成ストリップ材部分との境界部分の前記ウェブ部形成ストリップ材部分の側だけに設定される縫着線であり、それによって、形状安定性を有し、製造しようとする繊維複合材料製の構造部材に合わせて3次元的に屈曲した第1の部分的繊維積層体プリフォームを形成する、
ことを特徴とする方法。 - 前記ステップa)で用意するベースをなす前記繊維積層体の繊維配向角は、±30度〜±65度の範囲内の角度であり、また特に±45度〜±60度の範囲内の角度であり、より好ましくは±45度であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記ステップe)において、0度配向の繊維を含んで成る一軸配向の前記繊維積層体ストリップ材を、プレハブ材としての前記繊維積層体ストリップ材を屈曲させ固定する際の基準として利用することを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 前記ステップa)〜f)を再度実行して、第2の部分的繊維積層体プリフォームを形成し、この第2の部分的繊維積層体プリフォームを、前記第1の部分的繊維積層体プリフォームの中に第2層として挿入し、前記第1の部分的繊維積層体プリフォームに縫着することによって、繊維プリフォームを形成することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の方法。
- 前記第1の部分的繊維積層体プリフォームと前記第2の部分的繊維積層体プリフォームとはいずれも断面L形であり、前記第1の部分的繊維積層体プリフォームにおける一軸配向の前記繊維積層体テープ材を含んでいない前記ウェブ部形成ストリップ材部分と、前記第2の部分的繊維積層体プリフォームにおける一軸配向の前記繊維積層体テープ材を含んでいない前記ウェブ部形成ストリップ材部分とを結合することによって、断面C形の前記繊維プリフォームを形成することを特徴とする請求項4記載の方法。
- ステップg)として、前記部分的繊維積層体プリフォームまたは前記繊維プリフォームに硬化性樹脂を含浸させて、該樹脂を硬化させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の方法。
- 前記ステップg)の実行に先立って、前記繊維プリフォーム及び/または前記部分的繊維積層体プリフォームから前記支持材を撤去することを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記ステップg)において、前記部分的繊維積層体プリフォーム及び/または前記繊維プリフォームと共に、前記支持材にも樹脂を含浸させることを特徴とする請求項6記載の方法。
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