JP2010173166A - 圧縮賦形装置および方法並びに繊維強化複合材料とプリフォームおよびそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】強化繊維基材1を金型間に挟んで加圧することにより金型賦形面3a、3bの形状に沿う形状に賦形する少なくとも二つの金型2a、2bと、少なくとも一つの金型に開閉動作をさせ、強化繊維基材1を加圧、開放する金型駆動手段4と、金型2a、2bによる開閉動作に合わせて強化繊維基材1を金型2a、2bに対し搬入、搬出する搬送手段5とを備え、少なくとも一つの金型2aの金型賦形面3aが、強化繊維基材1の搬送方向Bに対し平行な平行面6aと、該平行面6aに段差なく連接され搬送方向に対し傾斜した傾斜面6bとを併せ持つことを特徴とする圧縮賦形装置10および方法、並びにそれらを用いて製造された繊維強化複合材料とプリフォームおよびそれらの製造方法。
【選択図】図1
Description
本発明に係る圧縮賦形装置および方法において賦形対象とするのは、強化繊維を含む強化繊維基材であり、代表的には、基材長手方向に、例えば積層枚数によって厚みが変化する傾斜面部を有する強化繊維を含むシート材の積層体である。本発明における「強化繊維」としては、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維などが挙げられる。強化繊維はその形態としては、織物、編み物、組み物、不織布、一方向に引き揃えられた強化繊維シートなどが挙げられる。強化繊維を含むシート材としては、強化繊維材にマトリックス樹脂が含浸されたプリプレグの形態のもの、マトリックス樹脂を含まないドライの強化繊維材の形態のもののいずれも使用可能である。上記「積層体」は、このようなプリプレグの形態のシート材を複数枚積層したもの、あるいはドライの強化繊維材の形態のシート材を複数枚積層したものからなる。ドライの強化繊維材を用いる場合には、結着性物質を使用してもよく、この結着性物質は、強化繊維に付着し、強化繊維同士を結着することで、強化繊維をシート状の形態に安定して維持させるものであり、結着性物質としては、例えば、ポリオレフィン、スチレン系樹脂、ナイロン、ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂、また、例えばエポキシ、フェノール、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂などが挙げられる。また、結着性樹脂は、ドライの強化繊維材の積層体を所望の形状に賦形した際に、その形態を保持する役割を果たす。
2a、2b 金型
3a、3b 金型賦形面
4 金型駆動手段
5 搬送手段
6a 平行面
6b 傾斜面
7a 基材平行面
7b 基材傾斜面
8 基材傾斜部位置検出手段
9 搬送制御手段
10 圧縮賦形装置
11 連続賦形装置
12、13 強化繊維基材
14 キャッププレス
15 T字形プレス
16 離型シート
17 離型シート貼付プレス
18 押し込み円板
19 ウェブプレス
20 ドレープローラ
21 コーナーフィラー部材
22 フィラー型
23 引き込み装置
24、25、25a、25b 金型
26、27 金型賦形面
26a、27a 平行面
26b、27b 傾斜面
31 繊維強化複合材料
32 厚さ変化部
41 強化繊維基材
42 ガイド
43a、43b 金型駆動手段
44 ガイド
45 金型駆動手段
46 厚さ変化部
47 位置検出用のマーク
51 加熱型
52 冷却型
61 強化繊維基材
62 加熱型
63 冷却型
71 金型
72 傾斜面
73a、73b 平行面
Claims (20)
- 強化繊維を含む強化繊維基材を金型間に挟んで加圧することにより金型賦形面の形状に沿う形状に賦形する少なくとも二つの金型と、少なくとも一つの金型に開閉動作をさせ、強化繊維基材を加圧、開放する金型駆動手段と、金型による開閉動作に合わせて強化繊維基材を金型に対し搬入、搬出する搬送手段とを備えた強化繊維基材の圧縮賦形装置であって、前記金型のうちの少なくとも一つの金型の金型賦形面が、強化繊維基材の搬送方向に対し平行な平行面と、該平行面に段差なく連接され前記搬送方向に対し傾斜した傾斜面とを併せ持つことを特徴とする圧縮賦形装置。
- 前記強化繊維基材が、強化繊維を含むシート材の積層体からなる、請求項1に記載の圧縮賦形装置。
- 前記強化繊維を含むシート材が、強化繊維材にマトリックス樹脂が含浸されたプリプレグからなる、請求項2に記載の圧縮賦形装置。
- 前記強化繊維を含むシート材が、マトリックス樹脂を含まないドライの強化繊維材からなる、請求項2に記載の圧縮賦形装置。
- さらに、前記搬送方向に搬送される強化繊維基材の長手方向における厚さ変化に伴う基材表面の傾斜部の位置を検出する基材傾斜部検出手段と、該基材傾斜部検出手段による検出情報に基づき強化繊維基材の搬送を制御する搬送制御手段を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の圧縮賦形装置。
- 前記金型駆動手段が、一つの金型に対し複数箇所の加圧機構を有する、請求項1〜5のいずれかに記載の圧縮賦形装置。
- 強化繊維基材の目標賦形横断面形状に屈曲部が含まれ、前記金型のうちの少なくとも一つの金型が前記屈曲部に対応する横断面形状を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の圧縮賦形装置。
- 強化繊維基材がマトリックス樹脂が含浸されたプリプレグからなり、該強化繊維基材が、請求項1〜7のいずれかに記載の圧縮賦形装置を用いて賦形され、マトリックス樹脂が硬化されて製造されていることを特徴とする繊維強化複合材料。
- 強化繊維基材がマトリックス樹脂を含まないドライの強化繊維材からなり、該強化繊維基材が、請求項1〜7のいずれかに記載の圧縮賦形装置を用いて賦形されていることを特徴とするプリフォーム。
- 請求項9に記載のプリフォームにマトリックス樹脂が含浸され、含浸されたマトリックス樹脂が硬化されて製造されていることを特徴とする繊維強化複合材料。
- 強化繊維を含む強化繊維基材を少なくとも二つの金型間に挟んで加圧することにより金型賦形面の形状に沿う形状に賦形するに際し、少なくとも一つの金型に開閉動作をさせて強化繊維基材を順次賦形していくとともに、金型による開閉動作に合わせて強化繊維基材を金型に対し搬入、搬出する強化繊維基材の圧縮賦形方法であって、前記金型のうちの少なくとも一つの金型の金型賦形面を、強化繊維基材の搬送方向に対し平行な平行面と、該平行面に段差なく連接され前記搬送方向に対し傾斜した傾斜面とを併せ持つ金型賦形面に形成し、長手方向において厚さ変化を伴い基材表面に傾斜部を有する強化繊維基材の該傾斜部が搬送されてきたときに、前記金型賦形面の平行面と傾斜面の両方を用いて強化繊維基材を加圧することを特徴とする圧縮賦形方法。
- 前記強化繊維基材が、強化繊維を含むシート材の積層体からなる、請求項11に記載の圧縮賦形方法。
- 前記強化繊維を含むシート材が、強化繊維材にマトリックス樹脂が含浸されたプリプレグからなる、請求項12に記載の圧縮賦形方法。
- 前記強化繊維を含むシート材が、マトリックス樹脂を含まないドライの強化繊維材からなる、請求項12に記載の圧縮賦形方法。
- 搬送される強化繊維基材の前記基材傾斜部の位置を検出し、該検出情報に基づき強化繊維基材の搬送を制御する、請求項11〜14のいずれかに記載の圧縮賦形方法。
- 一つの金型に対し複数箇所にて加圧動作を行わせる、請求項11〜15のいずれかに記載の圧縮賦形方法。
- 強化繊維基材の目標賦形横断面形状に屈曲部が含まれ、該屈曲部に対応する横断面形状を有する少なくとも一つの金型を用いて強化繊維基材を賦形する、請求項11〜16のいずれかに記載の圧縮賦形方法。
- 強化繊維基材がマトリックス樹脂が含浸されたプリプレグからなり、該強化繊維基材を、請求項11〜17のいずれかに記載の圧縮賦形方法を用いて賦形し、マトリックス樹脂を硬化させることを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法。
- 強化繊維基材がマトリックス樹脂を含まないドライの強化繊維材からなり、該強化繊維基材を、請求項11〜17のいずれかに記載の圧縮賦形方法を用いて賦形することを特徴とするプリフォームの製造方法。
- 請求項19に記載の方法により製造されたプリフォームにマトリックス樹脂を含浸し、含浸されたマトリックス樹脂を硬化させることを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法。
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