JP2012131080A - 複合材成形治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複合材成形治具は、成形品側に配置される炭素発泡体5、及び、炭素発泡体5の背面に接着配置された別の炭素発泡体6で構成されたコア材2と、コア材2中に埋設されたコア材2に伝熱可能な熱源3と、繊維強化複合材料でコア材2の表面を被覆して形成した複合材層4と、を備え、炭素発泡体5の熱伝導率が、別の炭素発泡体6の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
コア材の表面は、複合材層で略覆われているため、炭素発泡体から発生する炭素粉によって成形品が汚染されることを防止することができる。
図1に、本発明の一実施形態に係る複合材成形治具の上面概略図を示す。図2に、図1の線A−Aにおける断面図を示す。本発明の一実施形態に係る複合材成形治具1は、コア材2、熱源3、及び複合材層4から構成されている。
CFOAM20 graphitizedと組み合わせる別の炭素発泡体6としては、タッチストーン リサーチ ラボラトリー社から入手できるCFOAM20を用いることができる。CFOAM20は、CFOAM20 graphitizedと同様の原材料を1000℃〜1200℃程度で焼結させた、CFOAM20 graphitizedよりも熱伝導性能の低い炭素発泡体である。
網目部材9は、炭素発泡体よりも高い熱伝導性を示す材料からなる。例えば、網目部材9は、アルミなどの金属製とされる。網目部材9の厚さ、網目サイズ、網目の大きさは、炭素発泡体5の成形品側の面と複合材層4とが接着可能な範囲内で適宜設定される。
まず、接着剤7を用いて炭素発泡体5及び別の炭素発泡体6を接着させた後、対象となる被成形品の形にならって成形面を成形し、コア材2とする(図4(a))。
コア材2の成形品側の面と複合材層4との間に網目部材9を配置する場合は、フィルム接着剤8は複数重ねて配置することとし、該重ねたフィルム接着剤8同士の間に、網目部材9を挿入する。
(1)供試体1
コア材は、炭素発泡体の背面に別の炭素発泡体を接着させた構成とし、大きさを500mm×310mm×厚さ70mmとした。
成形品が接する側に配置する炭素発泡体として、厚さ30mmのCFOAM20を用いた。背面側に配置する別の炭素発泡体として、厚さ40mmのCFOAM20を用いた。炭素発泡体及び別の炭素発泡体を無機系接着剤(X−Pando)で接着・乾燥させたものをコア材とした。
成形品が接する側に配置する炭素発泡体として厚さ30mmのCFOAM20 graphitizedを用いたこと以外は、供試体1と同様に作製した。
成形品が接する側に配置する炭素発泡体の成形品側の面上に、網目部材及びフィルム接着剤(L−313)を1層重ねた後、プリプレグを配置した。それ以外の工程は、供試体2と同様とした。網目部材は、500mm×310mm×厚さ0.5mm、空孔率62%のアルミメッシュを用いた。
図9によれば、コア材の成形品側に配置される炭素発泡体の熱伝導率が3W/mKである場合、L2/d1.5<45を満たすことで、コア材の成形品側面での最大温度差を5℃以内とすることができる。コア材の成形品側に配置される炭素発泡体の熱伝導率が10W/mKである場合、L2/d1.5<80を満たすことで、コア材の成形品側面での最大温度差を5℃以内とすることができる。コア材の成形品側に配置される炭素発泡体の熱伝導率が20W/mKである場合、L2/d1.5<150を満たすことで、コア材の成形品側面での最大温度差を5℃以内とすることができる。
2 コア材
3 熱源
4 複合材層
5 炭素発泡体(成形品側)
6 別の炭素発泡体(背面側)
7 接着剤(コア材用)
8 接着剤(複合材層用)
9 網目部材
10 溝
11 伝熱セメント
12 炭素発泡部材
Claims (2)
- 成形品側に配置される炭素発泡体、及び、前記炭素発泡体の背面に接着配置された別の炭素発泡体で構成されたコア材と、
前記コア材中に埋設された前記コア材に伝熱可能な熱源と、
繊維強化複合材料で前記コア材の表面を被覆して形成した複合材層と、
を備え、
前記炭素発泡体の熱伝導率が、前記別の炭素発泡体の熱伝導率よりも高い複合材成形治具。 - 前記炭素発泡体の成形品側の面と前記複合材層とが複数の接着剤を介して接着され、
前記複数の接着剤同士の間に、前記炭素発泡体よりも高い熱伝導性を示す網目部材を配置する請求項1に記載の複合材成形治具。
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