JP2014159099A - Substrate for preparation of preform, method and apparatus for production of the same, preform and methods of producing preform and fiber-reinforced plastic - Google Patents
Substrate for preparation of preform, method and apparatus for production of the same, preform and methods of producing preform and fiber-reinforced plastic Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014159099A JP2014159099A JP2013029892A JP2013029892A JP2014159099A JP 2014159099 A JP2014159099 A JP 2014159099A JP 2013029892 A JP2013029892 A JP 2013029892A JP 2013029892 A JP2013029892 A JP 2013029892A JP 2014159099 A JP2014159099 A JP 2014159099A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- preform
- base material
- base
- manufacturing
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 95
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 4
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000009727 automated fiber placement Methods 0.000 description 3
- 238000009728 tailored fiber placement Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 101100008048 Caenorhabditis elegans cut-4 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、プリフォーム作製用基材およびその製造方法および製造装置、並びに、その方法により製造されたプリフォーム作製用基材を用いるプリフォームの製造方法と繊維強化プラスチックの製造方法、その方法により製造されたプリフォームに関する。 The present invention relates to a preform manufacturing substrate, a manufacturing method and a manufacturing apparatus thereof, a preform manufacturing method using the preform manufacturing substrate manufactured by the method, a fiber reinforced plastic manufacturing method, and a method thereof. It relates to manufactured preforms.
繊維強化プラスチックの製造に用いられる強化繊維のプリフォームを作製する方法として、種々の方法が知られている。例えば、強化繊維の織物基材のような布帛から所定のカットパターンを切り出し、プレスによってプリフォームを賦形する方法が知られているが、この方法では、カットパターン外の基材部分を廃棄していることから、プリフォーム製造上の基材の歩留まりが悪く、プリフォーム製造コストが高くなることとなっていた。 Various methods are known as methods for producing preforms of reinforcing fibers used in the production of fiber reinforced plastics. For example, a method is known in which a predetermined cut pattern is cut out from a fabric such as a woven fabric substrate of reinforcing fibers, and a preform is shaped by pressing. In this method, the substrate portion outside the cut pattern is discarded. For this reason, the yield of the base material for manufacturing the preform is poor, and the cost for manufacturing the preform is increased.
必要な場所のみに強化繊維を配置する賦形方法として、AFP(Automated Fiber Placement)やTFP(Tailored Fiber Placement)といった方法が知られているが、2次元形状やなだらかな3次元形状では任意の場所に強化繊維を配置することはできるものの、従来のAFP、TFPでは複雑な3次元形状、例えば、比較的細かい凹凸や曲面の存在する3次元形状に精度よく賦形することは困難であった。 There are known methods such as AFP (Automated Fiber Placement) and TFP (Tailored Fiber Placement) as a shaping method for placing reinforcing fibers only in the necessary locations. Although it is possible to arrange reinforcing fibers in the conventional AFP and TFP, it has been difficult to accurately shape a complicated three-dimensional shape, for example, a three-dimensional shape having relatively fine irregularities and curved surfaces.
例えば特許文献1には、移動可能な積層ヘッドで強化繊維基材をプリフォーム成形治具上に配列してプリフォームを製造する方法が開示されており、この方法では、一層目の配列時には、型の周囲に接着剤を配置し、接着剤によりプリフォームを成形治具面に固定するようにしている。 For example, Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a preform by arranging reinforcing fiber bases on a preform molding jig with a movable laminated head. In this method, when the first layer is arranged, An adhesive is arranged around the mold, and the preform is fixed to the surface of the forming jig by the adhesive.
また、特許文献2には、複数の乾燥繊維粗紡を異なる速度で型上に配置し、それぞれを独立して切断できるプリフォームの製造方法が開示されている。複数の乾燥繊維粗紡を固着させるためのバインダーの固着方法として、熱放射、マイクロ波、赤外線、UV、レーザー、誘導エネルギー、接触加熱等が例示されている。
しかし、これら従来の方法では、基材の歩留まりはある程度改善できるものの、細かい凹凸や曲面の存在する3次元形状に精度よく賦形することは依然として困難であった。 However, with these conventional methods, although the yield of the substrate can be improved to some extent, it is still difficult to accurately form a three-dimensional shape with fine irregularities and curved surfaces.
そこで本発明の課題は、細かい凹凸や曲面の存在する3次元形状にも精度よくしかも容易に賦形できるように、とくに賦形性を向上することが可能な、併せて使用基材の歩留まりの改善も可能な、新しいプリフォーム作製用基材とその製造方法および製造装置、並びに、その方法により製造されたプリフォーム作製用基材を用いるプリフォームの製造方法および繊維強化プラスチックの製造方法、その方法により製造されたプリフォームを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to improve the shapeability in particular so that the three-dimensional shape having fine irregularities and curved surfaces can be shaped accurately and easily. A new preform production base material, a production method and a production apparatus thereof, and a preform production method and a fiber reinforced plastic production method using the preform production substrate produced by the method, It is to provide a preform manufactured by the method.
上記課題を解決するために、本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法は、シート状ベース基材上の所定の位置に複数の強化繊維束を少なくとも一方向に配置し接着してプリフォーム作製用基材を製造する方法であって、前記ベース基材として、前記強化繊維束と交差する方向に延びる切り込みを有する基材を用いることを特徴とする方法からなる。ここで、切り込みとは、基材に多数設けられた、予め定められた方向に断続的に延びている基材の切れ目であり、カッター等の切断手段により設けられたものは勿論のこと、部分的に不連続構造を有するネット状の基材の切れ目も含む概念である。 In order to solve the above-described problems, a method for producing a preform-producing base material according to the present invention includes arranging a plurality of reinforcing fiber bundles in a predetermined position on a sheet-like base base material in at least one direction and bonding them. A method for producing a reforming base material, wherein the base base material is a base material having a notch extending in a direction intersecting the reinforcing fiber bundle. Here, the incisions are cuts of the base material provided in a large number on the base material and extending intermittently in a predetermined direction. Of course, the notches are provided by a cutting means such as a cutter. It is also a concept including a break in a net-like base material having a discontinuous structure.
このような本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法においては、複数の強化繊維束が少なくとも一方向に配置され接着されるシート状ベース基材が切り込みを有するので、該ベース基材自体の自由度は非常に高く、ベース基材自体は実質的にあらゆる方向に細かく変形可能である。そして、このシート状ベース基材は、強化繊維束と交差する方向に延びる切り込みを有するので、複数の強化繊維束は、ベース基材とともに、該複数の強化繊維束が配置され接着されている方向は勿論のこと、強化繊維束と交差する方向を含むあらゆる方向に容易に変形できるようになり、強化繊維束の賦形性、つまり、プリフォームの賦形性が大幅に高められることになる。その結果、従来方法では達成し得なかった、細かい凹凸や曲面の存在する3次元形状にも精度よくしかも容易に賦形できるようになる。 In such a method for producing a preform-forming base material according to the present invention, since the sheet-like base base material to which a plurality of reinforcing fiber bundles are arranged and bonded in at least one direction has a cut, the base base material itself The base substrate itself can be finely deformed in virtually every direction. And since this sheet-like base substrate has a cut extending in a direction intersecting with the reinforcing fiber bundle, the plurality of reinforcing fiber bundles are arranged in a direction in which the plurality of reinforcing fiber bundles are arranged and bonded together with the base substrate. Needless to say, the shape can be easily deformed in any direction including the direction intersecting the reinforcing fiber bundle, and the shapeability of the reinforcing fiber bundle, that is, the shapeability of the preform is greatly improved. As a result, a three-dimensional shape having fine irregularities and curved surfaces, which could not be achieved by the conventional method, can be shaped accurately and easily.
上記本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法においては、上記強化繊維束を、上記ベース基材上に該強化繊維束の延在方向において間欠的に接着することが好ましい。配置された強化繊維束を全面で接着せずに、間欠的に(つまり、部分的に)接着することで、より3次元形状に変形しやすくでき、より優れた賦形性をもって所望のプリフォームを製造することができる。 In the method for producing a preform-producing base material according to the present invention, the reinforcing fiber bundle is preferably bonded intermittently on the base substrate in the extending direction of the reinforcing fiber bundle. By adhering the arranged reinforcing fiber bundles intermittently (that is, partially) without adhering to the entire surface, it can be easily deformed into a three-dimensional shape, and a desired preform with better formability. Can be manufactured.
また、上記ベース基材としては、少なくとも上記強化繊維束と直交する方向に延びる切り込みを有することが好ましい。強化繊維束と直交する切り込みを有することで、より確実に2次元平面形状から3次元形状への変形をしやすくなる。ただし、切り込みの延設方向は、強化繊維束の延設方向に対し斜行する方向でも構わないし、直交する方向と斜行する方向の組み合わせでもよい。 The base substrate preferably has a cut extending at least in a direction orthogonal to the reinforcing fiber bundle. By having a cut perpendicular to the reinforcing fiber bundle, it becomes easier to deform from a two-dimensional planar shape to a three-dimensional shape more reliably. However, the extending direction of the cut may be a direction that is skewed with respect to the extending direction of the reinforcing fiber bundle, or may be a combination of a direction that is orthogonal and a direction that is skewed.
また、上記ベース基材が、互いに異なる複数の方向に延びる切り込みを有していてもよい。例えば、上述の如く直交する方向と斜行する方向の組み合わせや、あるいは互いに異なる斜行方向の組み合わせなどを採用することができる。切り込みの延設方向は、賦形しようとする3次元形状等に応じて適宜設定することが可能である。 The base substrate may have cuts extending in a plurality of different directions. For example, as described above, a combination of an orthogonal direction and an oblique direction, or a combination of mutually different oblique directions can be employed. The extending direction of the cut can be appropriately set according to the three-dimensional shape to be shaped.
また、本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法においては、上記ベース基材上に、上記複数の強化繊維束からなる層を少なくとも一層設けてプリフォーム作製用基材を製造する。 In the method for producing a preform production substrate according to the present invention, a preform production substrate is produced by providing at least one layer composed of the plurality of reinforcing fiber bundles on the base substrate.
そして、必要に応じて、上記ベース基材上に、上記複数の強化繊維束が互いに異なる方向に配置された複数の層を設けることができる。複数の層を設けることにより、容易に所望厚さのプリフォーム作製用基材を製造することができる。 If necessary, a plurality of layers in which the plurality of reinforcing fiber bundles are arranged in different directions can be provided on the base substrate. By providing a plurality of layers, a preform preparation substrate having a desired thickness can be easily produced.
ベース基材上に、複数の強化繊維束が互いに異なる方向に配置された複数の層を積層する場合には、2層目以上の層には、バインダーが付与された強化繊維束を用いることが好ましい。バインダーが付与された強化繊維束を用いることにより、層間の適切な接着が可能になり、所定の積層形態を良好に維持することが可能になる。 When laminating a plurality of layers in which a plurality of reinforcing fiber bundles are arranged in different directions on the base substrate, a reinforcing fiber bundle to which a binder is applied may be used for the second and higher layers. preferable. By using the reinforcing fiber bundle to which the binder is applied, it is possible to appropriately bond the layers, and it is possible to maintain a predetermined laminated form satisfactorily.
また、上記強化繊維束を上記ベース基材上に1層あるいは複数層積層して配置し接着するに際し、強化繊維束をベース基材上に点接着することができる。点接着しておくことで、配置された強化繊維束の層の変形自由度を大きく損なうことなく、所望の形態を維持できるようになる。換言すれば、プリフォームへの優れた賦形性を維持しつつ、賦形までは取り扱いやすい形態に維持できる。 In addition, when the reinforcing fiber bundle is disposed and bonded by laminating one layer or a plurality of layers on the base substrate, the reinforcing fiber bundle can be point bonded to the base substrate. By performing point bonding, a desired form can be maintained without greatly degrading the degree of freedom of deformation of the arranged reinforcing fiber bundle layers. In other words, it is possible to maintain an easy-to-handle form until shaping while maintaining excellent shaping properties to the preform.
また、上記強化繊維束を、上記ベース基材上にランダムに点接着することもできるし、例えば、点接着の位置が順次ずれるように(例えば、千鳥状の位置にて)点接着することもできる。ランダムな点接着や、互いにずれた位置での点接着により、接着を行っても、強化繊維束の層の優れた変形自由度を適切に維持できる。 In addition, the reinforcing fiber bundle can be point-bonded randomly on the base substrate, or, for example, point-bonded so that the point bonding positions are sequentially shifted (for example, at a staggered position). it can. Even if bonding is performed by random point bonding or point bonding at positions shifted from each other, the excellent degree of freedom of deformation of the reinforcing fiber bundle layer can be appropriately maintained.
あるいは、上記のような点接着に代えて、上記強化繊維束を、上記ベース基材上に全面にわたって接着することも可能である。もともとベース基材は切り込みを有することにより高い自由度を有しているので、全面接着しても、強化繊維束の層が容易にベース基材とともに変形できさえすればよい。全面にわたって接着することにより、強化繊維束の層の高い携帯保持性を発現可能になる。 Alternatively, instead of the point bonding as described above, the reinforcing fiber bundle can be bonded over the entire surface of the base substrate. Since the base substrate originally has a high degree of freedom due to the notch, it is only necessary that the layer of the reinforcing fiber bundle can be easily deformed together with the base substrate even if the entire surface is bonded. By adhering over the entire surface, it is possible to develop high portability of the reinforcing fiber bundle layer.
また、本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法においては、上記ベース基材としては、伸長性を有するものが好ましい。本発明に係るプリフォーム作製用基材は、プリフォームへの賦形の際には、基本的に、ベース基材とその上に配置接着された強化繊維束の層がともに所定形状へと変形される形態を採るので、ベース基材自体が伸長性を有するものであると、実質的にあらゆる方向への変形がより容易に行われ得ることになり、細かい凹凸や曲面の存在する3次元形状にも一層精度よくしかも一層容易に賦形できるようになる。 Moreover, in the manufacturing method of the preform preparation base material which concerns on this invention, what has a stretching property is preferable as said base base material. The base material for preform preparation according to the present invention is basically formed by transforming the base base material and the reinforcing fiber bundle layer disposed and bonded on the base base material into a predetermined shape when forming the preform. Therefore, if the base substrate itself is extensible, it can be more easily deformed in virtually any direction, and has a three-dimensional shape with fine irregularities and curved surfaces. In addition, it becomes possible to shape the shape more accurately and more easily.
本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法において好ましいベース基材としては、例えば、不織布やマットを挙げることができる。 Examples of a preferable base substrate in the method for manufacturing a preform production substrate according to the present invention include a nonwoven fabric and a mat.
また、ベース基材の材質としては、熱可塑性樹脂を挙げることができる。また、ベース基材として、上記強化繊維束を構成する強化繊維とは異種の強化繊維からなるものを使用することもできる。 Moreover, a thermoplastic resin can be mentioned as a material of a base substrate. Moreover, what consists of a reinforced fiber different from the reinforced fiber which comprises the said reinforced fiber bundle can also be used as a base substrate.
また、本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法においては、上記ベース基材と上記強化繊維束からなるプリフォーム作製用基材を複数積層することにより、目標とするプリフォーム作製用基材を製造することもできる。このような方法では、容易に目標とする厚みの基材を得ることができる。 Further, in the method for producing a preform production substrate according to the present invention, a plurality of preform production substrates composed of the base substrate and the reinforcing fiber bundles are laminated to obtain a target preform production substrate. The material can also be manufactured. In such a method, a substrate having a target thickness can be easily obtained.
また、本発明は、上記のような方法により製造されたプリフォーム作製用基材についても提供する。 The present invention also provides a preform preparation substrate manufactured by the method as described above.
また、本発明は、上記のような方法により製造されたプリフォーム作製用基材と賦形型を用いて所定の3次元形状を有するプリフォームを賦形するプリフォームの製造方法についても提供する。 In addition, the present invention also provides a preform manufacturing method for forming a preform having a predetermined three-dimensional shape using a preform production base and a shaping mold manufactured by the method as described above. .
また、本発明は、上記のようなプリフォームの製造方法により製造されたプリフォームについても提供する。 The present invention also provides a preform manufactured by the preform manufacturing method as described above.
また、本発明は、上記のような方法により製造されたプリフォームを用いて繊維強化プラスチックをRTM成形(Resin Transfer Molding)する繊維強化プラスチックの製造方法についても提供する。 The present invention also provides a method for producing a fiber reinforced plastic in which fiber reinforced plastic is RTM molded (Resin Transfer Molding) using the preform produced by the above method.
さらに、本発明は、前述のような方法により製造されたプリフォーム作製用基材と成形型を用いて所定の3次元形状を有するプリフォームを賦形するとともに繊維強化プラスチックをRTM成形する繊維強化プラスチックの製造方法についても提供する。この方法では、成形型を用いて所定の3次元形状を有するプリフォームが賦形されるとともに、その成形型を用いて3次元形状を有する繊維強化プラスチックがRTM成形される。 Furthermore, the present invention provides a fiber reinforcement that forms a preform having a predetermined three-dimensional shape by using the preform-preparing substrate and the mold produced by the method as described above and RTM-molds the fiber-reinforced plastic. A method for producing plastic is also provided. In this method, a preform having a predetermined three-dimensional shape is shaped using a mold, and a fiber-reinforced plastic having a three-dimensional shape is RTM molded using the mold.
本発明に係る前述のような方法により製造されるプリフォーム作製用基材の製造装置は、予め定められた所定の方向に延びる切り込みを有するシート状ベース基材と、該ベース基材上の所定の位置に少なくとも一方向に配置され接着される複数の強化繊維束との少なくとも一方を、2次元方向に相対的に移動制御する手段を有することを特徴とするものからなる。すなわち、この装置においては、プリフォーム作製用基材を製造するに際し、切り込みを有するシート状ベース基材と、該ベース基材上に配置され接着される複数の強化繊維束との少なくとも一方が、2次元方向に相対的に移動制御される。従来装置と異なり、ベース基材側、つまりベース基材の保持手段側を、移動制御することが可能である。 An apparatus for manufacturing a preform manufacturing base manufactured by the above-described method according to the present invention includes a sheet-like base base having a notch extending in a predetermined direction, and a predetermined on the base base. At least one of a plurality of reinforcing fiber bundles that are arranged and bonded in at least one direction at a position of the above-mentioned position. That is, in this apparatus, at the time of producing a preform production base material, at least one of a sheet-like base base material having a cut and a plurality of reinforcing fiber bundles arranged and bonded on the base base material, The movement is controlled relatively in the two-dimensional direction. Unlike the conventional apparatus, it is possible to control the movement of the base substrate side, that is, the holding means side of the base substrate.
このように、本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法および製造装置によれば、細かい凹凸や曲面の存在する3次元形状にも精度よくしかも容易に賦形できる基材を製造でき、併せて使用基材の歩留まりの改善することも可能になる。 Thus, according to the method and apparatus for producing a preform for producing a preform according to the present invention, it is possible to produce a substrate that can be accurately and easily shaped even in a three-dimensional shape having fine irregularities and curved surfaces, In addition, the yield of the base material used can be improved.
また、本発明に係るプリフォームの製造方法および繊維強化プラスチックの製造方法によれば、上記のような賦形性に優れたプリフォーム作製用基材を用いるので、精度の高い賦形、成形を容易に効率よく行うことが可能になる。 In addition, according to the preform manufacturing method and the fiber reinforced plastic manufacturing method according to the present invention, since the preform-preparing base material having excellent formability as described above is used, high-precision shaping and molding can be performed. It becomes possible to carry out easily and efficiently.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施態様に係るプリフォーム作製用基材の製造方法および製造装置により作製されるプリフォーム作製用基材を示している。図1において、プリフォーム作製用基材1は、伸張性を有するシート状ベース基材2を用い、その上の所定の位置に複数の強化繊維束3(例えば、炭素繊維束)を少なくとも一方向に配置し接着することにより作製される。シート状ベース基材2としては、強化繊維束3と交差する方向(図示例では、強化繊維束3と直交する方向)に延びる切り込み4を有する基材が用いられる。切り込み4は予め定められた方向に断続的に延びている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a preform production substrate produced by a preform production substrate production method and production apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a preform-forming base material 1 uses a sheet-like
シート状ベース基材2上の所定の位置に配置された複数の強化繊維束3は、強化繊維束3の延在方向において間欠的に、強化繊維束3に付与されていたバインダーまたはシート状ベース基材2に付与されていたバインダー、あるいはそれらの両方により、シート状ベース基材2上に点接着される(符号5は、各接着位置を示している)。接着は、バインダーを用いて加熱接着、融着等の手法によればよい。強化繊維束3の層が積層される場合にも、同様の手法により2層目以降が接着されていく。接着後には、所定のプリフォーム作製用基材1の2次元形状の輪郭6に沿って、その外周を切断し、外側のシート状ベース基材2を切り離せばよい。切り離すのは、シート状ベース基材2の不要部分のみであり、強化繊維束3はプリフォーム作製上必要な部位のみに配置されることになるので、強化繊維束3に関しては極めて高い歩留まりとなる。
A plurality of reinforcing
このようなプリフォーム作製用基材1は、例えば図2に示すようなプリフォーム作製用基材の製造装置11によって作製される。図2に示す製造装置11においては、予め別の装置(図示略)で作製された、予め定められた所定の方向に延びる切り込みを有するシート状ベース基材12が所定のテーブル13上の所定位置に載置され、該ベース基材12に対し、強化繊維束供給手段14(例えば、強化繊維束を巻き取ってある複数のクリール)から供給されてくる強化繊維束15が、ベース基材12上の所定の位置に所定の方向に向けて配置され、所定長供給された後切断手段16で切断される。この強化繊維束の所定位置への配置に際し、ベース基材12と、該ベース基材12上の所定の位置に少なくとも一方向に配置され接着される複数の強化繊維束15との少なくとも一方が、2次元方向に相対的に移動制御されるが、本実施態様では、テーブル13が可動テーブルに構成されており、すなわち、テーブル13がX−Y方向の位置および回転方向θに角度を制御可能な手段として構成されており、上記相対移動制御手段を構成している。またこのとき、例えば上述の如く間欠的な接着位置が実現されるように、適切なタイミングで接着手段17による接着が行われる。接着後に、前述したようにプリフォーム作製用基材1の輪郭に沿って外側のベース基材12を切り離せばよい。図示例では、切断手段16と接着手段17が同じ装置内に組み込まれている。
Such a preform production substrate 1 is produced, for example, by a preform production
上記接着位置については、例えば図3に接着位置を符号22で示すように、ランダムな位置で点接着したプリフォーム作製用基材21とすることも可能である。また、図示は省略するが、前述したように、点接着ではなく、実質的に全面にわたって接着することも可能である。
As for the bonding position, for example, as shown in FIG. 3, the bonding position is indicated by
また、複数の強化繊維束のシート状ベース基材上への配置については、例えば図4に示すように、プリフォーム作製用基材31の一部に、強化繊維束32がシート状ベース基材33上に配置されない部位を設定し(図示例では、穴開き部34)、他の部位に配置された強化繊維束32を接着位置35で点接着する形態とすることもできる。
Further, regarding the arrangement of the plurality of reinforcing fiber bundles on the sheet-like base substrate, for example, as shown in FIG. 4, the reinforcing
さらに、例えば図5に示すように、プリフォーム作製用基材41を構成するシート状ベース基材42上に配置される複数の強化繊維束43の配置について、ベース基材42上に、複数の強化繊維束43が互いに異なる方向に配置された(図示例では互いに直交する方向に配置された)複数の層を設ける形態を採ることもできる。この場合、複数の強化繊維束43が互いに異なる方向に配置された複数の層が積層される形態とし、積層に際して、2層目以上の層には、バインダーが付与された強化繊維束を用いることができる。2層目以上の層は、例えばその下層とは異なる接着位置44で接着することができる。
Furthermore, for example, as shown in FIG. 5, with respect to the arrangement of the plurality of reinforcing
上記のように作製されたプリフォーム作製用基材(例えば、プリフォーム作製用基材1)が、例えば図6に示すようにプリフォームの作製に用いられ、3次元形状を有する所定形状のプリフォームが高精度で容易に賦形される。すなわち、図6(A)に示すように、プリフォーム作製用基材1が複数積層されて積層体51の形態で、上型52と下型53からなる賦形型54内に配置され、図6(B)に示すように、上型52が閉じられて、所定の3次元形状を有するプリフォーム55が賦形される。
The preform production substrate (for example, preform production substrate 1) produced as described above is used for production of a preform as shown in FIG. 6, for example, and a preform having a predetermined shape having a three-dimensional shape is used. Reform is easily shaped with high accuracy. That is, as shown in FIG. 6 (A), a plurality of preform preparation substrates 1 are stacked and arranged in a form of a laminate 51 in a shaping
このように賦形されたプリフォームは、例えば別の成形型内に配置され、所定のマトリックス樹脂が注入、含浸されることにより、所定の3次元形状を有する繊維強化プラスチックを成形することができる。あるいは、プリフォーム用賦形型と繊維強化プラスチック用成形型とを兼用し、前述の如く作製されたプリフォーム作製用基材を例えば所定の積層形態で成形型内に配置し、その成形型を用いて、所定形状のプリフォームを賦形するとともに、賦形後に、続けて繊維強化プラスチックをRTM成形することも可能である。 The preform shaped in this way is placed in another mold, for example, and a predetermined matrix resin is injected and impregnated to mold a fiber reinforced plastic having a predetermined three-dimensional shape. . Alternatively, the preform shaping mold and the fiber reinforced plastic molding mold can be used together, and the preform production substrate produced as described above is placed in the molding mold in a predetermined laminated form, for example. It is also possible to shape a preform having a predetermined shape and to RTM-mold the fiber reinforced plastic after the shaping.
このように、本発明に係るプリフォーム作製用基材の製造方法および製造装置、並びに、その方法により製造されたプリフォーム作製用基材を用いるプリフォームの製造方法および繊維強化プラスチックの製造方法は、上述の実施形態に限定されず、種々の形態を採り得る。 Thus, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the preform manufacturing substrate according to the present invention, and the preform manufacturing method and the fiber reinforced plastic manufacturing method using the preform manufacturing substrate manufactured by the method are as follows. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various forms can be adopted.
本発明は、とくに3次元形状を有するプリフォームや繊維強化プラスチックの製造に好適なものであり、その製造に用いて最適な基材を提供できる。 The present invention is particularly suitable for the production of preforms and fiber-reinforced plastics having a three-dimensional shape, and can be used for the production to provide an optimum base material.
1、21、31、41 プリフォーム作製用基材
2、12、33、42 ベース基材
3、15、32、43 強化繊維束
4 切り込み
5、22、35、44 接着位置
6 プリフォーム作製用基材の輪郭
11 プリフォーム作製用基材の製造装置
13 可動テーブル
14 強化繊維束供給手段
16 切断手段
17 接着手段
34 穴開き部
51 積層体
52 上型
53 下型
54 賦形型
55 プリフォーム
1, 21, 31, 41
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013029892A JP6132186B2 (en) | 2013-02-19 | 2013-02-19 | Manufacturing method and apparatus for preform manufacturing base material, and manufacturing method of preform and fiber reinforced plastic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013029892A JP6132186B2 (en) | 2013-02-19 | 2013-02-19 | Manufacturing method and apparatus for preform manufacturing base material, and manufacturing method of preform and fiber reinforced plastic |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014159099A true JP2014159099A (en) | 2014-09-04 |
JP2014159099A5 JP2014159099A5 (en) | 2016-04-07 |
JP6132186B2 JP6132186B2 (en) | 2017-05-24 |
Family
ID=51611219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013029892A Active JP6132186B2 (en) | 2013-02-19 | 2013-02-19 | Manufacturing method and apparatus for preform manufacturing base material, and manufacturing method of preform and fiber reinforced plastic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6132186B2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017105698A (en) * | 2015-10-29 | 2017-06-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ceramic matrix composite component and process of producing ceramic matrix composite component |
KR20170129715A (en) | 2015-03-19 | 2017-11-27 | 도레이 카부시키가이샤 | Sheet-like reinforcing fiber base materials, preforms and fiber reinforced resin molded products |
JP2018154675A (en) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 東レ株式会社 | Manufacturing method of reinforced fiber substrate, manufacturing method of reinforced fiber preform and manufacturing method of fiber reinforced composite material molded body |
JP2018192717A (en) * | 2017-05-18 | 2018-12-06 | 学校法人金沢工業大学 | Reinforcing fiber base material and preform |
KR20180131535A (en) | 2016-03-31 | 2018-12-10 | 도레이 카부시키가이샤 | Reinforced fiber-laminated sheet, fiber-reinforced resin-formed article and method of manufacturing reinforced fiber-laminated sheet |
JP2020517501A (en) * | 2017-04-25 | 2020-06-18 | ヘクセル レインフォースメンツ ユーケイ リミテッド | Preform with local reinforcement |
JP2020518487A (en) * | 2017-04-28 | 2020-06-25 | ヘクセル レインフォースメンツ ユーケイ リミテッド | Apparatus and method for fiber placement for forming fiber preforms |
CN113165314A (en) * | 2018-11-30 | 2021-07-23 | 东丽株式会社 | Sheet-like reinforcing fiber base material and method for producing same |
JP2022015321A (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-21 | トヨタ紡織株式会社 | Precursor for core material, core material and its manufacturing method, fiber reinforced body and its manufacturing method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003080607A (en) * | 2001-07-06 | 2003-03-19 | Toray Ind Inc | Preform, frp comprising the same and method for manufacturing them |
JP2007261141A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Toray Ind Inc | Prepreg laminate and fiber-reinforced plastic |
JP2012096475A (en) * | 2010-11-03 | 2012-05-24 | Toyota Industries Corp | Reinforcement fiber base material, preform of reinforcement fiber composite material, and reinforcement fiber composite material |
-
2013
- 2013-02-19 JP JP2013029892A patent/JP6132186B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003080607A (en) * | 2001-07-06 | 2003-03-19 | Toray Ind Inc | Preform, frp comprising the same and method for manufacturing them |
JP2007261141A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Toray Ind Inc | Prepreg laminate and fiber-reinforced plastic |
JP2012096475A (en) * | 2010-11-03 | 2012-05-24 | Toyota Industries Corp | Reinforcement fiber base material, preform of reinforcement fiber composite material, and reinforcement fiber composite material |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170129715A (en) | 2015-03-19 | 2017-11-27 | 도레이 카부시키가이샤 | Sheet-like reinforcing fiber base materials, preforms and fiber reinforced resin molded products |
JPWO2016147646A1 (en) * | 2015-03-19 | 2017-12-28 | 東レ株式会社 | Sheet-like reinforced fiber substrate, preform, and fiber-reinforced resin molded product |
US10493657B2 (en) | 2015-03-19 | 2019-12-03 | Toray Industries, Inc. | Sheet-like reinforcing fiber base material, preform and fiber-reinforced resin molded product |
RU2719817C2 (en) * | 2015-03-19 | 2020-04-23 | Торэй Индастриз, Инк. | Sheet base material from reinforcing fiber, workpiece and molded product from fiber-reinforced resin |
EP3272488B1 (en) * | 2015-03-19 | 2020-05-06 | Toray Industries, Inc. | Sheet-shaped reinforced fiber substrate, preform, fiber reinforced plastic molded article and method of producing a fiber-reinforced resin molded product |
KR102496240B1 (en) | 2015-03-19 | 2023-02-06 | 도레이 카부시키가이샤 | Sheet-like reinforced fiber substrates, preforms, and fiber-reinforced resin molded products |
JP2017105698A (en) * | 2015-10-29 | 2017-06-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ceramic matrix composite component and process of producing ceramic matrix composite component |
KR20180131535A (en) | 2016-03-31 | 2018-12-10 | 도레이 카부시키가이샤 | Reinforced fiber-laminated sheet, fiber-reinforced resin-formed article and method of manufacturing reinforced fiber-laminated sheet |
JP2018154675A (en) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 東レ株式会社 | Manufacturing method of reinforced fiber substrate, manufacturing method of reinforced fiber preform and manufacturing method of fiber reinforced composite material molded body |
JP7208158B2 (en) | 2017-04-25 | 2023-01-18 | ヘクセル レインフォースメンツ ユーケイ リミテッド | Preform with local reinforcement |
JP2020517501A (en) * | 2017-04-25 | 2020-06-18 | ヘクセル レインフォースメンツ ユーケイ リミテッド | Preform with local reinforcement |
JP2020518487A (en) * | 2017-04-28 | 2020-06-25 | ヘクセル レインフォースメンツ ユーケイ リミテッド | Apparatus and method for fiber placement for forming fiber preforms |
JP2018192717A (en) * | 2017-05-18 | 2018-12-06 | 学校法人金沢工業大学 | Reinforcing fiber base material and preform |
US20220009197A1 (en) * | 2018-11-30 | 2022-01-13 | Toray Industries, Inc. | Sheet-shaped reinforcing fiber substrate and manufacturing method therefor |
CN113165314A (en) * | 2018-11-30 | 2021-07-23 | 东丽株式会社 | Sheet-like reinforcing fiber base material and method for producing same |
JP2022015321A (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-21 | トヨタ紡織株式会社 | Precursor for core material, core material and its manufacturing method, fiber reinforced body and its manufacturing method |
JP7439665B2 (en) | 2020-07-08 | 2024-02-28 | トヨタ紡織株式会社 | Precursor for core material, core material and its manufacturing method, fiber reinforcement and its manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6132186B2 (en) | 2017-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6132186B2 (en) | Manufacturing method and apparatus for preform manufacturing base material, and manufacturing method of preform and fiber reinforced plastic | |
ES2728348T3 (en) | Method to produce a fiber reinforcement sheet | |
KR101630584B1 (en) | Manufacturing method for article molded from fiber-reinforced composite material, and article molded from fiber-reinforced composite material | |
EP2554348B1 (en) | Method for laminating fiber-reinforced thermoplastic resin prepreg | |
JP6109196B2 (en) | Method and apparatus for producing a three-dimensional preform from a fiber scrim during the production of a fiber reinforced molded part | |
JP6733541B2 (en) | Sheet-shaped reinforced fiber base material, preforms and fiber-reinforced resin molded products | |
JP2011168009A (en) | Process of producing preform | |
JP2014159099A5 (en) | Manufacturing method and apparatus for preform manufacturing base material, and manufacturing method of preform and fiber reinforced plastic | |
JP6231015B2 (en) | Method and apparatus for producing a three-dimensional preform from a fiber scrim during the production of a fiber reinforced molded part | |
JP2021014125A (en) | Manufacturing method of fiber reinforced resin structure, manufacturing system of fiber reinforced resin structure and fiber reinforced resin structure | |
JP6435696B2 (en) | Method for producing laminated substrate | |
JP6938987B2 (en) | Method for manufacturing reinforcing fiber base material, manufacturing method for reinforcing fiber preform, and manufacturing method for fiber reinforced composite material molded product | |
JP2008201006A (en) | Laminate and its manufacturing method | |
JP2004358806A (en) | Manufacturing method for honeycomb structure | |
JP2006056022A (en) | Manufacturing method of reinforcing fiber preform for curved frp beam material | |
JP2006076158A (en) | Method for producing preform, apparatus for producing preform, and preform | |
JP6172903B2 (en) | Structural material and manufacturing method thereof | |
EP3888905A1 (en) | Sheet-shaped reinforced-fiber base material and manufacturing method therefor | |
US20150075704A1 (en) | Method for manufacturing honeycomb structure | |
JP6907637B2 (en) | Production method of reinforced fiber laminated sheet and resin molded product | |
WO2024162374A1 (en) | Core material sheet, composite material, method for manufacturing core material sheet, and method for manufacturing composite material | |
JP2008073953A (en) | Laminates and automotive hood using this laminate | |
JP2006247985A (en) | Thermoplastic frp and its manufacturing method | |
JP2023103616A (en) | Preform manufacturing method | |
KR20160115980A (en) | Tape-laying device and method for constructing a laminate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160217 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170324 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170406 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6132186 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |