JP2018039130A - Method for molding composite material and device for molding composite material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for molding a composite material and a device for molding a composite material that make it possible to solve the problem of irregularities on the surface of a composite material to improve the quality of appearance.SOLUTION: In a method for molding a composite material 10, a resin 22, with which a reinforced base material 11 is impregnated, is cured to form a molding 20, a resin sheet 30 is put on at least part of the surface of the molding, and while the resin sheet receives tension from the center of the resin sheet toward the periphery of it, the resin sheet is integrated with the molding.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複合材料の成形方法および複合材料の成形装置に関する。   The present invention relates to a composite material molding method and a composite material molding apparatus.

近年、自動車の車体軽量化のために強化基材に樹脂を含浸させた複合材料が自動車部品として用いられている。自動車部品の中でも特に、ルーフやボンネット等の外板部品は高い外観品質が求められる。   In recent years, a composite material in which a reinforced base material is impregnated with a resin has been used as an automobile part in order to reduce the weight of an automobile body. Among automotive parts, particularly, outer panel parts such as roofs and bonnets are required to have high appearance quality.

複合材料は、成形する際に、樹脂が硬化して収縮し、樹脂と強化基材との収縮率の差によって表面に微小な凹凸が形成されることがある。表面の微小な凹凸は、塗装後の外観品質を悪化させる要因となる。   When the composite material is molded, the resin hardens and shrinks, and fine unevenness may be formed on the surface due to the difference in shrinkage between the resin and the reinforced base material. The minute unevenness on the surface is a factor that deteriorates the appearance quality after painting.

複合材料の表面の凹凸を解消する方法として、例えば、下記特許文献1には、強化基材と、未硬化の樹脂とを含む成形体の表面に樹脂シートを設けて、成形体と樹脂シートとを一度に硬化させて一体成形する方法が開示されている。これにより、樹脂シートの樹脂が成形体の表面に生じた凹凸を埋めることによって、表面の凹凸を解消することを試みている。   As a method for eliminating the unevenness on the surface of the composite material, for example, in Patent Document 1 below, a resin sheet is provided on the surface of a molded body containing a reinforced base material and an uncured resin, and the molded body and the resin sheet Discloses a method of curing the resin at once and integrally forming the same. Thereby, the resin of the resin sheet tries to eliminate the surface unevenness by filling the unevenness generated on the surface of the molded body.

特開2002−326319号公報JP 2002-326319 A

しかしながら、上記特許文献1に係る方法では、成形体の樹脂が未硬化のため、一体成形する際に、成形体の樹脂が樹脂シートの樹脂とともに流動しながら、強化基材に含浸していく。表面の樹脂が強化基材に含浸することによって、複合材料の表面に凹凸が生じてしまう虞がある。   However, in the method according to Patent Document 1, since the resin of the molded body is uncured, the reinforced base material is impregnated while the resin of the molded body flows together with the resin of the resin sheet when integrally molded. When the reinforced base material is impregnated with the resin on the surface, the surface of the composite material may be uneven.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複合材料の表面の凹凸を解消して外観品質を向上することができる複合材料の成形方法および複合材料の成形装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a composite material molding method and composite material molding apparatus that can improve the appearance quality by eliminating irregularities on the surface of the composite material. The purpose is to do.

上記目的を達成する本発明に係る複合材料の成形方法は、まず、強化基材に含浸した樹脂を硬化させて成形体を形成し、前記成形体の表面の少なくとも一部に樹脂シートを積層する。そして、前記樹脂シートの中央から外周に向かう張力を前記樹脂シートに付与した状態のまま、前記樹脂シートと前記成形体とを一体化する。   In the method for molding a composite material according to the present invention for achieving the above object, first, a resin impregnated in a reinforced substrate is cured to form a molded body, and a resin sheet is laminated on at least a part of the surface of the molded body. . And the said resin sheet and the said molded object are integrated with the state which provided the tension | tensile_strength which goes to the outer periphery from the center of the said resin sheet to the said resin sheet.

上記目的を達成する本発明に係る複合材料の成形装置は、強化基材と、硬化した樹脂と、を含む成形体を形成する成形体形成部と、前記成形体の表面の少なくとも一部に樹脂シートを積層する積層部と、前記成形体と前記樹脂シートとを一体化する複合材料形成部と、を有する。前記積層部は、前記樹脂シートに対して前記樹脂シートの中央から外周に向かう張力を付与する張力付与部を含む。   A molding apparatus for a composite material according to the present invention that achieves the above object includes a molded body forming portion that forms a molded body including a reinforced base material and a cured resin, and a resin on at least a part of the surface of the molded body. A laminated portion that laminates the sheet; and a composite material forming portion that integrates the molded body and the resin sheet. The laminated portion includes a tension applying unit that applies a tension from the center of the resin sheet toward the outer periphery of the resin sheet.

本発明に係る複合材料の成形方法および複合材料の成形装置によれば、樹脂が硬化した成形体の表面に生じる微小な凹凸を、樹脂シートによって埋めることによって、表面を平滑にすることができる。さらに、樹脂シートと成形体とを一体化する際に、樹脂シートに張力がかかることによって、樹脂シートにしわやよれが発生することなく樹脂シートと成形体とを一体化することができる。これにより、複合材料の表面の凹凸を解消して外観品質を向上することができる。   According to the composite material molding method and the composite material molding apparatus according to the present invention, the surface can be smoothed by filling the resin sheet with minute irregularities generated on the surface of the molded body in which the resin is cured. Furthermore, when the resin sheet and the molded body are integrated, the resin sheet and the molded body can be integrated without causing wrinkles or kinks in the resin sheet by applying tension to the resin sheet. Thereby, the unevenness | corrugation of the surface of a composite material can be eliminated and external appearance quality can be improved.

本実施形態に係る複合材料の構成を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of the composite material which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る成形体の構成を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of the molded object which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る複合材料の成形装置の概略図である。It is the schematic of the shaping | molding apparatus of the composite material which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る複合材料の成形方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the shaping | molding method of the composite material which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図であり、樹脂シートの加熱工程および成形体の成形工程を示す概略図である。It is a figure for demonstrating the procedure which shape | molds a composite material using the shaping | molding apparatus of the composite material which concerns on this embodiment, and is the schematic which shows the heating process of a resin sheet, and the formation process of a molded object. 本実施形態に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図であり、成形体に樹脂シートを積層する工程を示す概略図である。It is a figure for demonstrating the procedure which shape | molds a composite material using the shaping | molding apparatus of the composite material which concerns on this embodiment, and is the schematic which shows the process of laminating | stacking a resin sheet on a molded object. 本実施形態に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図であり、成形体と樹脂シートとを一体化する工程を示す概略図である。It is a figure for demonstrating the procedure which shape | molds a composite material using the shaping | molding apparatus of the composite material which concerns on this embodiment, and is the schematic which shows the process of integrating a molded object and a resin sheet. 本実施形態に係る成形体を示す図であって、織物材の概略図(左図)および織物材を最表層に備える成形体の表面を撮影した写真(右図)である。It is a figure which shows the molded object which concerns on this embodiment, Comprising: It is the photograph (right figure) which image | photographed the surface of the molded object provided with the schematic (left figure) of a textile material, and a textile material in an outermost layer. 対比例に係る成形体を成形する様子を示す図であって、一方向材を最表層に備える複合材料を成形する際の樹脂の硬化前(左図)および樹脂の硬化後(右図)を示す概略図である。It is a figure which shows a mode that the molded object which concerns on a proportionality is shape | molded, Comprising: Before hardening of a resin at the time of shape | molding the composite material which has a unidirectional material in the outermost layer (left figure), and after hardening of a resin (right figure) FIG. 図9Aに示す左図のA1−A1線に沿う部分断面図(左図)および図9Aに示す右図のA2−A2線に沿う部分断面図(右図)である。FIG. 9A is a partial cross-sectional view (left view) along the line A1-A1 in the left view shown in FIG. 9A and a partial cross-sectional view (right view) along the line A2-A2 in the right view shown in FIG. 9A. 実施形態に係る成形方法によって成形される複合材料の適用例を示す図であり、複合材料を使用した各種の自動車部品を示す図である。It is a figure which shows the example of application of the composite material shape | molded by the shaping | molding method which concerns on embodiment, and is a figure which shows the various motor vehicle parts using a composite material. 実施形態に係る成形方法によって成形される複合材料の適用例を示す図であり、複合材料を使用した各種の自動車部品を接合して形成した車体を示す図である。It is a figure which shows the example of application of the composite material shape | molded by the shaping | molding method which concerns on embodiment, and is a figure which shows the vehicle body formed by joining the various automotive components using a composite material. 変形例1に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which shape | molds a composite material using the shaping | molding apparatus of the composite material which concerns on the modification 1. FIG. 変形例1に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which shape | molds a composite material using the shaping | molding apparatus of the composite material which concerns on the modification 1. FIG. 変形例1に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which shape | molds a composite material using the shaping | molding apparatus of the composite material which concerns on the modification 1. FIG. 変形例2に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a procedure for molding a composite material using a composite material molding apparatus according to Modification 2. 変形例2に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a procedure for molding a composite material using a composite material molding apparatus according to Modification 2. 変形例2に係る複合材料の成形装置を用いて複合材料を成形する手順を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a procedure for molding a composite material using a composite material molding apparatus according to Modification 2.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the following description does not limit the technical scope and terms used in the claims. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may differ from actual ratios.

複合材料10は、強化基材11と、樹脂22、31とを有している。樹脂22、31を強化基材11と組み合わせることによって樹脂22、31単体に比べて高い強度および剛性を備える複合材料10となる。複合材料10は、図10A、図10Bに示すように、例えば、自動車の車体400のルーフ401やボンネット402等の外板部品に適用される。複合材料10を適用することによって、鉄鋼材料を使用した場合に比べて車体400の大幅な軽量化が可能となる。   The composite material 10 includes a reinforced substrate 11 and resins 22 and 31. By combining the resins 22 and 31 with the reinforced substrate 11, the composite material 10 having higher strength and rigidity than the resins 22 and 31 alone is obtained. As shown in FIGS. 10A and 10B, the composite material 10 is applied to, for example, outer plate parts such as a roof 401 and a bonnet 402 of an automobile body 400. By applying the composite material 10, the vehicle body 400 can be significantly reduced in weight as compared with the case where a steel material is used.

本実施形態に係る複合材料10は、図1に示すように、強化基材11と、硬化した樹脂22とを含む成形体20の表面の少なくとも一部を覆うように樹脂シート30を積層して一体化することによって形成される。以下、成形体20に含まれる樹脂22を「母材樹脂22」と称し、樹脂シート30を構成する樹脂31を「被覆樹脂31」と称する。   As shown in FIG. 1, the composite material 10 according to the present embodiment is formed by laminating a resin sheet 30 so as to cover at least a part of the surface of the molded body 20 including the reinforced base material 11 and the cured resin 22. It is formed by integrating. Hereinafter, the resin 22 included in the molded body 20 is referred to as “base resin 22”, and the resin 31 constituting the resin sheet 30 is referred to as “coating resin 31”.

成形体20は、プリプレグシート21から形成される。プリプレグシート21は、シート状の強化基材11と、強化基材11に含浸されて、未硬化または半硬化の状態の樹脂22とを含む。成形体20は、図2に示すように、複数のプリプレグシート21を積層して、母材樹脂22を硬化させることによって形成される。   The molded body 20 is formed from a prepreg sheet 21. The prepreg sheet 21 includes a sheet-like reinforced substrate 11 and a resin 22 that is impregnated in the reinforced substrate 11 and is in an uncured or semi-cured state. As shown in FIG. 2, the molded body 20 is formed by laminating a plurality of prepreg sheets 21 and curing the base material resin 22.

強化基材11は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリアミド(PA)繊維、ポリプロピレン(PP)繊維、アクリル繊維等によって形成することができる。本実施形態では、強化基材11として炭素繊維を使用した例を説明する。炭素繊維は、熱膨張係数が小さく、寸法安定性に優れ、高温下においても機械的特性の低下が少ないという特徴があるため、自動車の車体400(図10Bを参照)に使用される複合材料10の強化基材11として好適に使用することができる。   The reinforced substrate 11 can be formed of, for example, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, polyamide (PA) fiber, polypropylene (PP) fiber, acrylic fiber, or the like. In the present embodiment, an example in which carbon fibers are used as the reinforcing substrate 11 will be described. Since the carbon fiber has a small coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability, and little deterioration in mechanical properties even at high temperatures, the composite material 10 used for the automobile body 400 (see FIG. 10B) is used. It can be suitably used as the reinforcing substrate 11.

プリプレグシート21に適用される強化基材11としては、繊維を縦横に織り込んで平織りまたは綾織りにした織物材12(図8を参照)や、繊維が一方向に引き揃えられた一方向材13(図9Aの左図を参照)を使用することができる。本実施形態に係る成形体20の最表層には、図1、図2に示すように、強化基材11として織物材12を含むプリプレグシート21を配置している。   The reinforced base material 11 applied to the prepreg sheet 21 includes a woven material 12 (see FIG. 8) in which fibers are woven in a horizontal and vertical direction into a plain or twill, or a unidirectional material 13 in which fibers are aligned in one direction. (See the left figure in FIG. 9A) can be used. As shown in FIGS. 1 and 2, a prepreg sheet 21 including a woven material 12 is disposed as the reinforcing base 11 on the outermost layer of the molded body 20 according to the present embodiment.

母材樹脂22は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、フェノール樹脂等が用いられる。本実施形態においては、機械的特性、寸法安定性に優れたエポキシ樹脂を用いる。エポキシ樹脂は2液タイプが主流であり、主剤および硬化剤を混合して使用する。主剤はビスフェノールA型のエポキシ樹脂、硬化剤はアミン系のものが一般的に用いられるが、これに限定されるものではなく、所望の材料特性に合わせて適宜選択できる。   As the base material resin 22, an epoxy resin, a phenol resin, or the like, which is a thermosetting resin, is used. In the present embodiment, an epoxy resin having excellent mechanical characteristics and dimensional stability is used. Epoxy resin is mainly a two-component type, and a main agent and a curing agent are mixed and used. The main agent is generally a bisphenol A-type epoxy resin, and the curing agent is an amine-based one, but is not limited to this, and can be appropriately selected according to desired material characteristics.

樹脂シート30を構成する被覆樹脂31は、シート状の熱可塑性樹脂によって形成されている。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン(PP)樹脂、ABS樹脂等を使用することができる。   The coating resin 31 constituting the resin sheet 30 is formed of a sheet-like thermoplastic resin. As the thermoplastic resin, for example, polypropylene (PP) resin, ABS resin, or the like can be used.

一般的に、熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂に比べて耐衝撃性に優れている。自動車用の外板部品には、自動車の走行時に跳ね上げられた飛び石などによる衝撃によって損傷を受けるチッピングが生じる。本実施形態に係る複合材料10の最表層は、熱可塑性樹脂から形成された樹脂シート30によって覆われているため、熱硬化性樹脂が最表層に配置された複合材料と比べて耐衝撃性に優れるため、チッピングによって受ける損傷を低減することができる。また、熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂に比べてき裂進展を抑える効果もあるため、長期使用における外観の品質悪化を抑えることができる。   In general, a thermoplastic resin is superior in impact resistance compared to a thermosetting resin. Chipping that is damaged by an impact caused by a stepping stone that is thrown up when the automobile is running occurs in an outer plate part for an automobile. Since the outermost layer of the composite material 10 according to the present embodiment is covered with the resin sheet 30 formed from a thermoplastic resin, the thermosetting resin is more resistant to impact than the composite material disposed on the outermost layer. Since it is excellent, damage caused by chipping can be reduced. In addition, since the thermoplastic resin has an effect of suppressing crack propagation as compared with the thermosetting resin, it is possible to suppress deterioration of the appearance quality in long-term use.

図3を参照して、本実施形態に係る成形装置100は、成形体20を形成する成形体形成部110と、樹脂シート30を加熱する加熱部120と、成形体20の表面に樹脂シート30を積層する積層部130と、成形体20と樹脂シート30とを一体化する複合材料形成部140と、成形装置100全体の作動を制御する制御部150と、を有する。   With reference to FIG. 3, the molding apparatus 100 according to the present embodiment includes a molded body forming unit 110 that forms the molded body 20, a heating unit 120 that heats the resin sheet 30, and a resin sheet 30 on the surface of the molded body 20. A laminated portion 130 for laminating, a composite material forming portion 140 for integrating the molded body 20 and the resin sheet 30, and a control portion 150 for controlling the operation of the entire molding apparatus 100.

成形体形成部110および複合材料形成部140は、1つの成形型160を共有する。成形型160は、開閉可能な一対の上型161(移動型)と、下型162(固定型)と、上型161および下型162の少なくとも一方の温度を調整する温度調整部163と、を有する。   The molded body forming unit 110 and the composite material forming unit 140 share one molding die 160. The molding die 160 includes a pair of upper and lower upper molds 161 (movable molds), a lower mold 162 (fixed mold), and a temperature adjusting unit 163 that adjusts the temperature of at least one of the upper mold 161 and the lower mold 162. Have.

温度調整部163は、成形型160を母材樹脂22の硬化温度まで加熱し、プリプレグシート21の母材樹脂22を硬化する。温度調整部163は、例えば、上型161、下型162内を循環する油や水等の熱媒体と、熱媒体を加熱する電気ヒーターとによって構成されている。   The temperature adjustment unit 163 heats the molding die 160 to the curing temperature of the base material resin 22 to cure the base material resin 22 of the prepreg sheet 21. The temperature adjustment unit 163 includes, for example, a heat medium such as oil or water that circulates in the upper mold 161 and the lower mold 162, and an electric heater that heats the heat medium.

加熱部120は、樹脂シート30の両面側に樹脂シート30を挟み込むよう配置され、両面側から加熱する電気ヒーターによって構成されている。なお、加熱部120は、樹脂シート30の片面側のみに配置されてもよい。   The heating unit 120 is arranged so as to sandwich the resin sheet 30 between both sides of the resin sheet 30 and is configured by an electric heater that heats from both sides. The heating unit 120 may be disposed only on one side of the resin sheet 30.

積層部130は、樹脂シート30に対して樹脂シート30の中央から外周に向かう張力を付与するグリッパ(張力付与部に相当)131を有する。   The stacked unit 130 includes a gripper (corresponding to a tension applying unit) 131 that applies tension to the resin sheet 30 from the center of the resin sheet 30 toward the outer periphery.

グリッパ131は、樹脂シート30の外周の少なくとも一部を把持して、樹脂シート30の中央から外周に向かう張力を付与する。樹脂シート30に張力を付与した状態のまま、成形体20の表面に樹脂シート30を押し付けるように積層する。なお、グリッパ131は、成形型160の上型161に固定して連動させてもよい。樹脂シート30に対して張力を付与する構成は、グリッパ131のように樹脂シート30を把持する構成に限定されず、例えば、締結や接合等の他の機械的構成を適用してもよい。   The gripper 131 grips at least a part of the outer periphery of the resin sheet 30 and applies a tension from the center of the resin sheet 30 toward the outer periphery. The resin sheet 30 is laminated so that the resin sheet 30 is pressed against the surface of the molded body 20 while the tension is applied to the resin sheet 30. The gripper 131 may be fixed and interlocked with the upper mold 161 of the mold 160. The configuration for applying tension to the resin sheet 30 is not limited to the configuration for gripping the resin sheet 30 like the gripper 131, and other mechanical configurations such as fastening and joining may be applied.

制御部150は、ROMやRAMから構成されるメモリ、CPU等から構成され、加熱部120、温度調整部163、グリッパ131等に電気的に接続されて、成形装置100全体の作動を制御する。   The control unit 150 includes a memory including a ROM and a RAM, a CPU, and the like, and is electrically connected to the heating unit 120, the temperature adjustment unit 163, the gripper 131, and the like, and controls the overall operation of the molding apparatus 100.

以下、複合材料10の成形方法について説明する。   Hereinafter, a method for forming the composite material 10 will be described.

図4に示すように、複合材料10の成形方法は、準備工程(ステップS10)と、成形体20の成形工程(ステップS20)と、樹脂シート30の加熱工程(ステップS30)と、一体化成形工程(ステップS40)と、脱型(ステップS50)と、を有する。以下、各工程について詳述する。   As shown in FIG. 4, the molding method of the composite material 10 includes a preparation process (step S10), a molding process of the molded body 20 (step S20), a heating process of the resin sheet 30 (step S30), and integral molding. A process (step S40) and demolding (step S50). Hereinafter, each process is explained in full detail.

準備工程(ステップS10)では、図3に示すように、グリッパ131によって樹脂シート30の外周を把持した状態のまま、樹脂シート30を加熱部120に配置する。同時に、プリプレグシート21を積層して、成形型160の下型162に配置する。この際、図2に示すように、最表層に強化基材11として織物材12を含むプリプレグシート21が配置されるようにプリプレグシート21を積層する。また、成形型160は、温度調整部163によって予め所定の温度に加熱しておく。   In the preparation step (step S <b> 10), as shown in FIG. 3, the resin sheet 30 is placed in the heating unit 120 while the gripper 131 holds the outer periphery of the resin sheet 30. At the same time, the prepreg sheets 21 are stacked and placed on the lower mold 162 of the mold 160. At this time, as shown in FIG. 2, the prepreg sheet 21 is laminated so that the prepreg sheet 21 including the woven material 12 as the reinforcing base material 11 is disposed on the outermost layer. Further, the mold 160 is heated to a predetermined temperature in advance by the temperature adjustment unit 163.

成形体20の成形工程(ステップS20)では、図5に示すように、成形型160の上型161を閉じて、積層したプリプレグシート21を熱プレス成形する。温度調整部163によって上型161および下型162を母材樹脂22の硬化温度まで加熱し、プリプレグシート21の母材樹脂22を硬化する。準備工程において、予め成形型160を加熱しているため、加熱時間を短縮することができる。母材樹脂22を硬化して成形体20を成形した後、成形型160の上型161を開く。   In the molding process of the molded body 20 (step S20), as shown in FIG. 5, the upper mold 161 of the molding die 160 is closed and the laminated prepreg sheet 21 is hot press molded. The upper mold 161 and the lower mold 162 are heated to the curing temperature of the base resin 22 by the temperature adjusting unit 163, and the base resin 22 of the prepreg sheet 21 is cured. In the preparation step, since the mold 160 is heated in advance, the heating time can be shortened. After the base material resin 22 is cured and the molded body 20 is molded, the upper mold 161 of the mold 160 is opened.

成形体20の成形工程において、母材樹脂22が硬化するまでの間、母材樹脂22は熱によって軟化して強化基材11の繊維間を流動する。仮に、成形体20の最表層に、図9Aの左図に示すように複数の繊維が束ねられた繊維束11aが同じ方向に複数配列された一方向材13を配置した場合、一方向材13は繊維の配向方向に対して直交方向の拘束力が弱い。このため、図9Aの右図に示すように、僅かな母材樹脂22の流動でも容易に繊維の配向が乱されてしまう。また、繊維の配向が乱れることによって、図9Bの左図に示すように繊維束11a内において単繊維レベルでの引き剥がしが生じる。強化基材11の繊維配向の乱れは、しわやよれとなって表面に現れたり、局所的な強度低下の要因となったりする。また、繊維が引き剥がされた部位には、図9Bの右図に示すような局所的なヒケSを引き起こして外観品質を悪化させる場合がある。   In the molding process of the molded body 20, the matrix resin 22 is softened by heat and flows between the fibers of the reinforced substrate 11 until the matrix resin 22 is cured. If the unidirectional material 13 in which a plurality of fiber bundles 11a in which a plurality of fibers are bundled is arranged in the same direction as shown in the left diagram of FIG. 9A is disposed on the outermost layer of the molded body 20, the unidirectional material 13 Has weak binding force in the direction orthogonal to the fiber orientation direction. For this reason, as shown in the right diagram of FIG. 9A, even a slight flow of the base material resin 22 easily disturbs the fiber orientation. Further, when the fiber orientation is disturbed, the fiber bundle 11a is peeled off at the single fiber level as shown in the left diagram of FIG. 9B. The disturbance in the fiber orientation of the reinforced substrate 11 may be wrinkled or twisted and appear on the surface, or may cause a local decrease in strength. Further, in the part where the fiber is peeled off, the appearance quality may be deteriorated by causing local sink S as shown in the right diagram of FIG. 9B.

本実施形態では、図2に示すように、成形体20の最表層に織物材12を配置しているため、成形体20の成形工程において生じる母材樹脂22の流動によって繊維が乱れることが少ない。このため、成形体20の表面に生じるしわやよれの発生を抑制し、局所的な強度低下を防ぐことができる。なお、織物材12は、繊維束11aが交差する部位(図8の破線で示す部分)に気泡が残存しやすい。このため、成形体20の表面に微小な凹凸が生じることがある。このように、成形体20の表面に生じた微小な凹凸は、後工程の一体化成形工程(ステップS40)において解消することができる。詳細は、後述する。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, since the fabric material 12 is arranged on the outermost layer of the molded body 20, the fibers are less likely to be disturbed by the flow of the base material resin 22 generated in the molding process of the molded body 20. . For this reason, generation | occurrence | production of the wrinkle and twist which arise on the surface of the molded object 20 can be suppressed, and a local strength fall can be prevented. In the woven material 12, bubbles are likely to remain at a portion where the fiber bundle 11a intersects (portion indicated by a broken line in FIG. 8). For this reason, minute irregularities may occur on the surface of the molded body 20. Thus, the minute unevenness generated on the surface of the molded body 20 can be eliminated in the subsequent integrated molding step (step S40). Details will be described later.

樹脂シート30の加熱工程(ステップS30)は、図5に示すように、成形体20の成形工程(ステップS20)と併行して行う。これにより、成形体20を成形している間に樹脂シート30を加熱しておくことができるため、樹脂シート30の加熱工程によるサイクルタイムの増加を最小限に抑えることができる。まず、グリッパ131によって樹脂シート30に、中央から外周に向かう張力を付与する。次に、樹脂シート30に張力を付与した状態のまま、加熱部120を作動させて樹脂シート30の両面を加熱して、樹脂シート30を軟化させる。なお、樹脂シート30の加熱工程では、樹脂シート30の片面のみを加熱してもよい。   The heating process (step S30) of the resin sheet 30 is performed in parallel with the molding process (step S20) of the molded body 20, as shown in FIG. Thereby, since the resin sheet 30 can be heated while the molded body 20 is being molded, an increase in cycle time due to the heating process of the resin sheet 30 can be minimized. First, a tension from the center toward the outer periphery is applied to the resin sheet 30 by the gripper 131. Next, with the tension applied to the resin sheet 30, the heating unit 120 is operated to heat both surfaces of the resin sheet 30 to soften the resin sheet 30. In the heating process of the resin sheet 30, only one side of the resin sheet 30 may be heated.

一体化成形工程(ステップS40)では、まず、図6に示すように、樹脂シート30に張力を付与した状態のまま、下型162に配置された成形体20の表面に樹脂シート30を押し付けるように覆い被せて積層する。樹脂シート30に張力を付与した状態のまま成形体20に積層することによって、樹脂シート30にしわやよれの発生を抑制することができる。   In the integrated molding step (step S40), first, as shown in FIG. 6, the resin sheet 30 is pressed against the surface of the molded body 20 arranged in the lower mold 162 while the tension is applied to the resin sheet 30. Cover and laminate. By laminating the molded body 20 with the tension applied to the resin sheet 30, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles and kinks in the resin sheet 30.

仮に、母材樹脂22が未硬化または半硬化の状態の成形体20に樹脂シート30を積層すると、成形体20の表面が柔らかいため、樹脂シート30を押し付ける力によって変形しやすい。このため、樹脂シート30を成形体20に密着させることが困難となり、樹脂シート30と成形体20との間にボイドV(図8の右図を参照)を残した状態のまま成形してしまうことがある。これにより、複合材料10の表面に凹凸が形成されて、外観品質が低下する虞がある。   If the resin sheet 30 is laminated on the molded body 20 in which the base material resin 22 is in an uncured or semi-cured state, the surface of the molded body 20 is soft, so that the resin sheet 30 is easily deformed by a pressing force. For this reason, it becomes difficult to make the resin sheet 30 adhere to the molded body 20, and the resin sheet 30 is molded with the void V (see the right figure in FIG. 8) left between the resin sheet 30 and the molded body 20. Sometimes. Thereby, unevenness | corrugation is formed in the surface of the composite material 10, and there exists a possibility that external appearance quality may fall.

本実施形態では、成形体20の母材樹脂22を硬化させた後に、樹脂シート30を成形体20の表面に押しつけるように配置するため、成形体20と樹脂シート30を密着させることができる。これにより、成形体20と樹脂シート30との間にボイドVが生じることを抑制し、複合材料10の外観品質を向上させることができる。   In the present embodiment, after the base material resin 22 of the molded body 20 is cured, the resin sheet 30 is disposed so as to be pressed against the surface of the molded body 20, so that the molded body 20 and the resin sheet 30 can be brought into close contact with each other. Thereby, it can suppress that the void V arises between the molded object 20 and the resin sheet 30, and can improve the external appearance quality of the composite material 10. FIG.

次に、図7に示すように、成形型160の上型161を閉じて樹脂シート30を成形体20の表面に接合させて一体化する。樹脂シート30は、軟化しているため、成形体20の表面の凹凸に溶融した被覆樹脂31が入り込む。これにより、成形体20の表面に生じた凹凸、特に、織物材12の繊維束11aが交差する部位(図8の破線で示す部分)に形成されたボイドVによって生じる表面の凹凸を被覆樹脂31が埋めて補填することによって表面が平滑になる。これにより、成形体20の表面の凹凸を解消し、複合材料10の塗装後の外観品質を向上することができる。   Next, as shown in FIG. 7, the upper mold 161 of the mold 160 is closed and the resin sheet 30 is joined to the surface of the molded body 20 to be integrated. Since the resin sheet 30 is softened, the molten coating resin 31 enters the irregularities on the surface of the molded body 20. Thereby, the unevenness generated on the surface of the molded body 20, in particular, the unevenness on the surface generated by the void V formed in the portion where the fiber bundle 11 a of the fabric material 12 intersects (the portion indicated by the broken line in FIG. 8) is coated resin 31. The surface becomes smooth by filling and filling. Thereby, the unevenness | corrugation of the surface of the molded object 20 can be eliminated, and the external appearance quality after the coating of the composite material 10 can be improved.

また、母材樹脂22は熱硬化性樹脂によって構成され、被覆樹脂31は熱可塑性樹脂によって構成されている。仮に、一体化成形工程において、母材樹脂22が被覆樹脂31とともに流動してしまうと、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との粘度や熱収縮率等の材料特性の違いによって、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との界面でしわよれが生じやすい。これにより、複合材料10の表面に凹凸が形成されたり、しわやよれが発生したりする虞がある。   The base material resin 22 is made of a thermosetting resin, and the coating resin 31 is made of a thermoplastic resin. If the base resin 22 flows together with the coating resin 31 in the integrated molding process, the thermoplastic resin and the thermosetting resin may differ from the thermoplastic resin due to differences in material properties such as viscosity and thermal shrinkage. Wrinkles are likely to occur at the interface with the thermosetting resin. As a result, there is a risk that irregularities are formed on the surface of the composite material 10 or wrinkles or kinks occur.

本実施形態では、成形体20の母材樹脂22が硬化した状態で、一体化成形工程を行うため、成形体20の母材樹脂22が被覆樹脂31とともに流動しない。このため、被覆樹脂31と母材樹脂22の粘度や熱収縮率等の材料特性の違いによって表面に凹凸が形成されたり、しわやよれが発生したりすることを抑制することができる。よって、複合材料10の外観品質を向上することができる。   In this embodiment, since the integral molding process is performed in a state where the base material resin 22 of the molded body 20 is cured, the base material resin 22 of the molded body 20 does not flow together with the coating resin 31. For this reason, it can suppress that an unevenness | corrugation is formed in the surface by the difference in material characteristics, such as the viscosity of the coating resin 31 and the base material resin 22, and a thermal contraction rate, or a wrinkle and a twist generate | occur | produce. Therefore, the appearance quality of the composite material 10 can be improved.

また、一体化成形工程において樹脂シート30のみを成形するため、低圧成形することができる。このため、成形型160の型締圧力を低く抑えることができ、設備投資にかかる費用を低減することができる。   Moreover, since only the resin sheet 30 is molded in the integral molding process, low pressure molding can be performed. For this reason, the clamping pressure of the shaping | molding die 160 can be restrained low, and the expense concerning equipment investment can be reduced.

最後に、成形型160から複合材料10を脱型して成形が完了する(ステップS50)。   Finally, the composite material 10 is removed from the mold 160 to complete the molding (step S50).

以上説明したように、本実施形態に係る複合材料10の成形方法および複合材料10の成形装置100によれば、強化基材11に含浸した母材樹脂22を硬化させて成形体20を形成し、成形体20の表面の少なくとも一部に樹脂シート30を積層する。そして、樹脂シート30の中央から外周に向かう張力を樹脂シート30に付与した状態のまま、樹脂シート30と成形体20とを一体化する。   As described above, according to the molding method of the composite material 10 and the molding apparatus 100 of the composite material 10 according to the present embodiment, the base material resin 22 impregnated in the reinforced base material 11 is cured to form the molded body 20. The resin sheet 30 is laminated on at least a part of the surface of the molded body 20. And the resin sheet 30 and the molded object 20 are integrated with the state which provided the tension | tensile_strength which goes to the outer periphery from the center of the resin sheet 30 to the resin sheet 30. FIG.

このように構成した複合材料10の成形方法によれば、成形体20の母材樹脂22を硬化させた後に、樹脂シート30を成形体20の表面に配置する。このため、樹脂シート30の被覆樹脂31が、成形体20の母材樹脂22とともに流動して、強化基材11に含浸することを抑制することができる。これにより、被覆樹脂31が母材樹脂22とともに流動することによって生じるしわやよれを抑制し、最表層の被覆樹脂31が強化基材11に含浸することによって形成される表面の凹凸を抑制することができる。このように、被覆樹脂31によって成形体20の表面の凹凸を埋めて表面を平滑にすることができる。さらに、樹脂シート30と成形体20とを一体化する際に、樹脂シート30に張力がかかることによって、樹脂シート30にしわやよれが発生することなく樹脂シート30と成形体20とを一体化することができる。これにより、複合材料10の表面の凹凸を解消して外観品質を向上させることができる。   According to the molding method of the composite material 10 configured as described above, the resin sheet 30 is disposed on the surface of the molded body 20 after the base material resin 22 of the molded body 20 is cured. For this reason, it can suppress that the coating resin 31 of the resin sheet 30 flows with the base material resin 22 of the molded body 20 and impregnates the reinforced substrate 11. This suppresses wrinkles and kinks caused by the flow of the coating resin 31 together with the base resin 22, and suppresses unevenness of the surface formed by the outermost coating resin 31 impregnating the reinforced substrate 11. Can do. As described above, the coating resin 31 can fill the unevenness of the surface of the molded body 20 and smooth the surface. Furthermore, when the resin sheet 30 and the molded body 20 are integrated, the resin sheet 30 and the molded body 20 are integrated without causing wrinkles or kinks in the resin sheet 30 due to tension applied to the resin sheet 30. can do. Thereby, the unevenness | corrugation of the surface of the composite material 10 can be eliminated, and external appearance quality can be improved.

また、樹脂シート30は、熱可塑性樹脂によって形成される。複合材料10の最表層に熱可塑性樹脂を配置することによって、熱硬化性樹脂を配置する場合に比べて耐衝撃性に優れた複合材料10を成形することができる。また、チッピング等による層間はく離やき裂進展を抑制することができるため、複合材料10を適用した外板部品の長期使用における外観の品質劣化を抑制することができる。   Moreover, the resin sheet 30 is formed of a thermoplastic resin. By disposing the thermoplastic resin on the outermost layer of the composite material 10, it is possible to form the composite material 10 having excellent impact resistance compared to the case of disposing the thermosetting resin. Moreover, since delamination and crack growth due to chipping and the like can be suppressed, it is possible to suppress deterioration in appearance quality in long-term use of the outer plate component to which the composite material 10 is applied.

また、成形体20に樹脂シート30を積層する前に、樹脂シート30を加熱する。樹脂シート30を予め加熱して軟化させることによって、成形体20の表面の凹凸に被覆樹脂31が入り込みやすくなる。これにより、複合材料10の外観品質をさらに向上することができる。   In addition, the resin sheet 30 is heated before the resin sheet 30 is laminated on the molded body 20. By preheating and softening the resin sheet 30, the coating resin 31 easily enters the irregularities on the surface of the molded body 20. Thereby, the appearance quality of the composite material 10 can be further improved.

また、成形体20は、強化基材11と、未硬化または半硬化の状態の母材樹脂22と、を含むプリプレグシート21によって形成される。強化基材11に樹脂を含浸させて成形するRTM成形法に比べて、複合材料10の成形時間を短縮することができる。また、プリプレグシート21を使用することによって、一方向材13を使用することができるため、繊維配向の選択の幅を広げることができる。   Further, the molded body 20 is formed by a prepreg sheet 21 including the reinforced base material 11 and a base material resin 22 in an uncured or semi-cured state. Compared to the RTM molding method in which the reinforced base material 11 is impregnated with a resin, the molding time of the composite material 10 can be shortened. Moreover, since the unidirectional material 13 can be used by using the prepreg sheet 21, the selection range of fiber orientation can be expanded.

また、成形体20の母材樹脂22は、熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂は、一般的に熱可塑性樹脂に比べて、耐熱性が高く、寸法安定性に優れている。また、本発明に係る成形方法によれば、成形体20の母材樹脂22を硬化させた後に樹脂シート30と成形体20とを一体化する。このため、樹脂シート30の被覆樹脂31に熱可塑性樹脂、成形体20の母材樹脂22に熱硬化性樹脂を用いた場合に、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との粘度や熱収縮率の違いによって複合材料10の表面の凹凸の形成やしわやよれの発生を抑制することができる。   Further, the base material resin 22 of the molded body 20 is a thermosetting resin. Thermosetting resins generally have higher heat resistance and superior dimensional stability than thermoplastic resins. Moreover, according to the shaping | molding method which concerns on this invention, after hardening the base material resin 22 of the molded object 20, the resin sheet 30 and the molded object 20 are integrated. For this reason, when a thermoplastic resin is used for the coating resin 31 of the resin sheet 30 and a thermosetting resin is used for the base material resin 22 of the molded body 20, the viscosity and the thermal shrinkage of the thermoplastic resin and the thermosetting resin are reduced. Due to the difference, it is possible to suppress the formation of irregularities on the surface of the composite material 10 and the generation of wrinkles and kinks.

また、強化基材11のうち、成形体20の最表層に配置される強化基材11の少なくとも一部は、繊維を織り込んだ織物材12である。これにより、成形体20を形成する際に、織物材12が配置された部分において、母材樹脂22の流動によって生じる繊維の乱れを抑制し、表面の凹凸の形成やしわやよれの発生を抑制して複合材料10の外観品質をより一層向上させることができる。   In addition, at least a part of the reinforced base material 11 disposed in the outermost layer of the molded body 20 among the reinforced base material 11 is a woven material 12 in which fibers are woven. Thereby, when forming the molded body 20, in the portion where the woven material 12 is arranged, the disturbance of the fibers caused by the flow of the base material resin 22 is suppressed, and the formation of surface irregularities and the generation of wrinkles and kinks are suppressed. Thus, the appearance quality of the composite material 10 can be further improved.

〈変形例1〉
図11A〜図11Cを参照して、前述した実施形態の変形例1を説明する。なお、前述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
<Modification 1>
A modification 1 of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. 11A to 11C. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

変形例1に係る複合材料10の成形装置の複合材料形成部240は、成形体形成部110と上型161を共有せず、上型161の代わりに分割型(加圧部に相当)261を備える点で、前述した実施形態にと異なる。複合材料形成部240は、成形型160の下型162(固定型)のみを成形体形成部110と共有する。   The composite material forming unit 240 of the molding apparatus for the composite material 10 according to the modified example 1 does not share the molded body forming unit 110 and the upper mold 161, and instead of the upper mold 161, a divided mold (corresponding to a pressure unit) 261 is used. It differs from the above-described embodiment in that it is provided. The composite material forming unit 240 shares only the lower mold 162 (fixed mold) of the mold 160 with the molded body forming unit 110.

分割型261は、図11Aに示すように、樹脂シート30の中央部に押圧力を付与する中央押圧部261aと、樹脂シート30の外周部に押圧力を付与する外周押圧部261bと、を有する。   As shown in FIG. 11A, the split mold 261 includes a central pressing portion 261a that applies a pressing force to the central portion of the resin sheet 30, and an outer peripheral pressing portion 261b that applies a pressing force to the outer peripheral portion of the resin sheet 30. .

一体化成形工程(ステップS40)において成形体20に樹脂シート30を積層する際に、まず、図11Bに示すように、分割型261の中央押圧部261aによって樹脂シート30の中央部を押圧して、樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与する。   When laminating the resin sheet 30 on the molded body 20 in the integrated molding step (step S40), first, as shown in FIG. 11B, the central portion of the resin sheet 30 is pressed by the central pressing portion 261a of the split mold 261. The pressure is applied to the resin sheet 30 in the direction in which the resin sheet 30 approaches the molded body 20.

次に、図11Cに示すように、中央押圧部261aによって樹脂シート30の中央部を押圧した状態のまま、分割型261の外周押圧部261bによって樹脂シート30の外周部を押圧して、樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与する。このように、分割型261によって樹脂シート30の中央から外周に向かって順に、樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与する。また、樹脂シート30を分割型261によって押圧した状態で、樹脂シート30を成形体20の表面に接合させて一体化する。   Next, as shown in FIG. 11C, the outer peripheral portion of the resin sheet 30 is pressed by the outer peripheral pressing portion 261b of the split mold 261 while the central portion of the resin sheet 30 is pressed by the central pressing portion 261a. Pressure is applied to the resin sheet 30 in a direction in which 30 is close to the molded body 20. In this way, pressure is applied to the resin sheet 30 by the split mold 261 in order from the center of the resin sheet 30 toward the outer periphery in a direction in which the resin sheet 30 approaches the molded body 20. Further, in a state where the resin sheet 30 is pressed by the split mold 261, the resin sheet 30 is joined and integrated with the surface of the molded body 20.

以上説明したように、変形例1に係る複合材料10の製造方法および成形装置の複合材料形成部240によれば、成形体20に樹脂シート30を積層する際に、樹脂シート30の中央から外周に向かって順に、樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって、樹脂シート30に対して圧力を付与する。これにより、樹脂シート30と成形体20との間に残存する空気を外へ排出しながら両者を密着させることができる。このため、樹脂シート30と成形体20との間に気泡が残存することを抑制し、気泡による複合材料10の表面の膨れや面粗さの増加を防ぐことができる。これにより、複合材料10の外観品質をさらに向上することができる。   As described above, according to the method for manufacturing the composite material 10 and the composite material forming unit 240 of the molding apparatus according to the first modification, when the resin sheet 30 is laminated on the molded body 20, the outer periphery from the center of the resin sheet 30 is obtained. The pressure is applied to the resin sheet 30 in the direction in which the resin sheet 30 approaches the molded body 20 in order. Thereby, both can be made to contact | adhere, discharging the air which remains between the resin sheet 30 and the molded object 20 outside. For this reason, it can suppress that a bubble remains between the resin sheet 30 and the molded object 20, and can prevent the swelling of the surface of the composite material 10 by a bubble, and the increase in surface roughness. Thereby, the appearance quality of the composite material 10 can be further improved.

また、分割型261は、樹脂シート30の中央部に押圧力を付与する中央押圧部261aと、樹脂シート30の外周部に押圧力を付与する外周押圧部261bと、を有する。中央押圧部261aと外周押圧部261bの作動させる順序を調整することによって、比較的容易に樹脂シート30の中央から外周に向かって順に、樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与することができる。   The split mold 261 includes a central pressing portion 261 a that applies a pressing force to the central portion of the resin sheet 30 and an outer peripheral pressing portion 261 b that applies a pressing force to the outer peripheral portion of the resin sheet 30. By adjusting the order in which the central pressing portion 261a and the outer peripheral pressing portion 261b are operated, the resin sheet 30 is relatively easily moved from the center of the resin sheet 30 toward the outer periphery in the direction in which the resin sheet 30 approaches the molded body 20. A pressure can be applied to the sheet 30.

〈変形例2〉
図12A〜図12Cを参照して、前述した実施形態の変形例2を説明する。なお、前述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
<Modification 2>
A modification 2 of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. 12A to 12C. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

変形例2に係る複合材料10の成形装置の複合材料形成部340は、成形体形成部110と上型161を共有せず、上型161の代わりに気流発生部362を含む上型(加圧部に相当)361を備える点で、前述した実施形態にと異なる。複合材料形成部340は、前述した変形例1と同様に、成形型160の下型162(固定型)のみを成形体形成部110と共有する。   The composite material forming unit 340 of the molding apparatus for the composite material 10 according to the modified example 2 does not share the molded body forming unit 110 and the upper mold 161, and includes an upper mold (pressurization) including an air flow generating unit 362 instead of the upper mold 161. This is different from the above-described embodiment in that it includes a 361. The composite material forming section 340 shares only the lower mold 162 (fixed mold) of the mold 160 with the molded body forming section 110, as in the first modification described above.

気流発生部362は、気流を発生して樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与する。気流を発生する気体は、特に限定されないが、窒素やアルゴン等の不活性ガスを使用することが好ましい。   The air flow generation unit 362 generates an air flow and applies pressure to the resin sheet 30 in a direction in which the resin sheet 30 approaches the molded body 20. The gas that generates the airflow is not particularly limited, but it is preferable to use an inert gas such as nitrogen or argon.

一体化成形工程(ステップS40)において成形体20に樹脂シート30を積層する際に、まず、図12Aに示すように、気流発生部362によって樹脂シート30の中央部に気流を発生させて樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与する。   When laminating the resin sheet 30 on the molded body 20 in the integrated molding step (step S40), first, as shown in FIG. 12A, an air current is generated at the central portion of the resin sheet 30 by the air current generating unit 362, and then the resin sheet. Pressure is applied to the resin sheet 30 in a direction in which 30 is close to the molded body 20.

次に、図12Bに示すように、気流発生部362によって樹脂シート30の外周部に気流を発生させて樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与する。このように、気流発生部362が発生する気流によって、樹脂シート30の中央から外周に向かって順に、樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与する。   Next, as shown in FIG. 12B, an air flow is generated on the outer peripheral portion of the resin sheet 30 by the air flow generation unit 362 and pressure is applied to the resin sheet 30 in a direction in which the resin sheet 30 approaches the molded body 20. To do. As described above, the air flow generated by the air flow generation unit 362 applies pressure to the resin sheet 30 in the direction from the center of the resin sheet 30 toward the outer periphery toward the molded body 20. .

その後、図12Cに示すように、上型361を閉じて樹脂シート30を成形体20の表面に接合させて一体化する。   Thereafter, as shown in FIG. 12C, the upper mold 361 is closed, and the resin sheet 30 is joined to the surface of the molded body 20 to be integrated.

以上説明したように、変形例2に係る複合材料10の製造方法および成形装置の複合材料形成部340によれば、成形体20に樹脂シート30を積層する際に、樹脂シート30の中央から外周に向かって順に、樹脂シート30が成形体20に近接する方向に向かって樹脂シート30に対して圧力を付与する。これにより、樹脂シート30と成形体20との間に残存する空気を外へ排出しながら両者を密着させることができる。このため、樹脂シート30と成形体20との間に気泡が残存することを抑制し、気泡による複合材料10の表面の膨れや面粗さの増加を防ぐことができる。これにより、複合材料10の外観品質をさらに向上することができる。   As described above, according to the method for manufacturing the composite material 10 and the composite material forming unit 340 of the molding apparatus according to the modified example 2, when the resin sheet 30 is laminated on the molded body 20, the outer periphery from the center of the resin sheet 30 is obtained. The pressure is applied to the resin sheet 30 in the direction in which the resin sheet 30 approaches the molded body 20 in order. Thereby, both can be made to contact | adhere, discharging the air which remains between the resin sheet 30 and the molded object 20 outside. For this reason, it can suppress that a bubble remains between the resin sheet 30 and the molded object 20, and can prevent the swelling of the surface of the composite material 10 by a bubble, and the increase in surface roughness. Thereby, the appearance quality of the composite material 10 can be further improved.

また、上型361は、樹脂シート30に対して気流によって圧力を付与する気流発生部362を有する。これにより、気流を発生する位置を調整することによって、樹脂シート30に対して圧力を付与する位置を細かく調整することができる。   Further, the upper mold 361 has an air flow generation unit 362 that applies pressure to the resin sheet 30 by an air flow. Thereby, the position which gives a pressure with respect to the resin sheet 30 can be finely adjusted by adjusting the position which generate | occur | produces an airflow.

以上、実施形態および変形例を通じて複合材料の成形方法および成形装置を説明したが、本発明は実施形態において説明した構成のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。   As described above, the molding method and the molding apparatus of the composite material have been described through the embodiment and the modified examples. However, the present invention is not limited to the configuration described in the embodiment, and may be appropriately changed based on the description of the claims. Is possible.

例えば、成形体は、プリプレグシートを積層して形成する構成に限定されず、成形型内に強化基材を配置して樹脂を含浸させるRTM(Resin Transfer Molding)成形法や他の成形法を用いて成形してもよい。   For example, the molded body is not limited to a configuration in which prepreg sheets are laminated, and an RTM (Resin Transfer Molding) molding method in which a reinforced base material is placed in a molding die and impregnated with a resin or other molding methods is used. May be molded.

また、成形体を構成する母材樹脂は、熱硬化性樹脂に限定されず、熱可塑性樹脂を使用することができる。この場合、熱可塑性樹脂である母材樹脂を加熱して軟化した状態で成形型を閉じて、冷却して硬化させることによって成形体を形成することができる。   Moreover, the base material resin constituting the molded body is not limited to the thermosetting resin, and a thermoplastic resin can be used. In this case, the molded body can be formed by closing the mold in a state where the base resin, which is a thermoplastic resin, is heated and softened, and then cooling and curing.

また、樹脂シートを構成する被覆樹脂は、熱可塑性樹脂に限定されず、熱硬化性樹脂を使用することができる。   Moreover, the coating resin which comprises a resin sheet is not limited to a thermoplastic resin, A thermosetting resin can be used.

成形体形成部の成形型と複合材料形成部の成形型は、前述した実施形態のように同一の成形型を共有する構成に限定されず、例えば、それぞれ専用の成形型を備えていてもよいし、下型のみまたは上型のみを共有してもよい。   The molding die of the molded body forming portion and the molding die of the composite material forming portion are not limited to the configuration sharing the same molding die as in the above-described embodiment, and for example, each may have a dedicated molding die. However, only the lower mold or the upper mold may be shared.

また、変形例1および変形例2は、樹脂シートの中央から外周に向かって順に、樹脂シートが成形体に対して近接する方向に圧力を付与する構成の一例であるが、複合材料の成形方法および複合材料の成形装置は、前記機能を発揮する方法または構成であればよく、前述した変形例1および変形例2において説明した方法または構成に限定されるものではない。   Moreover, although the modification 1 and the modification 2 are examples of the structure which gives a pressure in the direction which a resin sheet adjoins with respect to a molded object in order toward the outer periphery from the center of a resin sheet, the shaping | molding method of a composite material The composite material molding apparatus may be any method or configuration that exhibits the above-described functions, and is not limited to the method or configuration described in Modification 1 and Modification 2 described above.

また、プリプレグシート21の積層構成は前述した実施形態に限定されない。   Moreover, the laminated structure of the prepreg sheet 21 is not limited to the embodiment described above.

10 複合材料、
11 強化基材、
12 織物材、
20 成形体、
21 プリプレグシート、
22 母材樹脂(樹脂)、
30 樹脂シート、
31 被覆樹脂(樹脂)、
100 成形装置、
110 成形体形成部、
120 加熱部、
130 積層部、
131 グリッパ(張力付与部)、
140、240、340 複合材料形成部、
150 制御部、
160 成形型、
161 上型、
162 下型、
163 温度調整部、
261 分割型(加圧部)、
261a 中央押圧部、
261b 外周押圧部、
361 上型(加圧部)、
362 気流発生部、
400 車体、
401 ルーフ、
402 ボンネット。
10 Composite materials,
11 Reinforced substrate,
12 Weaving materials
20 molded body,
21 prepreg sheet,
22 Base material resin (resin),
30 resin sheet,
31 Coating resin (resin),
100 molding equipment,
110 molded body forming part,
120 heating section,
130 lamination part,
131 Gripper (tension applying part),
140, 240, 340 composite material forming part,
150 control unit,
160 mold,
161 Upper mold,
162 Lower mold,
163 temperature adjustment unit,
261 split type (pressurizing part),
261a center pressing part,
261b outer peripheral pressing part,
361 Upper mold (pressure part),
362 Airflow generator,
400 body,
401 roof,
402 Bonnet.

Claims (16)

強化基材に含浸した樹脂を硬化させて成形体を形成し、
前記成形体の表面の少なくとも一部に樹脂シートを積層し、
前記樹脂シートの中央から外周に向かう張力を前記樹脂シートに付与した状態のまま、前記樹脂シートと前記成形体とを一体化する、複合材料の成形方法。
The molded body is formed by curing the resin impregnated in the reinforced substrate,
Laminating a resin sheet on at least a part of the surface of the molded body,
A molding method for a composite material, in which the resin sheet and the molded body are integrated while a tension from the center of the resin sheet toward the outer periphery is applied to the resin sheet.
前記成形体に前記樹脂シートを積層する際に、前記樹脂シートの中央から外周に向かって順に、前記樹脂シートが前記成形体に近接する方向に向かって前記樹脂シートに対して圧力を付与する、請求項1に記載の複合材料の成形方法。   When laminating the resin sheet on the molded body, in order from the center of the resin sheet toward the outer periphery, the resin sheet applies pressure to the resin sheet in a direction close to the molded body. The molding method of the composite material according to claim 1. 前記樹脂シートは、熱可塑性樹脂によって形成される、請求項1または請求項2に記載の複合材料の成形方法。   The method for molding a composite material according to claim 1, wherein the resin sheet is formed of a thermoplastic resin. 前記成形体に前記樹脂シートを積層する前に、前記樹脂シートを加熱する、請求項3に記載の複合材料の成形方法。   The method for molding a composite material according to claim 3, wherein the resin sheet is heated before the resin sheet is laminated on the molded body. 前記成形体は、前記強化基材と、未硬化または半硬化の状態の前記樹脂と、を含むプリプレグシートによって形成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合材料の成形方法。   The method for molding a composite material according to claim 1, wherein the molded body is formed by a prepreg sheet including the reinforced base material and the resin in an uncured or semi-cured state. . 前記成形体の前記樹脂は、熱硬化性樹脂である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の複合材料の成形方法。   The method for molding a composite material according to claim 1, wherein the resin of the molded body is a thermosetting resin. 前記強化基材のうち、前記成形体の最表層に配置される前記強化基材の少なくとも一部は、繊維を織り込んだ織物材である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の複合材料の成形方法。   The composite according to any one of claims 1 to 6, wherein at least a part of the reinforcing base disposed in the outermost layer of the molded body among the reinforcing base is a woven material in which fibers are woven. Material forming method. 強化基材と、硬化した樹脂と、を含む成形体を形成する成形体形成部と、
前記成形体の表面の少なくとも一部に樹脂シートを積層する積層部と、
前記成形体と前記樹脂シートとを一体化する複合材料形成部と、を有し、
前記積層部は、前記樹脂シートに対して前記樹脂シートの中央から外周に向かう張力を付与する張力付与部を含む、複合材料の成形装置。
A molded body forming part for forming a molded body including a reinforced base material and a cured resin;
A laminated portion that laminates a resin sheet on at least a part of the surface of the molded body;
A composite material forming unit that integrates the molded body and the resin sheet,
The said lamination | stacking part is a shaping | molding apparatus of a composite material containing the tension | tensile_strength provision part which provides the tension | tensile_strength which goes to the outer periphery from the center of the said resin sheet with respect to the said resin sheet.
前記複合材料形成部は、前記樹脂シートの中央から外周に向かって順に、前記樹脂シートが前記成形体に近接する方向に向かって前記樹脂シートに対して圧力を付与する加圧部を含む、請求項8に記載の複合材料の成形装置。   The composite material forming unit includes a pressurizing unit that applies pressure to the resin sheet in a direction from the center of the resin sheet toward the outer periphery in a direction in which the resin sheet approaches the molded body. Item 9. The composite material molding apparatus according to Item 8. 前記加圧部は、前記樹脂シートの中央部に押圧力を付与する中央押圧部と、前記樹脂シートの外周部に押圧力を付与する外周押圧部と、を含む分割型を有する、請求項9に記載の複合材料の成形装置。   The said pressurization part has a split type | mold containing the center press part which provides pressing force to the center part of the said resin sheet, and the outer periphery press part which provides pressing force to the outer peripheral part of the said resin sheet, The molding apparatus of the composite material described in 1. 前記加圧部は、前記樹脂シートに気流によって圧力を付与する気流発生部を有する、請求項9または請求項10に記載の複合材料の成形装置。   The said pressurization part is a shaping | molding apparatus of the composite material of Claim 9 or Claim 10 which has an airflow generation | occurrence | production part which provides a pressure to the said resin sheet with an airflow. 前記樹脂シートは、熱可塑性樹脂によって形成される、請求項8〜11のいずれか1項に記載の複合材料の成形装置。   The said resin sheet is a shaping | molding apparatus of the composite material of any one of Claims 8-11 formed with a thermoplastic resin. 前記樹脂シートを加熱する加熱部をさらに有する、請求項12に記載の複合材料の成形装置。   The composite material molding apparatus according to claim 12, further comprising a heating unit configured to heat the resin sheet. 前記成形体は、強化基材と、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂と、を含むプリプレグシートによって形成される、請求項8〜13のいずれか1項に記載の複合材料の成形装置。   The said molded object is a shaping | molding apparatus of the composite material of any one of Claims 8-13 formed by the prepreg sheet | seat containing a reinforcement base material and a thermoplastic resin or a thermosetting resin. 前記成形体の前記樹脂は、熱硬化性樹脂である、請求項8〜14のいずれか1項に記載の複合材料の成形装置。   The said resin of the said molded object is a shaping | molding apparatus of the composite material of any one of Claims 8-14 which is a thermosetting resin. 前記強化基材のうち、前記成形体の最表層に配置される前記強化基材の少なくとも一部は、繊維を織り込んだ織物材である、請求項8〜15のいずれか1項に記載の複合材料の成形装置。   The composite according to any one of claims 8 to 15, wherein at least a part of the reinforcing base disposed in the outermost layer of the molded body among the reinforcing base is a woven material in which fibers are woven. Material molding equipment.
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