JP2019151783A - プリフォーム賦形方法、複合材成形方法、複合材及び航空機構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本発明の実施形態に係るプリフォーム賦形方法によって製作することが可能なプリフォームの第1の形状例を示す斜視図である。
次に上述した賦形方法で製作されたプリフォーム2を素材とする複合材の成形方法について説明する。以降では、上述した賦形方法で製作されたプリフォーム2を用いて図1に例示される形状を有する複合材を成形する場合を例に説明する。
次に上述した成形方法で製作される複合材の構造について説明する。
次に上述した複合材で構成される航空機構造体の例について説明する。
以上のようなプリフォーム賦形方法及び複合材成形方法によれば、少なくとも一方が大きな曲率で湾曲している板状の部分を連結した形状を有するプリフォーム2及び複合材であっても、繊維に過剰な張力や局所的な隙間を発生させることなく賦形及び成形することができる。その結果、複合材の強度低下を軽減させることができる。逆に、従来は強度が確保できないことから製作が困難であった、大きな曲率で湾曲する複合材であっても製作することが可能となる。
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
1A 平板
1B 凸部
2 プリフォーム
3、4、5 賦形面
6 ウェブ
7、8 フランジ
9、10 曲面
11 平面
20、20A、20B、20C シート状の繊維
21、21A、21B、21C 内側のフランジを形成するシート状の繊維の部分
22、22A 外側のフランジを形成するシート状の繊維の部分
23、23A、23B、23C ウェブを形成するシート状の繊維の部分
24、25 切込
26 隙間
27 オーバーラップ領域
28、29 折曲線
30 繊維の積層体
31 バギングフィルム
32 シーラント
33 真空装置
34 加熱装置
40 上型
50 フランジ
60、61 パネル
62、63 賦形面
70 ドライプリフォーム
71 樹脂注入装置
80、81、82、83 複合材
84 フィラー
85 補強材
Claims (15)
- 熱硬化性樹脂を含浸させる前又は前記熱硬化性樹脂を含浸させた後の複数のシート状の繊維を、少なくとも一方が曲面である第1の賦形面及び第2の賦形面を有する賦形型の上に載置して積層するステップと、
前記第1の賦形面上に載置された前記複数のシート状の繊維を前記第2の賦形面に沿って折曲げることによって複数の層を有する前記複数のシート状の繊維の積層体として前記賦形型の曲面に対応する曲面を有する複合材用のプリフォームを製作するステップと、
を有し、
複数のシート状の繊維を一部が互いにオーバーラップするように前記第1の賦形面又は積層方向に隣接する前記シート状の繊維の上に載置し、前記オーバーラップするように載置された複数のシート状の繊維の一部を前記第2の賦形面に沿って折曲げることによって前記積層体を構成する少なくとも一部の層を形成するプリフォーム賦形方法。 - 前記オーバーラップするように載置された複数のシート状の繊維の一部を前記第2の賦形面に沿って折曲げた場合に、折曲げられた前記複数のシート状の繊維の一部の隣接する縁同士が互いにフィットするように、前記オーバーラップするように載置される複数のシート状の繊維をサイジングする請求項1記載のプリフォーム賦形方法。
- 前記オーバーラップするように載置された複数のシート状の繊維の一部が前記第2の賦形面に沿って折曲げられた場合に、残りの一部が前記第1の賦形面上に留まるように、前記オーバーラップさせて載置される複数のシート状の繊維をサイジングする請求項1又は2記載のプリフォーム賦形方法。
- 前記積層体の少なくとも一部の層間において、前記複数のシート状の繊維の一部が互いにオーバーラップする位置を変える請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプリフォーム賦形方法。
- 前記積層体の少なくとも一部の層間において、繊維の長さ方向の向きを変える請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプリフォーム賦形方法。
- 前記曲面と平面を連結した形状を有する前記賦形型を用いることによって、山折りされる側から見て凹んだ曲面と平面を連結した形状を有する板状のプリフォームを製作する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプリフォーム賦形方法。
- 前記曲面として第1の2次曲面又は高次曲面と、前記第1の2次曲面又は高次曲面と異なる第2の2次曲面又は高次曲面を連結した形状を有する前記賦形型を用いることによって、前記第1の2次曲面又は高次曲面と、前記第2の2次曲面又は高次曲面とを連結した形状を有する板状のプリフォームを製作する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプリフォーム賦形方法。
- 更に凸状の曲面である第3の賦形面を有する前記賦形型を用いて、前記第1の賦形面上に載置された前記複数のシート状の繊維を前記第3の賦形面に沿って折曲げることによって、山折りされる側から見て凸状の曲面を平面又は曲面と連結した形状を有する板状のプリフォームを製作する請求項1乃至7のいずれか1項に記載のプリフォーム賦形方法。
- 前記プリフォームとしてドライプリフォーム又は賦形されたプリプレグの積層体を製作する請求項1乃至8のいずれか1項に記載のプリフォーム賦形方法。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のプリフォーム賦形方法によってドライプリフォームを製作するステップと、
前記ドライプリフォームに前記熱硬化性樹脂を含浸させて加熱硬化することによって、前記複合材を成形するステップと、
を有する複合材成形方法。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のプリフォーム賦形方法によって、賦形されたプリプレグの積層体を製作するステップと、
前記賦形されたプリプレグの積層体を加熱硬化することによって、前記複合材を成形するステップと、
を有する複合材成形方法。 - 前記複合材の前記加熱硬化前又は前記加熱硬化後において、少なくとも一部の繊維の長さ方向が異なる他の複合材と組合せることによって複合材構造体を製作するステップを有する請求項10又は11記載の複合材成形方法。
- 前記加熱硬化によって成形された前記複合材を用いて航空機用の複合材構造体を製作する請求項10乃至12のいずれか1項に記載の複合材成形方法。
- 繊維で強化された樹脂層の積層体からなり、かつ折曲げられた形状を有する板状の複合材であって、
平板状の第1の板状部分と、山折り側から見て凹んだ曲面状の第2の板状部分を連結した形状を有し、
前記第1の板状部分及び前記第2の板状部分の一方を構成する複数の前記樹脂層のうちの少なくとも一部の樹脂層を強化する複数の繊維であって共通の第1の樹脂層に含まれる全ての複数の繊維が第1の直線又は曲線に沿って長さ方向に分断されている一方、前記第1の板状部分及び前記第2の板状部分の他方を構成する複数の前記樹脂層のうちの少なくとも一部の樹脂層を強化する複数の繊維であって、前記第1の樹脂層と縁がフィットしている共通の第2の樹脂層に含まれる複数の繊維が部分的に、前記第1の直線又は曲線と端部において連結する第2の直線又は曲線に沿って長さ方向に分断されている複合材。 - 請求項14記載の複合材で構成される航空機構造体。
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