JP2020199526A - 接合方法及びその方法で形成される成形部材 - Google Patents

接合方法及びその方法で形成される成形部材 Download PDF

Info

Publication number
JP2020199526A
JP2020199526A JP2019108088A JP2019108088A JP2020199526A JP 2020199526 A JP2020199526 A JP 2020199526A JP 2019108088 A JP2019108088 A JP 2019108088A JP 2019108088 A JP2019108088 A JP 2019108088A JP 2020199526 A JP2020199526 A JP 2020199526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composite material
molded
punch
die
joined
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.)
Abandoned
Application number
JP2019108088A
Other languages
English (en)
Inventor
紘次朗 山口
Kojiro Yamaguchi
紘次朗 山口
高橋　克典
Katsunori Takahashi
克典 高橋
幹文 森脇
Mikifumi Moriwaki
幹文 森脇
正規 中井
Masanori Nakai
正規 中井
浩一郎 市原
Koichiro Ichihara
浩一郎 市原
泰裕 冨永
Yasuhiro Tominaga
泰裕 冨永
直樹 氏平
Naoki Ujihira
直樹 氏平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2019108088A priority Critical patent/JP2020199526A/ja
Priority to CN202010487356.8A priority patent/CN112060614A/zh
Priority to EP20177819.8A priority patent/EP3750696A1/en
Priority to US16/890,154 priority patent/US20200384709A1/en
Publication of JP2020199526A publication Critical patent/JP2020199526A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/0011—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for shaping plates or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/84—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks by moulding material on preformed parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/0004—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/02—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material
    • B29C63/04—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4805—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the type of adhesives
    • B29C65/483—Reactive adhesives, e.g. chemically curing adhesives
    • B29C65/4835—Heat curing adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/78—Moulding material on one side only of the preformed part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/043—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/48—Preparation of the surfaces
    • B29C2063/483—Preparation of the surfaces by applying a liquid
    • B29C2063/485—Preparation of the surfaces by applying a liquid the liquid being an adhesive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/08—Deep drawing or matched-mould forming, i.e. using mechanical means only
    • B29C51/082—Deep drawing or matched-mould forming, i.e. using mechanical means only by shaping between complementary mould parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/0065—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】複合材料と被成形部材に形状を与えながら、複合材料と被成形部材を接合する方法、及びその方法で形成される成形部材を提供する。【解決手段】ダイス（１４）とパンチ（１８）を対向して配置し、ダイス側からパンチ側に向かって複合材料（１１２）と被成形部材（１１０）を配置し、パンチをダイスに押し付けるように接近させることで複合材料と被成形部材に所定形状を付与する。この複合材料は０．０１ｍｍから１ｍｍまでの厚みを有する。一方、ダイスの複合材料に対向する面とパンチの被成形部材に対向する面には所定形状に対応する加工形状（１６，２０）が付与されている。接近時に、ダイスとパンチの加工形状が複合材料と被成形部材にそれぞれ付与されることで所定形状が形成され、複合材料と被成形部材が接合されることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、接合方法及びその方法で形成される成形部材に関する。
繊維強化プラスチック及び熱硬化性樹脂を含む補強部材と金属材料とを接着し、補強された構造体を得る加工法が特許文献１に提案されている。例えば、熱硬化性樹脂に熱を与える金型を用いることで、補強部材は、予め成形された金属材料に接着される。この加工法から得られた構造体は高い機械的強度を有している。そのため、例えば車両の構造部品は、この方法でプレス成形されることで高い機械的強度を得る。
特許第６００５０８６号
一方、加工に必要な工程数をできる限り最小にすることで、加工に必要な時間を減縮したいという要請がある。したがって、母材と補強部材の成形及び接合は同時に行われることが好ましい。しかし、補強部材が有する厚みが大きいほど、母材に与えられる形状に対応して、補強部材を同時に成形することは難しい。また、重量最適化のために、補強部材はできる限り軽量であることが好ましい。そのため、接合される補強部材が容易に変形可能で、また軽量であるように、接合される補強部材が有する厚みは１ｍｍ以下であることが好ましい。
さらに、機械的強度以外の材料特性、例えば大きな減衰能を母材に与えたいという要請がある。この要請に対し、補強部材と粘弾性素材を挟んだ状態で２つの部材を接合することで、大きな減衰能を有する複合材料が得られる。この複合材料を補強部材として母材と共に成形及び接合することで、形成される成形部材は大きな減衰能を得る。
そこで、本発明は、複合材料と被成形部材に形状を与えながら、複合材料と被成形部材を接合する方法、及びその方法で形成される成形部材を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、請求項１に係る実施形態の方法は、
ダイスとパンチを対向して配置し、
前記ダイス側から前記パンチ側に向かって複合材料と被成形部材を配置し、前記パンチを前記ダイスに押し付けるように接近させることで前記複合材料と前記被成形部材に所定形状を付与する成形方法であって、
前記複合材料は０．０１ｍｍから１ｍｍまでの厚みを有し、
前記ダイスの前記複合材料に対向する面と前記パンチの前記被成形部材に対向する面には前記所定形状に対応する加工形状が付与されており、
前記接近時に、
前記ダイスと前記パンチの前記加工形状が前記複合材料と前記被成形部材にそれぞれ付与されることで前記所定形状が形成され、
前記複合材料と前記被成形部材が接合されることを特徴とする。
請求項２に係る実施形態の方法は、
前記複合材料が、
第１の部材と第２の部材と補強部材を有し、
前記補強部材が前記第１の部材と前記第２の部材との間に配置され、
前記第１の部材と前記第２の部材が前記補強部材を挟んだ状態で接合されていることを特徴とする。
請求項３に係る実施形態の方法は、
前記補強部材がカーボンファイバ又はガラスファイバを含むことを特徴とする。
請求項４に係る実施形態の方法は、
前記複合材料が０．０１ｍｍから０．２ｍｍまでの厚みを有することを特徴とする。
請求項５に係る実施形態の方法は、
接着剤が前記複合材料と前記被成形部材との間に配置されることで、
前記複合材料と前記被成形部材が接合されることを特徴とする。
請求項６に係る実施形態の方法は、
前記接着剤が熱硬化性接着剤であって、
前記ダイス又は前記パンチが前記熱硬化性接着剤に熱を与えることで、前記複合材料と前記被成形部材が接合されることを特徴とする。
請求項７に係る実施形態の成形部材は、
請求項１〜６のいずれかに記載の方法において使用される前記複合材料を接合することで形成される。
本願の請求項１に記載の発明によれば、複合材料と被成形部材に形状を与えながら、複合材料と被成形部材を接合する方法を提供できる。複合材料が有する厚みが小さいため、被成形部材と共に形状を与えることが容易である。
本願の請求項２に記載の発明によれば、被成形部材が有するいずれかの材料特性、例えば機械的強度又は減衰能を向上させる方法を提供できる。
本願の請求項３に記載の発明によれば、高い機械的強度と大きな弾性率を有する補強部材を備える複合材料を被成形部材に接合する方法を提供できる。
本願の請求項４に記載の発明によれば、形状を容易に与えられる複合材料を被成形部材に接合する方法を提供できる。
本願の請求項５に記載の発明によれば、複合材料と被成形部材を容易に接着する方法を提供できる。
本願の請求項６に記載の発明によれば、ダイス又はパンチからの熱が熱硬化性接着剤を硬化させることで、複合材料と被成形部材に形状を与えながら、複合材料と被成形部材を容易に接着する方法を提供できる。
本願の請求項７に記載の発明によれば、いずれかの材料特性、例えば機械的強度又は減衰能が向上した成形部材を提供できる。
本発明の実施形態に係る、プレス成形装置のパンチがダイスから離れている状態を示す概略図である。 図１の円ＩＩの部分拡大図である。 図１に示す状態から、プレス成形装置のパンチがダイスに接近し、複合材料と被成形部材の形状付与と接着が行われた状態を示す概略図である。 図３の円ＩＶの部分拡大図である。 他の実施形態に係る、第１の部材と第２の部材が補強部材を挟んだ状態で、第１の部材を第２の部材に衝突させることで、第１の部材、第２の部材、及び補強部材が接合された状態を示す概略図である。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る成形方法の実施形態を、その成形方法から得られる成形部材と共に説明する。
［１．成形装置］
図１は、本発明の実施形態に係るプレス成形装置１００の概略構成を示す。プレス成形装置１００は、複合材料と被成形部材に形状を与えながら、複合材料と被成形部材を接合する成形装置である。
［１．１：成形装置の概要］
図１に示すように、プレス成形装置１００は、概略、下部構造１０と、該下部構造１０の上に配置された上部構造１２を有する。
下部構造１０は、図１の手前側から奥側に向かって伸びる、上向きの凹形状を略中央部に有する直方体形状の剛性の高いダイス１４を備える。このダイス１４は、該ダイス１４の上面に配置される後述する被成形部材１１０と複合材料１１２に所定の形状を与える、上向きに凹形状の型部１６と、該被成形部材１１０の端部を固定する治具（例えばバイス）を有する（図示せず）。
上部構造１２は、図１の手前側から奥側に向かって伸びる、下向きの凸形状を略中央部に有する直方体形状の剛性の高いパンチ１８を備える。このパンチ１８は、該パンチ１８の下方に配置される被成形部材１１０と複合材料１１２に所定の形状を与える、下向きに凸形状の型部２０を有する（図示せず）。
パンチ１８は、図示しないパンチホルダによって保持されている。パンチホルダは、空圧式又は油圧式の昇降装置２２に連結されている。したがって、パンチ１８は、昇降装置２２の駆動に基づいて、図１に示す上昇位置と後述する図３に示す下降位置との間を移動するように構成されている。
上述した実施形態において、パンチ１８は、パンチ１８の内部に設けられている伝熱部２４を備える。この伝熱部２４は、型部２０に沿う下向きの凸形状２６と、パンチ１８の下面に沿って左右に伸びる形状２８Ｒ，２８Ｌを有する。また、伝熱部２４は左右の端部で電源３０に電気的に接続され、後述する熱硬化性接着剤１１４が硬化できる高温を発するように構成されている。
［１．２：成形方法］
図１を参照して、上述の構成を有するプレス成形装置１００を用いた成形方法の一例を説明する。実際の成形にあたって、図の手前側から奥側に向かって伸びる直方体形状の被成形部材１１０はダイス１４の上面に配置される。実施形態において、図の手前側から奥側に向かって伸びるプレート状の複合材料１１２が被成形部材１１０の上面の略中央部に載せられる。また、熱硬化性接着剤１１４が被成形部材１１０と複合材料１１２との間で、複合材料１１２の下面全体に塗布されている。
図２に示すように、複合材料１１２は被成形部材１１０の上面から上方に向かって順番に第１の部材１１６、補強部材１１８及び第２の部材１２０を有する。実施形態において、第１の部材１１６は図の手前側から奥側に向かって伸びるプレート状の部材である。この第１の部材１１６と被成形部材１１０との間で、電食が容易に発生しないように、第１の部材１１６と被成形部材１１０の材質は同じであることが好ましい。補強部材１１８は綱又は紐のような複数のストランドからなり、図の手前側から奥側に向かって配置され、第１の部材１１６の上面におけるダイス１４の型部１６に対応する、二点鎖線で示される領域１２２（図１参照）内に載せられる。また、熱硬化性接着剤１２４が補強部材１１８を覆うように、第１の部材１１６の上面全体に塗布されている。第２の部材１２０は、図の手前側から奥側に向かって伸びるプレート状の部材で、熱硬化性接着剤１２４に上方から接着している。実施形態では、第１の部材１１６の幅は第２の部材１２０の幅と同一又はほぼ同一である。したがって、第１の部材１１６は、その全面が補強部材１１８と熱硬化性接着剤１２４を挟んで第２の部材１２０のほぼ全面に対向している。
上述のように被成形部材１１０及び複合材料１１２を配置した状態で昇降装置２２が駆動することで、パンチ１８はダイス１４に向かって下降する。その結果、被成形部材１１０及び複合材料１１２は、パンチ１８によりダイス１４に押し付けられることで変形する（図３及び図４参照）。このとき、型部１６，２０に対応する下向きの凸形状１２６，１２８が被成形部材１１０及び複合材料１１２に付与される。
また、パンチ１８が複合材料１１２に接触しているとき、伝熱部２４はパンチ１８と複合材料１１２を介して熱硬化性接着剤１１４に熱を与える。その結果、熱硬化性接着剤１１４は硬化し、被成形部材１１０と複合材料１１２は接合する。
上述の方法で被成形部材１１０と複合材料１１２が接合することにより、成形部材１３０が得られる。
上述した実施形態において、例えば、被成形部材１１０は鉄から構成される。一方、複合材料１１２の第１の部材１１６は、約０．３ｍｍの厚みを有する鉄のプレートで構成される。補強部材１１８は、多数のカーボンファイバ（単繊維）を束ねた長繊維束の多数のフィラメントからなる約０．２ｍｍの径を有するトウを複数並列配置して構成される。第２の部材１２０は、約０．３ｍｍの厚みを有するアルミニウムのプレートで構成される。この場合、複合材料１１２は約０．８ｍｍの厚みを有する。第１の部材１１６と補強部材１１８と第２の部材１２０が有する厚み又は径を適宜調整することで、複合材料１１２の厚みは０．０１ｍｍ〜１ｍｍの間、好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍの間で調整される。
上述の構成を有する複合材料１１２は、補強部材１１８と熱硬化性接着剤１２４が有する弾性率によって、他の部品に接合されることで該部品の減衰能を向上させる効果を有する。したがって、被成形部材１１０と複合材料１１２が接合することにより得られる成形部材１３０は大きな減衰能を有する。
上述した実施形態において、被成形部材１１０と複合材料１１２の第１の部材１１６は、鉄以外の金属材料、例えばアルミニウム又は樹脂であってもよい。電食が容易に生じないように、被成形部材１１０と複合材料１１２の第１の部材１１６の材質は同一であることが好ましい。また、複合材料１１２の補強部材１１８は、カーボンファイバ以外の繊維材料、例えばガラス繊維であってもよい。
また、鉄のプレートからなる第１の部材１１６とアルミニウムのプレートからなる第２の部材１２０は約０．３ｍｍの厚みをそれぞれ有しているが、約０．０８ｍｍの厚みをそれぞれ有してもよい。また、補強部材１１８のトウは約０．０５ｍｍの径を有してもよい。この場合、複合材料１１２は約０．２ｍｍの厚みを有する。複合材料１１２が有する厚みが小さければ、被成形部材１１０がさらに微細な形状を有している場合でも、複合材料１１２は被成形部材１１０に容易に接合され得る。
第１の部材１１６と第２の部材１２０、及び被成形部材１１０と複合材料１１２が接合するように、熱硬化性接着剤１１４，１２４が用いられているが、他の接着剤、例えば感圧型接着剤（粘着剤）が用いられてもよい。この場合、接着剤を加熱する必要はなく、上部構造１２は、伝熱部２４、凸形状２６、形状２８Ｒ，２８Ｌ、及び電源３０を必要としない。
［１．３：他の実施形態］
上述した実施形態において、第１の部材１１６と第２の部材１２０が熱硬化性接着剤１２４により接合することで、複合材料１１２が得られる。一方、熱硬化性接着剤１２４ではなく、例えば爆発圧接などにより、第１の部材２１０と第２の部材２１２が補強部材２１４を挟んだ状態で、第１の部材２１０と第２の部材２１２を接合することで複合材料２１６を得てもよい（図５参照）。この場合、第１の部材２１０と第２の部材２１２の接合界面には特徴的な波状模様２１８が表れる。また、複合材料２１６は、他の部品に接合されることで該部品の機械的強度（耐力（破壊強度）と剛性（変形強度、ヤング率）の両方を含む。）を向上させる効果を有する。したがって、被成形部材と複合材料２１６が接合することにより得られる成形部材は大きな機械的強度を有する。
上述した実施形態において、被成形部材１１０と複合材料１１２は熱硬化性接着剤１１４により接合するが、例えばパンチ１８が加える圧力による圧入で接合されてもよい。
上述した実施形態において、複合材料１１２は被成形部材１１０の上面の略中央部に載せられているが、パンチ側に配置されていてもよい。この場合、複合材料が落下しないように、治具（例えば上下に摺動可能なホルダ）が複合材料の端部を支持していることが好ましい。
上述した実施形態において、被成形部材１１０と複合材料１１２はダイス１４側からパンチ１８側に向かって順番に配置されているが、パンチ側からダイス側に向かって順番に、すなわち逆転して配置されてもよい。
１４：ダイス
１６，２０：加工形状（型部）
１８：パンチ
１１０：被成形部材
１１２：複合材料
１２６，１２８：所定形状（凸形状）

Claims (7)

  1. ダイスとパンチを対向して配置し、
    前記ダイス側から前記パンチ側に向かって複合材料と被成形部材を配置し、前記パンチを前記ダイスに押し付けるように接近させることで前記複合材料と前記被成形部材に所定形状を付与する成形方法であって、
    前記複合材料は０．０１ｍｍから１ｍｍまでの厚みを有し、
    前記ダイスの前記複合材料に対向する面と前記パンチの前記被成形部材に対向する面には前記所定形状に対応する加工形状が付与されており、
    前記接近時に、
    前記ダイスと前記パンチの前記加工形状が前記複合材料と前記被成形部材にそれぞれ付与されることで前記所定形状が形成され、
    前記複合材料と前記被成形部材が接合されることを特徴とする方法。
  2. 前記複合材料は、
    第１の部材と第２の部材と補強部材を有し、
    前記補強部材が前記第１の部材と前記第２の部材との間に配置され、
    前記第１の部材と前記第２の部材が前記補強部材を挟んだ状態で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記補強部材がカーボンファイバ又はガラスファイバを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記複合材料が０．０１ｍｍから０．２ｍｍまでの厚みを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  5. 接着剤が前記複合材料と前記被成形部材との間に配置されることで、
    前記複合材料と前記被成形部材が接合されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
  6. 前記接着剤は熱硬化性接着剤であって、
    前記ダイス又は前記パンチが前記熱硬化性接着剤に熱を与えることで、前記複合材料と前記被成形部材が接合されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 請求項１〜６のいずれかに記載の方法において使用される前記複合材料を接合することで、形成された成形部材。
JP2019108088A 2019-06-10 2019-06-10 接合方法及びその方法で形成される成形部材 Abandoned JP2020199526A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019108088A JP2020199526A (ja) 2019-06-10 2019-06-10 接合方法及びその方法で形成される成形部材
CN202010487356.8A CN112060614A (zh) 2019-06-10 2020-06-01 成形方法及成形品
EP20177819.8A EP3750696A1 (en) 2019-06-10 2020-06-02 Molding method and molded article
US16/890,154 US20200384709A1 (en) 2019-06-10 2020-06-02 Molding method and molded article

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019108088A JP2020199526A (ja) 2019-06-10 2019-06-10 接合方法及びその方法で形成される成形部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020199526A true JP2020199526A (ja) 2020-12-17

Family

ID=70975790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019108088A Abandoned JP2020199526A (ja) 2019-06-10 2019-06-10 接合方法及びその方法で形成される成形部材

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200384709A1 (ja)
EP (1) EP3750696A1 (ja)
JP (1) JP2020199526A (ja)
CN (1) CN112060614A (ja)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61158446A (ja) * 1984-12-29 1986-07-18 積水化成品工業株式会社 Ｆｒｐ積層品の製造方法
CN202805844U (zh) * 2012-07-19 2013-03-20 马道平 一种具有面板复合的层结构复合材料保险杠
JP6005086B2 (ja) 2014-03-13 2016-10-12 アイシン高丘株式会社 複合構造体の製造方法
JP6688964B2 (ja) * 2016-03-03 2020-04-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 熱プレス成形方法および熱プレス成形装置
CN106640731B (zh) * 2016-12-27 2018-10-02 南京航空航天大学 具有整体式金属包覆层的复合材料压气机风扇叶片
JP6441969B2 (ja) * 2017-01-10 2018-12-19 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 複合材料製の構造部材及び複合材料製の構造部材の製造方法
JP2018167442A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 三菱自動車工業株式会社 プレス成形金型および樹脂成形品
DE102017122670A1 (de) * 2017-09-29 2019-04-04 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren und Presswerkzeug zur Herstellung eines Hybridbauteils sowie Hybridbauteil
JP2019108088A (ja) 2017-12-20 2019-07-04 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3750696A1 (en) 2020-12-16
CN112060614A (zh) 2020-12-11
US20200384709A1 (en) 2020-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104797407B (zh) 金属/cfrp复合结构及其制造方法和制造设备
US6460240B1 (en) Method of manufacturing a profile member of a hybrid composite material
KR102154538B1 (ko) 수지 성형 장치 및 수지 성형품 제조 방법
WO2011155403A1 (ja) 湾曲状ガラス樹脂積層体の製造方法
CN104175616B (zh) 类蜂窝复合材料夹芯板及其热压成型方法
JP4734983B2 (ja) プリフォーム用基材およびその製造方法
CN107914392B (zh) 热固性树脂基复合材料电子束固化lom成型方法及装置
CN110143034A (zh) 一种纤维-铝合金复合材料零件成形方法
EP1213127B1 (en) Method for producing stiffened hollow structure composed of fiber-reinforced composite
JP6098599B2 (ja) 振動溶着装置、振動溶着方法、及び振動溶着型
JP2019119147A (ja) 樹脂補強金属部品の製造方法
US10124641B2 (en) Leaf spring holder for the mounting of a leaf spring onto an axle body of a vehicle
CN110103489A (zh) 一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法
JP2020199526A (ja) 接合方法及びその方法で形成される成形部材
EP2787147A1 (en) Concrete pumping device, bending connecting rod mechanism thereof and manufacturing method for bending connecting rod mechanism
KR20160033528A (ko) 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법
JP6045431B2 (ja) 繊維強化樹脂積層体の接合方法及び接合装置並びに繊維強化樹脂材
JP5545974B2 (ja) 賦形成形方法
JPH07180281A (ja) ハニカムサンドイッチパネル及びその製造方法
CN108367538A (zh) 复合钢
KR101689570B1 (ko) 이종 소재 접합방법
JP2014213540A (ja) 繊維強化樹脂積層体の接合方法及び繊維強化樹脂成形体
JP2009178997A (ja) 繊維強化樹脂補強鋼板の製造方法及び繊維強化樹脂補強鋼板
KR101740605B1 (ko) 고감쇠 로봇핸드
KR102329206B1 (ko) 복합판재의 접합방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220517

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20220921