JP2022130853A - Device and method for forming material - Google Patents

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Abstract

To provide a material formation device that can monitor flaws generated in a material being formed, directly and in real time.SOLUTION: The present invention includes: an irradiation unit 11 for irradiating a material 21 with radiation; a detection unit 12 for detecting radiation that passed through the material 21 being formed; and a control unit 40. The control unit 40 monitors flows in the material 21 on the basis of information from the detection unit 12 when the material 21 is being formed. The irradiation unit 11, the detection unit 12, and the material 21 being formed are set relatively movable along a predetermined direction of the material 21 being formed and around a predetermined direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、材料成形装置及び材料の成形方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a material forming apparatus and a method of forming a material.

近年、複合材の適用ニーズの拡大に伴い、複雑な形状をもつ部品の一体成形の検討が進んでいる。しかしながら、一体成形においては、ボイドやポロシティ等の内部のきずが多発している。このため、最適な成形条件(例えば、圧力条件や温度条件)の探索に時間や費用を要し、高品質の部品を迅速に開発できていない。
また、材料によっては、内部のきずが生じにくい成形条件の許容範囲が狭く、材料の保管期間や保管条件毎に成形条件の修正が必要となり成形条件が多様化して生産性を低下させている。
In recent years, along with the expansion of application needs for composite materials, the integral molding of parts with complex shapes has been studied. However, in integral molding, internal flaws such as voids and porosity frequently occur. For this reason, it takes time and money to search for optimum molding conditions (for example, pressure conditions and temperature conditions), and high-quality parts cannot be developed quickly.
In addition, depending on the material, the allowable range of molding conditions where internal flaws are unlikely to occur is narrow, and molding conditions must be corrected for each storage period and storage condition of the material, resulting in diversified molding conditions and reduced productivity.

例えば、特許文献1には、樹脂成形(RTM)において、予めシミュレーションにより金型内の両隙間部とその他中央部との樹脂流動の透過係数の比率を定めておき、この比率が所定の許容範囲を超えた場合の樹脂注入の圧力低減量を予め複数ケース基準データとして設定しておき、実際の流動パターンと予め設定した基準データとを比較することにより、圧力、温度を修正する制御方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, in resin molding (RTM), the ratio of the resin flow permeability coefficient between both gaps in the mold and the other central portion is determined by simulation in advance, and this ratio is within a predetermined allowable range. Disclosed is a control method that corrects pressure and temperature by setting in advance the amount of pressure reduction for resin injection when exceeding , as multiple case reference data, and comparing the actual flow pattern with the preset reference data. It is

特開2003-039479号公報JP-A-2003-039479

しかしながら、特許文献1記載の制御方法は、予めシミュレーションにより取得した透過係数の比率に対する比較をしているだけであり、直接的に内部のきずの有無を検出していない。 However, the control method described in Patent Literature 1 only compares the ratio of transmission coefficients obtained by simulation in advance, and does not directly detect the presence or absence of internal flaws.

本開示は、このような事情に鑑みてなされたのもであって、成形中の材料の内部に発生したきずを直接的に、かつ、リアルタイムに監視することができる材料成形装置及び材料の成形方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and provides a material molding apparatus and a material molding method that can directly and in real time monitor flaws generated inside a material being molded. intended to provide

上記課題を解決するために、本開示の材料成形装置及び材料の成形方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本開示の一態様に係る材料成形装置は、放射線を材料に照射する照射部と、成形中の前記材料を透過した放射線を検出する検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記材料の成形中に、前記検出部からの情報に基づいて前記材料の内部のきずを監視する。
In order to solve the above problems, the material molding apparatus and material molding method of the present disclosure employ the following means.
That is, a material molding apparatus according to an aspect of the present disclosure includes an irradiation unit that irradiates a material with radiation, a detection unit that detects the radiation transmitted through the material being molded, and a control unit, and the control unit monitors flaws inside the material based on information from the detector during molding of the material.

また、本開示の一態様に係る材料の成形方法は、照射部で放射線を材料に照射する工程と、前記照射部から照射され前記材料を透過した放射線を検出部で検出する工程と、前記材料の成形中に、前記検出部からの情報に基づいて前記材料の内部のきずを監視する工程と、を含む。 Further, a method for molding a material according to an aspect of the present disclosure includes a step of irradiating a material with radiation in an irradiation unit, a step of detecting radiation irradiated from the irradiation unit and transmitted through the material with a detection unit, and and monitoring flaws within the material based on information from the detector during molding of the material.

本開示によれば、成形中の材料の内部に発生したきずを直接的に、かつ、リアルタイムに監視することができる。 According to the present disclosure, it is possible to directly and in real time monitor flaws generated inside the material being molded.

本開示の一実施形態に係る材料成形装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a material molding device according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 図1に示す切断線II-IIにおける断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view along the section line II-II shown in FIG. 1; 他の例に係る材料成形装置の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a material forming apparatus according to another example; 照射部及び検出部の移動に伴うヒータの発熱範囲の変化を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing changes in the heat generation range of the heater accompanying movement of the irradiating section and the detecting section; ヒータの検出に伴う照射部及び検出部の移動を示す図である。It is a figure which shows the movement of an irradiation part and a detection part accompanying the detection of a heater.

以下、本開示の一実施形態に係る材料成形装置及び材料の成形方法について図面を用いて説明する。 A material molding apparatus and a material molding method according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.

図1には、成形中の材料21が設置された材料成形装置1の概略構成図が示されている。図2には、図1の切断線II-IIにおける断面図が示されている。 FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a material forming apparatus 1 in which a material 21 being formed is installed. FIG. 2 shows a cross-sectional view along section line II--II in FIG.

図1に示すように、材料成形装置1は、例えば複合材をオートクレーブ成形する際に使用される装置である。
材料成形装置1は、照射部11、検出部12、制御部40、オートクレーブ(容器)31、ヒータ(加熱部)35を有している。
As shown in FIG. 1, a material molding apparatus 1 is an apparatus used, for example, when autoclave molding a composite material.
The material forming apparatus 1 has an irradiation section 11 , a detection section 12 , a control section 40 , an autoclave (container) 31 and a heater (heating section) 35 .

また、オートクレーブ31の内部には、材料21が収容されている。材料21としては、例えば複合材がある。この場合、材料21は、真空バッグ32に封入されている。また、材料21は、真空バッグ32ごと治具36の上に載置されている。
なお、ここで言う「材料」とは、成形完了前の状態を意味しており、成形完了後の状態とは区別される。
Also, the material 21 is accommodated inside the autoclave 31 . The material 21 is, for example, a composite material. In this case the material 21 is enclosed in a vacuum bag 32 . Also, the material 21 is placed on the jig 36 together with the vacuum bag 32 .
The term "material" as used herein means the state before the completion of molding, and is distinguished from the state after the completion of molding.

真空バッグ32には、吸引ノズル33の一端が接続されている。また、吸引ノズル33の他端には、真空ポンプ34が接続されている。これによって、真空バッグ32の内部を真空引きできるように構成している。 One end of a suction nozzle 33 is connected to the vacuum bag 32 . A vacuum pump 34 is connected to the other end of the suction nozzle 33 . Thereby, the inside of the vacuum bag 32 can be evacuated.

照射部11は、例えばエックス線等の放射線を照射可能な装置である。照射部11は、成形中の材料21に向かって放射線を照射する。
検出部12は、照射部11から照射された放射線を検出する装置である。
図1及び図2に示すように、照射部11と検出部12とは、成形中の材料21を挟んで対向する位置に配置されている。この配置によって、検出部12は、成形中の材料21を透過した放射線を検出することになる。
The irradiation unit 11 is a device that can irradiate radiation such as X-rays. The irradiation unit 11 irradiates the material 21 being molded with radiation.
The detection unit 12 is a device that detects radiation emitted from the irradiation unit 11 .
As shown in FIGS. 1 and 2, the irradiation unit 11 and the detection unit 12 are arranged at positions facing each other with the material 21 being molded interposed therebetween. With this arrangement, the detector 12 will detect radiation transmitted through the material 21 being formed.

制御部40は、検出部12で検出された放射線量に関する情報を画像処理することで、成形中の材料21の断層を画像化する。画像化された断層は、作業者によって目視で確認されたり、制御部40によって自動で認識されたりする。これによって、成形中の材料21の内部に発生したきず(以下、「内部のきず」という。)を直接的に、かつ、リアルタイムに監視することができる。そして、内部のきずを検出した場合、内部のきずが生じにくい成形条件に変更したり、内部のきずを消失させるような成形条件に変更したりすることができる。変更され得る成形条件の例については後述する。
なお、内部のきずとしては、例えばボイド、ポロシティ、クラック、はく離等がある。
The control unit 40 image-processes the information on the radiation dose detected by the detection unit 12 to image the cross section of the material 21 being molded. The imaged tomogram is visually confirmed by the operator or automatically recognized by the control unit 40 . As a result, it is possible to directly and in real time monitor flaws (hereinafter referred to as "internal flaws") generated inside the material 21 being molded. Then, when an internal flaw is detected, it is possible to change the molding condition to one in which the internal flaw is less likely to occur, or to change the molding condition to one in which the internal flaw disappears. Examples of molding conditions that can be changed are described later.
Internal flaws include, for example, voids, porosities, cracks, and delamination.

ここで、制御部40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。
そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。
Here, the control unit 40 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a computer-readable storage medium, and the like.
A series of processes for realizing various functions is stored in a storage medium or the like in the form of a program, for example, and the CPU reads out this program to a RAM or the like, and executes information processing and arithmetic processing. As a result, various functions are realized.
The program may be pre-installed in a ROM or other storage medium, provided in a state stored in a computer-readable storage medium, or delivered via wired or wireless communication means. etc. may be applied.
Computer-readable storage media include magnetic disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, semiconductor memories, and the like.

オートクレーブ31は、材料21を収容する耐圧容器である。
照射部11及び検出部12は、オートクレーブ31の外部に位置している。すなわち、成形中の材料21の内部(断層)は、照射部11、検出部12及び制御部40によってオートクレーブ31の外部から監視されることになる。このため、オートクレーブ31の炉壁は、放射線が透過しやすい材質とされることが好ましい。放射線が透過しやすい材質をもつ材料としては、例えばアルミニウム合金や強化プラスチック等がある。
Autoclave 31 is a pressure vessel that contains material 21 .
The irradiation unit 11 and the detection unit 12 are positioned outside the autoclave 31 . That is, the inside (cross section) of the material 21 being molded is monitored from the outside of the autoclave 31 by the irradiation unit 11 , the detection unit 12 and the control unit 40 . For this reason, it is preferable that the furnace wall of the autoclave 31 be made of a material that easily transmits radiation. Examples of materials that allow radiation to easily pass through include aluminum alloys and reinforced plastics.

オートクレーブ31は、加圧された不活性ガス(例えば窒素)が供給・排出できるように構成されている。これによって、オートクレーブ31の内部の圧力(すなわち、材料21にかかる圧力)を任意に調整することができる。圧力は、制御部40によって決定・調整される。 The autoclave 31 is configured so that pressurized inert gas (eg, nitrogen) can be supplied and discharged. Thereby, the pressure inside the autoclave 31 (that is, the pressure applied to the material 21) can be arbitrarily adjusted. The pressure is determined and adjusted by the controller 40 .

各ヒータ35は、熱線と電源とを有している。ヒータ35は、発熱する熱線部分がオートクレーブ31の内部に設けられている。これによって、材料21の周囲の雰囲気温度を任意に調整することができる。温度は、制御部40によって決定・調整される。また、その温度に応じたヒータ35の出力は、制御部40によって決定・調整される。
温度は、例えば熱電対等の温度計(図示せず)によって取得される。また、取得される温度は、例えばオートクレーブ31の内部温度や治具36の表面温度等である。
Each heater 35 has a heating wire and a power source. The heater 35 is provided inside the autoclave 31 with a heating wire portion that generates heat. Thereby, the ambient temperature around the material 21 can be arbitrarily adjusted. The temperature is determined and adjusted by the controller 40 . Also, the output of the heater 35 according to the temperature is determined and adjusted by the controller 40 .
The temperature is obtained by a thermometer (not shown), such as a thermocouple. Further, the acquired temperature is, for example, the internal temperature of the autoclave 31, the surface temperature of the jig 36, or the like.

以上のように構成された材料成形装置1において、照射部11及び検出部12と成形中の材料21とは、材料21の所定方向に沿って、かつ、所定方向周りに相対的に移動可能とされている。これによって、成形中の材料21の全体についての内部のきずを検出することができる。 In the material molding apparatus 1 configured as described above, the irradiation unit 11, the detection unit 12, and the material 21 being molded are relatively movable along and around the predetermined direction of the material 21. It is This allows detection of internal flaws throughout the material 21 being molded.

照射部11及び検出部12と成形中の材料21とを相対的に移動させる構成としては、例えば次のようなものがある。 Examples of the configuration for relatively moving the irradiation unit 11, the detection unit 12, and the material 21 being molded include the following.

まず、図1及び図2に示すように、材料21が載置された治具36は、レール37の上で所定方向(図1において左右方向)に走行可能に構成されている。また、照射部11及び検出部12は、所定方向に移動しないように構成されている。これによって、照射部11及び検出部12と成形中の材料21とは、材料21の所定方向に沿って相対的に移動することになる。なお、治具36は、必ずしもレール37の上を走行することによって所定方向に移動される必要はなく、例えばリニアスライダやコンベアによって所定方向に移動されてもよい。
図2に示すように、照射部11及び検出部12は、材料21、治具36及びレール37の周囲を所定方向周りに回転するように構成されている。このとき、照射部11と検出部12とは、対向した位置関係を維持している。また、材料21は、所定方向周りに回転しないように構成されている。これによって、照射部11及び検出部12と成形中の材料21とは、材料21の所定方向周りに相対的に移動することになる。
First, as shown in FIGS. 1 and 2, the jig 36 on which the material 21 is placed is constructed so as to be able to travel on rails 37 in a predetermined direction (horizontal direction in FIG. 1). Also, the irradiation unit 11 and the detection unit 12 are configured so as not to move in a predetermined direction. As a result, the irradiation unit 11 and the detection unit 12 and the material 21 being molded move relative to each other along the predetermined direction of the material 21 . The jig 36 does not necessarily have to be moved in the predetermined direction by running on the rails 37, and may be moved in the predetermined direction by, for example, a linear slider or conveyor.
As shown in FIG. 2, the irradiation unit 11 and the detection unit 12 are configured to rotate around the material 21, the jig 36 and the rail 37 in a predetermined direction. At this time, the irradiation unit 11 and the detection unit 12 maintain a positional relationship of facing each other. Moreover, the material 21 is configured so as not to rotate around a predetermined direction. As a result, the irradiation unit 11 and the detection unit 12 and the material 21 being molded relatively move around the predetermined direction of the material 21 .

ここで、照射部11及び検出部12を所定方向周りに回転させる構成に替えて、図3に示すように、材料21、治具36及びレール37が所定方向周りに回転させるように構成してもよい。 Here, instead of rotating the irradiation unit 11 and the detection unit 12 around a predetermined direction, as shown in FIG. good too.

また、材料21が載置された治具36を所定方向に沿って移動させる構成に替えて、図4に示すように、照射部11及び検出部12を所定方向に沿って移動させるように構成してもよい。
この場合、照射部11及び検出部12の移動に合わせて、ヒータ35の発熱範囲を移動させられるように構成することが好ましい。発熱範囲の移動は、例えば、熱線と電源との接点の位置を移動させることで行われる。これによって、照射部11及び検出部12の移動に合わせて適切な位置を加熱することができる。
Further, instead of moving the jig 36 on which the material 21 is placed along a predetermined direction, as shown in FIG. You may
In this case, it is preferable to configure so that the heat generation range of the heater 35 can be moved in accordance with the movement of the irradiation unit 11 and the detection unit 12 . The movement of the heat generation range is performed, for example, by moving the position of the point of contact between the hot wire and the power supply. Accordingly, appropriate positions can be heated according to the movement of the irradiation unit 11 and the detection unit 12 .

図5に示すように、照射部11から照射された放射線上に材料21以外の部材(例えば、ヒータ35が有する熱線のような重金属)が入り込んだことを制御部40が検出した場合には、放射線の照射角度を変更するように照射部11及び検出部12を移動させる。これによって、例えばヒータ35の熱線が断層画像に写り込むことを回避できるので、内部のきずを検出する精度を向上させることができる。 As shown in FIG. 5, when the control unit 40 detects that a member other than the material 21 (for example, a heavy metal such as a heat ray of the heater 35) enters the radiation emitted from the irradiation unit 11, The irradiation unit 11 and the detection unit 12 are moved so as to change the irradiation angle of radiation. As a result, it is possible to prevent, for example, the heat rays of the heater 35 from being reflected in the tomographic image, so that the accuracy of detecting internal flaws can be improved.

以上のような材料成形装置1を用いて材料21の内部を監視した結果、材料21に内部のきずが検出された場合、前述の通り、成形条件を変更する。ここで言う「成形条件」とは、例えばオートクレーブ31の内部の圧力や雰囲気温度である。 As a result of monitoring the interior of the material 21 using the material molding apparatus 1 as described above, if internal flaws are detected in the material 21, the molding conditions are changed as described above. The "molding conditions" referred to here are, for example, the internal pressure and atmospheric temperature of the autoclave 31 .

例えば、ボイドが検出されたら、オートクレーブ31の内部の圧力を減圧してボイドを出し尽くさせ、その後に加圧してボイドを潰す等の圧力条件の変更を行うことができる。
また、オートクレーブ31の内部の加温速度を緩やかにすることで、ボイドが発生しにくいような温度条件とすることもできる。
以上のように成形条件を制御することで、ボイドが生じにくい成形条件に変更したり、ボイドを消失させるような成形条件に変更したりすることができる。
For example, when voids are detected, the pressure condition can be changed such that the pressure inside the autoclave 31 is reduced to exhaust the voids, and then pressurized to crush the voids.
Further, by slowing down the heating rate inside the autoclave 31, it is possible to set a temperature condition in which voids are less likely to occur.
By controlling the molding conditions as described above, it is possible to change the molding conditions so that voids are less likely to occur, or to change the molding conditions to eliminate voids.

なお、圧力や温度は成形条件の例示であり、これら以外に変更可能な条件があれば、それを変更してもよい。 The pressure and temperature are examples of molding conditions, and if there are other conditions that can be changed, they may be changed.

[変形例]
上記の説明は、オートクレーブ成形する際に使用される材料成形装置1を例にしているが、材料成形装置1の基本的な構成(照射部11、検出部12及び制御部40)は、射出成形、オーブン成形(脱オートクレーブ成形)、RTM(Resin Transfer Molding)等の加圧や加熱を用いる成形方法にも適用できる。また、材料は、複合材に限定されず、例えば樹脂やセラミックであってもよい。
[Modification]
In the above description, the material molding device 1 used for autoclave molding is taken as an example, but the basic configuration of the material molding device 1 (the irradiation unit 11, the detection unit 12, and the control unit 40) is , oven molding (de-autoclave molding), RTM (Resin Transfer Molding), and other molding methods that use pressure or heat. Moreover, the material is not limited to a composite material, and may be, for example, a resin or a ceramic.

例えばRTMの場合、材料21としての樹脂(加熱により溶融したもの)が注入される金型を備えている。この金型には、樹脂が供給される複数のポート(供給口)が設けられている。断層画像による監視の結果、ボイドが検出された場合、各ポートから注入される樹脂の流量を調整することで、ボイドを消失させるような樹脂の流動性条件とすることができる。また、流量の他にも、注入される樹脂の圧力や温度を調整してもよい。もちろん、樹脂の温度をヒータ35で変更することもできる。 For example, in the case of RTM, a mold is provided into which a resin (melted by heating) as the material 21 is injected. The mold is provided with a plurality of ports (supply ports) through which resin is supplied. When voids are detected as a result of monitoring using a tomographic image, by adjusting the flow rate of the resin injected from each port, the fluidity condition of the resin can be set such that the voids disappear. In addition to the flow rate, the pressure and temperature of the resin to be injected may be adjusted. Of course, the temperature of the resin can also be changed by the heater 35 .

また、例えば射出成形の場合、材料21としての樹脂(加熱により溶融したもの)やセラミック粉体が送り込まれる金型を備えている。この金型には、樹脂やセラミック粉体が供給される複数のゲート(供給口)が設けられている。断層画像による監視の結果、ボイドが検出された場合、各ゲートから供給される樹脂やセラミック粉体の流量を調整することで、ボイドを消失させるような樹脂やセラミック粉体の流動性条件とすることができる。また、流量の他にも、送り込まれる樹脂やセラミック粉体の圧力や温度を調整してもよい。 In the case of injection molding, for example, a mold is provided into which resin (melted by heating) or ceramic powder as the material 21 is fed. This mold is provided with a plurality of gates (supply ports) through which resin or ceramic powder is supplied. If voids are detected as a result of monitoring with tomographic images, the flow rate of the resin or ceramic powder supplied from each gate is adjusted to set the fluidity conditions of the resin or ceramic powder to eliminate the voids. be able to. In addition to the flow rate, the pressure and temperature of the resin or ceramic powder to be fed may be adjusted.

上記いずれの成形方法であっても、金型ごと断層を画像化することで、材料21の内部のきずを直接的に、かつ、リアルタイムに監視することができる。 In any of the molding methods described above, it is possible to directly monitor flaws inside the material 21 in real time by imaging the tomography together with the mold.

本実施形態においては、以下の効果を奏する。
材料成形装置1によれば、放射線を材料21に照射する照射部11と、成形中の材料を透過した放射線を検出する検出部12と、制御部40と、を備え、制御部40は、材料21の成形中に、検出部12からの情報に基づいて材料21の内部のきずを監視するので、成形中の材料21の内部に発生したきず(例えば、ボイドやポロシティ等)を直接的に、かつ、リアルタイムに検出することができる。これによって、例えば検出結果に基づいて、内部のきずが生じにくい成形条件に変更したり、内部のきずを消失させるような成形条件に変更したりすることができる。
なお、成形条件とは、例えば圧力条件、温度条件、材料の流動性条件等である。
This embodiment has the following effects.
According to the material molding apparatus 1, it includes an irradiation unit 11 that irradiates the material 21 with radiation, a detection unit 12 that detects the radiation transmitted through the material being molded, and a control unit 40. The control unit 40 controls the material Since flaws inside the material 21 are monitored based on information from the detection unit 12 during molding of the material 21, flaws (for example, voids, porosity, etc.) generated inside the material 21 during molding can be detected directly. And it can be detected in real time. As a result, for example, based on the detection result, it is possible to change the molding condition to one that makes it difficult for internal flaws to occur, or to change the molding condition to one that eliminates internal flaws.
The molding conditions are, for example, pressure conditions, temperature conditions, fluidity conditions of materials, and the like.

また、照射部11及び検出部12と成形中の材料21とは、成形中の材料21の所定方向に沿って、かつ、所定方向周りに相対的に移動可能とされているので、成形中の材料21の全方向についての内部のきずを検出することができる。 In addition, since the irradiation unit 11, the detection unit 12, and the material 21 being molded are relatively movable along and around the predetermined direction of the material 21 being molded, Internal flaws in all directions of the material 21 can be detected.

また、加熱部は、発熱範囲が所定方向に移動可能とされているので、成形中の材料の相対的な移動に合わせて適切な位置を加熱することができる。 In addition, since the heat generation range of the heating unit is movable in a predetermined direction, it is possible to heat an appropriate position according to the relative movement of the material being molded.

また、制御部は、成形中の材料21以外の部材を検出したとき、放射線の照射角度が変化するように照射部11の位置を変更するので、例えば成形中の材料21とヒータ35の熱線が照射された放射線上で重なった場合でも、それを避けて放射線を照射することができる。これによって、内部のきずを検出する精度を向上させることができる。 Further, when the control unit detects a member other than the material 21 being molded, the position of the irradiating unit 11 is changed so that the irradiation angle of the radiation changes. Even if it overlaps on the irradiated radiation, it is possible to avoid it and irradiate radiation. This makes it possible to improve the accuracy of detecting internal flaws.

また、材料21の成形方法によれば、照射部11で放射線を材料に照射する工程と、照射部11から照射され材料を透過した放射線を検出部12で検出する工程と、材料の成形中に、検出部12からの情報に基づいて材料21の内部のきずを監視する工程と、を含むので、成形途中の材料21の内部に発生したきず(例えば、ボイドやポロシティ等)を直接的に、かつ、リアルタイムに検出することができる。これによって、検出結果に基づいた成形条件の最適化が可能となり、内部のきずが生じにくい成形条件や内部のきずを消失させるような成形条件で材料を成形することができる。 Further, according to the method of molding the material 21, the irradiation unit 11 irradiates the material with radiation, the detection unit 12 detects the radiation irradiated from the irradiation unit 11 and transmitted through the material, and during the molding of the material , and a step of monitoring flaws inside the material 21 based on information from the detection unit 12, so that flaws (for example, voids, porosities, etc.) generated inside the material 21 during molding can be directly detected. And it can be detected in real time. As a result, it is possible to optimize the molding conditions based on the detection results, and it is possible to mold the material under molding conditions that make it difficult for internal flaws to occur or to eliminate internal flaws.

以上の通り説明した本実施形態は、例えば以下のように把握される。
すなわち、本開示の一態様に係る材料成形装置(1)は、放射線を材料(21)に照射する照射部(11)と、成形中の前記材料を透過した放射線を検出する検出部(12)と、制御部(40)と、を備え、前記制御部は、前記材料の成形中に、前記検出部からの情報に基づいて前記材料の内部のきずを監視する。
For example, the present embodiment described above can be understood as follows.
That is, a material molding apparatus (1) according to an aspect of the present disclosure includes an irradiation unit (11) that irradiates a material (21) with radiation, and a detection unit (12) that detects the radiation transmitted through the material being molded. and a control unit (40), wherein the control unit monitors flaws inside the material based on information from the detection unit during molding of the material.

本態様に係る材料成形装置によれば、放射線を材料に照射する照射部と、成形中の材料を透過した放射線を検出する検出部と、制御部と、を備え、制御部は、材料の成形中に、検出部からの情報に基づいて材料の内部のきずを監視するので、成形中の材料の内部に発生したきず(例えば、ボイドやポロシティ等)を直接的に、かつ、リアルタイムに検出することができる。これによって、例えば検出結果に基づいて、内部のきずが生じにくい成形条件に変更したり、内部のきずを消失させるような成形条件に変更したりすることができる。
なお、内部のきずの監視は、例えば放射線による断層を画像化することで実行される。
According to the material molding apparatus according to this aspect, it includes an irradiation unit that irradiates a material with radiation, a detection unit that detects the radiation that has passed through the material being molded, and a control unit. Since the flaws inside the material are monitored based on the information from the detection unit, flaws (such as voids and porosity) generated inside the material during molding can be detected directly and in real time. be able to. As a result, for example, based on the detection result, it is possible to change the molding condition to one that makes it difficult for internal flaws to occur, or to change the molding condition to one that eliminates internal flaws.
It should be noted that the monitoring of internal flaws is performed, for example, by imaging a tomogram using radiation.

また、本開示の一態様に係る材料成形装置において、前記照射部及び前記検出部と成形中の前記材料とは、成形中の前記材料の所定方向に沿って、かつ、前記所定方向周りに相対的に移動可能とされている。 Further, in the material molding apparatus according to an aspect of the present disclosure, the irradiation unit and the detection unit and the material being molded are arranged along a predetermined direction of the material being molded and around the predetermined direction. are considered to be physically movable.

本態様に係る材料成形装置によれば、照射部及び検出部と成形中の材料とは、成形中の材料の所定方向に沿って、かつ、所定方向周りに相対的に移動可能とされているので、成形中の材料の全体についての内部のきずを検出することができる。 According to the material molding apparatus according to this aspect, the irradiation unit, the detection unit, and the material being molded are relatively movable along and around the predetermined direction of the material being molded. Therefore, internal flaws can be detected throughout the material being molded.

また、本開示の一態様に係る材料成形装置は、成形中の前記材料を収容するとともに内部の圧力が調整可能とされている容器(31)を備え、前記制御部は、前記検出部からの情報に基づいて前記容器の内部の圧力を制御する。 Further, the material molding apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a container (31) that contains the material being molded and whose internal pressure is adjustable, and the control unit controls the Controlling the pressure inside the container based on the information.

本態様に係る材料成形装置によれば、成形中の材料を収容するとともに内部の圧力が調整可能とされている容器を備え、制御部は、検出部からの情報に基づいて容器の内部の圧力を制御するので、内部のきずが生じにくい圧力条件で材料を成形したり、材料の内部のきずを消失させるような圧力条件で材料を成形したりすることができる。 According to the material molding apparatus according to this aspect, the container containing the material being molded is provided and the internal pressure is adjustable, and the control unit controls the internal pressure of the container based on the information from the detection unit. is controlled, it is possible to mold the material under pressure conditions in which internal flaws are less likely to occur, or to mold the material under pressure conditions in which flaws inside the material disappear.

また、本開示の一態様に係る材料成形装置は、複数の供給口を介して前記材料が供給される型を備え、前記制御部は、前記検出部からの情報に基づいて各前記供給口から供給される前記材料の流量、圧力及び温度の少なくともいずれか1つを制御する。 Further, a material molding apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a mold to which the material is supplied via a plurality of supply ports, and the control unit controls each of the supply ports based on information from the detection unit. At least one of flow rate, pressure and temperature of the supplied material is controlled.

本態様に係る材料成形装置によれば、複数の供給口を介して材料が供給される型を備え、制御部は、検出部からの情報に基づいて各供給口から供給される材料の流量、圧力及び温度の少なくともいずれか1つを制御するので、材料の内部のきずを消失させるような材料の条件で材料を成形したりすることができる。 According to the material molding apparatus according to this aspect, the mold is provided with materials supplied through a plurality of supply ports, and the control unit controls the flow rate of the material supplied from each supply port based on information from the detection unit, Since at least one of pressure and temperature is controlled, it is possible to mold the material under material conditions that eliminate flaws inside the material.

また、本開示の一態様に係る材料成形装置は、成形中の前記材料の周囲の雰囲気温度を加熱する加熱部(35)を備え、前記制御部は、前記検出部からの情報に基づいて前記加熱部の出力を制御する。 Further, the material molding apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a heating section (35) that heats the ambient temperature around the material being molded, and the control section controls the Controls the output of the heating section.

本態様に係る材料成形装置によれば、成形中の材料の周囲の雰囲気温度を加熱する加熱部を備え、制御部は、検出部からの情報に基づいて加熱部の出力を制御するので、内部のきずが生じにくい温度条件で材料を成形したり、内部のきずを消失させるような温度条件で材料を成形したりすることができる。 According to the material molding apparatus according to this aspect, the heating unit is provided for heating the ambient temperature around the material being molded, and the control unit controls the output of the heating unit based on information from the detection unit. It is possible to mold the material under temperature conditions in which internal flaws are less likely to occur, or to mold the material under temperature conditions in which internal flaws disappear.

また、本開示の一態様に係る材料成形装置において、前記加熱部は、発熱範囲が所定方向に移動可能とされている。 Further, in the material molding apparatus according to one aspect of the present disclosure, the heating section is configured such that the heat generation range is movable in a predetermined direction.

本態様に係る材料成形装置によれば、加熱部は、発熱範囲が所定方向に移動可能とされているので、成形中の材料の相対的な移動に合わせて適切な位置を加熱することができる。 According to the material forming apparatus according to this aspect, the heating section is movable in the predetermined direction in the heat generation range, so that an appropriate position can be heated according to the relative movement of the material being formed. .

また、本開示の一態様に係る材料成形装置において、制御部は、成形中の前記材料以外の部材を検出したとき、放射線の照射角度が変化するように前記照射部の位置を変更する。 Further, in the material molding apparatus according to an aspect of the present disclosure, when detecting a member other than the material being molded, the control unit changes the position of the irradiation unit so that the irradiation angle of radiation changes.

本態様に係る材料成形装置によれば、制御部は、成形中の材料以外の部材を検出したとき、放射線の照射角度が変化するように照射部の位置を変更するので、例えば成形中の材料と障害物が照射された放射線上で重なった場合でも、障害物を避けて放射線を照射することができる。これによって、内部のきずを検出する精度を向上させることができる。 According to the material molding apparatus according to this aspect, when a member other than the material being molded is detected, the control unit changes the position of the irradiation unit so that the irradiation angle of the radiation changes. Even if the obstacle overlaps with the irradiated radiation, the radiation can be emitted while avoiding the obstacle. This makes it possible to improve the accuracy of detecting internal flaws.

また、本開示の一態様に係る材料の成形方法は、照射部で放射線を材料に照射する工程と、前記照射部から照射され前記材料を透過した放射線を検出部で検出する工程と、前記材料の成形中に、前記検出部からの情報に基づいて前記材料の内部のきずを監視する工程と、を含む。 Further, a method for molding a material according to an aspect of the present disclosure includes a step of irradiating a material with radiation in an irradiation unit, a step of detecting radiation irradiated from the irradiation unit and transmitted through the material with a detection unit, and and monitoring flaws within the material based on information from the detector during molding of the material.

本態様に係る材料の成形方法によれば、照射部で放射線を材料に照射する工程と、照射部から照射され材料を透過した放射線を検出部で検出する工程と、材料の成形中に、検出部からの情報に基づいて材料の内部のきずを監視する工程と、を含むので、成形途中の材料の内部に発生したきず(例えば、ボイドやポロシティ等)を直接的に、かつ、リアルタイムに検出することができる。これによって、検出結果に基づいた成形条件の最適化が可能となり、内部のきずが生じにくい成形条件や内部のきずを消失させるような成形条件で材料を成形することができる。 According to the method of molding a material according to this aspect, the step of irradiating the material with radiation in the irradiation unit, the step of detecting the radiation irradiated from the irradiation unit and transmitted through the material with the detection unit, and the detection during the molding of the material and monitoring flaws inside the material based on information from the part, so that flaws (such as voids and porosity) generated inside the material during molding are detected directly and in real time. can do. As a result, it is possible to optimize the molding conditions based on the detection results, and it is possible to mold the material under molding conditions that make it difficult for internal flaws to occur or to eliminate internal flaws.

1 材料成形装置
11 照射部
12 検出部
21 材料
31 オートクレーブ(容器)
32 真空バッグ
33 吸引ノズル
34 真空ポンプ
35 ヒータ(加熱部)
36 治具
37 レール
40 制御部
1 material molding device 11 irradiation unit 12 detection unit 21 material 31 autoclave (container)
32 vacuum bag 33 suction nozzle 34 vacuum pump 35 heater (heating unit)
36 jig 37 rail 40 control unit

Claims (8)

放射線を材料に照射する照射部と、
成形中の前記材料を透過した放射線を検出する検出部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記材料の成形中に、前記検出部からの情報に基づいて前記材料の内部のきずを監視する材料成形装置。
an irradiation unit that irradiates a material with radiation;
a detection unit that detects radiation transmitted through the material being molded;
a control unit;
with
The control unit monitors flaws inside the material based on the information from the detection unit during molding of the material.
前記照射部及び前記検出部と成形中の前記材料とは、成形中の前記材料の所定方向に沿って、かつ、前記所定方向周りに相対的に移動可能とされている請求項1に記載の材料成形装置。 2. The apparatus according to claim 1, wherein the irradiation unit, the detection unit, and the material being molded are relatively movable along and around the predetermined direction of the material being molded. Material forming equipment. 成形中の前記材料を収容するとともに内部の圧力が調整可能とされている容器を備え、
前記制御部は、前記検出部からの情報に基づいて前記容器の内部の圧力を制御する請求項1又は2に記載の材料成形装置。
A container containing the material being molded and having an adjustable internal pressure,
The material molding apparatus according to claim 1 or 2, wherein the control section controls the pressure inside the container based on the information from the detection section.
複数の供給口を介して前記材料が供給される型を備え、
前記制御部は、前記検出部からの情報に基づいて各前記供給口から供給される前記材料の流量、圧力及び温度の少なくともいずれか1つを制御する請求項1又は2に記載の材料成形装置。
A mold to which the material is supplied through a plurality of supply ports,
3. The material molding apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls at least one of flow rate, pressure and temperature of the material supplied from each supply port based on information from the detection unit. .
成形中の前記材料の周囲の雰囲気温度を加熱する加熱部を備え、
前記制御部は、前記検出部からの情報に基づいて前記加熱部の出力を制御する請求項1から4のいずれかに記載の材料成形装置。
A heating unit that heats the ambient temperature around the material being molded,
The material forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the control section controls the output of the heating section based on information from the detection section.
前記加熱部は、発熱範囲が所定方向に移動可能とされている請求項5に記載の材料成形装置。 6. A material molding apparatus according to claim 5, wherein said heating unit has a heat generating range movable in a predetermined direction. 前記制御部は、成形中の前記材料以外の部材を検出したとき、放射線の照射角度が変化するように前記照射部の位置を変更する請求項1から6のいずれかに記載の材料成形装置。 7. The material molding apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein when detecting a member other than the material being molded, the control unit changes the position of the irradiation unit so that the irradiation angle of the radiation changes. 照射部で放射線を材料に照射する工程と、
前記照射部から照射され前記材料を透過した放射線を検出部で検出する工程と、
前記材料の成形中に、前記検出部からの情報に基づいて前記材料の内部のきずを監視する工程と、
を含む材料の成形方法。
a step of irradiating the material with radiation in an irradiation unit;
a step of detecting radiation emitted from the irradiation unit and transmitted through the material by a detection unit;
monitoring flaws inside the material based on information from the detector during molding of the material;
A method of forming a material containing
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