JP2023170330A - 複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム - Google Patents

複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム Download PDF

Info

Publication number
JP2023170330A
JP2023170330A JP2022082002A JP2022082002A JP2023170330A JP 2023170330 A JP2023170330 A JP 2023170330A JP 2022082002 A JP2022082002 A JP 2022082002A JP 2022082002 A JP2022082002 A JP 2022082002A JP 2023170330 A JP2023170330 A JP 2023170330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bag film
hollow part
air pressure
molding
core
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.)
Pending
Application number
JP2022082002A
Other languages
English (en)
Inventor
昭宏 寺坂
Akihiro TERASAKA
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2022082002A priority Critical patent/JP2023170330A/ja
Priority to US18/183,975 priority patent/US20230373169A1/en
Priority to CN202310415716.7A priority patent/CN117087201A/zh
Publication of JP2023170330A publication Critical patent/JP2023170330A/ja
Pending 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
    • 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
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/446—Moulding structures having an axis of symmetry or at least one channel, e.g. tubular structures, frames
    • 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
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/76—Cores
    • 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
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/10—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
    • 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
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642—Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • 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
    • B29C70/462—Moulding structures having an axis of symmetry or at least one channel, e.g. tubular structures, frames
    • 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
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/544—Details of vacuum bags, e.g. materials or shape
    • 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
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642—Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • B29C2043/3649—Inflatable bladders using gas or fluid and related details
    • 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
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642—Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • B29C2043/3652—Elastic moulds or mould parts, e.g. cores 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
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B29L2023/004—Bent tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Figure 2023170330000001
【課題】高品質の複合材中空部品を成形することが可能な複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システムを提供すること。
【解決手段】本開示にかかる複合材中空部品の成形方法は、中子を第１バッグフィルムで覆い、第１バッグフィルム上に複合材の繊維を重ね合わせることによって中空形状の中間体を成形し、中間体を中子及び第１バッグフィルムとともに外型に設置し、外型を第２バッグフィルムで覆い、第１バッグフィルムの外側、且つ、第２バッグフィルムの内側、の気圧を、第２バッグフィルムの外側の気圧、及び、第１バッグフィルムの内側の気圧よりも低くしたうえで、中間体を加熱し、中間体を加熱することによって成形された複合材中空部品の脱型を行う。
【選択図】図１

Description

本開示は、複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム、に関する。
特許文献１には、金属製の複合中子を用いた中空樹脂成形品の製造方法が開示されている。
特開平９－１９３１７５号公報
特許文献１に開示された中空樹脂成形品の製造方法では、中空樹脂成形品の外側の表面に凹凸が形成されるため、高品質の中空樹脂成形品を製造することができない、という課題があった。
本開示は、上記を鑑みてなされたものであって、高品質の複合材中空部品を成形することが可能な複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム、を提供することを目的とする。
本開示にかかる複合材中空部品の成形方法は、中子を第１バッグフィルムで覆い、前記第１バッグフィルム上に複合材の繊維を重ね合わせることによって中空形状の中間体を成形し、前記中間体を前記中子及び前記第１バッグフィルムとともに外型に設置し、前記外型を第２バッグフィルムで覆い、前記第１バッグフィルムの外側、且つ、前記第２バッグフィルムの内側、の気圧を、前記第２バッグフィルムの外側の気圧、及び、前記第１バッグフィルムの内側の気圧よりも低くしたうえで、前記中間体を加熱し、前記中間体を加熱することによって成形された複合材中空部品の脱型を行う。この複合材中空部品の成形方法は、表面に意図しない凹凸が形成されていない、且つ、厚みが均一の、品質の高い複合材中空部品を成形することができる。
前記中間体の加熱では、前記中子が前記中間体に取り付けられた状態で、当該中間体を加熱してもよい。
前記複合材中空部品の脱型では、前記第１バッグフィルムの内側の気圧を前記第１バッグフィルムの外側の気圧よりも低くしたうえで、前記複合材中空部品から前記中子及び前記第１バッグフィルムを引き抜くことを含んでもよい。
前記外型を前記第２バッグフィルムで覆い、前記中子を前記中間体から引き抜き、前記第１バッグフィルムの外側、且つ、前記第２バッグフィルムの内側、の気圧を、前記第２バッグフィルムの外側の気圧、及び、前記第１バッグフィルムの内側の気圧よりも低くしたうえで、前記中間体を加熱してもよい。
前記複合材中空部品の脱型では、前記第１バッグフィルムの内側の気圧を前記第１バッグフィルムの外側の気圧よりも低くしたうえで、前記複合材中空部品から前記第１バッグフィルムを引き抜いてもよい。
前記中間体の加熱では、前記第１バッグフィルムの外側、且つ、前記第２バッグフィルムの内側、の気圧を、所定の気圧以下まで低くしたうえで、前記中間体を加熱してもよい。
前記中子は、弾性変形可能な材料によって形成されていてもよい。
本開示にかかる中空部品成形システムは、中子と、前記中子に巻き付けられた第１バッグフィルムと、前記第１バッグフィルム上に複合材の繊維を重ね合わせることによって成形される中間体が設置される外型と、前記外型を覆う第２バッグフィルムと、前記第１バッグフィルムの外側、且つ、前記第２バッグフィルムの内側、の気圧を、前記第２バッグフィルムの外側の気圧、及び、前記第１バッグフィルムの内側の気圧よりも低くすることが可能に構成された、圧力制御装置と、前記中間体を加熱する加熱装置と、を少なくとも備える。この中空部品成形システムは、表面に意図しない凹凸が形成されていない、且つ、厚みが均一の、品質の高い複合材中空部品を成形することができる。
前記中子は、弾性変形可能な材料によって形成されていてもよい。
本開示により、高品質の複合材中空部品を成形することが可能な複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システムを提供することができる。
実施の形態１に係る複合材中空部品の成形方法を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る複合材中空部品の成形方法を説明するための概略断面図である。 実施の形態１に係る複合材中空部品の成形方法を説明するための概略断面図である。 プライの巻き付け方法の一例を示す図である。 成形された複合材中空部品、及び、成形された複合材中空部品から中子及び第１バッグフィルムを引き抜く様子を示す概略斜視図である。 実施の形態２に係る複合材中空部品の成形方法を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る複合材中空部品の成形方法を説明するための概略断面図である。 実施の形態２に係る複合材中空部品の成形方法を説明するための概略断面図である。 成形された複合材中空部品の一例、及び、成形された複合材中空部品から第１バッグフィルムを引き抜く様子を示す概略斜視図である。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る複合材中空部品の成形方法を示すフローチャートである。また、図２及び図３は、複合材中空部品の成形方法を説明するための概略断面図である。なお、図２及び図３には、図１に示すフローチャートの各ステップにおける概略断面図が示されている。本実施の形態では、例えば、中空部品成形システム１００によって複合材中空部品２０２の成形が行われる。以下、具体的に説明する。
中空部品成形システム１００は、図２及び図３等に示されるように、例えば、中子１０１と、バッグフィルム（第１バッグフィルム）１０２と、外型１０３と、バッグフィルム（第２バッグフィルム）１０４と、圧力制御装置１０５と、加熱装置１０６と、を少なくとも備える。中空部品成形システム１００によって成形される複合材中空部品２０２は、例えば、風車のブレードや飛行機のプロペラの内部に補強用に設置される。
まず、中子１０１にバッグフィルム１０２を巻き付ける（ステップＳ１０１）。
中子１０１は、成形品である複合材中空部品２０２の中空部分の形状に応じた形状を有している。例えば、中子１０１は、円柱形状を有している。中子１０１は、複合材中空部品２０２の成形過程において塑性変形しない程度の耐久性を有する材料によって形成されている。但し、中子１０１は、シリコン等の弾性変形可能な材料によって形成されていることが好ましい。それにより、複合材中空部品２０２から中子１０１を容易に引く抜くことが可能となる。また、中子１０１が、複合材中空部品２０２の中空部分の形状に応じて、部分的に湾曲した形状を有していたり、部分的に異なる太さの形状を有していたり、枝分かれした形状を有していたりする場合でも、複合材中空部品２０２から中子１０１を損傷させることなく引き抜くことが可能となる。それにより、中子１０１の再利用が可能になるため、コストの増大が抑制される。
バッグフィルム１０２は、当該バッグフィルム１０２の内側と外側の圧力差を維持できる程度の気密性を有し、且つ、複合材中空部品２０２の成形過程において損傷しない程度の耐久性を有する材料によって形成されている。例えば、バッグフィルム１０２は、複合材中空部品２０２がエポキシを含む材料によって成形される場合には、加熱時の温度である１３０～２２０度以上の耐熱性を有する材料によって形成され、複合材中空部品２０２がポリイミドを含む材料によって成形される場合には、加熱時の温度である４００度以上の耐熱性を有する材料によって形成される。また、例えば、バッグフィルム１０２は、当該バッグフィルム１０２の内側と外側の圧力差が０．３～１０気圧の範囲の圧力差でも損傷しない程度の耐久性を有する材料によって形成されている。具体的には、バッグフィルム１０２は、ナイロンやシリコンなどの材料によって形成されている。
さらに、バッグフィルム１０２は、伸縮性の高い材料によって形成されることが好ましい。それにより、バッグフィルム１０２の突っ張りによる損傷を防ぐことができる。また、バッグフィルム１０２は、意図的にシワが入るようにして、中子１０１に巻き付けられることが好ましい。それにより、バッグフィルム１０２の突っ張りによる損傷を防ぐことができるとともに、脱気性が向上する。
その後、バッグフィルム１０２上にプライ２００を重ね合わせることによって、複合材中空部品２０２の成形途中である中間体２０１を成形する（ステップＳ１０２）。
プライ２００は、複合材料の繊維を含むシート状の部材である。プライ２００を重ね合わせることによって、強度の高い複合材中空部品２０２の成形が可能となる。なお、図４に示すように、バッグフィルム１０２上にプライ２００をスパイラル状に巻き付けることによって、ねじれに強い複合材中空部品２０２の成形が可能となる。
その後、中間体２０１を中子１０１及びバッグフィルム１０２とともに外型１０３に設置する（ステップＳ１０３）。より具体的には、中間体２０１を中子１０１及びバッグフィルム１０２とともに、外型１０３を構成する上型１０３ａ及び下型１０３ｂで挟み込む。それにより、中間体２０１の外側の表面が外型１０３の形状に応じた形状に成形される。また、それにより、中間体２０１の外側の表面に意図しない凹凸が形成されるのを防ぐことができる。
その後、外型１０３をバッグフィルム１０４で覆う（ステップＳ１０４）。バッグフィルム１０４は、バッグフィルム１０２と同じ材料によって形成されている。
その後、圧力制御装置１０５を用いて、バッグフィルム１０２の外側、且つ、バッグフィルム１０４の内側、の気圧を、バッグフィルム１０４の外側の気圧、及び、バッグフィルム１０２の内側の気圧よりも低くしたうえで、加熱装置１０６を用いて、中間体２０１を加熱する（ステップＳ１０５）。
バッグフィルム１０２の外側、且つ、バッグフィルム１０４の内側、の気圧を、バッグフィルム１０４の外側の気圧、及び、バッグフィルム１０２の内側の気圧よりも低くすることにより、バッグフィルム１０２の内側から外側に向かって圧力が加わるため、バッグフィルム１０２及び中間体２０１（プライ２００）は外型１０３に張り付く。それにより、中間体２０１の内側の表面が所望の形状に成形される。なお、圧力制御装置１０５は、バッグフィルム１０２の外側、且つ、バッグフィルム１０４の内側、の気圧を、真空状態又は真空状態に近い所定の気圧以下まで低くすることが好ましい。それにより、バッグフィルム１０２及び中間体２０１（プライ２００）は、より強い圧力が加えられた状態で外型１０３に張り付くことができる。
また、例えば、加熱装置１０６は、中間体２０１がエポキシを含む材料によって形成されている場合には、当該中間体２０１を１３０～２２０度で加熱し、中間体２０１がポリイミドを含む材料によって形成されている場合には、当該中間体２０１を４００度で加熱する。
その後、中間体２０１を加熱することによって成形された複合材中空部品２０２の脱型を行う（ステップＳ１０６及びステップＳ１０７）。具体的には、まず、複合材中空部品２０２からバッグフィルム１０４及び外型１０３を取り外す（ステップＳ１０６）。その後、複合材中空部品２０２から中子１０１及びバッグフィルム１０２を引き抜く（ステップＳ１０７）。なお、複合材中空部品２０２から中子１０１及びバッグフィルム１０２を引き抜く場合には、圧力制御装置１０５等を用いて、バッグフィルム１０２の内側の気圧を外側の気圧よりも低くしておくことが好ましい。それにより、バッグフィルム１０２を中子１０１に張り付けさせることができるため、複合材中空部品２０２から中子１０１及びバッグフィルム１０２を引き抜くことが容易になる。なお、中子１０１は、バッグフィルム１０２の内側の気圧が外側の気圧よりも低くなった場合に収縮するような材料によって形成されていてもよい。それにより、複合材中空部品２０２から中子１０１及びバッグフィルム１０２を引き抜くことがさらに容易になる。
このように、本実施の形態にかかる複合材中空部品の成形方法は、中子１０１、外型１０３、及び、バッグフィルム１０２，１０４を用いて、上述したような処理を行って、複合材の繊維を重ね合わせた複合材中空部品２０２を成形している。それにより、本実施の形態にかかる複合材中空部品の成形方法は、表面に意図しない凹凸が形成されていない、且つ、厚みが均一の、品質の高い複合材中空部品を成形することができる。つまり、本実施の形態にかかる複合材中空部品の成形方法は、高強度且つ高品質の複合材中空部品を成形することができる。
また、本実施の形態にかかる複合材中空部品の成形方法では、中子１０１がシリコン等の弾性変形可能な材料によって形成されていてもよい。それにより、複合材中空部品２０２から中子１０１を容易に引く抜くことが可能となる。また、中子１０１が、複合材中空部品２０２の中空部分の形状に応じて、例えば図５に示すように部分的に湾曲した形状を有していたり、部分的に異なる太さの形状を有していたり、枝分かれした形状を有していたりする場合でも、複合材中空部品２０２から中子１０１を損傷させることなく引き抜くことが可能となる。それにより、中子１０１の再利用が可能になるため、コストの増大が抑制される。
＜実施の形態２＞
図６は、実施の形態２に係る複合材中空部品の成形方法を示すフローチャートである。また、図７及び図８は、複合材中空部品の成形方法を説明するための概略断面図である。なお、図７及び図８には、図６に示すフローチャートの各ステップにおける概略断面図が示されている。本実施の形態では、例えば、中空部品成形システム１００によって複合材中空部品２０２の成形が行われる。以下、具体的に説明する。
まず、中子１０１にバッグフィルム１０２を巻き付ける（ステップＳ２０１）。
その後、バッグフィルム１０２上にプライ２００を重ね合わせることによって、中間体２０１を成形する（ステップＳ２０２）。
その後、中間体２０１を中子１０１及びバッグフィルム１０２とともに外型１０３に設置する（ステップＳ２０３）。より具体的には、中間体２０１を中子１０１及びバッグフィルム１０２とともに、外型１０３を構成する上型１０３ａ及び下型１０３ｂで挟み込む。それにより、中間体２０１の外側の表面が外型１０３の形状に応じた形状に成形される。また、それにより、中間体２０１の外側の表面に意図しない凹凸が形成されるのを防ぐことができる。
その後、外型１０３をバッグフィルム１０４で覆う（ステップＳ２０４）。
その後、加熱前に中間体２０１から中子１０１を引き抜く（ステップＳ２０５）。それにより、中間体２０１の加熱時間の短縮が可能である。なお、中子１０１は、バッグフィルム１０２の内側の気圧が外側の気圧よりも低くなった場合に収縮するような材料によって形成されていてもよい。それにより、バッグフィルム１０２の内側の気圧を外側の気圧よりも低くして、複合材中空部品２０２から中子１０１を引き抜くことが容易になる。
その後、圧力制御装置１０５を用いて、バッグフィルム１０２の外側、且つ、バッグフィルム１０４の内側、の気圧を、バッグフィルム１０４の外側の気圧、及び、バッグフィルム１０２の内側の気圧よりも低くしたうえで、加熱装置１０６を用いて、中間体２０１を加熱する（ステップＳ２０６）。
バッグフィルム１０２の外側、且つ、バッグフィルム１０４の内側、の気圧を、バッグフィルム１０４の外側の気圧、及び、バッグフィルム１０２の内側の気圧よりも低くすることにより、バッグフィルム１０２の内側から外側に向かって圧力が加わるため、バッグフィルム１０２は外型１０３に張り付く。それにより、中間体２０１の内側の表面が所望の形状に成形される。なお、圧力制御装置１０５は、バッグフィルム１０２の外側、且つ、バッグフィルム１０４の内側、の気圧を、真空状態又は真空状態に近い所定の気圧以下まで低くすることが好ましい。それにより、バッグフィルム１０２は、より強い圧力が加えられた状態で外型１０３に張り付くことができる。
その後、中間体２０１を加熱することによって成形された複合材中空部品２０２の脱型を行う（ステップＳ２０７及びステップＳ２０８）。具体的には、まず、複合材中空部品２０２からバッグフィルム１０４及び外型１０３を取り外す（ステップＳ２０７）。その後、複合材中空部品２０２からバッグフィルム１０２を引き抜く（ステップＳ２０８）。なお、複合材中空部品２０２からバッグフィルム１０２を引き抜く場合には、圧力制御装置１０５等を用いて、バッグフィルム１０２の内側の気圧を外側の気圧よりも低くしておくことが好ましい。それにより、バッグフィルム１０２を収縮させることができるため、複合材中空部品２０２からバッグフィルム１０２を引き抜くことが容易になる。
実施の形態２に係る複合材中空部品の成形方法のその他の処理については、実施の形態１に係る複合材中空部品の成形方法の場合と同様であるため、その説明を省略する。
このように、本実施の形態にかかる複合材中空部品の成形方法は、中子１０１、外型１０３、及び、バッグフィルム１０２，１０４を用いて、上述したような処理を行って、複合材の繊維を重ね合わせた複合材中空部品２０２を成形している。それにより、本実施の形態にかかる複合材中空部品の成形方法は、表面に意図しない凹凸が形成されていない、且つ、厚みが均一の、品質の高い複合材中空部品を成形することができる。つまり、本実施の形態にかかる複合材中空部品の成形方法は、高強度且つ高品質の複合材中空部品を成形することができる。
また、本実施の形態にかかる複合材中空部品の成形方法では、中子１０１がシリコン等の弾性変形可能な材料によって形成されていてもよい。それにより、複合材中空部品２０２から中子１０１を容易に引く抜くことが可能となる。また、中子１０１が、複合材中空部品２０２の中空部分の形状に応じて、例えば図９に示すように部分的に湾曲した形状を有していたり、部分的に異なる太さの形状を有していたり、枝分かれした形状を有していたりする場合でも、複合材中空部品２０２から中子１０１を損傷させることなく引き抜くことが可能となる。それにより、中子１０１の再利用が可能になるため、コストの増大が抑制される。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
１００ 中空部品成形システム
１０１ 中子
１０２ バッグフィルム（第１バッグフィルム）
１０３ 外型
１０３ａ 上型
１０３ｂ 下型
１０４ バッグフィルム（第２バッグフィルム）
１０５ 圧力制御装置
１０６ 加熱装置
２００ プライ（複合材の繊維）
２０１ 中間体
２０２ 複合材中空部品

Claims (9)

  1. 中子を第１バッグフィルムで覆い、
    前記第１バッグフィルム上に複合材の繊維を重ね合わせることによって中空形状の中間体を成形し、
    前記中間体を前記中子及び前記第１バッグフィルムとともに外型に設置し、
    前記外型を第２バッグフィルムで覆い、
    前記第１バッグフィルムの外側、且つ、前記第２バッグフィルムの内側、の気圧を、前記第２バッグフィルムの外側の気圧、及び、前記第１バッグフィルムの内側の気圧よりも低くしたうえで、前記中間体を加熱し、
    前記中間体を加熱することによって成形された複合材中空部品の脱型を行う、
    複合材中空部品の成形方法。
  2. 前記中間体の加熱では、前記中子が前記中間体に取り付けられた状態で、当該中間体を加熱する、
    請求項１に記載の複合材中空部品の成形方法。
  3. 前記複合材中空部品の脱型は、前記第１バッグフィルムの内側の気圧を前記第１バッグフィルムの外側の気圧よりも低くしたうえで、前記複合材中空部品から前記中子及び前記第１バッグフィルムを引き抜くことを含む、
    請求項２に記載の複合材中空部品の成形方法。
  4. 前記外型を前記第２バッグフィルムで覆い、
    前記中子を前記中間体から引き抜き、
    前記第１バッグフィルムの外側、且つ、前記第２バッグフィルムの内側、の気圧を、前記第２バッグフィルムの外側の気圧、及び、前記第１バッグフィルムの内側の気圧よりも低くしたうえで、前記中間体を加熱する、
    請求項１に記載の複合材中空部品の成形方法。
  5. 前記複合材中空部品の脱型では、前記第１バッグフィルムの内側の気圧を前記第１バッグフィルムの外側の気圧よりも低くしたうえで、前記複合材中空部品から前記第１バッグフィルムを引き抜く、
    請求項４に記載の複合材中空部品の成形方法。
  6. 前記中間体の加熱では、前記第１バッグフィルムの外側、且つ、前記第２バッグフィルムの内側、の気圧を、所定の気圧以下まで低くしたうえで、前記中間体を加熱する、
    請求項１～５の何れか一項に記載の複合材中空部品の成形方法。
  7. 前記中子は、弾性変形可能な材料によって形成されている、
    請求項１～５の何れか一項に記載の複合材中空部品の成形方法。
  8. 中子と、
    前記中子に巻き付けられた第１バッグフィルムと、
    前記第１バッグフィルム上に複合材の繊維を重ね合わせることによって成形される中間体が設置される外型と、
    前記外型を覆う第２バッグフィルムと、
    前記第１バッグフィルムの外側、且つ、前記第２バッグフィルムの内側、の気圧を、前記第２バッグフィルムの外側の気圧、及び、前記第１バッグフィルムの内側の気圧よりも低くすることが可能に構成された、圧力制御装置と、
    前記中間体を加熱する加熱装置と、
    を少なくとも備えた、中空部品成形システム。
  9. 前記中子は、弾性変形可能な材料によって形成されている、
    請求項８に記載の中空部品成形システム。
JP2022082002A 2022-05-19 2022-05-19 複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム Pending JP2023170330A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022082002A JP2023170330A (ja) 2022-05-19 2022-05-19 複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム
US18/183,975 US20230373169A1 (en) 2022-05-19 2023-03-15 Method for molding hollow part of composite material and hollow part molding system
CN202310415716.7A CN117087201A (zh) 2022-05-19 2023-04-18 复合材料中空部件的成形方法及中空部件成形系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022082002A JP2023170330A (ja) 2022-05-19 2022-05-19 複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023170330A true JP2023170330A (ja) 2023-12-01

Family

ID=88774079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022082002A Pending JP2023170330A (ja) 2022-05-19 2022-05-19 複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230373169A1 (ja)
JP (1) JP2023170330A (ja)
CN (1) CN117087201A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230373169A1 (en) 2023-11-23
CN117087201A (zh) 2023-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9919482B2 (en) Mold for manufacturing a component
US6719242B2 (en) Composite core
EP1231077B2 (en) Method for producing a bicycle wheel rim and bicycle wheel rim obtained thereby
US6264877B1 (en) Method of making a part of large dimensions out of composite material
EP2038100B1 (en) Method and moulding core for producing a fibre composite component for aviation and spaceflight
US4095480A (en) Method for making power transmission belting
US20090218713A1 (en) Vacuum heat-set of net shape latex vacuum bags
JP2023170330A (ja) 複合材中空部品の成形方法、及び、中空部品成形システム
JP6662283B2 (ja) 高圧タンクの製造方法
EP2692500A1 (en) Molding method and molding device for composite material hollow part
JPH03277532A (ja) 繊維強化プラスチック曲管の製造方法
DE69918137D1 (de) Verfahren zur herstellung eines druckbehälters aus verbundwerkstoff
US5942070A (en) Method for insulating a composite pressure vessel having improved adhesiveness between the insulation and the vessel
JP3595213B2 (ja) Ｆｒｐチューブの成形方法
JP2000356923A (ja) 熱定着ローラならびにその製造方法および装置
JP2001150547A (ja) 樹脂製パイプ及びその成形方法
KR100222276B1 (ko) 복합재 압력용기용 인슈레이션 및 그 제조방법
JPH07214679A (ja) 強化プラスチック製品のオートクレーブ成形方法
JPH04364929A (ja) 複合材の成形方法
KR100575142B1 (ko) 스트링거 제작을 위한 형상유지공구의 제조방법 및 그 형상유지공구를 이용한 스킨-스트링거 일체형 패널 제작방법
KR102472506B1 (ko) 복합재 제조 방법
JP3112699B2 (ja) 管状体とその製造方法
JP2005096927A (ja) フィルム巻取用巻芯及びその製造方法
JPH09277388A (ja) Ｆｒｐ製パイプの製造方法
JP2021194844A (ja) 中空体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240125