JP2517634B2 - 複合材料製品の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合材料製品の成形方法に係り、特に航空機
の構造部材などに使用される複合材料製品の成形方法に
関する。

〔従来の技術〕

繊維強化プラスチック（以下FRPと略する。）は軽量
で高強度を有するところから航空機の構造用材料として
広く使用されている。このFRPを使って種々の横断面形
状を有する航空機部品を製造するには、プリプレグから
なる複数の構成部材を組合せてバッグ成形後オートクレ
ーブ中で加熱硬化処理される。

この種の従来の技術として例えば特開昭58−205730号
に複合材料製品の成形方法が開示されている。この成形
方法は、第５図に示したように、FRPからなるプリプレ
ッグによって構成部材としてのＩ型桁１および外板２が
予備成形される。そして、Ｉ型桁１を外板２の上に組み
合せた後、全体をバギング材で被覆し、オートクレーブ
中で加熱・加圧することにより全体を同時に硬化させて
所望の複合材料製品を完成させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来技術においては、第６図に示
したように、Ｉ型桁１と外板２との接合部であって、Ｉ
型桁１の直下の外板２の繊維中に、Ｉ型桁１の沈み込み
に起因した繊維の局部的な曲がりが発生することがあ
る。このような繊維の曲がりが発生すると、外板２への
荷重伝達が阻害されて複合材料全体の強度が低下すると
共に、外板２の当該部分の板厚が他の部分より薄くなっ
て均一な強度を得ることができない等の品質上の問題が
生じる。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術が有する問題
点を解消し、繊維強化プラスチックからなる構成部材の
接合部中に繊維の局部的な曲がりが発生するのを防止し
て品質が向上した複合材料製品の成形方法を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、互いに接合すべき
２つの繊維強化プラスチックの構成部品の接合面間に、
前記繊維強化プラスチックと同材質で且つ予め硬化され
たプリキュアシートを介在させ、このプリキュアシート
の接合面に接着剤を塗布したのち、全体を加熱・加圧し
て一体的に硬化させるようにしたことを特徴とするもの
である。

〔作 用〕

本発明によれば、繊維強化プラスチックからなる２つ
の構成部材の接合面間に予め硬化させたプリキュアシー
トを介在させて接合することにより繊維の局部的な曲が
りを防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明による複合材料製品の成形方法の一実施
例を説明する。

本実施例は、いずれも繊維強化プラスチックで予備成
形された一対のチャンネル部材3A,3Bを背中合せに組合
せてなるＩ型桁３の一方のフランジ部の外面に外板４を
接合する場合を示しており、これらのＩ型桁３と外板４
とは同材質のFRPのプリプレグによって構成されてい
る。これらの２つのFRPによる構成部材であるＩ型桁３
と外板４との接合に際して、本発明によれば、同材質の
予め硬化されたプリキュアシート５がＩ型桁３と外板４
との接合面間に挿入される。プリキュアシート５は予め
硬化されており、半硬化状態のＩ型桁３を外板４の上で
支承する。プリキュアシート５の両面には、接着剤とし
ての接着シート6,7が宛われ、Ｉ型桁３と外板４とがプ
リキュアシート５を介して接合されたのち、オートクレ
ーブ中で加熱・加圧され、一体硬化される。半硬化状態
のＩ型桁３と外板４とは所定の硬度に硬化すると共に、
接着剤が硬化してＩ型桁３、プリキュアシート５、外板
４が一体的に硬化される。

なお、プリキュアシート５の厚さはＩ型桁３、外板４
の大きさ、加熱・加圧条件などを考慮して適宜、選択さ
れる。プリキュアシート５の長さはＩ型桁３の下部フラ
ンジの長さよりも幾分長く設定されてＩ型桁３の全体を
確実に支承できるようにするのが好ましい。又、プリキ
ュアシート５は接合面の形状に充分なじむ柔軟性を有す
ると共に、外板４の繊維の局部的な曲がりの主原因とな
るＩ型桁３の沈み等を防止することができるために適当
な剛性を有することが要望されている。

また、本実施例においては接着シート6,7はプリキュ
アシート５の上下両面に貼着されており、これによりＩ
型桁３の下面とプリキュアシート５の上面との間および
プリキュアシート５の下面と外板４の上面との間に接着
シート6,7が介在して、これらの一体化が行われる。

製造に際して、接着シート6,7が貼着されたプリキュ
アシート５を外板４の上に載置し、プリキュアシート５
上にＩ型桁３を載置して組み立てた後、全体をバギング
材で被覆した状態でオートクレーブ中で加熱・加圧す
る。オートクレーブ中で全体が硬化されると共に接着シ
ート6,7が硬化してＩ型桁３、プリキュアシート５、外
板４が一体的に硬化される。本発明によれば、プリキュ
アシート５によってＩ型桁３の沈みが防止されるので、
Ｉ型桁３の直下の外板４の繊維の局部的な曲がりを防止
することができ、複合材料製品の全体の品質を向上させ
ることができる。

第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は前記プリキュアシート５
の成形の手順を示している。Ｉ型桁３、外板４と同材質
のFRP板８の上下面に厚さ0.2mm程度の繊維材からなる耐
熱性の保護シート９を取り付け、これを定盤10上に載置
すると共に、バギング材11で被覆し、シール材12で密封
する（第２図（ａ）参照）。これをオートクレーブ中で
加熱硬化してプリキュアシート５を得る。複合材の一体
化成形に際してはプリキュアシート５の両面の保護シー
ト９を剥ぎ取り（第２図（ｂ）、接着シート6,7を貼着
して桁３とプリキュアシート５との間に介在させる（第
２図（ｃ））。

上述したように、本発明は、接着シート6,7をプリキ
ュアシート５の両面に配置したが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、接着シート6,7はＩ型桁３、プリキ
ュアシート５、外板４の間に介在すればよく、接合面の
いずれの側に配置しても良い。

上記実施例は、Ｉ型桁と外板との接合との例を示した
が、Ｉ型の桁材に代えて第４図（ａ）のような「コ」字
形でも、同図（ｂ）のように矩形状閉鎖形状のものに対
しても適用できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、互い
に接合すべき２つの繊維強化プラスチックの構成部品の
接合面間に予め効果されたプリキュアシートを介在させ
て接合したから、プリキュアシートがその上に位置する
構成部品の重量を支え、プリキュアシートの下方の構成
部品中の繊維の局部的な曲がりの発生を防いで複合材料
製品の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複合材料製品の成形方法の実施に
使用するＩ型枠と外板とプリキュアシートとを示した横
断面図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）はプリキュアシート
の成形手順を示す図、第３図は本発明の他の実施例を示
した横断面図、第４図（ａ）（ｂ）は構成部材としての
枠体の変形例を示した横断面図、第５図は従来のＩ型枠
と外板との組合せを示した端面図、第６図は外板中の繊
維の局部曲がりを示した図である。 ３……Ｉ型桁、４……外板、５……プリキュアシート、 6,7……接着剤。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに接合すべき２つの繊維強化プラスチ
   ックの構成部品の接合面間に、前記繊維強化プラスチッ
   クと同材質で且つ予め硬化されたプリキュアシートを介
   在させ、このプリキュアシートの接合面に接着剤を塗布
   したのち、全体を加熱・加圧して一体的に硬化させるよ
   うにしたことを特徴とする複合材料製品の成形方法。