JP2740219B2 - 複合材構造体の製造方法 - Google Patents
複合材構造体の製造方法Info
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- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば航空機等に使用して最適な軽量かつ
高剛性の複合材構造体、特に、コアとしてこの要求を満
たす低密度発泡体を使用した複合材構造体の製造方法に
関する。
高剛性の複合材構造体、特に、コアとしてこの要求を満
たす低密度発泡体を使用した複合材構造体の製造方法に
関する。
上記航空機用の複合材構造体としては、ハニカムコア
の全周を複合材プレプレグで完全に覆って積層体を形成
し、この積層体を真空バッグした後、オートクレーブ内
で加圧加熱することにより一体に接着硬化させて構成す
るようにしたハニカムサンドイッチ構造体が一般に知ら
れている（例えば、特公昭59−426216号公報参照）。
の全周を複合材プレプレグで完全に覆って積層体を形成
し、この積層体を真空バッグした後、オートクレーブ内
で加圧加熱することにより一体に接着硬化させて構成す
るようにしたハニカムサンドイッチ構造体が一般に知ら
れている（例えば、特公昭59−426216号公報参照）。
しかしながら、この種のハニカムサンドイッチ構造体
においては、その製造の際におけるハニカムコアの潰れ
が常につきまとい、このハニカムコアの潰れを防止する
ためには、製造プロセス及び治具構造による処理対策が
かなり複雑になってしまうという問題がある。
においては、その製造の際におけるハニカムコアの潰れ
が常につきまとい、このハニカムコアの潰れを防止する
ためには、製造プロセス及び治具構造による処理対策が
かなり複雑になってしまうという問題がある。
そのため、ハニカムコアの潰れの心配がなく、しかも
軽量かつ高剛性の要求を満たした低密度発泡体をコアと
した複合材構造体が開発されつつある。
軽量かつ高剛性の要求を満たした低密度発泡体をコアと
した複合材構造体が開発されつつある。
なお、ここに高密度発泡体をコアとした場合には、比
較的重量が重くなってしまうので、航空機部品には一般
に適さない。
較的重量が重くなってしまうので、航空機部品には一般
に適さない。
しかしながら、上記低密度発泡体をコアとした場合に
おいて、例えば第２図に示すような複合材構造体１、即
ち横断面略矩形状で一側部に肉厚が徐々に増加する幅広
部を設けた中実平板状の低密度発泡体２をコアとして、
この周囲の３方向を横断面コ字状の炭素繊維強化樹脂複
合材の外板３で包囲するとともに、外板３の開口部に桁
４を配置して、外板３と桁４を接着剤を介して一体に成
形した複合材構造体１を得ようとすると次になるような
問題点があることが解った。
おいて、例えば第２図に示すような複合材構造体１、即
ち横断面略矩形状で一側部に肉厚が徐々に増加する幅広
部を設けた中実平板状の低密度発泡体２をコアとして、
この周囲の３方向を横断面コ字状の炭素繊維強化樹脂複
合材の外板３で包囲するとともに、外板３の開口部に桁
４を配置して、外板３と桁４を接着剤を介して一体に成
形した複合材構造体１を得ようとすると次になるような
問題点があることが解った。
即ち、第３図に示すように、第２図に示すものと同じ
形状の低密度発泡体２′と一次硬化後の炭素繊維強化樹
脂複合材の外板３′及び同桁４′で積層体１′を構成
し、この積層体１′を組立て治具５の上面に載置すると
ともに、上記桁４′の内部にダミーブロック６を配置
し、更にこのダミーブロック６の側方にこれを押えるた
めのフェアリングバー７を配置して真空バッグし、加圧
加熱成形を行うと、低密度発泡体２′は低密度で発泡さ
れているため、この一体成形の際に加わる圧力ｐによっ
てこの低密度発泡体２′に若干の圧縮変形が生じてしま
う。このため、この上面における完成後の実際の寸法８
と得ようとしている基準寸法９との間にずれδが生じて
しまうのである。
形状の低密度発泡体２′と一次硬化後の炭素繊維強化樹
脂複合材の外板３′及び同桁４′で積層体１′を構成
し、この積層体１′を組立て治具５の上面に載置すると
ともに、上記桁４′の内部にダミーブロック６を配置
し、更にこのダミーブロック６の側方にこれを押えるた
めのフェアリングバー７を配置して真空バッグし、加圧
加熱成形を行うと、低密度発泡体２′は低密度で発泡さ
れているため、この一体成形の際に加わる圧力ｐによっ
てこの低密度発泡体２′に若干の圧縮変形が生じてしま
う。このため、この上面における完成後の実際の寸法８
と得ようとしている基準寸法９との間にずれδが生じて
しまうのである。
このため、一般に正確な精度を要求される航空機等に
おける使用が著しく限定されてしまう。
おける使用が著しく限定されてしまう。
本発明は上記に鑑み、低密度発泡体をコアとし、しか
も要求される基準寸法どうりの複合材構造体を製造し得
る複合材構造体の製造方法を提供することを目的とす
る。
も要求される基準寸法どうりの複合材構造体を製造し得
る複合材構造体の製造方法を提供することを目的とす
る。
上記目的を達成するため、本発明に係る複合材構造体
の製造方法は、低密度発泡体のコアと、繊維強化樹脂複
合材の外板及び構造部材とを有する複合材構造体の製造
方法において、繊維強化樹脂複合材を一次硬化して所望
の形状の外板及び構造部材を成形し、低密度発泡体のコ
アを成形の際に発生する圧縮変形量を予め見込んだ形状
に成形し、成形した低密度発泡体のコアを外板及び構造
部材の間に配し、外板及び構造部材の周囲に形状保持用
の治具を配し、真空バッグして加圧加熱成形することを
特徴とする。
の製造方法は、低密度発泡体のコアと、繊維強化樹脂複
合材の外板及び構造部材とを有する複合材構造体の製造
方法において、繊維強化樹脂複合材を一次硬化して所望
の形状の外板及び構造部材を成形し、低密度発泡体のコ
アを成形の際に発生する圧縮変形量を予め見込んだ形状
に成形し、成形した低密度発泡体のコアを外板及び構造
部材の間に配し、外板及び構造部材の周囲に形状保持用
の治具を配し、真空バッグして加圧加熱成形することを
特徴とする。
上記のように構成した本発明によれば、コアとして軽
量かつ高剛性低密度発泡体を使用し、この低密度発泡体
は、加圧加熱成形前の形状を、一体成形の際にこの低密
度発泡体に加える加圧加熱の際における圧縮変形量を予
め見込んで成形されているため、最終的な形状として要
求された基準寸法どうりの複合材構造体を得るようにす
ることができる。
量かつ高剛性低密度発泡体を使用し、この低密度発泡体
は、加圧加熱成形前の形状を、一体成形の際にこの低密
度発泡体に加える加圧加熱の際における圧縮変形量を予
め見込んで成形されているため、最終的な形状として要
求された基準寸法どうりの複合材構造体を得るようにす
ることができる。
なお、このコアに隣接する他の構造物がある場合に
は、この構造物が外圧を受け止めるため、コアへの圧縮
変形作用はない。
は、この構造物が外圧を受け止めるため、コアへの圧縮
変形作用はない。
以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。
第１図は、第２図に示す形状の複合材構造体１を製造
する例を示すもので、同図において、一体成形前の構造
体10のコアとして、軽量かつ高剛性の低密度発泡体12が
使用され、この低密度発泡体12は、所定の基準寸法19に
沿った所定形状の本体部12aの他に、この上面にこの一
体成形の際に加える加圧加熱によって圧縮変形する量に
応じた圧縮変形量部12bが予め加算されて加工されてい
る。
する例を示すもので、同図において、一体成形前の構造
体10のコアとして、軽量かつ高剛性の低密度発泡体12が
使用され、この低密度発泡体12は、所定の基準寸法19に
沿った所定形状の本体部12aの他に、この上面にこの一
体成形の際に加える加圧加熱によって圧縮変形する量に
応じた圧縮変形量部12bが予め加算されて加工されてい
る。
この圧縮変形量部12bは、例えば低密度発泡体の加圧
加熱の際の圧縮量を実験により確認して求められるもの
である。
加熱の際の圧縮量を実験により確認して求められるもの
である。
このように低密度発泡体12に、本体部12aの他に圧縮
変形量部12bを予め加算することによって、加圧加熱成
形後の最終的な形状として、要求された基準寸法を得る
ことができるようになされている。
変形量部12bを予め加算することによって、加圧加熱成
形後の最終的な形状として、要求された基準寸法を得る
ことができるようになされている。
この低密度発泡体12の３方向には、横断面コ字状の一
次硬化後のカーボン繊維強化樹脂複合材の外板13が配置
され、この外板13の開口部には一次硬化後のカーボン繊
維強化樹脂複合材の桁14が配置されて構造体10が構成さ
れている。
次硬化後のカーボン繊維強化樹脂複合材の外板13が配置
され、この外板13の開口部には一次硬化後のカーボン繊
維強化樹脂複合材の桁14が配置されて構造体10が構成さ
れている。
なお、この時、同図に示すように低密度発泡体12の上
部には圧縮変形量部12bが設けられているため、低密度
発泡体12の上面とカーボン繊維強化樹脂複合材の外板13
の上部下面との間にずれが生じてしまうが、このずれは
下記の一体成形の際に是正されるので問題はない。
部には圧縮変形量部12bが設けられているため、低密度
発泡体12の上面とカーボン繊維強化樹脂複合材の外板13
の上部下面との間にずれが生じてしまうが、このずれは
下記の一体成形の際に是正されるので問題はない。
そして、この構造体10を組立て治具５の上面に載置す
るとともに、上記桁14の内部にダミーブロック６を配置
し、更にこのダミーブロック６の側方にこれを押えるた
めのフェアリングバー７を配置し、この状態で覆いフィ
ルム等を上面に被せて真空バッグし、オートクレーブ内
に入れて加圧加熱して硬化させて一体成形を行う。
るとともに、上記桁14の内部にダミーブロック６を配置
し、更にこのダミーブロック６の側方にこれを押えるた
めのフェアリングバー７を配置し、この状態で覆いフィ
ルム等を上面に被せて真空バッグし、オートクレーブ内
に入れて加圧加熱して硬化させて一体成形を行う。
この時、低密度発泡体12は低密度で発泡されているた
め、この一体成形の際に加わる圧力によってこの低密度
発泡体12に若干の圧縮変形が生じるが、上記のように予
め圧縮成形部12bが設けられているため、この時の圧縮
変形によって、要求された基準寸法と、実際の寸法が一
致することとなる。
め、この一体成形の際に加わる圧力によってこの低密度
発泡体12に若干の圧縮変形が生じるが、上記のように予
め圧縮成形部12bが設けられているため、この時の圧縮
変形によって、要求された基準寸法と、実際の寸法が一
致することとなる。
このようにして、中実の低密度発泡体12をコアとし
て、この周囲の３方向をコ字状のカーボン繊維強化樹脂
複合材の外板13で包囲するとともに、外板13の開口部に
カーボン繊維強化樹脂複合材の桁４を配置し、低密度発
泡体12と桁14を接着剤を介して一体に成形して複合材構
造体10を得ることができる。
て、この周囲の３方向をコ字状のカーボン繊維強化樹脂
複合材の外板13で包囲するとともに、外板13の開口部に
カーボン繊維強化樹脂複合材の桁４を配置し、低密度発
泡体12と桁14を接着剤を介して一体に成形して複合材構
造体10を得ることができる。
本発明は上記のような構成であるので、線図を外れる
心配がなく、しかも軽量で高剛性の低密度発泡体をコア
となし、要求された基準寸法どうりの寸法を有する複合
材構造体を、簡易かつ敏速に製造することができ、これ
によって、一般に精密な精度が要求される航空機等にも
適応することができる。
心配がなく、しかも軽量で高剛性の低密度発泡体をコア
となし、要求された基準寸法どうりの寸法を有する複合
材構造体を、簡易かつ敏速に製造することができ、これ
によって、一般に精密な精度が要求される航空機等にも
適応することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す成形前の状態を示す断
面図、第２図は製造すべき形状の複合材構造体を示す断
面図、第３図は従来例の成形時の状態を示す断面図であ
る。 10……複合材構造体、12……低密度発泡体（コア）、12
a……低密度発泡体の本体部、12b……低密度発泡体の圧
縮変形量部、13……外板、14……桁。
面図、第２図は製造すべき形状の複合材構造体を示す断
面図、第３図は従来例の成形時の状態を示す断面図であ
る。 10……複合材構造体、12……低密度発泡体（コア）、12
a……低密度発泡体の本体部、12b……低密度発泡体の圧
縮変形量部、13……外板、14……桁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 105:20 Ｂ２９Ｌ 31:30
Claims (1)
- 【請求項１】低密度発泡体のコアと、繊維強化樹脂複合
材の外板及び構造部材とを有する複合材構造体の製造方
法において、繊維強化樹脂複合材を一次硬化して所望の
形状に成形し、低密度発泡体のコアを成形の際に発生す
る圧縮変形量を予め見込んだ形状に成形し、成形した低
密度発泡体のコアを外板及び構造部材の間に配し、外板
及び構造部材の周囲に形状保持用の治具を配し、真空バ
ッグして加圧加熱成形することを特徴とする複合材構造
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63330327A JP2740219B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 複合材構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63330327A JP2740219B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 複合材構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02175113A JPH02175113A (ja) | 1990-07-06 |
| JP2740219B2 true JP2740219B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=18231384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63330327A Expired - Fee Related JP2740219B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 複合材構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740219B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100781147B1 (ko) * | 2001-08-23 | 2007-11-30 | 삼성테크윈 주식회사 | 폴리머 복합재 부품의 제조방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5785889B2 (ja) * | 2012-03-14 | 2015-09-30 | 積水化成品工業株式会社 | 繊維強化複合体の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP63330327A patent/JP2740219B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100781147B1 (ko) * | 2001-08-23 | 2007-11-30 | 삼성테크윈 주식회사 | 폴리머 복합재 부품의 제조방법 |
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|---|---|
| JPH02175113A (ja) | 1990-07-06 |
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Legal Events
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