JP2902099B2 - プリプレグ製分割ツールの製作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合材部品成形用のプリプレグ製分割ツー
ルの製作方法に関する。

〔従来の技術〕

第４図（ａ）に示す複合材部品21を成形するために使
用される耐熱プラスチック製の分割ツール22,23は、部
品と同じ形状をもつモデルからの写し取り作業によって
製作され、第４図（ｂ）に示すように分割面にピン角24
を有するものであり、ツールの材質，製作過程から、ウ
ェットタイプとプリプレグタイプに大別される。

従来の上記２つのタイプのツールの製作方法を以下に
説明する。

ウェットタイプについては、樹脂（レジン）とガラス
クロスをそれぞれ入手し、作業者がガラスクロスに樹脂
を含浸させ、これを所定形状をもつ型へ所定の枚数積層
し、オーブン硬化（加熱のみ）することによって得られ
るものである。

これに対し、プリプレグタイプは、第５図に示すよう
にモデル01より捨型02,03を製作し、更に耐熱捨型07,08
を製作した後、プリプレグと呼ばれるあらかじめガラス
クロスに樹脂の含浸してある材料を入手し、これを所定
の形状をもつ耐熱捨型07,08へ所定の枚数積層し、オー
トクレーブ硬化（加熱，加圧）することによりプリプレ
グツール05,06が得られるものである。

このことから、プリプレグタイプはウェットタイプに
比べツール製作が単純作業となり、品質が安定している
という優れた特徴をもっている。

当社では、′89年以降のツール製作から、プリプレグ
タイプの適用を開始したが、米国ではプリプレグタイプ
の分割ツールは開発されておらず、ウェットタイプによ
り分割ツールを製作している。

〔発明が解決しようとする課題〕

一つのモデルから、２つ以上のツールを製作する場
合、それぞれの捨型（ツールを製作するために製作し、
実機生産には使用しない型）が必要となり、それぞれを
別々に製作していくこととなる。

従来のプリプレグタイプの分割ツールの製作におい
て、別々に製作した分割ツールは部品成形時には１つの
ツールとして使用するため、ツール結合時に結合部分は
平滑な面が必要であった（結合部に凹凸があるとそれが
製品に写る）。

また、プリプレグは熱と圧力を加えて硬化されるが、
スプリングイン（コーナー部において、プリプレグが所
定の角度より小さな角度で硬化する現象）という変形を
おこすため、２つの別々に製作したツールを結合させた
場合、結合面に平滑な面を得ることは不可能であり、そ
の部分を修正しなければツールとして使用できなかっ
た。

これは、ツール製作工数の増加となるだけでなく、ツ
ール形状が不正確となる要因となっていた。

本発明は、以上のような課題を解決できるプリプレグ
ツールの製作工程を設定すると共に、その設定した製作
工程で生ずる課題を解決し、プリプレグ製分割ツールを
製作を可能とすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のプリプレグ製分割ツールの製作方法は、所定
の形状のモデルの外側に分割可能な捨型を一体で製作
し、モデルを除去した後同捨型の内部に型材を注入して
一体の耐熱捨型を製作し、上記捨型を除去した後耐熱捨
型の外側にプリプレグを積層しオートクレーブにより硬
化させて分割可能なプリプレグツールを製作することを
特徴としている。

〔作用〕

上記において、まず所定の形状のモデルの外側を用い
て分割可能な捨型を一体で製作した後、同捨型を分割し
てモデルを除去し、再び一体に組立てる。次に、組立て
られた捨型の内部に型材を注入し、モデルと同様の形状
の耐熱捨型を一体で製作する。

上記製作された耐熱捨型は、外側の捨型が除去された
後、耐熱捨型の外側にプリプレグを積層し、オートクレ
ーブにより硬化してプリプレグツールを製作し、分割面
が仕上げられて製作を完了する。

上記により、平滑な分割面が得られ、高精度で低コス
トの分割ツールの製作が可能となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図に示す本実施例は、所定の形状のモデル１より
一体の捨型2,3を製作した後、同捨型2,3の内部に型材を
注入して耐熱捨型４を製作し、同耐熱捨型４上に所定の
枚数のプリプレグを積層しオートクレーブにより硬化さ
せてプリプレグツール5,6を製作した後、分割面を仕上
げて製作を完了する。

上記において、まず所定の形状のモデル１を用い、分
割可能な捨型2,3を一体とした状態で製作する。次に、
捨型2,3を分割して内部よりモデル１を取出した後、再
び捨型2,3を一体として内部に型材を注入し、モデル１
と同様の形状の耐熱捨型４を製作する。

上記製作された捨型４は、外側の捨型2,3が除去され
た後、外側に所定の枚数のプリプレグが積層され、オー
トクレーブにより硬化されてプリプレグツール5,6が製
作され、分割面が仕上げられて製作を完了する。

上記プリプレグツール5,6の製作におけるプリプレグ
の積層方法については、第２図（ａ）左に示すように分
割面は必ずピン角コーナーをもつこととなるため、この
部分で、ガラスクロスの繊維が捨型の形状に十分になじ
まず、角張った部分には樹脂だまり10ができるため、非
常に衝撃に対してもろくなる。これを防ぐために、第２
図（ａ）右に示すように積層方法をプリプレグの分割個
所11を設けたものとし、バイアス層（±45°層）主体と
した。バイアス層とは、第２図（ｂ）左に示すように繊
維の折り目をピン角コーナーに対して傾斜させるもので
あり、伸縮が容易となる。

また、プリプレグの積層時に空気を層間に巻き込むた
め、プリプレグ硬化時にプリプレグ上に順次積層される
離型用ガラス繊維質織物（商品名:3TLL）12a,樹脂流出
防止用フィルム（商品名：穴なしFEP）12b,通気マット
（商品名:A3000）12c,ナイロンバック12dよりなる副資
材12を利用して空気を脱くことが必要である（空気が脱
けないと表面のガサつきが発生し、ツールとして使用で
きない）。通常の部位は第３図（ａ）左に示すように真
空引き13を行うことにより脱気可能であるが、分割面は
各々のツールのプリプレグが互いに接していて、特に脱
気が難しいため、第３図（ｂ）に示すように分割部を副
資材で覆って真空引き13することにより脱気可能とし
た。

上記により、平滑な分割面が得られ、高精度で、従来
に比べてコストが30％低減された分割ツールの製作が可
能となった。

〔発明の効果〕

本発明のプリプレグ製分割ツールの製作方法は、モデ
ルの外側に形成した捨型の内部に一体の耐熱捨型を形成
し、同耐熱捨型の外側にプリプレグを積層しオートクレ
ーブにより硬化させてプリプレグツールを製作すること
によって、プリプレグツールは平滑な分割面が得られ、
高精度で低コストの分割ツールの製作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は上記一実
施例に係るプリプレグの積層方法の説明図、第３図は上
記一実施例に係るプリプレグの脱気方法の説明図、第４
図はプリプレグツールと同ツールにより成形される部品
の説明図、第５図は従来の製作方法の説明図である。 １……モデル、2,3……捨型、４……耐熱捨型、5,6……
プリプレグツール、11……分断個所、12……副資材、13
……真空引き。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の形状のモデルの外側に分割可能な捨
   型を一体で製作し、モデルを除去した後同捨型の内部に
   型材を注入して一体の耐熱捨型を製作し、上記捨型を除
   去した後耐熱捨型の外側にプリプレグを積層しオートク
   レーブにより硬化させて分割可能なプリプレグツールを
   製作することを特徴とするプリプレグ製分割ツールの製
   作方法。