JP2947879B2 - 成形治具の製造方法 - Google Patents
成形治具の製造方法Info
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- 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
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- Composite Materials (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- 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、航空機用複合材部品などを成形するのに使
用する成形治具の製造方法に関する。
用する成形治具の製造方法に関する。
航空機の構造部材として使用する複合材部品は、素材
のプリプレグを成形治具上に積層した後、オートクレー
ブ内での加熱、加圧下によりプリプレグを硬化させて成
形加工している。このような複合材部品の成形加工に使
用する成形治具は、従来、マスターモデルから石膏を用
いて次のようにして製作している。
のプリプレグを成形治具上に積層した後、オートクレー
ブ内での加熱、加圧下によりプリプレグを硬化させて成
形加工している。このような複合材部品の成形加工に使
用する成形治具は、従来、マスターモデルから石膏を用
いて次のようにして製作している。
第２図（ａ）乃至第２図（ｅ）は、この種の成形治具
の製造工程を表した図である。まず、製品の形状に合わ
せてマスターモデル１を製作する（第２図（ａ））。こ
のマスターモデル１から直接型取りすると凹凸が逆に出
るので、一旦、反転型２を石膏を用いて取った後（第２
図（ｂ））、この反転型２からマスターモデル１と同じ
凹凸になる母型３を石膏を使用して型取りする（第２図
（ｃ））。その後、第２図（ｄ）に示されるように、こ
の母型３をもとにして成形治具の材料であるプリプレグ
４を積層し真空バギングを行った後、このプリプレグ４
をオートクレーブ内で接着硬化させて、母型３の曲面形
状に倣った表面板５を成形する（第２図（ｄ））。最後
にこの表面板５を補強構造６に取り付けて成形治具が完
成する（第２図（ｅ））。
の製造工程を表した図である。まず、製品の形状に合わ
せてマスターモデル１を製作する（第２図（ａ））。こ
のマスターモデル１から直接型取りすると凹凸が逆に出
るので、一旦、反転型２を石膏を用いて取った後（第２
図（ｂ））、この反転型２からマスターモデル１と同じ
凹凸になる母型３を石膏を使用して型取りする（第２図
（ｃ））。その後、第２図（ｄ）に示されるように、こ
の母型３をもとにして成形治具の材料であるプリプレグ
４を積層し真空バギングを行った後、このプリプレグ４
をオートクレーブ内で接着硬化させて、母型３の曲面形
状に倣った表面板５を成形する（第２図（ｄ））。最後
にこの表面板５を補強構造６に取り付けて成形治具が完
成する（第２図（ｅ））。
しかしながら、上記の従来技術によるときは、母型３
を製作するには、マスターモデル１から反転型２を製作
する工程をまず必要とするので、その作業スペースをか
なり確保しなければならないことおよびマスターモデル
１の製作費が高額であるなどの欠点があった。
を製作するには、マスターモデル１から反転型２を製作
する工程をまず必要とするので、その作業スペースをか
なり確保しなければならないことおよびマスターモデル
１の製作費が高額であるなどの欠点があった。
また、母型３を使用して複合材料製の表面板５を成形
加工する場合に、母型３が石膏を材質としていることか
ら、プリプレグ４を硬化させる上で耐熱性、気密性につ
いて難点があった。
加工する場合に、母型３が石膏を材質としていることか
ら、プリプレグ４を硬化させる上で耐熱性、気密性につ
いて難点があった。
このため、耐熱性を持った樹脂を母型３にコーティン
グし耐熱性・気密性を持たせる場合があるが、気密性を
持たせるため、ピンホール、気泡のないコーティングと
せねばらなず手間がかかる。
グし耐熱性・気密性を持たせる場合があるが、気密性を
持たせるため、ピンホール、気泡のないコーティングと
せねばらなず手間がかかる。
そこで、本発明は、上記従来技術の有する問題点を解
消し、マスターモデル、石膏の母型を用いずに高精度の
成形治具を低廉なコストで製造することのできる成形治
具の製造方法を提供することを目的とする。
消し、マスターモデル、石膏の母型を用いずに高精度の
成形治具を低廉なコストで製造することのできる成形治
具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に、本発明は、製品の略曲面
形状を有する金属製のダミープレートを複合材料製の補
強構造部に仮取り付けし、上記ダミープレートにプリプ
レグを所要板厚に積層する工程と、上記プリプレグを加
熱、加圧して硬化させる工程と、補強構造部からダミー
プレートを取り外すとともにこれに替えて硬化した積層
板を補強構造部に固着し、この積層板を機械加工によっ
て仕上げ製品の母型とする工程とからなることを特徴と
するものである。
形状を有する金属製のダミープレートを複合材料製の補
強構造部に仮取り付けし、上記ダミープレートにプリプ
レグを所要板厚に積層する工程と、上記プリプレグを加
熱、加圧して硬化させる工程と、補強構造部からダミー
プレートを取り外すとともにこれに替えて硬化した積層
板を補強構造部に固着し、この積層板を機械加工によっ
て仕上げ製品の母型とする工程とからなることを特徴と
するものである。
本発明によれば、ダミープレートに母型である積層板
の材料のプリプレグを積層しこれを硬化させることによ
って、マスターモデル、反転型を使用せずに直ちにダミ
ープレートの曲面形状が転写され、機械加工を経て高い
曲面精度の積層板が得られる。また、積層板が取り付け
られる補強構造部には積層板と同じ材質の複合材を用い
ているので、熱膨脹係数の相違による積層板の変形が抑
制される。
の材料のプリプレグを積層しこれを硬化させることによ
って、マスターモデル、反転型を使用せずに直ちにダミ
ープレートの曲面形状が転写され、機械加工を経て高い
曲面精度の積層板が得られる。また、積層板が取り付け
られる補強構造部には積層板と同じ材質の複合材を用い
ているので、熱膨脹係数の相違による積層板の変形が抑
制される。
以下、本発明による成形治具の製造方法の一実施例に
ついて添付の図面を参照して説明する。
ついて添付の図面を参照して説明する。
第１図（ａ）乃至第１図（ｆ）は、成形治具の製造工
程を順次示した図である。
程を順次示した図である。
まず、第１図（ａ）において、符号10は、成形治具の
補強構造部を示し、この補強構造部10には、後述する複
合材料製の積層板が取り付けられるものであり、この積
層板と同じ複合材料を材質とする複数枚のヘッダー11、
11、…から組み立てられている。このヘッダー11の上縁
は、製品の曲面形状に対応した曲線に形成されている。
補強構造部を示し、この補強構造部10には、後述する複
合材料製の積層板が取り付けられるものであり、この積
層板と同じ複合材料を材質とする複数枚のヘッダー11、
11、…から組み立てられている。このヘッダー11の上縁
は、製品の曲面形状に対応した曲線に形成されている。
次に、第１図（ｂ）に示されるように、上記補強構造
部10の上に製品の曲面形状に対応しているダミープレー
ト13を後で取り外せるように載置する。このダミープレ
ート13には、オートクレーブ硬化の工程で加熱されるの
で、耐熱性があり、熱膨脹率の小さい金属鉄板を用いて
いる。また、このダミープレート13は、あらかじめ製品
の曲面形状にローラ成形等によって成形されているもの
である。
部10の上に製品の曲面形状に対応しているダミープレー
ト13を後で取り外せるように載置する。このダミープレ
ート13には、オートクレーブ硬化の工程で加熱されるの
で、耐熱性があり、熱膨脹率の小さい金属鉄板を用いて
いる。また、このダミープレート13は、あらかじめ製品
の曲面形状にローラ成形等によって成形されているもの
である。
その後、第１図（ｃ）に示されるように、プリプレグ
14、14、…をダミープレート13の上に所要枚数分積層す
る。
14、14、…をダミープレート13の上に所要枚数分積層す
る。
次に、第１図（ｄ）に示されるように真空バギング、
オートクレーブ硬化工程でプリプレグ14、14、…を硬化
させる。すなわち、プリプレグ14、14、…を真空バッグ
フィルム15で覆った後、真空吸引を行って、大気圧をプ
リプレグ14、14、…に付加してこれを成形するととも
に、各プリプレグ14の層間に巻き込んだ空気を吸引除去
する。しかる後、オートクレーブ（図示せず）におい
て、所定の加熱、加圧条件下にプリプレグ14、14、…を
硬化させる。
オートクレーブ硬化工程でプリプレグ14、14、…を硬化
させる。すなわち、プリプレグ14、14、…を真空バッグ
フィルム15で覆った後、真空吸引を行って、大気圧をプ
リプレグ14、14、…に付加してこれを成形するととも
に、各プリプレグ14の層間に巻き込んだ空気を吸引除去
する。しかる後、オートクレーブ（図示せず）におい
て、所定の加熱、加圧条件下にプリプレグ14、14、…を
硬化させる。
硬化終了後は第１図（ｅ）において、成形された積層
板16を取り出すとともに、ダミープレート13を補強構造
部10から取り外す。そして、このダミープレート13に代
えて積層板16を補強構造部10に接着させて固定する。
板16を取り出すとともに、ダミープレート13を補強構造
部10から取り外す。そして、このダミープレート13に代
えて積層板16を補強構造部10に接着させて固定する。
以上のようにして、製作された成形治具は、その仕上
げ工程に供出され（第１図（ｄ））、ここでは、機械加
工によって積層板16の曲面精度をあげ、最終的に表面調
整用塗料が塗布される。また、研削・研磨により、表面
板の平滑度を高めることもある。
げ工程に供出され（第１図（ｄ））、ここでは、機械加
工によって積層板16の曲面精度をあげ、最終的に表面調
整用塗料が塗布される。また、研削・研磨により、表面
板の平滑度を高めることもある。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ダ
ミープレートを使用しこの上でプリプレグを加工し母型
としての積層板を成形しているので、マスターモデル、
反転型を使用せずに直接その曲面形状が転写され、工数
の削減、作業スペースの有効利用、母型の製作費のコス
トダウンを可能とする。
ミープレートを使用しこの上でプリプレグを加工し母型
としての積層板を成形しているので、マスターモデル、
反転型を使用せずに直接その曲面形状が転写され、工数
の削減、作業スペースの有効利用、母型の製作費のコス
トダウンを可能とする。
また、機械加工によって、曲面精度の良好な表面板が
得られる。しかも、その材質は積層板と同じ材質の複合
材を用いているので、表面板にはヘッダーの間の熱膨脹
率の差に起因する変形が生じ難くなっている。従って、
自動積層機を適用して表面板にプリプレグを積層した場
合にも、積層精度に狂いがなく、製品の形状精度が保た
れる。
得られる。しかも、その材質は積層板と同じ材質の複合
材を用いているので、表面板にはヘッダーの間の熱膨脹
率の差に起因する変形が生じ難くなっている。従って、
自動積層機を適用して表面板にプリプレグを積層した場
合にも、積層精度に狂いがなく、製品の形状精度が保た
れる。
第１図（ａ）乃至第１図（ｆ）は本発明による成形治具
の製造方法の一実施例を説明する図であって、第１図
（ａ）は、補強構造部を示した斜視図、第１図（ｂ）は
補強構造部にダミープレートを仮取り付けした状態を表
した図、第１図（ｃ）はダミープレートへのプリプレグ
積層作業を表した図、第１図（ｄ）はプリプレグの硬化
作業を表した図、第１図（ｅ）は補強構造部からダミー
プレートを取り外し硬化した積層板を取り付けた状態を
示す図、第１図（ｆ）は積層板の仕上げ工程を示した
図、第２図（ａ）乃至第２図（ｅ）は従来のマスターモ
デルから母型を型取りする工程を表した概略図である。 １……マスターモデル、２……反転型、３……母型、10
……補強構造部、11……ヘッダー、13……ダミープレー
ト、14……プリプレグ、15……真空バッグフィルム、16
……積層板。
の製造方法の一実施例を説明する図であって、第１図
（ａ）は、補強構造部を示した斜視図、第１図（ｂ）は
補強構造部にダミープレートを仮取り付けした状態を表
した図、第１図（ｃ）はダミープレートへのプリプレグ
積層作業を表した図、第１図（ｄ）はプリプレグの硬化
作業を表した図、第１図（ｅ）は補強構造部からダミー
プレートを取り外し硬化した積層板を取り付けた状態を
示す図、第１図（ｆ）は積層板の仕上げ工程を示した
図、第２図（ａ）乃至第２図（ｅ）は従来のマスターモ
デルから母型を型取りする工程を表した概略図である。 １……マスターモデル、２……反転型、３……母型、10
……補強構造部、11……ヘッダー、13……ダミープレー
ト、14……プリプレグ、15……真空バッグフィルム、16
……積層板。
Claims (1)
- 【請求項１】製品の略曲面形状を有する金属製のダミー
プレートを複合材料製の補強構造部に仮取り付けし、上
記ダミープレートにプリプレグを所要板厚に積層する工
程と、上記プリプレグを加熱、加圧して硬化させる工程
と、補強構造部からダミープレートを取り外すとともに
これに替えて硬化した積層板を補強構造部に固着し、こ
の積層板を機械加工によって仕上げ製品の母型とする工
程とからなることを特徴とする成形治具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141874A JP2947879B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 成形治具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141874A JP2947879B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 成形治具の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0435914A JPH0435914A (ja) | 1992-02-06 |
| JP2947879B2 true JP2947879B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=15302172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141874A Expired - Fee Related JP2947879B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 成形治具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947879B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE524288T1 (de) * | 2006-10-23 | 2011-09-15 | Mediterranee Const Ind | Verbundwerkzeug zum formen zylindrischer teile |
| US8337192B2 (en) * | 2008-01-30 | 2012-12-25 | The Boeing Company | Thermally efficient tooling for composite component manufacturing |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2141874A patent/JP2947879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0435914A (ja) | 1992-02-06 |
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