JP3126393B2 - 複合材の成形装置 - Google Patents
複合材の成形装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば航空機の構造
部材として利用される熱可塑性樹脂複合材の製品を成形
加工するための複合材の成形装置に関する。
部材として利用される熱可塑性樹脂複合材の製品を成形
加工するための複合材の成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化樹脂複合材は、比強度、耐食性
等の機械的性質に優れているため、航空機の構造部材と
して使用されている。
等の機械的性質に優れているため、航空機の構造部材と
して使用されている。
【０００３】このような複合材としては、従来から利用
されてきた熱硬化性樹脂複合材（ＦＲＰ）に加えて、最
近では、高耐熱性の熱可塑性樹脂をマトリックスとして
炭素繊維やガラス繊維を混入して強化した熱可塑性樹脂
複合材（ＦＲＴＰ）が注目されている。
されてきた熱硬化性樹脂複合材（ＦＲＰ）に加えて、最
近では、高耐熱性の熱可塑性樹脂をマトリックスとして
炭素繊維やガラス繊維を混入して強化した熱可塑性樹脂
複合材（ＦＲＴＰ）が注目されている。
【０００４】熱硬化性樹脂複合材（ＦＲＰ）や熱可塑性
樹脂複合材（ＦＲＴＰ）を成形するには、一般に、予め
平板状に積層したプリプレグ積層品をＬ形やコ形に予備
成形し、その予備成形したプリプレグ積層品をオートク
レープやプレス機械を用いて成形して成形品とするよう
にしている。
樹脂複合材（ＦＲＴＰ）を成形するには、一般に、予め
平板状に積層したプリプレグ積層品をＬ形やコ形に予備
成形し、その予備成形したプリプレグ積層品をオートク
レープやプレス機械を用いて成形して成形品とするよう
にしている。
【０００５】複合材折曲成形装置として、固定マンドレ
ルとこの固定マンドレルの両側に上下動自在に設けられ
たサイドブロックと固定マンドレルおよびサイドブロッ
クを上方から覆う真空バッグとを備えたものは、実開昭
６３−１３４７１９号公報に記載されている。
ルとこの固定マンドレルの両側に上下動自在に設けられ
たサイドブロックと固定マンドレルおよびサイドブロッ
クを上方から覆う真空バッグとを備えたものは、実開昭
６３−１３４７１９号公報に記載されている。
【０００６】また、複合材の成形装置として、バキュー
ムテーブルの上に置いた成形型と、成形型の上に置かれ
た積層品を成形型とともに覆う可撓性耐熱シートとを有
するものは、実開平１−９９６１２号公報に記載されて
いる。
ムテーブルの上に置いた成形型と、成形型の上に置かれ
た積層品を成形型とともに覆う可撓性耐熱シートとを有
するものは、実開平１−９９６１２号公報に記載されて
いる。
【０００７】また、複合材部品の成形型として、予備仕
上げ成形型と最終仕上げ成形型とを備え、上型と下型の
間にダムを設けたものは、実開平１−８３５２６号公報
に記載されている。
上げ成形型と最終仕上げ成形型とを備え、上型と下型の
間にダムを設けたものは、実開平１−８３５２６号公報
に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】固定マンドレルおよび
サイドブロックを上方から真空バッグで覆う方式の成形
装置では、熱可塑性樹脂複合材（ＦＲＴＰ）の成形温度
が真空バッグを構成するシート材料の耐熱温度より高い
場合には、予備成形を行うことができず、成形条件の制
限となっている。
サイドブロックを上方から真空バッグで覆う方式の成形
装置では、熱可塑性樹脂複合材（ＦＲＴＰ）の成形温度
が真空バッグを構成するシート材料の耐熱温度より高い
場合には、予備成形を行うことができず、成形条件の制
限となっている。
【０００９】また、予備仕上げ成形型と最終仕上げ成形
型とを備え、上型と下型の間にダムを設ける方式の成形
装置では、専用の雄型と雌型を用意する必要があり、成
形品の生産コストが高くなり、実用的ではない。
型とを備え、上型と下型の間にダムを設ける方式の成形
装置では、専用の雄型と雌型を用意する必要があり、成
形品の生産コストが高くなり、実用的ではない。
【００１０】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
で、成形品を安定した品質で安価に成形し得るようにし
た複合材の成形装置を提供することを目的とする。
で、成形品を安定した品質で安価に成形し得るようにし
た複合材の成形装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の複合材の成形装
置は、一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部に対応した
曲面とした成形型と、この成形型の端面に上記曲面の曲
率半径中心に軸線が一致するように水平方向に突設した
支持軸と、成形型の内部に配設され成形すべき成形品を
加熱するための加熱装置と、上記支持軸に装着され垂直
位置に回動した時下面を成形型の上面と平行にするとと
もに成形型の上面との間に成形品の厚さに相当する間隔
を形成する回転ブロックとを有して構成される。
置は、一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部に対応した
曲面とした成形型と、この成形型の端面に上記曲面の曲
率半径中心に軸線が一致するように水平方向に突設した
支持軸と、成形型の内部に配設され成形すべき成形品を
加熱するための加熱装置と、上記支持軸に装着され垂直
位置に回動した時下面を成形型の上面と平行にするとと
もに成形型の上面との間に成形品の厚さに相当する間隔
を形成する回転ブロックとを有して構成される。
【００１２】また、本発明の他の複合材の成形装置は、
一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部に対応した曲面と
した２つの成形型と、これら２つの成形型の間に着脱自
在に配置され２つの成形型の間隔を調節する交換ブロッ
クと、上記成形型の端面に上記曲面の曲率半径中心に軸
線が一致するように設けた支持軸と、成形型の内部に配
設され成形すべき成形品を加熱するための加熱装置と、
上記成形型の支持軸に装着され垂直位置に回動した時下
面を成形型の上面と平行にしかつ成形型の上面との間に
成形品の厚さに相当する間隔を形成する回転ブロック
と、上記支持軸に回動自在に装着された回転ブロックを
同期して回動させるための駆動装置とを有して構成され
る。
一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部に対応した曲面と
した２つの成形型と、これら２つの成形型の間に着脱自
在に配置され２つの成形型の間隔を調節する交換ブロッ
クと、上記成形型の端面に上記曲面の曲率半径中心に軸
線が一致するように設けた支持軸と、成形型の内部に配
設され成形すべき成形品を加熱するための加熱装置と、
上記成形型の支持軸に装着され垂直位置に回動した時下
面を成形型の上面と平行にしかつ成形型の上面との間に
成形品の厚さに相当する間隔を形成する回転ブロック
と、上記支持軸に回動自在に装着された回転ブロックを
同期して回動させるための駆動装置とを有して構成され
る。
【００１３】
【作用】本発明の複合材の成形装置においては、成形型
の上に置いたプリプレグ積層板は、垂直位置から水平位
置に回動する回転ブロックにより、成形型の曲面に押し
付けられながら移動し、この変形に際して、プリプレグ
積層板は、加熱装置により暖められているので、プリプ
レグ積層板に無理な力が作用せず、プリプレグ積層板
は、成形型の曲面の形状に馴染みながら徐々に曲げら
れ、Ｌ形をなす成形品をしわの発生を抑えながら成形す
る。
の上に置いたプリプレグ積層板は、垂直位置から水平位
置に回動する回転ブロックにより、成形型の曲面に押し
付けられながら移動し、この変形に際して、プリプレグ
積層板は、加熱装置により暖められているので、プリプ
レグ積層板に無理な力が作用せず、プリプレグ積層板
は、成形型の曲面の形状に馴染みながら徐々に曲げら
れ、Ｌ形をなす成形品をしわの発生を抑えながら成形す
る。
【００１４】また、本発明の他の複合材の成形装置にお
いては、２つの成形型の間隔は、着脱自在に配置された
交換ブロックにより調節され、その間隔を調節された２
つの成形型の上に置いたプリプレグ積層板は、駆動装置
により同期して垂直位置から水平位置に回動する回転ブ
ロックにより、２つの成形型の曲面に押し付けられなが
ら移動し、この変形に際して、プリプレグ積層板は、加
熱装置により暖められているので、プリプレグ積層板に
無理な力が作用せず、プリプレグ積層板は、成形型の曲
面の形状に馴染みながら徐々に曲げられ、断面Ｌ形をな
す成形品をしわの発生を抑えながら成形する。
いては、２つの成形型の間隔は、着脱自在に配置された
交換ブロックにより調節され、その間隔を調節された２
つの成形型の上に置いたプリプレグ積層板は、駆動装置
により同期して垂直位置から水平位置に回動する回転ブ
ロックにより、２つの成形型の曲面に押し付けられなが
ら移動し、この変形に際して、プリプレグ積層板は、加
熱装置により暖められているので、プリプレグ積層板に
無理な力が作用せず、プリプレグ積層板は、成形型の曲
面の形状に馴染みながら徐々に曲げられ、断面Ｌ形をな
す成形品をしわの発生を抑えながら成形する。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例を図面につき説明する。
【００１６】図１ないし図３において符号１は、複合材
を断面コ字状に成形するため成形型を示し、この成形型
１の両側上縁は断面円弧状をなしている。この円弧状部
分２は曲率半径ｒ（図３）の曲面を有している。この曲
面は、成形すべき成形品の曲げ部に対応した曲面であ
る。上記成形型１の端面の曲率半径ｒの中心には、水平
方向に延びる回転軸３が軸線を上記中心に一致するよう
に突設されており、この回転軸３には回転ブロック４が
装着されている。
を断面コ字状に成形するため成形型を示し、この成形型
１の両側上縁は断面円弧状をなしている。この円弧状部
分２は曲率半径ｒ（図３）の曲面を有している。この曲
面は、成形すべき成形品の曲げ部に対応した曲面であ
る。上記成形型１の端面の曲率半径ｒの中心には、水平
方向に延びる回転軸３が軸線を上記中心に一致するよう
に突設されており、この回転軸３には回転ブロック４が
装着されている。
【００１７】上記回転ブロック４は、隅部を丸くした断
面矩形状の本体部分５とこの本体部分５に一体に形成し
た腕部分６とから形成され、腕部分６の回転軸３の中心
から回転ブロック４の４ａ面までの長さは、曲率半径ｒ
にプリプレグ積層板７を加えた長さに設定されている。
すなわち、回転軸３に装着された回転ブロック４は、本
体部分５を垂直位置に回動した時に、回転ブロック４の
４ａ面と成形型１の上面との間にプリプレグ積層板７の
厚さに相当する間隔を形成する。プリプレグ積層板７の
厚さの変動に応じて回転ブロック４の４ａ面と成形型１
との間隔を調節するには、図４に示すように、本体部分
５ａと腕部分６ａとを別体とし、腕部分６ａに長孔９を
長手方向に延びるように設け、固定具１０を介して互い
に結合することで行う。
面矩形状の本体部分５とこの本体部分５に一体に形成し
た腕部分６とから形成され、腕部分６の回転軸３の中心
から回転ブロック４の４ａ面までの長さは、曲率半径ｒ
にプリプレグ積層板７を加えた長さに設定されている。
すなわち、回転軸３に装着された回転ブロック４は、本
体部分５を垂直位置に回動した時に、回転ブロック４の
４ａ面と成形型１の上面との間にプリプレグ積層板７の
厚さに相当する間隔を形成する。プリプレグ積層板７の
厚さの変動に応じて回転ブロック４の４ａ面と成形型１
との間隔を調節するには、図４に示すように、本体部分
５ａと腕部分６ａとを別体とし、腕部分６ａに長孔９を
長手方向に延びるように設け、固定具１０を介して互い
に結合することで行う。
【００１８】一方、上記成形型１の内部には、プリプレ
グ積層板７を加熱するための加熱装置１１および冷却装
置１２が配設されている。この冷却装置１２は、成形加
工を行った後、成形品を冷却して固化処理を早めること
で、成形品の形状保持を確実にするために使用される。
グ積層板７を加熱するための加熱装置１１および冷却装
置１２が配設されている。この冷却装置１２は、成形加
工を行った後、成形品を冷却して固化処理を早めること
で、成形品の形状保持を確実にするために使用される。
【００１９】他方、上記回転軸３には回転ブロック４を
回動させるための駆動装置１３が装着されている。上記
駆動装置１３は、一対の駆動軸１４と、２つの駆動軸１
４を作動連結するチエン装置１５と、一方の駆動軸１４
に歯車１６を介して連結されたハンドル１７とを有して
構成され、各駆動軸１４はユニバーサルジョイント１８
を介して上記回転軸３に連結されている。すなわち、２
つの回転軸３は、ハンドル１７を回すことで同期して回
動する。また、２つの回転軸３は、駆動装置により同期
して回動することもできる。
回動させるための駆動装置１３が装着されている。上記
駆動装置１３は、一対の駆動軸１４と、２つの駆動軸１
４を作動連結するチエン装置１５と、一方の駆動軸１４
に歯車１６を介して連結されたハンドル１７とを有して
構成され、各駆動軸１４はユニバーサルジョイント１８
を介して上記回転軸３に連結されている。すなわち、２
つの回転軸３は、ハンドル１７を回すことで同期して回
動する。また、２つの回転軸３は、駆動装置により同期
して回動することもできる。
【００２０】なお図２において符号１９は、プリプレグ
積層板７を押圧するための押さえプレートである。
積層板７を押圧するための押さえプレートである。
【００２１】つぎに作用を説明する。
【００２２】まず、成形型１の回転ブロック４を垂直位
置になるように回動させ、プリプレグ積層板７を、プリ
プレグ積層板７の端部が回転ブロック４の下面と成形型
１の上面との空間を通して成形型１の外側に突出するよ
うに成形型１の上面の所定の位置に置き、そのプリプレ
グ積層板７の上に押さえプレート１９を置き、プリプレ
グ積層板７の成形型１への位置決めを行う。
置になるように回動させ、プリプレグ積層板７を、プリ
プレグ積層板７の端部が回転ブロック４の下面と成形型
１の上面との空間を通して成形型１の外側に突出するよ
うに成形型１の上面の所定の位置に置き、そのプリプレ
グ積層板７の上に押さえプレート１９を置き、プリプレ
グ積層板７の成形型１への位置決めを行う。
【００２３】ついで、成形型１の加熱装置１１を作動さ
せることでプリプレグ積層板７を加熱し、プリプレグ積
層板７が所定の温度（成形温度）に達したら、駆動装置
１３を作動させ、回転ブロック４を図３で矢印で示すよ
うに、点線位置から実線位置まで回動させる。回転ブロ
ック４の下面と成形型１の上面との間隔は、プリプレグ
積層板７の厚さに相当する長さであるから、回動する回
転ブロック４により、プリプレグ積層板７は、成形型１
の曲面２に押し付けられながら移動する。この場合、プ
リプレグ積層板７は、加熱装置１１により暖められてお
り、無理な力が作用せず、プリプレグ積層板７は、成形
型１の曲面２の形状に馴染みながら徐々に曲げられるの
で、成形されるプリプレグ積層板７のしわの発生を抑え
ながら、Ｌ形成形品を成形することができる。この場
合、２つの回転ブロック４を同期的に回動すると、断面
コ字状成形品を成形することができる。
せることでプリプレグ積層板７を加熱し、プリプレグ積
層板７が所定の温度（成形温度）に達したら、駆動装置
１３を作動させ、回転ブロック４を図３で矢印で示すよ
うに、点線位置から実線位置まで回動させる。回転ブロ
ック４の下面と成形型１の上面との間隔は、プリプレグ
積層板７の厚さに相当する長さであるから、回動する回
転ブロック４により、プリプレグ積層板７は、成形型１
の曲面２に押し付けられながら移動する。この場合、プ
リプレグ積層板７は、加熱装置１１により暖められてお
り、無理な力が作用せず、プリプレグ積層板７は、成形
型１の曲面２の形状に馴染みながら徐々に曲げられるの
で、成形されるプリプレグ積層板７のしわの発生を抑え
ながら、Ｌ形成形品を成形することができる。この場
合、２つの回転ブロック４を同期的に回動すると、断面
コ字状成形品を成形することができる。
【００２４】図５および図６は本発明の他の実施例を示
し、図５の実施例では、成形型１を分割し、２つの成形
型２０，２０の間に矩形状の交換ブロック２１を置き、
これにより曲面の間隔を変えた成形品を成形する。図６
の実施例では、分割した２つの成形型２０，２０の間に
切頭円錐状の交換ブロック２２を置き、一側と他側で曲
面の間隔を変えた成形品を成形する。曲面の間隔の変更
は交換ブロックを交換することで行う。
し、図５の実施例では、成形型１を分割し、２つの成形
型２０，２０の間に矩形状の交換ブロック２１を置き、
これにより曲面の間隔を変えた成形品を成形する。図６
の実施例では、分割した２つの成形型２０，２０の間に
切頭円錐状の交換ブロック２２を置き、一側と他側で曲
面の間隔を変えた成形品を成形する。曲面の間隔の変更
は交換ブロックを交換することで行う。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の複合材の成
形装置によれば、一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部
に対応した曲面とした成形型と、この成形型の端面に上
記曲面の曲率半径中心に軸線が一致するように水平方向
に突設した支持軸と、成形型の内部に配設され成形すべ
き成形品を加熱するための加熱装置と、上記支持軸に装
着され垂直位置に回動した時下面を成形型の上面と平行
にするとともに成形型の上面との間に成形品の厚さに相
当する間隔を形成する回転ブロックとを有するので、Ｌ
形成形品をしわを発生させることなく、成形型になじん
だ形状に、安定した品質で安価に成形できる。
形装置によれば、一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部
に対応した曲面とした成形型と、この成形型の端面に上
記曲面の曲率半径中心に軸線が一致するように水平方向
に突設した支持軸と、成形型の内部に配設され成形すべ
き成形品を加熱するための加熱装置と、上記支持軸に装
着され垂直位置に回動した時下面を成形型の上面と平行
にするとともに成形型の上面との間に成形品の厚さに相
当する間隔を形成する回転ブロックとを有するので、Ｌ
形成形品をしわを発生させることなく、成形型になじん
だ形状に、安定した品質で安価に成形できる。
【００２６】また、本発明の他の複合材の成形装置によ
れば、一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部に対応した
曲面とした２つの成形型と、これら２つの成形型の間に
着脱自在に配置され２つの成形型の間隔を調節する交換
ブロックと、上記成形型の端面に上記曲面の曲率半径中
心に軸線が一致するように設けた支持軸と、成形型の内
部に配設され成形すべき成形品を加熱するための加熱装
置と、上記成形型の支持軸に装着され垂直位置に回動し
た時下面を成形型の上面と平行にしかつ成形型の上面と
の間に成形品の厚さに相当する間隔を形成する回転ブロ
ックと、上記支持軸に回動自在に装着された回転ブロッ
クを同期して回動させるための駆動装置とを有するの
で、断面コ字状の成形品をしわを発生させることなく、
成形型になじんだ形状に、安定した品質で安価に成形で
きる。
れば、一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部に対応した
曲面とした２つの成形型と、これら２つの成形型の間に
着脱自在に配置され２つの成形型の間隔を調節する交換
ブロックと、上記成形型の端面に上記曲面の曲率半径中
心に軸線が一致するように設けた支持軸と、成形型の内
部に配設され成形すべき成形品を加熱するための加熱装
置と、上記成形型の支持軸に装着され垂直位置に回動し
た時下面を成形型の上面と平行にしかつ成形型の上面と
の間に成形品の厚さに相当する間隔を形成する回転ブロ
ックと、上記支持軸に回動自在に装着された回転ブロッ
クを同期して回動させるための駆動装置とを有するの
で、断面コ字状の成形品をしわを発生させることなく、
成形型になじんだ形状に、安定した品質で安価に成形で
きる。
【図１】複合材の成形装置の平面図。
【図２】複合材の成形装置の側面図。
【図３】成形品の成形工程を示す図。
【図４】回転ブロックの他の変形例を示す図。
【図５】複合材の成形装置の変形例を示す図。
【図６】複合材の成形装置の他の変形例を示す図。
１ 成形型 ３ 回転軸 ４ 回転ブロック ７ プリプレグ積層板 １１ 加熱装置 １３ 駆動装置 ２０ 成形型 ２１，２２ 交換ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 53/00 - 53/84 B21D 5/04 B21D 7/025
Claims (2)
- 【請求項１】一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部に対
応した曲面とした成形型と、この成形型の端面に上記曲
面の曲率半径中心に軸線が一致するように水平方向に突
設した支持軸と、成形型の内部に配設され成形すべき成
形品を加熱するための加熱装置と、上記支持軸に装着さ
れ垂直位置に回動した時下面を成形型の上面と平行にす
るとともに成形型の上面との間に成形品の厚さに相当す
る間隔を形成する回転ブロックとを有することを特徴と
する複合材の成形装置。 - 【請求項２】一側上縁を成形すべき成形品の曲げ部に対
応した曲面とした２つの成形型と、これら２つの成形型
の間に着脱自在に配置され２つの成形型の間隔を調節す
る交換ブロックと、上記成形型の端面に上記曲面の曲率
半径中心に軸線が一致するように設けた支持軸と、成形
型の内部に配設され成形すべき成形品を加熱するための
加熱装置と、上記成形型の支持軸に装着され垂直位置に
回動した時下面を成形型の上面と平行にしかつ成形型の
上面との間に成形品の厚さに相当する間隔を形成する回
転ブロックと、上記支持軸に回動自在に装着された回転
ブロックを同期して回動させるための駆動装置とを有す
ることを特徴とする複合材の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02405154A JP3126393B2 (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 複合材の成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02405154A JP3126393B2 (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 複合材の成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220327A JPH04220327A (ja) | 1992-08-11 |
| JP3126393B2 true JP3126393B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=18514782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02405154A Expired - Fee Related JP3126393B2 (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 複合材の成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3126393B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2594206C (en) * | 2004-12-30 | 2013-09-17 | Airbus Espana, S.L. | Process for making swaged lighting holes in planar areas of preimpregnated composite parts |
| JP2006264232A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 繊維強化樹脂複合材の成形方法 |
| CN105751481A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-13 | 合肥塑源新材料有限公司 | 一种数控多机头热弯机 |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP02405154A patent/JP3126393B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04220327A (ja) | 1992-08-11 |
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