JP3253785B2 - 複合材構造物の製造方法 - Google Patents
複合材構造物の製造方法Info
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- JP3253785B2 JP3253785B2 JP32244993A JP32244993A JP3253785B2 JP 3253785 B2 JP3253785 B2 JP 3253785B2 JP 32244993 A JP32244993 A JP 32244993A JP 32244993 A JP32244993 A JP 32244993A JP 3253785 B2 JP3253785 B2 JP 3253785B2
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、繊維強化プ
ラスチックのような複合材によって立体構造物を製造す
る複合材構造物の製造方法に関する。
ラスチックのような複合材によって立体構造物を製造す
る複合材構造物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化プラスチックのような複合材に
よって立体構造物を製作する場合、三次元織物機により
繊維を接合部のない理想的な形状のプリフォームを成形
することができるが、この場合には、製品形状に応じた
専用設備を必要とするため、少量生産においては製造コ
ストが莫大となり適用が難しい。
よって立体構造物を製作する場合、三次元織物機により
繊維を接合部のない理想的な形状のプリフォームを成形
することができるが、この場合には、製品形状に応じた
専用設備を必要とするため、少量生産においては製造コ
ストが莫大となり適用が難しい。
【０００３】立体構造物を形状に応じて適宜分割し、部
品として複合材のプリプレグで成形した後、各部品を組
み合わせ縫合し、硬化処理して所望の強度と形状を有す
る立体構造物を成形する成型方法は、たとえば、特開平
１−２５７６９１号公報に記載されている。
品として複合材のプリプレグで成形した後、各部品を組
み合わせ縫合し、硬化処理して所望の強度と形状を有す
る立体構造物を成形する成型方法は、たとえば、特開平
１−２５７６９１号公報に記載されている。
【０００４】また、完全硬化前の熱硬化性複合材または
層間結合後の熱可塑性複合材同士を、針先に超音波を付
与しながら繊維で縫合する複合材の製造方法は、たとえ
ば、特開平３−２８６８４１号公報に記載されている。
層間結合後の熱可塑性複合材同士を、針先に超音波を付
与しながら繊維で縫合する複合材の製造方法は、たとえ
ば、特開平３−２８６８４１号公報に記載されている。
【０００５】また、各部品を縫合する前に、針やプリプ
レグを予備加熱する複合材の製造方法も知られている。
レグを予備加熱する複合材の製造方法も知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】分割した部品を縫合し
て立体構造物を成形する成型方法は、縫合時に針に樹脂
が付着してミシンが円滑に動かなかったり、部品の表面
に縫合部に繊維の織目のずれやへこみが生じてしまうと
いう問題がある。
て立体構造物を成形する成型方法は、縫合時に針に樹脂
が付着してミシンが円滑に動かなかったり、部品の表面
に縫合部に繊維の織目のずれやへこみが生じてしまうと
いう問題がある。
【０００７】また、針先に超音波を付与して縫合する複
合材の製造方法は、縫合時に針に樹脂が付着することは
ないが、針先に超音波を付与するために特別な装置を必
要とするという問題がある。
合材の製造方法は、縫合時に針に樹脂が付着することは
ないが、針先に超音波を付与するために特別な装置を必
要とするという問題がある。
【０００８】また、針やプリプレグを予備加熱する複合
材の製造方法も同様に特別の加熱装置を必要とし、しか
も、プリプレグ樹脂が粘着性を有するため取扱いにく
く、また、部品が柔軟性であるから取り扱う時に変形が
生じやすいという問題がある。
材の製造方法も同様に特別の加熱装置を必要とし、しか
も、プリプレグ樹脂が粘着性を有するため取扱いにく
く、また、部品が柔軟性であるから取り扱う時に変形が
生じやすいという問題がある。
【０００９】本発明は、上記した点に鑑みてなされたも
ので、特別な装置を用いることなく、製品の表面に繊維
の織目のずれやへこみがなく、変形のない形状を維持し
たまま縫合するとともに、取扱いやすい状態での成形を
可能とする複合材構造物の製造方法を提供することを目
的とする。
ので、特別な装置を用いることなく、製品の表面に繊維
の織目のずれやへこみがなく、変形のない形状を維持し
たまま縫合するとともに、取扱いやすい状態での成形を
可能とする複合材構造物の製造方法を提供することを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の複合材構造物の
製造方法は、製品の厚さに応じて積層した強化繊維織物
を形状に応じて分割した成形型で複数の織物部材を成形
する工程と、織物部材を成形型に保持した状態でメチル
セルロースを含浸させて硬化する工程と、織物部材を成
形型より取り外して所定の寸法になるように余分な部分
を切断する工程と、所定の寸法に切断した織物部材を所
定の製品形状に組み合わせて糸により縫合する工程と、
所定の製品形状に縫合した織物部材を樹脂含浸用型に嵌
着しメチルセルロースを除去して乾燥する工程と、樹脂
含浸用型に樹脂を充填して硬化する工程とから構成され
る。
製造方法は、製品の厚さに応じて積層した強化繊維織物
を形状に応じて分割した成形型で複数の織物部材を成形
する工程と、織物部材を成形型に保持した状態でメチル
セルロースを含浸させて硬化する工程と、織物部材を成
形型より取り外して所定の寸法になるように余分な部分
を切断する工程と、所定の寸法に切断した織物部材を所
定の製品形状に組み合わせて糸により縫合する工程と、
所定の製品形状に縫合した織物部材を樹脂含浸用型に嵌
着しメチルセルロースを除去して乾燥する工程と、樹脂
含浸用型に樹脂を充填して硬化する工程とから構成され
る。
【００１１】
【作用】本発明の複合材構造物の製造方法では、分割し
た成形型で成形した複数の織物部材をメチルセルロース
を含浸させて硬化することで、縫合糸による織物表面の
目ずれやくぼみが発生せず、樹脂を含まない織物部材を
縫製するので針の抵抗が少なくなり、特別の装置を必要
とせず、縫合した織物部材を樹脂含浸用型に嵌着したま
ま乾燥しその状態で樹脂の含浸および硬化を行なうこと
で所定の形状が維持され、しかも、裁断時に微細繊維の
飛散や織物端部のほつれがないので作業環境や作業性が
改善される。
た成形型で成形した複数の織物部材をメチルセルロース
を含浸させて硬化することで、縫合糸による織物表面の
目ずれやくぼみが発生せず、樹脂を含まない織物部材を
縫製するので針の抵抗が少なくなり、特別の装置を必要
とせず、縫合した織物部材を樹脂含浸用型に嵌着したま
ま乾燥しその状態で樹脂の含浸および硬化を行なうこと
で所定の形状が維持され、しかも、裁断時に微細繊維の
飛散や織物端部のほつれがないので作業環境や作業性が
改善される。
【００１２】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面につき説明す
る。
る。
【００１３】図１は本発明による複合材構造物の製造方
法を有底円筒形製品の製造に適用した例を示すブロック
図であり、この複合材構造物の製造方法は（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の６段階から
構成されている。
法を有底円筒形製品の製造に適用した例を示すブロック
図であり、この複合材構造物の製造方法は（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の６段階から
構成されている。
【００１４】複合材構造物の製造方法の第１段階（ａ）
においては、有底円筒形製品の円筒部分１（図３）は、
たとえば、平織組織や朱子織組織の織布を製品の厚さに
応じて積層した補強繊維基材２を、図２に示すように円
筒成形型３の外周面３ａに巻き付けることで成形され
る。有底円筒形製品の底部分４（図５）は、補強繊維基
材２ａを円筒成形型５の底部分５ａに密着するように配
置することで成形される。織布として平織地や朱子織地
を用いたのは成形性に富むからである。
においては、有底円筒形製品の円筒部分１（図３）は、
たとえば、平織組織や朱子織組織の織布を製品の厚さに
応じて積層した補強繊維基材２を、図２に示すように円
筒成形型３の外周面３ａに巻き付けることで成形され
る。有底円筒形製品の底部分４（図５）は、補強繊維基
材２ａを円筒成形型５の底部分５ａに密着するように配
置することで成形される。織布として平織地や朱子織地
を用いたのは成形性に富むからである。
【００１５】複合材構造物の製造方法の第２段階（ｂ）
においては、円筒成形型３により円筒形に成形された補
強繊維基材２に、縫合時に針に付着しない材質であるメ
チルセルロースが塗布含浸され、乾燥または硬化処理さ
れて補強繊維基材２はその形状を保持する。同様に、円
筒成形型５の底部分５ａにより成形された補強繊維基材
２ａに、メチルセルロースが塗布含浸され、乾燥または
硬化処理されて補強繊維基材２ａはその形状を保持す
る。形状を保持する補強繊維基材２および補強繊維基材
２ａの乾燥または硬化処理には、全体を真空バッグで覆
い、オートクレーブ等で加熱加圧する方式が適してい
る。また、成型品のしわ発生の防止、形状の精度向上を
必要とする場合には、後述する樹脂含浸用型を利用する
ことが望ましい。
においては、円筒成形型３により円筒形に成形された補
強繊維基材２に、縫合時に針に付着しない材質であるメ
チルセルロースが塗布含浸され、乾燥または硬化処理さ
れて補強繊維基材２はその形状を保持する。同様に、円
筒成形型５の底部分５ａにより成形された補強繊維基材
２ａに、メチルセルロースが塗布含浸され、乾燥または
硬化処理されて補強繊維基材２ａはその形状を保持す
る。形状を保持する補強繊維基材２および補強繊維基材
２ａの乾燥または硬化処理には、全体を真空バッグで覆
い、オートクレーブ等で加熱加圧する方式が適してい
る。また、成型品のしわ発生の防止、形状の精度向上を
必要とする場合には、後述する樹脂含浸用型を利用する
ことが望ましい。
【００１６】補強繊維基材に対するメチルセルロースの
塗布量の実験結果を下表で示す。
塗布量の実験結果を下表で示す。
【００１７】
【表１】 複合材構造物の製造方法の第３段階（ｃ）においては、
成形された補強繊維基材２は円筒成形型３より取り外さ
れて、周辺の余肉部分が切断される。余肉部分を切断し
た円筒部分１を図３に示す。同様に、成形された補強繊
維基材２ａは円筒成形型５より取り外されて、周辺の余
肉部分２ｂが切断される。余肉部分２ｂを切断した底部
分４を図５に示す。上記メチルセルロースは補強繊維基
材の成形状態を保つだけでなく、切断時における繊維の
ほつれや粉塵発生を防ぐ効果があり、切断面を良好にす
る。
成形された補強繊維基材２は円筒成形型３より取り外さ
れて、周辺の余肉部分が切断される。余肉部分を切断し
た円筒部分１を図３に示す。同様に、成形された補強繊
維基材２ａは円筒成形型５より取り外されて、周辺の余
肉部分２ｂが切断される。余肉部分２ｂを切断した底部
分４を図５に示す。上記メチルセルロースは補強繊維基
材の成形状態を保つだけでなく、切断時における繊維の
ほつれや粉塵発生を防ぐ効果があり、切断面を良好にす
る。
【００１８】複合材構造物の製造方法の第４段階（ｄ）
においては、円筒部分１および底部分４は所定の寸法に
なるように組み上げられて仮止めされる。これは図示し
ない治具を用いて行なうこともできる。このように組み
上げられた円筒部分１および底部分４は、図６に示すよ
うに、工業用ミシンにより接合部を縫合糸６により縫着
されて有底円筒形製品素材７となる。工業用ミシンによ
り縫合工程では、円筒部分１および底部分４は含有され
た形状保持材により強度を保ち、取り回しや縫製による
部品の変形や部品相互のずれは発生せず、部品同士は正
確な位置に縫製される。工業用ミシンにより縫製加工を
乾燥した状態の部品で行なうことで、プリプレグの縫製
と異なり、運針の抵抗が少なく、通常の縫製が可能とな
り、加熱や加振のための付加装置を設ける必要がない。
さらに、縫合糸による補強繊維基材表面の目ずれやくぼ
みが完全に防止でき、均一な製品を形成できる。
においては、円筒部分１および底部分４は所定の寸法に
なるように組み上げられて仮止めされる。これは図示し
ない治具を用いて行なうこともできる。このように組み
上げられた円筒部分１および底部分４は、図６に示すよ
うに、工業用ミシンにより接合部を縫合糸６により縫着
されて有底円筒形製品素材７となる。工業用ミシンによ
り縫合工程では、円筒部分１および底部分４は含有され
た形状保持材により強度を保ち、取り回しや縫製による
部品の変形や部品相互のずれは発生せず、部品同士は正
確な位置に縫製される。工業用ミシンにより縫製加工を
乾燥した状態の部品で行なうことで、プリプレグの縫製
と異なり、運針の抵抗が少なく、通常の縫製が可能とな
り、加熱や加振のための付加装置を設ける必要がない。
さらに、縫合糸による補強繊維基材表面の目ずれやくぼ
みが完全に防止でき、均一な製品を形成できる。
【００１９】複合材構造物の製造方法の第５段階（ｅ）
においては、有底円筒形製品素材７は、図７に示すよう
に洗浄槽８中に支持体９に被せるように置かれ、洗浄槽
８に洗浄液１０を注入することで、樹脂含浸用型８に配
置した有底円筒形製品素材７を洗浄液１０中に浸漬し、
有底円筒形製品素材７に含浸されたメチルセルロースを
洗浄液１０により溶解除去する。メチルセルロースを溶
解除去した有底円筒形製品素材７は、図示しない乾燥工
程により乾燥処理される。この乾燥工程での乾燥を有底
円筒形製品素材７を支持体９に被せたままの状態で行な
うと、乾燥処理した後の有底円筒形製品素材７は、ドラ
イプリフォームに仕上げられる。また、成形品のしわ発
生防止、形状精度向上を必要とする場合は、図８に示す
ように、樹脂含浸用雄型９ａを利用して、メチルセルロ
ースの溶解除去、乾燥を行う方法がある。
においては、有底円筒形製品素材７は、図７に示すよう
に洗浄槽８中に支持体９に被せるように置かれ、洗浄槽
８に洗浄液１０を注入することで、樹脂含浸用型８に配
置した有底円筒形製品素材７を洗浄液１０中に浸漬し、
有底円筒形製品素材７に含浸されたメチルセルロースを
洗浄液１０により溶解除去する。メチルセルロースを溶
解除去した有底円筒形製品素材７は、図示しない乾燥工
程により乾燥処理される。この乾燥工程での乾燥を有底
円筒形製品素材７を支持体９に被せたままの状態で行な
うと、乾燥処理した後の有底円筒形製品素材７は、ドラ
イプリフォームに仕上げられる。また、成形品のしわ発
生防止、形状精度向上を必要とする場合は、図８に示す
ように、樹脂含浸用雄型９ａを利用して、メチルセルロ
ースの溶解除去、乾燥を行う方法がある。
【００２０】有底円筒形製品素材７のメチルセルロース
を除去する他の方法として、有底円筒形製品素材７を焼
成する方法がある。この焼成方法は、織物の繊維に塗布
されたサイジング剤を除去するために行なわれるもので
あり、これによりメチルセルロースも除去される。
を除去する他の方法として、有底円筒形製品素材７を焼
成する方法がある。この焼成方法は、織物の繊維に塗布
されたサイジング剤を除去するために行なわれるもので
あり、これによりメチルセルロースも除去される。
【００２１】複合材構造物の製造方法の第６段階（ｆ）
においては、有底円筒形製品素材７は、図９に示すよう
に樹脂含浸用雌型１１に入れられ、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ
Ｔｒｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法により樹脂が含
浸され、硬化処理されて有底円筒形製品が成形される。
においては、有底円筒形製品素材７は、図９に示すよう
に樹脂含浸用雌型１１に入れられ、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ
Ｔｒｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法により樹脂が含
浸され、硬化処理されて有底円筒形製品が成形される。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、予め
部品形状に成形強化して一体的縫製を行なうので、縫合
糸による製品表面の目ずれやへこみが生じるがなく、変
形のない形状を維持したまま縫合でき、また、組み立て
品の寸法精度が向上し、しわや繊維破断のない製品を成
形することができる。
部品形状に成形強化して一体的縫製を行なうので、縫合
糸による製品表面の目ずれやへこみが生じるがなく、変
形のない形状を維持したまま縫合でき、また、組み立て
品の寸法精度が向上し、しわや繊維破断のない製品を成
形することができる。
【図１】本発明による複合材構造物の製造方法を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図２】補強繊維基材で円筒形部分を成形する工程を示
す図。
す図。
【図３】図２で円筒形部分に成形された補強繊維基材を
示す図。
示す図。
【図４】補強繊維基材で底部分を成形する工程を示す
図。
図。
【図５】図４で底部分に成形された補強繊維基材を示す
図。
図。
【図６】円筒部分１と底部分４を縫着した有底円筒形製
品素材の斜視図。
品素材の斜視図。
【図７】有底円筒形製品素材からメチルセルロースを除
去する装置を示す図。
去する装置を示す図。
【図８】有底円筒形製品素材からメチルセルロースを除
去する他の装置を示す図。
去する他の装置を示す図。
【図９】有底円筒形製品素材に樹脂を含浸硬化させる装
置を示す図。
置を示す図。
１ 有底円筒形製品の円筒部分 ２ 補強繊維基材 ３ 円筒成形型 ４ 有底円筒形製品の底部分 ５ 円筒成形型 ７ 有底円筒形製品素材 ８ 洗浄槽 ９ 支持体 ９ａ 樹脂含浸用雄型 １１ 樹脂含浸用雌型
Claims (1)
- 【請求項１】製品の厚さに応じて積層した強化繊維織物
を形状に応じて分割した成形型で複数の織物部材を成形
する工程と、織物部材を成形型に保持した状態でメチル
セルロースを含浸させて硬化する工程と、織物部材を成
形型より取り外して所定の寸法になるように余分な部分
を切断する工程と、所定の寸法に切断した織物部材を所
定の製品形状に組み合わせて糸により縫合する工程と、
所定の製品形状に縫合した織物部材を樹脂含浸用型に嵌
着しメチルセルロースを除去して乾燥する工程と、樹脂
含浸用型に樹脂を充填して硬化する工程とを有する複合
材構造物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32244993A JP3253785B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 複合材構造物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32244993A JP3253785B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 複合材構造物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07178820A JPH07178820A (ja) | 1995-07-18 |
| JP3253785B2 true JP3253785B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=18143792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32244993A Expired - Fee Related JP3253785B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 複合材構造物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3253785B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4713780B2 (ja) * | 2001-07-27 | 2011-06-29 | 富士重工業株式会社 | 補強パネルの製造方法 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32244993A patent/JP3253785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07178820A (ja) | 1995-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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