JP3632177B2 - プリプレグ幅変更自動積層方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリプレグ幅変更自動積層方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より種々の航空機においては、軽量化のために胴体や主翼などの外壁面に金属パネルに代ってＣＦＲＰなどより成る複合材パネルが用いられるようになってきた。この複合材パネルを製造するには、従来、上面をコンター面となした積層型に直接プリプレグを積層するプリプレグ自動積層機（通称：ＡＴＬ）が開発され、使用されてきた。このプリプレグ自動積層機は、３または６インチ幅の一方向材プリプレグをＮＣ制御にて積層する機能を有するが、常に細幅単位でしか積層できないため、大面積の積層や厚板積層には時間がかかり、効率が悪かった。
【０００３】
また、近年開発されたファイバープレースメント装置（通称：ＦＰＭ）は、複雑なコンター面を有する積層型へのプリプレグ積層が可能で、５〜１０ｍｍの細幅プリプレグを何１０本も同時積層できるが、何分にもプリプレグ幅が細すぎるため、単位面積当りの積層時間は前記プリプレグ自動積層機よりもさらに多くかかり、非常に効率が悪かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、従来のオールインワンタイプのプリプレグ自動積層機の機能を分解し、夫々個別機能として稼動させることで、プリプレグの高速積層を実現すべく、幅広プリプレグの平面積層、細幅プリプレグテープの平面積層を個別のエリアで行うようにし、これらを行って得たプリプレグ積層体の形状裁断を別のエリアで行うようにし、形状裁断した各プリプレグ積層体をさらに別のエリアで順次積層することにより、効率的なプリプレグ積層が可能なことを見い出した。
【０００５】
然し乍ら、細幅プリプレグの平面積層においては、積層により得られる細幅プリプレグ積層体が用途に応じた幅寸法のものが要求されるため、また積層の部位によって幅寸法が異なることから、細幅プリプレグテープの幅寸法は１〜２０ｃｍの範囲で積層中に変更しなければならない。従って、幅寸法変更の都度、細幅プリプレグテープの積層を中断し、細幅プリプレグテープを自動積層機の積層ヘッドから取り外し、所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを積層ヘッドに装着しなければならず、細幅プリプレグテープの交換に多くの時間と手間がかかり、細幅プリプレグテープの平面積層を効率よく行うことができなかった。
【０００６】
本発明者は、上記問題点を解決すべく鋭意研究の結果、プリプレグカセット方式またはラック格納方式の多数のプリプレグドラムにより細幅プリプレグテープの幅寸法変更を可能にし、細幅プリプレグテープの交換を短時間に行い、細幅プリプレグテープの平面積層を効率よく行うことができるようにしたプリプレグ幅変更自動積層方法及びその装置を開発したので、これを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法の１つは、平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で、細幅プリプレグテープを自動積層するにおいて、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを適宜選択して繰り出し、所要形状に平面積層してプリプレグ積層体を形成することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法の他の１つは、平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で、細幅プリプレグテープを自動積層するにおいて、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの中から幅寸法の異なる細幅プリプレグテープを適宜選択して繰り出し、平面積層することを複数回繰り返して所要形状のプリプレグ積層体を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
上記の２つのプリプレグ幅変更自動積層方法においては、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの収容されたプリプレグカセットの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープの収容されたプリプレグカセットを適宜選択して積層ヘッドに装着し、そのプリプレグカセットから細幅プリプレグテープを繰り出し、積層ヘッドにより平面積層することが好ましい。また、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープが一括格納されたラックの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを適宜選択して積層ヘッドに繰り出し、積層ヘッドにより平面積層することも好ましい。
【００１０】
上記のプリプレグ幅変更自動積層方法を実施するための本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置の１つは、上面に真空吸引，空気吹き出しの小穴を多数設けた平面積層テーブルと、その平面積層テーブルの端部に装備され各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープを繰り出し可能に収容した多数のプリプレグカセットと、前記平面積層テーブルの上方に設けられ適宜所要のプリプレグカセットを着脱可能に装着してそのプリプレグカセットから細幅プリプレグテープを繰り出して所要形状に平面積層するコンパクションローラを最先端に備えた４軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機とより成るものである。
【００１１】
上記のプリプレグ幅変更自動積層装置において、平面積層テーブルの端部に装備されたプリプレグカセットは、冷却風の送入により冷却されるカセットケースと、該カセットケース内に設けられ所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを裏紙と一緒に巻いたプリプレグドラムと、該プリプレグドラムから繰り出される細幅プリプレグテープを積層ヘッド最先端のコンパクションローラまで送るために前記カセットケース内に設けられたガイドローラと、カセットケース内に設けられ細幅プリプレグテープがコンパクションローラに送られる途中で分離される裏紙を巻き取る裏紙巻き取りドラムとより成ることが好ましい。また、４軸制御の積層ヘッドは、プリプレグカセットを装着するホルダーを備え、該ホルダーに近接してプリプレグカセット内の細幅プリプレグテープを送るフィードローラを備え、ホルダーに隣接する下側に細幅プリプレグテープを積層完了直前に切断するカッターを備え、細幅プリプレグテープを平面積層テーブルに積層直前に加熱するヒータをコンパクションローラに近接して備えていることが好ましい。
【００１２】
本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置の他の１つは、上面に真空吸引，空気吹き出しの小穴を多数設けた平面積層テーブルと、その平面積層テーブルの上方のプラットフォーム上に設けられ内部に各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープが裏紙と一体に巻かれたプリプレグドラムが並列多段に一括格納されたラックと、該ラックのプリプレグドラムから適宜繰り出された所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを所要形状に平面積層するコンパクションローラを最先端に備えた４軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機とより成るものである。
【００１３】
上記のプリプレグ幅変更自動積層装置においては、プラットフォーム上に設けられたラックに、冷却風を送入する冷却風送入口と、ラック内のプリプレグドラムから適宜選択的に繰り出される所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを積層ヘッドのコンパクションローラに導く細幅プリプレグテープ供給装置が付設され、細幅プリプレグテープ供給装置は、ラック内の各プリプレグドラムから引き出した細幅プリプレグテープを夫々送り出す各送り出しローラと、そのいずれかの送り出しローラに送り出された細幅プリプレグテープを掛け通して裏紙と分離する第１フィードローラと、その第１フィードローラを経由した細幅プリプレグテープを掛け通したテンションローラ及び第２フィードローラと、第２フィードローラを経由した細幅プリプレグテープを積層ヘッドのコンパクションローラに導く複数のガイドローラと、前記細幅プリプレグテープと分離した裏紙を引き取る吸引手段とより成ることが好ましい。
【００１４】
上記００１２及び００１３の段落に記載のプリプレグ幅変更自動積層装置においては、積層ヘッドのコンパクションローラに隣接する上側に細幅プリプレグテープを積層完了直前に切断するカッターを備え、コンパクションローラに近接して細幅プリプレグテープを平面積層テーブルに積層直前に加熱するヒータを備えていることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法及びその装置の実施形態を図によって説明する。先ず、プリプレグ幅変更自動積層方法を行うための装置の１つを図１，図２によって説明すると、１は平面積層テーブルで、この平面積層テーブル１は幅１０ｍ，長さ１５ｍで上面に真空吸引，空気吹き出しの小穴２を多数開口し下部に空気給排空間３を設けたものである。４は平面積層テーブル１の端部に装備された多数のプリプレグカセットで、この多数のプリプレグカセット４には各種幅寸法にスリットされた一方向材及びクロス材細幅プリプレグテープが繰り出し可能に収容されている。即ち、多数のプリプレグカセット４は、例えば図３に示すように冷却風送入口兼細幅プリプレグテープ残量確認窓５ａを有するカセットケース５内にプリプレグドラム６と裏紙巻き取りドラム７とを設け、プリプレグドラム６に例えば図４に示すように４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ８と０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープ９と組み合わせてばらけないようにした１〜２０ｃｍの細幅プリプレグテープ１０を裏紙１１と一緒に巻き込み、裏紙１１の一端を裏紙巻き取りドラム７に固定したものである。前記冷却風送入口５ａは、プリプレグカセット４内に冷却風を入れて細幅プリプレグテープ１０の粘着性を低下させて粘着力を無くすもので、これにより後述のフィードローラにて供給する細幅プリプレグテープ１０の供給量を正確にすることができるものであり、もし細幅プリプレグテープ１０に粘着力があると、フィードローラに付着し、正確な量を供給できなくなるものである。
１２，１３はプリプレグドラム６から繰り出された裏紙１１と一緒の細幅プリプレグテープ１０を案内するガイドローラであり、１４は裏紙１１と一緒の細幅プリプレグテープ１０をカセットケース５外に案内し、先端で裏紙１１を反転させて裏紙巻き取りドラム７に巻き取らせるためのガイドアームである。図１，図２において、１５は前記平面積層テーブル１を跨いで走行自在に設けられた自動積層機で、この自動積層機１５のプラットフォーム１５ａには４軸制御の積層ヘッド１６が平面積層テーブル１の上方位置で設けられている。積層ヘッド１６は、図５に示すように前記の多数のプリプレグカセット４を取替え装着できるホルダー１７を備えており、このホルダー１７に近接する位置にはプリプレグカセット４内の細幅プリプレグテープ１０を送るフィードローラ１８が備えられている。ホルダー１７に隣接する下側には、細幅プリプレグテープ１０を積層完了直前に切断するカッター１９を備えており、積層ヘッド１６の先端には細幅プリプレグテープ１０を平面積層テーブル１上に積層するコンパクションローラ２０が備えられ、このコンパクションローラ２０に近接する位置には、細幅プリプレグテープ１０を平面積層テーブル１に積層直前に熱風を加えて粘着力を回復させるために加熱するヒータ２１が備えられている。
【００１６】
上記のように構成された実施形態の装置によるプリプレグ幅変更自動積層方法の実施形態について説明する。平面積層テーブル１上に図２に示すように離型フィルムＦを載せ、上面に開口した小穴２から下部の空気給排空間３を通して真空吸引し、離型フィルムＦを平面積層テーブル１上に密着させる。次に図１に示される自動積層機１５を走行させると同時に積層ヘッド１６を４軸制御により移行させ乍ら、該積層ヘッド１６に装着されたプリプレグカセット４内に図５に示すように冷却風送入口５ａから冷却風ホース５ｂを差し込んで冷却風を送入し、プリプレグカセット４内を冷却し、細幅プリプレグテープ１０の粘着性を低下させて粘着力を無くした上、プリプレグドラム６を回転させ、１〜２０ｃｍの範囲内における所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０を裏紙１１と一緒に繰り出し、ガイドローラ１２，１３を経由し、ガイドアーム１４にてカセットケース５外に案内すると共にガイドアーム１４の先端で細幅プリプレグテープ１０の裏紙１１を反転させて裏紙巻き取りドラム７に巻き取らせる。そして、細幅プリプレグテープ１０を積層ヘッド１６の先端のコンパクションローラ２０に導き、このコンパクションローラ２０にて平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に縦方向，横方向に所要の間隙をあけて、平面積層し、格子状のプリプレグ積層体Ｐを形成する。この平面積層の際、細幅プリプレグテープ１０は積層直前にヒータ２１にて熱風が加えられて粘着力が回復され、積層完了直前に細幅プリプレグテープ１０は、カッター１９にて切断される。
【００１７】
上記のプリプレグ幅変更自動積層方法は、所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０のみ所要形状に平面積層してプリプレグ積層体Ｐを形成した場合であるが、複数の幅寸法の異なる細幅プリプレグテープ１０を平面積層することを繰り返して所要形状のプリプレグ積層体Ｐを形成する場合は、積層工程中細幅プリプレグテープ１０は複数回適宜幅寸法が変更される。
その複数回の幅変更の際、その都度積層ヘッド１６のホルダー１７に装着されているプレグカセット４は取り外され、平面積層テーブル１の端部に装備されている多数のプリプレグカセット４の内、所要の幅寸法の異なる細幅プリプレグテープ１０が収容されているプリプレグカセット４が選択されて積層ヘッド１６のホルダー１７に装着される。そして前記と同様に、自動積層機１５の走行と同時に積層ヘッド１６の４軸制御による移行により、交換されたプリプレグカセット４内のプリプレグドラム６から所要の幅寸法の異なる細幅プリプレグテープ１０が繰り出され、積層ヘッド１３の先端のコンパクションローラ２０により平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に平面積層されることが複数回繰り返されて所要形状のプリプレグ積層体Ｐが形成される。
【００１８】
上記のようにプリプレグ積層体Ｐを形成するために平面積層テーブル１上に離型フィルムＦの上に平面積層される各種幅寸法の細幅プリプレグテープ１０の積層量は、フィードローラ１８にて制御される。そして、プリプレグドラム６から繰り出される細幅プリプレグテープ１０は、４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ８と０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープ９とを組み合わせたものであるから、積層ヘッド１６のコンパクションローラ２０により平面積層されたプリプレグ積層体Ｐは、４５°（または９０°）方向の一方向材の積層ずれが防止されて、精度の高いプリプレグ積層体Ｐとなる。
【００１９】
こうして所要の寸法の細幅プリプレグテープ１０を所要形状に平面積層して得た格子状のプリプレグ積層体Ｐは、平面積層テーブル１の上面に開口した図２に示される小穴２から空気を吹き出して離型フィルムＦごと浮上させ、図示せぬスライド搬送装置におけるチャックに離型フィルムＦの両側端を把持させて、次の工程位置にスライド式に空中搬送する。
【００２０】
次に本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法を行うための装置の他の１つを図６，図７によって説明する。図中、図１，図２と同一符号は同一部分を示すので、その説明を省略する。２２は平面積層テーブル１の上方の自動積層機１５′のプラットフォーム１５′ａ上に設けられたラックで、このラック２２の内部には各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープ、例えば図４に示されるように４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ８と０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープと組み合わせてばらけないようにした１〜２０ｃｍの細幅プリプレグテープ１０を裏紙１１と一緒に巻き込んだプリプレグドラム２３が並列多段に、例えば図８に示すように２列３段に一括格納されている。このラック２２には冷却風を送入する冷却風送入口２４が設けられ、ラック２２の前面には、ラック２２内のプリプレグドラム２３から適宜選択的に裏紙１１と一緒に繰り出される所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０を、自動積層機１５′の４軸制御の積層ヘッド２５の最先端のコンパクションローラ２６に導く細幅プリプレグテープ供給装置２７が設けられている。この細幅プリプレグテープ供給装置２７は、ラック２２内の各プリプレグドラム２３から裏紙１１と一緒に引き出した細幅プリプレグテープ１０を夫々送り出す各送り出しローラ２８と、そのいずれかの送り出しローラ２８により送り出された裏紙１１と一緒の細幅プリプレグテープ１０を掛け通して裏紙１１と分離する第１フィードローラ２９と、その第１フィードローラ２９を経由した細幅プリプレグテープ１０を掛け通したテンションローラ３０及び第２フィードローラ３１と、第２フィードローラ３１を経由した細幅プリプレグテープ１０を図６，図７に示される自動積層機１５′の積層ヘッド２５のコンパクションローラ２６に導く図８に示す複数のガイドローラ３２と、前記細幅プリプレグテープ１０と分離した裏紙１１を引き取る吸引手段、例えば真空ホース３３とより成るものである。前記積層ヘッド２５のコンパクションローラ２６に隣接する上側には、図９に示すように細幅プリプレグテープ１０を平面積層テーブル１上に積層完了直前に切断するカッター３４が設けられ、コンパクションローラ２６に近接した位置には、細幅プリプレグテープ１０を平面積層テーブル１上に積層する直前に加熱するヒータ３５が設けられている。
【００２１】
上記のように構成された実施形態の装置によるプリプレグ幅変更自動積層方法の実施形態について説明する。平面積層テーブル１上に図７に示すように離型フィルムＦを載せ、上面に開口した小穴２から下部の空気給排空間３を通して真空吸引し、離型フィルムＦを平面積層テーブル１上に密着させる。次に図６に示されるラック２２内に図８に示すように冷却風送入口２４から冷却風ホース３６を差し込んで冷却風を送入し、ラック２２内を冷却し、各プリプレグドラム２３の細幅プリプレグテープ１０の粘着性を低下させて粘着力を無くした上、所要のプリプレグドラム２３を回転させ、１〜２０ｃｍの範囲内の所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０を裏紙１１と一緒に引き出し、細幅プリプレグテープ供給装置２７により走行する自動積層機１５′の積層ヘッド２５に供給し、該積層ヘッド２５の４軸制御の移行により所要形状に平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に平面積層する。これを詳述すると、所要のプリプレグドラム２３の回転により裏紙１１と一緒に引き出された細幅プリプレグテープ１０は送り出しローラ２８により送り出され、第１フィードローラ２９に掛け通されて裏紙１１と分離の上、テンションローラ３０及び第２フィードローラ３１に掛け通され、複数のガイドローラ３２を経由して図６，図７に示される自動積層機１５′の４軸制御により移行する積層ヘッド２５の先端のコンパクションローラ２６に導き、このコンパクションローラ２６にて平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に縦方向，横方向に所要の間隔をあけて、平面積層し、格子状のプリプレグ積層体Ｐを形成する。この平面積層の際、細幅プリプレグテープ１０は積層直前にヒータ３５にて熱風が加えられて粘着力が回復され、積層完了直前に細幅プリプレグテープ１０はカッター３４にて切断される。第１フィードローラ２９に掛け通されて細幅プリプレグテープ１０と分離された裏紙１１は、真空ホース３３に真空引きされて引き取られる。
【００２２】
上記のプリプレグ幅変更自動積層方法は、所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０のみを所要形状に平面積層してプリプレグ積層体Ｐを形成した場合であるが、複数の幅寸法の異なる細幅プリプレグテープ１０を平面積層することを繰り返して所要形状のプリプレグ積層体Ｐを形成する場合は、積層工程中細幅プリプレグテープ１０は複数回適宜幅寸法が変更される。その複数回の幅変更の際、その都度ラック２２に格納されている多数のプリプレグドラム２３から適宜選択されたプリプレグドラム２３から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０が裏紙１１と一緒に引き出され、前記と同様に細幅プリプレグ供給装置２７により自動積層機１５′の積層ヘッド２５に送られ、自動積層機１５′の走行と同時に積層ヘッド２５の４軸制御による移行により、先端のコンパクションローラ２６により平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に平面積層されることが複数回繰り返されて所要形状のプリプレグ積層体Ｐが形成される。
【００２３】
上記のようにプリプレグ積層体Ｐを形成するために平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に平面積層される各種幅寸法の細幅プリプレグテープ１０の積層量は、第１フィードローラ２９及び第２フィードローラ３１にて制御される。そして、ラック２２内のプリプレグドラム２３から引き出される細幅プリプレグテープ１０は、４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ８と０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープ９を組み合わせたものであるから積層ヘッド２５のコンパクションローラ２６により平面積層されたプリプレグ積層体Ｐは、４５°（または９０°）方向の一方向材の積層ずれが防止されて、精度の高いプリプレグ積層体Ｐとなる。
【００２４】
こうして所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０を所要形状に平面積層して得た格子状のプリプレグ積層体Ｐは、平面積層テーブル１の上面に開口した図７に示される小穴２から空気を吹き出して離型フィルムＦごと浮上させ、図示せぬスライド搬送装置におけるチャックに離型フィルムＦの両側端を把持させて、次の工程位置にスライド式に空中搬送する。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法では、プリプレグカセット方式又はラック格納方式の多数のプリプレグドラムから各種幅寸法の細幅プリプレグテープを適宜選択して、積層する細幅プリプレグテープの幅寸法を簡単に変更できるので、細幅プリプレグテープの交換を短時間に行うことができ、幅寸法の変更が要求される細幅プリプレグテープの平面積層を効率よく行うことができる。しかも細幅プリプレグテープは、４５°（または９０°）方向の一方向材と０°方向材とが組み合わされているので、平面積層の際、積層ずれが防止されて、精度の高い平面積層ができる。
【００２６】
また、本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置によれば、上記の優れたプリプレグ幅変更自動積層方法を、容易に且つ確実に効率よく実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置の１つを示す概略斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図３】図１のプリプレグ幅変更自動積層装置の自動積層機における積層ヘッドに装備されるプリプレグカセットを、蓋を外して示した斜視図である。
【図４】図３のプリプレグカセット内に収容するプリプレグドラムに巻かれている細幅プリプレグテープと裏紙を示す斜視図である。
【図５】図３のプリプレグカセットを自動積層機の積層ヘッドに装着した状態を示す縦断側面図である。
【図６】本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置の他の１つを示す概略斜視図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図８】図６のプリプレグ幅変更自動積層装置において多数のプリプレグドラムを一括格納したラックと、そのラックのプリプレグドラムから細幅プリプレグテープを自動積層機の積層ヘッドに送る細幅プリプレグテープ供給装置を示す側面図である。
【図９】図６に示されるプリプレグ幅変更自動積層装置における自動積層機の積層ヘッド先端部の側面図である。
【符号の説明】
１ 平面積層テーブル
２ 小穴
３ 空気給排空間
４ プリプレグカセット
５ カセットケース
５ａ 冷却風送入口
５ｂ 冷却風ホース
６ プリプレグドラム
７ 裏紙巻き取りドラム
８ ４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ
９ ０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープ
１０ 組み合わせた細幅プリプレグテープ
１１ 裏紙
１２，１３ ガイドローラ
１４ ガイドアーム
１５ 自動積層機
１５′ 自動積層機
１５′ａ ブラットフォーム
１６ 積層ヘッド
１７ ホルダー
１８ フィードローラ
１９ カッター
２０ コンパクションローラ
２１ ヒータ
２２ ラック
２３ プリプレグドラム
２４ 冷却風送入口
２５ 積層ヘッド
２６ コンパクションローラ
２７ 細幅プリプレグテープ供給装置
２８ 送り出しローラ
２９ 第１フィードローラ
３０ テンションローラ
３１ 第２フィードローラ
３２ ガイドローラ
３３ 真空ホース
３４ カッター
３５ ヒータ
３６ 冷却風ホース
Ｆ 離型フィルム
Ｐ プリプレグ積層体
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリプレグ幅変更自動積層方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より種々の航空機においては、軽量化のために胴体や主翼などの外壁面に金属パネルに代ってＣＦＲＰなどより成る複合材パネルが用いられるようになってきた。この複合材パネルを製造するには、従来、上面をコンター面となした積層型に直接プリプレグを積層するプリプレグ自動積層機（通称：ＡＴＬ）が開発され、使用されてきた。このプリプレグ自動積層機は、３または６インチ幅の一方向材プリプレグをＮＣ制御にて積層する機能を有するが、常に細幅単位でしか積層できないため、大面積の積層や厚板積層には時間がかかり、効率が悪かった。
【０００３】
また、近年開発されたファイバープレースメント装置（通称：ＦＰＭ）は、複雑なコンター面を有する積層型へのプリプレグ積層が可能で、５〜１０ｍｍの細幅プリプレグを何１０本も同時積層できるが、何分にもプリプレグ幅が細すぎるため、単位面積当りの積層時間は前記プリプレグ自動積層機よりもさらに多くかかり、非常に効率が悪かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、従来のオールインワンタイプのプリプレグ自動積層機の機能を分解し、夫々個別機能として稼動させることで、プリプレグの高速積層を実現すべく、幅広プリプレグの平面積層、細幅プリプレグテープの平面積層を個別のエリアで行うようにし、これらを行って得たプリプレグ積層体の形状裁断を別のエリアで行うようにし、形状裁断した各プリプレグ積層体をさらに別のエリアで順次積層することにより、効率的なプリプレグ積層が可能なことを見い出した。
【０００５】
然し乍ら、細幅プリプレグの平面積層においては、積層により得られる細幅プリプレグ積層体が用途に応じた幅寸法のものが要求されるため、また積層の部位によって幅寸法が異なることから、細幅プリプレグテープの幅寸法は１〜２０ｃｍの範囲で積層中に変更しなければならない。従って、幅寸法変更の都度、細幅プリプレグテープの積層を中断し、細幅プリプレグテープを自動積層機の積層ヘッドから取り外し、所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを積層ヘッドに装着しなければならず、細幅プリプレグテープの交換に多くの時間と手間がかかり、細幅プリプレグテープの平面積層を効率よく行うことができなかった。
【０００６】
本発明者は、上記問題点を解決すべく鋭意研究の結果、プリプレグカセット方式またはラック格納方式の多数のプリプレグドラムにより細幅プリプレグテープの幅寸法変更を可能にし、細幅プリプレグテープの交換を短時間に行い、細幅プリプレグテープの平面積層を効率よく行うことができるようにしたプリプレグ幅変更自動積層方法及びその装置を開発したので、これを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法の１つは、平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で、細幅プリプレグテープを自動積層するにおいて、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを適宜選択して繰り出し、所要形状に平面積層してプリプレグ積層体を形成することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法の他の１つは、平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で、細幅プリプレグテープを自動積層するにおいて、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの中から幅寸法の異なる細幅プリプレグテープを適宜選択して繰り出し、平面積層することを複数回繰り返して所要形状のプリプレグ積層体を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
上記の２つのプリプレグ幅変更自動積層方法においては、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの収容されたプリプレグカセットの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープの収容されたプリプレグカセットを適宜選択して積層ヘッドに装着し、そのプリプレグカセットから細幅プリプレグテープを繰り出し、積層ヘッドにより平面積層することが好ましい。また、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープが一括格納されたラックの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを適宜選択して積層ヘッドに繰り出し、積層ヘッドにより平面積層することも好ましい。
【００１０】
上記のプリプレグ幅変更自動積層方法を実施するための本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置の１つは、上面に真空吸引，空気吹き出しの小穴を多数設けた平面積層テーブルと、その平面積層テーブルの端部に装備され各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープを繰り出し可能に収容した多数のプリプレグカセットと、前記平面積層テーブルの上方に設けられ適宜所要のプリプレグカセットを着脱可能に装着してそのプリプレグカセットから細幅プリプレグテープを繰り出して所要形状に平面積層するコンパクションローラを最先端に備えた４軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機とより成るものである。
【００１１】
上記のプリプレグ幅変更自動積層装置において、平面積層テーブルの端部に装備されたプリプレグカセットは、冷却風の送入により冷却されるカセットケースと、該カセットケース内に設けられ所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを裏紙と一緒に巻いたプリプレグドラムと、該プリプレグドラムから繰り出される細幅プリプレグテープを積層ヘッド最先端のコンパクションローラまで送るために前記カセットケース内に設けられたガイドローラと、カセットケース内に設けられ細幅プリプレグテープがコンパクションローラに送られる途中で分離される裏紙を巻き取る裏紙巻き取りドラムとより成ることが好ましい。また、４軸制御の積層ヘッドは、プリプレグカセットを装着するホルダーを備え、該ホルダーに近接してプリプレグカセット内の細幅プリプレグテープを送るフィードローラを備え、ホルダーに隣接する下側に細幅プリプレグテープを積層完了直前に切断するカッターを備え、細幅プリプレグテープを平面積層テーブルに積層直前に加熱するヒータをコンパクションローラに近接して備えていることが好ましい。
【００１２】
本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置の他の１つは、上面に真空吸引，空気吹き出しの小穴を多数設けた平面積層テーブルと、その平面積層テーブルの上方のプラットフォーム上に設けられ内部に各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープが裏紙と一体に巻かれたプリプレグドラムが並列多段に一括格納されたラックと、該ラックのプリプレグドラムから適宜繰り出された所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを所要形状に平面積層するコンパクションローラを最先端に備えた４軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機とより成るものである。
【００１３】
上記のプリプレグ幅変更自動積層装置においては、プラットフォーム上に設けられたラックに、冷却風を送入する冷却風送入口と、ラック内のプリプレグドラムから適宜選択的に繰り出される所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを積層ヘッドのコンパクションローラに導く細幅プリプレグテープ供給装置が付設され、細幅プリプレグテープ供給装置は、ラック内の各プリプレグドラムから引き出した細幅プリプレグテープを夫々送り出す各送り出しローラと、そのいずれかの送り出しローラに送り出された細幅プリプレグテープを掛け通して裏紙と分離する第１フィードローラと、その第１フィードローラを経由した細幅プリプレグテープを掛け通したテンションローラ及び第２フィードローラと、第２フィードローラを経由した細幅プリプレグテープを積層ヘッドのコンパクションローラに導く複数のガイドローラと、前記細幅プリプレグテープと分離した裏紙を引き取る吸引手段とより成ることが好ましい。
【００１４】
上記００１２及び００１３の段落に記載のプリプレグ幅変更自動積層装置においては、積層ヘッドのコンパクションローラに隣接する上側に細幅プリプレグテープを積層完了直前に切断するカッターを備え、コンパクションローラに近接して細幅プリプレグテープを平面積層テーブルに積層直前に加熱するヒータを備えていることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法及びその装置の実施形態を図によって説明する。先ず、プリプレグ幅変更自動積層方法を行うための装置の１つを図１，図２によって説明すると、１は平面積層テーブルで、この平面積層テーブル１は幅１０ｍ，長さ１５ｍで上面に真空吸引，空気吹き出しの小穴２を多数開口し下部に空気給排空間３を設けたものである。４は平面積層テーブル１の端部に装備された多数のプリプレグカセットで、この多数のプリプレグカセット４には各種幅寸法にスリットされた一方向材及びクロス材細幅プリプレグテープが繰り出し可能に収容されている。即ち、多数のプリプレグカセット４は、例えば図３に示すように冷却風送入口兼細幅プリプレグテープ残量確認窓５ａを有するカセットケース５内にプリプレグドラム６と裏紙巻き取りドラム７とを設け、プリプレグドラム６に例えば図４に示すように４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ８と０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープ９と組み合わせてばらけないようにした１〜２０ｃｍの細幅プリプレグテープ１０を裏紙１１と一緒に巻き込み、裏紙１１の一端を裏紙巻き取りドラム７に固定したものである。前記冷却風送入口５ａは、プリプレグカセット４内に冷却風を入れて細幅プリプレグテープ１０の粘着性を低下させて粘着力を無くすもので、これにより後述のフィードローラにて供給する細幅プリプレグテープ１０の供給量を正確にすることができるものであり、もし細幅プリプレグテープ１０に粘着力があると、フィードローラに付着し、正確な量を供給できなくなるものである。
１２，１３はプリプレグドラム６から繰り出された裏紙１１と一緒の細幅プリプレグテープ１０を案内するガイドローラであり、１４は裏紙１１と一緒の細幅プリプレグテープ１０をカセットケース５外に案内し、先端で裏紙１１を反転させて裏紙巻き取りドラム７に巻き取らせるためのガイドアームである。図１，図２において、１５は前記平面積層テーブル１を跨いで走行自在に設けられた自動積層機で、この自動積層機１５のプラットフォーム１５ａには４軸制御の積層ヘッド１６が平面積層テーブル１の上方位置で設けられている。積層ヘッド１６は、図５に示すように前記の多数のプリプレグカセット４を取替え装着できるホルダー１７を備えており、このホルダー１７に近接する位置にはプリプレグカセット４内の細幅プリプレグテープ１０を送るフィードローラ１８が備えられている。ホルダー１７に隣接する下側には、細幅プリプレグテープ１０を積層完了直前に切断するカッター１９を備えており、積層ヘッド１６の先端には細幅プリプレグテープ１０を平面積層テーブル１上に積層するコンパクションローラ２０が備えられ、このコンパクションローラ２０に近接する位置には、細幅プリプレグテープ１０を平面積層テーブル１に積層直前に熱風を加えて粘着力を回復させるために加熱するヒータ２１が備えられている。
【００１６】
上記のように構成された実施形態の装置によるプリプレグ幅変更自動積層方法の実施形態について説明する。平面積層テーブル１上に図２に示すように離型フィルムＦを載せ、上面に開口した小穴２から下部の空気給排空間３を通して真空吸引し、離型フィルムＦを平面積層テーブル１上に密着させる。次に図１に示される自動積層機１５を走行させると同時に積層ヘッド１６を４軸制御により移行させ乍ら、該積層ヘッド１６に装着されたプリプレグカセット４内に図５に示すように冷却風送入口５ａから冷却風ホース５ｂを差し込んで冷却風を送入し、プリプレグカセット４内を冷却し、細幅プリプレグテープ１０の粘着性を低下させて粘着力を無くした上、プリプレグドラム６を回転させ、１〜２０ｃｍの範囲内における所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０を裏紙１１と一緒に繰り出し、ガイドローラ１２，１３を経由し、ガイドアーム１４にてカセットケース５外に案内すると共にガイドアーム１４の先端で細幅プリプレグテープ１０の裏紙１１を反転させて裏紙巻き取りドラム７に巻き取らせる。そして、細幅プリプレグテープ１０を積層ヘッド１６の先端のコンパクションローラ２０に導き、このコンパクションローラ２０にて平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に縦方向，横方向に所要の間隙をあけて、平面積層し、格子状のプリプレグ積層体Ｐを形成する。この平面積層の際、細幅プリプレグテープ１０は積層直前にヒータ２１にて熱風が加えられて粘着力が回復され、積層完了直前に細幅プリプレグテープ１０は、カッター１９にて切断される。
【００１７】
上記のプリプレグ幅変更自動積層方法は、所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０のみ所要形状に平面積層してプリプレグ積層体Ｐを形成した場合であるが、複数の幅寸法の異なる細幅プリプレグテープ１０を平面積層することを繰り返して所要形状のプリプレグ積層体Ｐを形成する場合は、積層工程中細幅プリプレグテープ１０は複数回適宜幅寸法が変更される。
その複数回の幅変更の際、その都度積層ヘッド１６のホルダー１７に装着されているプレグカセット４は取り外され、平面積層テーブル１の端部に装備されている多数のプリプレグカセット４の内、所要の幅寸法の異なる細幅プリプレグテープ１０が収容されているプリプレグカセット４が選択されて積層ヘッド１６のホルダー１７に装着される。そして前記と同様に、自動積層機１５の走行と同時に積層ヘッド１６の４軸制御による移行により、交換されたプリプレグカセット４内のプリプレグドラム６から所要の幅寸法の異なる細幅プリプレグテープ１０が繰り出され、積層ヘッド１３の先端のコンパクションローラ２０により平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に平面積層されることが複数回繰り返されて所要形状のプリプレグ積層体Ｐが形成される。
【００１８】
上記のようにプリプレグ積層体Ｐを形成するために平面積層テーブル１上に離型フィルムＦの上に平面積層される各種幅寸法の細幅プリプレグテープ１０の積層量は、フィードローラ１８にて制御される。そして、プリプレグドラム６から繰り出される細幅プリプレグテープ１０は、４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ８と０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープ９とを組み合わせたものであるから、積層ヘッド１６のコンパクションローラ２０により平面積層されたプリプレグ積層体Ｐは、４５°（または９０°）方向の一方向材の積層ずれが防止されて、精度の高いプリプレグ積層体Ｐとなる。
【００１９】
こうして所要の寸法の細幅プリプレグテープ１０を所要形状に平面積層して得た格子状のプリプレグ積層体Ｐは、平面積層テーブル１の上面に開口した図２に示される小穴２から空気を吹き出して離型フィルムＦごと浮上させ、図示せぬスライド搬送装置におけるチャックに離型フィルムＦの両側端を把持させて、次の工程位置にスライド式に空中搬送する。
【００２０】
次に本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法を行うための装置の他の１つを図６，図７によって説明する。図中、図１，図２と同一符号は同一部分を示すので、その説明を省略する。２２は平面積層テーブル１の上方の自動積層機１５′のプラットフォーム１５′ａ上に設けられたラックで、このラック２２の内部には各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープ、例えば図４に示されるように４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ８と０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープと組み合わせてばらけないようにした１〜２０ｃｍの細幅プリプレグテープ１０を裏紙１１と一緒に巻き込んだプリプレグドラム２３が並列多段に、例えば図８に示すように２列３段に一括格納されている。このラック２２には冷却風を送入する冷却風送入口２４が設けられ、ラック２２の前面には、ラック２２内のプリプレグドラム２３から適宜選択的に裏紙１１と一緒に繰り出される所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０を、自動積層機１５′の４軸制御の積層ヘッド２５の最先端のコンパクションローラ２６に導く細幅プリプレグテープ供給装置２７が設けられている。この細幅プリプレグテープ供給装置２７は、ラック２２内の各プリプレグドラム２３から裏紙１１と一緒に引き出した細幅プリプレグテープ１０を夫々送り出す各送り出しローラ２８と、そのいずれかの送り出しローラ２８により送り出された裏紙１１と一緒の細幅プリプレグテープ１０を掛け通して裏紙１１と分離する第１フィードローラ２９と、その第１フィードローラ２９を経由した細幅プリプレグテープ１０を掛け通したテンションローラ３０及び第２フィードローラ３１と、第２フィードローラ３１を経由した細幅プリプレグテープ１０を図６，図７に示される自動積層機１５′の積層ヘッド２５のコンパクションローラ２６に導く図８に示す複数のガイドローラ３２と、前記細幅プリプレグテープ１０と分離した裏紙１１を引き取る吸引手段、例えば真空ホース３３とより成るものである。前記積層ヘッド２５のコンパクションローラ２６に隣接する上側には、図９に示すように細幅プリプレグテープ１０を平面積層テーブル１上に積層完了直前に切断するカッター３４が設けられ、コンパクションローラ２６に近接した位置には、細幅プリプレグテープ１０を平面積層テーブル１上に積層する直前に加熱するヒータ３５が設けられている。
【００２１】
上記のように構成された実施形態の装置によるプリプレグ幅変更自動積層方法の実施形態について説明する。平面積層テーブル１上に図７に示すように離型フィルムＦを載せ、上面に開口した小穴２から下部の空気給排空間３を通して真空吸引し、離型フィルムＦを平面積層テーブル１上に密着させる。次に図６に示されるラック２２内に図８に示すように冷却風送入口２４から冷却風ホース３６を差し込んで冷却風を送入し、ラック２２内を冷却し、各プリプレグドラム２３の細幅プリプレグテープ１０の粘着性を低下させて粘着力を無くした上、所要のプリプレグドラム２３を回転させ、１〜２０ｃｍの範囲内の所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０を裏紙１１と一緒に引き出し、細幅プリプレグテープ供給装置２７により走行する自動積層機１５′の積層ヘッド２５に供給し、該積層ヘッド２５の４軸制御の移行により所要形状に平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に平面積層する。これを詳述すると、所要のプリプレグドラム２３の回転により裏紙１１と一緒に引き出された細幅プリプレグテープ１０は送り出しローラ２８により送り出され、第１フィードローラ２９に掛け通されて裏紙１１と分離の上、テンションローラ３０及び第２フィードローラ３１に掛け通され、複数のガイドローラ３２を経由して図６，図７に示される自動積層機１５′の４軸制御により移行する積層ヘッド２５の先端のコンパクションローラ２６に導き、このコンパクションローラ２６にて平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に縦方向，横方向に所要の間隔をあけて、平面積層し、格子状のプリプレグ積層体Ｐを形成する。この平面積層の際、細幅プリプレグテープ１０は積層直前にヒータ３５にて熱風が加えられて粘着力が回復され、積層完了直前に細幅プリプレグテープ１０はカッター３４にて切断される。第１フィードローラ２９に掛け通されて細幅プリプレグテープ１０と分離された裏紙１１は、真空ホース３３に真空引きされて引き取られる。
【００２２】
上記のプリプレグ幅変更自動積層方法は、所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０のみを所要形状に平面積層してプリプレグ積層体Ｐを形成した場合であるが、複数の幅寸法の異なる細幅プリプレグテープ１０を平面積層することを繰り返して所要形状のプリプレグ積層体Ｐを形成する場合は、積層工程中細幅プリプレグテープ１０は複数回適宜幅寸法が変更される。その複数回の幅変更の際、その都度ラック２２に格納されている多数のプリプレグドラム２３から適宜選択されたプリプレグドラム２３から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０が裏紙１１と一緒に引き出され、前記と同様に細幅プリプレグ供給装置２７により自動積層機１５′の積層ヘッド２５に送られ、自動積層機１５′の走行と同時に積層ヘッド２５の４軸制御による移行により、先端のコンパクションローラ２６により平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に平面積層されることが複数回繰り返されて所要形状のプリプレグ積層体Ｐが形成される。
【００２３】
上記のようにプリプレグ積層体Ｐを形成するために平面積層テーブル１上の離型フィルムＦの上に平面積層される各種幅寸法の細幅プリプレグテープ１０の積層量は、第１フィードローラ２９及び第２フィードローラ３１にて制御される。そして、ラック２２内のプリプレグドラム２３から引き出される細幅プリプレグテープ１０は、４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ８と０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープ９を組み合わせたものであるから積層ヘッド２５のコンパクションローラ２６により平面積層されたプリプレグ積層体Ｐは、４５°（または９０°）方向の一方向材の積層ずれが防止されて、精度の高いプリプレグ積層体Ｐとなる。
【００２４】
こうして所要の幅寸法の細幅プリプレグテープ１０を所要形状に平面積層して得た格子状のプリプレグ積層体Ｐは、平面積層テーブル１の上面に開口した図７に示される小穴２から空気を吹き出して離型フィルムＦごと浮上させ、図示せぬスライド搬送装置におけるチャックに離型フィルムＦの両側端を把持させて、次の工程位置にスライド式に空中搬送する。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明のプリプレグ幅変更自動積層方法では、プリプレグカセット方式又はラック格納方式の多数のプリプレグドラムから各種幅寸法の細幅プリプレグテープを適宜選択して、積層する細幅プリプレグテープの幅寸法を簡単に変更できるので、細幅プリプレグテープの交換を短時間に行うことができ、幅寸法の変更が要求される細幅プリプレグテープの平面積層を効率よく行うことができる。しかも細幅プリプレグテープは、４５°（または９０°）方向の一方向材と０°方向材とが組み合わされているので、平面積層の際、積層ずれが防止されて、精度の高い平面積層ができる。
【００２６】
また、本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置によれば、上記の優れたプリプレグ幅変更自動積層方法を、容易に且つ確実に効率よく実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置の１つを示す概略斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図３】図１のプリプレグ幅変更自動積層装置の自動積層機における積層ヘッドに装備されるプリプレグカセットを、蓋を外して示した斜視図である。
【図４】図３のプリプレグカセット内に収容するプリプレグドラムに巻かれている細幅プリプレグテープと裏紙を示す斜視図である。
【図５】図３のプリプレグカセットを自動積層機の積層ヘッドに装着した状態を示す縦断側面図である。
【図６】本発明のプリプレグ幅変更自動積層装置の他の１つを示す概略斜視図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図８】図６のプリプレグ幅変更自動積層装置において多数のプリプレグドラムを一括格納したラックと、そのラックのプリプレグドラムから細幅プリプレグテープを自動積層機の積層ヘッドに送る細幅プリプレグテープ供給装置を示す側面図である。
【図９】図６に示されるプリプレグ幅変更自動積層装置における自動積層機の積層ヘッド先端部の側面図である。
【符号の説明】
１ 平面積層テーブル
２ 小穴
３ 空気給排空間
４ プリプレグカセット
５ カセットケース
５ａ 冷却風送入口
５ｂ 冷却風ホース
６ プリプレグドラム
７ 裏紙巻き取りドラム
８ ４５°（または９０°）方向の一方向材の細幅プリプレグテープ
９ ０°方向の一方向材の細幅プリプレグテープ
１０ 組み合わせた細幅プリプレグテープ
１１ 裏紙
１２，１３ ガイドローラ
１４ ガイドアーム
１５ 自動積層機
１５′ 自動積層機
１５′ａ ブラットフォーム
１６ 積層ヘッド
１７ ホルダー
１８ フィードローラ
１９ カッター
２０ コンパクションローラ
２１ ヒータ
２２ ラック
２３ プリプレグドラム
２４ 冷却風送入口
２５ 積層ヘッド
２６ コンパクションローラ
２７ 細幅プリプレグテープ供給装置
２８ 送り出しローラ
２９ 第１フィードローラ
３０ テンションローラ
３１ 第２フィードローラ
３２ ガイドローラ
３３ 真空ホース
３４ カッター
３５ ヒータ
３６ 冷却風ホース
Ｆ 離型フィルム
Ｐ プリプレグ積層体
Claims (10)
- 平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で、細幅プリプレグテープを自動積層するにおいて、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを適宜選択して繰り出し、所要形状に平面積層してプリプレグ積層体を形成することを特徴とするプリプレグ幅変更自動積層方法。
- 平面積層テーブル上に離型フィルムを真空吸引により密着させた後、その離型フィルム上で、細幅プリプレグテープを自動積層するにおいて、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの中から幅寸法の異なる細幅プリプレグテープを適宜選択して繰り出し、平面積層することを複数回繰り返して、所要形状のプリプレグ積層体を形成することを特徴とするプリプレグ幅変更自動積層方法。
- 請求項１又は２記載のプリプレグ幅変更自動積層方法において、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープの収容されたプリプレグカセットの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープの収容されたプリプレグカセットを適宜選択して積層ヘッドに装着し、そのプリプレグカセットから細幅プリプレグテープを繰り出し、積層ヘッドにより平面積層することを特徴とするプリプレグ幅変更自動積層方法。
- 請求項１又は２記載のプリプレグ幅変更自動積層方法において、各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープが一括格納されたラックの中から所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを適宜選択して積層ヘッドに繰り出し、積層ヘッドにより平面積層することを特徴とするプリプレグ幅変更自動積層方法。
- 上面に真空吸引，空気吹き出しの小穴を多数設けた平面積層テーブルと、その平面積層テーブルの端部に装備され各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープを繰り出し可能に収容した多数のプリプレグカセットと、前記平面積層テーブルの上方に設けられ適宜所要のプリプレグカセットを着脱可能に装着してそのプリプレグカセットから細幅プリプレグテープを繰り出して所要形状に平面積層するコンパクションローラを最先端に備えた４軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機とより成るプリプレグ幅変更自動積層装置。
- 請求項５記載のプリプレグ幅変更自動積層装置において、平面積層テーブルの端部に装備されたプリプレグカセットが、冷却風の送入により冷却されるカセットケースと、該カセットケース内に設けられ所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを裏紙と一緒に巻いたプリプレグドラムと、該プリプレグドラムから繰り出される細幅プリプレグテープを積層ヘッド最先端のコンパクションローラまで送るために前記カセットケース内に設けられたガイドローラと、カセットケース内に設けられ細幅プリプレグテープがコンパクションローラに送られる途中で分離される裏紙を巻き取る裏紙巻き取りドラムとより成ることを特徴とするプリプレグ幅変更自動積層装置。
- 請求項５又は６記載のプリプレグ幅変更自動積層装置において、４軸制御の積層ヘッドがプリプレグカセットを装着するホルダーを備え、該ホルダーに近接してプリプレグカセット内の細幅プリプレグテープを送るフィードローラを備え、ホルダーに隣接する下側に細幅プリプレグテープを積層完了直前に切断するカッターを備え、細幅プリプレグテープを平面積層テーブルに積層直前に加熱するヒータをコンパクションローラに近接して備えていることをを特徴とするプリプレグ幅変更自動積層装置。
- 上面に真空吸引，空気吹き出しの小穴を多数設けた平面積層テーブルと、その平面積層テーブルの上方のプラットフォーム上に設けられ内部に各種幅寸法にスリットされた一方向材又は／及びクロス材の細幅プリプレグテープが裏紙と一体に巻かれたプリプレグドラムが並列多段に一括格納されたラックと、該ラックのプリプレグドラムから適宜繰り出された所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを所要形状に平面積層するコンパクションローラを最先端に備えた４軸制御の積層ヘッドを有する自動積層機とより成るプリプレグ幅変更自動積層装置。
- 請求項８記載のプリプレグ幅変更自動積層装置において、プラットフォーム上に設けられたラックに、冷却風を送入する冷却風送入口と、ラック内のプリプレグドラムから適宜選択的に繰り出される所要の幅寸法の細幅プリプレグテープを積層ヘッドのコンパクションローラに導く細幅プリプレグテープ供給装置が付設され、細幅プリプレグテープ供給装置は、ラック内の各プリプレグドラムから引き出した細幅プリプレグテープを夫々送り出す各送り出しローラと、そのいずれかの送り出しローラにより送り出された細幅プリプレグテープを掛け通して裏紙と分離する第１フィードローラと、その第１フィードローラを経由した細幅プリプレグテープを掛け通したテンションローラ及び第２フィードローラと、第２フィードローラを経由した細幅プリプレグテープを積層ヘッドのコンベンションローラに導く複数のガイドローラと、前記細幅プリプレグテープと分離した裏紙を引き取る吸引手段とより成ることを特徴とするプリプレグ幅変更自動積層装置。
- 請求項８又は９記載のプリプレグ幅変更自動積層装置において、積層ヘッドのコンパクションローラに隣接する上側に細幅プリプレグテープを積層完了直前に切断するカッターを備え、コンパクションローラに近接して細幅プリプレグテープを平面積層テーブルに積層直前に加熱するヒータを備えていることを特徴とするプリプレグ幅変更自動積層装置。
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