JP4163543B2 - 複合材料の生涯モニタリング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合材料のＲＴＭ成形時における繊維プリフォーム中を含浸して行く樹脂の先端の検出と、製造された複合材料における損傷の検出が行えるようにした複合材料の生涯モニタリング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）である複合材料をＲＴＭ（Resin Transfer Molding）成形した構造体は航空宇宙材料等の広い分野で利用されている。
【０００３】
複合材料のＲＴＭ成形は、金型のキャビティ内に、例えばガラス繊維やカーボン繊維からなる強化繊維基材（以下繊維プリフォームという）を配置して型締めした後、硬化剤が混合された樹脂を金型のキャビティ内に加圧注入して強制的にキャビティ内に充満させることにより繊維プリフォームに含浸させ、樹脂を加熱等にて硬化させることにより複合材料を製造するものである。
【０００４】
上記ＦＲＰの複合材料は、製造温度が金属やセラミックと比較して低く、強度等の特性を設計できる等の面で優れている。また、ＲＴＭ成形は、特にキャビティが凹凸等の複雑な形状を有していても比較的容易に複合材料を製造できる利点がある。
【０００５】
しかし、実際にＲＴＭ成形によって複合材料を製造するとき、キャビティが凹凸状の複雑に入りくんだ形状を有している場合には、キャビティ内に部分的に樹脂が良好に流動されない部位が生じることがある。また、型締めにより高密度で圧縮成形した繊維プリフォームに樹脂を加圧注入しても、部分的に流動抵抗が高い箇所が存在すると、その部位に良好に樹脂が流動しなくなることがある。
【０００６】
このようにキャビティ内に樹脂の流動が困難か、樹脂が流れ込まない部位が生じると、樹脂含浸不良が生じたり、気泡が押し出されないために気泡を巻き込む結果となって、欠量やボイド等の欠陥を生じることがある。特にこのような欠陥が意匠面に存在すると、ＦＲＰ製品の品質にとって致命的となる。また、樹脂の欠量が生じると、部分的に強度不足が生じ、構造的な欠陥ともなる。
【０００７】
上記ＲＴＭ成形は、金型を用いた成形であるために、キャビティ内に樹脂を加圧注入して繊維プリフォームに含浸させる際の樹脂の流動状態を金型外部から目視して確認することができない。このため、従来ではＲＴＭ成形の条件を種々変化させた試験を繰り返し、製造された複合材料を検査し、良好な複合材料が製造可能な条件を見つけ出す作業を行っており、この作業は、複合材料の形状、材質が変化するごとに行う必要があった。即ち、従来では製造された複合材料を目視或いは所要の検査方法を用いて欠陥の有無等の検査を行っている。
【０００８】
非破壊で欠陥等の検査が行えるものとして、導電性の金属に対しては、いわゆる電磁超音波検出器が古くから知られている。これはコイルを試料表面に置き、これにパルス電流を流すと試料表面付近でコイル電流とは逆向きの渦電流が発生し、この渦電流と磁石によって与えられた静磁場の相互作用（ローレンツ力）によって超音波が発生するので、この超音波から試料の状態を検出する方法である。
【０００９】
しかし、この方法は金属等の導電性材料にしか適用することができず、従って導電性のないＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）や、導電性があっても金属等と比較するとはるかに低い導電性であるＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスチック）等の複合材料に対しては適用できないという問題を有していた。
【００１０】
このため、複合材料のような非導電性材料に対しても電磁超音波検出器を適用できるようにした技術として、非導電性材料の表面に導電性皮膜を形成し、電磁超音波検出器を用いて導電性皮膜により非導電性材料の表面に渦電流を誘起させて非接触で探傷する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【００１１】
また、非導電性材料に対して電磁超音波検出器を適用できるようにしたものとして、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグにシートコイルを挟み込んで複数のプリプレグを積層し、オートクレーブ成型にて複合材料を製造し、得られた複合材料を前記シートコイルを用いて前記電磁超音波検出器により非接触で探傷する技術が提案されている（例えば、非特許文献１）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−８８８１５号公報
【非特許文献１】
社団法人 日本非破壊検査協会発行「非破壊検査」第５１巻第１号（平成１４年１月）第３２頁〜第３７頁
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１では、複合材料等の検査対象物を電磁超音波検出器にて検査する際に、その都度複合材料表面に導電性皮膜を形成するという面倒な作業が必要であった。特に、検査する複合材料が複雑な凹凸形状を有している場合に導電性皮膜を均一に形成することは技術的に非常に困難であり、また、この導電性皮膜を各々の複合材料に形成する作業には多大の時間が掛かるため生産性が著しく低下するという問題がある。
【００１４】
また、前記特許文献１による電磁超音波検出器を用いた方法は、導電性皮膜に生じる渦電流を利用する方法であるために変換効率が悪く、検査精度を高められないという問題がある。
【００１５】
また、上記非特許文献１では、複合材料に予めシートコイルを埋め込んでおくことによって、シートコイルを用いて複合材料の損傷を検査することはできるが、ＲＴＭ成形時に、前記シートコイルを用いて繊維プリフォームに含浸する樹脂の先端を検出することはできない。このために、非特許文献１の場合においても、ＲＴＭ成形の条件を種々変化させた試験を繰り返し、製造された複合材料を検査して良好な複合材料が製造可能な条件を見つけ出す作業が必要であり、作業能率が悪いという問題がある。
【００１６】
そこで本発明は、上記問題点に着目し、複合材料のＲＴＭ成形時における樹脂の先端を樹脂先端検出センサにより検出でき、更に、該樹脂先端検出センサを利用して複合材料の使用中における損傷を検出できるようにした複合材料の生涯モニタリング方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、金型のキャビティ内に、繊維プリフォームと、薄肉基板に櫛形電極が形成された複数の樹脂先端検出センサを配置して型締めした後、金型のキャビティ内に樹脂を供給して繊維プリフォームに樹脂を含浸させ、この時の樹脂の先端を前記樹脂先端検出センサを用いて比誘電率検出器により検出し、樹脂を金型のキャビティ内に行き渡らせて硬化させることにより樹脂先端検出センサが一体化した複合材料を製造し、その後、前記樹脂先端検出センサの櫛形電極を加工して渦形配線を形成し、複合材料の使用中における探傷を、前記渦形配線を用いて電磁超音波検出器により検出することを特徴とする複合材料の生涯モニタリング方法、に係るものである。
【００１８】
請求項２記載の発明は、前記樹脂先端検出センサの櫛形電極が、前記金型のキャビティ内における樹脂の流れ方向に長く形成されていることを特徴とする請求項１記載の複合材料の生涯モニタリング方法、に係るものである。
【００１９】
請求項３記載の発明は、前記樹脂先端検出センサが、櫛形電極を加工して渦形配線を形成するための接続配線を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の複合材料の生涯モニタリング方法、に係るものである。
【００２０】
請求項４記載の発明は、前記樹脂先端検出センサに櫛形電極と共に渦形配線を形成して共用センサとし、櫛形電極の加工を省略することを特徴とする請求項１記載の複合材料の生涯モニタリング方法、に係るものである。
【００２１】
請求項５記載の発明は、前記金型のキャビティ内に、樹脂先端検出センサと共に、薄肉基板に渦形配線を形成したコイルセンサを配置して櫛形電極の加工を省略することを特徴とする請求項１記載の複合材料の生涯モニタリング方法、に係るものである。
【００２２】
請求項６記載の発明は、前記渦形配線が、繊維プリフォームの表面に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複合材料の生涯モニタリング方法、に係るものである。
【００２３】
請求項７記載の発明は、前記渦形配線が、複数積層する繊維プリフォームの層間に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複合材料の生涯モニタリング方法、に係るものである。
【００２４】
上記手段によれば、以下のように作用する。
【００２５】
請求項１記載の発明では、金型のキャビティ内に繊維プリフォームと共に配置した樹脂先端検出センサを用いて比誘電率検出器により含浸する樹脂の先端を検出することができ、これにより樹脂がキャビティ内に行き渡ったことを確認でき、更に、製造された複合材料には樹脂先端検出センサが一体化されているので、この樹脂先端検出センサの櫛形電極を加工して渦形配線を形成することにより、複合材料の使用中に、前記渦形配線を用いて電磁超音波検出器により複合材料の損傷を検出することができるので、複合材料の製造時から使用時までの生涯モニタリングが容易に可能になる。
【００２６】
請求項２記載の発明では、樹脂先端検出センサの櫛形電極が、金型のキャビティ内における樹脂の流れ方向に長く形成されているので、金型のキャビティ内を流動する樹脂の先端を確実に検出できる。
【００２７】
請求項３記載の発明では、樹脂先端検出センサが櫛形電極を加工して渦形配線を形成するための接続配線を備えているので、渦形配線を形成するための加工が容易にできる。
【００２８】
請求項４記載の発明では、樹脂先端検出センサに櫛形電極と共に渦形配線を形成して共用センサとしているので、櫛形電極の加工を省略し、複合材料の損傷を検出する操作が容易になる。
【００２９】
請求項５記載の発明では、金型のキャビティ内に、樹脂先端検出センサと共に、薄肉基板に渦形配線を形成したコイルセンサを配置して櫛形電極の加工を省略しているので、複合材料の損傷の検出が容易になる。
【００３０】
請求項６記載の発明では、渦形配線が繊維プリフォームの表面に配置されているので、渦形配線を用いて検出する電磁超音波検出器の変換効率を高めることができる。
【００３１】
請求項７記載の発明では、渦形配線が複数積層する繊維プリフォームの層間に配置されているので、渦形配線自体の強度保持が図れ、複合材料の表面に何も存在しないので意匠面でも良好となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施態様に係るＲＴＭ成形方法を示している。図１において、１は金型を示しており、上型１ａと下型１ｂとの型締めにより、内部にキャビティ２が形成されており、通常、キャビティ２の長手方向一端側には樹脂注入口３が形成されている。
【００３４】
図２は、前記キャビティ２内に装入配置する繊維プリフォーム４の一例であり、この繊維プリフォーム４の形態は特に限定されず、強化繊維織物や一方向性強化繊維、それらを組み合わせたもの、複数層配置したもの、更にはマット等を組み合わせたもの等を使用できる。更に、繊維プリフォーム４の種類としても特に限定されず、ＦＲＰ成形用としては、例えばガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維、更には無機繊維等も使用可能である。
【００３５】
図３、図４は、前記キャビティ２内に装入配置する樹脂先端検出センサ５の一例であり、樹脂先端検出センサ５は、薄肉基板６の表面に、一方の端子７ａに接続された銅等の導電材料からなる電極８ａと、他方の端子７ｂに接続された同様の電極８ｂとを備えており、上記電極８ａ，８ｂは、櫛形の歯を長くした形状を有して互いに入り込ませた櫛形電極９を形成している。図４では電極８ａ，８ｂの櫛形の歯が夫々３本に分岐された場合を示しているが、この櫛形の歯の数は任意である。前記樹脂先端検出センサ５は、幅が例えば数ｍｍ〜数十ｍｍ程度であり、長さは例えば前記樹脂注入口３から樹脂が注入される方向でのキャビティ２の長さと略等しい長さの細長い形状を有している。
【００３６】
また、前記樹脂先端検出センサ５は、図８に関連して後述するように、前記櫛形電極９を利用して加工により渦形配線１０を形成するための接続配線１１を、前記薄肉基板６を挟んで櫛形電極９の反対面に形成している。
【００３７】
前記樹脂先端検出センサ５を形成する薄肉基板６は、絶縁性を有し、且つ厚さが薄く自由な曲げが可能であれば種々の材料を用いることができ、例えば汎用されている市販のポリイミド基板を用い得る。
【００３８】
ＲＴＭ成形を行うには、図５に実線で示すように、下型１ｂのキャビティ２内に前記繊維プリフォーム４と樹脂先端検出センサ５を装入する。図５では、キャビティ２内に先ず繊維プリフォーム４を３枚装入し、その上面に樹脂先端検出センサ５を装入している。樹脂先端検出センサ５は、キャビティ２の長さに一致する長さを有しており、この時、細長い形状を有する樹脂先端検出センサ５は、キャビティ２の幅方向に対して間隔を置いて複数配置する。
【００３９】
更に、上記したように樹脂先端検出センサ５を繊維プリフォーム４の上面に装入する場合には、樹脂先端検出センサ５の櫛形電極９が下面を向くように装入する。これは、櫛形電極９が金属の上型１ａに接することがないようにするためである。
【００４０】
また、前記したように、下型１ｂのキャビティ２に複数の繊維プリフォーム４を装入してその上面に樹脂先端検出センサ５を装入した後、更にこの樹脂先端検出センサ５の上面に図５の破線で示す１枚の繊維プリフォーム４を装入してもよい。尚、このように樹脂先端検出センサ５を繊維プリフォーム４の間に挟んで配置する場合は、樹脂先端検出センサ５の櫛形電極９が上面を向くように装入する。これは、櫛形電極９の埋没深さを浅くするためである。
【００４１】
図５のようにキャビティ内に繊維プリフォーム４と樹脂先端検出センサ５を装入した後、金型１の型締めを行う。すると、図１に示すように前記繊維プリフォーム４と樹脂先端検出センサ５はキャビティ２の中で密着する。
【００４２】
また、前記電極８ａ，８ｂの端子７ａ，７ｂに比誘電率検出器１２を接続し、樹脂先端検出センサ５の電極８ａ，８ｂを用いて前記比誘電率検出器１２により比誘電率の変化を検出できるようにする。
【００４３】
次に、硬化剤が混合された樹脂１３を、樹脂注入口３から強制的にキャビティ２内に供給すると同時に、前記比誘電率検出器１２による比誘電率の検出を開始する。
【００４４】
図６は、長さ２５０ｍｍの樹脂先端検出センサ５を用いて、電極８ａ，８ｂ間に１０００Ｈｚの交流電圧を印加した状態で、エポキシ樹脂の浴槽に樹脂先端検出センサ５を下端から２ｍｍ／ｍｉｎの速度で浸漬（変位）させた場合における比誘電率検出器１２による比誘電率（Permittivity）の検出値である。上記試験は周波数を変えて複数回実施した。その結果、１０００Ｈｚ付近の周波数の場合の比誘電率の検出値が、浸漬開始点Ａから浸漬終了点Ｂまで良好な線形を示した。上記図６から、比誘電率を検出することによって、浸漬開始点Ａからの樹脂先端検出センサ５の浸漬深さを計測することができる。
【００４５】
従って、図６の原理から、図１では樹脂注入口３から注入された樹脂１３がキャビティ２内を浸漬した距離、即ち樹脂１３の先端の位置を正確に検出することができる。
【００４６】
樹脂先端検出センサ５を用いた比誘電率の検出値が最大値になってキャビティ２内に樹脂１３が行き渡ったことが検出されると、樹脂１３の注入を停止し、キャビティ２内の樹脂１３を加熱等にて硬化させる。そして、金型１を開放することにより図７に示すような樹脂先端検出センサ５が一体化された複合材料１４が取出される。図７の複合材料１４には３つの樹脂先端検出センサ５が一体化されている。この時、樹脂先端検出センサ５の櫛形電極９は、薄肉基板６によって被覆されるか、又は、一層目の繊維プリフォーム４によって被覆されているので、櫛形電極９が剥き出しになることはない。
【００４７】
図８は、前記したように複合材料１４に一体化された樹脂先端検出センサ５を用いて、複合材料１４の使用中における損傷を電磁超音波検出器１７により検出できるようにするための方法を示しており、前記図３、図４に示した樹脂先端検出センサ５は、予め図８に示すような構成としておく。
【００４８】
即ち、図８では、薄肉基板６の表面に破線で示すような櫛形電極９が形成されており、且つ薄肉基板６の裏面には銅等からなる接続配線１１が所定の位置に予め形成されている。従って、図８に示す接続配線１１の黒丸点１５をスポット溶接等にて電極８ａ，８ｂに接続し、また、電極８ａ，８ｂの×印点１６を溶断等にて切断することにより、前記櫛形電極９を利用して細長い渦形配線１０を形成できる。この渦形配線１０は、端子７ａ，７ｂ間に電流を流すことによって渦形配線１０が形成されたことを検知できる。
【００４９】
図９、図１０は、前記複合材料１４の内部に形成された渦形配線１０を用いて複合材料１４の損傷を検出する電磁超音波検出器（ＥＭＡＴ）１７の検出方法の一例を示している。
【００５０】
複合材料１４に複数形成されている渦形配線１０の一つ（図８の左側の渦形配線）には高周波発信器１８を接続することにより発信コイル１０ａとし、また、これと隣り合う他の一つ（図８の右側の渦形配線）には広帯域レシーバ１９を接続して受信コイル１０ｂとし、前記広帯域レシーバ１９は信号電圧観測装置２０に接続する。更に、前記受信コイル１０ｂ上に対応するように受信側マグネット２１（永久磁石）を固定して設け、また、前記発信コイル１０ａ上に対応するように発信側マグネット２２（永久磁石）を発信コイル１０ａの長手方向に移動（スキャン）可能に設ける。
【００５１】
上記電磁超音波検出器１７により複合材料１４の損傷を検出するには、高周波発信器１８により発信コイル１０ａに高周波電流を流す。すると、図１１に示すように、複合材料１４の表面付近でコイル電流とは逆向きの渦電流が発生し、この渦電流と発信側マグネット２２によって与えられた静磁場の相互作用によるローレンツ力Ｘによって超音波が発生する。この超音波が複合材料１４を伝播し、受信コイル１０ｂが振動することにより受信コイル１０ｂに電流が生じ、この電流が広帯域レシーバ１９を介して信号電圧観測装置２０に送られて一定の電圧値が検出される。
【００５２】
前記発信側マグネット２２を発信コイル１０ａの長手方向に沿って移動させると、発信側マグネット２２の移動距離に応じて略線形に変化する電圧値が信号電圧観測装置２０によって検出される。この時、複合材料１４に剥離、割れ、欠損、開口等の損傷があると、その部分で電圧値が急激に変化（低下）するので、損傷の存在が検出でき、更に、発信側マグネット２２と受信側マグネット２１の位置から損傷の位置を検出できる。
【００５３】
上記したように複合材料１４に埋めこまれた渦形配線１０に高周波電流を直接流して検出するので、前記特許文献１のように非導電性材料の表面に形成した導電性皮膜によって複合材料表面に渦電流を誘起させて検出する方法に比して変換効率が高められ、よって検査精度を高めることができる。
【００５４】
前記したように、二つの渦形配線１０を用いて受信側マグネット２１に対して発信側マグネット２２を移動させながら電磁超音波検出器１７により検出する操作を、使用する二つの渦形配線１０の組合わせを順次変えて行うことにより、複合材料１４の全面を検査することができる。
【００５５】
尚、図３、図４では、樹脂先端検出センサ５に櫛形電極９と接続配線１１を備えた場合について例示したが、以下のように構成することもできる。
【００５６】
即ち、図１２に示すように、薄肉基板６の一面に櫛形電極９を形成した樹脂先端検出センサ５の薄肉基板６の他面に、銅等からなる渦形配線２３を形成して共用センサ２４とし、この共用センサ２４を、前記ＲＴＭ成形時において繊維プリフォーム４の層間に挾んで配置する。この時、前記樹脂先端検出センサ５は図８のような接続配線１１を備える必要がない。上記共用センサ２４では、ＲＴＭ成形時の樹脂１３の注入時には電極８ａ，８ｂの端子７ａ，７ｂを比誘電率検出器１２に接続することにより繊維プリフォーム４に含浸される樹脂１３の先端を検出することができ、また、製造した複合材料１４に対しては前記渦形配線２３の端子２３ａを電磁超音波検出器１７に接続することにより複合材料１４の損傷を検出することができる。この方法では、櫛形電極９を加工して渦形配線１０を形成する作業が省略できる。
【００５７】
また、図１３に示すように、薄肉基板６の表面に銅等からなる渦形配線２３を形成したコイルセンサ２５を設け、ＲＴＭ成形時に、図８の接続配線１１を備えない樹脂先端検出センサ５と図１３のコイルセンサ２５を、所要の間隔を有して繊維プリフォーム４の上面に配置するか、或いは、繊維プリフォーム４の層間に配置してもよい。尚、上記樹脂先端検出センサ５とコイルセンサ２５を繊維プリフォーム４の上面に配置するときは、櫛形電極９及び渦形配線２３が下側を向くように装入し、また、樹脂先端検出センサ５とコイルセンサ２５を繊維プリフォーム４の層間に配置する場合は櫛形電極９及び渦形配線２３が上側を向くように装入するのが好ましい。上記により、ＲＴＭ成形時の樹脂１３の注入時には電極８ａ，８ｂの端子７ａ，７ｂを比誘電率検出器１２に接続することにより繊維プリフォーム４に含浸される樹脂１３の先端を検出することができ、また、製造した複合材料１４に対しては前記渦形配線２３の端子２３ａを電磁超音波検出器１７に接続することにより複合材料１４の損傷を検出することができる。この方法では、櫛形電極９を加工して渦形配線１０を形成する作業が省略できる。
【００５８】
上記したように、ＲＴＭ成形時に、将来加工によって渦形配線１０を形成できる図８のような接続配線１１を備えた樹脂先端検出センサ５を繊維プリフォーム４と共にキャビティ２に配置するか、或いは図１２のように櫛形電極９と渦形配線２３が一体に形成された共用センサ２４をキャビティ２に配置するか、又は、接続配線１１を備えない樹脂先端検出センサ５と共にコイルセンサ２５をキャビティ２に装入すると、ＲＴＭ成形時の樹脂１３の注入時には櫛形電極９を用いて比誘電率検出器１２により繊維プリフォーム４に含浸される樹脂１３の先端を検出することができ、また、製造した複合材料１４に対しては前記渦形配線２３を用いて電磁超音波検出器１７により複合材料１４の損傷を検出できるので、複合材料の製造時から使用時までの生涯モニタリングが容易に可能になる。
【００５９】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、櫛形電極の形状、樹脂先端検出センサの形状等は種々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、金型のキャビティ内に繊維プリフォームと共に配置した樹脂先端検出センサを用いて比誘電率検出器により含浸する樹脂の先端を検出することができ、これにより樹脂がキャビティ内に行き渡ったことを確認でき、更に、製造された複合材料には樹脂先端検出センサが一体化されているので、この樹脂先端検出センサの櫛形電極を加工して渦形配線を形成することにより、複合材料の使用中に、前記渦形配線を用いて電磁超音波検出器により複合材料の損傷を検出することができるので、複合材料の製造時から使用時までの生涯モニタリングが容易に可能になる効果がある。
【００６１】
請求項２記載の発明によれば、樹脂先端検出センサの櫛形電極が、金型のキャビティ内における樹脂の流れ方向に長く形成されているので、金型のキャビティ内を流動する樹脂の先端を確実に検出できる効果がある。
【００６２】
請求項３記載の発明によれば、樹脂先端検出センサが櫛形電極を加工して渦形配線を形成するための接続配線を備えているので、渦形配線を形成するための加工が容易になる効果がある。
【００６３】
請求項４記載の発明によれば、樹脂先端検出センサに、櫛形電極と共に渦形配線を形成して共用センサとしているので、櫛形電極の加工を省略し、複合材料の損傷を検出する操作が容易になる効果がある。
【００６４】
請求項５記載の発明によれば、金型のキャビティ内に、樹脂先端検出センサと共に、薄肉基板に渦形配線を形成したコイルセンサを配置して櫛形電極の加工を省略しているので、複合材料の損傷の検出が容易になる効果がある。
【００６５】
請求項６記載の発明によれば、渦形配線が繊維プリフォームの表面に配置されているので、渦形配線を用いて検出する電磁超音波検出器の変換効率を高められる効果がある。
【００６６】
請求項７記載の発明によれば、渦形配線が複数積層する繊維プリフォームの層間に配置されているので、渦形配線自体の強度保持が図れ、複合材料の表面に何も存在しないので意匠面でも良好となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係るＲＴＭ成形方法を示す金型の切断側面図である。
【図２】図１の金型のキャビティ内に装入配置する繊維プリフォームの一例を示す平面図である。
【図３】図１の金型のキャビティ内に装入配置する樹脂先端検出センサの一例を示す側面図である。
【図４】図１の樹脂先端検出センサの平面図である。
【図５】本発明のＲＴＭ成形を行う際の繊維プリフォームと樹脂先端検出センサの装入配置例を示す切断側面図である。
【図６】樹脂先端検出センサを樹脂に浸漬したときの変位量と比誘電率との関係を示した線図である。
【図７】図１の方法で製造した複合材料の一例を示す平面図である。
【図８】図１の樹脂先端検出センサに予め形成した接続配線を用いて渦形配線を形成する例を説明するための背面図である。
【図９】複合材料の内部に形成された渦形配線を用いて電磁超音波検出器により複合材料の損傷を検出する方法の一例を示す概略側面図である。
【図１０】図９の電磁超音波検出器により複合材料の損傷を検出する際のマグネットの移動方向を表わす斜視図である。
【図１１】渦形配線に高周波電流を流したときに超音波が発生する原理を示す切断側面図である。
【図１２】薄肉基板に櫛形電極と共に渦形配線を形成して共用センサとした場合の一例を示す側面図である。
【図１３】樹脂先端検出センサと共にキャビティに配置するようにした、薄肉基板に渦形配線を形成したコイルセンサの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 金型
２ キャビティ
４ 繊維プリフォーム
５ 樹脂先端検出センサ
６ 薄肉基板
９ 櫛形電極
１０ 渦形配線
１１ 接続配線
１２ 比誘電率検出器
１３ 樹脂
１４ 複合材料
１７ 電磁超音波検出器
２３ 渦形配線
２４ 共用センサ
２５ コイルセンサ

Claims (7)

1. 金型のキャビティ内に、繊維プリフォームと、薄肉基板に櫛形電極が形成された複数の樹脂先端検出センサを配置して型締めした後、金型のキャビティ内に樹脂を供給して繊維プリフォームに樹脂を含浸させ、この時の樹脂の先端を前記樹脂先端検出センサを用いて比誘電率検出器により検出し、樹脂を金型のキャビティ内に行き渡らせて硬化させることにより樹脂先端検出センサが一体化した複合材料を製造し、その後、前記樹脂先端検出センサの櫛形電極を加工して渦形配線を形成し、複合材料の使用中における探傷を、前記渦形配線を用いて電磁超音波検出器により検出することを特徴とする複合材料の生涯モニタリング方法。
2. 前記樹脂先端検出センサの櫛形電極が、前記金型のキャビティ内における樹脂の流れ方向に長く形成されていることを特徴とする請求項１記載の複合材料の生涯モニタリング方法。
3. 前記樹脂先端検出センサが、櫛形電極を加工して渦形配線を形成するための接続配線を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の複合材料の生涯モニタリング方法。
4. 前記樹脂先端検出センサに櫛形電極と共に渦形配線を形成して共用センサとし、櫛形電極の加工を省略することを特徴とする請求項１記載の複合材料の生涯モニタリング方法。
5. 前記金型のキャビティ内に、樹脂先端検出センサと共に、薄肉基板に渦形配線を形成したコイルセンサを配置して櫛形電極の加工を省略することを特徴とする請求項１記載の複合材料の生涯モニタリング方法。
6. 前記渦形配線が、繊維プリフォームの表面に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複合材料の生涯モニタリング方法。
7. 前記渦形配線が、複数積層する繊維プリフォームの層間に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複合材料の生涯モニタリング方法。

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