JP4393632B2

JP4393632B2 - エイジフォーミングの成形方法

Info

Publication number: JP4393632B2
Application number: JP24354599A
Authority: JP
Inventors: 中剛志野; 田喜代一成
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2019-08-30
Also published as: JP2001062521A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートクレーブを利用して行うエイジフォーミングの成形方法に係り、詳しくは、被成形部材を真空バッグフィルムで覆い真空引きして成形型に密着させるときに、被成形部材が座屈して成形型に完全に密着せず、被成形部材にしわやふくれとして残ることを防止するエイジフォーミングの成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミ合金等で形成される航空機の主翼外板等をエイジフォーミングするための成形型は、一般的にスプリングバックが見込まれているため、成型しようとするコンターに対してコンターを２倍から３倍程度強めた複曲面になっていることが多い。
【０００３】
上型および下型を有し、アルミ部材の上下面を挟み込んで加圧加熱することで成形するエイジフォーミング成形型は、たとえば、特開昭６３−１７７９２３号公報に記載されている。
【０００４】
上記エイジフォーミング成形型は、上型および下型と、プレッシャプレートと呼ばれる加圧装置を必要とするので、設備および治具に相当な費用を要し、製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
そこで、オートクレーブを使用して、下型のみを用い、下型に薄いアルミ板材を押し付けることでアルミ板材の成形を行なうようにしたエイジフォーミングの成形方法が開発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記エイジフォーミングの成形方法では、成形型が強い複曲面を有する場合には、被成形部材のアルミ板材を真空バッグフィルムで覆い、その内部を真空引きして成形型の成形面になじませようとする段階で、被成形部材が成形型の成形面になじみきれず、被成形部材に局部的な座屈現象が発生し、真空引きが終わった段階で、この局部的な座屈が被成形部材にしわやふくれ（局部的な凹凸）として残ってしまうという問題点がある。
【０００７】
また、上記エイジフォーミングの成形方法では、被成形部材が板厚の変化を持っている場合には、被成形部材の板厚の薄い部分の座屈剛性が周囲に比べて低く、この部分に特に局部的な変形が発生しやすいという問題がある。
【０００８】
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、被成形部材を真空圧で成形型になじませて真空引き時におけるしわやふくれの発生を抑えることができるエイジフォーミングの成形方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のエイジフォーミングの成形方法は、被成形部材の上に板材を置き、板材を被成形部材の上で第１真空バッグフィルムで覆い、第１真空バッグフィルムを含む被成形部材を成形型上で第２真空バッグフィルムで覆い、第１真空バッグフィルムの内部の空気を排出して板材を被成形部材に密着させ、第２真空バッグフィルムの内部の空気を排出して被成形部材を成形型に密着させることで構成される。
【００１０】
本発明のエイジフォーミングの成形方法は、被成形部材の上に板材を置き、板材を第１真空バッグフィルムで覆い、第１真空バッグフィルムの内部の空気を排出して板材を被成形部材に密着させ、板材を密着させた被成形部材を第２真空バッグフィルムで覆い、第２真空バッグフィルムの内部の空気を排出して被成形部材を成形型に密着させることで構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明のエイジフォーミングの成形方法に使用される成形型１に被成形部材２をセットした段階を示す図であり、被成形部材２の上面のしわの発生が予測されるエリアにカウルプレート３，３およびカウルプレート３，３の外側に２つの真空口金台座４ａ，４ｂが配置されている。カウルプレート３は、たとえば、幅１５〜３０ｃｍ、長さ２〜３ｍ、厚さ５〜７ｍｍの矩形状の板材を帯状の布で連結したものである。
【００１２】
上記被成形部材２の上には、カウルプレート３，３および真空口金台座４ａ，４ｂを覆うように第１真空バッグフィルム５が配置されている。第１真空バッグフィルム５は、その周辺部分を被成形部材２のカウルプレート３，３の周囲にセットされたシーラント６により封止され、第１真空バッグフィルム５の内部に密封空間を形成する。
【００１３】
被成形部材２の上に配置された真空口金台座４ａには、図２に示すように、第１真空バッグフィルム５の上から真空口金７ａが接続される。この真空口金７ａは真空ホース８を介して外部に配置された図示しない真空装置に接続される。
【００１４】
被成形部材２の上に配置された真空口金台座４ｂには、図３に示すように、第１真空バッグフィルム５および後述する第２真空バッグフィルム１０の上から真空口金７ｂが接続される。この真空口金７ｂは真空ホース８を介して外部に配置された図示しない真空装置に接続される。
【００１５】
成形型１の上面には、被成形部材２を囲むように複数個の真空口金台座９が配置されている。成形型１の上面には、被成形部材２および複数個の真空口金台座９を覆うように第２真空バッグフィルム１０が配置されている。第２真空バッグフィルム１０は、その周辺部分を成形型１の被成形部材２の周囲にセットされたシーラント１１により封止され、第２真空バッグフィルム１０の内部に密封空間を形成する。
【００１６】
成形型１に配置された各各真空口金台座９には、図５に示すように、真空口金１２がそれぞれ接続される。各真空口金１２は真空ホース１３を介して外部に配置された図示しない真空装置に接続される。
【００１７】
つぎに、本発明のエイジフォーミングの成形方法を板厚一定の平板の被成形部材を例として図６を参照しながら説明する。
【００１８】
まず、被成形部材２を成形面にピールプライを貼った成形型１の上に配置する。この場合、図８に示すように、被成形部材２に孔２ａがあれば、その孔２ａを上側から真空バッグフィルム２ｂとシーラント２ｃで塞ぐ。
【００１９】
つぎに、被成形部材２のしわやふくれの発生が予測される部分の上にガラスクロス製ブリーザを乗せ、その上にカウルプレート３，３を乗せ、そのカウルプレート３，３の外側に真空口金台座４ａ，４ｂを配置する。
【００２０】
つぎに、第１真空バッグフィルム５を、真空口金台座４ａ，４ｂおよびカウルプレート３，３を覆うように被成形部材２の上に配置し、第１真空バッグフィルム５の周辺部分を被成形部材２上でシーラント６により封止する。
【００２１】
つぎに、図２に示すように、被成形部材２の上に配置された真空口金台座４ａに、第１真空バッグフィルム５を貫通して真空口金７ａを接続し、真空口金７ａを真空ホース８を介して外部に配置された図示しない真空装置に接続し、真空装置を作動させて、第１真空バッグフィルム５の内部空間の空気を抜き取る。真空口金台座４ｂと真空口金７ａの間にシーラントを配して空気漏れを防ぐとよい。カウルプレート３，３は、発生する真空圧力により被成形部材２に密着される。
【００２２】
つぎに、カウルプレート３，３を密着した被成形部材２の上にガラスクロス製ブリーザを乗せ、成形型１の上に被成形部材２を囲むように複数個の真空口金台座９を配置する。
【００２３】
つぎに、第２真空バッグフィルム１０を被成形部材２と真空口金台座９を覆うように成形型１の上に配置し、第２真空バッグフィルム１０の周辺部分を成形型１の周辺部分にセットされたシーラント１１により封止する。
【００２４】
つぎに、真空口金７ｂを、図３に示すように、真空口金７ａの真空引きを維持した状態のまま、第１真空バッグフィルム５および第２真空バッグフィルム１０を通して被成形部材２に配置された真空口金台座４ｂに接続し、真空口金７ｂを真空ホース８を介して外部に配置された図示しない真空装置に接続する。真空口金台座４ｂと真空口金７ｂの間にシーラントを配して空気漏れを防ぐとよい。
【００２５】
ついで、真空口金７ａの真空引きを維持した状態のまま、真空口金７ｂにより第１真空バッグフィルム５の密封空間の空気を抜き取る。真空口金７ｂによる空気の抜き取りが確認されたら、図４に示すように、真空口金７ａを真空口金台座４ａから外し、第１真空バッグフィルム５の孔をアルミ板１２とシーラント１３により塞ぐ。
【００２６】
つぎに、図５に示すように、成形型１の上に配置された複数個の真空口金台座９に、第２真空バッグフィルム１０を貫通して真空口金１２を接続し、真空口金１２を真空ホース１３を介して外部に配置された図示しない真空装置に接続し、真空装置を作動させて、第２真空バッグフィルム１０の内部空間の空気を抜き取る。このときも真空口金台座９と真空口金１２の間にシーラントを配して空気漏れを防ぐとよい。これにより、被成形部材２は、発生する真空圧力により成形型１に密着される。
【００２７】
つぎに、これら全体を熱処理して製品を成形する。
【００２８】
このように、複曲面に被成形部材２をなじませようとする際に、被成形部材２の面内に高い圧縮応力が発生すると予測される部位にカウルプレートを配置し、この部分をバギングにより被成形部材２と一体化させ、被成形部材２を一体化させた剛性の高い状態で成形型１になじませることによって、バギング過程における被成形部材２へのしわの発生を防止することができる。
【００２９】
また、しわ防止のために、成形型１に平行な先端形状を持つ押圧部材等によって外部から強制的に押し付ける必要がないので、真空バッグフィルムが破れて、適性な真空圧を維持されなくなることはない。
【００３０】
また、２枚の真空バッグフィルムを用いてバギングを行なうが、１回目のバギングにおいて、第１真空バッグフィルム５を貫通して行う場合と、第１真空バッグフィルム５および第２真空バッグフィルム１０を貫通して行う場合とで、２つの口金を切り替えて使用することで、１回目のバギングで使用した口金が、２回目のバギングに干渉してリークすることがなく、１回目のバギング内部の真空圧を２回目のバギングにおいても維持することができる。
【００３１】
また、１回目のバギングにおいて、まずカウルプレート３，３を被成形部材２に密着させるために、第１真空バッグフィルム５のみを貫通して真空引きし、その後、第１真空バッグフィルム５と真空ホース８等を第２真空バッグフィルム１０で覆い、第１真空バッグフィルム５および第２真空バッグフィルム１０を貫通して第１真空バッグフィルム５内を真空引きしているが、これは、第１真空バッグフィルム５および第２真空バッグフィルム１０のセッティング作業性を考慮したためであり、最初から、第１真空バッグフィルム５および第２真空バッグフィルム１０を貫通して第１真空バッグフィルム５内を真空引きする空気通路と、第２真空バッグフィルム１０内に通じる空気通路を設けておいて、第１真空バッグフィルム５内を真空引きした後、第２真空バッグフィルム１０内を真空引きしてもよい。
【００３２】
つぎに、本発明のエイジフォーミングの成形方法を板厚が急変する部分を有する被成形部材を例として図７および図８を参照しながら説明する。
【００３３】
まず、板厚変化のある被成形部材２を凹凸のない場所に置き、図８に示すように、被成形部材２に孔２ａがあれば、その孔２ａを上側から真空バッグフィルム２ｂとシーラント２ｃで塞ぐ。
【００３４】
つぎに、被成形部材２の板厚の薄い凹部に、図７に示すように、２層のフィラプレート２０，２１を配置する。図７では、フィラプレート２０，２１の２層になっているが、被成形部材２の板厚の変化状態によっては、２層ではなく１層であったり３層以上であることがある。その上にガラスクロス製ブリーザ２２を乗せ、その上にカウルプレート３，３を配置する。フィラプレート２０，２１は、被成形部材２の板厚が薄い部分荷使用されるが、フィラプレート２０，２１とカウルプレート３の位置は必ずしも一致しない。
【００３５】
この後、第１真空バッグフィルム５でカウルプレート３，３を覆って第１真空バッグフィルム５内を真空引きし、第２真空バッグフィルム１０でカウルプレート３，３を含む被成形部材２を覆って、第１真空バッグフィルム５内の真空引きを続けながら、第２真空バッグフィルム１０内を真空引きして成形型１に被成形部材２を密着させてエイジフォーミングするのであるが、この詳細は前述した内容と同様であるので省略する。
【００３６】
このように、複曲面に被成形部材をなじませようとする際に、被成形部材に板厚の薄い部分があり、高い圧縮応力が発生すると予測される部位にフィラプレートおよびカウルプレートを配置し、この部分をバギングにより被成形部材と一体化させ、被成形部材を一体化させた剛性の高い状態で成形型になじませることによって、真空引き過程における製品へのしわの発生を防止することができる。
【００３７】
また、被成形部材に板厚変化がある場合、カウルプレートが被成形部材の板厚の薄い部分に密着せず、また、板厚の薄い部分は座屈剛性が低いため、この部分にしわが発生しやすいが、しわが発生しやすいエリアの最も厚い板厚に合わせてフィラプレートを配置し、カウルプレートにより補強することでしわの発生を防止することができる。
【００３８】
また、しわ防止のために、押圧部材等によって外部から強制的に押し付ける必要がないので、真空バッグフィルムが破れて、適性な真空圧を維持されなくなることはない。
【００３９】
また、２枚の真空バッグフィルムを用いてバギングを行い、１回目のバギングを２枚の真空バッグフィルムを通して行い、その際、２つの口金を切り替えて行うことで、１回目のバギングで使用した口金が、２回目のバギングに干渉してリークすることがなく、第１真空バッグフィルム内部の真空圧を２回目のバギングにおいても維持することができる。被成形部材に板厚変化がある場合、カウルプレートが被成形部材に密着せず、また、板厚の薄い部分は座屈剛性が低いため、この部分にしわが発生しやすいが、しわが発生しやすいエリアの最も厚い板厚に合わせてフィラプレートを被成形部材上に配置し、カウルプレートで押圧して密着させしわが発生を防止することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、被成形部材を真空バッグフィルムで覆い、真空バッグフィルムの内部を真空引きして被成形部材を成形型に沿って変形させようとするとき、被成形部材の曲げ圧縮応力の大きい部分に板材を配置して真空バッグフィルムで覆い、真空バッグフィルムの内部を真空引きして板材を被成形部材に密着させ、その後、成形型に沿って変形させるようにしたので、成形型に被成形部材全体を一様に密着させることができ、しわやふくれが被成形部材に発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエイジフォーミングの成形方法に使用される成形型に被成形部材をセットした段階を示す図。
【図２】本発明のエイジフォーミングの成形方法の１回目の真空引き前の段階を示す図。
【図３】本発明のエイジフォーミングの成形方法の１回目の真空引きの口金を変更する状態の説明図。
【図４】本発明のエイジフォーミングの成形方法の１回目の真空引きの口金を変更した状態を示す図。
【図５】本発明のエイジフォーミングの成形方法の２回目の真空引きした後の段階を示す図。
【図６】本発明のエイジフォーミングの成形方法の実施の形態を示すブロック図。
【図７】本発明のエイジフォーミングの成形方法の他の実施の形態における各部材の配置を示す図。
【図８】本発明のエイジフォーミングの成形方法における被成形部材の孔を真空バッグフィルムで塞いだ状態を示す図。
【符号の説明】
１成形型
２被成形部材
３カウルプレート
４ａ，４ｂ真空口金台座
５第１真空バッグフィルム
７ａ，７ｂ真空口金
９真空口金台座
１０第２真空バッグフィルム
１２真空口金

Claims

被成形部材の上に板材を置き、板材を被成形部材の上で第１真空バッグフィルムで覆い、第１真空バッグフィルムを含む被成形部材を成形型上で第２真空バッグフィルムで覆い、第１真空バッグフィルムの内部の空気を排出して板材を被成形部材に密着させ、第２真空バッグフィルムの内部の空気を排出して被成形部材を成形型に密着させることを特徴とするエイジフォーミングの成形方法。
被成形部材の上に板材を置き、板材を第１真空バッグフィルムで覆い、第１真空バッグフィルムの内部の空気を排出して板材を被成形部材に密着させ、板材を密着させた被成形部材を第２真空バッグフィルムで覆い、第２真空バッグフィルムの内部の空気を排出して被成形部材を成形型に密着させることを特徴とするエイジフォーミングの成形方法。
被成形部材の板厚が薄い部分に周囲を同じ厚さにする充填部材を配置し、充填部材が配置された被成形部材の上に前記板材を置くことを特徴とする請求項１または２に記載のエイジフォーミングの成形方法。
被成形部材を貫通する孔を上面から真空バッグフィルムとシーラントで密閉し、その上に前記板材を置くことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエイジフォーミングの成形方法。