JP4727525B2 - Fiber reinforced plastic laminate molding equipment with cooling device - Google Patents

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Description

本発明は、繊維強化プラスチックテープの積層成形装置であって、該繊維強化プラスチックテープのプリプレグ材料の冷却装置を備えた積層成形装置に関する。   The present invention relates to a lamination molding apparatus for fiber reinforced plastic tape, and relates to a lamination molding apparatus provided with a cooling device for a prepreg material of the fiber reinforced plastic tape.

航空機やロケット等に使用されるカーボンファイバ等を使った繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製品は、手作業で積層成形するのが一般的であるが、手作業による成形では製造コストが嵩むので、製造コストの低減、大型製品の高能率成形等の見地から、特許文献１（特開２００４−６６５９３号公報）にて提供されているようなファイバプレイスメント（Ｆｉｂｅｒ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）法と呼ばれる自動積層成形方法および装置が近年開発されている。   Fiber reinforced plastic (CFRP) products using carbon fiber, etc. used in aircraft and rockets are generally laminated by hand. However, manufacturing costs are increased by manual molding. From the standpoints of reducing the production rate and high-efficiency molding of large products, an automatic lamination molding method and apparatus called a fiber placement method as provided in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-66593) Has been developed in recent years.

かかる自動積層成形装置では、繊維強化プラスチックテープをガスヒータで加熱しながら加圧ローラによって押し付けて位置を制御し、型の表面に張り付けて行って複雑な形状の成形品をつくって行く。前記テープの張り付けが終ると、オートクレーブで加圧しながらガスヒータにより加熱し、所望の繊維強化プラスチック製品を得る。
特開２００４−６６５９３号公報 In such an automatic laminating and forming apparatus, a fiber reinforced plastic tape is pressed by a pressure roller while being heated by a gas heater, and the position is controlled, and is attached to the surface of a mold to produce a molded product having a complicated shape. When the tape is pasted, the desired fiber-reinforced plastic product is obtained by heating with a gas heater while applying pressure in an autoclave.
JP 2004-66593 A

しかしながら、たとえば前記特許文献１（特開２００４−６６５９３号公報）にて提供されているような、ファイバプレイスメント方法を実施する自動積層成形装置（ＡＦＰ装置）では、繊維強化プラスチックテープの型への貼り合わせに加熱が必要であり、貼り合わせ後の硬化には型全体をも含む加熱が必須であり、このため加工プロセスに時間を要する上に、ハンドリング性に欠けていた。したがって、かかる従来技術にあっては、製造工程上及びコスト上の負担を軽減することが望まれていた。   However, in an automatic lamination molding apparatus (AFP apparatus) that performs the fiber placement method as provided, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-66593), a fiber-reinforced plastic tape is applied to a mold. Heating is required for bonding, and heating including the entire mold is indispensable for curing after bonding. For this reason, the processing process takes time and handling properties are lacking. Therefore, in this conventional technique, it has been desired to reduce the burden on the manufacturing process and cost.

そこで、本発明者らは、前記のような問題点を解消し、加熱操作を要せず、製造上及びコスト上の負担が小さく、かつ硬化性状に優れた積層成形体が得られるようにした積層成形方法及び積層成形装置を提供する技術として、特願２００５−２１６６９１号の発明を提供した。   Therefore, the present inventors have solved the above-described problems, do not require a heating operation, have a reduced production and cost burden, and have obtained a laminated molded article having excellent curability. As a technique for providing a lamination molding method and a lamination molding apparatus, the invention of Japanese Patent Application No. 2005-216691 is provided.

かかる発明においては、繊維強化プラスチックテープを、加圧ローラを備えた可動積層ヘッドによって連続的に型の表面に供給し、前記テープを積層成形するファイバプレイスメント法による積層成形方法において、前記繊維強化プラスチックテープのマトリックス樹脂をエネルギー線硬化樹脂とし、上記可動積層ヘッドと連動するエネルギー線照射装置（光源としてＬＥＤを用いる）によりエネルギー線を照射し、エネルギー線を照射される部位の任意の照度への可変に要する時間が１秒以内であり、上記エネルギー線硬化樹脂を硬化させながら上記テープを積層成形するようにしたことを特徴としている。
ここで、前記貼り合わせ部位における前記エネルギー線の照射幅が、上記繊維強化プラスチックテープの幅±１０％以内であるように制御し、前記エネルギー線の光量を、エネルギー線の電流値によって制御し、前記貼り合わせ部位における前記エネルギー線の光量を前記テープの貼り合わせ操作に合わせて制御し、前記エネルギー線の光量を、エネルギー線の照射時間によって制御し、前記エネルギー線の光量をエネルギー線の照射スリット幅によって制御することが好適である。 In this invention, the fiber reinforced plastic tape is continuously supplied to the surface of the mold by a movable lamination head having a pressure roller, and the fiber reinforced plastic tape is laminated and molded. An energy ray curable resin is used as the matrix resin of the plastic tape, energy rays are irradiated by an energy ray irradiation device (using an LED as a light source) that works with the movable laminated head, and an arbitrary illuminance of the portion irradiated with the energy rays is obtained. The time required for the variable is within 1 second, and the tape is laminated and molded while curing the energy ray curable resin.
Here, the irradiation width of the energy beam at the bonding site is controlled to be within ± 10% of the width of the fiber reinforced plastic tape, and the light amount of the energy beam is controlled by the current value of the energy beam, The amount of energy rays in the pasted part is controlled in accordance with the tape laminating operation, the amount of energy rays is controlled by the energy ray irradiation time, and the amount of energy rays is slit in the energy rays. It is preferable to control the width.

また、かかる発明においては、繊維強化プラスチックテープを連続的に型の表面に供給するための可動積層ヘッドを備え、該可動積層ヘッドが前記テープを積層成形するための加圧ローラを備え、ファイバプレイスメント法による積層成形を実施する積層成形装置において、前記可動積層ヘッドと連動するエネルギー線照射装置（光源としてＬＥＤを備える）を備え、該エネルギー線照射装置によってエネルギー線を照射することが可能であり、エネルギー線を照射される部位の任意の照度への可変に要する時間が１秒以内（好ましくは０．１秒以内）であり、前記繊維強化プラスチックテープのマトリックス樹脂を構成するエネルギー線硬化樹脂を硬化させながら積層成形するようにしたことを特徴としている。
かかる発明において、前記貼り合わせ部位における前記エネルギー線の光量を前記テープの貼り合わせ操作に合わせて制御可能とし、前記エネルギー線の光量をエネルギー線の電流値によって制御し、前記エネルギー線の光量をエネルギー線の照射時間によって制御し、そして前記エネルギー線の光量を、該エネルギー線の照射スリット幅によって制御することが好適である。 Further, in this invention, the movable laminated head for continuously supplying the fiber reinforced plastic tape to the surface of the mold is provided, and the movable laminated head is provided with a pressure roller for laminating the tape, and a fiber place. In a lamination molding apparatus that performs lamination molding by the Ment method, an energy ray irradiation device (including an LED as a light source) that works in conjunction with the movable lamination head is provided, and energy rays can be emitted by the energy ray irradiation device. The energy ray curable resin constituting the matrix resin of the fiber reinforced plastic tape has a time required for changing the irradiance of the energy ray to an arbitrary illuminance within 1 second (preferably within 0.1 second). It is characterized by being laminated and molded while being cured.
In this invention, it is possible to control the light amount of the energy beam at the bonding site according to the tape bonding operation, the light amount of the energy beam is controlled by the current value of the energy beam, and the light amount of the energy beam is changed to energy. It is preferable to control by the irradiation time of the line and to control the light quantity of the energy line by the irradiation slit width of the energy line.

そしてかかる発明によれば、加熱操作を要せず、製造上及びコスト上の負担が小さく、かつ硬化性状に優れた積層成形体が得られるようにした積層成形方法及び積層成形装置が提供される。   According to this invention, there is provided a laminate molding method and a laminate molding apparatus that do not require a heating operation, have a small manufacturing and cost burden, and are capable of obtaining a laminate molded article having excellent curability. .

しかしながら、かかる発明においては、前記のような顕著な効果を奏する一方で、さらに次のような解決すべき課題を抱えている。
すなわち、かかる発明においては、型の表面に沿って配置された繊維強化プラスチックテープに、ボビン内にリールに巻回された状態で収納されている繊維強化プラスチックテープを該ボビン内から繰り出して、繰り出しロールや複数の案内ロールを通してから積層ヘッドに導き、該積層ヘッドにおいて、前記２つの繊維強化プラスチックテープを、加圧ローラを用いて貼り合わせ、紫外線のエネルギー線を照射して貼り合わせ部を硬化させることにより、繊維強化プラスチックテープを強固に密着させて行くようになっている。 However, in this invention, while exhibiting the above-mentioned remarkable effects, there are further problems to be solved as follows.
That is, in such an invention, the fiber reinforced plastic tape stored in a state of being wound around the reel in the bobbin is fed out from the bobbin to the fiber reinforced plastic tape arranged along the surface of the mold. After passing through a roll or a plurality of guide rolls, it is guided to the laminating head. In the laminating head, the two fiber-reinforced plastic tapes are bonded together using a pressure roller, and the bonded portion is cured by irradiating ultraviolet energy rays. As a result, the fiber-reinforced plastic tape is firmly adhered.

この場合、加圧ローラを用いての貼り合わせ時点では、繊維強化プラスチックテープの貯蔵弾性率を一定値よりも小さくしてタック性（粘度により左右されるべたつき度合い）を持たせることにより、２つの繊維強化プラスチックテープの密着度を上げている。しかし、前記繊維強化プラスチックテープの貯蔵弾性率を小さくしてタック性を持たせると不都合を生じる。すなわち、ボビン内から繰り出した繊維強化プラスチックテープを、該ボビンから積層ヘッドを通して貼り合わせるまでの過程で、該繊維強化プラスチックテープがタック性を持たせてあるため、ボビンから積層ヘッドを経て貼り合わせ部までの装置を通る際に、これら装置との接触部に粘着して、繊維強化プラスチックテープの搬送が円滑に行われ難いという問題が発生する。
しかしながら、かかる発明においては、積層ヘッド部で繊維強化プラスチックテープの冷却を行なうことが提案されているものの、繊維強化プラスチックテープのタック性のコントロールについては言及されていない。 In this case, at the time of bonding using the pressure roller, the storage elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape is made smaller than a certain value to give tackiness (stickiness dependent on viscosity). Increases the adhesion of fiber reinforced plastic tape. However, if the storage elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape is reduced to give tackiness, there is a disadvantage. That is, the fiber reinforced plastic tape fed out from the bobbin is tacked in the process from the bobbin through the laminated head, so that the laminated part is bonded from the bobbin through the laminated head. When passing through the above devices, there is a problem that the fiber-reinforced plastic tape is difficult to be smoothly transported by sticking to the contact portion with these devices.
However, in this invention, although it is proposed to cool the fiber reinforced plastic tape at the laminated head portion, there is no mention of control of the tack property of the fiber reinforced plastic tape.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、繊維強化プラスチックテープの冷却により貯蔵弾性率を上げてタック性を無くすことにより、装置との接触部における粘着を回避して繊維強化プラスチックテープの搬送を円滑に行うとともに、貼り合わせ部においては貯蔵弾性率を下げタック性を持たせて２つの繊維強化プラスチックテープを強固に密着し得る自動積層成形装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by increasing the storage elastic modulus by cooling the fiber reinforced plastic tape and eliminating the tackiness, it avoids sticking at the contact portion with the apparatus and prevents the fiber reinforced plastic tape. An object of the present invention is to provide an automatic lamination molding apparatus that can smoothly convey and firmly adhere two fiber-reinforced plastic tapes by lowering the storage elastic modulus at the bonding portion and providing tackiness.

上記目的を達成するために、本発明は、繊維強化プラスチックテープを、加圧ローラを備えた積層ヘッドによって連続的に型の表面に供給し、該繊維強化プラスチックテープの貼り合わせ部にエネルギー線照射装置によりエネルギー線を照射して該貼り合わせ部を硬化、接着させることにより前記テープを積層成形する繊維強化プラスチックの積層成形装置において、
前記繊維強化プラスチックテープが収納された冷却室が内部に形成された材料ボックスを備え、該冷却室内で冷却された前記繊維強化プラスチックテープを繰り出して前記積層ヘッドを通して前記貼り合わせ部に搬送するように構成され、
さらに、前記冷却室内の温度を検出する冷却室温度センサと、前記積層ヘッドの繊維強化プラスチックテープ通過部近傍の温度を検出する積層ヘッド温度センサと、前記貼り合わせ部の温度を検出する貼り合わせ部温度センサとを備え、
前記冷却室温度センサからの冷却室温度の検出信号、前記積層ヘッド温度センサからの積層ヘッド温度の検出信号、及び前記貼り合わせ部温度センサから貼り合わせ部温度の検出信号が入力される、温度コントローラを備え、
該温度コントローラには、前記繊維強化プラスチックテープが、前記材料ボックスから積層ヘッドの前記繊維強化プラスチックテープ通過部までの装置との接触部に粘着しない小さいタック性になる高弾性率となる貯蔵弾性率と、冷却室内温度及び積層ヘッド温度との関係が設定され、該貯蔵弾性率は、トーションモードの粘弾性測定値にて１Ｅ＋０８Ｐａ以上に設定され、
前記温度コントローラは、前記冷却室温度の検出信号及び前記積層ヘッド温度の検出信号に基づき、前記冷却室内の温度を、前記繊維強化プラスチックテープが前記のようにして設定された貯蔵弾性率になるような冷却室内温度になるように、前記冷却装置を制御し、
かつ、前記温度コントローラには、前記繊維強化プラスチックテープが、前記貼り合わせ部において強固に密着し得るタック性を持たせた一定の低弾性率と、前記貼り合わせ部の温度との関係が設定され、該貯蔵弾性率は、２Ｅ＋０８Ｐａ以下に設定され、
さらに、前記温度コントローラは、前記貼り合わせ部温度の検出信号に基づき、前記冷却室内の温度を、前記繊維強化プラスチックテープが貼り合わせ部において前記のようにして設定された貯蔵弾性率になる冷却室内温度になるように、前記冷却装置を制御し、
前記繊維強化プラスチックテープの貯蔵弾性率は前記材料ボックスから積層ヘッドの通過部までは前記高弾性率に保持され、貼り合わせ部においては前記低弾性率に保持されるようにしてなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention continuously supplies fiber reinforced plastic tape to the surface of a mold by a laminating head equipped with a pressure roller, and irradiates the bonded portion of the fiber reinforced plastic tape with energy rays. In a fiber reinforced plastic laminate molding apparatus that laminates and molds the tape by irradiating energy rays with an apparatus to cure and bond the bonded part,
A cooling chamber in which the fiber reinforced plastic tape is accommodated is provided with a material box formed therein, and the fiber reinforced plastic tape cooled in the cooling chamber is fed out and conveyed to the bonding portion through the lamination head. Configured ,
Furthermore, a cooling chamber temperature sensor that detects the temperature in the cooling chamber, a lamination head temperature sensor that detects the temperature in the vicinity of the fiber reinforced plastic tape passage portion of the lamination head, and a bonding portion that detects the temperature of the bonding portion A temperature sensor,
Temperature controller to which a cooling chamber temperature detection signal from the cooling chamber temperature sensor, a lamination head temperature detection signal from the lamination head temperature sensor, and a bonding portion temperature detection signal from the bonding portion temperature sensor are input. With
The temperature controller has a storage elastic modulus that is a high elastic modulus that has a small tack property that the fiber reinforced plastic tape does not stick to a contact portion with the apparatus from the material box to the fiber reinforced plastic tape passage portion of the laminated head. And the relationship between the cooling chamber temperature and the stacking head temperature, and the storage elastic modulus is set to 1E + 08 Pa or more in the viscoelasticity measurement value of the torsion mode,
The temperature controller sets the temperature of the cooling chamber based on the detection signal of the cooling chamber temperature and the detection signal of the laminated head temperature so that the fiber reinforced plastic tape has the storage elastic modulus set as described above. The cooling device is controlled so that the temperature in the cooling room is
In addition, the temperature controller is set with a relationship between a certain low elastic modulus with which the fiber reinforced plastic tape has a tack property that allows the fiber reinforced plastic tape to be firmly adhered to the bonding portion and the temperature of the bonding portion. The storage elastic modulus is set to 2E + 08 Pa or less,
Further, the temperature controller is configured to change the temperature in the cooling chamber based on the detection signal of the bonding portion temperature so that the fiber reinforced plastic tape has the storage elastic modulus set as described above in the bonding portion. Controlling the cooling device to reach temperature,
The storage elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape is maintained at the high elastic modulus from the material box to the passing portion of the laminated head, and is maintained at the low elastic modulus at the bonding portion. To do.

本発明に係る繊維強化プラスチックの積層成形装置は、その実施の形態で、上記エネルギー線照射装置を、紫外線ＬＥＤ照射装置としたことを特徴とする。   The fiber reinforced plastic laminate molding apparatus according to the present invention is characterized in that, in the embodiment, the energy beam irradiation apparatus is an ultraviolet LED irradiation apparatus.

本発明によれば、冷却室が内部に形成された材料ボックスを設けて、該冷却室にリールに巻回した繊維強化プラスチックテープを収納し、該冷却室内で冷却された繊維強化プラスチックテープを繰り出して積層ヘッドを通して前記貼り合わせ部に搬送するように構成し、好ましくは温度制御手段によって、前記冷却室の温度を、繊維強化プラスチックテープが積層ヘッドを通過するときの該繊維強化プラスチックテープの弾性率が、貼り合わせ部の弾性率よりも大きい一定の高弾性率になるように制御するように構成したので、前記材料ボックス内の繊維強化プラスチックテープを温度制御手段によって温度制御しながら冷却して、材料ボックスから繰り出されて積層ヘッドを通過するまでの繊維強化プラスチックテープの弾性率を貼り合わせ部の弾性率よりも大きい一定の高弾性率に常時保持することにより、該繊維強化プラスチックテープのタック性（粘度により左右されるべたつき度合い）を小さく保持できて、繊維強化プラスチックテープが前記材料ボックスから積層ヘッドを経て貼り合わせ部までの装置を通る際に、これら装置との接触部に粘着して円滑な搬送が阻害されるという問題の発生を防止できる。
一方で、前記繊維強化プラスチックテープが貼り合わせ部に到達したときには、型及びその周辺の温度状態が常温レベルになっているため、繊維強化プラスチックテープの温度が上昇することにより弾性率が低下し、該繊維強化プラスチックテープのタック性が回復することとなって、繊維強化プラスチックテープの密着度が上がり、２つの繊維強化プラスチックテープを強固に密着できる。 According to the present invention, a material box having a cooling chamber formed therein is provided, a fiber reinforced plastic tape wound around a reel is stored in the cooling chamber, and the fiber reinforced plastic tape cooled in the cooling chamber is fed out. And the temperature of the cooling chamber is preferably controlled by temperature control means so that the elastic modulus of the fiber-reinforced plastic tape when the fiber-reinforced plastic tape passes through the laminated head. However, because it is configured to be controlled so as to have a constant high elastic modulus larger than the elastic modulus of the bonded portion, the fiber reinforced plastic tape in the material box is cooled while temperature controlled by the temperature control means, Bond the elastic modulus of fiber reinforced plastic tape from the material box until it passes through the lamination head By constantly holding at a constant high elastic modulus larger than the elastic modulus of the part, the tack property (stickiness degree affected by viscosity) of the fiber reinforced plastic tape can be kept small, and the fiber reinforced plastic tape is the material box. When passing through the apparatus from the stacking head to the laminating section, it is possible to prevent the problem that smooth conveyance is hindered by sticking to the contact portion with these apparatuses.
On the other hand, when the fiber reinforced plastic tape reaches the bonded portion, the temperature state of the mold and its surroundings is at a normal temperature level, and the elastic modulus decreases due to the increase in the temperature of the fiber reinforced plastic tape, The tackiness of the fiber reinforced plastic tape is restored, the degree of adhesion of the fiber reinforced plastic tape is increased, and two fiber reinforced plastic tapes can be firmly adhered.

したがって、本発明によれば、材料ボックス内の冷却室で温度制御しつつ繊維強化プラスチックテープを冷却することによって、該繊維強化プラスチックテープの弾性率を上げてタック性を無くすことにより、装置との接触部における粘着を回避して繊維強化プラスチックテープの搬送を円滑に行うことができるとともに、貼り合わせ部においては弾性率を下げタック性を持たせて２つの繊維強化プラスチックテープを強固に密着できる自動積層成形装置が得られる。   Therefore, according to the present invention, by cooling the fiber reinforced plastic tape while controlling the temperature in the cooling chamber in the material box, the elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape is increased and the tack property is eliminated. Automatic transfer of fiber reinforced plastic tape by avoiding sticking at the contact part, and the adhesion of the two fiber reinforced plastic tapes can be tightly adhered by lowering the elastic modulus at the bonding part. A lamination molding apparatus is obtained.

以下に、本発明の実施形態に係る積層成形装置について、図面を参照しながらさらに詳細に説明する。   Below, the lamination molding device concerning the embodiment of the present invention is explained still in detail, referring to drawings.

図１は本発明の実施形態に係る冷却装置を備えた積層成形装置の要部構成図、図２は本発明が適用される紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）照射装置を備えたAFP（自動積層成形装置）システムの全体構成図である。
先ず図２に示すAFP（自動積層成形装置）において、１１８（１１８ａ，１１８ｂ）は繊維強化プラスチックテープであり、該繊維強化プラスチックテープ１１８としては、ＣＦ（カーボンファイバー）を強化繊維材とし、これにマトリックス樹脂としてＵＶ（紫外線）硬化樹脂を含浸させた素材（プリプレグ、トウプレグといわれるもの）を採用している。 FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a lamination molding apparatus provided with a cooling device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an AFP (automatic lamination molding apparatus) equipped with an ultraviolet LED (light emitting diode) irradiation apparatus to which the present invention is applied. FIG. 2 is an overall configuration diagram of a system.
First, in the AFP (automated lamination molding apparatus) shown in FIG. 2, 118 (118a, 118b) is a fiber reinforced plastic tape, and CF (carbon fiber) is used as the reinforced fiber material as the fiber reinforced plastic tape 118. As the matrix resin, a material impregnated with UV (ultraviolet) curable resin (what is called prepreg or tow prep) is employed.

前記AFP（自動積層成形装置）システムは、制御用プロセッサ（コンピュータ）１００、及び制御インターフェイス１０２を含む。制御用プロセッサ１００は、制御インターフェイス１０２を介して、加圧ローラ１０４を備えた可動の積層ヘッド１及びエネルギー線照射装置１０６を制御することができるように構成されている。
さらに、前記エネルギー線照射装置１０６は、主な構成要素としてＬＥＤ電源装置１０８と、ＬＥＤモジュール１１０を備え、紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として採用している。また、前記エネルギー線照射装置１０６は、少なくとも前記ＬＥＤモジュール１１０が積層ヘッド１と連動可能であるように構成されている。ここで連動するとは
、前記加圧ローラ１０４による繊維強化プラスチックテープ１０８の貼り合わせ操作に伴い、積層ヘッド１に引き連れて、前記ＬＥＤモジュール１１０が少なくとも移動して行くことをいう。 The AFP (automated laminate molding apparatus) system includes a control processor (computer) 100 and a control interface 102. The control processor 100 is configured to be able to control the movable laminated head 1 including the pressure roller 104 and the energy beam irradiation device 106 via the control interface 102.
Further, the energy beam irradiation device 106 includes an LED power supply device 108 and an LED module 110 as main components, and employs an ultraviolet LED (light emitting diode) as a light source. The energy beam irradiation device 106 is configured such that at least the LED module 110 can be interlocked with the laminated head 1. Here, interlocking means that the LED module 110 moves at least with the lamination head 1 in accordance with the operation of bonding the fiber reinforced plastic tape 108 by the pressure roller 104.

そして、前記AFP（自動積層成形装置）システムには、さらに、速度センサ１１２及びＵＶ照度センサ１１６が設けられている。前記ＵＶ照度センサ１１６は、繊維強化プラスチックテープ１１８ａと１１８ｂとの貼り合わせ部位１１９の近傍に設置される。
前記加圧ローラ１０４を操作するための可動積層ヘッドの機械的構成は、従来のものを採用できるので、ここではその説明を省略する。
図示を省略するが、ＬＥＤモジュール１１０では、３つのユニットと、集光レンズとを遮光フェンスで支持している。そして前記各々のユニットは、正面から見て中央部分に発光素子から成る発光部を備えており、前記集光レンズは位置を前後に調整できるように構成されている。 The AFP (automatic laminate molding apparatus) system is further provided with a speed sensor 112 and a UV illuminance sensor 116. The UV illuminance sensor 116 is installed in the vicinity of a bonding portion 119 between the fiber reinforced plastic tapes 118a and 118b.
Since the conventional mechanical structure of the movable laminated head for operating the pressure roller 104 can be adopted, description thereof is omitted here.
Although not shown, in the LED module 110, the three units and the condenser lens are supported by a light-shielding fence. Each of the units includes a light emitting unit including a light emitting element at a central portion when viewed from the front, and the condenser lens is configured so that the position can be adjusted back and forth.

前記AFPシステムでは、従来の積層成形装置と同様に、可動の積層ヘッド１の加圧ローラ１０４によって、繊維強化プラスチックテープ１１８ａを押し付けて位置を制御しながら、型の表面に貼り付けて行く。なお、図２では、繊維強化プラスチックテープ１１８ａに１１８ｂを貼り付けるように示されているが、最初の繊維強化プラスチックテープ１１８ａは型に貼り付けられ、その上に繊維強化プラスチックテープ１１８ｂを順次貼り付けて行く。   In the AFP system, the fiber reinforced plastic tape 118a is pressed by the pressure roller 104 of the movable laminating head 1 and the position is controlled by the pressure roller 104 of the movable laminating head 1 as in the case of the conventional laminating apparatus. In FIG. 2, 118b is shown to be affixed to the fiber reinforced plastic tape 118a. However, the first fiber reinforced plastic tape 118a is affixed to the mold, and the fiber reinforced plastic tape 118b is sequentially affixed thereon. Go.

このような貼り付け操作を実行する際、前記繊維強化プラスチックテープ１１８のマトリックス樹脂を構成するエネルギー線硬化樹脂を硬化させることにより、貼り付け操作を実行する。そして、その際、貼り付け部１１９にエネルギー線（紫外線）の照射を行ない、これによって、繊維強化プラスチックテープ１１８のうち、該貼り付け部１１９の側にあるエネルギー線硬化樹脂の層のみが硬化する。したがって、図２において、繊維強化プラスチックテープ１１８ａの未硬化層（上面）と、繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの未硬化層（下面）とが、ほぼ未硬化のまま一体化し、強力に接着することとなる。   When performing such an affixing operation, the affixing operation is performed by curing the energy ray curable resin constituting the matrix resin of the fiber reinforced plastic tape 118. At that time, the affixing part 119 is irradiated with energy rays (ultraviolet rays), whereby only the layer of the energy ray curable resin on the affixing part 119 side of the fiber reinforced plastic tape 118 is cured. . Therefore, in FIG. 2, the uncured layer (upper surface) of the fiber reinforced plastic tape 118a and the uncured layer (lower surface) of the fiber reinforced plastic tape 118b are integrated substantially uncured and strongly bonded. .

一方、前記ＬＥＤモジュール１１０によって照射される紫外線の、照射される部位の任意の照度への可変に要する時間は、好ましくは１秒以内である。
前記ＬＥＤ電源装置１０８の発光量は、制御インターフェイス１０２を経た制御用プロセッサ１００からの、該ＬＥＤ電源装置１０８に対する電流指示によって維持される。なお、可動の積層ヘッド１の動きも制御用プロセッサ１００によって制御されるので、加圧ローラ１０４の移動速度に合わせて前記発光量が維持される。
たとえば、前記加圧ローラ１０４がある曲率を持った型面を移動する状態を、速度センサ１１２が検知すると、その検知信号が制御インターフェイス１０２を介して制御用プロセッサ１００に伝達される。すると前記曲率に合わせてＬＥＤ電源装置１０８からの電流が変化するようにして、材料の貼り合わせに必要な光量を一定に保つ。 On the other hand, the time required for changing the ultraviolet ray irradiated by the LED module 110 to an arbitrary illuminance of the irradiated portion is preferably within one second.
The light emission amount of the LED power supply device 108 is maintained by a current instruction to the LED power supply device 108 from the control processor 100 via the control interface 102. Since the movement of the movable laminated head 1 is also controlled by the control processor 100, the light emission amount is maintained in accordance with the moving speed of the pressure roller 104.
For example, when the speed sensor 112 detects a state where the pressure roller 104 moves on a mold surface having a certain curvature, the detection signal is transmitted to the control processor 100 via the control interface 102. Then, the current from the LED power supply device 108 changes in accordance with the curvature, and the amount of light necessary for bonding the materials is kept constant.

また、前記ＵＶ照度センサ１１６からの検知信号により、貼りあわせ部１１９での照射量が適切であるかを、制御インターフェイス１０２を介して監視することができ、ＬＥＤモジュール１１０を通しての発光量を適切に維持することができる。なおまた、好ましくは、前記貼り合わせ部１１９における前記エネルギー線の照射幅が、繊維強化プラスチックテープ１１８の幅±１０％以内をカバーするようにする。   Further, whether or not the irradiation amount at the bonding unit 119 is appropriate can be monitored via the control interface 102 based on the detection signal from the UV illuminance sensor 116, and the light emission amount through the LED module 110 can be appropriately set. Can be maintained. In addition, preferably, the irradiation width of the energy ray in the bonding portion 119 covers the width of the fiber reinforced plastic tape 118 within ± 10%.

さらに、前記繊維強化プラスチックテープ１１８として、たとえば特開平１１−１９３３２２号公報に記載されたカチオン系光・熱重合開始剤系成分と、カチオン系光重合開始剤との重量比を特定割合で含む樹脂組成物のような、連鎖硬化型の樹脂組成物も採用することができる。「連鎖硬化型の樹脂組成物」とは、ＵＶ（紫外線）等のエネルギー線により硬化を開始し、硬化の際、自己の硬化反応熱をも利用した連鎖硬化を伴って硬化する樹脂組成物である。
すなわち、前記連鎖硬化型の樹脂組成物では、エネルギー線をいったん照射すると、照射された部位で硬化が起こり、次にこの硬化発熱により連鎖硬化に移行する。これによって、エネルギー線の到達の有無や遮蔽物等に無関係に硬化が可能であるため、エネルギー線の届かない深部にまで、すみやかに硬化をする挙動を示す。例えば、板厚１ｃｍのＣＦＲＰを３分で硬化可能である。 Further, as the fiber reinforced plastic tape 118, for example, a resin containing a specific weight ratio of a cationic photo / thermal polymerization initiator component described in JP-A-11-193322 and a cationic photopolymerization initiator. A chain curable resin composition such as a composition can also be employed. “Chain-curing resin composition” is a resin composition that begins to cure with energy rays such as UV (ultraviolet rays), and cures with chain curing using its own curing reaction heat. is there.
That is, in the chain curable resin composition, once the energy beam is irradiated, curing occurs at the irradiated site, and then the chain heat is generated by the curing heat generation. Thus, since the curing can be performed regardless of whether or not the energy beam reaches or the shielding object, the behavior of quickly curing to the deep part where the energy beam does not reach is shown. For example, CFRP having a plate thickness of 1 cm can be cured in 3 minutes.

本発明は、前記のような構成を備えたAFP（自動積層成形装置）システムに適用される冷却装置付き積層成形装置に係るものである。
本発明の実施形態に係る冷却装置を備えた積層成形装置の要部構成を示す図１において、１は図２に示されるものと同様な可動式の積層ヘッドで、該積層ヘッド１には加圧ローラ１０４が回転可能に取り付けられている。２は前記積層ヘッド１を支持するフレームで、前記加圧ローラ１０４を備えた積層ヘッド１は、図示しない型の表面に沿って水平２方向及び垂直の３軸方向に移動可能で、かつ支軸廻りに回転可能に前記フレーム２に支持されている。
１１８は繊維強化プラスチックテープで、図２に示されるように、後述する材料ボックス３から繰り出された繊維強化プラスチックテープ１１８ｂを、図示しない型の上にある繊維強化プラスチックテープ１１８ａに、前記加圧ローラ１０４によって貼り合わせ部１１９にて貼り合わせて、エネルギー線照射装置１０６によりエネルギー線を照射して該貼り合わせ部１１９を硬化、接着させてなる。 The present invention relates to a lamination molding apparatus with a cooling device applied to an AFP (automatic lamination molding apparatus) system having the above-described configuration.
In FIG. 1 showing the configuration of the main part of a lamination molding apparatus provided with a cooling device according to an embodiment of the present invention, 1 is a movable lamination head similar to that shown in FIG. A pressure roller 104 is rotatably attached. Reference numeral 2 denotes a frame for supporting the laminated head 1, and the laminated head 1 provided with the pressure roller 104 is movable in two horizontal directions and three vertical directions along a surface of a mold (not shown), and a support shaft. The frame 2 is supported so as to be rotatable around.
2, a fiber reinforced plastic tape 118, as shown in FIG. 2, a fiber reinforced plastic tape 118b fed from a material box 3 described later is applied to a fiber reinforced plastic tape 118a on a mold (not shown). Bonding is performed at the bonding unit 119 by 104, and energy beams are irradiated by the energy beam irradiation device 106 to cure and bond the bonding unit 119.

３は材料ボックスで、箱体３ａの内部に冷却室３ｂが形成され、該冷却室３ｂ内にはリール４に巻回された繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが収納されている。８は繰り出しロールで、前記リール４に巻回され前記冷却室３ｂ内で冷却された繊維強化プラスチックテープ１１８ｂを繰り出し口３ｃから順次繰り出す。該繰り出し口３ｃから連続的に繰り出された繊維強化プラスチックテープ１１８ｂは、案内ロール９を介して前記積層ヘッド１に搬送され、さらに前記貼り合わせ部１１９に送り込まれて、型側にある繊維強化プラスチックテープ１１８ａに貼り合わせ、前記のようにエネルギー線照射装置１０６によりエネルギー線を照射して、該貼り合わせ部１１９を硬化、接着させるようになっている。   Reference numeral 3 denotes a material box, in which a cooling chamber 3b is formed inside a box 3a, and a fiber reinforced plastic tape 118b wound around a reel 4 is accommodated in the cooling chamber 3b. Reference numeral 8 denotes a feeding roll which sequentially feeds the fiber reinforced plastic tape 118b wound around the reel 4 and cooled in the cooling chamber 3b from the feeding port 3c. The fiber reinforced plastic tape 118b that is continuously drawn out from the feed port 3c is conveyed to the laminating head 1 through the guide roll 9, and further fed into the laminating section 119 to be fiber reinforced plastic on the mold side. It is bonded to the tape 118a and irradiated with energy rays by the energy beam irradiation device 106 as described above to cure and bond the bonded portion 119.

９は前記材料ボックス３の冷却室３ｂ内に冷却空気を送給する冷却装置で、容量制御が可能な冷凍機等からなる。１０は前記冷却装置９を後述する手段で制御する温度コントローラである。１１は前記冷却室３ｂ内の温度を検出する冷却室温度センサ、２０は前記積層ヘッド１の繊維強化プラスチックテープ１１８ｂ通過部近傍の温度を検出する積層ヘッド温度センサ、２１は前記貼り合わせ部１１９の温度を検出する貼り合わせ部温度センサである。前記冷却室温度センサ１１からの冷却室温度の検出信号、前記積層ヘッド温度センサ２０からの積層ヘッド温度の検出信号、及び前記貼り合わせ部温度センサ２１からの貼り合わせ部温度の検出信号は、前記温度コントローラ１０にそれぞれ入力される。   Reference numeral 9 denotes a cooling device that supplies cooling air into the cooling chamber 3b of the material box 3, and includes a refrigerator that can control the capacity. Reference numeral 10 denotes a temperature controller that controls the cooling device 9 by means described later. 11 is a cooling chamber temperature sensor for detecting the temperature in the cooling chamber 3b, 20 is a laminated head temperature sensor for detecting the temperature in the vicinity of the fiber reinforced plastic tape 118b passing portion of the laminated head 1, and 21 is the bonding portion 119. It is a bonding part temperature sensor which detects temperature. The cooling chamber temperature detection signal from the cooling chamber temperature sensor 11, the lamination head temperature detection signal from the lamination head temperature sensor 20, and the bonding portion temperature detection signal from the bonding portion temperature sensor 21 are Each is input to the temperature controller 10.

前記温度コントローラ１０には、前記繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが、前記材料ボックス３から積層ヘッド１の通過部までの装置との接触部に粘着しない小さいタック性になる高弾性率（貯蔵弾性率）と、冷却室内温度及び積層ヘッド温度との関係が設定されている。前記高弾性率（貯蔵弾性率）は、トーションモードの粘弾性測定値にて１Ｅ＋０８Ｐａ（これは、１００，０００，０００Ｐａと同じ意味である。以下同様とする。）以上（好ましくは２Ｅ＋０８Ｐａ以上、更に好ましくは４Ｅ＋０８Ｐａ以上）に設定するのが好ましい。
そして、前記温度コントローラ１０においては、前記冷却室温度の検出信号及び前記積層ヘッド温度の検出信号に基づき、前記冷却室３ｂ内の温度を、前記繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが前記のようにして設定された高弾性率（貯蔵弾性率）になるような冷却室内温度になるように、前記冷却装置９を制御する。これにより、前記繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの弾性率（貯蔵弾性率）は前記高弾性率（１Ｅ＋０８Ｐａ以上）に保持される。 The temperature controller 10 has a high elastic modulus (storage elastic modulus) that has a small tack property so that the fiber reinforced plastic tape 118b does not stick to a contact portion with the apparatus from the material box 3 to the passage portion of the laminated head 1. The relationship between the cooling chamber temperature and the stacking head temperature is set. The high elastic modulus (storage elastic modulus) is 1E + 08 Pa (this has the same meaning as 100,000,000 Pa. The same shall apply hereinafter) or more (preferably 2E + 08 Pa or more, more preferably, as measured by the torsion mode viscoelasticity. It is preferably set to 4E + 08 Pa or more.
In the temperature controller 10, the temperature in the cooling chamber 3b is set as described above for the fiber reinforced plastic tape 118b based on the detection signal for the cooling chamber temperature and the detection signal for the laminated head temperature. The cooling device 9 is controlled so that the temperature in the cooling chamber becomes a high elastic modulus (storage elastic modulus). Thereby, the elastic modulus (storage elastic modulus) of the fiber reinforced plastic tape 118b is maintained at the high elastic modulus (1E + 08 Pa or more).

また、前記温度コントローラ１０には、前記繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが、前記貼り合わせ部１１９において強固に密着し得るタック性を持たせた一定の低弾性率と、前記貼り合わせ部１１９の温度との関係が設定されている。前記低弾性率（貯蔵弾性率）は、２Ｅ＋０８Ｐａ以下（好ましくは１Ｅ＋０８Ｐａ以下、更に好ましくは５Ｅ＋０７Ｐａ以下）に設定するのが好ましい。
そして、前記温度コントローラ１０においては、前記貼り合わせ部温度の検出信号に基づき、前記冷却室３ｂ内の温度を、前記繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが貼り合わせ部１１９において前記のようにして設定された低弾性率（貯蔵弾性率）になる冷却室内温度になるように、前記冷却装置９を制御する。
以上の制御により、前記繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの弾性率（貯蔵弾性率）は前記材料ボックス３から積層ヘッド１の通過部までは前記高弾性率に保持され、貼り合わせ部１１９においては前記低弾性率に保持されることとなる。 In addition, the temperature controller 10 includes a constant low elastic modulus with which the fiber reinforced plastic tape 118b has a tack property capable of being firmly adhered to the bonding portion 119, and a temperature of the bonding portion 119. Relationship is set. The low elastic modulus (storage elastic modulus) is preferably set to 2E + 08 Pa or less (preferably 1E + 08 Pa or less, more preferably 5E + 07 Pa or less).
In the temperature controller 10, the temperature in the cooling chamber 3 b is set based on the detection signal of the bonding portion temperature to the low level set by the fiber reinforced plastic tape 118 b in the bonding portion 119 as described above. The cooling device 9 is controlled so that the temperature in the cooling chamber becomes an elastic modulus (storage elastic modulus).
By the above control, the elastic modulus (storage elastic modulus) of the fiber reinforced plastic tape 118b is maintained at the high elastic modulus from the material box 3 to the passing portion of the laminated head 1, and the bonded portion 119 has the low elastic modulus. Will be held at a rate.

以上のように、本発明の実施形態によれば、冷却室３ｂが内部に形成された材料ボックス３を設けて、該冷却室３ｂにリール４に巻回した繊維強化プラスチックテープ１１８ｂを収納し、該冷却室３ｂ内で冷却された繊維強化プラスチックテープ１１８ｂを繰り出して積層ヘッド１を通して前記貼り合わせ部１１９に搬送するように構成している。また、温度コントローラ１０によって、前記冷却室３ｂの温度を、繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが積層ヘッド１を通過するときの該繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの弾性率が貼り合わせ部１１９の弾性率よりも大きい一定の高弾性率になるように制御するように構成している。このため、前記材料ボックス３内の繊維強化プラスチックテープ１１８ｂを温度コントローラ１０によって温度制御しながら冷却して、材料ボックス３から繰り出されて積層ヘッド１を通過するまでの繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの弾性率を、貼り合わせ部１１９の弾性率よりも大きい一定の高弾性率に常時保持することができる。これにより、該繊維強化プラスチックテープ１１８ｂのタック性（粘度により左右されるべたつき度合い）を小さく保持できる。したがって、該繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが前記材料ボックス３から積層ヘッド１を経て貼り合わせ部１１９までの装置を通る際に、これら装置との接触部に粘着して円滑な搬送が阻害されるという問題の発生を防止できる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the material box 3 having the cooling chamber 3b formed therein is provided, and the fiber reinforced plastic tape 118b wound around the reel 4 is stored in the cooling chamber 3b. The fiber reinforced plastic tape 118b cooled in the cooling chamber 3b is fed out and conveyed to the bonding portion 119 through the laminated head 1. Further, the temperature of the cooling chamber 3 b is controlled by the temperature controller 10 so that the elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape 118 b when the fiber reinforced plastic tape 118 b passes through the laminated head 1 is larger than the elastic modulus of the bonding portion 119. It is configured to control so as to have a high elastic modulus. For this reason, the fiber reinforced plastic tape 118b in the material box 3 is cooled while being controlled by the temperature controller 10, and the elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape 118b from the material box 3 until it passes through the laminated head 1 is controlled. Can be kept at a constant high elastic modulus that is larger than the elastic modulus of the bonded portion 119 at all times. Thereby, the tack property (the stickiness degree influenced by the viscosity) of the fiber reinforced plastic tape 118b can be kept small. Therefore, when the fiber reinforced plastic tape 118b passes through the device from the material box 3 through the laminated head 1 to the bonding portion 119, it adheres to the contact portion with these devices and obstructs smooth conveyance. Can be prevented.

また一方で、前記繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが貼り合わせ部１１９に到達したときには、型及びその周辺の温度状態が常温レベルになっているため、該繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの温度が上昇することにより弾性率が低下し、該繊維強化プラスチックテープ１１８ｂのタック性が回復することとなって、該繊維強化プラスチックテープの密着度が上がり２つの繊維強化プラスチックテープ１１８ａ及び１１８ｂを強固に密着できる。   On the other hand, when the fiber reinforced plastic tape 118b reaches the bonding portion 119, since the temperature state of the mold and its surroundings is at a normal temperature level, the temperature of the fiber reinforced plastic tape 118b increases to increase elasticity. The rate is lowered and the tackiness of the fiber reinforced plastic tape 118b is restored, the degree of adhesion of the fiber reinforced plastic tape is increased, and the two fiber reinforced plastic tapes 118a and 118b can be firmly adhered.

したがって、本発明の実施形態によれば、前記材料ボックス３内の冷却室３ｂで温度制御しつつ繊維強化プラスチックテープ１１８ｂを冷却することによって、該繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの弾性率を上げてタック性を無くすことにより、装置との接触部における粘着を回避して繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの搬送を円滑に行うことができる。それとともに、貼り合わせ部１１９においては弾性率を下げタック性を持たせて２つの繊維強化プラスチックテープ１１８ａ及び１１８ｂを強固に密着できる自動積層成形装置が得られる。   Therefore, according to the embodiment of the present invention, by cooling the fiber reinforced plastic tape 118b while controlling the temperature in the cooling chamber 3b in the material box 3, the elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape 118b is increased and tackiness is increased. By eliminating this, it is possible to smoothly convey the fiber-reinforced plastic tape 118b while avoiding adhesion at the contact portion with the apparatus. At the same time, an automatic laminate molding apparatus can be obtained in which the bonded portion 119 can reduce the elastic modulus and provide tackiness so that the two fiber-reinforced plastic tapes 118a and 118b can be firmly adhered to each other.

また、温度コントローラ１０において，冷却室内温度又は積層ヘッド温度の検出値に基づき、冷却室３ｂ内の温度を、繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが積層ヘッド１を通過するまでの弾性率を貼り合わせ部１１９の弾性率よりも大きい高弾性率にするような温度に制御するように構成している。これにより、材料ボックス３から積層ヘッド１を通過するまでの繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの弾性率を、該繊維強化プラスチックテープ１１８ｂが前記材料ボックス３から積層ヘッド１を経て貼り合わせ部１１９までの装置を通る際にこれら装置との接触部に粘着を回避可能な弾性率に常時安定して保持できる。
さらに、これに加えて、前記温度コントローラ１０において貼り合わせ部温度の検出値に基づき、冷却室３ｂ内の温度を、積層ヘッド１を通過するときの該繊維強化プラスチックテープ１１８ｂの弾性率が前記のような一定の高弾性率になり、かつ貼り合わせ部１１９の弾性率が前記高弾性率よりも小さい低弾性率になるように制御している。これにより、前記のような装置との接触部における粘着防止効果に加えて、貼り合わせ部１１９においては、弾性率を、タック性を持たせて強固に密着効果が得られる一定の低弾性率に常時安定して保持できる。 Further, in the temperature controller 10, based on the detected value of the cooling chamber temperature or the laminated head temperature, the temperature in the cooling chamber 3 b is set as the elastic modulus until the fiber reinforced plastic tape 118 b passes through the laminated head 1. The temperature is controlled so as to obtain a higher elastic modulus than the elastic modulus. Thus, the elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape 118b from the material box 3 until it passes through the laminated head 1, and the apparatus from which the fiber reinforced plastic tape 118b passes from the material box 3 through the laminated head 1 to the bonding portion 119 are obtained. When passing, it can always be stably held at an elastic modulus that can avoid sticking to the contact portion with these devices.
In addition to this, the elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape 118b when passing through the laminated head 1 is determined based on the detected value of the bonded portion temperature in the temperature controller 10 when the temperature in the cooling chamber 3b passes through the laminated head 1. Such a constant high elastic modulus is controlled, and the elastic modulus of the bonded portion 119 is controlled to be a low elastic modulus smaller than the high elastic modulus. Thereby, in addition to the anti-adhesion effect at the contact portion with the apparatus as described above, the bonded portion 119 has a certain low elastic modulus that provides a tight adhesion effect with tackiness. It can be held stably at all times.

本発明によれば、繊維強化プラスチックテープの冷却により貯蔵弾性率を上げてタック性を無くすことにより、装置との接触部における粘着を回避して繊維強化プラスチックテープの搬送を円滑に行うとともに、貼り合わせ部においては貯蔵弾性率を下げタック性を持たせて２つの繊維強化プラスチックテープを強固に密着し得る自動積層成形装置を提供できる。   According to the present invention, the fiber-reinforced plastic tape is cooled to increase the storage elastic modulus to eliminate tackiness, thereby avoiding adhesion at the contact portion with the apparatus and smoothly transporting the fiber-reinforced plastic tape. In the mating portion, it is possible to provide an automatic laminate molding apparatus that can reduce the storage elastic modulus and provide tackiness so that the two fiber-reinforced plastic tapes can be firmly adhered to each other.

本発明の実施形態に係る冷却装置を備えた積層成形装置の要部構成図である。It is a principal part block diagram of the lamination molding apparatus provided with the cooling device which concerns on embodiment of this invention. 本発明が適用される紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）照射装置を備えたAFP（自動積層成形装置）システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an AFP (automatic laminate molding apparatus) system including an ultraviolet LED (light emitting diode) irradiation apparatus to which the present invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

１ 積層ヘッド
２ フレーム
３ 材料ボックス
３ｂ 冷却室
９ 冷却装置
１０ 温度コントローラ
１１ 冷却室温度センサ
２０ 積層ヘッド温度センサ
２１ 貼り合わせ部温度センサ
１００ 制御用プロセッサ
１０４ 加圧ローラ
１０６ エネルギー線照射装置
１０８ ＬＥＤ電源装置
１１０ ＬＥＤモジュール
１１８，１１８ａ，１１８ｂ 繊維強化プラスチックテープ
１１９ 貼り合わせ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminating head 2 Frame 3 Material box 3b Cooling chamber 9 Cooling device 10 Temperature controller 11 Cooling chamber temperature sensor 20 Laminating head temperature sensor 21 Bonding part temperature sensor 100 Control processor 104 Pressure roller 106 Energy beam irradiation device 108 LED power supply device 110 LED module 118, 118a, 118b Fiber reinforced plastic tape 119 Laminating part

Claims (2)

繊維強化プラスチックテープを、加圧ローラを備えた積層ヘッドによって連続的に型の表面に供給し、該繊維強化プラスチックテープの貼り合わせ部にエネルギー線照射装置によりエネルギー線を照射して該貼り合わせ部を硬化、接着させることにより前記テープを積層成形する繊維強化プラスチックの積層成形装置において、
前記繊維強化プラスチックテープが収納された冷却室が内部に形成された材料ボックスを備え、該冷却室内で冷却された前記繊維強化プラスチックテープを繰り出して前記積層ヘッドを通して前記貼り合わせ部に搬送するように構成され、
さらに、前記冷却室内の温度を検出する冷却室温度センサと、前記積層ヘッドの繊維強化プラスチックテープ通過部近傍の温度を検出する積層ヘッド温度センサと、前記貼り合わせ部の温度を検出する、貼り合わせ部温度センサとを備え、
前記冷却室温度センサからの冷却室温度の検出信号、前記積層ヘッド温度センサからの積層ヘッド温度の検出信号、及び前記貼り合わせ部温度センサから貼り合わせ部温度の検出信号が入力される、温度コントローラを備え、
該温度コントローラには、前記繊維強化プラスチックテープが、前記材料ボックスから積層ヘッドの前記繊維強化プラスチックテープ通過部までの装置との接触部に粘着しない小さいタック性になる高弾性率となる貯蔵弾性率と、冷却室内温度及び積層ヘッド温度との関係が設定され、該貯蔵弾性率は、トーションモードの粘弾性測定値にて１Ｅ＋０８Ｐａ以上に設定され、
前記温度コントローラは、前記冷却室温度の検出信号及び前記積層ヘッド温度の検出信号に基づき、前記冷却室内の温度を、前記繊維強化プラスチックテープが前記のようにして設定された貯蔵弾性率になるような冷却室内温度になるように、前記冷却装置を制御し、
かつ、前記温度コントローラには、前記繊維強化プラスチックテープが、前記貼り合わせ部において強固に密着し得るタック性を持たせた一定の低弾性率と、前記貼り合わせ部の温度との関係が設定され、該貯蔵弾性率は、２Ｅ＋０８Ｐａ以下に設定され、
さらに、前記温度コントローラは、前記貼り合わせ部温度の検出信号に基づき、前記冷却室内の温度を、前記繊維強化プラスチックテープが貼り合わせ部において前記のようにして設定された貯蔵弾性率になる冷却室内温度になるように、前記冷却装置を制御し、
前記繊維強化プラスチックテープの貯蔵弾性率は前記材料ボックスから積層ヘッドの通過部までは前記高弾性率に保持され、貼り合わせ部においては前記低弾性率に保持されるようにしてなることを特徴とする繊維強化プラスチックの積層成形装置。 The fiber reinforced plastic tape is continuously supplied to the surface of the mold by a laminating head equipped with a pressure roller, and the bonded portion of the fiber reinforced plastic tape is irradiated with energy rays by an energy beam irradiation device. In a fiber reinforced plastic laminate molding apparatus that laminates and molds the tape by curing and bonding,
A cooling chamber in which the fiber reinforced plastic tape is accommodated is provided with a material box formed therein, and the fiber reinforced plastic tape cooled in the cooling chamber is fed out and conveyed to the bonding portion through the lamination head. Configured ,
Furthermore, a cooling chamber temperature sensor for detecting the temperature in the cooling chamber, a lamination head temperature sensor for detecting the temperature in the vicinity of the fiber reinforced plastic tape passage portion of the lamination head, and a bonding for detecting the temperature of the bonding portion Part temperature sensor,
Temperature controller to which a cooling chamber temperature detection signal from the cooling chamber temperature sensor, a lamination head temperature detection signal from the lamination head temperature sensor, and a bonding portion temperature detection signal from the bonding portion temperature sensor are input. With
The temperature controller has a storage elastic modulus that is a high elastic modulus that has a small tack property that the fiber reinforced plastic tape does not stick to a contact portion with the apparatus from the material box to the fiber reinforced plastic tape passage portion of the laminated head. And the relationship between the cooling chamber temperature and the stacking head temperature, and the storage elastic modulus is set to 1E + 08 Pa or more in the viscoelasticity measurement value of the torsion mode,
The temperature controller sets the temperature of the cooling chamber based on the detection signal of the cooling chamber temperature and the detection signal of the laminated head temperature so that the fiber reinforced plastic tape has the storage elastic modulus set as described above. The cooling device is controlled so that the temperature in the cooling room is
In addition, the temperature controller is set with a relationship between a certain low elastic modulus with which the fiber reinforced plastic tape has a tack property that allows the fiber reinforced plastic tape to be firmly adhered to the bonding portion and the temperature of the bonding portion. The storage elastic modulus is set to 2E + 08 Pa or less,
Further, the temperature controller is configured to change the temperature in the cooling chamber based on the detection signal of the bonding portion temperature so that the fiber reinforced plastic tape has the storage elastic modulus set as described above in the bonding portion. Controlling the cooling device to reach temperature,
The storage elastic modulus of the fiber reinforced plastic tape is maintained at the high elastic modulus from the material box to the passing portion of the laminated head, and is maintained at the low elastic modulus at the bonding portion. laminate molding apparatus of a fiber-reinforced plastics. 上記エネルギー線照射装置が、紫外線ＬＥＤ照射装置であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化プラスチックの積層成形装置。   2. The fiber reinforced plastic laminate molding apparatus according to claim 1, wherein the energy beam irradiation device is an ultraviolet LED irradiation device.
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