JP6026860B2 - 賦形成形方法 - Google Patents
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Description
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、強化繊維と熱硬化性樹脂からなる成形原反材を用い、強度の強い成形品を効率よく製造することができる賦形成形方法を提供することを目的とする。
この本発明の賦形成形方法によって、成形型を熱硬化性樹脂材の硬化温度に加熱することによって熱硬化性樹脂を炭素繊維によって強化して十分な強度の熱硬化性樹脂成形品を成形することが可能となる。
本発明の賦形成形方法でも、対策しない場合には、炭素繊維と熱硬化性樹脂成形材料の積層品を硬化温度で圧縮成形すると、型分割面より熱硬化性樹脂のみ流出し、肉厚が薄くなる問題が生じ得る。
この柔らかい弾性部材によって上下型の分割面を圧迫して上述したはみ出しは抑制される。また柔らかい弾性部材は型に配置し易い。
また前記弾性部材が前記積層成形材の周縁領域を被覆するように帯状に前記積層成形材の上下型の分割線に沿って凸側型に配置されることによって賦形中央成形部は型で賦形し前記弾性部材の被覆を容易にして、バリの発生が確実に抑制される。
このようにすることによって、成形効率を向上することができる。
炭素繊維束2を用いることにより、最終製品である繊維強化樹脂成形品の力学特性を高いものとすることができる。
先ず成形原反材1を積層し、予備積層成形型(図示せず)で予備圧縮成形した積層成形材5を予備加熱型6で予備加熱する。
予備加熱にあたっては上部より近赤外線放射装置7によって近赤外線で予備加熱型6内の熱盤8上に載置された積層成形材5を加熱し、遠赤外線温度センサ−(図示せず)で積層成形材5の温度を検知し、近赤外線放射装置7による近赤外線の強度を調整し所定の温度に積層成形材5を昇温させる。
一方3次元形状を有する賦形型である成形型9を予熱して成形原反材1の硬化温度に昇温する。次に積層成形材5を予熱された成形型9に収納し、成形型9によって積層成形材5を圧縮する。これによって織物基材3に付着している樹脂材料4を硬化して積層成形材5の層間を接着し、形状を保持させる。
その後成形型9を開き離型する。以上の各工程によって成形原反材1を積層して3次元形状に賦形する。
この図5に示す実施の形態では柔らかい弾性部材(SEM)が積層成形材5の外周形状と実質的に同一の内周形状を有し、成形型9の上下型間の分割線で縦押し切り面9aによって型開方向へ所定距離筒状の分割面を設け、これより外側に上型の成形型面を貫通可能に柔らかい弾性部材(SEM)が配置される。
この実施の形態では複数の積層成形材5間に介装部材として積層成形材5と同一の平面形状のステンレス板30を配置し複数の積層成形材5を同時成形することによって効率を向上する。その際、図4に示す態様を採用する場合には最上方の積層成形材5の外周縁近傍領域にSEMを載置する。
この各成形原反材1を、最上面の炭素繊維織物のみ樹脂材料4が付着した面を下側にし、それ以外は樹脂材料4が付着した面を上側にして積層した積層成形材14を得た。
近赤外線の強度は、近赤外線放射装置7への通電圧の連続降下で調整した。
予熱された成形型9に予熱した積層成形材14を収納し、下部型10bに載置した積層成形材14の上部型10aと向き合う側面に柔らかい弾性部材(SEM)として図3に示すように1mm厚のシリコンゴムを載置した。次に加圧しながら成形型9の提供する平板状の平板積層成形品形状に変形させると共に硬化した平板積層成形品15を得た。
他は実施例1と同様にして、図5に示すように成形型9の成形品外周分割部分に、型締方向に所要の長さの縦押し切り面9aを設け、さらにその縦押し切り面9aと連続する横押し切り面9bを設け、その横押し切り面9b上にシリコンゴムを載置した。次に加圧しながら成形型9の提供する平板状の平板積層成形品形状に変形させると共に硬化した平板積層成形品15を得た。
他は実施例1と同様にして、図4に示すように上部型10aの外周縁領域に5mm幅で柔らかい弾性部材(SEM)としてシリコンゴムのシートを重ねて配置した。次に加圧しながら成形型9の提供する平板状の平板積層成形品形状に変形させると共に硬化した平板積層成形品15を得た。
以上の各実施例及び比較例で得られた平板積層成形品15の成形過程で発生するバリ重量を測定した。その結果を図7に示す。図7においてPLシール構造とは成形型分割線のシール構造を意味する。図7に示すように、実施例1で発生したバリ重量が1%程度若しくは1%に達しないのに対して、比較例では5%を超えるバリが発生しており、円滑な成形が行われていないことが分かる。
Claims (6)
- 複数本の炭素繊維束を含む織物基材の少なくとも一方の表面に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料が付着された成形原反材を裁断し積層した積層成形材を成形型に投入配置し、加圧、加熱して複数本の炭素繊維束を含む織物基材に付着している樹脂材料を硬化して繊維間及び成形原反材の層間を接着する賦形成形方法において、賦形をする上部型と下部型とからなる成形型を前記熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する工程と、積層成形材を成形型へ配置する配置工程と、上下型の分割面に柔らかい弾性部材を配置する工程と、成形型を型締し加圧する工程とを有し、前記弾性部材が前記積層成形材の周縁領域を被覆するように帯状に前記積層成形材の上下型の分割線に沿って凸側型に配置されることを特徴とする賦形成形方法。
- 前記弾性部材が前記積層成形材と実質的に凸側型とほぼ同一の賦形成形面形状を有し、前記積層成形材と凸側型の間に配置されることを特徴とする請求項1記載の賦形成形方法。
- 複数本の炭素繊維束を含む織物基材の少なくとも一方の表面に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料が付着された成形原反材を裁断し積層した積層成形材を成形型に投入配置し、加圧、加熱して複数本の炭素繊維束を含む織物基材に付着している樹脂材料を硬化して繊維間及び成形原反材の層間を接着する賦形成形方法において、賦形をする上部型と下部型とからなる成形型を前記熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する工程と、積層成形材を成形型へ配置する配置工程と、上下型の分割面に柔らかい弾性部材を配置する工程と、成形型を型締し加圧する工程とを有し、前記弾性部材が前記積層成形材の外周形状と実質的に同一の内周形状を有し、前記上下型間の分割線で型開方向へ所定距離筒状の分割面を設け、これより外側に上型の成形型面を貫通可能に配置されることを特徴とする賦形成形方法。
- 複数の前記積層成形材間に介装部材を配置し複数の積層成形材を同時成形することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一に記載の賦形成形方法。
- 前記弾性部材がシリコンゴム又はウレタンゴム又はフッ素ゴムを用いてなることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一に記載の賦形成形方法。
- 前記熱硬化性樹脂がエポキシであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一に記載の賦形成形方法。
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