JP6321446B2 - Method for cutting reinforced fiber substrate and method for producing fiber reinforced resin - Google Patents

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Description

この発明は、強化繊維基材および繊維強化樹脂を切断する技術に関し、特にレーザにより強化繊維基材および繊維強化樹脂を切断する技術に関する。   The present invention relates to a technique for cutting a reinforced fiber base material and a fiber reinforced resin, and more particularly to a technique for cutting a reinforced fiber base material and a fiber reinforced resin with a laser.

軽量で強度の高い素材として、炭素繊維強化樹脂(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)が注目されており、近年では、航空宇宙分野のみならず自動車分野等の他の産業分野においても利用が拡大しつつある。このようなCFRPは、プリプレグ/オートクレーブ法等の種々の方法で成型されるが、中でも、樹脂注入成形(RTM:Resin Transfer Molding)法は、生産性が高くコスト低減が容易で、かつ、複雑な形状への成形が容易な成型方法として期待されている。RTM法では、炭素繊維からなるプリフォームを成形型内に装入した後、成形型内のプリフォームにマトリックス樹脂を含浸し硬化させることにより、所望の形状のCFRPが形成される。   Carbon fiber reinforced resin (CFRP) is attracting attention as a lightweight and high-strength material. In recent years, its use is expanding not only in the aerospace field but also in other industrial fields such as the automotive field. is there. Such CFRP is molded by various methods such as a prepreg / autoclave method. Among them, the resin injection molding (RTM: Resin Transfer Molding) method is highly productive and can be easily reduced in cost and complicated. It is expected as a molding method that can be easily molded into a shape. In the RTM method, a CFRP having a desired shape is formed by charging a preform made of carbon fiber into a mold and then impregnating the preform in the mold with a matrix resin and curing the preform.

RTM法で使用されるプリフォームは、炭素繊維織布あるいは炭素繊維織布を積層した積層体からなる炭素繊維基材を、成形型の形状に合わせて切断することにより形成される。このプリフォームの形成に際して、炭素繊維基材を機械的に切断すると、切断部の炭素繊維の乱れが生じ、プリフォームの寸法精度が低下する虞がある。   A preform used in the RTM method is formed by cutting a carbon fiber woven fabric or a carbon fiber substrate made of a laminate of carbon fiber woven fabrics in accordance with the shape of a mold. When the preform is formed, if the carbon fiber base material is mechanically cut, the carbon fiber in the cut portion is disturbed, and the dimensional accuracy of the preform may be lowered.

プリフォームの寸法精度が低い場合、RTM法によりCFRPを形成するに際して、種々の問題が発生する。例えば、プリフォームが成形型より小さいと、成形型の中でプリフォームがずれるとともに、プリフォームと成形型との間の隙間において樹脂の流れが速くなり、成形品の中央部に樹脂が十分に浸透しない可能性がある。一方、プリフォームが成形型より大きいと、繊維配向が歪み、成形品の強度に影響を与えるとともに、樹脂の流れが乱される可能性がある。そこで、より高い寸法精度でプリフォームを形成するため、レーザにより炭素繊維基材を切断することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   When the dimensional accuracy of the preform is low, various problems occur when forming CFRP by the RTM method. For example, if the preform is smaller than the mold, the preform will be displaced in the mold, and the flow of resin will be faster in the gap between the preform and the mold, and the resin will be sufficiently in the center of the molded product. May not penetrate. On the other hand, if the preform is larger than the mold, the fiber orientation is distorted, affecting the strength of the molded product, and the flow of the resin may be disturbed. Therefore, in order to form a preform with higher dimensional accuracy, it has been proposed to cut the carbon fiber substrate with a laser (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2011/114592号パンフレットInternational Publication 2011/114592 Pamphlet

しかしながら、レーザにより炭素繊維基材を切断した場合、レーザの熱で分解したサイジング材による切断部の周囲の汚染や、レーザの熱による炭素繊維の黒鉛化等、炭素繊維基材に熱の影響が発生する虞がある。この問題は、炭素繊維基材を切断する場合に限らず、ガラス繊維織布およびその積層体や、アラミド繊維織布およびその積層体等の種々の強化繊維基材を切断する場合にも、同様に発生する虞がある。また、レーザによりCFRPを切断する場合においても、レーザの熱によりマトリックス材の樹脂が分解・変質し、切断部に損傷が発生する虞がある。   However, when a carbon fiber substrate is cut by a laser, the carbon fiber substrate is affected by heat, such as contamination around the cut portion by the sizing material decomposed by the heat of the laser, or graphitization of the carbon fiber by the laser heat. May occur. This problem is not limited to the case of cutting a carbon fiber base material, but also when cutting various reinforcing fiber base materials such as a glass fiber woven fabric and its laminate, and an aramid fiber woven fabric and its laminate. May occur. Further, even when the CFRP is cut by a laser, the resin of the matrix material is decomposed and altered by the heat of the laser, and the cut portion may be damaged.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、切断対象である強化繊維基材あるいは繊維強化樹脂に対する熱の影響を低減しつつ、高い寸法精度で切断対象を切断する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and cuts a cutting target with high dimensional accuracy while reducing the influence of heat on the reinforcing fiber base material or fiber reinforced resin to be cut. The purpose is to provide technology.

上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明の一形態としての強化繊維基材の切断方法は、前記強化繊維基材が切断される切断線にレーザビームを複数回照射することによって前記強化繊維基材を切断するレーザビーム照射工程を含み、前記レーザビームの光源が、CO レーザであることを特徴とする。この強化繊維基材の切断方法によれば、切断線にレーザビームを複数回照射することによって強化繊維基材を切断しているので、照射1回あたりのレーザビームの照射位置への熱の流入量を低減し、レーザの熱が強化繊維基材に与える影響を抑制することができる。また、レーザにより切断することで、より高い寸法精度で強化繊維基材を切断することが可能となる。さらに、CO レーザの波長は約10μmと長いため、強化繊維基材の熱吸収率は、より短い波長のレーザビームを照射する場合よりも高くなると考えられる。そのため、レーザビームの光源としてCO レーザを用いることにより、より切断速度を速くすることができる。
In order to achieve at least a part of the above object, the present invention can be realized as the following forms or application examples.
The method for cutting a reinforcing fiber substrate according to one aspect of the present invention includes a laser beam irradiation step of cutting the reinforcing fiber substrate by irradiating a laser beam a plurality of times to a cutting line where the reinforcing fiber substrate is cut. In addition, the light source of the laser beam is a CO 2 laser. According to this method for cutting a reinforcing fiber substrate, since the reinforcing fiber substrate is cut by irradiating the cutting line with the laser beam a plurality of times, heat flows into the irradiation position of the laser beam per irradiation. The amount can be reduced and the influence of laser heat on the reinforcing fiber base can be suppressed. Further, by cutting with a laser, the reinforcing fiber base can be cut with higher dimensional accuracy. Furthermore, since the wavelength of the CO 2 laser is as long as about 10 μm, it is considered that the heat absorption rate of the reinforcing fiber base is higher than that when a laser beam having a shorter wavelength is irradiated. Therefore, the cutting speed can be further increased by using a CO 2 laser as the light source of the laser beam .

[適用例1]
強化繊維基材の切断方法であって、前記強化繊維基材が切断される切断線にレーザビームを複数回照射することによって前記強化繊維基材を切断するレーザビーム照射工程を含む、強化繊維基材の切断方法。
[Application Example 1]
A method for cutting a reinforcing fiber substrate, comprising a laser beam irradiation step of cutting the reinforcing fiber substrate by irradiating a cutting line for cutting the reinforcing fiber substrate with a laser beam a plurality of times. How to cut the material.

この適用例によれば、切断線にレーザビームを複数回照射することによって強化繊維基材を切断しているので、照射1回あたりのレーザビームの照射位置への熱の流入量を低減することができる。そのため、レーザの熱が強化繊維基材に与える影響を抑制することができる。また、レーザにより切断することで、より高い寸法精度で強化繊維基材を切断することが可能となる。   According to this application example, since the reinforcing fiber base material is cut by irradiating the cutting line with the laser beam a plurality of times, the amount of heat flowing into the irradiation position of the laser beam per irradiation can be reduced. Can do. Therefore, it is possible to suppress the influence of laser heat on the reinforcing fiber base. Further, by cutting with a laser, the reinforcing fiber base can be cut with higher dimensional accuracy.

[適用例2]
前記レーザビーム照射工程は、前記切断線に沿って前記レーザビームを複数回走査することにより、前記切断線に前記レーザビームを複数回照射する、適用例1記載の強化繊維基材の切断方法
[Application Example 2]
The method for cutting a reinforcing fiber base according to Application Example 1, wherein the laser beam irradiation step irradiates the laser beam a plurality of times by scanning the laser beam a plurality of times along the cutting line.

この適用例では、切断線へのレーザビームの照射をレーザビームの走査により行っているので、レーザビームの照射位置の移動速度を速くすることができる。そのため、レーザビームの出力をより高くして、強化繊維基材の切断に要する時間を短縮することができる。   In this application example, the laser beam is irradiated onto the cutting line by scanning the laser beam, so that the moving speed of the laser beam irradiation position can be increased. Therefore, the time required for cutting the reinforcing fiber base can be shortened by increasing the output of the laser beam.

[適用例3]
適用例1記載の強化繊維基材の切断方法であって、前記レーザビーム照射工程は、前記レーザビームの照射位置が、前記切断線上の切断点を含む線状領域を往復移動するように、前記レーザビームを走査する往復走査工程と、前記切断点を前記切断線に沿って移動させる切断点移動工程と、を含む、強化繊維基材の切断方法。
[Application Example 3]
In the method for cutting a reinforcing fiber substrate according to Application Example 1, in the laser beam irradiation step, the irradiation position of the laser beam is reciprocated in a linear region including a cutting point on the cutting line. A method for cutting a reinforcing fiber substrate, comprising: a reciprocating scanning step of scanning a laser beam; and a cutting point moving step of moving the cutting point along the cutting line.

この適用例によれば、レーザビームの走査によりレーザビームの照射位置を往復移動させているので、レーザビームの照射位置の移動速度を速くすることができる。そのため、レーザビームの出力をより高くして、強化繊維基材の切断に要する時間を短縮することができる。また、切断点を移動させることにより、レーザビームの走査範囲よりも広い範囲で強化繊維基材を切断することが可能となる。   According to this application example, since the irradiation position of the laser beam is reciprocated by scanning the laser beam, the moving speed of the irradiation position of the laser beam can be increased. Therefore, the time required for cutting the reinforcing fiber base can be shortened by increasing the output of the laser beam. In addition, by moving the cutting point, it is possible to cut the reinforcing fiber base in a wider range than the scanning range of the laser beam.

[適用例4]
ガルバノスキャナによって前記レーザビームの走査を行う、適用例2または3記載の強化繊維基材の切断方法。
[Application Example 4]
4. The method for cutting a reinforcing fiber substrate according to application example 2 or 3, wherein the laser beam is scanned by a galvano scanner.

ガルバノスキャナは、他の走査手段と比較してレーザビームの走査範囲を広くすることが容易である。そのため、ガルバノスキャナによってレーザビームを走査することにより、より広い範囲で強化繊維基材を切断することができる。また、ガルバノスキャナは、レーザビームを往復走査するのに適しているので、より容易にレーザビームの照射位置を往復移動させることができる。   The galvano scanner can easily widen the scanning range of the laser beam as compared with other scanning means. Therefore, the reinforcing fiber substrate can be cut in a wider range by scanning the laser beam with a galvano scanner. Further, since the galvano scanner is suitable for reciprocating scanning with a laser beam, the irradiation position of the laser beam can be reciprocated more easily.

[適用例5]
前記レーザビームは、パルスビームである、適用例1ないし4のいずれか記載の強化繊維基材の切断方法。
[Application Example 5]
5. The method for cutting a reinforcing fiber substrate according to any one of application examples 1 to 4, wherein the laser beam is a pulse beam.

レーザビームをパルスビームとすることにより、レーザビームの出力を高くしても、レーザビーム照射位置への平均的な熱の流入量が低減される。そのため、強化繊維基材にレーザの熱が与える影響を、より効果的に抑制することができる。   By making the laser beam a pulse beam, even if the output of the laser beam is increased, the average amount of heat flowing into the laser beam irradiation position is reduced. Therefore, the influence of the heat of the laser on the reinforcing fiber base can be more effectively suppressed.

[適用例6]
前記レーザビームの光源は、COレーザである、適用例1ないし5のいずれか記載の強化繊維基材の切断方法。
[Application Example 6]
6. The method for cutting a reinforcing fiber substrate according to any one of application examples 1 to 5, wherein a light source of the laser beam is a CO 2 laser.

COレーザの波長は約10μmと長いため、強化繊維基材の熱吸収率は、より短い波長のレーザビームを照射する場合よりも高くなると考えられる。そのため、レーザビームの光源としてCOレーザを用いることにより、より切断速度を速くすることができる。 Since the wavelength of the CO 2 laser is as long as about 10 μm, it is considered that the heat absorption rate of the reinforcing fiber base is higher than that when a laser beam having a shorter wavelength is irradiated. Therefore, the cutting speed can be further increased by using a CO 2 laser as the light source of the laser beam.

[適用例7]
繊維強化樹脂の切断方法であって、レーザビームの照射位置が、前記繊維強化樹脂が切断される切断線上の切断点を含む線状領域を往復移動するように、前記レーザビームを走査する往復走査工程と、前記切断点を前記切断線に沿って移動させる切断点移動工程と、を含む、繊維強化樹脂の切断方法。
[Application Example 7]
A method of cutting a fiber reinforced resin, wherein the laser beam irradiation position scans the laser beam so as to reciprocate a linear region including a cutting point on a cutting line where the fiber reinforced resin is cut. A method for cutting a fiber reinforced resin, comprising: a step; and a cutting point moving step of moving the cutting point along the cutting line.

この適用例によれば、切断線にレーザビームを複数回照射することによって繊維強化樹脂を切断しているので、照射1回あたりのレーザビームの照射位置への熱の流入量を低減することができる。そのため、レーザの熱が繊維強化樹脂に与える影響を抑制することができる。また、レーザにより切断することで、より高い寸法精度で繊維強化樹脂を切断することが可能となる。   According to this application example, since the fiber reinforced resin is cut by irradiating the cutting line with the laser beam a plurality of times, the amount of heat flowing into the irradiation position of the laser beam per irradiation can be reduced. it can. Therefore, it is possible to suppress the influence of laser heat on the fiber reinforced resin. Further, by cutting with a laser, the fiber reinforced resin can be cut with higher dimensional accuracy.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、強化繊維基材の切断方法、その方法で製造されたプリフォーム、その方法を用いた繊維強化樹脂の製造方法、その製造方法で製造された繊維強化樹脂、および、繊維強化樹脂の切断方法、等の態様で実現することができる。   Note that the present invention can be realized in various modes. For example, a method of cutting a reinforcing fiber base, a preform manufactured by the method, a method of manufacturing a fiber reinforced resin using the method, a fiber reinforced resin manufactured by the manufacturing method, and a method of cutting the fiber reinforced resin , And the like.

第1実施形態を適用したCFRPの成形工程を示す工程図。Process drawing which shows the molding process of CFRP to which the first embodiment is applied. 第1実施形態において、積層織布を切断する様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows a mode that a laminated woven fabric is cut | disconnected in 1st Embodiment. 積層織布が切断されて、プリフォームが切り出される過程を示す説明図。Explanatory drawing which shows the process in which a laminated woven fabric is cut | disconnected and a preform is cut out. 試験片にレーザビームを照射した際の切断状況を示す写真。The photograph which shows the cutting condition at the time of irradiating a test piece with a laser beam. レーザビームを複数回照射して切断した際の切断部の外観を示す写真。The photograph which shows the external appearance of the cutting part at the time of irradiating a laser beam several times and cut | disconnecting. レーザビームの照射回数を変えて試験片を切断した際の切断部付近の外観を示す写真。The photograph which shows the external appearance of the cutting part vicinity when changing the frequency | count of irradiation of a laser beam, and cutting a test piece. 円形に切断した際の試験片の外観を示す写真。A photograph showing the appearance of a test piece when cut into a circle. 第2実施形態において、積層織布を切断する様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows a mode that a laminated woven fabric is cut | disconnected in 2nd Embodiment. 連続発振するCOレーザを用いて切断した試験片の外観を示す写真。Photograph showing the appearance of a cut specimen with CO 2 laser to continuous wave. パルス発振するCOレーザを用いて切断した試験片の外観を示す写真。Photograph showing the appearance of a cut specimen with CO 2 laser to pulsed. プリプレグ積層体を切断した際の切断面の外観を示す写真。The photograph which shows the external appearance of the cut surface at the time of cut | disconnecting a prepreg laminated body.

以下、本発明を実施するための形態を以下の順序で説明する。
A.第1実施形態:
A1.炭素繊維強化樹脂の成形:
A2.積層織布の切断:
A3.第1実施形態の実施例:
B.第2実施形態:
B1.積層織布の切断:
B2.第2実施形態の実施例:
C.第3実施形態:
C1.CFRPの切断:
C2.第3実施形態の実施例:
D.変形例:
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in the following order.
A. First embodiment:
A1. Molding of carbon fiber reinforced resin:
A2. Cutting laminated woven fabric:
A3. Example of the first embodiment:
B. Second embodiment:
B1. Cutting laminated woven fabric:
B2. Example of the second embodiment:
C. Third embodiment:
C1. CFRP cutting:
C2. Example of the third embodiment:
D. Variations:

A1.炭素繊維強化樹脂の成形:
図1は、第1実施形態を適用した炭素繊維強化樹脂(CFRP)の成形工程を示す工程図である。このCFRPの成形工程は、樹脂注入成形(RTM)法と呼ばれる。RTM法によるCFRPの成形工程では、まず、図1(a)に示すように、複数枚の炭素繊維織布を積層した積層織布10を切断線20において切断する。これにより、所望の形状(図1の例では、円形)に切断されたプリフォーム30が得られる。なお、積層織布10の切断方法については、後述する。
A1. Molding of carbon fiber reinforced resin:
FIG. 1 is a process diagram showing a molding process of a carbon fiber reinforced resin (CFRP) to which the first embodiment is applied. This CFRP molding process is called a resin injection molding (RTM) method. In the CFRP molding process by the RTM method, first, as shown in FIG. 1A, a laminated woven fabric 10 in which a plurality of carbon fiber woven fabrics are laminated is cut along a cutting line 20. Thereby, the preform 30 cut | disconnected by the desired shape (in the example of FIG. 1 circular) is obtained. A method for cutting the laminated woven fabric 10 will be described later.

次いで、得られたプリフォーム30を、下部金型40の上に配置する(図1(b))。プリフォーム30を下部金型40の上に配置した後、図1(c)に示すように、下部金型40に上部金型50を載せて型締めを行う。その後、上部金型50に設けられた吸引孔52から真空引きを行うとともに、注入孔54から熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を注入して、熱硬化性樹脂をプリフォーム30に含浸させる。熱硬化性樹脂の含浸後、金型40,50を加熱することにより、熱硬化性樹脂が硬化して、金型40,50の形状が転写されたCFRP成形品32が形成される。形成されたCFRP成形品32を金型40,50から取り外すこと(離型)により、CFRP成形品32が得られる(図1(d))。   Next, the obtained preform 30 is placed on the lower mold 40 (FIG. 1B). After the preform 30 is placed on the lower mold 40, the upper mold 50 is placed on the lower mold 40 and clamped as shown in FIG. Thereafter, vacuuming is performed from the suction hole 52 provided in the upper mold 50, and a thermosetting resin (for example, epoxy resin) is injected from the injection hole 54 to impregnate the preform 30 with the thermosetting resin. . After the impregnation with the thermosetting resin, the molds 40 and 50 are heated to cure the thermosetting resin and form the CFRP molded product 32 to which the shapes of the molds 40 and 50 are transferred. The CFRP molded product 32 is obtained by removing the formed CFRP molded product 32 from the molds 40 and 50 (release) (FIG. 1D).

なお、図1の例では、RTM法によりCFRPの成形を行っているが、VaRTM法を用いてCFRPの成形を行うことも可能である。VaRTM法によるCFRPの成形工程では、まず、成形型の表面に配置されたプリフォームを覆うように、バッグフィルムを成形型に貼り付ける。次いで、バッグフィルムと成形型との間隙を真空引きするとともに、当該間隙に熱硬化性樹脂を注入し、熱硬化性樹脂をプリフォームに含浸させる。熱硬化性樹脂の含浸後、成形型、熱硬化性樹脂が含浸されたプリフォーム、および、バッグフィルムの全体を加熱することにより、熱硬化性樹脂が硬化し、CFRP成形品が得られる。   In the example of FIG. 1, CFRP is molded by the RTM method, but CFRP can also be molded by using the VaRTM method. In the CFRP molding process by the VaRTM method, first, a bag film is attached to the molding die so as to cover the preform placed on the surface of the molding die. Next, the gap between the bag film and the mold is evacuated, and a thermosetting resin is injected into the gap to impregnate the preform with the thermosetting resin. After impregnation with the thermosetting resin, the thermosetting resin is cured by heating the entire mold, the preform impregnated with the thermosetting resin, and the bag film, and a CFRP molded product is obtained.

また、第1実施形態では、熱硬化性樹脂をプリフォームに含浸させた後、加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させてCFRP成形品を得ているが、熱可塑性樹脂をプリフォームに含浸させることにより繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)の成形品を製造することも可能である。この場合、樹脂の注入の前に金型40,50を加熱する。そして、樹脂を注入してプリフォームに樹脂を含浸させた後、金型40,50を冷却することによりCFRTP成形品を得ることができる。   In the first embodiment, after the preform is impregnated with the thermosetting resin, the thermosetting resin is cured by heating to obtain a CFRP molded product. However, the preform is impregnated with the thermoplastic resin. It is also possible to produce a molded product of fiber reinforced thermoplastic resin (CFRTP). In this case, the molds 40 and 50 are heated before resin injection. Then, after the resin is injected and the preform is impregnated with the resin, the molds 40 and 50 are cooled to obtain a CFRTP molded product.

A2.炭素繊維織布の切断:
図2は、第1実施形態において、切断装置60により積層織布10を切断する様子を示す説明図であり、図3は、積層織布10が切断されて、プリフォーム30(図1参照)が切り出される過程を示す説明図である。図3(a)は、切断を開始した時点における積層織布10の状態を示し、図3(b)および図3(c)は、切断をしている途中の時点における積層織布10の状態を示している。なお、図2および図3(c)は、同一時点における状態を示している。
A2. Cutting carbon fiber woven fabric:
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the laminated woven fabric 10 is cut by the cutting device 60 in the first embodiment, and FIG. 3 is a preform 30 (see FIG. 1) after the laminated woven fabric 10 is cut. It is explanatory drawing which shows the process in which is cut out. FIG. 3A shows the state of the laminated woven fabric 10 at the time of starting cutting, and FIGS. 3B and 3C show the state of the laminated woven fabric 10 at the time of cutting. Is shown. 2 and 3 (c) show states at the same time point.

切断装置60は、図示しないレーザ光源と、ガルバノスキャナ100と、X−Y方向に移動可能なテーブル210と、テーブル210上に固定され積層織布10が配置される受治具220と、を有している。第1実施形態においては、レーザ光源として、シングルモードファイバレーザを用いており、レーザビームLBとして、シングルモードファイバレーザをパルス発振させることにより射出されるパルスビームを用いている。受治具220は、積層織布10を切断する際に発生する熱がテーブル210に伝達されるのを抑制する。これにより、積層織布10からの熱の散逸による切断不良の発生と、散逸した熱によるテーブル210の損傷とが抑制される。なお、第1実施形態では、ガルバノスキャナ100と、積層織布10との位置関係を固定している。そのため、第1実施形態においては、X−Y方向に移動可能なテーブル210に換えて、X方向およびY方向の少なくとも一方向が固定されたテーブルを用いても良い。   The cutting device 60 includes a laser light source (not shown), a galvano scanner 100, a table 210 that can be moved in the XY direction, and a receiving jig 220 that is fixed on the table 210 and on which the laminated woven fabric 10 is disposed. doing. In the first embodiment, a single mode fiber laser is used as the laser light source, and a pulse beam emitted by oscillating the single mode fiber laser is used as the laser beam LB. The receiving jig 220 suppresses the heat generated when the laminated woven fabric 10 is cut from being transmitted to the table 210. Thereby, generation | occurrence | production of the cutting failure by the dissipation of the heat | fever from the laminated woven fabric 10 and the damage of the table 210 by the dissipated heat are suppressed. In the first embodiment, the positional relationship between the galvano scanner 100 and the laminated woven fabric 10 is fixed. Therefore, in the first embodiment, a table in which at least one of the X direction and the Y direction is fixed may be used instead of the table 210 movable in the XY direction.

ガルバノスキャナ100は、2つのガルバノミラー110,120と、f−θレンズ130と、を有している。ガルバノミラー110,120は、ミラー112,122と、ホルダ114,124と、シャフト116,126と、図示しない駆動部と、をそれぞれ有している。駆動部は、シャフト116,126をその軸(一点鎖線で示す)を中心として回転させる。シャフト116,126が回転することにより、ホルダ114,124を介してシャフト116,126に取り付けられたミラー112,122の反射面118,128の向きが変化する。このように、反射面118,128の向きを変えることにより、ガルバノスキャナ100に入射したレーザビームLBの方向が動的に変更(走査)される。2つのガルバノミラー110,120により走査されたレーザビームLBは、f−θレンズ130により、積層織布10上で収束され、レーザビームLBの微小なスポットSPが形成される。   The galvano scanner 100 includes two galvanometer mirrors 110 and 120 and an f-θ lens 130. The galvanometer mirrors 110 and 120 have mirrors 112 and 122, holders 114 and 124, shafts 116 and 126, and a drive unit (not shown), respectively. The drive unit rotates the shafts 116 and 126 around their axes (indicated by a one-dot chain line). As the shafts 116 and 126 rotate, the directions of the reflecting surfaces 118 and 128 of the mirrors 112 and 122 attached to the shafts 116 and 126 via the holders 114 and 124 change. Thus, by changing the direction of the reflecting surfaces 118 and 128, the direction of the laser beam LB incident on the galvano scanner 100 is dynamically changed (scanned). The laser beam LB scanned by the two galvanometer mirrors 110 and 120 is converged on the laminated woven fabric 10 by the f-θ lens 130, and a minute spot SP of the laser beam LB is formed.

切断の開始時点において、レーザ光源からレーザビームLBの射出が開始されると、図3(a)に示すように、積層織布10上にレーザビームLBのスポットSPが形成される。レーザビームLBが照射されているスポットSPは、ガルバノミラー110,120(図2)を駆動制御してレーザビームLBを走査することにより、矢印に示すように、破線で示す目標とする切断線(目標切断線)22に沿って移動する。レーザビームLBが照射されているスポットSPが移動することにより、目標切断線22の各点にはレーザビームLBが照射され、結果として目標切断線20の全体にレーザビームLBが照射されることになる。なお、以上の説明から明らかなように、スポットSPの移動方向は、目標切断線22に沿った方向であるので、切断方向ともいうことができる。   When the emission of the laser beam LB from the laser light source is started at the start of cutting, a spot SP of the laser beam LB is formed on the laminated woven fabric 10 as shown in FIG. The spot SP irradiated with the laser beam LB scans the laser beam LB by driving and controlling the galvanometer mirrors 110 and 120 (FIG. 2), so that a target cutting line (shown by a broken line) ( It moves along the target cutting line 22). By moving the spot SP irradiated with the laser beam LB, each point of the target cutting line 22 is irradiated with the laser beam LB, and as a result, the entire target cutting line 20 is irradiated with the laser beam LB. Become. As is clear from the above description, the moving direction of the spot SP is a direction along the target cutting line 22 and can also be referred to as a cutting direction.

図3(b)は、スポットSPを目標切断線22に沿って移動させることにより、スポットSPが切断の開始時点(図3(a))の位置に回帰してきた状態を示している。第1実施形態においては、1回のレーザビームLBの照射では積層織布10が完全に切断されないように、レーザビームLBの出力(レーザ光源の出力)および走査速度(スポットSPの移動速度)を調整している。そのため、図3(b)に示す時点において、スポットSPが移動した経路24は、積層織布10が完全に切断されていない半切断状態となっている。なお、このようにスポットSPの移動経路24は、半切断状態の線状領域となるので、以下では、半切断線24と呼ぶ。   FIG. 3B shows a state in which the spot SP has returned to the position of the cutting start point (FIG. 3A) by moving the spot SP along the target cutting line 22. In the first embodiment, the output of the laser beam LB (output of the laser light source) and the scanning speed (moving speed of the spot SP) are set so that the laminated woven fabric 10 is not completely cut by one irradiation of the laser beam LB. It is adjusted. Therefore, at the time shown in FIG. 3B, the path 24 along which the spot SP has moved is in a semi-cut state where the laminated woven fabric 10 is not cut completely. Since the moving path 24 of the spot SP is a linear region in a semi-cut state as described above, it is hereinafter referred to as a semi-cut line 24.

図3(b)に示すように、スポットSPが切断の開始時点(図3(a))の位置に回帰してきた後、さらにスポットSPを半切断線24に沿って移動させる。これにより、図3(c)に示す時点において、スポットSPが移動した経路26では、半切断線24において半切断状態となっていた積層織布10は、完全に切断される。なお、半切断線24に沿って移動したスポットSPの経路26は、積層織布10が完全に切断された線状領域となるので、以下では、全切断線26と呼ぶ。スポットSPが、再度、切断の開始時点(図3(a))におけるスポットSPの位置に回帰すると、全切断線26が閉じて、全切断線26の内外で積層織布10が分離され、円形のプリフォーム30(図1(a))が切り出される。なお、図3から明らかなように、目標切断線22、半切断線24および全切断線26は、いずれも同一の線状領域となるので、これらを切断線20と総称する。   As shown in FIG. 3B, after the spot SP has returned to the position of the cutting start point (FIG. 3A), the spot SP is further moved along the semi-cut line 24. Thereby, at the time point shown in FIG. 3C, in the path 26 along which the spot SP has moved, the laminated woven fabric 10 that has been in the semi-cut state along the semi-cut line 24 is completely cut. In addition, since the path 26 of the spot SP that has moved along the half-cut line 24 becomes a linear region in which the laminated woven fabric 10 is completely cut, it is hereinafter referred to as a full cut line 26. When the spot SP returns again to the position of the spot SP at the starting point of cutting (FIG. 3A), the entire cutting line 26 is closed, and the laminated woven fabric 10 is separated inside and outside of the entire cutting line 26, and is circular. The preform 30 (FIG. 1A) is cut out. As is clear from FIG. 3, the target cutting line 22, the half cutting line 24, and the entire cutting line 26 are all the same linear region, and are therefore collectively referred to as the cutting line 20.

図3の例では、スポットSPを切断線20に沿って2回移動させること、すなわち、レーザビームLBを2回照射することにより、積層織布10を完全に切断しているが、一般的には、レーザビームLBを切断線20に沿って複数回照射することにより、積層織布10を完全に切断すれば良い。このように、レーザビームLBを複数回照射して積層織布10を切断することにより、照射1回あたりのレーザビームLBの照射位置(スポットSPの位置)への熱の流入量を抑制することができるので、プリフォーム30に対する熱の影響を低減することができる。   In the example of FIG. 3, the laminated woven fabric 10 is completely cut by moving the spot SP twice along the cutting line 20, that is, by irradiating the laser beam LB twice. In this case, the laminated woven fabric 10 may be completely cut by irradiating the laser beam LB a plurality of times along the cutting line 20. Thus, by cutting the laminated woven fabric 10 by irradiating the laser beam LB a plurality of times, the amount of heat flowing into the irradiation position (the position of the spot SP) of the laser beam LB per irradiation is suppressed. Therefore, the influence of heat on the preform 30 can be reduced.

なお、第1実施形態では、レーザビームLBの走査(すなわち、スポットSPの移動)に、ガルバノスキャナ100を用いている。これにより、スポットSPの径(10〜100μm)に対して十分に高い精度でスポットSPの位置を調整することが可能となっている。但し、ガルバノスキャナ100と同等以上の精度でスポットSPの位置を調整可能であれば、他の走査装置を用いることも可能である。このような走査装置としては、例えば、音響光学素子を使用した走査装置を用いることができる。但し、走査範囲を広くし、より大きなプリフォーム30を得ることが容易である点で、ガルバノスキャナを用いるのが好ましい。   In the first embodiment, the galvano scanner 100 is used for scanning with the laser beam LB (that is, movement of the spot SP). Thereby, the position of the spot SP can be adjusted with sufficiently high accuracy with respect to the diameter (10 to 100 μm) of the spot SP. However, if the position of the spot SP can be adjusted with an accuracy equal to or higher than that of the galvano scanner 100, other scanning devices can be used. As such a scanning device, for example, a scanning device using an acousto-optic element can be used. However, it is preferable to use a galvano scanner because it is easy to widen the scanning range and obtain a larger preform 30.

また、第1実施形態では、レーザビームLBを走査して積層織布10上のスポットSPを移動させているが、スポットSPの位置を十分に高い精度で調整可能であれば、レーザビームLBを走査することなく、機械的にスポットSPを移動させるものとしても良い。この場合、テーブル210を移動させてもよく、積層織布10にレーザビームLBを直接照射する照射ヘッドを移動させても良い。但し、スポットSPの移動速度をより速くすることができるので、レーザビームLBの出力をより高くして、積層織布10の切断に要する時間を短縮することが可能である点で、レーザビームLBを走査するのが好ましい。また、一般的に、レーザビームLBを切断対象に直接照射する照射ヘッドにおいてレーザビームLBを収束させるレンズ(収束レンズ)の焦点距離は、走査装置の収束レンズの焦点距離よりも短い。このように、収束レンズの焦点距離が短くなると、Z方向の位置が変化した際のスポットSPの径の変化量が大きくなる。そのため、スポットSPの径の変化を抑制することができる点で、レーザビームLBの走査によりスポットSPの移動を行うのがより好ましい。   In the first embodiment, the spot SP on the laminated woven fabric 10 is moved by scanning the laser beam LB. However, if the position of the spot SP can be adjusted with sufficiently high accuracy, the laser beam LB is used. The spot SP may be moved mechanically without scanning. In this case, the table 210 may be moved, or an irradiation head that directly irradiates the laminated woven fabric 10 with the laser beam LB may be moved. However, since the moving speed of the spot SP can be further increased, the laser beam LB can be shortened by increasing the output of the laser beam LB and shortening the time required for cutting the laminated woven fabric 10. Are preferably scanned. In general, the focal length of the lens (converging lens) that converges the laser beam LB in the irradiation head that directly irradiates the cutting target with the laser beam LB is shorter than the focal length of the converging lens of the scanning device. Thus, when the focal length of the converging lens is shortened, the amount of change in the diameter of the spot SP when the position in the Z direction changes increases. Therefore, it is more preferable to move the spot SP by scanning with the laser beam LB in that the change in the diameter of the spot SP can be suppressed.

第1実施形態では、レーザ光源として、シングルモードファイバレーザを用いているが、マルチモードファイバレーザを用いることも可能である。但し、シングルモードファイバレーザを用いる方が、レーザビームLBをより細く絞ることができる点で、マルチモードファイバレーザを用いるよりも好ましい。さらに、レーザ光源としては、ファイバレーザのほか、COレーザ、YAGレーザ等の高出力のレーザビームLBを射出可能な種々のレーザ光源を使用することができる。なお、ファイバレーザは、他のレーザ光源よりも射出されるレーザビームを光ファイバ内に通すことが容易であり、光学系の取り回しが容易となる。そのため、機械的にスポットSPを移動させる場合には、ファイバレーザを用いるのが好ましい。 In the first embodiment, a single mode fiber laser is used as the laser light source, but a multimode fiber laser can also be used. However, the use of a single mode fiber laser is preferable to the use of a multimode fiber laser in that the laser beam LB can be narrowed more narrowly. Further, as the laser light source, various laser light sources capable of emitting a high-power laser beam LB such as a CO 2 laser and a YAG laser can be used in addition to the fiber laser. In the fiber laser, a laser beam emitted from another laser light source can be easily passed through the optical fiber, and the optical system can be easily handled. Therefore, when the spot SP is mechanically moved, it is preferable to use a fiber laser.

ファイバレーザ以外のレーザ光源では、積層織布10の熱吸収率が高い波長(約10μm)のレーザビームLBを射出可能なCOレーザを用いるのが好ましい。より好適には、レーザビームLBを細く絞ることで切断速度を速くすることができる、シングルモードでパルス発振が可能なCOレーザが使用される。このような、COレーザでは、パルス発振させることによりシングルモードで焦点のビーム径の小さなレーザビームLBが射出される。但し、一般的に、シングルモードでパルス発振が可能なCOレーザは、射出されるレーザビームLBの出力に限界があるため、厚肉(例えば、厚さが4mm以上)の積層織布10を切断するのは必ずしも容易ではない。そのため、シングルモードでパルス発振が可能なCOレーザは、薄肉(例えば、厚さが4mm未満)の積層織布10を高速切断するために用いるのが好ましい。 In a laser light source other than the fiber laser, it is preferable to use a CO 2 laser capable of emitting a laser beam LB having a wavelength (about 10 μm) at which the heat absorption rate of the laminated woven fabric 10 is high. More preferably, a CO 2 laser capable of pulse oscillation in a single mode, which can increase the cutting speed by narrowing the laser beam LB, is used. In such a CO 2 laser, a laser beam LB having a small focal beam diameter is emitted in a single mode by pulse oscillation. However, in general, a CO 2 laser capable of pulse oscillation in a single mode has a limit in the output of the emitted laser beam LB, and therefore a thick woven fabric 10 (for example, a thickness of 4 mm or more) is used. It is not always easy to cut. Therefore, it is preferable to use a CO 2 laser capable of pulse oscillation in a single mode for high-speed cutting of a thin woven fabric 10 (for example, a thickness of less than 4 mm).

第1実施形態では、レーザビームLBとして、レーザ光源をパルス発振させることにより射出されるパルスビームを用いているが、レーザ光源を連続発振させることにより射出される連続ビームを用いても良い。但し、レーザビームLBの出力を高くしても、レーザビーム照射位置への平均的な熱の流入量が低減され、積層織布10にレーザの熱が与える影響をより効果的に抑制することができる点で、パルスビームを用いるのが好ましい。なお、薄肉(例えば、厚さが4mm未満)の積層織布10を切断する場合には、レーザビームLBの出力を低くすることが可能であるため、連続ビームを用いてもレーザビーム照射位置への平均的な熱の流入量を低減することができる。   In the first embodiment, a pulse beam emitted by oscillating a laser light source is used as the laser beam LB. However, a continuous beam emitted by oscillating the laser light source continuously may be used. However, even if the output of the laser beam LB is increased, the average amount of heat flowing into the laser beam irradiation position is reduced, and the effect of the laser heat on the laminated woven fabric 10 can be more effectively suppressed. In view of this, it is preferable to use a pulse beam. Note that when cutting a thin woven fabric 10 having a thickness of less than 4 mm (for example, less than 4 mm), the output of the laser beam LB can be lowered. The average amount of heat inflow can be reduced.

A3.第1実施形態の実施例:
[試験片の準備]
第1実施形態の切断方法により切断した積層織布の状態を評価するため、切断対象の積層織布10(図1(a))に相当する試験片を準備した。具体的には、まず、積層織布(試験片)を構成する炭素繊維織布として、12000本の長い炭素繊維のフィラメントを束ねた糸を平織に織り上げた炭素繊維織布を準備した。準備した炭素繊維織布は、厚さが0.22mmで、重量が210g/mであった。次いで、準備した炭素繊維織布を複数枚積層して、試験片を得た。炭素繊維織布の積層枚数は、8枚および16枚とした。なお、以下では、炭素繊維織布の積層枚数を明示する場合、積層枚数が8枚の試験片を「8プライの試験片」と呼び、積層枚数が16枚の試験片を「16プライの試験片」と呼ぶ。
A3. Example of the first embodiment:
[Preparation of specimen]
In order to evaluate the state of the laminated woven fabric cut by the cutting method of the first embodiment, a test piece corresponding to the laminated woven fabric 10 to be cut (FIG. 1A) was prepared. Specifically, first, as a carbon fiber woven fabric constituting a laminated woven fabric (test piece), a carbon fiber woven fabric was prepared by weaving a yarn in which 12,000 long carbon fiber filaments were bundled into a plain weave. The prepared carbon fiber woven fabric had a thickness of 0.22 mm and a weight of 210 g / m 2 . Next, a plurality of prepared carbon fiber woven fabrics were laminated to obtain a test piece. The number of laminated carbon fiber woven fabrics was 8 and 16. In the following, when clearly indicating the number of laminated carbon fiber woven fabrics, a test piece with 8 laminated sheets is called an “8-ply test piece”, and a test piece with 16 laminated sheets is called a “16-ply test”. It is called a piece.

[レーザビームの照射回数と積層織布の切断状況]
レーザビームの照射回数と、積層織布の切断状況との関係を評価した。照射回数と切断状況との関係の評価は、16プライの試験片に、予め設定した回数だけレーザビームを直線状に照射し、レーザビーム照射後の試験片の外観を観察することによって行った。レーザ光源としては、シングルモードファイバレーザを用い、1500Hzのパルス周波数でパルス発振させた。また、レーザビームの出力は500Wとし、スポットの移動速度(レーザビームの走査速度)は750mm/minとした。
[Number of laser beam irradiation and cutting of laminated fabric]
The relationship between the number of times of laser beam irradiation and the cutting state of the laminated woven fabric was evaluated. Evaluation of the relationship between the number of irradiations and the cutting state was performed by irradiating a 16-ply test piece with a laser beam in a straight line for a preset number of times and observing the appearance of the test piece after laser beam irradiation. A single mode fiber laser was used as the laser light source, and pulse oscillation was performed at a pulse frequency of 1500 Hz. The laser beam output was 500 W, and the spot moving speed (laser beam scanning speed) was 750 mm / min.

図4は、試験片にレーザビームを照射した際の切断状況を示す写真である。図4(a)ないし図4(c)は、それぞれ、レーザビームを1回ないし3回照射したときの試験片の側面外観を示す写真である。図4(a)ないし図4(c)において、矢印は、レーザビームの照射位置、すなわち、切断線(切断部)の位置を示している。   FIG. 4 is a photograph showing a cutting state when a test piece is irradiated with a laser beam. 4 (a) to 4 (c) are photographs showing the side appearance of the test piece when the laser beam is irradiated once to three times, respectively. In FIG. 4A to FIG. 4C, the arrows indicate the irradiation position of the laser beam, that is, the position of the cutting line (cutting portion).

図4(a)に示すように、レーザビームを1回照射した試験片では、レーザビームの照射面(以下、単に「照射面」とも呼ぶ)側の表層部分のみしか切断されていなかった。また、図4(b)に示すように、レーザビームを2回照射した試験片においても、切断された領域は深くなったものの、試験片は完全には切断されなかった。一方、レーザビームを3回照射した試験片では、図4(c)に示すように、試験片は完全に切断された。なお、図4(a)ないし図4(c)では、矢印で示す切断部が毛羽立っているようにみえるが、この毛羽立ちは、側面の外観を観察した際に発生したものであり、切断したままの状態では、切断部に繊維の乱れは生じなかった。   As shown in FIG. 4A, in the test piece irradiated with the laser beam once, only the surface layer portion on the laser beam irradiation surface (hereinafter, also simply referred to as “irradiation surface”) side was cut. Further, as shown in FIG. 4B, even in the test piece irradiated with the laser beam twice, the cut area became deep, but the test piece was not completely cut. On the other hand, in the test piece irradiated with the laser beam three times, as shown in FIG. 4C, the test piece was completely cut. In FIGS. 4 (a) to 4 (c), the cut portion indicated by the arrow appears to be fluffy, but this fluff is generated when the appearance of the side is observed and remains cut. In this state, the fiber was not disturbed at the cut portion.

[切断部の形態評価]
レーザビームを複数回照射して積層織布を切断した際の、切断部の形態を評価した。評価は、8プライの試験片に2回レーザビームを照射して試験片を切断した後、照射面と、切断部の断面(切断面)との外観を観察することにより行った。レーザ光源の種類とその発振条件、レーザビームの出力、および、レーザビームの走査速度は、照射回数と切断状況との関係を評価した際と同じである。
[Evaluation of cut shape]
The form of the cut portion when the laminated woven fabric was cut by irradiating the laser beam multiple times was evaluated. The evaluation was performed by irradiating the 8-ply test piece twice with the laser beam and cutting the test piece, and then observing the appearance of the irradiated surface and the cross section (cut surface) of the cut portion. The type of laser light source and its oscillation conditions, the output of the laser beam, and the scanning speed of the laser beam are the same as when the relationship between the number of irradiations and the cutting state was evaluated.

図5は、レーザビームを複数回照射して切断した際の切断部の外観を示す写真である。図5(a)および図5(b)は、それぞれ、照射面の外観、および、切断面の外観を示している。図5(a)から分かるように、切断部に繊維の乱れは生じなかった。また、試験片には、2回レーザビームを照射しているものの、切断幅の拡がりは見られず、ガルバノスキャナ100(図2)によるレーザビームLBの走査精度は、十分に高いことが確認できた。さらに、図5(b)に示すように、切断面では炭素繊維が密集し、切断部に繊維の乱れが生じていないことが確認できた。   FIG. 5 is a photograph showing the appearance of the cut part when it is cut by irradiating a laser beam a plurality of times. FIG. 5A and FIG. 5B show the appearance of the irradiated surface and the appearance of the cut surface, respectively. As can be seen from FIG. 5A, no fiber disturbance occurred at the cut portion. Further, although the test piece was irradiated with the laser beam twice, the cutting width was not widened, and it was confirmed that the scanning accuracy of the laser beam LB by the galvano scanner 100 (FIG. 2) was sufficiently high. It was. Furthermore, as shown in FIG.5 (b), it has confirmed that carbon fiber was crowded in the cut surface and the disorder of the fiber did not arise in the cut part.

[熱の影響の評価]
レーザビームを照射して切断した際の、積層織布に与えられる熱の影響を評価した。評価は、8プライの試験片を用いて、比較例としてレーザビームを1回照射して試験片を切断した場合と、実施例としてレーザビームを2回照射して試験片を切断した場合とで、切断部付近の照射面に現れる外観の変化を観察することにより行った。レーザ光源の種類とその発振条件、および、レーザビームの出力は、照射回数と切断状況との関係を評価した際と同一とした。レーザビームの走査速度は、レーザビームを1回照射して切断した際には、1回の照射で試験片が完全に切断できるように、400mm/minとした。一方、レーザビームを2回照射して切断した際には、照射回数と切断状況との関係を評価した際と同じ750mm/minとした。
[Evaluation of heat effects]
The influence of heat applied to the laminated woven fabric when it was cut by irradiation with a laser beam was evaluated. The evaluation is based on the case where the test piece is cut by irradiating the laser beam once as a comparative example using the 8-ply test piece, and the case where the test piece is cut by irradiating the laser beam twice as an example. This was done by observing changes in the appearance appearing on the irradiated surface near the cut portion. The type of laser light source, its oscillation conditions, and the output of the laser beam were the same as when the relationship between the number of irradiations and the cutting situation was evaluated. The scanning speed of the laser beam was set to 400 mm / min so that the test piece could be completely cut by one irradiation when the laser beam was irradiated and cut once. On the other hand, when the laser beam was irradiated twice for cutting, it was set to 750 mm / min, which was the same as when the relationship between the number of times of irradiation and the cutting state was evaluated.

図6は、レーザビームの照射回数を変えて試験片を切断した際の切断部付近の外観を示す写真である。図6(a)および図6(b)は、それぞれ、レーザビームを1回照射して切断した試験片(比較例)と、レーザビームを2回照射して切断した試験片(実施例)との切断部付近の照射面の外観を示している。図6(a)および図6(b)から分かるように、切断部の近傍で変色が見られる領域の拡がりは、レーザビームを1回照射して切断した比較例よりも、レーザビームを2回照射して切断した実施例の方が狭くなった。このことから、レーザビームを複数回照射して積層織布を切断することにより、プリフォームに対する熱の影響が低減されることを確認できた。   FIG. 6 is a photograph showing the appearance of the vicinity of the cut portion when the test piece is cut while changing the number of times of irradiation with the laser beam. FIG. 6A and FIG. 6B respectively show a test piece (Comparative Example) cut by irradiating the laser beam once and a test piece (Example) cut by irradiating the laser beam twice. The appearance of the irradiated surface in the vicinity of the cut portion is shown. As can be seen from FIG. 6A and FIG. 6B, the expansion of the region where discoloration is observed in the vicinity of the cut portion is more twice than the comparative example in which the laser beam is irradiated once and cut. The example cut by irradiation was narrower. From this, it was confirmed that the influence of heat on the preform was reduced by irradiating the laser beam a plurality of times to cut the laminated woven fabric.

[レーザビームの複数回照射によるプリフォームの形成]
16プライの試験片にレーザビームを複数回照射することにより、プリフォームが形成できることを確認した。具体的には、直径が30mmの円形の切断線に沿って、レーザビームを3回照射し、試験片を円形に切断した。レーザ光源の種類とその発振条件、および、レーザビームの出力と走査速度は、照射回数と切断状況との関係を評価した際と同じである。
[Preform formation by multiple laser beam irradiation]
It was confirmed that a preform could be formed by irradiating a 16-ply test piece with a laser beam multiple times. Specifically, the test piece was cut into a circular shape by irradiating a laser beam three times along a circular cutting line having a diameter of 30 mm. The type of laser light source and its oscillation conditions, and the output and scanning speed of the laser beam are the same as when the relationship between the number of irradiations and the cutting state is evaluated.

図7は、円形に切断した際の試験片の外観を示す写真である。図7(a)は、切断線の外側の外観を示し、図7(b)は、切断線の内側の外観を示している。図7(a)および図7(b)から分かるように、切断線の内外のいずれにおいても、切断部の形態は良好な状態であることが確認できた。また、ガルバノスキャナ100(図2)でレーザビームを走査することにより、高い寸法精度で積層織布を切断することが可能であることが確認できた。   FIG. 7 is a photograph showing the appearance of the test piece when cut into a circle. FIG. 7A shows the outer appearance of the cutting line, and FIG. 7B shows the outer appearance of the cutting line. As can be seen from FIG. 7A and FIG. 7B, it was confirmed that the shape of the cut portion was in a good state both inside and outside the cutting line. It was also confirmed that the laminated woven fabric can be cut with high dimensional accuracy by scanning the laser beam with the galvano scanner 100 (FIG. 2).

このように、レーザビームを複数回照射して積層織布を切断することにより、切断対象の積層織布に対する熱の影響と、切断部の繊維の乱れを抑制としつつ、高い寸法精度で積層織布を切断することが可能であることが確認できた。また、ガルバノミラーを用いて、十分に高い精度でレーザビームを走査することにより、切断幅の拡がりを抑制することが可能であることが確認できた。   As described above, by cutting the laminated woven fabric by irradiating the laser beam a plurality of times, the laminated woven fabric can be obtained with high dimensional accuracy while suppressing the influence of heat on the laminated woven fabric to be cut and the disturbance of the fibers in the cut portion. It was confirmed that the cloth could be cut. In addition, it was confirmed that the spread of the cutting width can be suppressed by scanning the laser beam with sufficiently high accuracy using a galvanometer mirror.

B1.炭素繊維織布の切断:
図8は、第2実施形態において、第1実施形態と同一の切断装置60により積層織布10を切断する様子を示す説明図である。第2実施形態は、切断線20aの形状が異なっている点と、テーブル210を移動させている点と、ガルバノスキャナ100によるレーザビームLBの走査態様が異なっている点とで、第1実施形態と異なっている。他の点は、第1実施形態と同じである。なお、図8では、図示の便宜上、閉じた切断線20aの一部分のみを図示している。
B1. Cutting carbon fiber woven fabric:
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which the laminated woven fabric 10 is cut by the same cutting device 60 as in the first embodiment in the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the shape of the cutting line 20a is different, the point in which the table 210 is moved, and the scanning mode of the laser beam LB by the galvano scanner 100 is different. Is different. Other points are the same as in the first embodiment. In FIG. 8, for convenience of illustration, only a part of the closed cutting line 20a is illustrated.

第2実施形態では、ガルバノスキャナ100のシャフト116,126を駆動制御してミラー112,122の少なくとも一方を回転振動させている。これにより、レーザビームLBの照射位置であるスポット(図示しない)は、切断線20a上の切断点CPを中心とし、切断線20aの接線方向(切断方向)に伸びる直線領域内で往復振動(往復移動)する。スポットを直線領域(以下、「往復領域」とも呼ぶ)内で往復振動させると、切断点CPの近傍ではレーザビームLBが複数回照射されるので、積層織布10が完全に切断される。そして、切断点CPが目標切断線22aに沿って移動するようにテーブル210を移動させると、切断点CPの移動した経路では、積層織布10が完全に切断されるので、全切断線26aが形成される。なお、第2実施形態では、スポットを直線状の往復領域内で往復振動させているが、往復領域は、切断点CPを含む線状領域であれば、直線状でなくとも良い。例えば、切断点CP近傍における切断線20aの一部分を往復領域とすることも可能である。また、切断点CPは、往復領域内に位置していればよく、必ずしも往復領域の中間点である必要はない。   In the second embodiment, the shafts 116 and 126 of the galvano scanner 100 are driven and controlled, and at least one of the mirrors 112 and 122 is rotationally oscillated. As a result, a spot (not shown) that is the irradiation position of the laser beam LB is reciprocally oscillated (reciprocated) in a linear region that extends in the tangential direction (cutting direction) of the cutting line 20a around the cutting point CP on the cutting line 20a. Moving. When the spot is reciprocally oscillated within a linear region (hereinafter also referred to as “reciprocating region”), the laser beam LB is irradiated a plurality of times in the vicinity of the cutting point CP, so that the laminated woven fabric 10 is completely cut. When the table 210 is moved so that the cutting point CP moves along the target cutting line 22a, the laminated woven fabric 10 is completely cut in the path along which the cutting point CP has moved. It is formed. In the second embodiment, the spot is oscillated back and forth within the linear reciprocating region. However, the reciprocating region may not be linear as long as it is a linear region including the cutting point CP. For example, a part of the cutting line 20a in the vicinity of the cutting point CP can be a reciprocating region. Further, the cutting point CP only needs to be located in the reciprocating area, and does not necessarily need to be an intermediate point of the reciprocating area.

第2実施形態では、往復領域内におけるスポットをガルバノスキャナ100により往復振動させている。そのため、往復振動の半周期分だけレーザビームLBを照射した場合、すなわち、レーザビームLBを1回照射した場合に、積層織布10が切断されない程度までスポットの移動速度を速くすることができる。このように、1回のレーザビームLBの照射では積層織布10が切断されない程度までスポットの移動速度を速くすることにより、スポットSPの位置、すなわち、レーザビームLBの照射位置への熱の流入量を抑制することができるので、プリフォームへの熱の影響を低減することができる。   In the second embodiment, the spot in the reciprocating region is reciprocally oscillated by the galvano scanner 100. Therefore, when the laser beam LB is irradiated for the half cycle of the reciprocating vibration, that is, when the laser beam LB is irradiated once, the moving speed of the spot can be increased to the extent that the laminated woven fabric 10 is not cut. In this way, by increasing the moving speed of the spot to such an extent that the laminated woven fabric 10 is not cut by one irradiation of the laser beam LB, heat flows into the position of the spot SP, that is, the irradiation position of the laser beam LB. Since the amount can be suppressed, the influence of heat on the preform can be reduced.

このように、第2実施形態においても、レーザビームLBを複数回照射して積層織布10を切断している。そのため、レーザビームLBの照射位置への熱の流入量を抑制することができるので、プリフォームに対する熱の影響を低減することができる。また、第2実施形態においても、レーザビームLBにより積層織布10を切断しているので、高い寸法精度で積層織布10を切断することが可能となる。   Thus, also in the second embodiment, the laminated woven fabric 10 is cut by irradiating the laser beam LB a plurality of times. Therefore, since the amount of heat flowing into the irradiation position of the laser beam LB can be suppressed, the influence of heat on the preform can be reduced. Also in the second embodiment, since the laminated woven fabric 10 is cut by the laser beam LB, the laminated woven fabric 10 can be cut with high dimensional accuracy.

第2実施形態では、切断点CPを、テーブル210を移動させることにより移動させている。一般に、テーブル210等の機械的移動装置の移動範囲は、ガルバノスキャナ100等の走査装置によるレーザビームLBの走査範囲よりも広い。そのため、第2実施形態は、より広い範囲にレーザビームLBを照射して、より大きなプリフォームを切り出すことができる点で第1実施形態よりも好ましい。一方、第1実施形態は、ガルバノスキャナ100によるレーザビームLBの走査のみでプリフォームを切り出すことができるので、制御がより容易となる点で、第2実施形態よりも好ましい。   In the second embodiment, the cutting point CP is moved by moving the table 210. In general, the moving range of the mechanical moving device such as the table 210 is wider than the scanning range of the laser beam LB by the scanning device such as the galvano scanner 100. Therefore, the second embodiment is preferable to the first embodiment in that a larger preform can be cut out by irradiating the laser beam LB over a wider range. On the other hand, the first embodiment is preferable to the second embodiment in that the preform can be cut out only by the scanning of the laser beam LB by the galvano scanner 100, so that the control becomes easier.

なお、第2実施形態においても、ガルバノスキャナ100に換えて、音響光学素子を使用した走査装置等の種々の走査装置を用いてレーザビームLBを走査しても良い。但し、ガルバノスキャナ100は、その構造部の構造上、所定の方向(原点方向)を中心として往復走査することが容易にできる。そのため、レーザビームLBの走査は、ガルバノスキャナ100を用いて行うのが好ましい。また、第2実施形態では、切断点CPを移動させるためにテーブル210を移動させているが、テーブル210を移動させる代わりに、ガルバノスキャナ100を移動させるものとしても良い。   Also in the second embodiment, the laser beam LB may be scanned using various scanning devices such as a scanning device using an acousto-optic element instead of the galvano scanner 100. However, the galvano scanner 100 can easily perform reciprocating scanning around a predetermined direction (origin direction) due to the structure of the structure portion. Therefore, scanning with the laser beam LB is preferably performed using the galvano scanner 100. In the second embodiment, the table 210 is moved to move the cutting point CP. However, instead of moving the table 210, the galvano scanner 100 may be moved.

B2.第2実施形態の実施例:
[切断した積層織布の状態評価]
第2実施形態の切断方法で切断した積層織布の状態を評価した。評価では、第1実施形態の実施例と同様にして準備した8プライの試験片(積層織布)を、直線状に切断した。レーザビームLB(図8)の光源としては、連続発振するCOレーザを用い、レーザビームLBの出力を250Wに調整した。そして、試験片を5mm/sで一方向に移動させるとともに、ガルバノスキャナ100により、レーザビームLBのスポットを試験片の移動方向に沿って振幅10mm、振動数1Hzで往復振動させた。また、比較のため、スポットを往復振動させずに試験片を切断した。
B2. Example of the second embodiment:
[State evaluation of cut laminated woven fabric]
The state of the laminated woven fabric cut by the cutting method of the second embodiment was evaluated. In the evaluation, an 8-ply test piece (laminated woven fabric) prepared in the same manner as in the example of the first embodiment was cut linearly. As a light source of the laser beam LB (FIG. 8), a continuously oscillating CO 2 laser was used, and the output of the laser beam LB was adjusted to 250 W. Then, the test piece was moved in one direction at 5 mm / s, and the spot of the laser beam LB was reciprocally oscillated with an amplitude of 10 mm and a vibration frequency of 1 Hz along the moving direction of the test piece by the galvano scanner 100. For comparison, the test piece was cut without reciprocating the spot.

図9は、連続発振するCOレーザを用いて切断した試験片の外観を示す写真である。図9(a)は、切断部近傍における照射面の外観を示している。図9(b)および図9(c)は、それぞれ、スポットを往復振動させなかった場合(振動無)と、スポットを往復振動させた場合(振動有)とにおける切断部の側面の外観を示している。図9(a)から分かるように、切断部の近傍で変色が見られる領域の拡がりは、スポットを往復振動させなかった場合よりも、スポットを往復振動させた場合の方が狭くなった。このことから、スポットを往復振動させることにより、プリフォームに対する熱の影響が低減されることが確認できた。また、図9(b)および図9(c)から分かるように、スポットを往復振動させた場合においても、スポットを往復振動させなかった場合と同様に、完全に試験片を切断できることが確認できた。 FIG. 9 is a photograph showing the appearance of a test piece cut using a continuously oscillating CO 2 laser. FIG. 9A shows the appearance of the irradiated surface in the vicinity of the cut portion. FIG. 9B and FIG. 9C show the appearance of the side surface of the cut portion when the spot is not reciprocally vibrated (without vibration) and when the spot is reciprocally vibrated (with vibration), respectively. ing. As can be seen from FIG. 9 (a), the expansion of the area where discoloration is observed in the vicinity of the cut portion is narrower when the spot is reciprocally oscillated than when the spot is not reciprocally oscillated. From this, it was confirmed that the influence of heat on the preform is reduced by reciprocating the spot. Further, as can be seen from FIGS. 9B and 9C, it can be confirmed that even when the spot is reciprocally vibrated, the test piece can be completely cut as in the case where the spot is not reciprocally vibrated. It was.

図10は、パルス発振するCOレーザを用いて切断した試験片の外観を示す写真である。図10(a)は、切断部近傍における照射面の外観を示し、図10(b)は、切断部の側面の外観を示している。図10に示す試験片の切断条件は、COレーザをパルス発振させている点と、レーザビームの出力を500Wとした点で、図9に示す試験片の切断条件と異なっている。他の点は、図9に示す試験片の切断条件と同じである。なお、COレーザのパルス発振条件は、パルス周波数を1500Hzとし、パルス幅を0.2μsとした。 FIG. 10 is a photograph showing the appearance of a test piece cut using a pulsed CO 2 laser. FIG. 10A shows the appearance of the irradiation surface in the vicinity of the cutting portion, and FIG. 10B shows the appearance of the side surface of the cutting portion. The test piece cutting conditions shown in FIG. 10 differ from the test piece cutting conditions shown in FIG. 9 in that the CO 2 laser is oscillated and the laser beam output is 500 W. The other points are the same as the cutting conditions of the test piece shown in FIG. Note that the pulse oscillation conditions of the CO 2 laser were a pulse frequency of 1500 Hz and a pulse width of 0.2 μs.

図10(a)から分かるように、切断部の近傍で変色が見られる領域の拡がりは、スポットを往復振動させなかった場合よりも、スポットを往復振動させた場合の方が狭くなった。このことから、スポットを往復振動させることにより、プリフォームに対する熱の影響を低減されることが確認できた。また、往復振動の有無にかかわらず、COレーザをパルス発振させることにより、連続発振させた場合よりも、変色領域の拡がりが狭く、プリフォームに対する熱の影響をより低減できることが分かった。これは、レーザビームをパルスとしたために、レーザビームの出力が高いにもかかわらず、平均的な熱の流入量が低減されたためと考えられる。また、図10(b)から分かるように、スポットを往復振動させた場合においても、スポットを往復振動させなかった場合と同様に、完全に試験片を切断できることが確認できた。 As can be seen from FIG. 10 (a), the expansion of the region in which discoloration is observed in the vicinity of the cut portion is narrower when the spot is reciprocally oscillated than when the spot is not reciprocally oscillated. From this, it was confirmed that the influence of heat on the preform can be reduced by reciprocating the spot. Further, it was found that regardless of the presence or absence of reciprocal vibration, the CO 2 laser was oscillated in pulses, so that the discoloration region spread was narrower and the influence of heat on the preform could be reduced more than in the case of continuous oscillation. This is presumably because the average heat inflow was reduced despite the high output of the laser beam because the laser beam was pulsed. Further, as can be seen from FIG. 10B, it was confirmed that even when the spot was reciprocally oscillated, the test piece could be completely cut as in the case where the spot was not reciprocally oscillated.

C1.CFRPの切断:
第3実施形態は、積層織布10(図8)の代わりにCFRPを切断する点で第2実施形態と異なっている。他の点は、第2実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。第3実施形態においても、スポットを往復振動させて、1回のレーザビームLBの照射ではCFRPが切断されない程度までスポットの移動速度を速くすることにより、スポットSPの位置、すなわち、レーザビームLBの照射位置への熱の流入量を抑制することができるので、CFRPへの熱の影響を低減することができる。
C1. CFRP cutting:
The third embodiment is different from the second embodiment in that the CFRP is cut instead of the laminated woven fabric 10 (FIG. 8). Since other points are the same as those of the second embodiment, the description thereof is omitted here. Also in the third embodiment, the position of the spot SP, that is, the position of the laser beam LB is increased by reciprocally vibrating the spot and increasing the moving speed of the spot to such an extent that the CFRP is not cut by one irradiation of the laser beam LB. Since the amount of heat flowing into the irradiation position can be suppressed, the influence of heat on the CFRP can be reduced.

また、第3実施形態における切断の対象は、炭素繊維を強化繊維として用い、マトリックス材として熱硬化性樹脂を用いたCFRPに限らず、種々の繊維強化樹脂としても良い。本発明は、例えば、炭素繊維を強化繊維として用い、マトリックス材として熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)、ガラス繊維を強化繊維として用い、マトリックス材として熱硬化性あるいは熱可塑性を用いたガラス繊維強化樹脂、および、アラミド繊維を強化繊維として用い、マトリックス材として熱硬化性あるいは熱可塑性を用いたアラミド繊維強化樹脂の切断に適用することも可能である。   In addition, the object of cutting in the third embodiment is not limited to CFRP using carbon fibers as reinforcing fibers and using a thermosetting resin as a matrix material, and may be various fiber reinforced resins. The present invention uses, for example, carbon fiber as a reinforcing fiber, carbon fiber reinforced thermoplastic resin (CFRTP) using a thermoplastic resin as a matrix material, glass fiber as a reinforcing fiber, and thermosetting or thermoplastic as a matrix material. It is also possible to apply to the cutting of a glass fiber reinforced resin using Aramid fiber and aramid fiber reinforced resin using aramid fiber as a reinforcing fiber and thermosetting or thermoplastic as a matrix material.

C2.第3実施形態の実施例:
[試験片の準備]
第3実施形態の切断方法により切断したCFRPの状態を評価するため、切断対象のCFRPに相当する試験片を準備した。具体的には、まず、厚さが0.2mmの炭素繊維が一方向に配列されたプリプレグを準備した。次いで、準備したプリプレグを、隣接するプリプレグの炭素繊維方向が互いに異なるように8枚積層して、疑似等方的なプリプレグの積層体(プリプレグ積層体)を得た。そして、得られたプリプレグ積層体を、厚さが0.2mmのアルミ板で挟み込むことにより、試験片を得た。
C2. Example of the third embodiment:
[Preparation of specimen]
In order to evaluate the state of CFRP cut by the cutting method of the third embodiment, a test piece corresponding to the CFRP to be cut was prepared. Specifically, first, a prepreg in which carbon fibers having a thickness of 0.2 mm were arranged in one direction was prepared. Next, eight prepared prepregs were laminated so that the carbon fiber directions of adjacent prepregs were different from each other, to obtain a quasi-isotropic prepreg laminate (prepreg laminate). And the test piece was obtained by pinching the obtained prepreg laminated body with the aluminum plate whose thickness is 0.2 mm.

[熱の影響の評価]
レーザビームを照射して切断した際の、熱の影響を評価した。評価は、比較例としてレーザビームをスポットを往復振動させずに切断した場合と、スポットを往復振動させて切断した場合とで、試験片の切断面に現れる外観の変化を観察することにより行った。レーザ光源としては、連続発振するシングルモードファイバレーザを用い、レーザビームの出力を250Wに調整した。そして、試験片を10mm/sで一方向に移動させるとともに、ガルバノスキャナにより、レーザビームのスポットを試験片の移動方向に沿って振幅10mm、振動数1Hzで往復振動させた。また、比較のため、スポットを往復振動させずに試験片を切断した。
[Evaluation of heat effects]
The influence of heat when cutting by irradiating with a laser beam was evaluated. The evaluation was performed by observing changes in appearance appearing on the cut surface of the test piece between the case where the laser beam was cut without reciprocating vibration of the spot and the case where the laser beam was cut by reciprocating vibration as a comparative example. . As the laser light source, a continuous mode single mode fiber laser was used, and the output of the laser beam was adjusted to 250 W. Then, the test piece was moved in one direction at 10 mm / s, and the laser beam spot was reciprocally vibrated at a frequency of 1 Hz and an amplitude of 10 mm along the moving direction of the test piece by a galvano scanner. For comparison, the test piece was cut without reciprocating the spot.

図11は、試験片(プリプレグ積層体)を切断した際の切断面の外観を示す写真である。図11(a)および図11(b)は、それぞれ、比較例としてスポットを往復振動させずに(振動無)切断した試験片と、実施例としてスポットを往復振動させて(振動有)切断した試験片との切断面の外観を示している。図11(a)および図11(b)から分かるように、スポットの往復振動の有無にかかわらず、レーザビームの照射によりプリプレグ積層体は完全に切断された。一方、矢印で示す熱影響部の大きさは、スポットを往復振動させることにより小さくなった。このことから、スポットを往復振動させることにより、プリプレグ積層体(CFRP)に対する熱の影響が低減されることが確認できた。   FIG. 11 is a photograph showing the appearance of a cut surface when a test piece (prepreg laminate) is cut. 11 (a) and 11 (b), respectively, a test piece in which the spot was cut without reciprocating vibration (no vibration) as a comparative example, and the spot was reciprocated and vibrated (with vibration) as an example. The external appearance of a cut surface with a test piece is shown. As can be seen from FIGS. 11 (a) and 11 (b), the prepreg laminate was completely cut by irradiation with the laser beam regardless of the presence or absence of the reciprocal vibration of the spot. On the other hand, the size of the heat affected zone indicated by the arrow was reduced by reciprocating the spot. From this, it was confirmed that the influence of heat on the prepreg laminate (CFRP) is reduced by reciprocating the spot.

このように、第3実施形態では、スポットを往復振動させることにより、レーザビームの照射位置への熱の流入量が抑制されるので、レーザビームを照射して切断する際の、切断対象であるCFRPに対する熱の影響を低減することができる。また、第3実施形態においても、レーザビームによりCFRPを切断しているので、高い寸法精度でCFRPを切断することが可能となる。   As described above, in the third embodiment, the amount of heat flowing into the irradiation position of the laser beam is suppressed by reciprocating the spot, so that it is an object to be cut when the laser beam is irradiated for cutting. The influence of heat on CFRP can be reduced. Also in the third embodiment, since the CFRP is cut by the laser beam, the CFRP can be cut with high dimensional accuracy.

D.変形例:
なお、本発明は上記各実施形態や各実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D. Variations:
The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

D1.変形例1:
第1および第2実施形態では、閉じた切断線20,20a(図2および図8)に沿って積層織布10(図1)を切断することによりプリフォームを切り出している。しかしながら、本発明は、プリフォームを得るために閉じた切断線20,20aに沿って切断する場合に限らず、積層織布を切断する場合一般に適用可能である。本発明は、例えば、積層織布の不要部分を除去するために、その周辺部の一部を切断する場合や、3次元的な形状を形成しやすくするためのプリフォーム中に切れ目を入れる場合、さらに、プリフォームを切り出すための積層織布を準備する際に、当該積層織布を予め適当な大きさに切断する場合等、種々の場合に適用することが可能である。
D1. Modification 1:
In the first and second embodiments, the preform is cut out by cutting the laminated woven fabric 10 (FIG. 1) along the closed cutting lines 20 and 20a (FIGS. 2 and 8). However, the present invention is not limited to the case of cutting along the closed cutting lines 20 and 20a in order to obtain a preform, and is generally applicable when cutting a laminated woven fabric. In the present invention, for example, in order to remove an unnecessary portion of a laminated woven fabric, when cutting a part of its peripheral portion, or when making a cut in a preform for facilitating the formation of a three-dimensional shape Furthermore, when preparing a laminated woven fabric for cutting out the preform, the present invention can be applied to various cases such as cutting the laminated woven fabric into an appropriate size in advance.

D2.変形例2:
第1および第2実施形態では、切断対象を複数枚の炭素繊維織布を積層した積層織布10(図1)としているが、切断対象は、この限りでない。第1および第2実施形態は、例えば、積層していない炭素繊維織布や、ガラス繊維の糸を織り上げたガラス繊維織布およびその積層体や、アラミド繊維の糸を織り上げたアラミド繊維織布およびその積層体等の、種々の強化繊維基材の切断に適用することも可能である。
D2. Modification 2:
In the first and second embodiments, the cutting target is the laminated woven fabric 10 (FIG. 1) in which a plurality of carbon fiber woven fabrics are stacked, but the cutting target is not limited to this. The first and second embodiments are, for example, a carbon fiber woven fabric that is not laminated, a glass fiber woven fabric in which glass fiber yarns are woven, and a laminate thereof, an aramid fiber woven fabric in which aramid fiber yarns are woven, and It is also possible to apply to cutting of various reinforcing fiber substrates such as laminates.

10…積層織布
20,20a…切断線
22,22a…目標切断線
24…半切断線
26,26a…全切断線
30…プリフォーム
32…CFRP成形品
40…下部金型
50…上部金型
52…吸引孔
54…注入孔
60…切断装置
100…ガルバノスキャナ
110,120…ガルバノミラー
112,122…ミラー
114,124…ホルダ
116,126…シャフト
118,128…反射面
130…f−θレンズ
210…テーブル
220…受治具
CP…切断点
LB…レーザビーム
SP…スポット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laminated fabric 20, 20a ... Cutting line 22, 22a ... Target cutting line 24 ... Half cutting line 26, 26a ... Full cutting line 30 ... Preform 32 ... CFRP molded product 40 ... Lower die 50 ... Upper die 52 ... Suction hole 54 ... Injection hole 60 ... Cutting device 100 ... Galvano scanner 110,120 ... Galvano mirror 112,122 ... Mirror 114,124 ... Holder 116,126 ... Shaft 118,128 ... Reflective surface 130 ... F-θ lens 210 ... Table 220 ... Receiving jig CP ... Cutting point LB ... Laser beam SP ... Spot

Claims (6)

強化繊維基材の切断方法であって、
前記強化繊維基材が切断される切断線にレーザビームを複数回照射することによって前記強化繊維基材を切断するレーザビーム照射工程を含
前記レーザビームの光源は、CO レーザである、
強化繊維基材の切断方法。
A method for cutting a reinforcing fiber substrate,
Look including a laser beam irradiation step of cutting the reinforcing fiber base material by irradiating multiple times with a laser beam cutting line the reinforcing fiber base is cut,
The light source of the laser beam is a CO 2 laser,
A method for cutting a reinforcing fiber substrate.
前記レーザビーム照射工程は、前記切断線に沿って前記レーザビームを複数回走査することにより、前記切断線に前記レーザビームを複数回照射する、請求項1記載の強化繊維基材の切断方法   The method for cutting a reinforcing fiber base according to claim 1, wherein the laser beam irradiation step irradiates the laser beam a plurality of times by scanning the laser beam a plurality of times along the cutting line. 請求項1記載の強化繊維基材の切断方法であって、
前記レーザビーム照射工程は、
前記レーザビームの照射位置が、前記切断線上の切断点を含む線状領域を往復移動するように、前記レーザビームを走査する往復走査工程と、
前記切断点を前記切断線に沿って移動させる切断点移動工程と、
を含む、
強化繊維基材の切断方法。
A method for cutting a reinforcing fiber substrate according to claim 1,
The laser beam irradiation step includes
A reciprocating scanning step of scanning the laser beam so that the irradiation position of the laser beam reciprocates a linear region including a cutting point on the cutting line;
A cutting point moving step of moving the cutting point along the cutting line;
including,
A method for cutting a reinforcing fiber substrate.
ガルバノスキャナによって前記レーザビームの走査を行う、請求項2または3記載の強化繊維基材の切断方法。   The method for cutting a reinforcing fiber substrate according to claim 2 or 3, wherein the laser beam is scanned by a galvano scanner. 前記レーザビームは、パルスビームである、請求項1ないし4のいずれか記載の強化繊維基材の切断方法。   The method for cutting a reinforcing fiber substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the laser beam is a pulse beam. 繊維強化樹脂の製造方法であって、
請求項1ないしのいずれか記載の方法により前記強化繊維基材を切断して、プリフォームを形成する工程と、
前記プリフォームに樹脂を含浸させる工程と、
を含む、
繊維強化樹脂の製造方法。
A method for producing a fiber reinforced resin,
Cutting the reinforcing fiber substrate by the method according to any one of claims 1 to 5 to form a preform;
Impregnating the preform with a resin;
including,
Manufacturing method of fiber reinforced resin.
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