JP6971472B2 - Manufacturing method of fiber reinforced composite parts - Google Patents
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Description
本発明は、繊維強化複合材部品の製造方法に関し、特に、成形用の金型を用いて繊維強化複合材部品を成形する繊維強化複合材部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a fiber-reinforced composite material part, and more particularly to a method for manufacturing a fiber-reinforced composite material part for molding a fiber-reinforced composite material part using a molding die.
近年、繊維強化複合材部品の製造方法として、レジントランスファモールディング(RTM)法等が用いられている。この方法では、複数の強化繊維シートを積層した積層体を金型内にセットし、型締めした後、未硬化の樹脂を注入し、積層体に含浸させて硬化させている。この方法によれば、樹脂が含浸されていないドライ基材からなる積層体を賦形するため、比較的複雑な形状の成形品を製造することが可能である。 In recent years, a resin transfer molding (RTM) method or the like has been used as a method for manufacturing fiber reinforced composite parts. In this method, a laminated body in which a plurality of reinforcing fiber sheets are laminated is set in a mold, molded, and then an uncured resin is injected, and the laminated body is impregnated and cured. According to this method, since a laminate made of a dry base material not impregnated with a resin is formed, it is possible to manufacture a molded product having a relatively complicated shape.
また、繊維強化複合材部品の製造方法として、PCM(Prepreg Compression Molding)が採用される場合もある。この方法では、強化繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグを成形金型のキャビティに配置し、プリプレグの強化繊維シートに高温・高圧を付与することで、繊維強化複合材部品を製造している。 Further, PCM (Prepreg Compression Molding) may be adopted as a method for manufacturing fiber-reinforced composite material parts. In this method, a fiber-reinforced composite material component is manufactured by arranging a prepreg impregnated with a resin in a reinforced fiber sheet in a cavity of a molding mold and applying high temperature and high pressure to the prepreg reinforced fiber sheet.
しかしながら、樹脂を含浸させる前の強化繊維シートは、搬送中に積層された強化繊維シートがバラバラになるなど、取扱性が悪い。そのため、樹脂を含浸させる本賦形の前に、予備賦形工程を設定している(特許文献1)。 However, the reinforcing fiber sheet before being impregnated with the resin has poor handleability because the reinforcing fiber sheets laminated during transportation are separated. Therefore, a preliminary shaping step is set before the main shaping of impregnating the resin (Patent Document 1).
予備賦形工程では、予備賦形用の金型に一枚の強化繊維シートをセットし、その表面にパウダー状の固着材を散布し、その上に次の強化繊維シートを積層する。これらを順次繰り返して強化繊維シートの積層体を形成し、その後、予備賦形型によって型締めを行う。これにより、強化繊維シートどうしを固着するとともに、その後の本賦形に適した形状に予備賦形されたプリフォーム体を形成している。その後の本賦形工程では、このプリフォーム体を本賦形用の金型にセットすることにより、位置決めを容易にし、本賦形時の位置ずれを防止している。 In the preliminary shaping step, one reinforcing fiber sheet is set in the mold for preliminary shaping, a powdery fixing material is sprayed on the surface thereof, and the next reinforcing fiber sheet is laminated on the powder-like fixing material. These are repeated in sequence to form a laminated body of the reinforcing fiber sheets, and then the molding is performed by the preforming mold. As a result, the reinforcing fiber sheets are fixed to each other, and a preform body preformed into a shape suitable for the subsequent main shaping is formed. In the subsequent main shaping step, by setting this preform body in the main shaping mold, positioning is facilitated and misalignment at the time of the main shaping is prevented.
しかしながら、上記した金型を用いた繊維強化複合材部品の製造方法では、成形が終了した後の離型工程に於いて、成形品が破損してしまう課題があった。 However, in the method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component using the above-mentioned mold, there is a problem that the molded product is damaged in the mold release step after the molding is completed.
この課題を図9を参照して説明する。図9(A)、図9(B)および図9(C)は、繊維強化複合材部品の製造方法を逐次的に示す断面図である。 This problem will be described with reference to FIG. 9 (A), 9 (B) and 9 (C) are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing a fiber-reinforced composite material part.
図9(A)を参照して、先ず、下金型100および上金型101を用意し、下金型100の内面にプリフォーム102を載置する。プリフォーム102は、炭素繊維樹脂などの繊維状材料と樹脂材料との積層体である。
With reference to FIG. 9A, first, the
図9(B)を参照して、次に、プリフォーム102を加熱しつつ、上金型101を下降させることで、下金型100と上金型101との間隙にプリフォーム102を収容する。更に、上金型101および下金型100を高温に加熱することで、プリフォーム102を所定形状に成形する。
Next, by lowering the
図9(C)を参照して、次に、上金型101を上昇させることで、上金型101と下金型100とを離型する。この際、上記したプリフォーム102を成形することで成形される成形品103が、上金型101に同伴して落下しまう場合がある。このように成ると、成形品103に傷や破損が生じてしまう課題が生じていた。
Next, by raising the
更には、図9(C)を参照して、成形品103が上金型101に同伴する場合と、成形品103が下金型100に残存する場合がある。成形品103が上金型101に同伴する場合と、成形品103が下金型100に残存する場合とでは、冷却される条件が異なるため、冷却に伴い、成形品103に反りなどの意図しない変形が生じてしまう課題があった。
Further, with reference to FIG. 9C, the
また、図9(C)を参照して、上金型101と下金型100とを離した際に、成形品103が上金型101および下金型100のどちらに付随するかが不明であると、成型金型から成形品103を取り出す工程を産業用ロボットで自動化することが容易ではなかった。
Further, referring to FIG. 9C, it is unclear whether the
本願発明は、上記した課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、破損や変形の発生を抑止することで歩溜まりを向上することができる繊維強化複合材部品の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component capable of improving the yield by suppressing the occurrence of breakage or deformation. To do.
本発明は、強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させる繊維強化複合材部品の製造方法であり、第1金型と第2金型との間隙であるキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、前記強化繊維シートに含浸された前記樹脂を硬化させることで樹脂成形品を成形する成形工程と、前記第1金型および前記第2金型から、前記樹脂成形品を取り出す離型工程と、を具備し、前記第1金型の、前記繊維強化複合材部品が成形される部分を除外した部分であり、且つ、前記成形工程にて前記樹脂が流動する部分を部分的に凹状とすることで凹状係合部が形成され、前記成形工程では、前記樹脂の一部が前記凹状係合部に充填され、前記離型工程では、前記樹脂成形品は、前記第1金型に密着した状態で前記第2金型から離れ、前記樹脂成形品は、最終製品となる製品領域部と、前記製品領域部の外側に形成される非製品領域部と、を有し、前記非製品領域部は、前記凹状係合部に充填された前記樹脂から成る係合部と、前記係合部と前記製品領域部との間に形成されて前記製品領域部よりも薄く形成された前記樹脂から成る連続部と、を有することを特徴とする。
The present invention is a method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component in which a reinforcing fiber sheet is impregnated with a resin and cured, and the reinforcing fiber sheet is stored in a cavity which is a gap between a first mold and a second mold. A step, a molding step of molding a resin molded product by curing the resin impregnated in the reinforcing fiber sheet, and a molding step of taking out the resin molded product from the first mold and the second mold. The portion of the first mold excluding the portion where the fiber-reinforced composite material component is molded, and the portion where the resin flows in the molding step is partially concave. By doing so, a concave engaging portion is formed, in the molding step, a part of the resin is filled in the concave engaging portion, and in the mold release step, the resin molded product is in close contact with the first mold. Apart from the second mold in this state, the resin molded product has a product region portion to be a final product and a non-product region portion formed outside the product region portion, and the non-product region. The portion is made of the engaging portion made of the resin filled in the concave engaging portion and the resin formed between the engaging portion and the product region portion and formed thinner than the product region portion. It is characterized by having a continuous portion comprising.
また、本発明の繊維強化複合材部品の製造方法では、前記第1金型は凸状部を有し、前記第2金型は凹状部を有し、前記凹状係合部は、前記凸状部の側面に周状に形成されていることを特徴とする。 Further, in the method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component of the present invention, the first mold has a convex portion, the second mold has a concave portion, and the concave engaging portion has the convex portion. It is characterized in that it is formed in a circumferential shape on the side surface of the portion.
また、本発明の繊維強化複合材部品の製造方法では、前記第1金型は、前記キャビティよりも外側の領域で、前記第2金型に面する第1対向面を有し、前記第2金型は、前記キャビティよりも外側の領域で、前記第1金型に面する第2対向面を有し、前記成形工程では、前記第1金型と前記第2金型とが離間および接近する方向に於いて、前記凹状係合部は、前記第2対向面よりも前記第2金型の側に配置されることを特徴とする。 Further, in the method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component of the present invention, the first mold has a first facing surface facing the second mold in a region outside the cavity, and the second mold is described. The mold has a second facing surface facing the first mold in a region outside the cavity, and in the molding step, the first mold and the second mold are separated and approached. The concave engaging portion is arranged on the side of the second mold with respect to the second facing surface.
本発明は、強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させる繊維強化複合材部品の製造方法であり、第1金型と第2金型との間隙であるキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、前記強化繊維シートに含浸された前記樹脂を硬化させることで樹脂成形品を成形する成形工程と、前記第1金型および前記第2金型から、前記樹脂成形品を取り出す離型工程と、を具備し、前記第1金型の、前記繊維強化複合材部品が成形される部分を除外した部分であり、且つ、前記成形工程にて前記樹脂が流動する部分を部分的に凹状とすることで凹状係合部が形成され、前記成形工程では、前記樹脂の一部が前記凹状係合部に充填され、前記離型工程では、前記樹脂成形品は、前記第1金型に密着した状態で前記第2金型から離れ、前記樹脂成形品は、最終製品となる製品領域部と、前記製品領域部の外側に形成される非製品領域部と、を有し、前記非製品領域部は、前記凹状係合部に充填された前記樹脂から成る係合部と、前記係合部と前記製品領域部との間に形成されて前記製品領域部よりも薄く形成された前記樹脂から成る連続部と、を有することを特徴とする。従って、本発明の繊維強化複合材部品の製造方法では、離型工程に於いて、樹脂成形品を第1金型に密着させた状態で、第2金型から離型することができるので、離型工程に於ける樹脂成形品の変形や破損の発生を防止することができる。
The present invention is a method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component in which a reinforcing fiber sheet is impregnated with a resin and cured, and the reinforcing fiber sheet is stored in a cavity which is a gap between a first mold and a second mold. A step, a molding step of molding a resin molded product by curing the resin impregnated in the reinforcing fiber sheet, and a molding step of taking out the resin molded product from the first mold and the second mold. The portion of the first mold excluding the portion where the fiber-reinforced composite material component is molded, and the portion where the resin flows in the molding step is partially concave. By doing so, a concave engaging portion is formed, in the molding step, a part of the resin is filled in the concave engaging portion, and in the mold release step, the resin molded product is in close contact with the first mold. Apart from the second mold in this state, the resin molded product has a product region portion to be a final product and a non-product region portion formed outside the product region portion, and the non-product region. The portion is made of the engaging portion made of the resin filled in the concave engaging portion and the resin formed between the engaging portion and the product region portion and formed thinner than the product region portion. It is characterized by having a continuous portion comprising. Therefore, in the method for manufacturing the fiber-reinforced composite material component of the present invention, the resin molded product can be removed from the second mold in the state of being in close contact with the first mold in the mold removal step. It is possible to prevent the resin molded product from being deformed or damaged in the mold release process.
また、本発明の繊維強化複合材部品の製造方法では、前記第1金型は凸状部を有し、前記第2金型は凹状部を有し、前記凹状係合部は、前記凸状部の側面に周状に形成されていることを特徴とする。従って、本発明の繊維強化複合材部品の製造方法では、周状に形成された凹状係合部に樹脂を嵌合させることができるので、離型工程に於いて樹脂成形品を確実に第1金型に密着させることができる。 Further, in the method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component of the present invention, the first mold has a convex portion, the second mold has a concave portion, and the concave engaging portion has the convex portion. It is characterized in that it is formed in a circumferential shape on the side surface of the portion. Therefore, in the method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component of the present invention, the resin can be fitted to the concave engaging portion formed in a circumferential shape, so that the resin molded product is surely first in the mold release step. It can be brought into close contact with the mold.
また、本発明の繊維強化複合材部品の製造方法では、前記第1金型は、前記キャビティよりも外側の領域で、前記第2金型に面する第1対向面を有し、前記第2金型は、前記キャビティよりも外側の領域で、前記第1金型に面する第2対向面を有し、前記成形工程では、前記第1金型と前記第2金型とが離間および接近する方向に於いて、前記凹状係合部は、前記第2対向面よりも前記第2金型の側に配置されることを特徴とする。従って、本発明の繊維強化複合材部品の製造方法では、射出成形の工程に於いて、凹状係合部が、第2金型の側に配置されることで、凹状係合部に樹脂を確実に充填させることがでる。よって、離型工程に於いて、樹脂成形品を第1金型に確実に密着させて取り出すことができる。 Further, in the method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component of the present invention, the first mold has a first facing surface facing the second mold in a region outside the cavity, and the second mold is described. The mold has a second facing surface facing the first mold in a region outside the cavity, and in the molding step, the first mold and the second mold are separated and approached. The concave engaging portion is arranged on the side of the second mold with respect to the second facing surface. Therefore, in the method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component of the present invention, the concave engaging portion is arranged on the side of the second mold in the injection molding step, so that the resin is surely secured in the concave engaging portion. Can be filled in. Therefore, in the mold release step, the resin molded product can be reliably brought into close contact with the first mold and taken out.
以下に図を参照して、本実施の形態に係る繊維強化複合材部品の製造方法を説明する。以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。 The method for manufacturing the fiber-reinforced composite material component according to the present embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same members are designated by the same reference numerals in principle, and the repeated description will be omitted.
図1を参照して、本実施の形態に係る製造方法により製造される繊維強化複合材部品10を説明する。図1(A)は繊維強化複合材部品10を上方から見た斜視図であり、図1(B)は図1(A)の切断面線A−Aに於ける断面図である。
With reference to FIG. 1, the fiber-reinforced
図1(A)を参照して、繊維強化複合材部品10は、例えばCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)である。繊維強化複合材部品10は、一例として略トレー形状を呈している。具体的には、繊維強化複合材部品10は、上方から見て略四角形形状の底面部13と、底面部13の周縁部から上方に向かって立設された枠状の側面部14と、を有している。
With reference to FIG. 1A, the fiber reinforced
図1(B)を参照して、繊維強化複合材部品10は、強化繊維シート11と、強化繊維シート11に含浸されて硬化されている樹脂12とから構成されている。
With reference to FIG. 1B, the fiber-reinforced
強化繊維シート11を構成する強化繊維としては、例えば、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等を用いることができる。強化繊維シート11の形態として、織物や編物等のファブリック材、UD材(単一方向材)を採用することができる。強化繊維シート11は、シート状の強化繊維が複数積層された積層体として構成されている。
As the reinforcing fiber constituting the reinforcing
樹脂12としては、エポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂、または、ポリアミド(PA)やポリプロピレン(PP)等の熱可塑性樹脂を採用することができる。樹脂12は、強化繊維シート11に含浸された状態、即ち強化繊維シート11に入り込んだ状態で硬化されている。
As the
後述するように、本実施の形態に係る繊維強化複合材部品10の製造方法では、繊維強化複合材部品10を金型から取り出す離型工程に於いて、繊維強化複合材部品10を安定的に金型から取り出すことで、繊維強化複合材部品10を製造する際の歩溜まりを向上させることができる。
As will be described later, in the method for manufacturing the fiber-reinforced
図2は、繊維強化複合材部品10の製造方法に用いられる成型金型20を上方から見た斜視図である。成型金型20は、樹脂成形用の金型であり、上金型21(第1金型)および下金型22(第2金型)と、を有する。成形工程に於いては、上金型21が下降して下金型22に接近することで、上金型21と下金型22との間隙としてキャビティ25(図4(B))が形成される。また、上金型21を上昇させて下金型22から離すことで、図7に示すように、樹脂成形品32を成型金型20から取り出すことができる。
FIG. 2 is a perspective view of the molding die 20 used in the method for manufacturing the fiber-reinforced
図3を参照して、成型金型20を詳述する。図3(A)は上金型21と下金型22とを離した状態を下方から見た斜視図であり、図3(B)は上金型21と下金型22とを離した状態を上方から見た斜視図である。
The molding die 20 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A is a perspective view of the
図3(A)を参照して、上金型21の下面中央部を下方に向かって突出させることで凸状部23が形成されている。下方から上金型21を見た場合、凸状部23は略矩形形状を呈している。また、凸状部23の側面を部分的に内側に窪ませることで凹状係合部26が形成されている。凹状係合部26は、凸状部23の側面に周状に形成されている。凹状係合部26は、連続的に形成されても良いし離散的に形成されても良い。凹状係合部26の形状等は図4(B)等を参照して後述する。
With reference to FIG. 3A, the
図3(B)を参照して、下金型22の上面中央部分を下方に窪ませることで、凹状部24が形成されている。上方から下金型22を見た場合、凹状部24は略矩形形状とされている。下金型22の凹状部24は、上金型21の凸状部23を収納することができる大きさに形成されている。
With reference to FIG. 3B, the
図4を参照して、成型金型20の構成を更に詳述する。図4(A)は図2の切断面線B−Bに於ける断面図であり、図4(B)は図4(A)の点線で囲んだ部分の拡大図である。 The configuration of the molding die 20 will be described in more detail with reference to FIG. 4 (A) is a cross-sectional view taken along the cutting plane line BB of FIG. 2, and FIG. 4 (B) is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line of FIG. 4 (A).
図4(A)に、上金型21と下金型22とを合わせた状態を示す。この図に示すように、上金型21を充分に下降させることで、下金型22の凹状部24に、上金型21の凸状部23の大部分を収納させている。
FIG. 4A shows a state in which the
図4(B)を参照して、上金型21の凸状部23と下金型22の凹状部24との間隙としてキャビティ25が形成されている。
With reference to FIG. 4B, the
キャビティ25は、製品形成部27と非製品形成部28とから形成されている。製品形成部27は、図1に示した強化繊維シート11および樹脂12が配置されることで繊維強化複合材部品10が形成される部位である。非製品形成部28は、製品形成部27の上方に配置され、製品とは成らない樹脂部分が充填される部位である。製品形成部27と非製品形成部28とは、段差部29で区画されている。
The
上金型21の凸状部23の側面の略中央部に段差部29が形成されている。段差部29よりも下方部分のキャビティ25が製品形成部27であり、段差部29よりも上方部分のキャビティ25が非製品形成部28である。
A
製品形成部27において、上金型21の凸状部23と下金型22の凹状部24とが離間する幅L1は、製造される繊維強化複合材部品10の厚さと同等であり、例えば、2mm以上3mm以下である。
In the
一方、非製品形成部28において、上金型21の凸状部23と下金型22の凹状部24とが離間する幅L2は、製品形成部27の場合よりも短く、例えば50μmである。
On the other hand, in the
上金型21の凸状部23の周囲には、平坦な第1対向面33が形成されている。下金型22の凹状部24の周囲には、平坦な第2対向面34が形成されている。上金型21の第1対向面33と下金型22の第2対向面34とは対向している。
A flat first facing
凹状係合部26は、上金型21と下金型22とを合わせた状況に於いて、第2対向面34よりも下方に配置されている。更に、凹状係合部26は、非製品形成部28に形成されている。換言すると、上金型21と下金型22とを合わせた状況に於いて、凹状係合部26は、上金型21の凸状部23と下金型22の凹状部24とがラップする箇所に形成されている。また、凹状係合部26は、左右後方に対して略平行に形成されている。
The concave engaging
凹状係合部26が窪む長さ、即ち、左右方向に於ける凹状係合部26の幅は、例えば、200μm程度である。凹状係合部26の断面形状は、略半円形状でも良いし略四角形形状でも良い。
The length of the concave engaging
図5以降の図を参照して、上記した構成の繊維強化複合材部品10の製造方法を説明する。繊維強化複合材部品10の製造方法は、強化繊維シート11を成型金型20に収納する収納工程と、強化繊維シート11に含浸させた樹脂12を硬化させることで下金型22を成形する成形工程と、成型金型20から樹脂成形品32(図7)を取り出す離型工程と、を具備している。
The manufacturing method of the fiber-reinforced
図5を参照して、先ず、成型金型20に強化繊維シート11を収納する。図5では、本工程に於ける成型金型20および強化繊維シート11の断面を示している。
With reference to FIG. 5, first, the reinforcing
強化繊維シート11は、製造される繊維強化複合材部品10の強度を強化するための材料であり、例えば、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等が採用される。ここで、強化繊維シート11は、樹脂12が含浸されたプリプレグの状態で用意されても良い。
The reinforcing
強化繊維シート11は、下金型22の凹状部24に載置される。その後、上金型21を下降させ、上金型21の凸状部23を、下金型22の凹状部24に挿入する。このようにすることで、上金型21の凸状部23と、下金型22の凹状部24との間に、強化繊維シート11が収納される。
The reinforcing
図6を参照して、次に、樹脂12を成形する。図6(A)は本工程の成型金型20を示す断面図であり、図6(B)は図6(A)の点線で囲まれた部分の拡大断面図である。
With reference to FIG. 6, the
図6(A)を参照して、上金型21の凸状部23と、下金型22の凹状部24との間に、強化繊維シート11が配設された状態で、樹脂成形が行われる。本工程では、成型金型20は、樹脂成形のために、例えば130度乃至150度に加熱されている。
With reference to FIG. 6A, resin molding is performed with the reinforcing
図6(B)を参照して、上金型21の凸状部23と下金型22の凹状部24との間隙としてキャビティ25が形成されており、キャビティ25の製品形成部27には強化繊維シート11が配置されている。また、強化繊維シート11に含浸された樹脂12が硬化することで製品領域部30が形成されている。ここで、樹脂12としては、エポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂、または、ポリアミド(PA)やポリプロピレン(PP)等の熱可塑性樹脂を採用することができる。
With reference to FIG. 6B, the
一方、非製品形成部28には、基本的には強化繊維シート11は配設されない。本工程では、上金型21の凸状部23を下金型22の凹状部24に挿入することでキャビティ25の内部で樹脂成形を行うと、剰余の樹脂12が非製品形成部28に進入する。更に、剰余の樹脂12は、凹状係合部26にも進入して硬化される。
On the other hand, basically, the reinforcing
また、剰余の樹脂12の一部は第2対向面34まで到達し、第2対向面34の上面に樹脂溜まりを形成する。この樹脂溜まりは、凸状部23の周囲に沿って連続して形成される。
Further, a part of the
本工程により、キャビティ25の内部で樹脂12が加熱硬化することで、樹脂成形品32が形成される。また、樹脂成形品32は、製品形成部27に充填された製品領域部30と、非製品形成部28に充填された非製品領域部31から成る。
By this step, the
図7を参照して、次に、離型工程を行う。図7(A)は本工程の成型金型20を示す断面図であり、図7(B)は図7(A)の点線で囲まれた部分の拡大断面図である。 Next, a mold release step is performed with reference to FIG. 7. 7 (A) is a cross-sectional view showing the molding die 20 of this step, and FIG. 7 (B) is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. 7 (A).
図7(A)を参照して、上金型21を上昇させることで、上金型21を下金型22から離す。このようにすることで、樹脂成形品32は上金型21の凸状部23に密着した状態で、下金型22から離型する。
With reference to FIG. 7A, the
図7(B)を参照して、樹脂成形品32は、上金型21の凸状部23の下面および側面に密着している。また、上記したように、樹脂成形品32は、非製品領域部31と製品領域部30とから構成されている。非製品領域部31を構成している樹脂12の一部は、凹状係合部26に充填された状態で硬化されている。
With reference to FIG. 7B, the resin molded
更に、非製品領域部31は、凹状係合部26に充填された樹脂12から成る係合部35と、係合部35と製品領域部30とを繋ぐ連続部36と、を有する。ここで、連続部36の厚さは例えば50μm程度であり、製品領域部30よりも薄く形成されている。
Further, the
図8を参照して、次に、上金型21から樹脂成形品32を分離する。図8では、上金型21、非製品領域部31および製品領域部30を上下方向に離して示している。
With reference to FIG. 8, next, the resin molded
上記したように、樹脂成形品32を構成する非製品領域部31および製品領域部30は、一体に形成されている。しかしながら、非製品領域部31は厚みが50μm程度の樹脂材料からなり、その内部には強化繊維シート11が存在しないので、非製品領域部31は、製品領域部30と比較すると強度が小さい。
As described above, the
本工程では、非製品領域部31に対して、圧縮空気などの流体を吹き付けることで、非製品領域部31と製品領域部30とを分離している。更に、上金型21の凸状部23から樹脂成形品32を分離している。ここで、樹脂成形品32の取出はロボットアームを用いても良い。
In this step, the
上記工程により、繊維強化複合材部品10が製造される。
By the above steps, the fiber reinforced
本実施の形態によれば、図7を参照して、離型工程に於いて樹脂成形品32が破損してしまうことを抑止することができる。具体的には、上金型21の凸状部23に形成した凹状係合部26に樹脂12の一部を充填している。よって、凹状係合部26に充填された樹脂12によりアンカー効果が生じるので、上金型21を引き上げることで、上金型21と下金型22とを分離すると、樹脂成形品32は必ず上金型21の凸状部23と共に上昇する。よって、樹脂成形品32は下金型22に残存しないので、樹脂成形品32の落下等による破損を防止することができる。更に、樹脂成形品32が安定して上金型21に付随するので、上金型21から樹脂成形品32を取り外す工程を、産業用ロボットで容易に自動化することができる。更にまた、樹脂成形品32が安定して上金型21に付随するので、成形後に樹脂成形品32を冷却する条件を均一化でき、樹脂成形品32に反り等の変形が生じることを抑止できる。
According to the present embodiment, it is possible to prevent the resin molded
更に、図3に示したように、凹状係合部26は、凸状部23の側面の全周に渡って帯状に形成されている。よって、図7(B)に示したように、凹状係合部26に樹脂12が充填されることで生じるアンカー効果を大きくし、離型時において樹脂成形品32を確実に凸状部23に密着させ、樹脂成形品32の破損を確実に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the concave engaging
また、図4(B)を参照して、凹状係合部26は、上金型21と下金型22とでキャビティ25を形成した際に、下金型22の第2対向面34よりも下方に形成されている。よって、図6(B)に示したように、成形時に発生する剰余の樹脂12を確実に凹状係合部26に充填させ、上記したアンカー効果を確実に発生させることができる。
Further, referring to FIG. 4B, the concave engaging
更に、図6(B)を参照して、非製品形成部28は製品形成部27よりも肉薄に形成されている。よって、非製品形成部28に充填される樹脂12から成る非製品領域部31も、例えば50μm程度に薄く形成することができ、図8を参照して説明したように、非製品領域部31を除去することで、製品領域部30を容易に上金型21から取り外すことができる。
Further, referring to FIG. 6B, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、図6(B)を参照して、上記した本実施の形態では、プリプレグである強化繊維シート11に含浸された樹脂12を加熱して硬化することで成形工程を行ったが、樹脂12を成型金型20に注入することで成形工程を行うこともできる。
For example, referring to FIG. 6B, in the above-described embodiment, the molding step was performed by heating and curing the
また、図4(B)を参照して、上金型21の凸状部23には1つの凹状係合部26が形成されていたが、凸状部23には複数の凹状係合部26が形成されても良い。このようにすることで、図7(B)を参照して、複数の凹状係合部26に樹脂12が嵌合することで、上金型21の凸状部23に樹脂成形品32を密着させる効果を顕著にすることができる。
Further, referring to FIG. 4B, one concave engaging
10 繊維強化複合材部品
11 強化繊維シート
12 樹脂
13 底面部
14 側面部
20 成型金型
21 上金型
22 下金型
23 凸状部
24 凹状部
25 キャビティ
26 凹状係合部
27 製品形成部
28 非製品形成部
29 段差部
30 製品領域部
31 非製品領域部
32 樹脂成形品
33 第1対向面
34 第2対向面
35 係合部
36 連続部
100 下金型
101 上金型
102 プリフォーム
103 成形品
10 Fiber reinforced
Claims (3)
第1金型と第2金型との間隙であるキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、
前記強化繊維シートに含浸された前記樹脂を硬化させることで樹脂成形品を成形する成形工程と、
前記第1金型および前記第2金型から、前記樹脂成形品を取り出す離型工程と、を具備し、
前記第1金型の、前記繊維強化複合材部品が成形される部分を除外した部分であり、且つ、前記成形工程にて前記樹脂が流動する部分を部分的に凹状とすることで凹状係合部が形成され、
前記成形工程では、前記樹脂の一部が前記凹状係合部に充填され、
前記離型工程では、前記樹脂成形品は、前記第1金型に密着した状態で前記第2金型から離れ、
前記樹脂成形品は、最終製品となる製品領域部と、前記製品領域部の外側に形成される非製品領域部と、を有し、
前記非製品領域部は、前記凹状係合部に充填された前記樹脂から成る係合部と、前記係合部と前記製品領域部との間に形成されて前記製品領域部よりも薄く形成された前記樹脂から成る連続部と、を有することを特徴とする繊維強化複合材部品の製造方法。 It is a manufacturing method of fiber reinforced composite material parts that impregnate a reinforced fiber sheet with resin and cure it.
A storage process for storing the reinforcing fiber sheet in the cavity which is a gap between the first mold and the second mold, and
A molding step of molding a resin molded product by curing the resin impregnated in the reinforcing fiber sheet, and
A mold release step of taking out the resin molded product from the first mold and the second mold is provided.
This is a portion of the first mold excluding the portion where the fiber-reinforced composite component is molded, and the portion where the resin flows in the molding step is partially concave to engage in a concave shape. The part is formed,
In the molding step, a part of the resin is filled in the concave engaging portion.
In the mold release step, the resin molded product is separated from the second mold in a state of being in close contact with the first mold.
The resin molded product has a product region portion that is a final product and a non-product region portion that is formed outside the product region portion.
The non-product region portion is formed between the engaging portion made of the resin filled in the concave engaging portion and the engaging portion and the product region portion, and is formed thinner than the product region portion. A method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component , which comprises a continuous portion made of the resin.
前記凹状係合部は、前記凸状部の側面に周状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の繊維強化複合材部品の製造方法。 The first mold has a convex portion, and the second mold has a concave portion.
The method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component according to claim 1, wherein the concave engaging portion is formed in a circumferential shape on a side surface of the convex portion.
前記第2金型は、前記キャビティよりも外側の領域で、前記第1金型に面する第2対向面を有し、
前記成形工程では、前記第1金型と前記第2金型とが離間および接近する方向に於いて、前記凹状係合部は、前記第2対向面よりも前記第2金型の側に配置されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の繊維強化複合材部品の製造方法。
The first mold has a first facing surface facing the second mold in a region outside the cavity.
The second mold has a second facing surface facing the first mold in a region outside the cavity.
In the molding step, the concave engaging portion is arranged on the side of the second mold with respect to the second facing surface in the direction in which the first mold and the second mold are separated and approached. The method for manufacturing a fiber-reinforced composite material component according to claim 1 or 2, wherein the fiber-reinforced composite material component is manufactured.
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