JP7002484B2 - トウプリプレグ製造装置、及びトウプリプレグの製造方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、トウプリプレグ製造装置10は、強化繊維束Fに樹脂を塗布してトウプリプレグTとする製造ユニットU1と、製造されたトウプリプレグTの樹脂含有率(Rc値:樹脂質量/トウプリプレグ質量)が目標値となるように強化繊維束Fに対する樹脂の塗布量を制御する制御ユニットU2とを備えている。
回転制御部C1は、液面センサ17により測定された液面高さHに基づいて、オイリングローラー14の回転速度である単位時間当たりの回転数(以下、単に回転数と記載する。)を決定する。そして、決定した回転数にて回転させるための制御信号s1をオイリングローラー14に出力する。具体的には、回転制御部C1は、貯留部15に貯留される樹脂の液面高さ(樹脂量)を一定に保持するように、オイリングローラー14の回転数を制御する。
繊維量T2=(強化繊維束FのTex)×巻取り長W…(2)
Rc値I=(樹脂量T1)/((樹脂量T1)+(繊維量T2))…(3)
なお、本実施形態においては、第1質量測定器21、第2質量測定器22、巻取りカウンタ23を備える測長ローラー24、及びRc演算部C2aによって、トウプリプレグTのRc値を予測演算する含有率演算部が構成されている。
まず、初期設定として、目標Rc値It、目標高さHt、基準吐出量Vs、基準回転数Rs、仕上がり全長E、樹脂タンク18の初期質量Ma0、及び強化繊維束FのTexの各設定値を入力部25から制御部Cに入力する。また、ポンプ20を駆動して、目標高さHtとなるように貯留部15に樹脂を貯留した状態とする。
図3のフローチャートに示すように、トウプリプレグ製造装置10が駆動されると、供給制御部C2は、基準吐出量Vsにて貯留部15に樹脂を供給するようにポンプ20を駆動する(ステップS11)。次に、供給制御部C2は、巻取りボビン13に巻き取られた現在のトウプリプレグTのRc値Iを演算する(ステップS12)。
図4のフローチャートに示すように、トウプリプレグ製造装置10が駆動されると、回転制御部C1は、基準回転数Rsでオイリングローラー14を回転させる(ステップS21)。次に、回転制御部C1は、現在の貯留部15の液面高さHが目標高さHtよりも低いか否かを判定する(ステップS22)。ステップS22において、液面高さHが目標高さHtよりも低い場合(YES)には、回転制御部C1は、オイリングローラー14の回転数を、現在の回転数から予め設定された所定量を減算した回転数に低下させる(ステップS23)。
図5は、本実施形態のトウプリプレグ製造装置10を用いてトウプリプレグTを製造した場合におけるトウプリプレグTの巻取り長Wに対するRc値の変化のシミュレート結果を示すグラフである。また、同じタイミングにおけるオイリングローラー14の回転数の変化及びポンプ20の回転数(吐出量に対応する数値)の変化のシミュレート結果を重ねて表示している。
(1)トウプリプレグ製造装置10は、樹脂が貯留される貯留部15と、貯留部15に貯留される樹脂を付着させながら回転するとともに、走行する強化繊維束Fに樹脂を塗布するオイリングローラー14と、トウプリプレグTの目標Rc値Itに基づく供給速度にて、貯留部15に樹脂を連続的に供給するポンプ20と、貯留部15に貯留される樹脂の液面高さHを測定する液面センサ17と、オイリングローラー14の回転速度を制御する回転制御部C1とを備えている。回転制御部C1は、液面センサ17により測定される液面高さHが目標高さHtよりも高い場合には、オイリングローラー14の回転数を増加させ、液面高さHが目標高さHtよりも低い場合には、オイリングローラー14の回転数を減少させる。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(イ)供給制御部は、予測演算された樹脂含有率と目標樹脂含有率との差分と、前記貯留部への樹脂の供給速度との関係を示すマップ又は関係式に基づいて、樹脂含有率を目標樹脂含有率に一致させるように前記貯留部への樹脂の供給速度を制御する前記プリプレグ製造装置。
Claims (4)
- トウプリプレグを製造するトウプリプレグ製造装置であって、
樹脂が貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留される樹脂を付着させながら回転するとともに、走行する強化繊維束に樹脂を塗布するオイリングローラーと、
前記トウプリプレグの目標樹脂含有率に基づく供給速度にて、前記貯留部に樹脂を連続的に供給するポンプと、
前記貯留部に貯留されている樹脂の貯留量を測定する貯留量測定部と、
前記オイリングローラーの回転速度を制御する回転制御部とを備え、
前記回転制御部は、前記貯留量測定部により測定された貯留量が目標貯留量よりも多い場合には、前記オイリングローラーの回転速度を増加させ、測定された貯留量が前記目標貯留量よりも少ない場合には、前記オイリングローラーの回転速度を減少させることを特徴とするトウプリプレグ製造装置。 - 前記トウプリプレグの樹脂含有率を予測演算する含有率演算部と、
前記ポンプを制御する供給制御部とを備え、
前記供給制御部は、前記含有率演算部により予測演算された樹脂含有率が目標樹脂含有率よりも高い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を減少させ、予測演算された樹脂含有率が前記目標樹脂含有率よりも低い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を増加させる請求項1に記載のトウプリプレグ製造装置。 - 貯留部に貯留された樹脂を付着させながら回転するオイリングローラーを用いて、走行する強化繊維束に樹脂を塗布するトウプリプレグの製造方法であって、
前記トウプリプレグの目標樹脂含有率に基づく供給速度にて、前記貯留部に樹脂を連続的に供給するとともに、
前記貯留部に貯留されている樹脂の貯留量を測定し、測定された貯留量が目標貯留量よりも多い場合には、前記オイリングローラーの回転速度を増加させ、測定された貯留量が前記目標貯留量よりも少ない場合には、前記オイリングローラーの回転速度を減少させることを特徴とするトウプリプレグの製造方法。 - 前記トウプリプレグの樹脂含有率を予測演算し、演算された樹脂含有率が目標樹脂含有率よりも高い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を減少させ、演算された樹脂含有率が前記目標樹脂含有率よりも低い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を増加させる請求項3に記載のトウプリプレグの製造方法。
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