JP7234781B2 - Substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、基材の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate .
従来、基材として、カーボン繊維やガラス繊維等の補強繊維材で剛性等が強化されたものが広く用いられている。このような基材の一例として、発泡樹脂からなるコア材の表裏面にシート状の補強繊維材が重ねられた積層体を、熱硬化性樹脂で固めて得られる樹脂成形体が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の樹脂成形体は、RTM(Resin Transfer Molding)法を利用して成形されている。具体的には、成形型のキャビティに上記積層体がセットされた状態で、キャビティに未硬化の熱硬化性樹脂が注入され、その樹脂が前記積層体の補強繊維材等に含浸された状態で熱硬化されることにより、上記樹脂成形体が製造されている。 Conventionally, as a base material, a material whose rigidity is reinforced with a reinforcing fiber material such as carbon fiber or glass fiber has been widely used. As an example of such a base material, there is known a resin molded product obtained by solidifying a laminated body in which sheet-shaped reinforcing fiber materials are superimposed on the front and back surfaces of a core material made of foamed resin with a thermosetting resin. (See Patent Document 1, for example). This type of resin molding is molded using the RTM (Resin Transfer Molding) method. Specifically, in a state in which the laminate is set in the cavity of the mold, an uncured thermosetting resin is injected into the cavity, and the resin is impregnated into the reinforcing fiber material of the laminate. The resin molding is produced by thermal curing.
しかしながら、特許文献1に開示の工程では、熱硬化性樹脂の注入によってキャビティ内が必要以上に高圧状態になると、樹脂成形体(特に、積層体のコア材)が潰れてしまうことがある。これを防ぐために、キャビティに連通するシリンダを成形型に設け、当該シリンダ内を進退可能なプランジャでキャビティ内の圧力を調整することも考えられる。しかし、その場合、熱硬化性樹脂がシリンダの内面に残り、プランジャの摺動性が低下してしまう。そのため、シリンダの定期的な清掃が必要となり、煩雑である。また、シリンダを設けた場合、当該シリンダの高さ分、成形型が全体として厚く(高く)なってしまう。 However, in the process disclosed in Patent Literature 1, if the inside of the cavity becomes an unnecessarily high pressure state due to the injection of the thermosetting resin, the resin molding (especially the core material of the laminate) may be crushed. In order to prevent this, it is conceivable to provide the mold with a cylinder that communicates with the cavity, and adjust the pressure in the cavity with a plunger that can move back and forth within the cylinder. However, in that case, the thermosetting resin remains on the inner surface of the cylinder, which reduces the slidability of the plunger. Therefore, periodic cleaning of the cylinder is required, which is troublesome. Moreover, when a cylinder is provided, the molding die as a whole becomes thicker (higher) by the height of the cylinder.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、成形型のキャビティ内の圧力を好適に調整することができる実用的な成形装置、及び基材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the circumstances as described above, and provides a practical molding apparatus and a method for manufacturing a substrate that can suitably adjust the pressure in the cavity of the molding die. With the goal.
本発明は、上型と下型とを備える成形装置であって、型閉じ状態において前記上型と前記下型とで囲まれたキャビティに未硬化の樹脂を供給する樹脂供給装置と、前記上型及び前記下型のうち、少なくともいずれか一方に設けられ、前記キャビティ内の圧力を調整する圧力調整装置と、を備え、前記圧力調整装置は、前記キャビティに臨む部分であって、可撓性を有する膜体よりなる膜体部と、前記膜体部に対して付与する圧力を調整可能な圧力調整本体部と、を備えることに特徴を有する。 The present invention is a molding apparatus comprising an upper mold and a lower mold, comprising: a resin supply device for supplying an uncured resin to a cavity surrounded by the upper mold and the lower mold in a mold closed state; a pressure adjusting device provided in at least one of the mold and the lower mold for adjusting the pressure in the cavity, wherein the pressure adjusting device is a portion facing the cavity and is flexible. and a pressure adjusting main body capable of adjusting the pressure applied to the film body.
このような成形装置によると、例えばキャビティに未硬化の樹脂が供給されたときに、圧力調整本体部で膜体部に対して付与する圧力を所定圧力(例えば樹脂の供給圧よりも小さい圧力)に調整することで、膜体部をキャビティ空間が広がる方向に変形させることができる。これにより、キャビティ内の圧力の過度な上昇を抑制することができる。また、その後、圧力調整本体部で膜体部に対して付与する圧力を上記所定圧力よりも高い圧力に調整して、キャビティ内の未硬化の樹脂の一部を膜体部で押圧することができる。これにより、キャビティ内において、圧力不足によって未硬化の樹脂に気泡が発生してしまうことを抑制することができる。また、例えばキャビティの圧力を調整するシリンダを備える成形装置に比して、下型や上型を比較的薄い(低い)形で設けることができる。尚、型閉じ状態とは、上型と下型とを近接させて閉じた状態をいう。 According to such a molding apparatus, for example, when an uncured resin is supplied to the cavity, the pressure applied to the film body by the pressure adjusting body is a predetermined pressure (for example, a pressure lower than the resin supply pressure). , the membrane portion can be deformed in the direction in which the cavity space expands. Thereby, an excessive increase in the pressure inside the cavity can be suppressed. Further, after that, the pressure applied to the film body by the pressure adjusting main body is adjusted to a pressure higher than the predetermined pressure, and the film body presses part of the uncured resin in the cavity. can. Thereby, it is possible to suppress the generation of air bubbles in the uncured resin due to insufficient pressure in the cavity. In addition, the lower mold and the upper mold can be provided in a relatively thin (low) shape, compared with a molding apparatus having, for example, a cylinder for adjusting the pressure in the cavity. The mold closed state refers to a state in which the upper mold and the lower mold are brought close to each other and closed.
上記構成において、前記圧力調整本体部は、凹状に窪んだ凹部であって、前記キャビティに連通する形で開口した開口部を有する凹部を備え、前記膜体部は、前記開口部を覆う形で取り付けられていることとすることができる。 In the above configuration, the pressure adjusting main body has a concave recess having an opening that communicates with the cavity, and the membrane body covers the opening. It can be assumed to be attached.
このような成形装置によると、膜体部は、凹状の凹部の開口部を覆う形で取り付けられているので、当該開口部とは反対側の方向(凹状に窪んだ方向)に当該膜体部が変形することができる。これにより、圧力調整本体部によって圧力を調整して膜体部を変形させて、好適にキャビティ空間を広げたり、キャビティ内の未硬化樹脂の一部を膜体部で好適に押圧したりすることができる。 According to such a molding apparatus, since the film body part is attached so as to cover the opening of the concave recess, the film body part is formed in the direction opposite to the opening (the direction in which the film body is recessed). can transform. As a result, the pressure is adjusted by the pressure adjusting main body to deform the film body, suitably widen the cavity space, or suitably press a part of the uncured resin in the cavity with the film body. can be done.
上記構成において、前記圧力調整本体部は、流体の移動によって前記膜体部に対して付与する圧力を調整可能とされ、前記膜体部は、前記キャビティと前記流体とを隔てていることとすることができる。 In the above configuration, the pressure adjusting main body can adjust the pressure applied to the membrane by movement of the fluid, and the membrane separates the cavity from the fluid. be able to.
このような成形装置によると、膜体部はキャビティと流体とを隔てているので、キャビティに供給される未硬化の樹脂が、流体側に移動することを遮ることができる。これにより、圧力調整本体部が汚染されることを抑制することができる。従って、キャビティ内の圧力を調整するシリンダを備える成形装置に比して、例えばプランジャの摺動性が低下することや、シリンダ内の清掃が必要となること等を回避することができる。 According to such a molding apparatus, since the membrane separates the cavity from the fluid, it is possible to prevent the uncured resin supplied to the cavity from moving toward the fluid. As a result, it is possible to suppress contamination of the pressure adjustment main body. Therefore, compared with a molding apparatus having a cylinder for adjusting the pressure inside the cavity, it is possible to avoid, for example, a decrease in slidability of the plunger and the need to clean the inside of the cylinder.
上記構成において、前記上型及び前記下型は、前記キャビティを囲む成形面を備え、前記膜体部は、前記成形面に平行となる形で配されていることとすることができる。 In the above configuration, the upper mold and the lower mold may have molding surfaces surrounding the cavity, and the film body portion may be arranged parallel to the molding surfaces.
このような成形装置によると、膜体部は、成形面に平行となる形で配されているので、例えば、キャビティに積層体を収容し、未硬化の樹脂を供給する場合、積層体や積層体に含浸する未硬化の樹脂に対し、膜体部によって均一な力で加圧することができる。 According to such a molding apparatus, the film body portion is arranged parallel to the molding surface. The uncured resin that impregnates the body can be pressurized with a uniform force by the membrane body.
また、本発明は、コア材と、前記コア材の表裏面にそれぞれ重ねられる一対の補強繊維材と、を備える積層体に、未硬化の樹脂を含浸させた後、前記樹脂を硬化させてなる基材を、上記記載の成形装置で製造する基材の製造方法であって、前記キャビティに前記積層体が収容される形で前記上型と前記下型とを型閉じする型閉じ工程と、前記積層体が収容された前記キャビティに、前記樹脂供給装置から前記未硬化の樹脂を供給する樹脂供給工程と、を含み、前記樹脂供給工程は、前記圧力調整本体部によって前記膜体部に対して付与する圧力を所定圧力に調整することで、前記膜体部を前記キャビティ空間が広がる方向に変形させる低圧工程と、前記樹脂供給装置からの前記未硬化の樹脂の供給を停止した後、前記圧力調整本体部によって前記膜体部に対して付与する圧力を前記所定圧力よりも高い圧力に調整することで、前記キャビティ内の前記未硬化の樹脂の一部を前記膜体部で押圧する高圧工程と、を含むことに特徴を有する。 Further, according to the present invention, a laminate comprising a core material and a pair of reinforcing fibrous materials respectively superimposed on the front and back surfaces of the core material is impregnated with an uncured resin, and then the resin is cured. A substrate manufacturing method for manufacturing a substrate by the molding apparatus described above, comprising: a mold closing step of closing the upper mold and the lower mold such that the laminate is accommodated in the cavity; a resin supply step of supplying the uncured resin from the resin supply device to the cavity in which the laminate is accommodated, wherein the resin supply step is performed by the pressure adjustment body portion to the film body portion. A low pressure step of deforming the film body portion in the direction in which the cavity space expands by adjusting the pressure applied to the pressure to a predetermined pressure, and after stopping the supply of the uncured resin from the resin supply device, the A high pressure that presses part of the uncured resin in the cavity with the film by adjusting the pressure applied to the film by the pressure adjusting main body to a pressure higher than the predetermined pressure. It is characterized in that it includes steps.
このような基材の製造方法によると、低圧工程において、圧力調整本体部によって膜体部に対して付与する圧力を所定圧力に調整することで、膜体部をキャビティ空間が広がる方向に変形させることで、キャビティの圧力が過度に高圧となることを防ぎ、コア材が潰れてしまうことを抑制することができる。また、高圧工程において、圧力調整本体部によって膜体部に対して付与する圧力を、低圧工程における所定圧力よりも高い圧力に調整し、キャビティ内の未硬化の樹脂の一部を膜体部で押圧することで、キャビティ内の圧力不足により未硬化の樹脂に気泡が発生してしまうことを抑制することができる。 According to this base material manufacturing method, in the low-pressure step, the pressure applied to the membrane portion by the pressure adjusting body portion is adjusted to a predetermined pressure, thereby deforming the membrane portion in the direction in which the cavity space expands. As a result, the pressure in the cavity can be prevented from becoming excessively high, and crushing of the core material can be suppressed. Further, in the high-pressure process, the pressure applied to the membrane by the pressure adjusting main body is adjusted to be higher than the predetermined pressure in the low-pressure process, and part of the uncured resin in the cavity is removed by the membrane. By pressing, it is possible to suppress the generation of air bubbles in the uncured resin due to insufficient pressure in the cavity.
また、前記高圧工程において、前記圧力調整本体部によって前記膜体部に対して付与する圧力を所定時間一定に保持することとすることができる。 Further, in the high pressure step, the pressure applied to the membrane portion by the pressure adjusting body portion can be kept constant for a predetermined time.
このような基材の製造方法によると、未硬化の樹脂における気泡の発生を好適に抑制することができる。 According to such a substrate manufacturing method, it is possible to suitably suppress the generation of air bubbles in the uncured resin.
また、前記低圧工程において、前記所定圧力は、前記樹脂供給装置から前記未硬化の樹脂を供給する圧力よりも低いこととすることができる。 Further, in the low-pressure step, the predetermined pressure may be lower than the pressure for supplying the uncured resin from the resin supply device.
このような基材の製造方法によると、低圧工程において、膜体部をキャビティ空間が広がる方向に好適に変形させることができる。 According to such a method for manufacturing a base material, in the low-pressure step, the membrane portion can be suitably deformed in the direction in which the cavity space expands.
本発明によれば、成形型のキャビティ内の圧力を好適に調整することができる実用的な成形装置、及び基材の製造方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the practical molding apparatus which can adjust the pressure in the cavity of a shaping|molding die suitably, and the manufacturing method of a base material.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1から図7によって説明する。本実施形態では、RTM法を用いて繊維強化樹脂成形品(基材)10を製造する成形装置20、及び繊維強化樹脂成型品10の製造方法について例示する。まず、図1を参照しつつ、成形装置20で製造される繊維強化樹脂成型品10について説明する。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. In this embodiment, a
図1は、繊維強化樹脂成形品(以下、基材)10の断面構成を模式的に表した説明図である。基材10は、軽量かつ高剛性であり、車両用シートの一部(例えば、バックボード)として利用される。このような基材10は、コア材11と、コア材11の表裏面にそれぞれ重ねられるシート状の補強繊維材12,12と、補強繊維材12,12に含浸して硬化した熱硬化性樹脂からなる樹脂部13とを備えている。尚、樹脂部13の熱硬化性樹脂としては、RTM法で一般的に用いられるもの(例えば、二液混合型のエポキシ樹脂)を採用することができる。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the cross-sectional configuration of a fiber-reinforced resin molded product (hereinafter referred to as base material) 10. As shown in FIG. The
コア材11は、独立気泡構造を有する合成樹脂製(所謂、発泡樹脂製)の板状体であり、補強繊維材12よりも厚みの大きな板状(層状)をなしている。コア材11の素材としては、アクリル樹脂等の合成樹脂を採用することができる。尚、コア材11は、1つの層(単層)からなるものであるが、これに限られず、複数のコア材11が積層された多層構造からなるものとしてもよい。
The
補強繊維材12は、シート状に加工されたカーボン繊維(炭素繊維)の織物からなる。他にも、補強繊維材12の素材としては、ガラス繊維を採用することができる。便宜上、コア材11の表側(上側)に重ねられる補強繊維材12を、補強繊維材12Aと表し、コア材11の裏側(下側)に重ねられる補強繊維材12を、補強繊維材12Bと表す場合がある。表側の補強繊維材12Aの厚みは、裏側の補強繊維材12Bの厚みと等しい。コア材11は、一対の補強繊維材12A,12Bによって表裏面側から挟まれたサンドイッチ構造をなしている。
The reinforcing
基材10において、樹脂部13を構成する熱硬化性樹脂の硬化物は、補強繊維材12の内部のみならず、補強繊維材12の表面を覆うように形成される。そのため、基材10において、樹脂部13は、コア材11と一対の補強繊維材12A,12Bとからなる積層体の全体を包み込むように形成されている。これにより、積層体の表面に平滑性を付与することができる。また、基材10は、コア材11を含むため、軽量性、及び高剛性を維持しつつ、比較的高価である補強繊維材12(特に、カーボン繊維製)の使用量を低減することができる。
In the
続いて、図3及び図4を用いて、基材10を成形する成形装置20について説明する。 成形装置20は、下型31と下型31に対向配置された上型32とからなる成形型30と、上型32の左側の端部(周縁部)側に配された樹脂供給装置40と、上型32の中央部に配された圧力調整装置50と、を備える。成形型30は、一方の分割金型である固定金型としての下型31と、他方の分割金型である可動金型としての上型32とからなる。
Next, a
下型31は、基材10の表側を成形する成形面31Aを備える。一方、上型32は、基材10の裏側を成形する成形面32Aを備える。上型32は、油圧シリンダ等の昇降機構(往復機構)により、下型31に対し近接又は離間する形で昇降駆動する。上型32の左側の端部には、樹脂供給装置40から供給される未硬化の樹脂を成形型30内に注入するための注入孔(スプルー)33が設けられている。注入孔33は、上型32を貫通する形で設けられており、成形型30のキャビティC(図4を用いて後述する)に連通している。そして、注入孔33には、樹脂供給装置40のノズル41が、外側(上側)から内側(成形型30内側)に向かって挿し込まれる形で取り付けられている。
The
尚、図3に示すように、上型32が下型31に対して離間した位置に配されている状態を型開き状態と呼ぶ。そして、図4に示すように、上型32が下型31に対して近接した位置に配されて閉じた状態を型閉じ状態と呼ぶ。型閉じ状態の成形型30において、上型32の成形面32Aと、下型31の成形面31Aで囲まれた空間が、成形型30のキャビティCとなる。
Incidentally, as shown in FIG. 3, the state in which the
図4に示すように、上型32の周縁部の内側(成形面32A側)には、キャビティCの周縁を取り囲むシール部34が設けられている。型閉じ状態では、シール部34が下型31と上型32との間で挟まれることで、未硬化の樹脂がキャビティCからシール部34を超えて外側に漏れてしまうことを防止している。
As shown in FIG. 4, a
樹脂供給装置40は、型閉じ状態においてキャビティCに未硬化の熱硬化性樹脂Rを供給する装置である。本実施形態の樹脂供給装置40は、主剤と硬化剤からなる二液混合型のエポキシ樹脂を成形型30内に供給する。樹脂供給装置40は、主剤と硬化剤とを衝突混合させながら成形型30側へ吐出するミキシングヘッドを備えている。主剤と硬化剤は、それぞれ所定のタンク内に収容されており、各々の圧送ポンプによって所定の配合比でミキシングヘッドに送られる。そして、ミキシングヘッド内で主剤と硬化剤が互いに衝突しながら混ざり合い、それらの混合物からなる未硬化の樹脂Rが、ミキシングヘッドの先端にあるノズル41から吐出される。ノズル41から吐出された樹脂Rは、注入孔33を介してキャビティCに供給される。
The
また、上型32の中央部には、成形型30内に注入された樹脂Rの圧力(キャビティC内の圧力)の調節を行う圧力調整装置50が設けられている。圧力調整装置50は、成形型30内(キャビティC)に臨む部分であって、可撓性を有する膜体よりなる膜体部51と、膜体部51に対して付与する圧力を、流体の移動によって調整可能な圧力調整本体部52と、を備える。圧力調整本体部52は、上型32の成形面32A側(内側)から上方(外側)に向かって凹状に窪んだ凹部54と、凹部54が窪んだ方向(上方)の壁部を構成する凹底部54Cを上下方向に貫通する形で設けられた流通管53と、を備える。
A
凹部54は、キャビティCに連通する形で下方に開口した開口部55を備える。開口部55は、下型31側から視た場合(平面視)、円形状をなしている。膜体部51は、開口部55を覆い、上型32の成形面32Aに平行となる形で開口部55に取り付けられている。膜体部51は、円盤状であり、下型31側から視た場合(平面視)、円形状をなしている。
The recessed
膜体部51と凹部54とによって囲まれた空間Sには、流通管53に連通して流通管53との間で移動可能とされた流体が満たされている。流体としては、空気、水、油等の流動可能な媒体を採用することができる。膜体部51は、キャビティCと空間Sを満たす流体とを隔てている。流通管53には、流体を空間Sに注入移動ないし空間Sから吸引移動させると共に、その注入移動ないし吸引移動に基づいて、膜体部51にかかる流体の圧力を所定圧力に調整する機構が接続されている。当該機構としては、例えば、流通管53に耐圧チューブを介して接続されるエアーコンプレッサーや油圧ポンプ等が挙げられる。圧力調整装置50は、空間Sを満たす流体にかける圧力の増減によって、膜体部51を凹底部54C側又はキャビティC側に変形させることで、当該膜体部51を上下に往復移動させる構成であるともいえる。尚、圧力調整装置50としては、例えば、ダイヤフラムポンプの機構を採用することができる。
A space S surrounded by the
続いて、図1から図7を用いて、成形装置20による基材10の製造方法を説明する。基材10の製造方法は、大別すると、キャビティCに積層体Pが収容される形で上型32と下型31とを型閉じする型閉じ工程と、積層体Pが収容されたキャビティCに、樹脂供給装置40から未硬化の樹脂Rを供給する樹脂供給工程と、を含む。樹脂供給工程は、低圧工程と、高圧工程と、を含む。
Next, a method for manufacturing the
型閉じ工程では、図2に示すように、型開き状態の成形装置20の下型31に、コア材11と一対の補強繊維材12A,12Bとからなる積層体Pをセットする。積層体Pは、成形面31Aの形状に倣った状態(周縁部が立ち上がった状態)で、下型31の成形面31A上にセットされる。尚、積層体Pは、予め成形面31Aの形に倣った形状に成形(プリフォーム)されてもよい。積層体Pを構成する補強繊維材12A,12B等には、予めバインダ(例えば、粉末状の接着剤)が付与されており、そのバインダの作用で、積層体Pが所定形状に保たれている。なお、成形面31Aに積層体Pを押し付ける等、成形面31Aを利用して積層体Pを賦形してもよい。
In the mold closing step, as shown in FIG. 2, a laminate P comprising a
積層体Pのコア材11は、補強繊維材12A,12Bよりも小さく、コア材11の周縁の外側に、補強繊維材12A,12Bの周縁が配された状態となっている。そして、補強繊維材12A,12Bの周縁同士は、コア材11を介さずに重なった状態となっている。
The
図3に示すように、積層体Pを下型31の成形面31A上にセットした後、上型32を下型31に対して近接させる。そして、図4に示すように、上型32を下型31及び積層体Pに当接させて、成形型30を型閉じ状態にする。成形型30が型閉じされると、下型31の成形面31Aと、上型32の成形面32Aとで囲まれた空間がキャビティCとして形成される。型閉じされた成形型30のキャビティCには、積層体Pが収容された状態となっている。
As shown in FIG. 3 , after setting the laminate P on the
樹脂供給工程では、成形型30を型閉じすることで、キャビティC内を気密状態に保つ。その後、樹脂供給装置40が、主剤と硬化剤とからなる二液混合型の未硬化の樹脂Rを衝突混合させながら、キャビティC内へ供給する。尚、樹脂供給装置40の供給圧力は、積層体Pのコア材11が潰れることを抑制するために、0.3MPa~5MPaに設定する。また、好ましくは1MPa以下に設定する。
In the resin supply step, the inside of the cavity C is kept airtight by closing the
図5に示すように、キャビティC内に供給された未硬化の樹脂Rは、補強繊維材12の内部を含浸したり、補強繊維材12の表面に沿って流動したりすることで、キャビティCの隅々まで供給される。このとき、圧力調整本体部52における流体の移動によって、膜体部51に対して付与する圧力を所定圧力に調整する(低圧工程)。当該所定圧力は、樹脂供給装置40から未硬化の樹脂Rを供給する圧力よりも低く設定する。例えば、樹脂供給装置40から未硬化の樹脂Rを供給する圧力が0.7MPaの場合は、圧力調整本体部52が膜体部51に対して付与する圧力を0.5MPaとする。そして、膜体部51を凹底部54C側に変形させる(キャビティ空間が広がる方向に変形させる)。未硬化の樹脂Rのうち、膜体部51付近を通る樹脂R1は、膜体部51の変形により広がった空間を満たすように流動する(未硬化の樹脂Rの一部R1が、膜体部51を凹底部54C側に変形させるように流動するともいえる)。
As shown in FIG. 5, the uncured resin R supplied into the cavity C impregnates the interior of the reinforcing
図6に示すように、樹脂供給装置40からの未硬化の樹脂Rの供給を停止した後、圧力調整本体部52における流体の移動によって、膜体部51に対して付与する圧力を、上記低圧工程における所定圧力よりも高い圧力に調整する(高圧工程)。例えば、低圧工程において、圧力調整本体部52が膜体部51に対して付与する圧力を0.5MPaとした場合は、高圧工程において圧力調整本体部52が膜体部51に対して付与する圧力を1MPaとする。そして、低圧工程に比して、膜体部51を凹底部54C側から離れる方向(下型31側の方向)に変形させる(キャビティ空間が狭まる方向に変形させる)。さらに、低圧工程において膜体部51を凹底部54C側に変形させるように流動したキャビティC内の未硬化の樹脂Rの一部R1を、膜体部51で下型31側の方向へ押圧する。
As shown in FIG. 6, after the supply of the uncured resin R from the
このとき、圧力調整本体部52によって膜体部51に対して付与する圧力と、キャビティC内の圧力とを所定時間一定の値で保持する(保圧する)。これにより、未硬化の樹脂R内に存在する小さな気泡が膨張及び集合して、硬化後の樹脂の表面に、視認可能な大きさの気泡が発生してしまうことを抑制することができる。そして、キャビティC内を保圧した状態で、成形型30を所定温度に昇温し、キャビティC内を加熱することで、未硬化の樹脂Rを硬化させる。
At this time, the pressure applied to the
未硬化の樹脂Rの硬化後、図7に示すように、上型32を上昇させ、型開き状態にする。そして、成形物を下型31から取り外すことで、基材10を得る。尚、基材10の裏面側には、樹脂R1が硬化してなる膨出部R2が成形される。膨出部R2は、そのまま基材10の一部として利用してもよく、不要な場合は、基材10から除去してもよい。
After curing the uncured resin R, as shown in FIG. 7, the
続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、上型32と下型31とを備える成形装置20であって、型閉じ状態において上型32と下型31とで囲まれたキャビティCに未硬化の樹脂Rを供給する樹脂供給装置40と、上型32に設けられ、キャビティC内の圧力を調整する圧力調整装置50と、を備え、圧力調整装置50は、キャビティCに臨む部分であって、可撓性を有する膜体よりなる膜体部51と、膜体部51に対して付与する圧力を調整可能な圧力調整本体部52と、を備える成形装置20を示した。
Next, the effects of this embodiment will be described. In this embodiment, the
このような成形装置20によると、キャビティCに未硬化の樹脂Rが供給されたときに、圧力調整本体部52で膜体部51に対して付与する圧力を所定圧力(樹脂の供給圧よりも小さい圧力)に調整することで、膜体部51をキャビティC空間が広がる方向に変形させることができる。これにより、キャビティC内の圧力の過度な上昇を抑制することができる。また、その後、圧力調整本体部52で膜体部51に対して付与する圧力を上記所定圧力よりも高い圧力に調整して、キャビティC内の未硬化の樹脂Rの一部R1を膜体部51で押圧することができる。これにより、キャビティC内において、圧力不足によって未硬化の樹脂Rに気泡が発生してしまうことを抑制することができる。また、例えばキャビティの圧力を調整するシリンダを備える成形装置に比して、下型や上型を比較的薄い(低い)形で設けることができる。
According to such a
また、圧力調整本体部52は、凹状に窪んだ凹部54であって、キャビティCに連通する形で開口した開口部55を有する凹部54を備え、膜体部51は、開口部55を覆う形で取り付けられている。
Further, the pressure adjusting
このような成形装置20によると、膜体部51は、凹状の凹部54の開口部55を覆う形で取り付けられているので、当該開口部55とは反対側の方向(凹状に窪んだ方向)に当該膜体部51が変形することができる。これにより、圧力調整本体部52によって圧力を調整して膜体部51を変形させて、好適にキャビティC空間を広げたり、キャビティC内の未硬化の樹脂Rの一部R1を膜体部51で好適に押圧したりすることができる。
According to such a
また、圧力調整本体部52は、流体の移動によって膜体部51に対して付与する圧力を調整可能とされ、膜体部51は、キャビティCと流体とを隔てている。
Further, the pressure adjusting
このような成形装置20によると、膜体部51はキャビティCと流体とを隔てているので、キャビティCに供給される未硬化の樹脂Rが、流体側に移動することを遮ることができる。これにより、圧力調整本体部52が汚染されることを抑制することができる。従って、キャビティ内の圧力を調整するシリンダを備える成形装置に比して、例えばプランジャの摺動性が低下することや、シリンダ内の清掃が必要となること等を回避することができる。
According to such a
また、上型32及び下型31は、キャビティCを囲む成形面32A,31Aを備え、膜体部51は、成形面32Aに平行となる形で配されている。
The
このような成形装置20によると、膜体部51は、成形面32Aに平行となる形で配されているので、キャビティCに積層体Pを収容し、未硬化の樹脂Rを供給する場合、積層体Pや積層体Pに含浸する未硬化の樹脂Rに対し、膜体部51によって均一な力で加圧することができる。
According to such a
また、本実施形態は、コア材11と、コア材11の表裏面にそれぞれ重ねられる一対の補強繊維材12と、を備える積層体Pに、未硬化の樹脂Rを含浸させた後、樹脂を硬化させてなる基材10を、上記記載の成形装置20で製造する基材10の製造方法であって、キャビティCに積層体Pが収容される形で上型32と下型31とを型閉じする型閉じ工程と、積層体Pが収容されたキャビティCに、樹脂供給装置40から未硬化の樹脂Rを供給する樹脂供給工程と、を含み、樹脂供給工程は、圧力調整本体部52によって膜体部51に対して付与する圧力を所定圧力に調整することで、膜体部51をキャビティC空間が広がる方向に変形させる低圧工程と、樹脂供給装置40からの未硬化の樹脂Rの供給を停止した後、圧力調整本体部52によって膜体部51に対して付与する圧力を上記所定圧力よりも高い圧力に調整することで、キャビティC内の未硬化の樹脂Rの一部を膜体部51で押圧する高圧工程と、を含む基材10の製造方法を示した。
Further, in this embodiment, after impregnating a laminate P including a
このような基材10の製造方法によると、低圧工程において、圧力調整本体部52によって膜体部51に対して付与する圧力を所定圧力に調整することで、膜体部51をキャビティC空間が広がる方向に変形させることで、キャビティCの圧力が過度に高圧となることを防ぎ、コア材11が潰れてしまうことを抑制することができる。また、高圧工程において、圧力調整本体部52によって膜体部51に対して付与する圧力を、低圧工程における所定圧力よりも高い圧力に調整し、キャビティC内の未硬化の樹脂Rの一部を膜体部51で押圧することで、キャビティC内の圧力不足により未硬化の樹脂Rに気泡が発生してしまうことを抑制することができる。
According to the manufacturing method of the
また、高圧工程において、圧力調整本体部52によって膜体部51に対して付与する圧力を所定時間一定に保持する。このような基材10の製造方法によると、未硬化の樹脂Rにおける気泡の発生を好適に抑制することができる。
Further, in the high-pressure step, the pressure applied to the
また、低圧工程において、上記所定圧力は、樹脂供給装置40から未硬化の樹脂Rを供給する圧力よりも低いこととする。このような基材10の製造方法によると、低圧工程において、膜体部51をキャビティC空間が広がる方向に好適に変形させることができる。
Also, in the low-pressure process, the predetermined pressure is lower than the pressure at which the uncured resin R is supplied from the
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図8によって説明する。本実施形態では、実施形態1とは圧力調整装置の構成が異なる成形装置120、及び基材の製造方法を例示する。なお、本実施形態では、上記実施形態と同じ部位には、同一の符号を用い、構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Embodiment 2>
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a
成形装置120において、圧力調整装置150は、膜体部51と、圧力調整本体部152と、を備える。圧力調整本体部152は、凹部54と、膜体部51をキャビティC空間とは反対側(上面側)の方向(上方)から押圧可能なプランジャ156を有するシリンダ153と、を備える。膜体部51は、キャビティCと、プランジャ156とを隔てている。圧力調整本体部152は、プランジャ156が膜体部51の上面を上下に動かし、膜体部51を上側(シリンダ153側)及び下側(下型31側)に変形させることで、膜体部51に対して付与する圧力を調整する。
In the
成形装置120による基材の製造方法では、低圧工程において、プランジャ156を上方に動かして、膜体部51を上側に変形させる(キャビティ空間が広がる方向に変形させる)。そして、未硬化の樹脂の一部を、膜体部51の変形により広がった空間を満たすように流動させる。高圧工程では、低圧工程に比して、プランジャ156を下方に動かして、膜体部51を下側に変形させる(キャビティ空間が狭まる方向に変形させる)。そして、未硬化の樹脂の一部を、膜体部51で下型31側の方向へ押圧する。
In the method of manufacturing the substrate by the
<変形例>
次に、本発明の変形例を図9によって説明する。本変形例では、上記実施形態とは圧力調整装置の構成が異なる成形装置220を例示する。なお、本実施形態では、上記実施形態と同じ部位には、同一の符号を用い、構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Modification>
Next, a modified example of the present invention will be described with reference to FIG. In this modified example, a
成形装置220は、基材のうち左方に向かうほど上方に傾いた斜面状をなす斜面部を成形する、上型232の左側に設けられた斜面形成部232Cにおいて、圧力調整装置250を備える。圧力調整装置250は、膜体部51と、圧力調整本体部252と、を備える。圧力調整本体部252は、斜面形成部232Cから右上方に向かって凹状に窪んだ凹部254と、凹部254が窪んだ方向(右上方)の壁部を構成する凹底部254Cを右上方から下左方に貫通する形で設けられた流通管53と、を備える。凹部254に設けられた開口部255のうち、右側の端部における内側部分257は下方に向かうほど厚みが小さくなる形でテーパ状をなしている。これにより、成形装置220を用いて基材を製造する際に、斜面形成部232Cに圧力調整装置250が設けられていたとしても、未硬化の樹脂の硬化後、上型232の内側部分257が硬化した樹脂に引っ掛かることが無く、スムーズに型開き状態に移行することができる。
The forming
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention. can be implemented with various changes.
(1)上記実施形態以外にも、開口部及び膜体部の形は適宜変更可能である。上記実施形態では、開口部及び膜体部は、平面視円形状をなしているとしたが、これに限られない。例えば、開口部及び膜体部は、平面視方形状、台形状、及び多角形状等、種々の形状をなしていてもよい。 (1) In addition to the above embodiments, the shapes of the opening and the membrane can be changed as appropriate. In the above-described embodiment, the opening and the film are circular in plan view, but the present invention is not limited to this. For example, the opening and the film body may have various shapes such as a rectangular shape, a trapezoidal shape, and a polygonal shape in plan view.
(2)上記実施形態では、成形型は、鉛直方向における上側と下側とに配される分割型としたが、これに限られない。例えば、成形型は、水平方向における右側と左側とに配される分割型であってもよい。 (2) In the above embodiment, the mold is a split mold that is arranged on the upper side and the lower side in the vertical direction, but it is not limited to this. For example, the mold may be a split mold arranged on the right side and the left side in the horizontal direction.
(3)上記実施形態以外にも、各工程における圧力は適宜変更可能である。上記実施形態では、樹脂供給装置から未硬化の樹脂供給する圧力が0.7MPaの場合は、圧力調整本体部が膜体部に対して付与する圧力を、低圧工程では0.5MPa、高圧工程では1MPaとしたが、これに限られない。例えば、樹脂供給装置から未硬化の樹脂を供給する圧力を0.5MPaとした場合は、圧力調整本体部が膜体部に対して付与する圧力を、低圧工程では0.5MPa、高圧工程では1MPaとしてもよい。また、樹脂供給装置から未硬化の樹脂を供給する圧力は、時間と共に上昇させてもよい。 (3) The pressure in each process can be appropriately changed in addition to the above embodiment. In the above embodiment, when the uncured resin is supplied from the resin supply device at a pressure of 0.7 MPa, the pressure applied by the pressure adjusting body to the film body is 0.5 MPa in the low pressure process and 0.5 MPa in the high pressure process. Although it is set to 1 MPa, it is not limited to this. For example, when the pressure for supplying the uncured resin from the resin supply device is 0.5 MPa, the pressure applied by the pressure adjusting body to the film body is 0.5 MPa in the low pressure process and 1 MPa in the high pressure process. may be Moreover, the pressure for supplying the uncured resin from the resin supply device may be increased with time.
10…繊維強化樹脂成形品(基材)、11…コア材、12…補強繊維材、20,120,220…成形装置、30,130,230…成形型、31…下型、32,132,232…上型、40…樹脂供給装置、50,150,250…圧力調整装置、51…膜体部、52,152,252…圧力調整本体部、55,255…開口部、C…キャビティ、P…積層体、R…未硬化の樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記成形装置は、
型閉じ状態において前記上型と前記下型とで囲まれたキャビティに未硬化の樹脂を供給する樹脂供給装置と、
前記上型及び前記下型のうち、少なくともいずれか一方に設けられ、前記キャビティ内の圧力を調整する圧力調整装置と、を備え、
前記圧力調整装置は、
前記キャビティに臨む部分であって、可撓性を有する膜体よりなる膜体部と、
前記膜体部に対して付与する圧力を調整可能な圧力調整本体部と、を備え、
当該基材の製造方法は、
前記キャビティに前記積層体が収容される形で前記上型と前記下型とを型閉じする型閉じ工程と、
前記積層体が収容された前記キャビティに、前記樹脂供給装置から前記未硬化の樹脂を供給する樹脂供給工程と、
前記未硬化の樹脂を硬化させて前記基材を得る硬化工程と、を含み、
前記樹脂供給工程は、
前記圧力調整本体部によって前記膜体部に対して付与する圧力を所定圧力に調整することで、前記膜体部を前記キャビティ空間が広がる方向に変形させ、前記積層体と変形した前記膜体部との間に前記未硬化の樹脂を流動させる低圧工程と、
前記樹脂供給装置からの前記未硬化の樹脂の供給を停止した後、前記圧力調整本体部によって前記膜体部に対して付与する圧力を前記所定圧力よりも高い圧力に調整することで、前記キャビティ内の前記未硬化の樹脂の一部を前記膜体部で押圧する高圧工程と、を含み、
前記高圧工程では、前記積層体と前記膜体部との間に前記未硬化の樹脂の一部が残るように、前記膜体部による押圧を行い、
前記硬化工程では、前記積層体と前記膜体部との間に残った前記未硬化の樹脂の一部を硬化させることで、前記基材の板面から膨出した膨出部を成形することを特徴とする基材の製造方法。 A base material obtained by impregnating a laminate comprising a core material and a pair of reinforcing fiber materials superimposed on the front and back surfaces of the core material with an uncured resin and then curing the resin is placed in an upper mold . A method for manufacturing a substrate manufactured by a molding apparatus comprising a lower mold ,
The molding device is
a resin supply device that supplies uncured resin to a cavity surrounded by the upper mold and the lower mold in a mold closed state;
a pressure adjusting device provided in at least one of the upper mold and the lower mold for adjusting the pressure in the cavity;
The pressure regulator is
a film body portion facing the cavity and made of a flexible film body;
a pressure adjustment main body capable of adjusting the pressure applied to the film body,
The method for manufacturing the base material is
a mold closing step of closing the upper mold and the lower mold such that the laminate is accommodated in the cavity;
a resin supply step of supplying the uncured resin from the resin supply device to the cavity containing the laminate;
a curing step of curing the uncured resin to obtain the base material,
The resin supply step includes:
By adjusting the pressure applied to the film body portion by the pressure adjusting body portion to a predetermined pressure, the film body portion is deformed in the direction in which the cavity space expands , and the laminated body and the deformed film body portion are formed. a low pressure step of flowing the uncured resin between
After stopping the supply of the uncured resin from the resin supply device, the pressure applied to the film body portion by the pressure adjustment body portion is adjusted to a pressure higher than the predetermined pressure, whereby the cavity is and a high-pressure step of pressing a part of the uncured resin inside with the film body part ,
In the high-pressure step, pressing is performed by the film body part so that part of the uncured resin remains between the laminate and the film body part,
In the curing step, part of the uncured resin remaining between the laminate and the film body portion is cured to form a bulging portion that bulges from the plate surface of the base material. A method for producing a base material, characterized by:
前記膜体部は、前記開口部を覆う形で取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の基材の製造方法。 2. The method of manufacturing a substrate according to claim 1, wherein the film body is attached so as to cover the opening.
前記膜体部は、前記キャビティと前記流体とを隔てていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の基材の製造方法。 3. The method of manufacturing a substrate according to claim 1, wherein the film body separates the cavity from the fluid.
前記膜体部は、前記成形面に平行となる形で配されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の基材の製造方法。 4. The method of manufacturing a substrate according to claim 1, wherein the film body portion is arranged parallel to the molding surface.
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