JP7255025B2 - 治具及び複合材の加工方法 - Google Patents
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Description
本開示の第1実施形態について、図1から図5を用いて説明する。本実施形態では、ブロック(治具)30を用いて複合材10を加工して、複合材構造体を製造する方法について説明する。複合材構造体としては、例えば、航空機構造体を構成する航空機部品であるストリンガ、スパー、フレーム、リブ等が挙げられる。
なお、以下の説明において、ブロック30及び複合材10の長手方向をX軸方向とし、ブロック30及び複合材10の短手方向をY軸方向とし、X軸方向及びY軸方向と直交する方向をZ軸方向として説明する。なお、本実施形態では、Z軸方向が上下方向とされている例について説明するため、Z軸方向を上下方向という場合もある。また、各図は、各部材の長さや角度等を模式的に示したものであり、実際の長さや角度等を示すものではない。
ブロック30は、図1から図3に示すように、複合材10に設置される。詳細には、ブロック30は、複合材10の第1平板部11の内面、第2平板部12の内面及び湾曲部13の内面と当接するように設置される。
ブロック30は、図1及び図4に示すように、Y軸方向に沿って設けられている第1当接部31と、Y軸方向に沿って部分的に設けられている第2当接部32と、を備えている。
第1当接部31は、可撓性を有する部材で形成されている。また、第1当接部31は、第2当接部32よりも剛性が低い。また、第1当接部31は、複合材10よりも剛性が低くてもよい。第1当接部31は、加圧され複合材10に押し付けられた際に、複合材10の形状に応じて変形する剛性とされている。具体的には、第1当接部31は、例えば、シリコーン等に代表されるゴム部材によって形成されている。なお、第1当接部31の材料は、ゴム部材に限定されない。第2当接部32よりも剛性の低い材料であればよい。
第2当接部32は、複合材10の湾曲部13と当接する第1当接面37と、第1当接部31と当接する第2当接面38と、を有する。対向面34及びバッグ当接面35は、X軸方向に沿って延在する面である。また、第2当接部32は、第1当接部31の湾曲対向面34cと接触する部分において、X軸方向の断面の形状が略90度の円弧形状をしている。
まず、図1から図3に示すように、所定の形状に成形された複合材10を型20に設置する(設置工程)。このとき、型20の湾曲面部23と複合材10の湾曲部13とが接触するように設置する。
なお、複合材10及びブロック30を加圧・加熱する方法は、オートクレーブを使用したものに限定されない。
本実施形態では、X軸方向に沿って延在し、複合材10の湾曲部13に当接する第1当接部31を備えている。第1当接部31は、第2当接部32よりも剛性が低いので、湾曲部13にブロック30を当接させた状態で複合材10を加圧すると、湾曲部13の形状に応じて変形し易い。これにより、第1当接部31と複合材10の湾曲部13との間に隙間が形成され難くすることができる。したがって、第1当接部31と複合材10とが当接する領域では、ブロック30を介して、複合材10の全体に圧力を作用させることができる。
また、複合材10に加工を施す際に、皺Wが発生し易い領域を剛性の高い第2当接部32が押圧しているので、第2当接部32と当接する領域において、複合材10に皺Wを発生し難くすることができる。すなわち、図3に示す皺Wが存在しない状態から、図5に示す皺Wが存在する状態になり難くすることができる。
本開示の第2実施形態について、図6及び図7を用いて説明する。
本実施形態では、ブロック30の構造が第1実施形態と異なっている。その他の点は、第1実施形態と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
本実施形態では、第1当接部51と第2当接部52とは、X軸方向に沿って並んで配置されている。したがって、複合材10において、皺W(図5参照)が発生し易い領域と、皺Wが発生し難い領域とがX軸方向に沿って並んでいる場合には、より好適に複合材10の皺Wが発生し易い領域に第2当接部52を当接させるとともに、皺Wが発生し難い領域(第2当接部52が当接する領域以外の領域)に第1当接部51を当接させることができる。
例えば、上記各実施形態では、剛性の高い第2当接部32,52を1つ設けた例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、複合材10に複合材屈曲部14が複数形成されている場合には、第2当接部32,52を複数設けてもよい。この場合には、各複合材屈曲部14に第2当接部32,52を当接させてもよい。
また、上記構成では、長手方向に沿って部分的に設けられ、複合材に当接する第2当接部を備えている。第2当接部は、第1当接部よりも剛性が高いので、湾曲部に治具を当接させた状態で複合材を加圧しても、変形し難い。これにより、第2当接部と当接する湾曲部に皺等の凹凸が存在している場合には、第2当接部が凸部分を押込むので、皺等の凹凸を解消することができる。また、複合材を加圧して変形させる際に、第2当接部と当接する領域において、湾曲部に皺等の凹凸を発生し難くすることができる。
したがって、複合材を加圧して変形させる際に、複合材の皺が発生し易い領域に第2当接部を当接させるとともに、皺が発生し難い領域(第2当接部が当接する領域以外の領域)に第1当接部を当接させることで、複合材の全体に圧力を作用させるとともに、皺が発生し易い領域において皺の解消及び/又は皺の発生を抑制することができる。
なお、湾曲部と当接する第1当接部の面と、湾曲部と当接する第2当接部の面とが面一となるように、第1当接部及び第2当接部を配置してもよい。このように構成することで、第1当接部及び第2当接部を複合材の湾曲部に当接させ易くすることができる。したがって、より好適に、複合材に圧力を作用させることができる。
11 :第1平板部
12 :第2平板部
13 :湾曲部
14 :複合材屈曲部(曲がり部)
20 :型
21 :第1平面部
22 :第2平面部
23 :湾曲面部
24 :型屈曲部
30 :ブロック(治具)
31 :第1当接部
32 :第2当接部
33 :第1ブロック屈曲部
34 :対向面
34a :第1対向面
34b :第2対向面
34c :湾曲対向面
35 :バッグ当接面
36 :第2ブロック屈曲部
37 :第1当接面
38 :第2当接面
40 :バッグ
50 :ブロック
51 :第1当接部
51a :対向面
52 :第2当接部
52a :対向面
53 :第3ブロック屈曲部
W :皺
Claims (6)
- 長手方向と直交する面で切断した際の断面の形状において湾曲する湾曲部を有する複合材を、型に設置した状態で加圧することで前記型に応じた形状に変形させる際に、前記複合材の前記湾曲部に当接させる治具であって、
前記長手方向に沿って延在し、前記複合材の前記湾曲部に当接する第1当接部と、
前記長手方向に沿って部分的に設けられ、前記複合材の前記湾曲部に当接し、前記第1当接部よりも剛性が高い第2当接部と、を備える治具。 - 前記複合材は、前記長手方向と交差する交差方向に直交する面で切断した際の断面の形状の一部が湾曲及び/又は屈曲している曲がり部を有し、
前記第2当接部は、前記曲がり部と当接する請求項1に記載の治具。 - 前記第1当接部は、前記長手方向の全域に亘って設けられ、
前記第2当接部は、前記第1当接部の前記湾曲部と対向する面に設けられている請求項1または請求項2に記載の治具。 - 前記第1当接部と前記第2当接部とは、前記長手方向に沿って並んで配置されている請求項1または請求項2に記載の治具。
- 長手方向と直交する面で切断した際の断面の形状において湾曲する湾曲部を有する複合材を、型に設置する設置工程と、
前記長手方向に沿って延在し前記複合材の前記湾曲部に当接する第1当接部と、前記長手方向に沿って部分的に設けられ前記複合材の前記湾曲部に当接し前記第1当接部よりも剛性が高い第2当接部と、を備えた治具を、前記複合材の前記湾曲部に当接させる当接工程と、
前記設置工程で前記型に設置され、前記当接工程で前記治具を当接された状態の前記複合材を加圧することで前記型に応じた形状に変形させる変形工程と、を備え、
前記当接工程では、前記複合材の前記湾曲部のうち皺が発生し易い領域と前記第2当接部とを当接させる複合材の加工方法。 - 前記複合材は、前記長手方向と交差する交差方向に直交する面で切断した際の断面の形状の一部が湾曲及び/又は屈曲している曲がり部を有し、
前記当接工程では、前記曲がり部を含む領域と前記第2当接部とを当接させる請求項5に記載の複合材の加工方法。
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---|---|---|---|---|
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JP2015227049A (ja) | 2014-03-20 | 2015-12-17 | ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company | 広角遷移領域におけるプリプレグ・トウの配置 |
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- 2020-06-17 WO PCT/JP2020/023865 patent/WO2021255880A1/ja active Application Filing
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006123402A (ja) | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Toray Ind Inc | Frp成形用強化繊維基材の賦形方法および賦形装置 |
JP2016508900A (ja) | 2013-01-07 | 2016-03-24 | ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company | 輪郭に合致した積層構造体を製作するための方法及び装置 |
JP2016521221A (ja) | 2013-04-19 | 2016-07-21 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 輪郭形成されたマンドレル表面上での未硬化複合部材の圧密化 |
JP2015227049A (ja) | 2014-03-20 | 2015-12-17 | ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company | 広角遷移領域におけるプリプレグ・トウの配置 |
JP2019209520A (ja) | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 川崎重工業株式会社 | 複合材料構造物の製造方法及び複合材料構造物の製造用治具 |
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