JPH02162016A - 複合材の成形方法 - Google Patents

複合材の成形方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合材の成形方法に係り、特に積層された素材
間に気泡を残存させないようにした複合材の成形方法に
関する。
〔従来の技術とその課題〕
一般に、複合材の成形方法としては、特開昭５９−２２
７２２号公報に開示されるように、プリプレグの素材を
積層し、これを極微多孔性のフィルムシート、通気材料
性のシート、及び密閉材料性のシートで順に覆い、これ
らシートの内側を真空引きし、オートクレーブ内に入れ
、加圧、加熱して硬化させ、これにより積層された素材
間に気泡を残存させないように成形する方法が知られて
いる。
この成形方法によ・れば、積層された素材間の気泡は該
積層体の周縁部から排出されることになる。
しかしながら、この周縁部は成形時に上述した各種シー
トの周縁部により押し潰される格好になるので、気泡の
脱出口が塞がり、素材を積層する工程で含まれた素材間
の気泡が排出され難くなり、気泡を完全に排出させるこ
とができないという問題がある。
ところで、「応用機械工学」第８４頁（昭和６０年１月
１日発行）に、これを解決するための手段としての、加
圧シートを使用した真空バッグ成形硬化方法が開示され
ている。しかしながら、このように加圧シートを使用し
ても気泡を完全に排出させることはできないという問題
がある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術がをする
問題点を解消し、積層する工程で含まれた素材間の気泡
を完全に排出させることができる複合材の成形方法を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、治具の上に載せ
られたプリプレグの積層体の上に真空バッグフィルムを
被せ、この真空バッグフィルムの内側を真空吸引した後
、加圧し、加熱して硬化させるようにした複合材の成形
方法において；上記積層体と上記真空バッグフィルムと
の間に中央部が凹んだ曲面形からなる弾性変形自在の加
圧板を凹部を上に向けて介装し、真空バッグフィルムの
内側を真空吸引するに際して、初期の段階では該加圧板
の中央部を介して積層体の中央部に真空圧力が負荷され
、時間の経過とともに、徐々に加圧板が平坦状に弾性変
形して真空圧力が該加圧板の周辺部迄および加圧板金′
体を介して積層体の全域に負荷されるようにしたことを
特徴とするものであり、 また、他の発明は、上記真空バッグフィルムの内側を真
空吸引するに際して、真空圧力を、初期の段階では小さ
く、時間の経過とともに徐々に増大させるようにしたこ
とを特徴とするものである。
〔作　用〕
本発明によれば、真空バッグフィルムの内側を真空吸引
するに際し、初期の段階では、加圧板の凹部を介して積
層体の中央部に真空圧力が負荷され、よって、この部分
に含まれている気泡は徐々に積層体の端に移動して行き
、時間の経過とともに、加圧板が平坦状に弾性変形して
、この加圧板を介して負荷される真空圧力は徐々に周辺
部にまで及ぶようになり、よって、積層体に含まれてい
る気泡は積層体の外部に完全に排出されることになる。
〔実施例〕
以下、本発明による複合材の成形方法の一実施例を添附
図面を参照して説明する。
第１図において、１は治具を示している。この治具１の
上には離型フィルム２が載せられ、この離型フィルム２
の上にはプリプレグを積層してなる積層体３が載せられ
、この積層体３の上にはさらに離型フィルム４が載せら
れている。この積層体３の外周には該積層体３の端面を
揃えるダム５が配設されている。
また、その上には、積層体３、及びダム５までを完全に
覆う通気材料性のブリーザ６が載せられ、その上には、
真空バッグフィルム７が被せられている。この真空バッ
グフィルム７と上記治具１との間には、両者の隙間を塞
ぐ耐熱シーラント８が介装されている。
そして、本実施例によれば、離型フィルム４とブリーザ
６との間に、第４図に示すように、特殊形状をした弾性
変形自在の加圧板９が凹部を上に向けて介装されている
。この加圧板９はビンフォーミング成形法（ジットピー
ニングにて成形する方法）等により成形されており、第
５図及び第６図からも明らかなように、中央が適度に凹
んだ曲面形になっている。
次に、本実施例の作用を第１図乃至第３図を参照して説
明する。
第１図に示すように、積層体３、加圧板９、ブリーザ６
及び真空バッグフィルム７を順に重ねたのち、真空バッ
グフィルム７の内側の空間１０内を真空引きする。する
と初期の段階では、同図から明らかなように、積層体３
の中央部に、加圧板９の中央部の凹んだ部分を介して真
空圧力が負荷される。これにより、積層体３内部の中央
部に含まれている気泡ａは順に端部に移動を開始する。
真空圧力が増大してくると、第２図に示すように、圧力
板９は次第に変形して平坦状になってくる。これにより
、積層体３に負荷される真空圧力は中央部だけでなく、
その周辺部にまで及ぶようになり、積層体３内部に含ま
れている気泡ａはさらに端部に移動する。
そして、真空圧力がさらに増大してくると、遂には、第
３図に示すように、圧力板９は全くの平坦状になり、積
層体３に負荷される真空圧力は該積層体３の全域に及ぼ
され、積層体３内部に含まれている気泡ａは端部から完
全に排出される。
ここで、加圧板９の大きさ、板厚、中央部の凹みに関す
る曲率等は、最大真空圧力が加圧板９に負荷されたとき
、それが変形して、第３図に示すように、完全に平坦状
になるよう設定される。例えば、同図において、−７６
０ａｌＩｎＨｇの真空圧力を負荷したとき、Ａ点に対し
ては約ＩＫｇ／ｃｄ、Ｂ点及び０点に対しては約０．　
５Ｋｇ／ｃ−程度の加圧力が負荷されるよう設定される
。
このように構成すれば、真空バッグフィルム７の内側の
空間１０内を真空引きするに際し、真空圧力が積層体３
の中央部から徐々に端に向かって負荷されて行くので、
積層体３内部に含まれている気泡ａは順に端部に移動し
て行くことになり、よって遂には完全に積層体３の外に
排出されるので、内部に残存することがなくなる。した
がって、いわゆるボイドレスの複合材を成形することが
でき、作業者の熟練度に影響されないで、常に高品質の
安定した複合材を得ることができる。
第７図は湾曲した積層体３を成形する他の実施例を示し
ている。治具１は湾曲して形成されており、この治具１
の上には積層体３が載せられ、この積層体３の上には加
圧板９、ブリーザ６、及び真空バッグフィルム７が順に
載せられている。これによっても、上記と同様に加圧板
９を介して真空圧力は順に積層体３の端に向かって負荷
されて行く。よって、該積層体３の内部に含まれている
気泡ａを完全に外部に排出することができる。
また、第８図及び第９図は他の実施例を示している。こ
こで、第８図はオートクレープ工程における代表的な１
８０℃硬化型の硬化サイクルを示し、第９図は第８図の
中で符号■で示した範囲を示している。積層体３は図示
のような過程を経て硬化される。
さらに、この実施例によれば、第９図に示すように、段
階的に真空圧力が負荷される。例えば、ステップＡでは
−１９０ｍｍ１１ｇの真空圧力、ステップＢでは−３８
０ｉ＋ａ＋Ｉ１ｇの真空圧力、ステップＣでは−５７０
＋ｕ＋Ｉ１ｇの真空圧力、ステップＤでは−７６０ｍｍ
ｌ！ｇの真空圧力が負荷される。なお、ステップＡ乃至
Ｃではホールド時間５分、ステップＤではホールド時間
５分以上に設定されている。
この実施例では、上記の実施例と同様に加圧板９を使用
するわけであるが、これら各ステップＡ乃至りを第１図
乃至第３図の場合と比較すると、段階的に真空圧力を増
大させる構成になっている点で異なっている。すなわち
、第１図乃至第３図の場合にあっては、真空開始時に一
気に最大真空圧力にまで到達させてしまうが、この実施
例の場合にあっては段階的に真空圧力を増大させる構成
になっている。したがって、第１図から第３図に至るま
での時間、すなわち脱気に要する時間を充分に長くする
ことができ、より完全に気泡ａを排出させることが可能
になる。
ステップＡはいわゆる第１図の段階に相当し、気泡ａは
徐々に積層体３の端に向かって移動を開始し、ステップ
Ｂ、Ｃはいわゆる第２図の段階に相当し、気泡ａはさら
に積層体３の端に向かって移動し、ステップＤはいわゆ
る第３図の段階に相当し、これにより気泡ａは積層体３
の端から完全に脱出する。
このように単に加圧板９を介在させるだけでなく、真空
圧力条件を段階的に設定するようにしたから、積層体３
から気泡ａをより確実に排出させることができ、したが
って、積層体３の大きさに左右されることなく、常に安
定した高品質の成形品を得ることができるという効果が
得られる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、中央
が凹んだ曲面形からなる弾性変形自在の加圧板を四部を
上にして使用し、真空吸引するに際して、積層体の中央
部から周辺部に向けて徐々に真空圧力が負荷されるよう
にしたから、積層体の内部に含まれている気泡は中央か
ら端に向けて押出される格好になり、その端から完全に
排出される。また、他の発明によれば、真空吸引するに
際して、徐々に真空圧力を増大させるようにしたから、
負荷される真空圧力が積層体の中央部から周辺部に向け
て移動する時間が長くなり、より完全に気泡を排出させ
ることができる。
−■断面図、第６図は第４図のＶ［−Ｖｌ断面図、第７
図は他の実施例を示す断面図、第８図はオートクレープ
工程における硬化サイクルを示す線図、第９図は第８図
の範囲■を拡大して示す線図である。
１・・・治具、３・・・積層体、６・・・ブリーザ、７
・・・真空バッグフィルム、９・・・加圧板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、治具の上に載せられたプリプレグの積層体の上に真
    空バッグフィルムを被せ、この真空バッグフィルムの内
    側を真空吸引した後、加圧し、加熱して硬化させるよう
    にした複合材の成形方法において；上記積層体と上記真
    空バッグフィルムとの間に中央部が凹んだ曲面形からな
    る弾性変形自在の加圧板を凹部を上に向けて介装し、真
    空バッグフィルムの内側を真空吸引するに際して、初期
    の段階では該加圧板の中央部を介して積層体の中央部に
    真空圧力が負荷され、時間の経過とともに、徐々に加圧
    板が平坦状に弾性変形して真空圧力が該加圧板の周辺部
    を介して積層体の全域に負荷されるようにしたことを特
    徴とする複合材の成形方法。 ２、上記真空バッグフィルムの内側を真空吸引するに際
    して、真空圧力を、初期の段階では小さく、時間の経過
    とともに徐々に増大させるようにしたことを特徴とする
    請求項１記載の複合材の成形方法。
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