JPH02182439A - 繊維強化複合材料の作製方法 - Google Patents
繊維強化複合材料の作製方法Info
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- JPH02182439A JPH02182439A JP1001837A JP183789A JPH02182439A JP H02182439 A JPH02182439 A JP H02182439A JP 1001837 A JP1001837 A JP 1001837A JP 183789 A JP183789 A JP 183789A JP H02182439 A JPH02182439 A JP H02182439A
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
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。
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〕
本発明は繊維強化複合材料の作製方法、特に繊維による
強化構造の作製方法に関するものである。
強化構造の作製方法に関するものである。
従来、複合材料の繊維による補強のため、長繊維を充填
する場合に、繊維を一方向に配して樹脂を含浸させた薄
板状のプリプレグを積層して成形する。このとき、要求
される強度に合わせて積層するプリプレグの層数や繊維
の方向が選ばれる。
する場合に、繊維を一方向に配して樹脂を含浸させた薄
板状のプリプレグを積層して成形する。このとき、要求
される強度に合わせて積層するプリプレグの層数や繊維
の方向が選ばれる。
しかし、このような成形法では、各プリプレグの強さは
保たれても、実際の強度はプリプレグ間の接着強度によ
って規定され、理想的強度よりも低下する。
保たれても、実際の強度はプリプレグ間の接着強度によ
って規定され、理想的強度よりも低下する。
また、各層は一方向繊維のプリプレグで、強度や弾性率
などの材料特性は繊維方向に強く依存した面内での異方
性も有する。
などの材料特性は繊維方向に強く依存した面内での異方
性も有する。
このような繊維強化複合材料の薄板を加工・成形すると
き、補強繊維の切断や継目を生じ、構造物としての強度
はさらに低下する。
き、補強繊維の切断や継目を生じ、構造物としての強度
はさらに低下する。
以上のようなプリプレグを使用した場合の問題を解決す
るために、織物の特徴を取り入れた補強法が考えられて
いる。これは平織りや朱子織りなどを用いて、強化繊維
での布状のプリプレグを作り、これを積層して複合材料
にする方法である。
るために、織物の特徴を取り入れた補強法が考えられて
いる。これは平織りや朱子織りなどを用いて、強化繊維
での布状のプリプレグを作り、これを積層して複合材料
にする方法である。
この場合、織り方によって面内での異方性は一方向プリ
プレグに比較して大きく改善される。しかし、やはり積
層のために生じる層間の剥離などの強度低下要素が残り
、厚さ方向での強度が必要な場合には不都合であった。
プレグに比較して大きく改善される。しかし、やはり積
層のために生じる層間の剥離などの強度低下要素が残り
、厚さ方向での強度が必要な場合には不都合であった。
そこで、厚さ方向にも強化繊維を織り込んだ三次元織物
繊維強化複合材料が考えられている。この方法には、三
次元的に繊維を配して織る方法や二次元的な織り構造を
残りの軸方向に連続して織っていく方法がある。
繊維強化複合材料が考えられている。この方法には、三
次元的に繊維を配して織る方法や二次元的な織り構造を
残りの軸方向に連続して織っていく方法がある。
〔発明が解決しようとする課題］
以上述べた繊維強化方法では、三次元的な織物構造によ
って等方的繊維強化を実現してはいるが、装置が複雑に
なることや強化構造の変更やそれに伴う糸巻き組錘の軌
道変更が困難であるなどの欠点があった。
って等方的繊維強化を実現してはいるが、装置が複雑に
なることや強化構造の変更やそれに伴う糸巻き組錘の軌
道変更が困難であるなどの欠点があった。
本発明の目的はこのような従来の欠点を除去し、ｆｌｆ
ｆ単な機端でしかも効率良く三次元的繊維強化構造を継
目や接合部を設けずに作製できる方法を提供することに
ある。
ｆ単な機端でしかも効率良く三次元的繊維強化構造を継
目や接合部を設けずに作製できる方法を提供することに
ある。
上記目的を達成するため、本発明の繊維強化複合材料の
作製方法においては１面上に置かれた複数個の糸巻き組
錘を繊維巻き付け部材周辺の予め設定された軌道面上を
移動させると共に繊維巻き付け部材を引き上げ、かつ引
き上げ方向に対して垂直な二方向に該部材を回転させ、
該部材上に繊維の組物構造を構成するものである。
作製方法においては１面上に置かれた複数個の糸巻き組
錘を繊維巻き付け部材周辺の予め設定された軌道面上を
移動させると共に繊維巻き付け部材を引き上げ、かつ引
き上げ方向に対して垂直な二方向に該部材を回転させ、
該部材上に繊維の組物構造を構成するものである。
本発明において、複数個の織り糸巻き組錘は、繊維の補
強構造によって予め定められたある軌道上を移動する。
強構造によって予め定められたある軌道上を移動する。
該軌道」一方に繊維巻き付け筒又は繊維固定端が設置し
である。糸巻き組錘が軌道上を移動するのに同期して繊
維巻き付け筒又は繊維固定端を引き上げ、あるいは繊維
巻き付け筒や繊維固定端を引き上げ、軸に垂直な二軸の
まわりに回転させることによって、所望の補強構造が継
ぎ目や接合部を設けろことなく三次元的に構成されてい
く。
である。糸巻き組錘が軌道上を移動するのに同期して繊
維巻き付け筒又は繊維固定端を引き上げ、あるいは繊維
巻き付け筒や繊維固定端を引き上げ、軸に垂直な二軸の
まわりに回転させることによって、所望の補強構造が継
ぎ目や接合部を設けろことなく三次元的に構成されてい
く。
次に、第１図から第４図を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
第１図は本発明の三次元（組物）繊！４Ｆ、 ４ｊ１’
ｊ化複合材料を作製するための構成を示す図である。図
において、軌道平面１上に繊維の組み（織り）構造に対
応した糸巻き組錘３の軌道２が設けられており、軌道２
上を各組錘３が独立に移動する。繊維端は。
ｊ化複合材料を作製するための構成を示す図である。図
において、軌道平面１上に繊維の組み（織り）構造に対
応した糸巻き組錘３の軌道２が設けられており、軌道２
上を各組錘３が独立に移動する。繊維端は。
軌道平面上部に設けられた糸巻き付け用マンドレル（心
棒）４あるいは繊維固定端に取付けられ、組錘３の移動
動作に同期して強化繊維５が引き上げられると、三次元
的な繊維の強化構造体６が作られる。糸巻き組錘の個数
、軌道、マンドレルや固定端の形状・大きさにより、パ
イプ状のもの、忠実棒状のもの、平板状のもの、ブロッ
ク状のものなどを構成することができる。
棒）４あるいは繊維固定端に取付けられ、組錘３の移動
動作に同期して強化繊維５が引き上げられると、三次元
的な繊維の強化構造体６が作られる。糸巻き組錘の個数
、軌道、マンドレルや固定端の形状・大きさにより、パ
イプ状のもの、忠実棒状のもの、平板状のもの、ブロッ
ク状のものなどを構成することができる。
第２図は、このシステムを用いて繊維１強化構造を作製
する場合の一例を示す図である。丸打ち込み物を応用し
て１円形断面の中空パイプ状強化構造を作製する場合の
組錘の移動軌道を上方から見た図である。軌道は互いに
直交する二つの長方形になっており、マンドレル４の周
辺の各長方形軌道上を各組錘が独立に移動する。軌道７
上の組錘９が反時計回りに軌道７上を移動し、組錘１０
は時計回りに軌道８上を移動する。移動速度を適当に制
御することにより第３図に示すようなパイプ状の組み物
による繊維の強化構造体１２が形成され、これに母材樹
脂１１を含浸させる。この状態で硬化させた後、マンド
レル４を抜き取ってパイプ形状の複合材料を得る。マン
ドレル４を抜き取るにあたり、予めマンドレル４の表面
に樹脂との接着を妨げるような離型剤を塗布しておいた
り、又はテフロンなどのように他の樹脂との接着力が非
常に弱い材料で作られたマンドレルを用いる。
する場合の一例を示す図である。丸打ち込み物を応用し
て１円形断面の中空パイプ状強化構造を作製する場合の
組錘の移動軌道を上方から見た図である。軌道は互いに
直交する二つの長方形になっており、マンドレル４の周
辺の各長方形軌道上を各組錘が独立に移動する。軌道７
上の組錘９が反時計回りに軌道７上を移動し、組錘１０
は時計回りに軌道８上を移動する。移動速度を適当に制
御することにより第３図に示すようなパイプ状の組み物
による繊維の強化構造体１２が形成され、これに母材樹
脂１１を含浸させる。この状態で硬化させた後、マンド
レル４を抜き取ってパイプ形状の複合材料を得る。マン
ドレル４を抜き取るにあたり、予めマンドレル４の表面
に樹脂との接着を妨げるような離型剤を塗布しておいた
り、又はテフロンなどのように他の樹脂との接着力が非
常に弱い材料で作られたマンドレルを用いる。
第４図（１）〜（６）は本発明の作製方法を用いて１字
型構造物を継ぎ目なしに作製するための手順を示す。ま
ず、第４図（１）に示すＴ字型のマンドレル１４を用意
し、Ａ端から０へ向かって（２）のように■■の順序で
Ｔ字の付け根まで強化繊維■５を組む。
型構造物を継ぎ目なしに作製するための手順を示す。ま
ず、第４図（１）に示すＴ字型のマンドレル１４を用意
し、Ａ端から０へ向かって（２）のように■■の順序で
Ｔ字の付け根まで強化繊維■５を組む。
付け根まで組んだ後、マンドレル１４を紙面に垂直な軸
に対して９０度回転させ５（３）の状態にし、ＯからＢ
に向かって■−■の順序で繊維１５を巻く。次に、 Ｏ
Ａ軸に対して１８０度回転させて（４）の状態とし、繊
維をＢ→０→Ｃに向けて■−■の順に巻く。さらに、軸
ＯＡに対して１８０度回転させ、（５）の状態でＣから
Ｏまで■−■の順序で繊維１５を巻き、最後に紙面に垂
直な軸に９０度回転させて（６）の状態でＯからＡに向
かって■−■の順序で繊維１５を巻き上げる。以上の手
順に従って作製した組み物に樹脂を含浸させて全体を硬
化した後、マンドレル１４を分解して繊維層から抜き取
ると継ぎ目のないＴ字型の強化構造体１６が得られる。
に対して９０度回転させ５（３）の状態にし、ＯからＢ
に向かって■−■の順序で繊維１５を巻く。次に、 Ｏ
Ａ軸に対して１８０度回転させて（４）の状態とし、繊
維をＢ→０→Ｃに向けて■−■の順に巻く。さらに、軸
ＯＡに対して１８０度回転させ、（５）の状態でＣから
Ｏまで■−■の順序で繊維１５を巻き、最後に紙面に垂
直な軸に９０度回転させて（６）の状態でＯからＡに向
かって■−■の順序で繊維１５を巻き上げる。以上の手
順に従って作製した組み物に樹脂を含浸させて全体を硬
化した後、マンドレル１４を分解して繊維層から抜き取
ると継ぎ目のないＴ字型の強化構造体１６が得られる。
以上のように本発明のシステムによれば、任意構造の三
次元繊維強化複合材料が容易に作製でき、また、マンド
レルを回転させることにより、継ぎ目や接合部を持たな
い構造物も容易に作製できる。
次元繊維強化複合材料が容易に作製でき、また、マンド
レルを回転させることにより、継ぎ目や接合部を持たな
い構造物も容易に作製できる。
しかも、補強構造を実現するための装置構成は非常に簡
易であり、軌道の変更など構成の変更もきわめて容易と
なる。
易であり、軌道の変更など構成の変更もきわめて容易と
なる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は補強
構造を実現するための組錘軌道の例を示す図、第３図は
組錘軌道によって作られる三次元補強構造の例を示す斜
視図、第４図（１）〜（６）は継ぎ目なしにＴ字型構造
物の作製手順を示す図である。 １・・軌道平面 ３・・・糸巻き組錘 ５・・・強化繊維 ９．１０・・・組錘
構造を実現するための組錘軌道の例を示す図、第３図は
組錘軌道によって作られる三次元補強構造の例を示す斜
視図、第４図（１）〜（６）は継ぎ目なしにＴ字型構造
物の作製手順を示す図である。 １・・軌道平面 ３・・・糸巻き組錘 ５・・・強化繊維 ９．１０・・・組錘
Claims (1)
- （１）面上に置かれた複数個の糸巻き組錘を繊維巻き付
け部材周辺の予め設定された軌道面上を移動させると共
に繊維巻き付け部材を引き上げ、かつ引き上げ方向に対
して垂直な二方向に該部材を回転させ、該部材上に繊維
の組物構造を構成することを特徴とする繊維強化複合材
料の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1001837A JP2767849B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 繊維強化複合材料の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1001837A JP2767849B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 繊維強化複合材料の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02182439A true JPH02182439A (ja) | 1990-07-17 |
| JP2767849B2 JP2767849B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=11512671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1001837A Expired - Fee Related JP2767849B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 繊維強化複合材料の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2767849B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112793154A (zh) * | 2020-12-19 | 2021-05-14 | 湖北工业大学 | 一种应用于高熔点材料的激光熔体静电直写装置及方法 |
-
1989
- 1989-01-06 JP JP1001837A patent/JP2767849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112793154A (zh) * | 2020-12-19 | 2021-05-14 | 湖北工业大学 | 一种应用于高熔点材料的激光熔体静电直写装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2767849B2 (ja) | 1998-06-18 |
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Legal Events
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