JPH02229024A - Method for controlling hardening of composite body - Google Patents

Method for controlling hardening of composite body

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JPH02229024A
JPH02229024A JP1002144A JP214489A JPH02229024A JP H02229024 A JPH02229024 A JP H02229024A JP 1002144 A JP1002144 A JP 1002144A JP 214489 A JP214489 A JP 214489A JP H02229024 A JPH02229024 A JP H02229024A
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JP
Japan
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layup
mold
resin
breathable
curing
Prior art date
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Pending
Application number
JP1002144A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
R S C Fabrizio
ファブリツィオ・アール・エス・チュリス
Salvatore Pagliuso
サルバトーレ・パグリウソ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leonardo SpA
Original Assignee
Aeritalia Societa Aerospaziale Italiana pA
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Publication date
Application filed by Aeritalia Societa Aerospaziale Italiana pA filed Critical Aeritalia Societa Aerospaziale Italiana pA
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Abstract

PURPOSE: To exclude a volatile matter from air during laying-up if necessary by adapting a mold release agent to a mold and coating the lay-up placed on the mold with an air impermeable flexible film forming a seal preventing the outflow of an uncured resin to heat the same to a resin curing temp. CONSTITUTION: Before a lay-up 12 containing an uncured resin is placed on a mold 10, a usual mold release agent or a material 14 is placed on the mold. The lay-up 12 is a laminate containing a fiber reinforcing material embedded in a thermosetting resin or a perfectly stiffly kneaded product. An air permeable material 18 is directly placed on the mold 10 coated with the mold release material 14 so as to surround the lay-up 12 to achieve the removal of air. The lay-up 12 and the air permeable material 18 are sealed in a vacuum bag 20 sealed to the mold 10 by the sealing material 22 spreading around the vacuum bag to be directly placed between the vacuum bag and the mold. Further, a sealing material 26 is utilized in close vicinity to a connection pipe 24 in order to keep the certain seal capable of evacuating the vacuum bag 20.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 この発明は、複合構造体を形成する方法に関するもので
あり、さらに詳しくは、レイアンプ(layup)  
に対する圧力分布を均一なものとし、硬化サイクルの間
にレイアップから樹脂が流動することを防ぐのに役立つ
非通気性の可撓性フィルムを利用して複合構造体を形成
する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a method of forming a composite structure, and more particularly to a method of forming a composite structure.
The present invention relates to a method of forming composite structures utilizing non-breathable flexible films that provide uniform pressure distribution and help prevent resin flow from the layup during the curing cycle. .

複合構造体管加熱硬化する間に樹脂含浸レイアップに対
して所望の圧縮力を供給するために真空バッグ成型方法
を利用することが知られている。
It is known to utilize vacuum bag molding methods to provide the desired compressive force to the resin-impregnated layup during heat curing of the composite structure tube.

良質の製品を得るために、複合構造体として形成される
レイアンプからの全ての空気を、あるいは利用する樹脂
によっては、加熱硬化の間に生起する重縮合により樹脂
から生じるガスを除去することが不可欠である。
In order to obtain a good quality product, it is essential to remove all the air from the layamp formed as a composite structure, or, depending on the resin used, the gases generated from the resin due to polycondensation that occurs during heat curing. It is.

ところで、空気あるいは揮発物を排除するために利用さ
れた先行システムは、所期の課題を達成し、必然的に、
硬化サイクルの間にレイアップから過剰量の樹脂が流出
するだめの通路を供給した。
By the way, previous systems utilized to exclude air or volatiles did not accomplish their intended task and inevitably
A sump passageway was provided for excess resin to drain from the layup during the curing cycle.

先行システムは、ガラスクロス、多孔性マット等を含む
種々の通気性材料の層をレイアップと真空源の両方に連
絡させて使用するものであった。
Previous systems have used layers of various breathable materials, including glass cloth, porous mats, etc., in communication with both the layup and a vacuum source.

硬化サイクルの間の温度上昇の結果としてレイアップ内
の樹脂の粘度が低下すると、破壊的な樹脂の流出が生じ
、強度が低下し、許容される製品ではなくなり、真空シ
ステムが詰まってしまうこととなった。
A decrease in the viscosity of the resin within the layup as a result of increased temperature during the curing cycle can result in destructive resin spillage, reduced strength, an unacceptable product, and the possibility of clogging the vacuum system. became.

複合体の硬化の間の過剰の樹脂の着色のにじみ現象(b
leeding) あるいは絞り出し現象(squee
ze−out)の問題に対する一つの解決策が、パにじ
みのない複合体の硬化″というタイトルで、1980年
8月5日出願の米国特許第4.216.047 に見ら
れる。
Bleeding phenomenon of excess resin coloring during curing of the composite (b
leading) or squeezing phenomenon
One solution to the problem of ze-out is found in U.S. Pat.

そこでは通気性材料が使用され硬化サイクルの初期段階
の間にレイアップから空気が除去されるが、樹脂が通気
性材料に流出してそれをふさぐことが示された。前述の
特許で一つの進展が示されたにもかかわらず、実際の実
験では、通気性材料を樹脂含浸レイアップと真空源の間
に供給しても硬化サイクルの間にレイアップから好まし
くない樹脂の流出が生じた。
There, a breathable material is used and air is removed from the layup during the early stages of the curing cycle, but resin has been shown to flow into the breathable material and block it. Despite one advance shown in the aforementioned patent, actual experiments have shown that even supplying a breathable material between the resin-impregnated layup and a vacuum source removes undesirable resin from the layup during the curing cycle. A leak occurred.

レイアップからの樹脂の流出を抑制するために利用され
た他の方法は、いわゆる゛段階的硬化(stepped
 cure) ”と呼ばれる方法を用いて硬化サイクル
を実施したものであった。段階的硬化操作の間、レイア
ップを非常に正確な温度に加熱し、過剰の着色のにじみ
現象あるいは絞り出し現象の発生なしに樹脂を固化させ
るべく一定時間保持させる。代表的なものとして、真空
システムの外の圧力源を用いたコンパクト化プロセスが
、レイアップからの過剰の樹脂の着色のにじみ現象及び
/又はレイアップ中の樹脂性物質の固化をさけるために
、硬化サイクルの間の非常に正確な時期に開始される。
Other methods that have been utilized to control resin flow from layups include so-called ``stepped cures.''
During the staged curing operation, the layup was heated to very precise temperatures to ensure no excessive color bleeding or squeezing. The compaction process, typically using a pressure source external to the vacuum system, can reduce the bleeding phenomenon of excess resin coloring from the layup and/or during the layup. is started at very precise times during the curing cycle to avoid solidification of the resinous material.

それゆえ、レイアップ中の樹脂と補強材の割合を、硬化
サイクルの間にレイアップからの樹脂の絞り出し現象を
完全に防ぐことによって、正確にコントロールできる複
合体の新規硬化方法が必要とされた。そこで、特定の形
態の複合構造体に簡単に仕立てることが可能な高い弾性
フィルムを利用できる新規システムを確立することが望
まれた。
Therefore, a new method of curing composites is needed that allows precise control of the proportion of resin and reinforcement in the layup by completely preventing the phenomenon of squeezing out the resin from the layup during the curing cycle. . Therefore, it was desired to establish a new system that can utilize highly elastic films that can be easily tailored into composite structures of specific shapes.

さらに、レイアップ中の空気を、必要により揮発物を、
排除するための新規システムを確立することが必要とさ
れる。本発明は、これらの必要性を満たし且つ他の関連
の利点を提供するものである。
In addition, air during layup, volatile matter if necessary,
It is necessary to establish a new system for elimination. The present invention satisfies these needs and provides other related advantages.

〔発明の要約〕[Summary of the invention]

本発明は、種々の状況において種々の製品を形成するこ
とができ、そして強化複合構造体の樹脂内容物を正確に
コントロールでき、経済的に複合構造体を製造するた給
の改良方法に関する。この方法は、通常、金型に対して
離型剤を適用し、次いで未硬化樹脂を含むレイアップを
金型上に載置することを含む。このレイアップは、最終
的に複合構造体に形成される。レイアップは、未硬化樹
脂の流出を防ぐシールを形成する非通気性の可撓性フィ
ルムで被覆され、次いでレイアップに対向する非通気性
の可撓性フィルムの表面の圧力分布を均一に維持するた
めに樹脂硬化温度に加熱することによって複合体製品を
形成するために硬化する。
The present invention relates to an improved method for economically manufacturing composite structures that can be formed into a variety of products in a variety of situations, and that provides precise control over the resin content of the reinforced composite structure. The method typically involves applying a mold release agent to the mold and then placing a layup containing uncured resin onto the mold. This layup is ultimately formed into a composite structure. The layup is covered with a non-breathable flexible film that forms a seal that prevents spillage of uncured resin and then maintains an even pressure distribution on the surface of the non-breathable flexible film facing the layup. The resin is cured to form a composite product by heating to curing temperature.

本発明の好ましい一つの形態は、非通気性の可撓性フィ
ルムを、その全表面上に外部から与えられた圧力の分布
を均一にするために役立つクツションとなる通気性材料
で被覆することである。レイアップ、非通気性の可撓性
フィルム及び通気性材料をバッグの周囲に広がるシーリ
ング材によって金型に対してシールされたバッグ内に封
入しそして直接バッグと金型の間に載置する。硬化操作
の間、レイアップを均一に圧縮するのに役立つ特異的な
圧力を作り出すために通気性材料を外気に通じる。
One preferred form of the invention is to coat a non-breathable flexible film with a breathable material that provides cushioning to help even out the distribution of externally applied pressure over its entire surface. be. The layup, non-breathable flexible film, and breathable material are enclosed in a bag sealed to the mold by a sealant extending around the bag and placed directly between the bag and the mold. During the curing operation, the breathable material is vented to the outside air to create a specific pressure that helps uniformly compress the layup.

この好適な方法は、レイアップの外表面と非通気性の可
撓性フィルムの内表面の間のレイアップの周囲を上張り
する部分において、レイアップの樹脂と結合することな
く硬化温度に抵抗することが可能な粘着テープを用いる
ことによってさらに改良することができる。このような
粘着テープは、硬化サイクルの間にレイアップから樹脂
の着色のにじみ現象がないことをさらに確実にする上で
役立つものである。さらに、この粘着テープは、硬化サ
イクル間にレイアップを所望の方向に確実に保持するた
めに一種あるいはそれ以上の研摩材料と組み合わせて使
用することができる。研摩材料を使用したレイアップは
、通常、硬化サイクルの間で生じる樹脂性材料の粘性の
減少によりレイアップが過度に変化する上で有利である
This preferred method provides lining of the layup between the outer surface of the layup and the inner surface of the non-breathable flexible film that resists curing temperatures without bonding with the layup's resin. Further improvements can be made by using adhesive tapes that can be used to Such adhesive tape further helps to ensure that there is no bleeding of resin coloring from the layup during the curing cycle. Additionally, the adhesive tape can be used in combination with one or more abrasive materials to ensure that the layup is held in the desired orientation during the curing cycle. Layup using abrasive materials is advantageous as the layup typically changes excessively due to the reduction in viscosity of the resinous material that occurs during the curing cycle.

他の好ましい形態は、レイアップを金型上に載置した後
、レイアップのさらされた表面をさらに離型材料で被覆
することである。非通気性の可撓性性外表面を有する膨
張可能なバッグが、レイアップのさらされた表面を被覆
する離型材料に近接して載置される。この膨張可能なバ
ッグは、硬化サイクルの間に未硬化樹脂の流出を防ぐた
めにレイアップを効果的にシールする。膨張可能なバッ
グを加圧することによって、レイアップを、複合構造体
の最終的な強度を増加するために硬化サイクルの間圧槽
する、ことができる。さらに、オートクレーブシステム
によって膨張可能なバッグが加圧されると、当該バッグ
は同時にレイアップを樹脂硬化温度に加熱するのにも効
果的利用することができる。
Another preferred form is to further coat the exposed surfaces of the layup with a mold release material after placing the layup on the mold. An inflatable bag having a non-breathable flexible outer surface is placed in close proximity to the release material covering the exposed surface of the layup. This inflatable bag effectively seals the layup to prevent spillage of uncured resin during the curing cycle. By pressurizing the inflatable bag, the layup can be pressure bathed during the curing cycle to increase the final strength of the composite structure. Additionally, when the inflatable bag is pressurized by the autoclave system, the bag can be effectively utilized to simultaneously heat the layup to resin curing temperatures.

レイアップから空気を除く必要がある場合、本発明は、
レイアップを金型の上に載置した後そしてレイアップを
非通気性の可撓性フィルムで被覆する前にそのような空
気を除去するための簡便な方法を提供するものである。
If it is necessary to remove air from the layup, the present invention
It provides a convenient method for removing such air after placing the layup on the mold and before covering the layup with a non-breathable flexible film.

さらに、レイアップは、通気性材料をレイアップの周囲
にそして離型材料によって被覆された金型の上に直接載
置することによって過剰な空気を除くことができる。レ
イアップ及び通気性材料は、次いでシーリング材によっ
て金型に対してシールされた真空バッグ内に封入され、
そして、通気性材料は最低10分間真空源に連結される
Additionally, the layup can eliminate excess air by placing a breathable material around the layup and directly onto the mold covered by the release material. The layup and breathable material are then encapsulated in a vacuum bag sealed to the mold by a sealant;
The breathable material is then connected to a vacuum source for a minimum of 10 minutes.

同様に、レイアップの周囲に通気性材料を載置すること
によってそして樹脂の移動を防ぐた約に通気性材料とレ
イアップの間に離型材料層を挿入することによってレイ
アンプを非通気性の可撓性フィルムで被覆する前に、レ
イアップから揮発物を除去することができる。空気排除
工程の場合と同様にして、レイアップ及び通気性材料を
真空バッグ中に封入しそして真空源に連結する。レイア
ップは、次いて、揮発物を排除させるが、しかし離型材
料及びバッグを通過して通気材料中に流出する所までレ
イアップ内の樹脂の粘度が減少しないように、加熱され
る。
Similarly, layamps can be made into non-breathable materials by placing a breathable material around the layup and by inserting a layer of release material between the breathable material and the layup to prevent resin migration. Volatiles can be removed from the layup before coating with the flexible film. As with the air evacuation step, the layup and breathable material are enclosed in a vacuum bag and connected to a vacuum source. The layup is then heated to drive out volatiles, but not to reduce the viscosity of the resin within the layup to the point where it flows through the release material and bag into the venting material.

本発明の他のそして有利な点は、以下の本発明の原理を
実施例によって図面と共に記載した詳細な説明により示
される。
Other and advantageous aspects of the invention will be illustrated by the following detailed description, which explains the principles of the invention by way of example and in conjunction with the drawings.

〔好適な具体例の詳細な説明〕[Detailed explanation of preferred specific examples]

図面に示されるように、本発明は複合体の硬化をコント
ロールするための改良方法に関するものである。先ず、
改良方法は、金型に対して離型材料を適用し、次いて未
硬化樹脂を含むレイ”rツブを硬化ザイクルの終了後複
合構造体を形成するレイアンプと共に金型の上に載置す
ることから成る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As shown in the drawings, the present invention is directed to an improved method for controlling the curing of composites. First of all,
The improved method is to apply a mold release material to the mold, and then place the Ray'r tube containing the uncured resin on the mold together with the Ray amplifier that forms the composite structure after the curing cycle. Consists of.

必要に応じて、レイアップは、空気あるいは揮発物を除
去するためにバッグされそして真空に供される。レイア
ップは硬化ザイクルの間レイアップからの未硬化樹脂の
流出を防ぐシールを形成する非通気性の可撓性フィルム
で被覆される。非通気性の可撓性フィルムで被覆した後
、高い強度の複合構造体を形成するために必要な圧縮を
与えるために、レイアップに相対する非通気性の可撓性
フィルムの表面上の圧力分布を均一に維持しながらレイ
アップを樹脂硬化温度に加熱する。
If necessary, the layup is bagged and subjected to vacuum to remove air or volatiles. The layup is covered with a non-breathable flexible film that forms a seal that prevents the escape of uncured resin from the layup during the cure cycle. After coating with a non-breathable flexible film, pressure is applied on the surface of the non-breathable flexible film relative to the layup to give the necessary compaction to form a high strength composite structure. Heat the layup to resin curing temperature while maintaining uniform distribution.

一つの好ましい形態は、非通気性の可撓性フィルムの全
表面上に外部から与えられる圧力の分布を均一にするの
に役立つクツションとなる通気性材料で非通気性の可撓
性フィルムを被覆することである。この通気材料は、レ
イアップ及び非通気性の可撓性フィルムと同様に、バッ
グの周囲に広がるシーリング材によって金型に刻してシ
ールされるバッグ内に封入され、そして直接バッグと金
型の間に載置される。通気性材料は、外気に連絡され、
そしてレイアップは、相対するバッグ表面上の圧力分布
を均一に維持しながら樹脂硬化温度に加熱される。通気
性材料を外気と連結することによって、レイアップの表
面上に均一に分布するように外部から圧力を与えること
を特徴とする特異的な圧力が作られる。
One preferred form is to coat the non-breathable flexible film with a breathable material that provides a cushion that helps to even out the distribution of externally applied pressure over the entire surface of the non-breathable flexible film. It is to be. This breathable material, as well as a layup and non-breathable flexible film, is encapsulated within a bag that is stamped and sealed to the mold by a sealant spread around the bag and directly between the bag and the mold. placed in between. Breathable materials are in contact with the outside air,
The layup is then heated to the resin curing temperature while maintaining an even pressure distribution on the opposing bag surfaces. By connecting the breathable material with the outside air, a specific pressure is created, characterized by an externally applied pressure uniformly distributed over the surface of the layup.

他の好ましい形態として、レイアップ金型上に載置され
た後レイアップのさらされた表面が離型材料によって被
覆される。レイアップから未硬化の樹脂が流出するのを
防ぐた必にレイアンプを効果的にシールする方法で非通
気性の可撓性外表面を有する膨張可能なバッグは離型材
料に近接して載置される。樹脂硬化温度にレイアップを
加熱する際に、膨張可能なバッグは、同時にレイアップ
のさらされた表面を被覆する離型材料上に一様の圧力分
布が得られるように加圧される。
In another preferred form, the exposed surfaces of the layup are coated with a mold release material after being placed on the layup mold. An inflatable bag with a non-breathable flexible outer surface is placed in close proximity to the release material in a way that effectively seals the layup to prevent uncured resin from escaping from the layup. be done. Upon heating the layup to the resin curing temperature, the inflatable bag is simultaneously pressurized to provide a uniform pressure distribution over the release material covering the exposed surface of the layup.

この発明の改良方法は、レイアップ中で硬化する正確な
樹脂量を効果的にコントロールすることも予定している
。樹脂の粘度が低下し自由に流出するような硬化サイク
ルの間のレイアップからの樹脂の流出を防ぐことによっ
てそれは達成される。
The improved method of this invention also contemplates effective control of the precise amount of resin cured during layup. This is accomplished by preventing resin from flowing out of the layup during the curing cycle as the resin's viscosity decreases and flows freely.

さらに、このような結果を達成するために、本発明は、
通常不均一の構造上の形態を有し多くの複合体製品の製
造プロセスで使用するのに有用な非通気性の可撓性フィ
ルムを利用する。さらには、本発明は、レイアップ内か
ら排出することができる簡便な方法を、必要により揮発
物を除去できる方法と同様に提供する。
Furthermore, in order to achieve such results, the present invention
It utilizes a non-breathable, flexible film that typically has a non-uniform structural morphology and is useful for use in many composite product manufacturing processes. Furthermore, the present invention provides a convenient method for draining from within the layup as well as a method for removing volatiles if desired.

本発明に従って、そして、第1図ないし第5図の最初の
具体例に関して示したように、複合体の硬化をコントロ
ールする方法は、引用番号10によって示される金型を
使用することを含むものであり、それに対して複合構造
体が硬化される。添付図面中に示された金型10は平ら
であるが、複合構造体は平らではなく、金型は所望する
適宜の形態に作られる。未硬化樹脂を含むレイアップ1
2を金型10の上に載置する前に、硬化ザイクルの終了
時に複合構造体を容易に除去するために金型の上に通常
の離型剤又は材料14が載置される。
In accordance with the present invention, and as illustrated with respect to the first embodiment of FIGS. 1-5, a method of controlling the curing of a composite includes the use of a mold designated by reference number 10. and the composite structure is cured. Although the mold 10 shown in the accompanying drawings is flat, the composite structure is not flat and the mold can be made into any desired shape. Layup 1 containing uncured resin
2 onto the mold 10, a conventional mold release agent or material 14 is placed on the mold to facilitate removal of the composite structure at the end of the curing cycle.

レイアップ12は、熱硬化性樹脂中に埋められた繊維補
強材の層16を含む積層体、サンドインチ又は完全に竪
練りした製品であり得る。そのような熱硬化性樹脂中に
竪練りされた繊維補強材の層16を含む積層体は、全て
の添付図面に示されている。
The layup 12 can be a laminate, a sand inch or a fully kneaded product that includes a layer 16 of fiber reinforcement embedded in a thermoset resin. A laminate comprising a layer 16 of fiber reinforcement wrought into such a thermoset resin is shown in all the accompanying drawings.

ある種のレイアップ12の場合、金型10の上に載置し
た後レイアップから排出空気を除去することが好ましい
。第1図に示されるように、離型材料14によって被覆
された金型10の上に直接そしてレイアップ12の周囲
に通気性材料18を載置することによつ、そのような除
去を達成することができる。レイアップ12及び通気性
材料18は、真空バッグの周囲に広がるシーリング材2
2によつ金型10に対してシールされた真空バッグ20
の中に封入され、そして真空バッグと金型の間に直接載
置される。この真空バッグ20は、真源(図示せず)と
直接連結して通気性材料18を載置するために連結管2
4に連なる開口を具備している。さらにシーリング材2
6が、真空バッグ20内を真空にし得る確実なシールを
維持するために連結管24に近接して利用される。通気
性材料18を通じてレイアップ12上に維持される真空
を少なくとも10分間維持して空気の排出を完全にする
ことが好ましい。レイアップ12の空気の排出が充分に
なされた後、真空バッグ20及び通気性材料18の周囲
の材料は、以下に示される本発明の操作に従って、金型
10及びレイアップから除去される。
For some types of layup 12, it is preferable to remove exhaust air from the layup after it is placed on mold 10. Such removal is accomplished by placing a breathable material 18 directly over the mold 10 coated with the mold release material 14 and around the layup 12, as shown in FIG. can do. The layup 12 and breathable material 18 have a sealant 2 spread around the vacuum bag.
2 vacuum bag 20 sealed against mold 10
and placed directly between the vacuum bag and the mold. This vacuum bag 20 is directly connected to a source (not shown) and has a connecting pipe 2 for placing the breathable material 18 thereon.
It has 4 consecutive openings. Furthermore, sealing material 2
6 is utilized in close proximity to the manifold 24 to maintain a positive seal that allows a vacuum to be created within the vacuum bag 20. Preferably, the vacuum maintained on the layup 12 through the breathable material 18 is maintained for at least 10 minutes to ensure complete evacuation of air. After the air in the layup 12 has been sufficiently evacuated, the material surrounding the vacuum bag 20 and the breathable material 18 is removed from the mold 10 and the layup in accordance with the operation of the invention described below.

ある種の複合構造体を硬化する場合、硬化サイクルの開
始に先立ってレイアップ12から揮発物を除去すること
が好ましい。第2図に示したように、金型10に近接す
る離型材料14上にレイアップ12を載置した後、レイ
アップからの空気を排除するプロセスと関連して示され
るようにレイアップの周囲に通気性材料18aを載置す
ることによって揮発物の除去が行われる。レイアップか
らの樹脂の移動を防ぐために通気性材料18a及びレイ
アップ12の間に離型材料28の層が好適には挿入され
る。次いで、真空バッグの周囲に広がるシーリング材2
2aによって金型10に対してシールされた真空バッグ
2Oa内にレイアップ12及び通気性材料18aが封入
され、そして真空バッグ及び金型の間に直接載置される
。レイアップ12がら空気を排出するための前述のプロ
セスの場合のように、連結管24aが真空源(図示せず
)に通気性材料18aを連結するために供される。次い
でレイアップ12を、揮発物を排出するが、離型材料2
8及び真空バッグ20aを通過して通気性材料18aへ
多量にレイアップ中の樹脂が流出するに至るまでその粘
度が低下しない程度の温度に加熱する。この温度は樹脂
の組成によるものであるが、通常、100℃以下である
。さらに、この真空は、好ましくは、少なくとも15分
間維持される。空気の排出及び揮発物の除去プロセスは
、第1図及び第2図に示したように、非常に似ており、
必要ならば、簡単に同時に実施することができる。
When curing certain composite structures, it is preferable to remove volatiles from the layup 12 prior to beginning the curing cycle. After placing the layup 12 on the mold release material 14 proximate to the mold 10, as shown in FIG. Removal of volatiles is accomplished by placing a breathable material 18a around it. A layer of release material 28 is preferably inserted between the breathable material 18a and the layup 12 to prevent migration of resin from the layup. Next, sealant 2 is spread around the vacuum bag.
Layup 12 and breathable material 18a are enclosed within a vacuum bag 2Oa sealed to mold 10 by 2a and placed directly between the vacuum bag and the mold. As in the previously described process for evacuating air from layup 12, connecting tube 24a is provided to connect breathable material 18a to a vacuum source (not shown). The lay-up 12 is then drained of volatiles and is coated with release material 2.
The resin in the layup is heated to a temperature that does not reduce its viscosity until a large amount of the resin in the layup flows out through the air-permeable material 18a through the vacuum bag 20a. This temperature depends on the composition of the resin, but is usually 100° C. or lower. Furthermore, this vacuum is preferably maintained for at least 15 minutes. The air evacuation and volatile removal processes are very similar, as shown in Figures 1 and 2.
If necessary, they can easily be performed simultaneously.

揮発物をレイアップ12から完全に除去した後、通気性
材n 18 aに近接する材料及び挿入された離型材料
28が金型10及びレイアップ12から除去される、そ
して本発明の複合体の硬化をコントロールする方法は、
第3図に最も良く示されているように実施される。そこ
では、硬化サイクルの間の未硬化樹脂の流出を防ぐレイ
アップ12の周囲のシールを形成する非通気性の可撓性
フィルム30でレイアップ12が被覆される。完全にシ
ールするために少なくとも50ミリの距離でレイアップ
12の周囲に非通気性の可撓性フィルム30が広がるこ
とが好ましい。非通気性の可撓性フィルムの表面上に与
えられる外部からの圧力の分布を一様にするクツション
となる通気性材料32で非通気性の可撓性フィルム30
を被覆する。図示したように、通気性材料32は、非通
気性の可撓性フィルム30とおおよそ同じ寸法である。
After completely removing the volatiles from the layup 12, the material proximate the venting material n 18 a and the inserted mold release material 28 are removed from the mold 10 and the layup 12, and the composite of the present invention The method to control the hardening of
The implementation is as best shown in FIG. There, the layup 12 is covered with a non-breathable flexible film 30 that forms a seal around the layup 12 that prevents spillage of uncured resin during the curing cycle. Preferably, the non-breathable flexible film 30 extends around the layup 12 a distance of at least 50 mm to provide a complete seal. A non-breathable flexible film 30 with a breathable material 32 serving as a cushion that evens out the distribution of external pressure applied on the surface of the non-breathable flexible film.
Cover. As shown, the breathable material 32 has approximately the same dimensions as the non-breathable flexible film 30.

通気性材料32及び非通気性の可撓性フィルム30は、
バッグの周囲に広がるシーリング材料36によって金型
10に対してシールされるバッグ34内に封入され、そ
して直接バッグと金型の間に載置される。連結管38が
、シーリング材料40によってバッグ34にシールされ
、バッグを通して通気性材料32は大気圧に連結される
。通気性材料32を開口することによって、バッグ34
の外に与えられる圧力は、通気性材料を圧縮するのに役
立ち、一方、それは、加熱する間に所望の方法でレイア
ップを均一に圧縮するような方法でレイアップ12に圧
縮圧を与えるものである。レイアップ12からの樹脂の
絞り出しを防ぐことによってそしてその結果としてレイ
アップ内の実際の樹脂含量を正確にコントロールするこ
とによって、均一な圧力分布の影響下に複合構造体を形
成するだめのレイアップの硬化は、非常に高い強度の生
産物を与えた。さらに、硬化サイクルの間のレイアップ
の同様な加熱及び加圧は、有利にそして経済的に単にレ
イアップ、金型10及び封入装置をオートクレーブ中に
挿入するだけで達成された。
The breathable material 32 and the non-breathable flexible film 30 are
It is enclosed within a bag 34 that is sealed to the mold 10 by a sealing material 36 that extends around the bag and rests directly between the bag and the mold. A connecting tube 38 is sealed to the bag 34 by a sealing material 40 through which the breathable material 32 is connected to atmospheric pressure. By opening the breathable material 32, the bag 34
The pressure applied outside of the material serves to compress the breathable material, while it provides compression pressure to the layup 12 in such a way as to uniformly compress the layup in the desired manner during heating. It is. A lay-up that forms a composite structure under the influence of uniform pressure distribution by preventing squeezing out of the resin from the lay-up 12 and as a result by precisely controlling the actual resin content within the lay-up. Curing of gave a product of very high strength. Additionally, similar heating and pressurization of the layup during the curing cycle was advantageously and economically accomplished by simply inserting the layup, mold 10, and encapsulation device into an autoclave.

第3図の装置によって一般的に示される方法は、レイア
ップの外表面と非通気性の可撓性フィルム30の内表面
の間でレイアップ12の周囲の上にかぶせるように粘着
テープ42を加えることによって改良される。第3図の
システムに付加する粘着テープ42は、第1図に示され
る。粘着テープ42は、レイアップ12の樹脂に結合す
ることなく硬化温度に抵抗することが可能な組成のもの
である必要がある。粘着テープ42はレイアップ12及
び金型10の両者と少なくとも2インチの距離で重なっ
ていることが好ましい。
The method generally illustrated by the apparatus of FIG. 3 is to place adhesive tape 42 over the perimeter of layup 12 between the outer surface of the layup and the inner surface of non-breathable flexible film 30. Improved by adding Adhesive tape 42, which is added to the system of FIG. 3, is shown in FIG. Adhesive tape 42 must be of a composition that is capable of resisting curing temperatures without bonding to the resin of layup 12. Adhesive tape 42 preferably overlaps both layup 12 and mold 10 by a distance of at least 2 inches.

図面に平らな金型10及び平らなレイアップ12が示さ
れているが、複合構造体のほとんどは平らではない。そ
れゆえに、レイアップを形成する積層体の最後の層16
が必要とされ、これらの層は硬化ザイクルの間に樹脂の
粘度が低下するように作用するものである。第5図は、
繊維補強材の上層16a及び下層16bの上に研摩材2
6をさらに載置することを示すものであり、第4図に関
連して既に記載したのと同様に粘着テープ42で金型に
対して粘着材料をテーピングすることを示すものである
。粘着材料44は、グラスクロス、サンドペーパー、あ
るいは硬化サイクルの間レイアップを所望の状態に維持
するような他の同様の材料が使用される。粘着テープ4
2の機能は、離型材料14に近接して粘着材料44を保
持するのと同様である。
Although the drawings show a flat mold 10 and a flat layup 12, most of the composite structures are not flat. Therefore, the last layer 16 of the laminate forming the layup
are required and these layers act to reduce the viscosity of the resin during the curing cycle. Figure 5 shows
Abrasive material 2 is placed on top layer 16a and bottom layer 16b of fiber reinforcement material.
6, and taping the adhesive material to the mold with adhesive tape 42 in the same manner as already described in connection with FIG. Adhesive material 44 may be grass cloth, sandpaper, or other similar material that maintains the desired layup during the curing cycle. Adhesive tape 4
The function of 2 is similar to holding the adhesive material 44 in close proximity to the release material 14.

もちろん、第4図及び第5図に示されるように、粘着材
料44及び粘着テープ42の機能は、レイアンプ中の樹
脂のシールより完全にするのと同様に所望の位置でレイ
アップ12に結合されるものである。この場合、粘着テ
ープ42は、レイアップの全周囲に位置させるべきであ
り、粘着材料44は、その周囲の必要な箇所にのみ載置
することができる。
Of course, as shown in FIGS. 4 and 5, the function of adhesive material 44 and adhesive tape 42 is to bond to layup 12 at the desired location as well as to more completely seal the resin in the layamp. It is something that In this case, adhesive tape 42 should be placed around the entire perimeter of the layup, and adhesive material 44 can be placed only where needed around that perimeter.

本発肋の第2の具体例において、第6図に示されるよう
にレイアップに対して異なった方法で圧力を与えること
によって、レイアップ12に均一な圧縮力を供給し、そ
して樹脂の絞り出しを防ぎながら複合構造体を硬化する
一般的な原理が示されている。この第2の具体例におい
て、レイアップ12に供される圧力は、金型10a内に
載置された一対の弾性あるいは膨張可能なバッグを用い
てオートクレーブ又は同様な手段によって与えられる。
In a second embodiment of the present rib, applying pressure to the layup in different ways as shown in FIG. 6 provides a uniform compressive force to the layup 12 and squeezes out the resin. A general principle is presented for curing composite structures while preventing In this second embodiment, the pressure applied to the layup 12 is provided by an autoclave or similar means using a pair of elastic or inflatable bags placed within the mold 10a.

図示された金型10aは、相互に垂直の壁52に連結さ
れた同様の上部プレート48及び下部プレー1〜50を
含んでいる。直角のかすがい54は、一対のボルト56
を有し、壁52及び下部プレート50の接点に近接して
配置され、土部プl/−ト48は二つのボルト58によ
ってこれらの壁に直接連結される。
The illustrated mold 10a includes similar upper plates 48 and lower plays 1-50 connected to mutually vertical walls 52. The right angle gap 54 is connected to a pair of bolts 56
and is located proximate the contact point of the wall 52 and the lower plate 50, and the soil plate 48 is connected directly to these walls by two bolts 58.

最初の具体例に関連して記載されたように金型IGaに
近接してレイアップ12を載置する際に、レイアップが
弾性バッグ46に近接して載置され、そして離型材料6
0の層が弾性バッグとレイアップの間に挿入される。弾
性バッグは、加圧時に所望の圧縮圧に保持する特定の手
段62によって金型10a内に支持される。さらに、膨
張可能のバッグ46の加圧によってレイアップから未硬
化樹脂が流出するのを防ぐために金型10aに対してレ
イアップ12が効果的にシールされる。
In placing the layup 12 proximate the mold IGa as described in connection with the first embodiment, the layup is placed proximate the elastic bag 46 and the mold release material 6
A layer of 0 is inserted between the elastic bag and the layup. The elastic bag is supported within the mold 10a by specific means 62 that hold it at the desired compression pressure when pressurized. Additionally, the pressurization of the inflatable bag 46 effectively seals the layup 12 to the mold 10a to prevent uncured resin from flowing out of the layup.

レイアップ12の一部分64は、近接した膨張可能バッ
グ46の間に配置され、このレイアップの中間部分は、
加圧時にバッグの相対的に作用する力によって有利に圧
縮される。このように、複合構造体は弾性バッグ46を
利用して金型10aの伸張部分として効果的に形成され
る。膨張可能バッグ46は、レイアップ12を加熱する
方法によりそしてそれと独立した方法により加圧される
ので、膨張可能バッグは、所望の同時的な加圧及び加熱
がもたらされるオートクレーブシステムによって加圧さ
れることが好ましい。
A portion 64 of the layup 12 is disposed between adjacent inflatable bags 46, and the middle portion of the layup is
It is advantageously compressed by the relative forces of the bags upon pressurization. In this way, the composite structure is effectively formed using the elastic bag 46 as an extended portion of the mold 10a. Since the inflatable bag 46 is pressurized by the method of heating the layup 12 and by a method independent thereof, the inflatable bag is pressurized by the autoclave system to provide the desired simultaneous pressurization and heating. It is preferable.

前記のことから、複合体の硬化をコントロールするこの
新規方法は、最終の複合構造体の樹脂量を正確にコント
ロールするものである。本発明の二つの特定の具体例が
詳細に記されたが、この発明の考え方及び範囲からはず
れることなく種々の修正が可能である。従って、本発明
は、請求の範囲による場合を除き特に限定されるもので
はない。
From the foregoing, this novel method of controlling curing of composites provides precise control of the amount of resin in the final composite structure. Although two specific embodiments of the invention have been described in detail, various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention is not particularly limited except by the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、レイアップ及び金型の上のバッグの配置の断
片的な概略的断面図であり、レイアップから空気を排除
するた必のバッグの配置を示す。 第2図は、第1図と同様のバッグの配置の概図であり、
揮発物の除去段階で樹脂が流出するのを防ぐために真空
バッグとレイアップの間に離型材料層が挿入される方法
を示す。 第3図は、硬化サイクルの間の樹脂の絞り出し現象を防
ぐように複合体の硬化をコントロールするために利用さ
れる代表的な装置の概略図を示す。 第4図は、第3図と同様の代表的な装置の概略図であり
、さらに樹脂の絞り出し現象を防ぐためにレイアップの
周囲に粘着テープを付加したものを示す。 第5図は、第3図と同様の代表的装置の概略図であり、
第4図の場合と同様の粘着テープによってレイアップの
周囲に一対の研摩材料をわずかに保持したものを示す。 そして、 第6図は、硬化サイクルの間にレイアップを圧縮すると
同時に樹脂の絞り出し現象を防ぐ膨張可能なバッグを具
備した複合体の硬化をコントロールするために利用され
る代表的な装置の概略図を示す。
FIG. 1 is a fragmentary schematic cross-sectional view of the layup and bag placement over the mold, showing the necessary bag placement to exclude air from the layup. FIG. 2 is a schematic diagram of a bag arrangement similar to FIG. 1;
Figure 3 shows how a layer of release material is inserted between the vacuum bag and the layup to prevent resin from escaping during the devolatilization step. FIG. 3 shows a schematic diagram of a typical apparatus utilized to control the curing of a composite to prevent resin squeezing phenomena during the curing cycle. FIG. 4 is a schematic diagram of a typical apparatus similar to FIG. 3, with the addition of adhesive tape around the layup to prevent resin squeezing. FIG. 5 is a schematic diagram of a typical device similar to FIG.
A pair of abrasive materials are shown slightly held around the layup by adhesive tape similar to that of FIG. and FIG. 6 is a schematic diagram of a typical apparatus utilized to control the curing of composites with an inflatable bag that compresses the layup during the curing cycle while preventing resin squeeze-out phenomena. shows.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複合構造体を製造する方法であって、金型に離型材
料を供給し、樹脂を損失することなく複合構造体に形成
される未硬化樹脂及び補強ファイバーから本質的に構成
される含浸レイアップフィルムを金型上に載置し、レイ
アップのさらされた表面を離型材料で被覆し、レイアッ
プのさらされた表面を被覆する離型材料に近接したそし
て直接接触した可撓性で、流動性の非通気性外層部分を
有する膨張可能バッグを配置し、当該膨張可能バッグの
部分とレイアップを完全にシールするレイアップの周囲
に広がる金型の間に連続的なシールを形成し、硬化の間
にシールされたレイアップから未硬化樹脂が流出するこ
とを防止し、そして、シールされたレイアップを樹脂硬
化温度に加熱し、同時に膨化可能性バッグの前記部分の
外表面を加圧することによって複合構造体を形成するた
めに硬化し、加圧された膨張可能バッグによりレイアッ
プさらされた表面を被覆している離型材料の上に均一に
分布すべく圧力を供給する、ことからなる前記方法。 2、金型がレイアップを囲んでおり、膨張可能バッグの
加圧が、硬化段階でレイアップから硬化樹脂が流出する
のを防ぐ方法であり、金型の中心から外面方向へ圧縮す
ることを特徴とする請求項1記載の方法。 3、少なくともレイアップの部分が、近接するバッグが
加圧されるようにレイアップの当該部分を圧縮する近接
の膨張可能バッグの間に配置され、当該レイアップの圧
縮が未硬化樹脂の多量の流出なしに達成されるものであ
ることを特徴とする請求項1記載の方法。 4、膨張可能バッグが、同時に樹脂硬化温度にレイアッ
プを加熱するオートクレーブシステムによって加圧され
ることを特徴とする請求項1記載の方法。 5、通気性材料が、大気圧に開口されている請求項1記
載の方法。 6、レイアップが、熱硬化性樹脂中に埋込まれたファイ
バー補強材の層を含む積層体、サンドイッチあるいは全
体的に竪練りされた製品であることを特徴とする請求項
1記載の方法。 7、レイアップの樹脂と結合することなく硬化温度に抵
抗できる粘着テープを供給する他の段階を含むものであ
り、レイアップの外表面と流動性で非通気性の可撓性部
分の内表面の間にレイアップの周囲を上張りするように
当該テープが供給されることを特徴とする請求項1記載
の方法。 8、レイアップが、熱硬化性樹脂中に埋め込まれたファ
イバー補強材の層を含んでいる積層体、サンドイッチ又
は全体的に竪練りされた製品であることを特徴とする請
求項1記載の方法。 9、少なくともレイアップの部分が、近接したバッグが
加圧されるようにレイアップの部分を圧縮する近接した
膨張可能バッグの間に配置され、レイアップから未硬化
樹脂の多量の流出のないようにレイアップが圧縮される
ことを特徴とする請求項2記載の方法。 10、膨張可能バッグが、同時に樹脂硬化温度にレイア
ップを加熱するオートクレーブシステムによって加圧さ
れることを特徴とする請求項2記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A method for manufacturing a composite structure, comprising: supplying a mold release material to a mold; and forming a composite structure from uncured resin and reinforcing fibers without loss of resin. placing an impregnated layup film on the mold, coating the exposed surface of the layup with a release material, proximate to the release material coating the exposed surface of the layup, and An inflatable bag having a flexible, flowable, non-breathable outer layer portion in direct contact is placed between the portion of the inflatable bag and a mold extending around the layup to completely seal the layup. Forms a continuous seal, prevents uncured resin from escaping from the sealed layup during curing, and heats the sealed layup to the resin curing temperature while simultaneously The outer surface of the part is cured to form a composite structure by applying pressure and being laid up by a pressurized inflatable bag to uniformly distribute the release material covering the exposed surface. said method, comprising: supplying a pressure as high as possible. 2. The mold surrounds the layup, and the pressurization of the inflatable bag is a way to prevent cured resin from flowing out of the layup during the curing stage, compressing it from the center of the mold toward the outside. The method of claim 1, characterized in that: 3. At least a portion of the layup is disposed between adjacent inflatable bags compressing that portion of the layup such that adjacent bags are pressurized, and the compression of the layup A method according to claim 1, characterized in that it is achieved without spillage. 4. The method of claim 1, wherein the inflatable bag is pressurized by an autoclave system that simultaneously heats the layup to resin curing temperature. 5. The method of claim 1, wherein the breathable material is open to atmospheric pressure. 6. A method according to claim 1, characterized in that the layup is a laminate, a sandwich or an entirely kneaded product comprising a layer of fiber reinforcement embedded in a thermoset resin. 7. Includes another step of providing an adhesive tape capable of resisting curing temperatures without bonding to the resin of the layup, on the outer surface of the layup and on the inner surface of the flowable, non-breathable flexible portion. 2. The method of claim 1, wherein the tape is applied to wrap around the lay-up during the process. 8. A method according to claim 1, characterized in that the layup is a laminate, a sandwich or an entirely kneaded product comprising a layer of fiber reinforcement embedded in a thermoset resin. . 9. At least a portion of the layup is disposed between adjacent inflatable bags compressing portions of the layup such that adjacent bags are pressurized to avoid significant spillage of uncured resin from the layup. 3. The method of claim 2, wherein the layup is compressed. 10. The method of claim 2, wherein the inflatable bag is pressurized by an autoclave system that simultaneously heats the layup to resin curing temperature.
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