JPH04294113A - 樹脂のトランスファ成形方法及びその装置 - Google Patents
樹脂のトランスファ成形方法及びその装置Info
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- JPH04294113A JPH04294113A JP3351889A JP35188991A JPH04294113A JP H04294113 A JPH04294113 A JP H04294113A JP 3351889 A JP3351889 A JP 3351889A JP 35188991 A JP35188991 A JP 35188991A JP H04294113 A JPH04294113 A JP H04294113A
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度複合材製品の
成形方法及びその装置に関するものである。特に、本発
明は、段階的な加圧及び適応性のある成形型を使用して
、完全で、樹脂飽和状態で、且つ高繊維／樹脂比を有す
る複合材製品を成形するための方法及び装置に関するも
のである。
成形方法及びその装置に関するものである。特に、本発
明は、段階的な加圧及び適応性のある成形型を使用して
、完全で、樹脂飽和状態で、且つ高繊維／樹脂比を有す
る複合材製品を成形するための方法及び装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】樹脂トランスファ成形（ＲＴＭ）は、成
形する製品の形状に形成された成形型のキャビティ内に
乾燥繊維強化材層／プリフォームを装入し、飽和／膨潤
状態の流動性熱硬化性樹脂に投入して行われる処理であ
る。樹脂の流れを生起して、繊維強化材プリフォームを
飽和させる圧力差で成形空間内に樹脂を導入することに
よって飽和が行われる。この種のＲＴＭ処理は、例えば
アメリカ特許第４，９４２，０１３号及びアメリカ特許
第４，８９１，１７６号に示されている。
形する製品の形状に形成された成形型のキャビティ内に
乾燥繊維強化材層／プリフォームを装入し、飽和／膨潤
状態の流動性熱硬化性樹脂に投入して行われる処理であ
る。樹脂の流れを生起して、繊維強化材プリフォームを
飽和させる圧力差で成形空間内に樹脂を導入することに
よって飽和が行われる。この種のＲＴＭ処理は、例えば
アメリカ特許第４，９４２，０１３号及びアメリカ特許
第４，８９１，１７６号に示されている。
【０００３】ＲＴＭ処理の主な利点は、高い生産性にあ
る。他の利点は、内部の詳細構造の配置が正確であり、
内外の成形線面及び部分の厚さの制御を正確に行うこと
ができ、材料及び労力を低く抑制することが出来ること
にある。
る。他の利点は、内部の詳細構造の配置が正確であり、
内外の成形線面及び部分の厚さの制御を正確に行うこと
ができ、材料及び労力を低く抑制することが出来ること
にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＲＴＭ
処理の使用は、ＲＴＭ処理及びＲＴＭ成形装置に関連す
る困難さのために（航空宇宙構造材の高強度及び複雑な
形状に較べて）低強度及び単純な形状に限られている。
処理の使用は、ＲＴＭ処理及びＲＴＭ成形装置に関連す
る困難さのために（航空宇宙構造材の高強度及び複雑な
形状に較べて）低強度及び単純な形状に限られている。
【０００５】従来のＲＴＭ成形装置は、剛性の機械加工
金属から形成された相互に一致した雄型／雌型（金型）
によって構成される。機械加工された金属性の成形型は
、製造コストが高いものと成っており、反転フランジ等
の複雑な形状を成形する場合に必要となる内部マンドリ
ルを含む場合には特に高価となる。こうした複雑な形状
のモールドは、マンドリルの挿入／離脱を容易にするた
めに複雑な幾何学パターンで形成しなければならず、こ
うした精巧な幾何学形状の形成には、基本的な成形装置
を形成するために多大な労力と時間が必要となる。
金属から形成された相互に一致した雄型／雌型（金型）
によって構成される。機械加工された金属性の成形型は
、製造コストが高いものと成っており、反転フランジ等
の複雑な形状を成形する場合に必要となる内部マンドリ
ルを含む場合には特に高価となる。こうした複雑な形状
のモールドは、マンドリルの挿入／離脱を容易にするた
めに複雑な幾何学パターンで形成しなければならず、こ
うした精巧な幾何学形状の形成には、基本的な成形装置
を形成するために多大な労力と時間が必要となる。
【０００６】ＲＴＭ法及び装置に関連する他の困難な問
題は、ＲＴＭ法に使用される繊維強化材プリフォームの
安定化及び小型化、及び成形キャビティへのプリフォー
ムの装入の問題である。しばしば、繊維強化材プリフォ
ームに対して成形型を組み付けることが必要となり、多
大な労力と作業時間が必要となる。また、製造誤差範囲
を正確に維持することも非常に困難となる。一対に形成
された金属成形型は、ロックイン断面となり、繊維強化
材プリフォームがかさばるため、成形型の閉塞及び密封
が困難となる。
題は、ＲＴＭ法に使用される繊維強化材プリフォームの
安定化及び小型化、及び成形キャビティへのプリフォー
ムの装入の問題である。しばしば、繊維強化材プリフォ
ームに対して成形型を組み付けることが必要となり、多
大な労力と作業時間が必要となる。また、製造誤差範囲
を正確に維持することも非常に困難となる。一対に形成
された金属成形型は、ロックイン断面となり、繊維強化
材プリフォームがかさばるため、成形型の閉塞及び密封
が困難となる。
【０００７】さらに、大きく複雑な形状の繊維強化材プ
リフォームによって樹脂トランスファ成形を行う場合、
プリフォーム全体が飽和する以前に樹脂の硬化が開始し
てしまう場合があり、部分的に飽和した複合材が生成さ
れて強度を低下させてしまう。これを補償するために、
ＲＴＭ法を行う前に、プリフォーム全体を飽和させるこ
とが出来るようにするために、大きな圧力差が用いられ
る。
リフォームによって樹脂トランスファ成形を行う場合、
プリフォーム全体が飽和する以前に樹脂の硬化が開始し
てしまう場合があり、部分的に飽和した複合材が生成さ
れて強度を低下させてしまう。これを補償するために、
ＲＴＭ法を行う前に、プリフォーム全体を飽和させるこ
とが出来るようにするために、大きな圧力差が用いられ
る。
【０００８】しかしながら、大きな圧力差によって、複
合材が約３０％乃至約４５％のオーダーの繊維対樹脂比
となる。これは、約６０乃至６５％の繊維対樹脂比を持
つプリプレグから成形される優れた構造強度を有する複
合構造とは異なったものとなる。低い繊維対樹脂比は、
これに対して、構造強度が小さくなる。ＲＴＭ法におい
ては、低い繊維対樹脂比を確認する上で、完成した複合
材製品の機械特性に２０％のノックダウン因子適用する
ことが、許容されている方法である。
合材が約３０％乃至約４５％のオーダーの繊維対樹脂比
となる。これは、約６０乃至６５％の繊維対樹脂比を持
つプリプレグから成形される優れた構造強度を有する複
合構造とは異なったものとなる。低い繊維対樹脂比は、
これに対して、構造強度が小さくなる。ＲＴＭ法におい
ては、低い繊維対樹脂比を確認する上で、完成した複合
材製品の機械特性に２０％のノックダウン因子適用する
ことが、許容されている方法である。
【０００９】複雑な形状の複合材製品の製造に関して、
上述した困難によって、プリフォームの大きさに応じた
繊維の向きのずれ、樹脂濃度の部分的な濃淡及び／また
は多孔性の問題等が生じる。これらの状態はいずれも複
合材製品の固有強度を低下させるものとなる。処理及び
材料コストのため、一つの成形品を不良品として排除す
ることによって、樹脂トランスファ成形法を使用して得
られるコスト低減硬化が滅殺されることとなる。
上述した困難によって、プリフォームの大きさに応じた
繊維の向きのずれ、樹脂濃度の部分的な濃淡及び／また
は多孔性の問題等が生じる。これらの状態はいずれも複
合材製品の固有強度を低下させるものとなる。処理及び
材料コストのため、一つの成形品を不良品として排除す
ることによって、樹脂トランスファ成形法を使用して得
られるコスト低減硬化が滅殺されることとなる。
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記した従来技
術における問題を解消して、歩留りが良く、しかもプリ
フォームの全体が均一に飽和状態となるとともに、高い
繊維対樹脂比を達成することが出来る樹脂トランスファ
成形方法及びそれに使用する装置を提供することにある
。
術における問題を解消して、歩留りが良く、しかもプリ
フォームの全体が均一に飽和状態となるとともに、高い
繊維対樹脂比を達成することが出来る樹脂トランスファ
成形方法及びそれに使用する装置を提供することにある
。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、高効率及び低
コストで高強度繊維強化複合材製品を樹脂のトランスフ
ァ成形によって製造する方法及び装置に関するものであ
る。成形装置は、繊維強化材層で形成したプリフォーム
の装着を容易にするとともに、装置の成形型の閉塞を容
易とし、重合プリフォームのかさ変化を吸収出来る変形
可能な成形型を含んでいる。この変形可能な成形型は、
成形段階において圧力を均一化して均一性を向上すると
ともに最終複合材製品の寸法を安定化させるとともに、
変形可能な成形型の可撓性によって最終複合材製品の取
り出しを容易とする。
コストで高強度繊維強化複合材製品を樹脂のトランスフ
ァ成形によって製造する方法及び装置に関するものであ
る。成形装置は、繊維強化材層で形成したプリフォーム
の装着を容易にするとともに、装置の成形型の閉塞を容
易とし、重合プリフォームのかさ変化を吸収出来る変形
可能な成形型を含んでいる。この変形可能な成形型は、
成形段階において圧力を均一化して均一性を向上すると
ともに最終複合材製品の寸法を安定化させるとともに、
変形可能な成形型の可撓性によって最終複合材製品の取
り出しを容易とする。
【００１２】本発明の成形装置及び方法は、繊維強化材
層を重合したプリフォームの完全かつ均一な飽和を達成
するために段階的な加圧と、余剰の樹脂の排除を用いる
。本発明による装置及び方法により製造される複合材製
品は、プリプレグから製造される複合材製品に匹敵する
機械特性が得られる繊維対樹脂比を有している。
層を重合したプリフォームの完全かつ均一な飽和を達成
するために段階的な加圧と、余剰の樹脂の排除を用いる
。本発明による装置及び方法により製造される複合材製
品は、プリプレグから製造される複合材製品に匹敵する
機械特性が得られる繊維対樹脂比を有している。
【００１３】本発明の成形装置は、剛性の成形型と変形
可能な成形型を含んでいる。剛性の成形型は、従来は構
造的に剛性の成形キャビティを形成し、製造する複合材
製品の外形面を規定する。剛性成形型は、さらにカバー
プレートを有しており、このカバープレートは剛性成形
型に取り外し可能に固定される。剛性成形型には、さら
に、装着された繊維強化材を減圧する手段と、装着され
た繊維強化材に熱硬化性樹脂を射出する手段とを有して
いる。
可能な成形型を含んでいる。剛性の成形型は、従来は構
造的に剛性の成形キャビティを形成し、製造する複合材
製品の外形面を規定する。剛性成形型は、さらにカバー
プレートを有しており、このカバープレートは剛性成形
型に取り外し可能に固定される。剛性成形型には、さら
に、装着された繊維強化材を減圧する手段と、装着され
た繊維強化材に熱硬化性樹脂を射出する手段とを有して
いる。
【００１４】変形可能な成形型は、一乃至複数のカウル
と、非透過性で、可撓性を有するブラダ及びライナを有
しており、このブラダ及びライナは組み合わせられて本
発明のＲＴＭ成形方法及びその装置における半剛性の成
形金型を構成する。適合可能なカウルは、半剛性の成形
された部材であり、所定の程度の可撓性を有し、カウル
が繊維強化材重合プリフォームの内面形状に沿った形状
となり、装着された繊維強化材に樹脂を含浸させるため
及び複合材製品を硬化させるために圧力を均一化させる
。製造する複合材製品の内側成形面を形成する面を有す
るカウルは、成形キャビティ内に成形型の内面に成形面
を対向させて装着される。成形面及び剛性成形型の内側
面が、製造する複合材製品の全体形状を規定する。
と、非透過性で、可撓性を有するブラダ及びライナを有
しており、このブラダ及びライナは組み合わせられて本
発明のＲＴＭ成形方法及びその装置における半剛性の成
形金型を構成する。適合可能なカウルは、半剛性の成形
された部材であり、所定の程度の可撓性を有し、カウル
が繊維強化材重合プリフォームの内面形状に沿った形状
となり、装着された繊維強化材に樹脂を含浸させるため
及び複合材製品を硬化させるために圧力を均一化させる
。製造する複合材製品の内側成形面を形成する面を有す
るカウルは、成形キャビティ内に成形型の内面に成形面
を対向させて装着される。成形面及び剛性成形型の内側
面が、製造する複合材製品の全体形状を規定する。
【００１５】適合可能なカウルは、例えば一体形成され
たビード状スティフナ及び／または発泡コア及び／また
は剛性マンドリル等の構造挿入物を有する複雑な形状を
持つ複合材製品の製造を容易とする。適合可能なカウル
はまた、複合材製品の内部の微細構造の一体的な成形に
も使用される。カウルは、さらに、繊維強化材重合プリ
フォームの装着にも使用される。さらに、カウルは、繊
維強化材プリフォームを形成するための基本金型として
も使用可能である。
たビード状スティフナ及び／または発泡コア及び／また
は剛性マンドリル等の構造挿入物を有する複雑な形状を
持つ複合材製品の製造を容易とする。適合可能なカウル
はまた、複合材製品の内部の微細構造の一体的な成形に
も使用される。カウルは、さらに、繊維強化材重合プリ
フォームの装着にも使用される。さらに、カウルは、繊
維強化材プリフォームを形成するための基本金型として
も使用可能である。
【００１６】各適合可能なカウルは、使用に先だって強
化された金型材料によって形成される。この金型材料は
、エラストマを含浸した繊維強化材材料とする事が可能
であり、エラストマシートに被覆され、非強化エラスト
マ材料と組み合わされて製造する製品のモデル部分に装
着され硬化される。フッ化エラストマ及びポリアラミド
繊維が、適合可能なカウルの形成材料として好ましい。
化された金型材料によって形成される。この金型材料は
、エラストマを含浸した繊維強化材材料とする事が可能
であり、エラストマシートに被覆され、非強化エラスト
マ材料と組み合わされて製造する製品のモデル部分に装
着され硬化される。フッ化エラストマ及びポリアラミド
繊維が、適合可能なカウルの形成材料として好ましい。
【００１７】成形されまたは成形されない非透過性及び
可撓性ブラダ／ライナは、変形可能な成形型の表面部分
を有し、適合可能なカウルの非成形面に適合可能に係合
する。ブラダ／ライナは、成形キャビティに装着され、
カバープレートと剛性成形型の間に、カバープレートと
ブラダ／ライナが組み合わせられて圧力室を形成するよ
うに構成される。ブラダ／ライナは、隣接する適合可能
なカウル間をシールして圧力室と適合可能なカウル間で
圧力伝達を行う。
可撓性ブラダ／ライナは、変形可能な成形型の表面部分
を有し、適合可能なカウルの非成形面に適合可能に係合
する。ブラダ／ライナは、成形キャビティに装着され、
カバープレートと剛性成形型の間に、カバープレートと
ブラダ／ライナが組み合わせられて圧力室を形成するよ
うに構成される。ブラダ／ライナは、隣接する適合可能
なカウル間をシールして圧力室と適合可能なカウル間で
圧力伝達を行う。
【００１８】本発明の方法における第一の工程は、成形
型装置のセットアップを含んでいる。繊維強化材重合プ
リフォーム及び適合可能なカウルは、製造する複合材製
品の繊維強化材層が空間、即ち適合可能なカウルと剛性
成形型間に配置されるように、剛性成形型に連続して装
着される。セットアップを行う一つの方法は、繊維強化
材プリフォームを剛性成形型の内側面に装着し、次いで
適合可能なカウルを装着して、繊維硬化材重合層カウル
の成形面に対向させ、成形キャビティ内において繊維強
化材プリフォームに対応させる。他のセットアップ方法
を各用途、製造する複合材製品の性質に応じて使用する
ことが可能である。ブラダ／ライナは、成形キャビティ
内に装着され、カバープレートが剛性成形型に取り外し
可能に固定されて成形型装置のセットアップを完了する
。
型装置のセットアップを含んでいる。繊維強化材重合プ
リフォーム及び適合可能なカウルは、製造する複合材製
品の繊維強化材層が空間、即ち適合可能なカウルと剛性
成形型間に配置されるように、剛性成形型に連続して装
着される。セットアップを行う一つの方法は、繊維強化
材プリフォームを剛性成形型の内側面に装着し、次いで
適合可能なカウルを装着して、繊維硬化材重合層カウル
の成形面に対向させ、成形キャビティ内において繊維強
化材プリフォームに対応させる。他のセットアップ方法
を各用途、製造する複合材製品の性質に応じて使用する
ことが可能である。ブラダ／ライナは、成形キャビティ
内に装着され、カバープレートが剛性成形型に取り外し
可能に固定されて成形型装置のセットアップを完了する
。
【００１９】非成形ブラダ／ライナを使用する場合にお
いては、空間は減圧され、空気室の残留圧力がブラダ／
ライナを適合可能なカウルに向かって押圧するように構
成する。圧力室は、第一の所定圧力に加圧され、ブラダ
／ライナを膨張させて隣接する適合可能なカウルをとも
に膨張させ、ブラダ／ライナと適合可能なカウル間をシ
ールする。ブラダ／ライナは、繊維強化材層に対して、
空間が製造する複合材製品の実質寸法を規定するように
装着される。同時に、空間が減圧されて（これ以前に減
圧が行われていない場合）、ＲＴＭ樹脂がその後に加圧
状態で減圧された空間に射出される。適合可能なカウル
の両側の圧力差は、カウルを剛性成形型から離間する方
向に押圧するのに十分な大きさであり、従って空間が所
定量膨張する。空間の膨張は樹脂の流れを容易とし、繊
維強化材層を完全に飽和させる。
いては、空間は減圧され、空気室の残留圧力がブラダ／
ライナを適合可能なカウルに向かって押圧するように構
成する。圧力室は、第一の所定圧力に加圧され、ブラダ
／ライナを膨張させて隣接する適合可能なカウルをとも
に膨張させ、ブラダ／ライナと適合可能なカウル間をシ
ールする。ブラダ／ライナは、繊維強化材層に対して、
空間が製造する複合材製品の実質寸法を規定するように
装着される。同時に、空間が減圧されて（これ以前に減
圧が行われていない場合）、ＲＴＭ樹脂がその後に加圧
状態で減圧された空間に射出される。適合可能なカウル
の両側の圧力差は、カウルを剛性成形型から離間する方
向に押圧するのに十分な大きさであり、従って空間が所
定量膨張する。空間の膨張は樹脂の流れを容易とし、繊
維強化材層を完全に飽和させる。
【００２０】繊維強化材層への樹脂の含浸の後、圧力室
が第二の圧力に加圧され、この圧力がブラダ／ライナを
介して伝達されて適合可能なカウルを樹脂を含浸した繊
維強化材層に押圧して、空間を当初の実質寸法に復元さ
せる。適合可能なカウルに与えられる押圧動作は、余剰
の樹脂の空間からの流出を生起して、樹脂を含浸した繊
維強化材層の繊維対樹脂比を向上させる。さらに、カウ
ルに対する押圧動作によって、繊維が完全に膨潤される
。
が第二の圧力に加圧され、この圧力がブラダ／ライナを
介して伝達されて適合可能なカウルを樹脂を含浸した繊
維強化材層に押圧して、空間を当初の実質寸法に復元さ
せる。適合可能なカウルに与えられる押圧動作は、余剰
の樹脂の空間からの流出を生起して、樹脂を含浸した繊
維強化材層の繊維対樹脂比を向上させる。さらに、カウ
ルに対する押圧動作によって、繊維が完全に膨潤される
。
【００２１】成形装置は、次いで炉に搬入され、硬化さ
れる。硬化が完了すると、成形装置が、カバープレート
を取り外すことによって開放され、ブラダ／ライナが取
り出される。適合可能なカウルは、その後に取り外し可
能となる。カウルの可撓性によって、最終複合材からの
カウルの剥離が容易となる。
れる。硬化が完了すると、成形装置が、カバープレート
を取り外すことによって開放され、ブラダ／ライナが取
り出される。適合可能なカウルは、その後に取り外し可
能となる。カウルの可撓性によって、最終複合材からの
カウルの剥離が容易となる。
【００２２】そこで、本発明の第一の構成によれば、剛
性成形型と、前記剛性成形型と組み合わせて配置され、
繊維強化層を収容するとともに成形する複合材製品を規
定する実質寸法を有する空間を形成する変形可能な成形
型と、前記変形可能な成形型に力を作用させる圧力手段
とによって構成され、前記変形可能な成形型は、前記空
間に射出された加圧樹脂の圧力と前記圧力手段によって
作用される第一の力による第一の圧力差に応じて動作し
て、制限された範囲において膨張して樹脂の流れを容易
にして前記空間内に装着された繊維強化層を飽和させ、
前記変形可能な成形型は、前記空間内に射出された加圧
樹脂の圧力と前記圧力手段によって作用される第二の力
による第二の圧力差に応じて動作して、前記空間内の余
分な樹脂を排出して、前記空間を前記実質寸法に復元し
て、樹脂を含浸された繊維強化層の繊維対樹脂比を大き
くするようにしたことを特徴とする繊維強化複合材製品
をトランスファ成形するための成形装置が提供される。
性成形型と、前記剛性成形型と組み合わせて配置され、
繊維強化層を収容するとともに成形する複合材製品を規
定する実質寸法を有する空間を形成する変形可能な成形
型と、前記変形可能な成形型に力を作用させる圧力手段
とによって構成され、前記変形可能な成形型は、前記空
間に射出された加圧樹脂の圧力と前記圧力手段によって
作用される第一の力による第一の圧力差に応じて動作し
て、制限された範囲において膨張して樹脂の流れを容易
にして前記空間内に装着された繊維強化層を飽和させ、
前記変形可能な成形型は、前記空間内に射出された加圧
樹脂の圧力と前記圧力手段によって作用される第二の力
による第二の圧力差に応じて動作して、前記空間内の余
分な樹脂を排出して、前記空間を前記実質寸法に復元し
て、樹脂を含浸された繊維強化層の繊維対樹脂比を大き
くするようにしたことを特徴とする繊維強化複合材製品
をトランスファ成形するための成形装置が提供される。
【００２３】なお、上記の第一の構成において、前記変
形可能な成形型は、前記空間内に配置された繊維強化材
層及び前記空間内に射出された加圧樹脂に対して均一な
加圧力を作用させる適合可能なカウル手段と、前記適合
可能なカウルと組み合わされて配置され前記適合可能な
カウルを支持するとともにシールし、前記圧力手段の前
記第一及び第二の力をが作用する可撓性で且つ非透過性
のブラダ／ライナ手段とによって構成され、前記適合可
能なカウル手段は、前記の第一の圧力差に応じて前記剛
性成形型から離間する方向に動作して前記空間の制限さ
れた膨張を生起して樹脂の流れを容易とするとともに繊
維強化層を飽和させ、前記適合可能なカウル手段は、前
記第二の圧力差に応じて前記繊維強化材層に向かって押
圧されて、空間内の余分の樹脂を排出しながら前記空間
の実質寸法を復元して前記樹脂を含浸した繊維強化材層
の繊維対樹脂比を大きくするように構成することが出来
る。
形可能な成形型は、前記空間内に配置された繊維強化材
層及び前記空間内に射出された加圧樹脂に対して均一な
加圧力を作用させる適合可能なカウル手段と、前記適合
可能なカウルと組み合わされて配置され前記適合可能な
カウルを支持するとともにシールし、前記圧力手段の前
記第一及び第二の力をが作用する可撓性で且つ非透過性
のブラダ／ライナ手段とによって構成され、前記適合可
能なカウル手段は、前記の第一の圧力差に応じて前記剛
性成形型から離間する方向に動作して前記空間の制限さ
れた膨張を生起して樹脂の流れを容易とするとともに繊
維強化層を飽和させ、前記適合可能なカウル手段は、前
記第二の圧力差に応じて前記繊維強化材層に向かって押
圧されて、空間内の余分の樹脂を排出しながら前記空間
の実質寸法を復元して前記樹脂を含浸した繊維強化材層
の繊維対樹脂比を大きくするように構成することが出来
る。
【００２４】また、前記剛性成形型は、剛性雌型を有し
、該雌型は複合材製品の外形形状を規定する外側成形面
を有するとともに該外側成形面によって、前記変形可能
な成形型を収容する成形キャビティを形成し、前記変形
可能な成形型は、複合材製品の内側面を規定する内側成
形面を有しているとともに前記剛性雌型の前記成形キャ
ビティ内に前記内側成形面を前記外側成形面に対向して
収容されて、前記内側成形面と前記外側成形面は前記繊
維強化材層を収容する前記空間を規定するように構成す
ることも可能である。
、該雌型は複合材製品の外形形状を規定する外側成形面
を有するとともに該外側成形面によって、前記変形可能
な成形型を収容する成形キャビティを形成し、前記変形
可能な成形型は、複合材製品の内側面を規定する内側成
形面を有しているとともに前記剛性雌型の前記成形キャ
ビティ内に前記内側成形面を前記外側成形面に対向して
収容されて、前記内側成形面と前記外側成形面は前記繊
維強化材層を収容する前記空間を規定するように構成す
ることも可能である。
【００２５】さらに、前記剛性成形型は、剛性雌型を有
し、該雌型は複合材製品の外形形状を規定する外側成形
面を有するとともに該外側成形面によって、前記変形可
能な成形型を収容する成形キャビティを形成し、前記変
形可能な成形型は、複数の適合可能なカウルと可撓性及
び非透過性のブラダ／ライナを有し、該ブラダ／ライナ
は前記適合可能なカウルに組み合わされて配置され、前
記複数の適合可能なカウルは、複合材製品の内側面を規
定する内側成形面を有しているとともに前記剛性雌型の
前記成形キャビティ内に前記内側成形面を前記外側成形
面に対向して収容されて、前記内側成形面と前記外側成
形面は前記繊維強化材層を収容する前記空間を規定する
ようにすることも可能である。
し、該雌型は複合材製品の外形形状を規定する外側成形
面を有するとともに該外側成形面によって、前記変形可
能な成形型を収容する成形キャビティを形成し、前記変
形可能な成形型は、複数の適合可能なカウルと可撓性及
び非透過性のブラダ／ライナを有し、該ブラダ／ライナ
は前記適合可能なカウルに組み合わされて配置され、前
記複数の適合可能なカウルは、複合材製品の内側面を規
定する内側成形面を有しているとともに前記剛性雌型の
前記成形キャビティ内に前記内側成形面を前記外側成形
面に対向して収容されて、前記内側成形面と前記外側成
形面は前記繊維強化材層を収容する前記空間を規定する
ようにすることも可能である。
【００２６】なお、前記可撓性及び非透過性ブラダ／ラ
イナのエッジ部は、剛性雌型とカバープレートの中間に
配置され、前記カバープレートが取り外し可能に固定手
段によって前記雌型に固定されたときに、前記カバープ
レートと前記雌型間をシールし、前記カバープレートと
前記可撓性及び非透過性ブラダ／ライナが組み合わせら
れて前記圧力手段の圧力室を形成することが好ましい。 また、前記変形可能な成形型は、少なくとも一対の適合
可能なカウルを有し、該対の適合可能なカウルは、前記
成形キャビティ内において前記繊維強化材層を挟んで対
向する成形面を有し、複合材製品内部の微小構造を形成
することも出来る。
イナのエッジ部は、剛性雌型とカバープレートの中間に
配置され、前記カバープレートが取り外し可能に固定手
段によって前記雌型に固定されたときに、前記カバープ
レートと前記雌型間をシールし、前記カバープレートと
前記可撓性及び非透過性ブラダ／ライナが組み合わせら
れて前記圧力手段の圧力室を形成することが好ましい。 また、前記変形可能な成形型は、少なくとも一対の適合
可能なカウルを有し、該対の適合可能なカウルは、前記
成形キャビティ内において前記繊維強化材層を挟んで対
向する成形面を有し、複合材製品内部の微小構造を形成
することも出来る。
【００２７】本発明の第二の構成によれば、複合成形型
を使用して、繊維強化材層から複合材製品を成形するト
ランスファ成形方法であって、変形可能な成形型を、剛
性成形型に組み合わせて配置して前記繊維強化材層を収
容するとともに前記複合材製品を規定する実質寸法を有
する空間を形成するように前記複合成形型を設定し、前
記変形可能な成形型に第一の圧力を作用させ、加圧状態
で前記空間内に樹脂を射出し、前記第一の圧力と前記樹
脂の射出圧力とによる第一の圧力差によって前記空間を
膨張させて樹脂の流動を容易として前記繊維強化材を飽
和させ、前記変形可能な成形型に第二の圧力を作用させ
、前記第二の圧力と前記樹脂の射出圧力による第二の圧
力差によって前記空間を前記実質寸法に復元するととも
に前記樹脂を含浸した繊維強化層から余剰の樹脂を排出
して、樹脂を含浸した繊維強化層の繊維対樹脂比を大き
くするようにしたことを特徴とする複合材製品のトラン
スファ成形方法が提供される。
を使用して、繊維強化材層から複合材製品を成形するト
ランスファ成形方法であって、変形可能な成形型を、剛
性成形型に組み合わせて配置して前記繊維強化材層を収
容するとともに前記複合材製品を規定する実質寸法を有
する空間を形成するように前記複合成形型を設定し、前
記変形可能な成形型に第一の圧力を作用させ、加圧状態
で前記空間内に樹脂を射出し、前記第一の圧力と前記樹
脂の射出圧力とによる第一の圧力差によって前記空間を
膨張させて樹脂の流動を容易として前記繊維強化材を飽
和させ、前記変形可能な成形型に第二の圧力を作用させ
、前記第二の圧力と前記樹脂の射出圧力による第二の圧
力差によって前記空間を前記実質寸法に復元するととも
に前記樹脂を含浸した繊維強化層から余剰の樹脂を排出
して、樹脂を含浸した繊維強化層の繊維対樹脂比を大き
くするようにしたことを特徴とする複合材製品のトラン
スファ成形方法が提供される。
【００２８】
【実施例】以下に本発明の実施例を、添付する図面を参
照しながら説明する。なお、図面中、同様の要素は同一
の符号を用いて示す。
照しながら説明する。なお、図面中、同様の要素は同一
の符号を用いて示す。
【００２９】図１には、本発明の樹脂のトランスファ成
形（ＲＴＭ）に使用する複合材製品の成形装置１０が示
されている。成形装置１０は、変形可能な成形型を含ん
でおり、この変形可能な成形型は、装着される繊維強化
材層プリフォームのかさ変化に対して比較的感度が低く
、これによって繊維強化材層プリフォームの装着及び成
形型の閉塞を容易としている。変形可能な成形型は、最
終複合材製品の均一性及び寸法的安定性を向上するため
に（樹脂の射出、余剰の樹脂の排出、硬化等）の種々の
成形工程において均一な圧力の負荷を確実とする。変形
可能な成形型は、最終複合材製品から容易に剥離するこ
とが可能であり、最終複合材製品の成形型からの取り出
しを容易とし、特に通常硬化後に剛性成形型中にロック
されてしまう反転フランジを有する形状等の複雑な形状
の複合材製品の取り出しを容易とする。
形（ＲＴＭ）に使用する複合材製品の成形装置１０が示
されている。成形装置１０は、変形可能な成形型を含ん
でおり、この変形可能な成形型は、装着される繊維強化
材層プリフォームのかさ変化に対して比較的感度が低く
、これによって繊維強化材層プリフォームの装着及び成
形型の閉塞を容易としている。変形可能な成形型は、最
終複合材製品の均一性及び寸法的安定性を向上するため
に（樹脂の射出、余剰の樹脂の排出、硬化等）の種々の
成形工程において均一な圧力の負荷を確実とする。変形
可能な成形型は、最終複合材製品から容易に剥離するこ
とが可能であり、最終複合材製品の成形型からの取り出
しを容易とし、特に通常硬化後に剛性成形型中にロック
されてしまう反転フランジを有する形状等の複雑な形状
の複合材製品の取り出しを容易とする。
【００３０】成形装置１０及び本発明による変形可能な
成形型を介して伝達される段階的な加圧によって、樹脂
の流れが改善され、繊維強化材層が均一に飽和される。 余剰の樹脂は、段階的な加圧の結果として排出され、繊
維が完全に膨潤され、プリプレグから製造される複合材
製品に匹敵する繊維対樹脂比を持つ複合材製品が提供さ
れる。
成形型を介して伝達される段階的な加圧によって、樹脂
の流れが改善され、繊維強化材層が均一に飽和される。 余剰の樹脂は、段階的な加圧の結果として排出され、繊
維が完全に膨潤され、プリプレグから製造される複合材
製品に匹敵する繊維対樹脂比を持つ複合材製品が提供さ
れる。
【００３１】本発明の成形装置１０は、剛性成形型１２
と変形可能な成形型３０で構成される。剛性成形型１２
は、例えば鋼等の構造的に剛性な材料の機械加工等の周
知の方法によって形成される雌型１４を含んでいる。雌
型１４の内側面１６は、図２に示すように繊維強化材重
合プリフォームＰのための成形キャビティ１８を形成す
る。雌型１４の内面１６は、製造する複合材製品の外側
成形面を構成する。
と変形可能な成形型３０で構成される。剛性成形型１２
は、例えば鋼等の構造的に剛性な材料の機械加工等の周
知の方法によって形成される雌型１４を含んでいる。雌
型１４の内側面１６は、図２に示すように繊維強化材重
合プリフォームＰのための成形キャビティ１８を形成す
る。雌型１４の内面１６は、製造する複合材製品の外側
成形面を構成する。
【００３２】剛性成形型１２は、さらに、カバープレー
ト２０を有しており、このカバープレート２０は、ボル
ト等の固定手段２２によって雌型１４に取り外し可能に
固定される。加圧源（図示せず）に接続された加圧ポー
ト２４が、カバープレート２０を貫通して形成される。 一乃至複数の樹脂射出ポート２６は、雌型１４の周壁を
貫通して形成される。一乃至複数の排気通路２８も、雌
型１４の周壁を貫通して形成される。少なくとも一つの
排気通路は、負圧源（図示せず）に接続される。
ト２０を有しており、このカバープレート２０は、ボル
ト等の固定手段２２によって雌型１４に取り外し可能に
固定される。加圧源（図示せず）に接続された加圧ポー
ト２４が、カバープレート２０を貫通して形成される。 一乃至複数の樹脂射出ポート２６は、雌型１４の周壁を
貫通して形成される。一乃至複数の排気通路２８も、雌
型１４の周壁を貫通して形成される。少なくとも一つの
排気通路は、負圧源（図示せず）に接続される。
【００３３】変形可能な成形型３０は、一乃至複数の適
合可能なカウル３２を有している。カウル３２の数は製
造する複合材製品の形状に応じて変化する。変形可能な
成形型３０は、さらに、非透過性で且つ可撓性のブラダ
／ライナ３６を有している。カウル３２及びブラダ／ラ
イナ３６は、組み合わされて本発明によるＲＴＭ成形法
及び装置のための半剛性膜として機能する。
合可能なカウル３２を有している。カウル３２の数は製
造する複合材製品の形状に応じて変化する。変形可能な
成形型３０は、さらに、非透過性で且つ可撓性のブラダ
／ライナ３６を有している。カウル３２及びブラダ／ラ
イナ３６は、組み合わされて本発明によるＲＴＭ成形法
及び装置のための半剛性膜として機能する。
【００３４】適合可能なカウル３２は、半剛性の繊維強
化された部材であり、繊維強化エラストマ材料で、以下
に詳述する要領で形成される。適合可能なカウル３２は
、カウルが製造する複合材製品の内側面形状に適合し、
樹脂の射出時、余剰の樹脂の排出、及び複合材製品の硬
化時に均一な圧力を負荷する。適合可能なカウル３２は
、内部金型として剛性雌型１４とともに使用され、カウ
ル３２は製造する複合材製品の内側面を規定する内側成
形面３４を形成する。適合可能なカウル３２は、成形キ
ャビティ１８内に、内側成形面３４を雌型１４の外側成
形面１６に対向させて配置される。内側成形面３４と外
側成形面１６は組み合わされて製造する複合材製品の全
体形状を規定する。
化された部材であり、繊維強化エラストマ材料で、以下
に詳述する要領で形成される。適合可能なカウル３２は
、カウルが製造する複合材製品の内側面形状に適合し、
樹脂の射出時、余剰の樹脂の排出、及び複合材製品の硬
化時に均一な圧力を負荷する。適合可能なカウル３２は
、内部金型として剛性雌型１４とともに使用され、カウ
ル３２は製造する複合材製品の内側面を規定する内側成
形面３４を形成する。適合可能なカウル３２は、成形キ
ャビティ１８内に、内側成形面３４を雌型１４の外側成
形面１６に対向させて配置される。内側成形面３４と外
側成形面１６は組み合わされて製造する複合材製品の全
体形状を規定する。
【００３５】適合可能なカウル３２は、製造される製品
の複雑な形状及び／または複合材製品内に内包される挿
入物等への適合性を提供する。例えば、図１において、
内側成形面３４ａは、例えばロハセル（ｒｏｈａｃｅｌ
ｌ）等の閉塞発泡セル材料によって形成される発泡コア
が繊維強化材重合プリフォームＰの中間部に配置される
形状と成っている。他の内側成形面３４ｂは、最終複合
材製品の所望の部分を構造的に強化する剛性マンドリル
４２を収容する形状とされる。さらに、他の内側面３４
ｃは、外側成形面１との組み合わせによって、最終複合
材製品のビード状スティフナ４４を形成する形状とされ
る。
の複雑な形状及び／または複合材製品内に内包される挿
入物等への適合性を提供する。例えば、図１において、
内側成形面３４ａは、例えばロハセル（ｒｏｈａｃｅｌ
ｌ）等の閉塞発泡セル材料によって形成される発泡コア
が繊維強化材重合プリフォームＰの中間部に配置される
形状と成っている。他の内側成形面３４ｂは、最終複合
材製品の所望の部分を構造的に強化する剛性マンドリル
４２を収容する形状とされる。さらに、他の内側面３４
ｃは、外側成形面１との組み合わせによって、最終複合
材製品のビード状スティフナ４４を形成する形状とされ
る。
【００３６】適合可能なカウル３２は、さらに、カウル
３２を雌型１４に装着する前に、繊維硬化材重合プリフ
ォームＰを装着するために使用される。カウル３２は、
さらに、本発明のＲＴＭ成形法に使用する繊維強化材プ
リフォームＰの形成用の金型としても使用される。
３２を雌型１４に装着する前に、繊維硬化材重合プリフ
ォームＰを装着するために使用される。カウル３２は、
さらに、本発明のＲＴＭ成形法に使用する繊維強化材プ
リフォームＰの形成用の金型としても使用される。
【００３７】適合可能なカウル３２は、さらに、例えば
バルクヘッド等の複合材製品の内部の微細構造を形成す
るために対で使用される。内部の微細構造を形成するた
めに、繊維強化材重合プリフォームＰは、各適合可能な
カウル３２の内側成形面３４に装着され、対のカウル３
２が成形キャビティ１８に内側成形面３４に対向して配
置される。
バルクヘッド等の複合材製品の内部の微細構造を形成す
るために対で使用される。内部の微細構造を形成するた
めに、繊維強化材重合プリフォームＰは、各適合可能な
カウル３２の内側成形面３４に装着され、対のカウル３
２が成形キャビティ１８に内側成形面３４に対向して配
置される。
【００３８】前述の適合可能なカウル３２は、好ましく
は、出願人が所有する１９８７年１２月３日付出願のア
メリカ特許出願第１２８，１３４号の発明の名称「複雑
な複合材構造のための成形型（Ｔｏｏｌｉｎｇ ｆｏｒ
Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｃｐｏｍｐｏｓｉ
ｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）」に開示された方法で製造
される。なお、このアメリカ特許出願の開示内容は、本
明細書の開示の一部として援用する。各カウル３２は、
強化された成形型形成材料で形成される。この材料とし
ては、例えば、エラストマ材料に内包され、非強化エラ
ストマ材料と組み合わせて配設されるエラストマを含浸
した繊維強化材料である。
は、出願人が所有する１９８７年１２月３日付出願のア
メリカ特許出願第１２８，１３４号の発明の名称「複雑
な複合材構造のための成形型（Ｔｏｏｌｉｎｇ ｆｏｒ
Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｃｐｏｍｐｏｓｉ
ｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）」に開示された方法で製造
される。なお、このアメリカ特許出願の開示内容は、本
明細書の開示の一部として援用する。各カウル３２は、
強化された成形型形成材料で形成される。この材料とし
ては、例えば、エラストマ材料に内包され、非強化エラ
ストマ材料と組み合わせて配設されるエラストマを含浸
した繊維強化材料である。
【００３９】フルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）（登録商標
：３Ｍ カンパニー、ミネソタ州セントポール）また
はヴィトン（Ｖｉｔｏｎ）（登録商標：イー． アイ
． デュポン デ ネモアス コーポレイショ
ン，デラウエア州，ウイルミントン）等のフッ化エラス
トマが、負活性さ、高温における使用性、約７０乃至８
０デュロメータ（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒｓ）の範囲の硬度
を有しているので好ましいエラストマ材料である。例え
ばハロゲン化エラストマ、フッ化珪素エラストマ、フッ
化リンエラストマ（ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｐｈａａｚａｎ
ｅ ｅｌａｓｔｏｍａｅｒｓ）等の同様の特性を持つ他
のエラストマも使用可能である。
：３Ｍ カンパニー、ミネソタ州セントポール）また
はヴィトン（Ｖｉｔｏｎ）（登録商標：イー． アイ
． デュポン デ ネモアス コーポレイショ
ン，デラウエア州，ウイルミントン）等のフッ化エラス
トマが、負活性さ、高温における使用性、約７０乃至８
０デュロメータ（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒｓ）の範囲の硬度
を有しているので好ましいエラストマ材料である。例え
ばハロゲン化エラストマ、フッ化珪素エラストマ、フッ
化リンエラストマ（ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｐｈａａｚａｎ
ｅ ｅｌａｓｔｏｍａｅｒｓ）等の同様の特性を持つ他
のエラストマも使用可能である。
【００４０】例えばケプラー（登録商標：イー． ア
イ． デュポン デ ネモアス コーポレイシ
ョン）等のポリアラミド繊維または織布が、高破断強度
、高引っ張り強度、高弾性係数を有しているので好まし
い強化繊維材料である。また、グラファイト繊維、ガラ
ス繊維等の他の強化繊維材料も使用可能である。使用さ
れる強化繊維材料は、微細領域において硬度及び剛性を
有しているとともに繊維強化材層の均一な圧縮が得られ
るのに十分な可撓性と伸縮性を有していなければならな
い。
イ． デュポン デ ネモアス コーポレイシ
ョン）等のポリアラミド繊維または織布が、高破断強度
、高引っ張り強度、高弾性係数を有しているので好まし
い強化繊維材料である。また、グラファイト繊維、ガラ
ス繊維等の他の強化繊維材料も使用可能である。使用さ
れる強化繊維材料は、微細領域において硬度及び剛性を
有しているとともに繊維強化材層の均一な圧縮が得られ
るのに十分な可撓性と伸縮性を有していなければならな
い。
【００４１】エラストマ材料は、例えばトルエン（メチ
ルベンゼン）または２−ブタノン（メチルエチルケトン
）等の芳香族アルキル溶剤（ａｌｋｙｌ ａｒｏｍａｔ
ｉｃ ｓｏｌｖｅｎｔ）等の適当な溶剤により溶解され
て（約８０乃至９９容量％）、約９０乃至約９５容量％
のエラストマ溶液を形成する。エラストマ溶液は、いか
なるエラストマ沈澱物または非溶解性高重合体を含んで
いてはならない。
ルベンゼン）または２−ブタノン（メチルエチルケトン
）等の芳香族アルキル溶剤（ａｌｋｙｌ ａｒｏｍａｔ
ｉｃ ｓｏｌｖｅｎｔ）等の適当な溶剤により溶解され
て（約８０乃至９９容量％）、約９０乃至約９５容量％
のエラストマ溶液を形成する。エラストマ溶液は、いか
なるエラストマ沈澱物または非溶解性高重合体を含んで
いてはならない。
【００４２】エラストマ溶液は、通常複数の相互に織成
された繊維束で形成される繊維強化材材料に塗布され、
各繊維がエラストマ溶液で完全に被覆されて材料の含浸
を完了する。溶液は、その後従来のフラッシングや沸騰
等の周知の技術により完全に材料から蒸発される。
された繊維束で形成される繊維強化材材料に塗布され、
各繊維がエラストマ溶液で完全に被覆されて材料の含浸
を完了する。溶液は、その後従来のフラッシングや沸騰
等の周知の技術により完全に材料から蒸発される。
【００４３】含浸された材料は、次いで周知のカレンダ
ー加工またはプレス等の技術によってエラストマシート
間に挟持されて硬化された成形型形成材料を構成する。 強化された成形型形成材料と非強化エラストマ在位量が
、最終製品（または適合可能なカウル３２等の製品の部
分）の形状に一致する形状のモデルに被着される。適合
可能なカウル３２等の半剛性成形型を形成するための強
化された成形型形成材料の層の数及び非強化エラストマ
材料の層の数は、即ちカウル３２の厚さは、用途に応じ
て変化する。
ー加工またはプレス等の技術によってエラストマシート
間に挟持されて硬化された成形型形成材料を構成する。 強化された成形型形成材料と非強化エラストマ在位量が
、最終製品（または適合可能なカウル３２等の製品の部
分）の形状に一致する形状のモデルに被着される。適合
可能なカウル３２等の半剛性成形型を形成するための強
化された成形型形成材料の層の数及び非強化エラストマ
材料の層の数は、即ちカウル３２の厚さは、用途に応じ
て変化する。
【００４４】装着されたモデルには、負圧が与えられモ
デルの細部形状が正確にカウルに形成されるようにする
。圧縮終了後に、負圧が与えられたモデルが硬化され、
適合可能なカウル３２が形成される。例えば、カウルの
硬化は、約３００乃至４００゜Ｆの温度と約１００乃至
２００ｐｓｉの圧力で約３乃至５時間硬化させ、次いで
約４００乃至５００゜Ｆの温度で、大気圧で約８乃至１
０時間後硬化される。使用する前に、適合可能のカウル
３２は、最終複合材製品への付着を防止するための処理
が施される。例えばＭＳ−１４２（ミラー スチーブ
ンソンカンパニー、コネチカット州，ダンバリー）等の
離型剤が、適合可能なカウル３２に塗布され、約３５０
゜Ｆで約２時間焼成される。
デルの細部形状が正確にカウルに形成されるようにする
。圧縮終了後に、負圧が与えられたモデルが硬化され、
適合可能なカウル３２が形成される。例えば、カウルの
硬化は、約３００乃至４００゜Ｆの温度と約１００乃至
２００ｐｓｉの圧力で約３乃至５時間硬化させ、次いで
約４００乃至５００゜Ｆの温度で、大気圧で約８乃至１
０時間後硬化される。使用する前に、適合可能のカウル
３２は、最終複合材製品への付着を防止するための処理
が施される。例えばＭＳ−１４２（ミラー スチーブ
ンソンカンパニー、コネチカット州，ダンバリー）等の
離型剤が、適合可能なカウル３２に塗布され、約３５０
゜Ｆで約２時間焼成される。
【００４５】前述のようにして形成された適合可能なカ
ウル３２は、複数の熱サイクルを通じて安定であり、従
って再使用が可能である（約５０乃至１００サイクル）
付加的な利点を有している。カウル３２は、一般に従来
のＲＴＭエポキシ樹脂に含まれるアミン硬化剤に介して
感応せず、従ってその使用性を向上する。カウル３２の
機械特性は長時間劣化することなく保持され、カウルに
多少の損傷が生じた場合にも上述したエラストマ溶液を
損傷部に塗布して被覆することで補修可能である。
ウル３２は、複数の熱サイクルを通じて安定であり、従
って再使用が可能である（約５０乃至１００サイクル）
付加的な利点を有している。カウル３２は、一般に従来
のＲＴＭエポキシ樹脂に含まれるアミン硬化剤に介して
感応せず、従ってその使用性を向上する。カウル３２の
機械特性は長時間劣化することなく保持され、カウルに
多少の損傷が生じた場合にも上述したエラストマ溶液を
損傷部に塗布して被覆することで補修可能である。
【００４６】非透過性でかつ可撓性のブラダ／ライナ３
６は、変形可能な成形型３０の特徴的な部分を構成し、
適合可能なカウルの非成形面にその形状にそって係合す
る。ブラダ／ライナ３６はさらに、隣接するカウル３２
との間をシールして成形装置１０の内部圧力室と適合可
能なカウル３２の非成形面間の圧力伝達を行う。
６は、変形可能な成形型３０の特徴的な部分を構成し、
適合可能なカウルの非成形面にその形状にそって係合す
る。ブラダ／ライナ３６はさらに、隣接するカウル３２
との間をシールして成形装置１０の内部圧力室と適合可
能なカウル３２の非成形面間の圧力伝達を行う。
【００４７】好ましくは、ブラダ／ライナ３６は適合可
能なカウル３２の非成形面の形状に一致した形状に予備
成形されブラダ／ライナ３６が適合可能なカウル３２の
非成形面に補完的に係合するようにする。また、ブラダ
／ライナ３６を非成形状態で形成した、適合可能なカウ
ル３２の非成形面に対してブラダ／ライナ３６が補完的
に係合しない構成とすることも可能である。しかしなが
ら、圧力差の影響により、非成形状態のブラダ／ライナ
３６は適合可能なカウル３２の非成形面に押しつけられ
、これと一致した形状に変形される。また、ブラダ／ラ
イナ３６は、例えばナイロンまたは、シリコン、ネオプ
レン（ｎｅｏｐｒｅｎｅ）、ニトリルゴム等の弾性材料
で形成され、選択される材料は、圧力発生媒体に対して
非透過性とされる。
能なカウル３２の非成形面の形状に一致した形状に予備
成形されブラダ／ライナ３６が適合可能なカウル３２の
非成形面に補完的に係合するようにする。また、ブラダ
／ライナ３６を非成形状態で形成した、適合可能なカウ
ル３２の非成形面に対してブラダ／ライナ３６が補完的
に係合しない構成とすることも可能である。しかしなが
ら、圧力差の影響により、非成形状態のブラダ／ライナ
３６は適合可能なカウル３２の非成形面に押しつけられ
、これと一致した形状に変形される。また、ブラダ／ラ
イナ３６は、例えばナイロンまたは、シリコン、ネオプ
レン（ｎｅｏｐｒｅｎｅ）、ニトリルゴム等の弾性材料
で形成され、選択される材料は、圧力発生媒体に対して
非透過性とされる。
【００４８】可撓性のブラダ／ライナ３６は、成形キャ
ビティ１８内に適合可能なカウル３２に対向した状態で
挿入される。
ビティ１８内に適合可能なカウル３２に対向した状態で
挿入される。
【００４９】ブラダ／ライナ３６のエッジ部は、カバー
プレート２０と対応する剛性雌型１４のエッジ部の間に
配置され、カバープレート２０が取り外し可能に剛性雌
型１４に固定ボルト２２によって固定された時に、この
雌型１４とカバープレート２０のエッジ部間に固定され
る。可撓性ブラダ／ライナ３６はカバープレート２０と
剛性雌型１４間に圧力シールを形成して、カバープレー
ト２０と可撓性ブラダ／ライナ３６の組み合わせによっ
て複合材製品成形装置１０内の圧力室３８を形成する。
プレート２０と対応する剛性雌型１４のエッジ部の間に
配置され、カバープレート２０が取り外し可能に剛性雌
型１４に固定ボルト２２によって固定された時に、この
雌型１４とカバープレート２０のエッジ部間に固定され
る。可撓性ブラダ／ライナ３６はカバープレート２０と
剛性雌型１４間に圧力シールを形成して、カバープレー
ト２０と可撓性ブラダ／ライナ３６の組み合わせによっ
て複合材製品成形装置１０内の圧力室３８を形成する。
【００５０】本発明の複合材製品成形装置１０を使用し
た例示的な方法によれば、ヘリコプタのメインフレーム
シャシの一部を形成するキールビームトルクボックス装
置の形成に使用される。この製造方法に関して、以下に
説明する。図２に示すように、複合材製品製造装置１０
は、構造的に剛性の雌型１４と複数の適合可能なカウル
３２を有している。雌型１４の内側面１６は、製造する
複合材製品の外側表面を規定する。キールビームトルク
ボックス装置の場合には、閉塞セルの発泡コア４０及び
ビード状スティフナ４４を有している。
た例示的な方法によれば、ヘリコプタのメインフレーム
シャシの一部を形成するキールビームトルクボックス装
置の形成に使用される。この製造方法に関して、以下に
説明する。図２に示すように、複合材製品製造装置１０
は、構造的に剛性の雌型１４と複数の適合可能なカウル
３２を有している。雌型１４の内側面１６は、製造する
複合材製品の外側表面を規定する。キールビームトルク
ボックス装置の場合には、閉塞セルの発泡コア４０及び
ビード状スティフナ４４を有している。
【００５１】キールビームトルクボックス装置の内側面
を規定する複数の適合可能なカウル３２は、上述した要
領で予備成形される。キールビームトルクボックス装置
を形成するために、一対の底壁カウル３２Ｂ、第一及び
第二の側壁３２Ｓ１，３２Ｓ２及び端部壁３２Ｅを含む
複数の適合可能なカウル３２が使用される。複数の適合
可能なカウル３２はさらに、一対のバルクヘッドカウル
３２ＢＨを含んでいる。
を規定する複数の適合可能なカウル３２は、上述した要
領で予備成形される。キールビームトルクボックス装置
を形成するために、一対の底壁カウル３２Ｂ、第一及び
第二の側壁３２Ｓ１，３２Ｓ２及び端部壁３２Ｅを含む
複数の適合可能なカウル３２が使用される。複数の適合
可能なカウル３２はさらに、一対のバルクヘッドカウル
３２ＢＨを含んでいる。
【００５２】処理の第一段階において、成形装置１０に
繊維強化材重合プリフォームＰが装着される。キールビ
ームトルクボックス装置を形成するために、繊維強化材
プリフォームＰｒ及び層Ｐｌの双方を用いることが出来
る。外側繊維強化材プリフォームＰｒは、剛性雌型１４
の外側成形面１６に対向して成形キャビティ１８に装着
される。図３に示すように、外側の繊維強化材プリフォ
ームＰｒは、単一の底壁プリフォームＰｒＢと、第一及
び第二の側壁プリフォームＰｒＳ１及びＰｒＳ２及び一
対の端部壁プリフォームＰｒＥで構成され、これらは前
述した順序で雌型１４に連続的に装着されるときに相互
に接合される。説明を明瞭にするために図３乃至図６に
おいては雌型１４は省略して示されているが、雌型１４
が相互に接合された図３に示す外側繊維強化材プリフォ
ームＰｒを包囲していることは容易に理解されるもので
ある。
繊維強化材重合プリフォームＰが装着される。キールビ
ームトルクボックス装置を形成するために、繊維強化材
プリフォームＰｒ及び層Ｐｌの双方を用いることが出来
る。外側繊維強化材プリフォームＰｒは、剛性雌型１４
の外側成形面１６に対向して成形キャビティ１８に装着
される。図３に示すように、外側の繊維強化材プリフォ
ームＰｒは、単一の底壁プリフォームＰｒＢと、第一及
び第二の側壁プリフォームＰｒＳ１及びＰｒＳ２及び一
対の端部壁プリフォームＰｒＥで構成され、これらは前
述した順序で雌型１４に連続的に装着されるときに相互
に接合される。説明を明瞭にするために図３乃至図６に
おいては雌型１４は省略して示されているが、雌型１４
が相互に接合された図３に示す外側繊維強化材プリフォ
ームＰｒを包囲していることは容易に理解されるもので
ある。
【００５３】繊維強化材キャッププリフォームＰｒＣは
、図４に示すように相互に接合された繊維強化材プリフ
ォームＰｒに装着される。キャッププリフォームＰｒＣ
は、適合可能なカウル３２が重合される滑らかな継ぎ目
を形成する。
、図４に示すように相互に接合された繊維強化材プリフ
ォームＰｒに装着される。キャッププリフォームＰｒＣ
は、適合可能なカウル３２が重合される滑らかな継ぎ目
を形成する。
【００５４】繊維強化層Ｐｌは、図５及び図６に示すよ
うに、底壁カウル３２Ｂ、側壁カウル３２Ｓ１，３２Ｓ
２、端部壁カウル３２Ｅ及びバルクヘッドカウル３２Ｂ
Ｈの内側成形面３４に装着される。繊維強化層を装着さ
れた適合可能なカウル３２は、相互に接合された外側の
繊維強化材プリフォームＰｒに内側成形面３４を対向さ
せて、第一及び第二の底壁カウル３２Ｂ、第一及び第二
の対向する一対の側壁カウル３２Ｓ１，３２Ｓ２、及び
端部壁カウル３２Ｅの順で装着される。最後に、図６に
示すように、バルクヘッドカウル３２ＢＨが内側成形面
３４に対向、当接した状態で成形キャビティ１８内に装
着される。
うに、底壁カウル３２Ｂ、側壁カウル３２Ｓ１，３２Ｓ
２、端部壁カウル３２Ｅ及びバルクヘッドカウル３２Ｂ
Ｈの内側成形面３４に装着される。繊維強化層を装着さ
れた適合可能なカウル３２は、相互に接合された外側の
繊維強化材プリフォームＰｒに内側成形面３４を対向さ
せて、第一及び第二の底壁カウル３２Ｂ、第一及び第二
の対向する一対の側壁カウル３２Ｓ１，３２Ｓ２、及び
端部壁カウル３２Ｅの順で装着される。最後に、図６に
示すように、バルクヘッドカウル３２ＢＨが内側成形面
３４に対向、当接した状態で成形キャビティ１８内に装
着される。
【００５５】繊維強化材プリフォームＰｒ、繊維強化材
キャッププリフォームＰｒＣ及び繊維強化材層Ｐｌが製
造される複合材製品の繊維強化層Ｌを構成する。繊維強
化材層Ｌは、適合可能なカウル３２の内側成形面３４と
剛性雌型１４の外側成形面１６の間に形成された空間５
２内に配設される。
キャッププリフォームＰｒＣ及び繊維強化材層Ｐｌが製
造される複合材製品の繊維強化層Ｌを構成する。繊維強
化材層Ｌは、適合可能なカウル３２の内側成形面３４と
剛性雌型１４の外側成形面１６の間に形成された空間５
２内に配設される。
【００５６】上記においては述べられていないが、繊維
強化材層Ｌは図１に関して説明したように、例えば発泡
コア４０及び／または剛性マンドリル４２及び／または
ビード状スティフナ４４等の構造挿入物を含むことが出
来る。また、上記の繊維強化層Ｌは繊維強化材プリフォ
ームを繊維強化材層を組み合わせて形成しているが、繊
維強化層Ｌは、繊維強化材プリフォームまたは繊維強化
材層のいずれか一方で形成することも可能であり、用途
及び製造する複合材製品に応じて適宜選択されるもので
ある。
強化材層Ｌは図１に関して説明したように、例えば発泡
コア４０及び／または剛性マンドリル４２及び／または
ビード状スティフナ４４等の構造挿入物を含むことが出
来る。また、上記の繊維強化層Ｌは繊維強化材プリフォ
ームを繊維強化材層を組み合わせて形成しているが、繊
維強化層Ｌは、繊維強化材プリフォームまたは繊維強化
材層のいずれか一方で形成することも可能であり、用途
及び製造する複合材製品に応じて適宜選択されるもので
ある。
【００５７】さらに、「繊維強化材層」の意味は、乾燥
繊維、織布、編布、ニット布、マット、繊維性材料の縫
い取りされた層、糸くず、糸、テープ等を包含するもの
である。また、「繊維強化材プリフォーム」の意味は、
予め雌型の成形面１６及び／または成形面３４と一致す
る形状に成形され、全ての繊維強化材層を包含する。層
／プリフォームは、ガラス繊維、カーボン繊維、グラフ
ァイト繊維、ホウ素繊維、ケプラー等のアラミド繊維等
の繊維性材料で形成され、一般的には樹脂を含浸して繊
維強化複合材製品として使用される。
繊維、織布、編布、ニット布、マット、繊維性材料の縫
い取りされた層、糸くず、糸、テープ等を包含するもの
である。また、「繊維強化材プリフォーム」の意味は、
予め雌型の成形面１６及び／または成形面３４と一致す
る形状に成形され、全ての繊維強化材層を包含する。層
／プリフォームは、ガラス繊維、カーボン繊維、グラフ
ァイト繊維、ホウ素繊維、ケプラー等のアラミド繊維等
の繊維性材料で形成され、一般的には樹脂を含浸して繊
維強化複合材製品として使用される。
【００５８】繊維強化層Ｌ（適合可能なカウル３２を含
む）を成形キャビティに装着した後に、ブラダ／ライナ
３６が成形キャビティ１８に装入され、図７に示すよう
にカバープレート２０が装着、固定される。非成形状態
のブラダ／ライナ３６が使用される場合、圧力差が形成
され、ブラダ／ライナ３６が適合可能なカウル３２の非
成形面に補完的に係合する。一乃至複数の排気通路２８
が負圧源（図示せず）に接続され、ブラダ／ライナ３６
と適合可能なカウル３２の間の空間に負圧が導入され、
圧力室３８の残留圧力によりブラダ／ライナ３６が、適
合可能なカウル３２の非成形面に補完的に係合するよう
に押圧される。
む）を成形キャビティに装着した後に、ブラダ／ライナ
３６が成形キャビティ１８に装入され、図７に示すよう
にカバープレート２０が装着、固定される。非成形状態
のブラダ／ライナ３６が使用される場合、圧力差が形成
され、ブラダ／ライナ３６が適合可能なカウル３２の非
成形面に補完的に係合する。一乃至複数の排気通路２８
が負圧源（図示せず）に接続され、ブラダ／ライナ３６
と適合可能なカウル３２の間の空間に負圧が導入され、
圧力室３８の残留圧力によりブラダ／ライナ３６が、適
合可能なカウル３２の非成形面に補完的に係合するよう
に押圧される。
【００５９】圧力室３８は、第一の所定圧力Ｐ１に加圧
ポート２４に相互接続された加圧源（図示せず）によっ
て加圧される。流体圧を発生する如何なる媒体をも使用
することが可能である。空気が好ましい圧力媒体である
が、他のガス、油、油圧流体等も使用することが可能で
ある。アメリカ特許第４，９４０，５６３号の「固相流
動性ポリマ媒体を使用する成形方法及び装置」に開示さ
れたような固相流動性ポリマ媒体も使用可能である。
ポート２４に相互接続された加圧源（図示せず）によっ
て加圧される。流体圧を発生する如何なる媒体をも使用
することが可能である。空気が好ましい圧力媒体である
が、他のガス、油、油圧流体等も使用することが可能で
ある。アメリカ特許第４，９４０，５６３号の「固相流
動性ポリマ媒体を使用する成形方法及び装置」に開示さ
れたような固相流動性ポリマ媒体も使用可能である。
【００６０】圧力室３８の第一の所定の圧力は、この図
示の実施例においては約１４乃至約２０ｐｓｉであり、
ブラダ／ライナ３６を隣接する適合可能なカウル３２と
ともに膨張させ、この間をシールする。ブラダ／ライナ
３６は適合可能なカウル３２を繊維強化層３２に対して
支持して製造する複合材製品の実質寸法を規定する。
示の実施例においては約１４乃至約２０ｐｓｉであり、
ブラダ／ライナ３６を隣接する適合可能なカウル３２と
ともに膨張させ、この間をシールする。ブラダ／ライナ
３６は適合可能なカウル３２を繊維強化層３２に対して
支持して製造する複合材製品の実質寸法を規定する。
【００６１】圧力室３８の加圧と同時に、負圧源（図示
せず）が駆動され（これより前にブラダ／ライナ３６が
補完状態でカウルの非成形面に係合されていない場合）
排気通路２８を介して空間５２を減圧する。ＲＴＭ樹脂
が次いで加圧状態で減圧された空間５２内に射出ポート
２６を介して射出される。ＲＴＭ樹脂は、エポキシ、エ
ポキシノボラック（ｅｐｏｘｙ ｎｏｖｏｌａｃ）また
はポリエステル、ポリイミド、フェノール樹脂、ビスマ
ルイミド等の他の熱硬化性樹脂も使用可能である。なお
、本実施例においては、ＲＴＭ樹脂として、ＰＲ５００
（３Ｍ カンパニー）の熱硬化性樹脂が使用される。
せず）が駆動され（これより前にブラダ／ライナ３６が
補完状態でカウルの非成形面に係合されていない場合）
排気通路２８を介して空間５２を減圧する。ＲＴＭ樹脂
が次いで加圧状態で減圧された空間５２内に射出ポート
２６を介して射出される。ＲＴＭ樹脂は、エポキシ、エ
ポキシノボラック（ｅｐｏｘｙ ｎｏｖｏｌａｃ）また
はポリエステル、ポリイミド、フェノール樹脂、ビスマ
ルイミド等の他の熱硬化性樹脂も使用可能である。なお
、本実施例においては、ＲＴＭ樹脂として、ＰＲ５００
（３Ｍ カンパニー）の熱硬化性樹脂が使用される。
【００６２】適合可能なカウル３２の両側の圧力差、即
ちブラダ／ライナ３６を介して負荷される圧力室３８の
第一の圧力Ｐ１と射出樹脂によって負荷される空間５２
の圧力の差は、適合可能なカウル３２を対応する剛性雌
型１４の成形面１６から離間する方向を変形させるのに
十分な大きさと成っており、従って、空間５２は、実質
寸法を越えて膨張する。この空間５２の膨張によって繊
維強化層Ｌを通る樹脂の流動が容易となり、繊維強化層
Ｌを完全に飽和させることが出来る。圧力差は、必要に
応じて圧力室３８の第一の圧力Ｐ１及び／または樹脂射
出圧力を調整することによって調整することができ、繊
維強化層の樹脂の流通を制御することが可能となる。繊
維強化層Ｌが飽和した後、例えば射出された樹脂の量を
測定する等の方法または排気通路から流出する樹脂を監
視して、圧力を第二の所定の圧力Ｐ２に昇圧する。
ちブラダ／ライナ３６を介して負荷される圧力室３８の
第一の圧力Ｐ１と射出樹脂によって負荷される空間５２
の圧力の差は、適合可能なカウル３２を対応する剛性雌
型１４の成形面１６から離間する方向を変形させるのに
十分な大きさと成っており、従って、空間５２は、実質
寸法を越えて膨張する。この空間５２の膨張によって繊
維強化層Ｌを通る樹脂の流動が容易となり、繊維強化層
Ｌを完全に飽和させることが出来る。圧力差は、必要に
応じて圧力室３８の第一の圧力Ｐ１及び／または樹脂射
出圧力を調整することによって調整することができ、繊
維強化層の樹脂の流通を制御することが可能となる。繊
維強化層Ｌが飽和した後、例えば射出された樹脂の量を
測定する等の方法または排気通路から流出する樹脂を監
視して、圧力を第二の所定の圧力Ｐ２に昇圧する。
【００６３】本実施例においては、第二の圧力Ｐ２は、
約５０ｐｓｉである。第二の圧力は、ブラダ／ライナ３
６によって伝達され、その圧力は、適合可能なカウル３
２を樹脂を含浸された繊維強化層Ｌに向かって均一に押
圧して、空間を製造する複合材製品の実質寸法に復帰さ
せるのに十分な圧力に設定される。適合可能なカウルに
負荷される均一な押圧動作によって余分な樹脂は、排気
通路２８を介して排出される。適合可能なカウル３２に
よる余分な樹脂の排出動作によって、繊維は完全に膨潤
され、樹脂を含浸した繊維強化層Ｌの繊維対樹脂比が増
加する。
約５０ｐｓｉである。第二の圧力は、ブラダ／ライナ３
６によって伝達され、その圧力は、適合可能なカウル３
２を樹脂を含浸された繊維強化層Ｌに向かって均一に押
圧して、空間を製造する複合材製品の実質寸法に復帰さ
せるのに十分な圧力に設定される。適合可能なカウルに
負荷される均一な押圧動作によって余分な樹脂は、排気
通路２８を介して排出される。適合可能なカウル３２に
よる余分な樹脂の排出動作によって、繊維は完全に膨潤
され、樹脂を含浸した繊維強化層Ｌの繊維対樹脂比が増
加する。
【００６４】余分な樹脂を排出した後に、射出ポート２
６が閉塞され、加圧源から遮断され、複合材製品成形装
置１０は、図８に示すように炉ＯＶ内に配置され加熱硬
化が行われる。樹脂を含浸した繊維強化層の硬化サイク
ルは、当業者において周知であり、主に使用するＲＴＭ
樹脂に応じて変化する。硬化サイクル後に、複合材製品
が冷却され、圧力室３８の圧力が排出される。カバープ
レート２０が剛性雌型１４から取り外され、次いでブラ
ダ／ライナ３６が成形キャビティ１８から取り出される
。適合可能なカウル３２の可撓性によって、最終複合材
製品からの引き続いてのカウルの取り外しが容易となる
。その後に、最終複合材製品が剛性雌型１４から取り出
されて成形工程が終了する。
６が閉塞され、加圧源から遮断され、複合材製品成形装
置１０は、図８に示すように炉ＯＶ内に配置され加熱硬
化が行われる。樹脂を含浸した繊維強化層の硬化サイク
ルは、当業者において周知であり、主に使用するＲＴＭ
樹脂に応じて変化する。硬化サイクル後に、複合材製品
が冷却され、圧力室３８の圧力が排出される。カバープ
レート２０が剛性雌型１４から取り外され、次いでブラ
ダ／ライナ３６が成形キャビティ１８から取り出される
。適合可能なカウル３２の可撓性によって、最終複合材
製品からの引き続いてのカウルの取り外しが容易となる
。その後に、最終複合材製品が剛性雌型１４から取り出
されて成形工程が終了する。
【００６５】本発明の方法及び装置を使用して形成され
た最終製品のキールビームトルクボックス装置ＣＡが、
図９に示されている。なお、例えばバルクヘッドＢＨ等
の微小構造を、複合材製成形型及び本発明の方法を用い
て容易に一体成形することが可能となる。発泡コア４０
及びビード状スティフナ４４等の他の微小構造の、複合
材製成形型及び本発明の方法を使用することにより容易
に成形することが可能である。
た最終製品のキールビームトルクボックス装置ＣＡが、
図９に示されている。なお、例えばバルクヘッドＢＨ等
の微小構造を、複合材製成形型及び本発明の方法を用い
て容易に一体成形することが可能となる。発泡コア４０
及びビード状スティフナ４４等の他の微小構造の、複合
材製成形型及び本発明の方法を使用することにより容易
に成形することが可能である。
【００６６】なお、本発明は、種々の変形または変更が
可能であり、上記の実施例に限定されるものではなく、
特許請求の範囲の各請求項の要件を逸脱することなく実
施される如何なる構成をも包含するものである。
可能であり、上記の実施例に限定されるものではなく、
特許請求の範囲の各請求項の要件を逸脱することなく実
施される如何なる構成をも包含するものである。
【００６７】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、歩留り
が良く、しかもプリフォームの全体が均一に飽和状態と
なるとともに、高い繊維対樹脂比を達成することが出来
る樹脂トランスファ成形方法及びそれに使用する装置を
提供することが出来る。また、本発明によれば、高効率
及び低コストで高強度繊維強化複合材製品を樹脂のトラ
ンスファ成形によって製造する方法及び装置が提供され
る。本発明による成形装置は、繊維強化材層で形成した
プリフォームの装着を容易とするとともに、装置の成形
型の閉塞を容易とし、重合プリフォームのかさ変化を吸
収することが出来る変形可能な成形型を含んでいる。こ
の変形可能な成形型は、成形段階において圧力を均一化
して均一性を向上するとともに最終複合材製品の寸法を
安定化させるとともに、変形可能な成形型の可撓性によ
って最終複合材製品の取り出しを容易とする。
が良く、しかもプリフォームの全体が均一に飽和状態と
なるとともに、高い繊維対樹脂比を達成することが出来
る樹脂トランスファ成形方法及びそれに使用する装置を
提供することが出来る。また、本発明によれば、高効率
及び低コストで高強度繊維強化複合材製品を樹脂のトラ
ンスファ成形によって製造する方法及び装置が提供され
る。本発明による成形装置は、繊維強化材層で形成した
プリフォームの装着を容易とするとともに、装置の成形
型の閉塞を容易とし、重合プリフォームのかさ変化を吸
収することが出来る変形可能な成形型を含んでいる。こ
の変形可能な成形型は、成形段階において圧力を均一化
して均一性を向上するとともに最終複合材製品の寸法を
安定化させるとともに、変形可能な成形型の可撓性によ
って最終複合材製品の取り出しを容易とする。
【図１】本発明の成形装置の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明による成形方法の工程を示す図である。
【図３】本発明による成形方法の工程を示す図である。
【図４】本発明による成形方法の工程を示す図である。
【図５】本発明による成形方法の工程を示す図である。
【図６】本発明による成形方法の工程を示す図である。
【図７】本発明による成形方法の工程を示す図である。
【図８】本発明による成形方法の工程を示す図である。
【図９】本発明の方法及び装置により製造された複合材
製品を示す図である。
製品を示す図である。
１０ 成形装置
１２ 剛性成形型
１４ 雌型
１８ 成形キャビティ
２０ カバープレート
３０ 変形可能な成形型
３２ カウル
３６ ブラダ／ライナ
Claims (7)
- 【請求項１】 剛性成形型と、前記剛性成形型と組み
合わせて配置され、繊維強化層を収容するとともに成形
する複合材製品を規定する実質寸法を有する空間を形成
する変形可能な成形型と、前記変形可能な成形型に力を
作用させる圧力手段とによって構成され、前記変形可能
な成形型は、前記空間に射出された加圧樹脂の圧力と前
記圧力手段によって作用される第一の力による第一の圧
力差に応じて動作して、制限された範囲において膨張し
て樹脂の流れを容易として前記空間内に装着された繊維
強化層を飽和させ、前記変形可能な成形型は、前記空間
内に射出された加圧樹脂の圧力と前記圧力手段によって
作用される第二の力による第二の圧力差に応じて動作し
て、前記空間内の余分な樹脂を排出して、前記空間を前
記実質寸法に復元して、樹脂を含浸された繊維強化層の
繊維対樹脂比を大きくするようにしたことを特徴とする
繊維強化複合材製品をトランスファ成形するための成形
装置。 - 【請求項２】 前記変形可能な成形型は、前記空間内
に配置された繊維強化材層及び前記空間内に射出された
加圧樹脂に対して均一な加圧力を作用させる適合可能な
カウル手段と、前記適合可能なカウルと組み合わされて
配置され前記適合可能なカウルを支持するとともにシー
ルし、前記圧力手段の前記第一及び第二の力が作用する
可撓性で且つ非透過性のブラダ／ライナ手段とによって
構成され、前記適合可能なカウル手段は、前記第一の圧
力差に応じて前記剛性成形型から離間する方向に動作し
て前記空間の制限された膨張を生起して樹脂の流れを容
易にするとともに繊維強化層を飽和させ、前記適合可能
なカウル手段は、前記第二の圧力差に応じて前記繊維強
化材層に向かって押圧されて、空間内の余分な樹脂を排
出しながら前記空間の実質寸法を復元して前記樹脂を含
浸した繊維強化材層の繊維対樹脂比を大きくする請求項
１の成形装置。 - 【請求項３】 前記剛性成形型は、剛性雌型を有し、
該雌型は複合材製品の外形形状を規定する外側成形面を
有するとともに該外側成形面によって、前記変形可能な
成形型を収容する成形キャビティを形成し、前記変形可
能な成形型は、複合材製品の内側面を規定する内側成形
面を有しているとともに前記剛性雌型の前記成形キャビ
ティ内に前記内側成形面を前記外側成形面に対向して収
容されて、前記内側成形面と前記外側成形面は前記繊維
強化材層を収容する前記空間を規定する請求項１の成形
装置。 - 【請求項４】 前記剛性成形型は、剛性雌型を有し、
該雌型は複合材製品の外形形状を規定する外側成形面を
有するとともに該外側成形面によって、前記変形可能な
成形型を収容する成形キャビティを形成し、前記変形可
能な成形型は、複数の適合可能なカウルと可撓性及び非
透過性のブラダ／ライナを有し、該ブラダ／ライナは前
記適合可能なカウルに組み合わされて配置され、前記複
数の適合可能なカウルは、複合材製品の内側面を規定す
る内側成形面を有しているとともに、前記剛性雌型の前
記成形キャビティ内に前記内側成形面を前記外側成形面
に対向して収容されて、前記内側成形面と前記外側成形
面は前記繊維強化材層を収容する前記空間を規定する請
求項１の成形装置。 - 【請求項５】 前記可撓性及び非透過性ブラダ／ライ
ナのエッジ部は、剛性雌型とカバープレートの中間に配
置され、前記カバープレートが取り外し可能に固定手段
によって前記雌型に固定されたときに、前記カバープレ
ートと前記雌型間をシールし、前記カバープレートと前
記可撓性及び非透過性ブラダ／ライナが組み合わせられ
て前記圧力手段の圧力室を形成する請求項４の成形装置
。 - 【請求項６】 前記変形可能な成形型は、少なくとも
一対の適合可能なカウルを有し、該対の適合可能なカウ
ルは、前記成形キャビティ内において前記繊維強化材層
を挟んで対向する成形面を有し、複合材製品内部の微小
構造を形成する請求項４の成形装置。 - 【請求項７】 複合成形型を使用して、繊維強化材層
から複合材製品を成形するトランスファ成形方法であっ
て、変形可能な成形型を、剛性成形型に組み合わせて配
置して前記繊維強化材層を収容するとともに前記複合材
製品を規定する実質寸法を有する空間を形成するように
前記複合成形型を設定し、前記変形可能な成形型に第一
の圧力を作用させ、加圧状態で前記空間内に樹脂を射出
し、前記第一の圧力と前記樹脂の射出圧力とによる第一
の圧力差によって前記空間を膨張させて樹脂の流動を容
易として前記繊維強化材を飽和させ、前記変形可能な成
形型に第二の圧力を作用させ、前記第二の圧力と前記樹
脂の射出圧力による第二の圧力差によって前記空間を前
記実質寸法に復元するとともに前記樹脂を含浸した繊維
強化層から余剰の樹脂を排出して、樹脂を含浸した繊維
強化層の繊維対樹脂比を大きくするようにしたことを特
徴とする複合材製品のトランスファ成形方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US630,144 | 1990-12-19 | ||
| US07/630,144 US5152949A (en) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | Tooling method for resin transfer molding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294113A true JPH04294113A (ja) | 1992-10-19 |
| JP3192719B2 JP3192719B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=24525970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35188991A Expired - Fee Related JP3192719B2 (ja) | 1990-12-19 | 1991-12-13 | 樹脂のトランスファ成形方法及びその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5152949A (ja) |
| EP (1) | EP0491646B1 (ja) |
| JP (1) | JP3192719B2 (ja) |
| CA (1) | CA2054066A1 (ja) |
| DE (1) | DE69109255T2 (ja) |
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