JPH04332642A - 複合材料部材の成形方法および装置 - Google Patents
複合材料部材の成形方法および装置Info
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- JPH04332642A JPH04332642A JP3102605A JP10260591A JPH04332642A JP H04332642 A JPH04332642 A JP H04332642A JP 3102605 A JP3102605 A JP 3102605A JP 10260591 A JP10260591 A JP 10260591A JP H04332642 A JPH04332642 A JP H04332642A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂系複合材料を用い
る製品全てに応用できるものであるが、特に、航空宇宙
機器の構造部材に適用される複合材料部材の成形方法お
よび装置に関するものである。
る製品全てに応用できるものであるが、特に、航空宇宙
機器の構造部材に適用される複合材料部材の成形方法お
よび装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の複合材料ハット部材の成形
工程図である。図において、まず、プリプレグ素材２を
必要形状・枚数に切断し、部材成形用金型へ１枚づつ、
手作業で賦形積層する。プリプレグ数枚毎に真空バッグ
を施し、真空加圧デバルクを行い、緻密化する。積層完
了後、真空成形又は加圧成形のため真空バッグフィルム
、シーラント等の成形補助材を使用して積層体４をバッ
ギングする。
工程図である。図において、まず、プリプレグ素材２を
必要形状・枚数に切断し、部材成形用金型へ１枚づつ、
手作業で賦形積層する。プリプレグ数枚毎に真空バッグ
を施し、真空加圧デバルクを行い、緻密化する。積層完
了後、真空成形又は加圧成形のため真空バッグフィルム
、シーラント等の成形補助材を使用して積層体４をバッ
ギングする。
【０００３】バッギング体をオーブン内で真空成形する
場合は、真空圧により加圧するとともにオーブンヒータ
で加熱硬化させる。オートクレーブ装置を使用する場合
は、Ｎ２ ガスにより加圧加熱硬化させる。硬化後、真
空バッグフィルム、シーラント等の成形補助材を取り除
いて金型より硬化品を離型し、所要寸法に切断トリムし
てハット部材を成形する。
場合は、真空圧により加圧するとともにオーブンヒータ
で加熱硬化させる。オートクレーブ装置を使用する場合
は、Ｎ２ ガスにより加圧加熱硬化させる。硬化後、真
空バッグフィルム、シーラント等の成形補助材を取り除
いて金型より硬化品を離型し、所要寸法に切断トリムし
てハット部材を成形する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術による複合材
料部材の成形では、次のような問題がある。 （１）プリプレグ素材を部材の積層形状に切断し、１枚
１枚を部材成形用金型へ手作業で積層するため積層に時
間がかかる。 （２）金型へ積層途中、真空バッグを施し真空加圧デバ
ルクを数回行う緻密化の作業が必要となる。 （３）真空成形又は加圧成形のため、成形毎に真空バッ
グフィルム、シーラント等の成形補助材が必要となり、
成形後廃却するためコストの高い工程となる。 （４）オーブン内での真空成形、又はオートクレーブ装
置内での加圧成形は、バッチ工程となり昇温−硬化ホー
ルド−冷却と成形サイクルが長く、同一金型を使用して
大量生産するには効率が悪い。
料部材の成形では、次のような問題がある。 （１）プリプレグ素材を部材の積層形状に切断し、１枚
１枚を部材成形用金型へ手作業で積層するため積層に時
間がかかる。 （２）金型へ積層途中、真空バッグを施し真空加圧デバ
ルクを数回行う緻密化の作業が必要となる。 （３）真空成形又は加圧成形のため、成形毎に真空バッ
グフィルム、シーラント等の成形補助材が必要となり、
成形後廃却するためコストの高い工程となる。 （４）オーブン内での真空成形、又はオートクレーブ装
置内での加圧成形は、バッチ工程となり昇温−硬化ホー
ルド−冷却と成形サイクルが長く、同一金型を使用して
大量生産するには効率が悪い。
【０００５】本発明は、従来技術の上記問題点を解消し
、短時間に、低コストで複合材料部材を連続的に成形す
る方法及び装置を提供しようとするものである。
、短時間に、低コストで複合材料部材を連続的に成形す
る方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
したものであって、次の特徴を有する複合材料部材の成
形方法および装置である。
したものであって、次の特徴を有する複合材料部材の成
形方法および装置である。
【０００７】（１）ローラで多層に合体させた複合材料
素材の積層体を芯材の表面にセットし、メタルベルトコ
ンベアと加圧加熱した媒体を内包したエラストマチュー
ブを外周に持つチューブベルトロールとで挟んで移動さ
せながら、膨張したエラストマチューブで積層体を芯材
に沿って賦形するとともに積層体を加熱加圧硬化させ、
メタルベルトコンベアとチューブベルトロールの出口に
おいてエア冷却して連続的に成形を行う複合材料部材の
成形方法。
素材の積層体を芯材の表面にセットし、メタルベルトコ
ンベアと加圧加熱した媒体を内包したエラストマチュー
ブを外周に持つチューブベルトロールとで挟んで移動さ
せながら、膨張したエラストマチューブで積層体を芯材
に沿って賦形するとともに積層体を加熱加圧硬化させ、
メタルベルトコンベアとチューブベルトロールの出口に
おいてエア冷却して連続的に成形を行う複合材料部材の
成形方法。
【０００８】（２）複合材料素材を多層に合体させ供給
するローラ積層部、メタルベルトコンベアと同メタルベ
ルトコンベアに沿って設けられた加圧加熱媒体を内包し
たエラストマチューブを外周に有するチューブベルトロ
ールとからなりそれらの間に供給されたものを加圧加熱
しながら移送する加圧加熱移送部、および前記加圧加熱
移送部の出口に設けられ冷却エアによって移送され押出
されてきたものを冷却する冷却部からなり、発泡コア芯
材と同芯材の表面に前記ローラ積層部から供給された多
層の複合材料素材を一体として前記加圧加熱移送部と冷
却部とを経由して移動させる複合材料部材の成形装置。
するローラ積層部、メタルベルトコンベアと同メタルベ
ルトコンベアに沿って設けられた加圧加熱媒体を内包し
たエラストマチューブを外周に有するチューブベルトロ
ールとからなりそれらの間に供給されたものを加圧加熱
しながら移送する加圧加熱移送部、および前記加圧加熱
移送部の出口に設けられ冷却エアによって移送され押出
されてきたものを冷却する冷却部からなり、発泡コア芯
材と同芯材の表面に前記ローラ積層部から供給された多
層の複合材料素材を一体として前記加圧加熱移送部と冷
却部とを経由して移動させる複合材料部材の成形装置。
【０００９】
【作用】軽量高強度で切削加工性の良い有機物の発泡コ
ア材等を長尺部材の芯材に適用できるようにあらかじめ
長尺に加工する。ロール状の複合材料素材（プリプレグ
素材）をあらかじめ部材に必要とされる幅で積層数に対
応して複数のロールに巻き、各ロールからのプリプレグ
をローラ積層部のローラで多層に合体して所要枚数を自
動的に短時間に積層、緻密化を行う。積層体と加工され
た発泡コア芯材とを加圧加熱部のメタルコンベアベルト
上でセットし、エラストマチューブを外周に持つチュー
ブベルトロールとメタルベルトコンベアとの間でサンド
イッチする。エラストマチューブ内へ加圧加熱媒体を入
れ、膨張したエラストマチューブにより発泡コア芯材へ
積層体を賦形するとともに積層体を加熱加圧硬化する。 硬化品は冷却部においてエア等で冷却され長尺の部材が
成形される。部材の成形装置へロール状プリプレグ素材
と発泡コア芯材を連続供給し、メタルベルトコンベアと
チューブベルトロールを同速に駆動して連続的に長尺部
材を成形する。
ア材等を長尺部材の芯材に適用できるようにあらかじめ
長尺に加工する。ロール状の複合材料素材（プリプレグ
素材）をあらかじめ部材に必要とされる幅で積層数に対
応して複数のロールに巻き、各ロールからのプリプレグ
をローラ積層部のローラで多層に合体して所要枚数を自
動的に短時間に積層、緻密化を行う。積層体と加工され
た発泡コア芯材とを加圧加熱部のメタルコンベアベルト
上でセットし、エラストマチューブを外周に持つチュー
ブベルトロールとメタルベルトコンベアとの間でサンド
イッチする。エラストマチューブ内へ加圧加熱媒体を入
れ、膨張したエラストマチューブにより発泡コア芯材へ
積層体を賦形するとともに積層体を加熱加圧硬化する。 硬化品は冷却部においてエア等で冷却され長尺の部材が
成形される。部材の成形装置へロール状プリプレグ素材
と発泡コア芯材を連続供給し、メタルベルトコンベアと
チューブベルトロールを同速に駆動して連続的に長尺部
材を成形する。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の複合材料ハット部材の成形装
置の第１実施例の側面図である。１は低密度（０．０５
〜０．２ｇ／ｃｍ３）で軽量高強度のポリメタアクリル
イミド系の発泡コア芯材、２はロールに分割されたプリ
プレグ素材、３は所要枚数のプリプレグ素材を多層に合
体して、緻密化を行うローラ、４は積層体、５は同積層
体と、加工された発泡コア芯材１とが置かれるメタルベ
ルトコンベア、６はエラストマチューブ、７は同チュー
ブを外周に持つチューブベルトロールである。チューブ
ベルトロール７とメタルベルトコンベア５とは同速で連
続駆動され、発泡コア芯材１とそれにセットされた積層
体４を上下からパックする。
置の第１実施例の側面図である。１は低密度（０．０５
〜０．２ｇ／ｃｍ３）で軽量高強度のポリメタアクリル
イミド系の発泡コア芯材、２はロールに分割されたプリ
プレグ素材、３は所要枚数のプリプレグ素材を多層に合
体して、緻密化を行うローラ、４は積層体、５は同積層
体と、加工された発泡コア芯材１とが置かれるメタルベ
ルトコンベア、６はエラストマチューブ、７は同チュー
ブを外周に持つチューブベルトロールである。チューブ
ベルトロール７とメタルベルトコンベア５とは同速で連
続駆動され、発泡コア芯材１とそれにセットされた積層
体４を上下からパックする。
【００１１】図２は上記実施例のチューブベルトロール
の部分断面図である。８は加圧加熱エアの流れ、９はエ
ラストマチューブ６を導くメタルカバーであり、前記エ
ア８によってメタルカバー９に導かれているエラストマ
チューブ６が昇温し膨張して発泡コア芯材１に沿って積
層体４を賦形し積層体を加圧加熱硬化させる。
の部分断面図である。８は加圧加熱エアの流れ、９はエ
ラストマチューブ６を導くメタルカバーであり、前記エ
ア８によってメタルカバー９に導かれているエラストマ
チューブ６が昇温し膨張して発泡コア芯材１に沿って積
層体４を賦形し積層体を加圧加熱硬化させる。
【００１２】再び、図１において、１０は硬化したハッ
ト部材、１１は冷却エアの流れである。本装置は大きく
分けて３部分からなる。１５はローラ積層部、１６は加
圧加熱移送部、１７は冷却部である。ハット部材は上記
各部１５，１６，１７を通過することによって連続的に
成形され押出され、長尺部材として出来上る。
ト部材、１１は冷却エアの流れである。本装置は大きく
分けて３部分からなる。１５はローラ積層部、１６は加
圧加熱移送部、１７は冷却部である。ハット部材は上記
各部１５，１６，１７を通過することによって連続的に
成形され押出され、長尺部材として出来上る。
【００１３】本実施例においては、部材成形用金型の代
りに、軽量高強度で切削加工性の良い有機物の発泡コア
材などを積層の型としてだけでなく、芯材として複合材
部材の成形に使用し、一体の製品とする。プリプレグ素
材を手作業で型に積層するのでなく、あらかじめ分割し
たロール状のプリプレグをローラで合体して自動積層す
る。成形毎にバッグフィルム等の成形補助材を使用して
いた従来のバッギング方法の代りにエラストマチューブ
を外周に持つチューブベルトロールを連続使用した方法
に替えてバッギング工程を省き、自動化している。
りに、軽量高強度で切削加工性の良い有機物の発泡コア
材などを積層の型としてだけでなく、芯材として複合材
部材の成形に使用し、一体の製品とする。プリプレグ素
材を手作業で型に積層するのでなく、あらかじめ分割し
たロール状のプリプレグをローラで合体して自動積層す
る。成形毎にバッグフィルム等の成形補助材を使用して
いた従来のバッギング方法の代りにエラストマチューブ
を外周に持つチューブベルトロールを連続使用した方法
に替えてバッギング工程を省き、自動化している。
【００１４】加圧加熱エアを入れて膨張したチューブベ
ルトロールと、メタルベルトコンベアとの間で、芯材へ
積層体を賦形、加圧加熱している。オーブン、オートク
レーブ成形の真空加圧、窒素ガス加圧加熱のバッチ式工
程の代りに、コンベアとロール駆動による連続工程を用
いて、工程の時間短縮を大幅に図っている。加熱硬化し
た複合材料部材は冷却エアにより冷却され、連続的に自
動成形され押出される。
ルトロールと、メタルベルトコンベアとの間で、芯材へ
積層体を賦形、加圧加熱している。オーブン、オートク
レーブ成形の真空加圧、窒素ガス加圧加熱のバッチ式工
程の代りに、コンベアとロール駆動による連続工程を用
いて、工程の時間短縮を大幅に図っている。加熱硬化し
た複合材料部材は冷却エアにより冷却され、連続的に自
動成形され押出される。
【００１５】図３は本発明の第２実施例の側面図であり
、わん曲ハット部材の自動成形装置の側面図である。 本実施例においては、発泡コア芯材１にハット部材のわ
ん曲した曲率に合わせてスリット１２を入れたものと、
プリプレグの積層体４を使用する。メタルベルトコンベ
ア５とチューブベルトロール７のローラ軸１３をハット
部材のわん曲した曲率に合わせて移動して連続駆動する
。これによりわん曲したハット部材１４を自動成形する
ことができる。
、わん曲ハット部材の自動成形装置の側面図である。 本実施例においては、発泡コア芯材１にハット部材のわ
ん曲した曲率に合わせてスリット１２を入れたものと、
プリプレグの積層体４を使用する。メタルベルトコンベ
ア５とチューブベルトロール７のローラ軸１３をハット
部材のわん曲した曲率に合わせて移動して連続駆動する
。これによりわん曲したハット部材１４を自動成形する
ことができる。
【００１６】図４は本発明のその他の実施例における部
材構成を示す断面図である。（Ａ）は片側からの積層体
４と台形断面の発泡コア芯材１を用いたもの（第１，第
２実施例）。（Ｂ）は両側からの積層体４と台形断面の
発泡コア芯材１を用いて作られたハット部材。（Ｃ）は
平坦な発泡コア芯材１を両側からの積層体４でサンドイ
ッチして成形したサンドイッチ部材。（Ｄ）は、半円柱
の発泡コア芯材１を使用した半円筒部材。（Ｅ）は、円
柱の発泡コア芯材１を使用し両側から積層体４でサンド
イッチして、上下ともチューブベルトロール７を使用し
て成形した円柱部材である。
材構成を示す断面図である。（Ａ）は片側からの積層体
４と台形断面の発泡コア芯材１を用いたもの（第１，第
２実施例）。（Ｂ）は両側からの積層体４と台形断面の
発泡コア芯材１を用いて作られたハット部材。（Ｃ）は
平坦な発泡コア芯材１を両側からの積層体４でサンドイ
ッチして成形したサンドイッチ部材。（Ｄ）は、半円柱
の発泡コア芯材１を使用した半円筒部材。（Ｅ）は、円
柱の発泡コア芯材１を使用し両側から積層体４でサンド
イッチして、上下ともチューブベルトロール７を使用し
て成形した円柱部材である。
【００１７】以上詳述したように、本実施例の方法およ
びその装置により、従来プリプレグ素材を手作業で金型
に積層していたのを、ローラで合体し短時間に積層、緻
密化ができる。成形毎に真空バッグフィルム、シーラン
ト等の成形補助材を必要とせず、エラストマチューブを
使用することで連続再使用してバッギング工程を省きコ
スト低減を図ることができる。加圧加熱エアで膨張した
エラストマチューブとメタルベルトコンベア間で発泡コ
ア芯材へ積層体を連続に賦形、加圧加熱硬化することに
よって、従来のオーブン又はオートクレーブ成形のバッ
チ式工程を連続工程にでき、省力化、時間短縮を図るこ
とができる。また、従来はオーブン又はオートクレーブ
装置の寸法により成形部材の寸法が制限されていたが、
コンベアーベルトロールのシステム化により寸法制限の
ない長尺部材を得ることができる。
びその装置により、従来プリプレグ素材を手作業で金型
に積層していたのを、ローラで合体し短時間に積層、緻
密化ができる。成形毎に真空バッグフィルム、シーラン
ト等の成形補助材を必要とせず、エラストマチューブを
使用することで連続再使用してバッギング工程を省きコ
スト低減を図ることができる。加圧加熱エアで膨張した
エラストマチューブとメタルベルトコンベア間で発泡コ
ア芯材へ積層体を連続に賦形、加圧加熱硬化することに
よって、従来のオーブン又はオートクレーブ成形のバッ
チ式工程を連続工程にでき、省力化、時間短縮を図るこ
とができる。また、従来はオーブン又はオートクレーブ
装置の寸法により成形部材の寸法が制限されていたが、
コンベアーベルトロールのシステム化により寸法制限の
ない長尺部材を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、ローラで多層に合体させた複
合材料素材の積層体を芯材の表面にセットし、メタルベ
ルトコンベアと加圧加熱した媒体を内包したエラストマ
チューブを外周に持つチューブベルトロールとで挟んで
移動させながら、膨張したエラストマチューブで積層体
を芯材に沿って賦形するとともに積層体を加熱加圧硬化
させ、メタルベルトコンベアとチューブベルトロールの
出口においてエア冷却して連続的に成形を行うことを特
徴とする複合材料部材の成形方法とそれに用いる装置を
提供するので、芯材と一体となった複合材料部材を短時
間に低コストで連続的に成形することができる。
合材料素材の積層体を芯材の表面にセットし、メタルベ
ルトコンベアと加圧加熱した媒体を内包したエラストマ
チューブを外周に持つチューブベルトロールとで挟んで
移動させながら、膨張したエラストマチューブで積層体
を芯材に沿って賦形するとともに積層体を加熱加圧硬化
させ、メタルベルトコンベアとチューブベルトロールの
出口においてエア冷却して連続的に成形を行うことを特
徴とする複合材料部材の成形方法とそれに用いる装置を
提供するので、芯材と一体となった複合材料部材を短時
間に低コストで連続的に成形することができる。
【図１】本発明の複合材料ハット部材の自動成形装置の
第１実施例の側面図。
第１実施例の側面図。
【図２】上記実施例のチューブベルトロールの部分断面
図。
図。
【図３】本発明の第２実施例の側面図。
【図４】本発明のその他の実施例における部材構成。
【図５】従来の複合材料ハット部材の成形工程図。
１ 発泡コア芯材
２ プリプレグ素材
３ ローラ
４ 積層体
５ メタルベルトコンベア
６ エラストマチューブ
７ チューブベルトロール
８ 加圧加熱エア
９ メタルカバー
１０ ハット部材
１１ 冷却エア
１２ スリット
１３ ローラ軸移動
１４ わん曲ハット部材
１５ ローラ積層部
１６ 加圧加熱部
１７ 冷却部
Claims (2)
- 【請求項１】 ローラで多層に合体させた複合材料素
材の積層体を芯材の表面にセットし、メタルベルトコン
ベアと加圧加熱した媒体を内包したエラストマチューブ
を外周に持つチューブベルトロールとで挟んで移動させ
ながら、膨張したエラストマチューブで積層体を芯材に
沿って賦形するとともに積層体を加熱加圧硬化させ、メ
タルベルトコンベアとチューブベルトロールの出口にお
いてエア冷却して連続的に成形を行うことを特徴とする
複合材料部材の成形方法。 - 【請求項２】 複合材料素材を多層に合体させ供給す
るローラ積層部、メタルベルトコンベアと同メタルベル
トコンベアに沿って設けられた加圧加熱媒体を内包した
エラストマチューブを外周に有するチューブベルトロー
ルとからなりそれらの間に供給されたものを加圧加熱し
ながら移送する加圧加熱移送部、および前記加圧加熱移
送部の出口に設けられ冷却エアによって移送され押出さ
れてきたものを冷却する冷却部からなり、発泡コア芯材
と同芯材の表面に前記ローラ積層部から供給された多層
の複合材料素材を一体として前記加圧加熱移送部と冷却
部とを経由して移動させることを特徴とする複合材料部
材の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3102605A JPH04332642A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 複合材料部材の成形方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3102605A JPH04332642A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 複合材料部材の成形方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04332642A true JPH04332642A (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=14331873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3102605A Withdrawn JPH04332642A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 複合材料部材の成形方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04332642A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102975462A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-03-20 | 陈烈 | 对熔融后流动性差的塑料进行复合的装置及其工艺 |
| KR20150091041A (ko) * | 2012-11-30 | 2015-08-07 | 더 보잉 컴파니 | 기다란 부재에 박막 재료를 도포하는 방법 및 장치 |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP3102605A patent/JPH04332642A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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