JPH0435914A - 成形治具の製造方法 - Google Patents
成形治具の製造方法Info
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Composite Materials (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression 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。
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、航空機用複合材部品などを成形するのに使用
する成形治具の製造方法に関する。
する成形治具の製造方法に関する。
航空機の構造部材として使用する複合材部品は、素材の
プリプレグを成形治具上に積層した後、オートクレーブ
内での加熱、加圧下によりプリプレグを硬化させて成形
加工している。このような複合材部品の成形加工に使用
する成形治具は、従来、マスターモデルから石膏を用い
て次のようにして製作している。
プリプレグを成形治具上に積層した後、オートクレーブ
内での加熱、加圧下によりプリプレグを硬化させて成形
加工している。このような複合材部品の成形加工に使用
する成形治具は、従来、マスターモデルから石膏を用い
て次のようにして製作している。
第２図（ａ）乃至第２図（ｅ）は、この種の成形治具の
・製造工程を表した図である。まず、製品の形状に合わ
せてマスターモデル１を製作する（第２図（ａ））。こ
のマスターモデル１から直接型取りすると凹凸が逆に出
るので、−旦、反転型２を石膏を用いて取った後（第２
図（ｂ））、この反転型２からマスターモデル１と同じ
凹凸になる母型３を石膏を使用して型取りする（第２図
（Ｃ））。その後、第２図（ｄ）に示されるように、こ
の母型３をもとにして成形治具の材料であるプリプレグ
４を積層し真空バギングを行った後、このプリプレグ４
をオートクレーブ内で接着硬化させて、母型３の曲面形
状に倣った表面板５を成形する（第２図（ｄ））。最後
にこの表面板５を補強構造６に取り付けて成形治具が完
成する（第２図（ｅ））。
・製造工程を表した図である。まず、製品の形状に合わ
せてマスターモデル１を製作する（第２図（ａ））。こ
のマスターモデル１から直接型取りすると凹凸が逆に出
るので、−旦、反転型２を石膏を用いて取った後（第２
図（ｂ））、この反転型２からマスターモデル１と同じ
凹凸になる母型３を石膏を使用して型取りする（第２図
（Ｃ））。その後、第２図（ｄ）に示されるように、こ
の母型３をもとにして成形治具の材料であるプリプレグ
４を積層し真空バギングを行った後、このプリプレグ４
をオートクレーブ内で接着硬化させて、母型３の曲面形
状に倣った表面板５を成形する（第２図（ｄ））。最後
にこの表面板５を補強構造６に取り付けて成形治具が完
成する（第２図（ｅ））。
しかしながら、上記の従来技術によるときは、母型３を
製作するには、マスターモデル１から反転型２を製作す
る工程をまず必要とするので、その作業スペースをかな
り確保しなければならないことおよびマスターモデル１
の製作費が高額であるなどの欠点があった。
製作するには、マスターモデル１から反転型２を製作す
る工程をまず必要とするので、その作業スペースをかな
り確保しなければならないことおよびマスターモデル１
の製作費が高額であるなどの欠点があった。
また、母型３を使用して複合材料製の表面板５を成形加
工する場合に、母型３が石膏を材質としていることから
、プリプレグ４を硬化させる上で耐熱性、気密性につい
て難点があった。
工する場合に、母型３が石膏を材質としていることから
、プリプレグ４を硬化させる上で耐熱性、気密性につい
て難点があった。
このため、耐熱性を持った樹脂を母型３にコーティング
し耐熱性・気密性を持たせる場合があるが、気密性を持
たせるため、ピンホール、気泡のないコーティングとせ
ねばらなず手間がかかる。
し耐熱性・気密性を持たせる場合があるが、気密性を持
たせるため、ピンホール、気泡のないコーティングとせ
ねばらなず手間がかかる。
そこで、本発明は、上記従来技術の有する問題点を解消
し、マスターモデル、石膏の母型を用いずに高精度の成
形治具を低廉なコストで製造することのできる成形治具
の製造方法を提供することを目的とする。
し、マスターモデル、石膏の母型を用いずに高精度の成
形治具を低廉なコストで製造することのできる成形治具
の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、製品の略曲面形
状を有する金属製のダミープレートを複合材料製の補強
構造部に仮取り付けし、上記ダミープレートにプリプレ
グを所要板厚に積層する工程と、上記プリプレグを加熱
、加圧して硬化させる工程と、補強構造部からダミープ
レートを取り外すとともにこれに替えて硬化した積層板
を補強構造部に固着し、この積層板を機械加工によって
仕上げ製品の母型とする工程とからなることを特徴とす
るものである。
状を有する金属製のダミープレートを複合材料製の補強
構造部に仮取り付けし、上記ダミープレートにプリプレ
グを所要板厚に積層する工程と、上記プリプレグを加熱
、加圧して硬化させる工程と、補強構造部からダミープ
レートを取り外すとともにこれに替えて硬化した積層板
を補強構造部に固着し、この積層板を機械加工によって
仕上げ製品の母型とする工程とからなることを特徴とす
るものである。
本発明によれば、ダミープレートに母型である積層板の
材料のプリプレグを積層しこれを硬化させることによっ
て、マスターモデル、反転型を使用せずに直ちにタミー
プレートの曲面形状が転写され、機械加工を経て高い曲
面精度の積層板が得られる。また、積層板が取り付けら
れる補強構造部には積層板と同じ材質の複合材を用いて
いるので、熱膨張係数の相違による積層板の変形が抑制
される。
材料のプリプレグを積層しこれを硬化させることによっ
て、マスターモデル、反転型を使用せずに直ちにタミー
プレートの曲面形状が転写され、機械加工を経て高い曲
面精度の積層板が得られる。また、積層板が取り付けら
れる補強構造部には積層板と同じ材質の複合材を用いて
いるので、熱膨張係数の相違による積層板の変形が抑制
される。
以下、本発明による成形治具の製造方法の一実施例につ
いて添付の図面を参照して説明する。
いて添付の図面を参照して説明する。
第１図（ａ）乃至第１図（ｆ）は、成形治具の製造工程
を順次示した図である。
を順次示した図である。
まず、第１図（ａ）において、符号１０は、成形治具の
補強構造部を示し、この補強構造部１０には、後述する
複合材料製の積層板が取り付けられるものであり、この
積層板と同じ複合材料を材質とする複数枚のヘッダー１
１．１１、・・・から組み立てられている。このヘッダ
ー１１の上縁は、製品の曲面形状に対応した曲線に形成
されている。
補強構造部を示し、この補強構造部１０には、後述する
複合材料製の積層板が取り付けられるものであり、この
積層板と同じ複合材料を材質とする複数枚のヘッダー１
１．１１、・・・から組み立てられている。このヘッダ
ー１１の上縁は、製品の曲面形状に対応した曲線に形成
されている。
次に、第１図（ｂ）に示されるように、上記補強構造部
１０の上に製品の曲面形状に対応しているダミープレー
ト１３を後で取り外せるように載置する。このダミープ
レート１３には、オートクレーブ硬化の工程で加熱され
るので、耐熱性かあり、熱膨張率の小さい金属鉄板を用
いている。また、このダミープレート１３は、あらかじ
め製品の曲面形状にローラ成形等によって成形されてい
るものである。
１０の上に製品の曲面形状に対応しているダミープレー
ト１３を後で取り外せるように載置する。このダミープ
レート１３には、オートクレーブ硬化の工程で加熱され
るので、耐熱性かあり、熱膨張率の小さい金属鉄板を用
いている。また、このダミープレート１３は、あらかじ
め製品の曲面形状にローラ成形等によって成形されてい
るものである。
その後、第１図（Ｃ）に示されるように、プリプレグ１
４．１４、・・・をダミープレート１３の上に所要枚数
分積層する。
４．１４、・・・をダミープレート１３の上に所要枚数
分積層する。
次に、第１図（ｄ）に示されるように真空バギング、オ
ートクレーブ硬化工程でプリプレグ１４．１４、・・・
を硬化させる。すなわち、プリプレグ１４、］４、・・
・を真空バッグフィルム１５て覆った後、真空吸引を行
って、大気圧をプリプレグ１４．１４、・・・に付加し
てこれを成形するとともに、各プリプレグ１４の層間に
巻き込んだ空気を吸引除去する。しかる後、オートクレ
ーブ（図示せず）において、所定の加熱、加圧条件下に
プリプレグ１４．１４、・・・を硬化させる。
ートクレーブ硬化工程でプリプレグ１４．１４、・・・
を硬化させる。すなわち、プリプレグ１４、］４、・・
・を真空バッグフィルム１５て覆った後、真空吸引を行
って、大気圧をプリプレグ１４．１４、・・・に付加し
てこれを成形するとともに、各プリプレグ１４の層間に
巻き込んだ空気を吸引除去する。しかる後、オートクレ
ーブ（図示せず）において、所定の加熱、加圧条件下に
プリプレグ１４．１４、・・・を硬化させる。
硬化終了後は第１図（ｅ）において、成形された積層板
１６を取り出すとともに、ダミープレート１３を補強構
造部１０から取り外す。そして、このダミープレート１
３に代えて積層板１６を補強構造部１０に接着させて固
定する。
１６を取り出すとともに、ダミープレート１３を補強構
造部１０から取り外す。そして、このダミープレート１
３に代えて積層板１６を補強構造部１０に接着させて固
定する。
以上のようにして、製作された成形治具は、その仕上げ
工程に供出され（第１図（ｄ）） 、ここでは、機械加
工によって積層板１６の曲面精度をあげ、最終的に表面
調整用塗料が塗布される。
工程に供出され（第１図（ｄ）） 、ここでは、機械加
工によって積層板１６の曲面精度をあげ、最終的に表面
調整用塗料が塗布される。
また、研削・研磨により、表面板の平滑度を高めること
もある。
もある。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ダミ
ープレートを使用しこの上でプリプレグを加工し母型と
しての積層板を成形しているので、マスターモデル、反
転型を使用せずに直接その曲面形状が転写され、工数の
削減、作業スペースの有効利用、母型の製作費のコスト
ダウンを可能とする。
ープレートを使用しこの上でプリプレグを加工し母型と
しての積層板を成形しているので、マスターモデル、反
転型を使用せずに直接その曲面形状が転写され、工数の
削減、作業スペースの有効利用、母型の製作費のコスト
ダウンを可能とする。
また、機械加工によって、曲面精度の良好な表面板が得
られる。しかも、その材質は積層板と同じ材質の複合材
を用いているので、表面板にはヘッダーの間の熱膨張率
の差に起因する変形が生じ難くなっている。従って、自
動積層機を適用して表面板にプリプレグを積層した場合
にも、積層精度に狂いがなく、製品の形状精度が保たれ
る。
られる。しかも、その材質は積層板と同じ材質の複合材
を用いているので、表面板にはヘッダーの間の熱膨張率
の差に起因する変形が生じ難くなっている。従って、自
動積層機を適用して表面板にプリプレグを積層した場合
にも、積層精度に狂いがなく、製品の形状精度が保たれ
る。
第１図（ａ）乃至第１図（ｆ）は本発明による成形治具
の製造方法の一実施例を説明する図であって、第１図（
ａ）は、補強構造部を示した斜視図、第１図（ｂ）は補
強構造部にダミープレートを仮取り付けした状態を表し
た図、第１図（ｃ）はダミープレートへのプリプレグ積
層作業を表した図、第１図（ｄ）はプリプレグの硬化作
業を表した図、第１図（ｅ）は補強構造部からダミ・−
プレートを取り外し硬化した積層板を取り付けた状態を
示す図、第１図（ｆ）は積層板の仕上げ工程を示した図
、第２図（ａ）乃至第２図（ｅ）は従来のマスターモデ
ルから母型を型取りする工程を表した概略図である。 １・・・マスターモデル、２・・・反転型、３・・・母
型、１０・・・補強構造部、１１・・・ヘッダー、１３
・・・ダミープレート、１４・・・プリプレグ、１５・
・・真空バッグフィルム、１６・・・積層板。
の製造方法の一実施例を説明する図であって、第１図（
ａ）は、補強構造部を示した斜視図、第１図（ｂ）は補
強構造部にダミープレートを仮取り付けした状態を表し
た図、第１図（ｃ）はダミープレートへのプリプレグ積
層作業を表した図、第１図（ｄ）はプリプレグの硬化作
業を表した図、第１図（ｅ）は補強構造部からダミ・−
プレートを取り外し硬化した積層板を取り付けた状態を
示す図、第１図（ｆ）は積層板の仕上げ工程を示した図
、第２図（ａ）乃至第２図（ｅ）は従来のマスターモデ
ルから母型を型取りする工程を表した概略図である。 １・・・マスターモデル、２・・・反転型、３・・・母
型、１０・・・補強構造部、１１・・・ヘッダー、１３
・・・ダミープレート、１４・・・プリプレグ、１５・
・・真空バッグフィルム、１６・・・積層板。
Claims (1)
- 製品の略曲面形状を有する金属製のダミープレートを
複合材料製の補強構造部に仮取り付けし、上記ダミープ
レートにプリプレグを所要板厚に積層する工程と、上記
プリプレグを加熱、加圧して硬化させる工程と、補強構
造部からダミープレートを取り外すとともにこれに替え
て硬化した積層板を補強構造部に固着し、この積層板を
機械加工によって仕上げ製品の母型とする工程とからな
ることを特徴とする成形治具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141874A JP2947879B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 成形治具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141874A JP2947879B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 成形治具の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0435914A true JPH0435914A (ja) | 1992-02-06 |
| JP2947879B2 JP2947879B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=15302172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141874A Expired - Fee Related JP2947879B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 成形治具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947879B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507504A (ja) * | 2006-10-23 | 2010-03-11 | コンストリュクシオン・アンデュストリエル・ド・ラ・メディテラネ・セーエヌイーエム | シリンダー形状部を成型するための複合ツール |
| JP2011512269A (ja) * | 2008-01-30 | 2011-04-21 | ザ・ボーイング・カンパニー | 複合部品を製造するための熱効率の高いツール |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2141874A patent/JP2947879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507504A (ja) * | 2006-10-23 | 2010-03-11 | コンストリュクシオン・アンデュストリエル・ド・ラ・メディテラネ・セーエヌイーエム | シリンダー形状部を成型するための複合ツール |
| JP2011512269A (ja) * | 2008-01-30 | 2011-04-21 | ザ・ボーイング・カンパニー | 複合部品を製造するための熱効率の高いツール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2947879B2 (ja) | 1999-09-13 |
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