JPH044111A - 複合材の成形方法および成形装置 - Google Patents
複合材の成形方法および成形装置Info
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- JPH044111A JPH044111A JP2104525A JP10452590A JPH044111A JP H044111 A JPH044111 A JP H044111A JP 2104525 A JP2104525 A JP 2104525A JP 10452590 A JP10452590 A JP 10452590A JP H044111 A JPH044111 A JP H044111A
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
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- B29C2043/3644—Vacuum bags; Details thereof, e.g. fixing or clamping
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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、複合材の成形方法および成形装置に係り、特
に、成形型材料に等方性グラファイトを用いた複合材の
成形方法および成形装置に関する。
に、成形型材料に等方性グラファイトを用いた複合材の
成形方法および成形装置に関する。
近年、航空機において、その−次構造部材への複合材料
の適用が著しく進展している。
の適用が著しく進展している。
一般に、航空機用複合材を成形する場合には、成形型上
に積層した素材のプリプレグを真空バッグフィルムで覆
い、成形型の適当箇所に設けられた吸引口から真空吸引
を行い大気圧に等しい外圧をかけて成形した後、オート
クレーブ内で加圧、加熱硬化させて、所定形状に成形し
ている。
に積層した素材のプリプレグを真空バッグフィルムで覆
い、成形型の適当箇所に設けられた吸引口から真空吸引
を行い大気圧に等しい外圧をかけて成形した後、オート
クレーブ内で加圧、加熱硬化させて、所定形状に成形し
ている。
このような複合材の成形では、プリプレグの積層作業中
にプリプレグの間に巻き込んだ空気、あるいは、硬化反
応の過程で発生したガスを十分排出することが品質向上
を図る上で重要となる。プリプレグの層間への気泡の残
留によって成形品の強度等の品質が著しく劣化するから
である。
にプリプレグの間に巻き込んだ空気、あるいは、硬化反
応の過程で発生したガスを十分排出することが品質向上
を図る上で重要となる。プリプレグの層間への気泡の残
留によって成形品の強度等の品質が著しく劣化するから
である。
従来から、ガスの排出を効果的に行うために種々の試み
がなされている。例えば、プリプレグの積層体の糸内部
にブリーダクロスを入れ、このブリーダクロスを通して
気泡を吸引除去するもの（特開昭５９−４２６２１号公
報参照）、プリプレグの端部に入れた通気糸から気泡を
吸引除去するもの（特願昭６３−８８６４９号参照）な
どがある。
がなされている。例えば、プリプレグの積層体の糸内部
にブリーダクロスを入れ、このブリーダクロスを通して
気泡を吸引除去するもの（特開昭５９−４２６２１号公
報参照）、プリプレグの端部に入れた通気糸から気泡を
吸引除去するもの（特願昭６３−８８６４９号参照）な
どがある。
しかしながら、上述の従来技術いずれにあっても、オー
トクレーブ内での加圧状態下では、ブリーダクロス、通
気糸等が圧縮されるために、ガスの通路が塞がり、真空
吸引によるガスの排出か十分できず、ガスが気泡として
残留する問題かあった。
トクレーブ内での加圧状態下では、ブリーダクロス、通
気糸等が圧縮されるために、ガスの通路が塞がり、真空
吸引によるガスの排出か十分できず、ガスが気泡として
残留する問題かあった。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する
問題点を解消し、加圧下でも真空吸引によってプリプレ
グ積層体からガスを短時間で十分に排出することができ
る複合材の成形方法および成形装置を提供することにあ
る。
問題点を解消し、加圧下でも真空吸引によってプリプレ
グ積層体からガスを短時間で十分に排出することができ
る複合材の成形方法および成形装置を提供することにあ
る。
上記目的を達成するために、本発明は、プリプレグを等
方性グラファイト製の成形型の上に積層し、このプリプ
レグ積層体の上に通気性のシートを介し等方性グラファ
イト製の上型を重ねた後、これらの上に真空バッグフィ
ルムを被せ、この真空バッグフィルムの内側を真空吸引
し、プリプレグ積層体に外圧を加えた状態下に加熱硬化
させて成形することを特徴とするものである。
方性グラファイト製の成形型の上に積層し、このプリプ
レグ積層体の上に通気性のシートを介し等方性グラファ
イト製の上型を重ねた後、これらの上に真空バッグフィ
ルムを被せ、この真空バッグフィルムの内側を真空吸引
し、プリプレグ積層体に外圧を加えた状態下に加熱硬化
させて成形することを特徴とするものである。
また、本発明は、成形型に載せられたプリプレグの積層
体を覆う真空バッグフィルムの内側を真空吸引し、プリ
プレグ積層体に外圧をかけて加熱硬化させるようにした
複合材の成形装置において、気体透過性を有する等方性
グラファイトを材質とする成形型を備えることを特徴と
するものである。
体を覆う真空バッグフィルムの内側を真空吸引し、プリ
プレグ積層体に外圧をかけて加熱硬化させるようにした
複合材の成形装置において、気体透過性を有する等方性
グラファイトを材質とする成形型を備えることを特徴と
するものである。
本発明によれば、プリプレグ積層体に外圧を負荷した状
態下にあって、硬化反応過程で発生するガス、プリプレ
グ積層体の層間のガスは、プリブーレグ積層体の周囲か
ら成形型材質のグラファイトの微細孔を通して吸引除去
される。
態下にあって、硬化反応過程で発生するガス、プリプレ
グ積層体の層間のガスは、プリブーレグ積層体の周囲か
ら成形型材質のグラファイトの微細孔を通して吸引除去
される。
以下、本発明の一実施例について添付の図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図は、複合材の成形装置の構成を示す断面図である
。符号１は、治具を示し、この治具１の上には、成形型
２が載設される。本実施例では、この成形型２は、離型
フィルム３を介し、所定寸法に裁断されたプリプレグ４
か所要枚数積層される下型５と、この下型５の外周に沿
って配設され、プリプレグ４の端縁を揃えるとともに樹
脂の漏出を防止するための横型であるダム６と、プリプ
レグ４に均一な圧力がかかるようにするための上型とし
てのコールプレート７とを含む。
。符号１は、治具を示し、この治具１の上には、成形型
２が載設される。本実施例では、この成形型２は、離型
フィルム３を介し、所定寸法に裁断されたプリプレグ４
か所要枚数積層される下型５と、この下型５の外周に沿
って配設され、プリプレグ４の端縁を揃えるとともに樹
脂の漏出を防止するための横型であるダム６と、プリプ
レグ４に均一な圧力がかかるようにするための上型とし
てのコールプレート７とを含む。
これら成形型２を構成する下型５、ダム６並びにコール
プレート７は、いずれも型材料として、等方性グラファ
イトが用いられている。この等方性グラファイトは、炭
素粉末にバインダーとしてのピッチ等を混合し焼成した
ものである。このようにして作られる等方性グラファイ
トは、異方性の単結晶グラファイトと異なり、三次元的
に等方向に均一な熱膨張をする性質を有し、また、焼成
時にはバインダーが一部熱分解する結果、微細孔か形成
され、気体を透過する性質を具有するようになるという
特徴かあるものである。気体透過度は、バインダーの種
類、焼成の条件等により異なるか、成形型の型材料に用
いる等方性グラファイトとしては、気体透過度が５００
〜９００ ｃｃ／ｍ１ｎ−ｃｄの範囲のものが好適であ
る。
プレート７は、いずれも型材料として、等方性グラファ
イトが用いられている。この等方性グラファイトは、炭
素粉末にバインダーとしてのピッチ等を混合し焼成した
ものである。このようにして作られる等方性グラファイ
トは、異方性の単結晶グラファイトと異なり、三次元的
に等方向に均一な熱膨張をする性質を有し、また、焼成
時にはバインダーが一部熱分解する結果、微細孔か形成
され、気体を透過する性質を具有するようになるという
特徴かあるものである。気体透過度は、バインダーの種
類、焼成の条件等により異なるか、成形型の型材料に用
いる等方性グラファイトとしては、気体透過度が５００
〜９００ ｃｃ／ｍ１ｎ−ｃｄの範囲のものが好適であ
る。
このような成形型２は、通気性のシートとして用いるガ
ラスクロス８によって完全に覆われ、さらに、このガラ
スクロス８の上に真空バッグフィルム９が被せられる。
ラスクロス８によって完全に覆われ、さらに、このガラ
スクロス８の上に真空バッグフィルム９が被せられる。
この真空バッグフィルム９の端縁と治具１の間には、シ
ーラント１ｏが介装され、真空バッグフィルム９内側の
気密性が保たれるようにしている。真空バッグフィルム
リの内側を真空引きするために、治具１には所要数吸気
口１１か設けられている。この吸気口１１には、真空ポ
ンプ（図示せず）から延びる真空回路１２が接続されて
いる。
ーラント１ｏが介装され、真空バッグフィルム９内側の
気密性が保たれるようにしている。真空バッグフィルム
リの内側を真空引きするために、治具１には所要数吸気
口１１か設けられている。この吸気口１１には、真空ポ
ンプ（図示せず）から延びる真空回路１２が接続されて
いる。
次に、以上のように構成される成形装置の作用について
、複合材の成形方法との関連において説明する。
、複合材の成形方法との関連において説明する。
まず、第１図において、未硬化状態のプリプレグ４を下
型５の上に一枚一枚その繊維方向を変えながら所要枚数
骨積み重ねる。そして、プリプレグ４の積層体の上には
、通気性を有するとともに流出する余剰の樹脂を吸い出
すブリーダクロス１３、離型フィルム１４を重ね、さら
に、コールプレート７を載置する。しかる後これらをガ
ラスクロス８で覆うとともに、真空バッグフィルム９で
全体を密封するようにこれをシーラント１０によって治
具１上にセットする。
型５の上に一枚一枚その繊維方向を変えながら所要枚数
骨積み重ねる。そして、プリプレグ４の積層体の上には
、通気性を有するとともに流出する余剰の樹脂を吸い出
すブリーダクロス１３、離型フィルム１４を重ね、さら
に、コールプレート７を載置する。しかる後これらをガ
ラスクロス８で覆うとともに、真空バッグフィルム９で
全体を密封するようにこれをシーラント１０によって治
具１上にセットする。
そこで、真空バッグフィルムリによって形成される空間
１５内を真空引きすると、空間１５の空気は吸気口１１
を通して真空回路１２へと排気される。真空度が高まっ
てくると、プリプレグ４の積層体には、コールプレート
７を介して大気圧による外圧が全体に亘って作用する。
１５内を真空引きすると、空間１５の空気は吸気口１１
を通して真空回路１２へと排気される。真空度が高まっ
てくると、プリプレグ４の積層体には、コールプレート
７を介して大気圧による外圧が全体に亘って作用する。
これによって、プリプレグ４には、均一な圧力が負荷さ
れる。
れる。
次に、オートクレーブ内でプリプレグ４を加圧し、硬化
させ、所定の形状に成形する。。第２図は、このプリプ
レグ４の硬化サイクルの一例を示したものである。この
場合、真空吸引を継続するとともに１８０℃で温度を一
時保持し、プリプレグ４の層間の余剰樹脂を排除した後
、さらに加圧加熱して３２０℃の温度、１５ｋｇ／ｃｊ
の圧力を保持し、プリプレグ４を硬化させる。
させ、所定の形状に成形する。。第２図は、このプリプ
レグ４の硬化サイクルの一例を示したものである。この
場合、真空吸引を継続するとともに１８０℃で温度を一
時保持し、プリプレグ４の層間の余剰樹脂を排除した後
、さらに加圧加熱して３２０℃の温度、１５ｋｇ／ｃｊ
の圧力を保持し、プリプレグ４を硬化させる。
上記の成形過程でプリプレグ４において発生したガス、
およびプリプレグ４の積層作業中に巻き込んだ空気は、
第１図中矢印で示されるように、気体透過性を有する等
方性グラファイトを材質とする成形型２を用いることに
よって十分に排気される。すなわち、オートクレーブ内
において加圧を開始したときは、これまでの大気圧に加
えてさらにプリプレグ４の積層体に圧力が負荷され、ガ
スのプリプレグ４層間での移動が困難となって滞留する
が、プリプレグ４の積層体を取り囲むように配置される
成形型２、この実施例では、下型５、ダム６、コールプ
レート７は気体を通すことができ、しかも当然のことな
がら圧力下にあってもこれらの気体透過性そのものは変
わらないことから、プリプレグ４の層間にガスか気泡と
して残留しないよう真空引きによる十分な排気を行える
。また、等方性グラファイトの性質として、熱膨脹が小
さく （線熱膨張係数２〜３Ｘ１０−６ｄｅｇ ’）
等方向に変化するため、成形型２の熱膨脹による寸法変
化を低く押さえることができ、成形品の寸法精度の向上
が可能となる。さらに、耐熱性にも優れることから、ポ
リイミド系及びエポキシ系熱硬化性複合材の成形に適用
することができる。
およびプリプレグ４の積層作業中に巻き込んだ空気は、
第１図中矢印で示されるように、気体透過性を有する等
方性グラファイトを材質とする成形型２を用いることに
よって十分に排気される。すなわち、オートクレーブ内
において加圧を開始したときは、これまでの大気圧に加
えてさらにプリプレグ４の積層体に圧力が負荷され、ガ
スのプリプレグ４層間での移動が困難となって滞留する
が、プリプレグ４の積層体を取り囲むように配置される
成形型２、この実施例では、下型５、ダム６、コールプ
レート７は気体を通すことができ、しかも当然のことな
がら圧力下にあってもこれらの気体透過性そのものは変
わらないことから、プリプレグ４の層間にガスか気泡と
して残留しないよう真空引きによる十分な排気を行える
。また、等方性グラファイトの性質として、熱膨脹が小
さく （線熱膨張係数２〜３Ｘ１０−６ｄｅｇ ’）
等方向に変化するため、成形型２の熱膨脹による寸法変
化を低く押さえることができ、成形品の寸法精度の向上
が可能となる。さらに、耐熱性にも優れることから、ポ
リイミド系及びエポキシ系熱硬化性複合材の成形に適用
することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、硬化
反応過程で発生するガス、プリプレグ積層体の層間のガ
スは、プリプレグ積層体の周囲から成形型材質のグラフ
ァイトの微細孔を通して吸引除去されるので、オートク
レーブ内での加圧下でも真空吸引によってプリプレグ積
層体からガスを短時間で十分に排出することができ、内
部に残留気泡かない、高品質の複合材製品を成形するこ
とがてきる。
反応過程で発生するガス、プリプレグ積層体の層間のガ
スは、プリプレグ積層体の周囲から成形型材質のグラフ
ァイトの微細孔を通して吸引除去されるので、オートク
レーブ内での加圧下でも真空吸引によってプリプレグ積
層体からガスを短時間で十分に排出することができ、内
部に残留気泡かない、高品質の複合材製品を成形するこ
とがてきる。
第１図は本発明による複合材の成形装置の一実施例を示
す縦断面図、第２図はプリプレグの硬化サイクルを示し
たタイムチャートである。 １・・治具、２・・・成形型、３・・・離型フィルム、
４・・・プリプレグ、５・・・下型、６・・・ダム、７
・・コールプレート、８・・・ガラスクロス、９・・・
真空バッグフィルム、１０・・・シーラント、１１・・
・吸気口、１２・・・真空回路。 出願人代理人 佐 藤 −雄 温度°Ｃ
す縦断面図、第２図はプリプレグの硬化サイクルを示し
たタイムチャートである。 １・・治具、２・・・成形型、３・・・離型フィルム、
４・・・プリプレグ、５・・・下型、６・・・ダム、７
・・コールプレート、８・・・ガラスクロス、９・・・
真空バッグフィルム、１０・・・シーラント、１１・・
・吸気口、１２・・・真空回路。 出願人代理人 佐 藤 −雄 温度°Ｃ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、プリプレグを等方性グラファイト製の成形型の上に
積層し、このプリプレグ積層体の上に通気性のシートを
介し等方性グラファイト製の上型を重ねた後、これらの
上に真空バッグフィルムを被せ、この真空バッグフィル
ムの内側を真空吸引し、プリプレグ積層体に外圧を加え
た状態下に加熱硬化させて成形することを特徴とする複
合材の成形方法。 ２、成形型に載せられたプリプレグの積層体を覆う真空
バッグフィルムの内側を真空吸引し、プリプレグ積層体
に外圧をかけて加熱硬化させるようにした複合材の成形
装置において、気体透過性を有する等方性グラファイト
を材質とする成形型を備えることを特徴とする複合材の
成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104525A JP2947866B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 複合材の成形方法および成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104525A JP2947866B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 複合材の成形方法および成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044111A true JPH044111A (ja) | 1992-01-08 |
| JP2947866B2 JP2947866B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=14382911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2104525A Expired - Fee Related JP2947866B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 複合材の成形方法および成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947866B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008179150A (ja) * | 2001-01-25 | 2008-08-07 | Quickstep Technologies Pty Ltd | 複合材および金属部品の製造、成形および接合システム |
| JP2010503549A (ja) * | 2006-09-15 | 2010-02-04 | エアバス・フランス | 熱可塑性複合材で形成されるパネルを製造する方法 |
| CN102166802A (zh) * | 2011-01-04 | 2011-08-31 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种利用硅橡胶管对模具分模面密封的方法 |
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