JPH05200852A - 熱可塑性母材中の長繊維から構成される複合材料の形材を面内で曲げ加工する方法 - Google Patents

熱可塑性母材中の長繊維から構成される複合材料の形材を面内で曲げ加工する方法

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JPH05200852A
JPH05200852A JP4248225A JP24822592A JPH05200852A JP H05200852 A JPH05200852 A JP H05200852A JP 4248225 A JP4248225 A JP 4248225A JP 24822592 A JP24822592 A JP 24822592A JP H05200852 A JPH05200852 A JP H05200852A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、熱可塑性母材中の長繊維から構成
される複合材料の形材を面内で曲げ加工する方法に係
る。 【構成】 該方法は、母材の軟化温度で形材を全長にわ
たって加熱し、その後、所望の曲げ加工に対応するカー
ブを有する型に向き合って配置された形材を覆うように
バンドを両端から引っ張ることによりバンドを形材に強
く押し当てて曲げ加工を行い、その後、前記バンドのテ
ンションを維持しながら母材の硬化温度まで形材を冷却
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性母材中の長繊維
から構成される複合材料の形材を面内で曲げ加工するた
めの方法に係る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】繊維は
「コンパウンド」型の材料で使用されている繊維に比較
して大きい長さを有しており、複数の層に並置されてお
り、全体がＰＥＩ，ＰＥＳ，ＰＰＳ又はＰＥＥＫの名称
で知られるポリマーのような熱可塑性樹脂である母材中
に埋設されている。
【０００３】使用される繊維は実質的に不可伸性の繊維
であり、従って、母材が熱可塑性であるにもかかわらず
材料の成形加工が困難である。例えば、金属形材の場合
のように延伸により曲げ加工機械で単に延伸することに
よりこのような形材を曲げ加工することは不可能であ
る。
【０００４】実際に繊維が形材の全長を形成する場合、
このような延伸を行うと繊維は実に簡単に破断し、更に
母材が熱可塑性であるので、変形させるためにはこのよ
うな変形の可能な臨界温度にすることが必要であるが、
延伸操作の不可能な繊維の存在を無視して母材に良好な
機械的品質を確保するように母材を加圧下で熱変形及び
冷却しなければならない。更に、母材が軟化すると、機
械のジョーで形材を十分把持することができない。
【０００５】従って、これらの２つの理由、即ち繊維の
存在と母材の熱可塑性材料に圧力を加える必要とによ
り、延伸曲げ加工機械で単純な延伸によりこのような形
材を曲げ加工することはできない。
【０００６】文献ＥＰ−１−０１４１６０４は、繊維強
化熱可塑性複合材料の成形加工方法を記載している。こ
の方法によると、型を使用し、加圧ローラにより熱可塑
性複合材料プレートを加熱下に型に押し付ける。良好な
表面状態を得るために、ローラと成形加工すべきプレー
トとの間にアルミニウムシートを挿入する。内部欠陥の
ない良好な密度を確保するためには加圧成形が必要であ
るにも拘わらず、このような方法は材料を加圧成形する
ことができない。
【０００７】本発明の目的は、このような形材を面内で
曲げ加工可能な方法を提案することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従って本発明は、熱可塑
性母材中の長繊維から構成される複合材料の形材を面内
で曲げ加工する方法に係り、該方法は、母材の軟化温度
で形材を全長にわたって加熱し、その後、所望の曲げ加
工に対応するカーブを有する型に向き合って配置された
形材を覆うようにバンドを両端から引っ張ることにより
バンドを形材に強く押し当てて曲げ加工を行い、その
後、前記バンドのテンションを維持しながら母材の硬化
温度まで形材を冷却することを特徴とする。
【０００９】この方法によると、第１に形材が両端で保
持されないため、第２に形材が曲げ加工すべき部分のみ
でなく全長にわたって加熱されるため、繊維の種々の層
は母材の内側で相互に摺動し得る。
【００１０】型のカーブに合致させるように形材を変形
させる役割以外に、バンドは母材の良好な圧縮に必要な
圧力を確保する。
【００１１】使用されるバンドは例えば金属バンドであ
る。
【００１２】形材は単なる平坦面でもよいし、山形材又
はＵ字形断面でもよい。換言するならば、形材の断面は
ただ１つの面を含んでもよいし、第１の面とこの第１の
面に垂直な少なくとも１つのフランジとを含んでもよ
い。
【００１３】形材の断面が第１の面以外に少なくとも１
つの垂直なフランジを含む場合、曲げ加工の凹側、従っ
て型は第１の面に関して垂直フランジと同一側に配置さ
れる。
【００１４】実際に、形材の母材中におけるほぼ不変長
の繊維の存在を考慮すると、少なくとも曲げ加工角度が
小さくないとき、フランジの縦方向に曲げ加工を実施す
ることは不可能であり、仮にこのような加工を行ったと
すると、繊維は形材の全長を形成せず、母材のみが伸
び、ほぼ不変の長さの繊維は軟化した母材中を摺動する
と思われる。
【００１５】形材が、形材の長さを形成することなしに
形材の方向に主に配向された繊維から構成される場合、
複合材料の長さを変えることはできるが、所定の値を越
えると、内部欠陥（空隙、微細破断）及び形材の機械的
品質に有害な幾何学的変化の出現の危険があるので、変
化の範囲は制限される。
【００１６】従って、凹側をフランジの側に配置する
と、フランジは収縮する傾向がある。この場合、次のよ
うに対処することができる。
【００１７】バンドを第１の面に押し当てることにより
上記のように曲げ加工を実施し、この第１の面がバンド
により型に十分に押し当てられたら、曲げ加工面にほぼ
平行な型の面を押圧するようにフランジに圧力を加え
る。
【００１８】この圧力は加圧膜を介して又はエラストマ
ープレートを介して加えられ得る。
【００１９】フランジが押圧される型の面は平面状でも
よいが、好ましくはほぼ不変長を有する繊維が材料の品
質に有害となり得る例えば局所座屈型の襞を形成するこ
となしに良好に伸長した状態を維持できるように波形で
ある。
【００２０】従って、フランジの伸長した長さを波形状
にすることによりこの長さを維持する。フランジを押し
当てる曲げ加工面に平行な型の面は従って、補整すべき
長さに従って１又は複数の波形を含み、波形の振幅は波
形がゼロである型の稜部から波形が最大であるフランジ
の幅に対応するこの稜部からの距離まで増加する。
【００２１】このように、繊維は襞なしに良好に縦横に
配列された状態を維持し、形材は十分均質に維持され
る。
【００２２】金属バンド及び型は、母材の軟化温度まで
加熱される。
【００２３】金属バンドは、両端に配置された電源から
ジュール効果により加熱され得る。接触又は輻射パネル
による初期加熱を予想することができる。
【００２４】型は更に、母材の硬化温度以下の温度まで
冷却されなければならない。
【００２５】以下、添付図面に関して本発明の方法を説
明する。
【００２６】
【実施例】図例によると、方法は山形材の形状の断面を
有する上記複合材料の形材の曲げ加工に適用される。
【００２７】方法を実施するためには、延伸により金属
形材を曲げ加工する機械を使用することができる。この
ような機械は図１に示すように、テーブル１とその両側
でアーム４，５に連接されたジョー２，３を含む。テー
ブル１には、複合材料形材７に所望される曲げ加工に対
応するカーブを有する型６が配置されており、該複合材
料形材は、機械のジョー２，３に両端を把持された金属
バンド８の作用により変形され且つ型６に強く押し当て
られる。
【００２８】図２は、図１の部分拡大図であり、金属バ
ンド８及び型６による形材７の加熱を示す。このため
に、これらの２つの手段は電源９，１０からジュール効
果により加熱され得る。
【００２９】形材７を型６と金属バンド８との間に配置
したら、母材の完全な融解を生じる温度に達することな
しに繊維の種々の層を母材中で摺動させることが可能な
軟化温度まで形材を加熱する。次に、金属バンド８を延
伸させ、型６を覆うように強く当てることにより曲げ加
工を実施する。次に、バンド８のテンションを維持しな
がら形材を型に押圧し続けることにより型を介する熱伝
導を利用して、母材の硬化温度まで形材を冷却する。こ
のために、型６は例えば型に形成されチャネル内を循環
する放熱流体によりこの冷却を確保する。
【００３０】図３及び図４は、記載の実施例の場合のよ
うに１つのフランジを含む形材のフランジを圧縮するた
めに使用される手段を示す。
【００３１】図３はテーブル１、型６、金属バンド８を
示し、該金属バンドは形材７の第１の面７ａを型６のカ
ーブに押し付けた状態である。
【００３２】フランジの長さが通常収縮する方向に曲げ
加工を行う場合、襞を形成することなく形材７のフラン
ジ７ｂの不変長の繊維を母材内で伸長状態に維持するた
めには、フランジを型６の波形表面１１に押圧すること
によりこの収縮を避けることができる。こうして、見か
けの長さを縮小しながらフランジの同一の実際の長さを
維持し、フランジは第１の面７ａに垂直な面の両側に波
形を形成する。
【００３３】図に示すように、波形はゼロからフランジ
７ｂの自由端１３における最大角度１２までである。
【００３４】当然のことながら、補正すべき長さに応じ
て補正すべき長さに依存する振幅を有する完全波形を形
成してもよいし、波形の一部のみを形成してもよい。
【００３５】こうして、繊維の層は襞を形成することな
く縦横に良好に配列された状態を維持する。図３では、
剛性材料１５に固定されたエラストマークッションによ
り圧力を加える。
【００３６】図４では、エラストマークッション１７を
挿入して膜１６を加圧することにより圧力を加える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合材料形材の曲げ加工方法のために
金属形材を延伸により曲げ加工する機械の使用例の概要
図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】本発明の方法の第１の実施態様に従い、山形材
型の形材のフランジを圧縮するために使用される手段を
示す図１のＡ−Ａ線における部分断面図である。
【図４】図３の変形例である。
【符号の説明】
６ 型 ７ 形材 ７ｂ フランジ ８ バンド １１ 波形 １４ エラストマープレート １６ 膜

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性母材中の長繊維から構成される
    複合材料の形材を面内で曲げ加工する方法であって、母
    材の軟化温度で形材を全長にわたって加熱し、その後、
    所望の曲げ加工に対応するカーブを有する型に向き合っ
    て配置された形材を覆うようにバンドを両端から引っ張
    ることによりバンドを形材に強く押し当てて曲げ加工を
    行い、その後、前記バンドのテンションを維持しながら
    母材の硬化温度まで形材を冷却することを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】 前記形材の断面が第１の面と、該第１の
    面に垂直な少なくとも１つのフランジとを含んでおり、
    曲げ加工の凹側、従って型が第１の面に関して垂直フラ
    ンジと同一側に配置されており、バンドを第１の面に押
    し当てることにより曲げ加工を実施し、この第１の面が
    バンドにより型に十分に押し当てられたら、曲げ加工面
    にほぼ平行な型の面を押圧するようにフランジに圧力を
    加えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記型の曲げ加工面に平行な面が平面で
    はなく波形であり、波形の振幅は、凹側をフランジの側
    に配置した場合に不変長の繊維が曲げ加工によるフラン
    ジの長さの収縮を考慮して襞を形成することなく小さい
    波形を形成することにより良好に縦横に配列されるよう
    に、形材の第１の面とフランジとの交点に対応する型の
    縁部、即ち波形がゼロである点から、波形が最大である
    フランジの自由端に対応する距離まで伸びていることを
    特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 加圧膜により前記フランジに圧力を加え
    ることを特徴とする請求項１又は３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 エラストマープレートにより前記フラン
    ジに圧力を加えることを特徴とする請求項２又は３に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 前記バンドが金属バンドであることを特
    徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
JP4248225A 1991-09-17 1992-09-17 熱可塑性母材中の長繊維から構成される複合材料の形材を面内で曲げ加工する方法 Pending JPH05200852A (ja)

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FR9111426 1991-09-17

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Publication Number Publication Date
JPH05200852A true JPH05200852A (ja) 1993-08-10

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JP (1) JPH05200852A (ja)
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FR (1) FR2681282B1 (ja)
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JP2013511406A (ja) * 2009-11-19 2013-04-04 エアバス オペラシオン（エス．ア．エス） 複合材湾曲部品の製造方法および複合材湾曲部品の製造装置

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