JPH06504243A - マスターモデルから炭素繊維強化製品を製造する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 マスターモデルから炭素繊維強化製品を製造する方法発明の背景 １、発明の分野 本発明は一般的に物体の複製品の製造に関するものであり、さらに詳しくは均− 壁体厚さと製造段階部品の表面形状に合致する表面形状を有する複製品の製造に 関するものである。

自動車工業およびその他の工業分野では、製造プロトタイプの開発に先だって一 般にモデルが使用される。しかし新製品の開発段階においては、現在の製造段階 より進歩した提案の製造段階の部品の正確な複製品が必要とされる。

２、先行技術の説明 この数１０年間、自動車工業、および航空機、並びにボート製造工業は、ポリエ ステル、エポキシまたはウレタンマトリックスによって結合されたガラス繊維ク ロスから成る積層複合体、スキンまたは部品を使用している。

これらの複合体は広くボート船体、レーシングカー、ツーリング・エイド、実物 大模型、航空機部品などに使用されている。

前記のような用途の結果、炭素、黒鉛またはアラミド材料から成る改良型繊維お よびクロスが市場に現れ、これらの材料は高応力を受ける臨界的航空機部品にお いて、通常予め含浸され次にオートクレーブの中で熱と圧力を受けて硬化された クロスの形で使用されていていたれらの繊維型改良材料のその他の初期の用途は レーシング・カー、ボートおよび航空機の機体の全部または一部であった。

公知のように、炭素繊維材料を使用して、マスターモデルの表面上に単一層また は多層スキンを形成し、このスキンをエポキシで含浸し、次にマスターモデルに 接触しないスキン側面に対して熱と圧力を加えながらスキンを硬化する事により 、これらの用途の予備的複製品を製造する事ができる。しかし第８図に図示のよ うに、通常の処理技術は、１つの面についてのみ正確なサイズの複製品を製造す る事ができる。複製品１０は通常の技術を使用して製造された複製品である。そ の下側面１２は、第１図のマスターモデル１６と同様のマスターモデルから製造 された複製品１０の正面を示す。この下側面１２は、マスターモデル１６の面２ ２に隣接した複製品１０の面であって、図示のようにマスターモデル１６の正面 形状の補形を成す。上側面１４は複製品１０の裏面であって、この裏面に対して 圧力が加えられた。この裏面１４の形状は下側面１２の形状と一致せず、また複 製品１０は均一な壁体厚さを示さない事を注意しよう。

一部の用途についてはこれらの通常技術が適当である。

しかし、正確な寸法の外側面と内側面を有するプロトタイプを開発する必要のあ る臨界的用途については、通常技術では不十分である。

例えば、自動車のプロトタイプを開発する際に、車体全体とシャシ組立体全体を シュミレートしまたパーツの合わせ加工を調整する事が望ましい。そのためには 、製造段階において使用される実際の板金パーツの正確な複製品を必要とする。

通常の技術はモデルの１面のみの複製品を製造するに適しているので、内部シャ シ部品の複製品の形成と調整には相当の時間を必要とする。通常技術は、最終部 品の両面形状と壁体の厚さとを複写する正確な部品複製品を製造する事ができな い。

通常技術がこれらの材料から複製品を製造できない理由は第１図から明らかであ る。マスターモデル１６のメス半径部分すなわち「フィレット」１８の区域にお いては、積層スキンがフィレット１８の中に圧縮される際に、製造部品の複製に 必要な均−壁体厚さの複製品が製造されるのでなく、フィレット１８の周囲の区 域は所望の金属厚さの２倍または２倍以上となる場合がある。また通常の技術は 、圧力を加える前に積層スキンの裏側面をマスターモデルの表面形状に合致させ る手段を使用しない。

特にフィレット区域におけるこのような形状不一致と不規則性の故に、これらの 複製品は均一な壁体厚さを存せず、また自動車組立体の正確なシミュレーション に適【また精度を有しない。

発明の概要 本発明による物体の複製品の製造法は、複製されるマスターモデルの表面上に繊 維材料を配置する段階と、熱硬化性樹脂をもって前記繊維材料を含浸する段階と 、第１側面と第２側面とを有し、前記第１側面は前記マスターモデルの表面形状 の実質的補形を成し、前記第２側面はこの第２側面から前記第１側面に対して圧 力を実質的に均一に伝達するように成された加圧パッドを前記繊維材料上に配置 する段階と、前記加圧パッドに対して圧力を加える段階と、樹脂含浸された前記 の繊維材料を硬化する段階と、樹脂含浸され硬化され実質的に均一の壁体厚さを 有する前記繊維材料を前記マスターモデルの表面から除去する段階とを含む物体 の複製品の製造法である。

本発明は製造段階の部品の、代表的には板金部品またはプラスチック部品の正確 な炭素繊維複製品を製造する方法に関するものである。本発明によって製造され る炭素繊維複製品はその部品の正確な複製であって、均一な壁体厚さを存し、ま た実際の製造部品と同程度またはこれ以上の剛性を有する。本発明によって製造 される複製品は、自動車の内部シャシ組立体および外部車体組立体の構造に使用 される板金部品およびプラスチック部品のシミュレーションに適している。

本発明の非限定的実施態様において、本発明の方法は一般に最初に、複製品の裏 側を画成するために使用される加圧パッドを製造する。この加圧パッドを製造す るため、まず複製される寸法的に性格なマスターモデルの表面に対して離型剤を 被着する。好ましい実施態様においては、つぎにマスターモデルの表面に対して エポキシ被覆を被着し、次に数層の繊維ガラス織成スキンをマスターモデルの表 面上に積層し、これらの層の間にエポキシ層を配置し、最後にこれらの繊維ガラ ス織成スキンの上側面に対してエポキシ被覆を被着して、この積層体を硬化させ る。他の実施態様においては、製造される複製品の厚さと同等の厚さを有するシ ートワックス層をまず凹部（フィレット区域）の中に挿入した後に、マスターモ デルから加圧パッドを成形する。いずれの方法を用いても硬化工程が終了した時 に加圧パッドがマスターモデルから除去される。

加圧パッドの正面は、織成されるマスターモデルの表面形状の補形を成す。シー トワックスが使用された場合、このシートワノクス層によってマスターモデルの 表面形状かマスターモデルの実際面から移動させられた限りにおいてマスターモ デル面の補形を成す。シートワックス層は製造される複製品と同一厚さだからで ある。

加圧パッドが硬化された時、この加圧パッドの裏側面は浅い緩い曲線のメス半径 区域またはフィレットのみを残すように充填されまたは丸く修正される。この加 圧バットの裏側面のくぼみの充填および丸みつけ修正作業は工程全体において重 要な段階である。この段階は加圧パッドの裏側面に加えられる圧力をその正面に 均一に伝達させる事ができ、従って通常の複製品技術の欠点を解決するために必 要な段階だからである。このようにして加圧パッドの裏側の浅い凹部も深い凹部 も除去される。またこれらの段階によって製造された加圧パッドが連続的な繊維 ガラススキンである場合、余分量のエポキシを流すためにこのスキンが別個の部 材に分割され、あるいはスキンの中に複数の孔またはみぞ穴が穿孔される。加圧 パッドがマスターモデルのフィレット区域のみから形成される場合、マスターモ デルの他の表面区域をカバーするためのパッド部材としてシートワックスまたは 積層ストリップが使用される。

加圧パッドの製造が終了した時、マスターモデルを洗浄し、離型剤を塗布する。

次にこの離型剤の上にエポキシ被覆をブラシ塗布し、製造される複製品の所望の 壁体厚さを得るのに十分な、炭素繊維、繊維ガラス、ケブラーまたはその組合わ せから成る織成材料シート層を前記のエポキシ被覆の上に配置する。好ましくは この織成材料は炭素繊維から成る。これらの炭素繊維材料のシートはこれにエポ キシを塗布する事によって積層される。ポリエステルなど、他の熱硬化性樹脂を 使用する事もてきるが、最高の安定性を生じるためにはエポキシが推奨される。

次に加圧パッドに離型剤を塗布して、前記のエポキシ含浸された炭素繊維材料の 上に配置し、この加圧パッドは余分のエポキシを流出させるためパッド部材に分 離され、またはみぞ穴を備える。

次に余分のエポキシを吸収するためのプレザクロスを加圧パッドの上に配置する 。次にこのプレザクロスの上に変形性ゴム膜またはプラスチック膜を配置する。

次にこの変形性膜の表面全体に対して圧力を加えて、材料を硬化させる。至大気 圧（真空）を使用する事が好ましいが、正圧を使用しまたは締め付は手段をもっ て機械的圧力を加える事もできる。

硬化が終了した後、変形性膜、プレザクロスおよび加圧パッドを剥ぎ取り、炭素 繊維複製品をマスターモデルから除去し、必要があればその縁をトリミングする 。

重要な事は、加圧パッドを使用する事による裏側面の画成の結果、均一な壁体圧 さを有する複製品が得られる事である。加圧パッドの裏側面の四部の充填および 修正の結果、圧力を加えた時に変形性膜が加圧パッドの裏側面全体に展張して圧 力を加える。加圧パッドの正面がマスターモデルの表面形状の補形を成す形状を 有するので、複製品の裏側面は同様の形状を有する事になる。得られた複製品は 製造部品の正確な炭素繊維複製品である。

この方法の工業的用途は、特に自動車工業において広範である。自動車の外部お よび内部シャシに関する用途は、手作業およびコンピュータ支援設計細部の校正 、プロトタイプの製造前の組立体と製造工具との調整、連結フランジおよび／ま たは取付はフランジの整合、設計干渉の除去、組立体の重心決定、ねじり剛性テ スト、組立体のパッケージテスト、溶接機および取付は具の早期調整、ロボット および転送装置の支援と調整、および取付は具チェックのための相関エイドを含 む。自動車のインテリア上の用途は、手作業およびコンピュータ支援設計細部の 校正、全インテリア環境品質取付は具（マクロパックス）、プロセスゲージ用の 相関エイド、ブレプロトタイプ組立体、および病院車のインテリアを含む。

本発明の目的は、モデルの標準公差としての０．２ミリメートルの精度で表面形 状と壁体厚さとを複製する複製品を製造するにある。

本発明の他の目的は正面および背面において正確なサイズを有する複製品を製造 するにある。

本発明の他の目的は、均−壁体厚さを有する複製品を製造するにある。

本発明の他の目的は、製造部品を同一に複製する複製品を製造するにある。

本発明の他の目的は、ツーリングおよび組立に際して見られる周囲環境のもとに 実際の製造部品と同等またはこれ以上の剛性を有する複製品を製造するにある。

本発明の他の目的は、剛性および比重などの特性における繰り返し性を達成する にある。

本発明の他の目的は、最終的製造部品および組立体に関してサイズおよび強度の 因子相関を成す事のできる複製品を製造するにある。

本発明の他の目的は、プロトタイプ構造における部品の調整および調節に関わる 時間とコストを低減するにある。

以下、本発明を図面に示す実施例について説明するが本発明はこれらの実施例に 限定されるものではない。

図面の簡単な説明 付図において、第１図は本発明の工程において使用されるマスターモデルの断面 図、 第２図は第１図のマスターモデルから加圧ツク・ノドを製造するための各段階か ら得られた構造の断面図、第３図は第２図の加圧パッドの断面図であって、織成 加圧パッド材料の複数層を示す図、 第４図は第１図のマスターモデルと第３図の加圧ノ々・ンドとを使用して炭素繊 維複製品を製造する段階から得られた構造の断面図、 第５図は第４図の炭素繊維複製品の断面図であって、織成複製品材料の複数層を 示す図、 第６図は第４図の分解図、 第７図は本発明の方法によって第１図のマスターモデルから製造された第６図の 複製品の断面図、第８図は通常の技術を使用して第１図のマスターモデルから製 造された炭素繊維複製品の断面図である。

好ましい実施態様の説明 以下において本発明を第１図乃至第７図について説明する。本発明の主旨の範囲 内において各段階の構成および細部について変更する事ができるのは明かである 。

本発明の方法は、第１図に図示の正確な寸法のマスターモデル１６の製造から始 まり、このマスターモデルから第７図に図示の複製品２０が形成される。マスタ ーモデル１６は、製造される複製品の１面の補形を成す表面形状２２を有する。

マスターモデル１６は、製造される複製品がその中に嵌合されるので、「ネガテ ィブ」マスターと呼ばれる。もしマスターモデル１６の鏡像が使用されれば、こ れは「ポジティブマスター」と呼ばれる。

ポジティブマスターモデルかあるいはネガティブマスターモデルかの選択は、主 として製造される複製品の形状に依存し、またマスターモデルの表面形状が製造 段階の部品の内側面を表わすか外側面を表わすかに依存する。

マスターモデル１６は各種の材料から満足に製造する事ができる。材料例は、中 実木材、積層木材、チノくガイギー社の「オレオール」などのエポキシまたはウ レタンモデルブランク、エポキシ／繊維ガラス積層物、エポキシ／炭素積層物、 石膏鋳造物、中実金属、スプレー金属、繊維ガラス強化または非強化板紙モデル 、または高密度ウレタン、スチレンまたはアクリルフオームである。本発明の方 法はマスターモデル１６に対して圧力を加える必要があるので、その材料は所望 の寸法精度を保持し圧力のもとに疲労しないように構成されなければならない。

最適の材料はこの工業分野で一般に使用されているモデル板材である。

本発明の工程はマスターモデル１６の表面２２に固着する熱硬化性樹脂を使用す るので、これらの熱硬化性樹脂の固着を防止するためマスターモデル１６の表面 ２２および熱硬化性樹脂と接触する任意の再使用部品の表面に対して離型剤２４ を被着する事が望ましい。離型剤２４の好ましい化合物の例はワックスと組合わ されたポリビニルアルコールまたはシリコーンである。離型剤２４を接着するた めには、処理される表面に対してワックスを展張し、次にこのワックス面をパフ 仕上げする。

次にポリビニルアルコールまたはシリコーンの薄膜をワックス上に噴霧して乾燥 させる。そこで離型剤が処理面に対する熱硬化性樹脂の付着を防止する。あるい は本発明に使用される部品が熱硬化性樹脂に付着しない材料から成る事ができよ う。

第１図、第２図および第３図について述べれば、次の段階は加圧パッド２６を製 造するにある。多くの用途において、加圧パッド２６はマスターモデル１６の表 面２２から直接に連続スキンとして形成する事ができる。

他の用途においては、加圧パッド２６の製造は工程の中間段階を必要とする。

第１図のマスターモデル１６のように複雑な表面形状の場合、マスターモデル１ ６の表面２２から直接に加圧パッド２６を形成する方法は、複製品の材料がマス ターモデル１６に接着された後に加圧パッドが形状に適合しなくなる可能性があ る。この問題は、フィレット１８（；隣接した壁体のように凹部に隣接した垂直 または近似的垂直壁体において生じる。

従って、図示のような複雑な形状から加圧パッド２６を製造するための第１段階 は第２図に図示のようにマスターモデル１６の表面２２の凹部の上にシートワッ クス３０を接着するにある。このシートワックス３０の厚さは、製造される複製 品が適当に形状一致するように複製品と同一厚さでなければならない。適当なシ ートワックスの例はＫｏｎｄｔ−Ｃｏｌｌｉｎｓ社から入手されるマスターブラ ンドである。

次に離型剤２４の被覆がシートワックス３０の表面およびシートワックス３０に よって被覆されない残余の表面部分２２上に被着されて、これらの表面に対する 熱硬化性樹脂の接着を防止する。次にこの離型剤被覆の上に熱硬化性樹脂２８の 表面被覆が接着される。

次に、織成繊維ガラスまたは炭素繊維のパッド材料３２などの複数層が熱硬化性 樹脂の表面被覆２４上に積層されて、加圧パッド２６を形成する。熱硬化性樹脂 が織布の中に進入してマトリックスを形成するように、織成材料を使用する。加 圧パッド２６を成す連続積層スキンを形成するため、代表的には厚さ０．３ｍｍ の織成繊維ガラス材料の３乃至４層を使用し、これらの層の間に熱硬化性樹脂被 覆が接着される。次に最後の熱硬化性樹脂３４の被覆が織成材料の最上層の上に 配置され、これらの積層材料層がマスターモデルの表面上に押圧される。

次に熱硬化性樹脂を硬化させ、加圧パッドをマスターモデルから除去する。

マスターモデルの表面２２上にシートワックス３０が接着されていない破断点３ ６において、加圧パッド２６の中に不連続か生しる。このような不連続にも関わ らず、織成パッド材料層３２を破断点３６から下方に曲げる事によって、加圧パ ッド２６か連続体として形成される。

加圧パッドかマスターモデルの表面から直接に形成される場合、シートワックス ３０の使用を省略する事ができる。熱硬化性樹脂の表面被覆を接着する前に、マ スターモデルの表面全体に剥離剤層を接着し、次に前述のようにして織成繊維ガ ラスまたは炭素繊維材料の層を積層する。このような段階は、マスターモデルの 表面形状が凹部の近くに垂直または近似的垂直壁体を有しない加圧パッドの製造 に適している。

あるいは、フィレット１８などの四部の中およびその近傍にのみ織成繊維ガラス または炭素繊維材料を成形し、加圧パッドの他の部分にはシートワックスを使用 する事によって加圧パッドを形成する事ができる。

加圧パッド２６がこのようにしてマスターモデル１６から形成されるのであるか ら、加圧パッド２６の下側面すなわち正面は、シートワックス３０によってマス ターモデルの表面２２から離間された限りにおいて、このマスターモデル表面２ ２の形状の補形を有する。シートワックス３０の使用が必要でない場合、加圧パ ッド２６の正面はマスターモデル１６の表面２２と同一の鏡像を成す。この工程 においては、加圧パッド２６の一方の面がマスターモデル１６の面２２の形状の 補形を成す事が重要である。

次の段階は、加圧パッド２６の上側面すなわち後側面に加えられた圧力が加圧パ ッドの下側面すなわち正面に均一に分布されるように、加圧パッドの後側面を適 合させるにある。これは、加圧パッド２６の後側面の凹部の中にエポキシなどを 充填して、図示のように緩徐な曲線を有する比較的浅いフィレット４０を形成す る事によって実施される。次に加圧パッド２６をマスターモデル１６から除去し 、破断点３６またはその近くで加圧パッド２６を垂直に切断しまたは切り離して パッド部材４２、４４を形成するにある。加圧パッドかマスターモデルの面から 直接に成形される場合には、このようなパッド部材の分離は不必要である。

第１図、第４図および第５図について述べれば、マスターモデル１６の面２２を 洗浄し、前記のように熱硬化性樹脂の接着を防止するため表面２２に対して離型 剤２４の被覆を被着する。次に離型剤被覆の上に熱硬化性樹脂５０の被覆を被着 する。

次にこの熱硬化性樹脂層５０の上に織成複製品材料５２の複数層を積層し、これ らの層の間に熱硬化性樹脂被覆層を配置し、連続積層スキンを形成し、これが複 製品２０となる。熱硬化性樹脂が織布の間に進入してマトリックスを形成するよ うな織成材料を使用する。

複製品の織成材料５２はガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、デュポン　ド　 ヌムール社のケブラー繊維またはその組合わせのシートとする事ができる。この 織成材料は単方向性または双方向性とする事ができるが、熱硬化性樹脂を進入さ せてマトリックスを形成させるように開放構造でなければならない。使用される 織成材料５２の層数は製造される複製品の壁体の厚さに依存し、この壁体の厚さ は製造段階数と同一である。黒鉛繊維または炭素繊維を使用する適当な複製品材 料は、バーキュリーズ、モルガナイト、スタックボール、ユニオンカーバイドな どの多数の市販品とする事ができる。テキスタイル・テクノロジーは開放織成型 の適当なりロスを商標Ｙａｒｎ３Ｋ　＃Ｇ１０４で市販している。複製品材料５ ２としては、熱硬化性の単成分または多成分マトリックスによって含浸結合する に適した本質的に任意の改良型エギゾチック繊維、合成繊維または天然繊維を使 用する事ができる。

複製品材料５２を配置した後に、熱硬化性樹脂の最終被覆５４をこの複製品材料 層の上に被着する。次に加圧パッド２６の表面に、マスターモデル１６の表面２ ２に被着したちの同一の離型剤を被覆する。次に前記の加圧パッド２６のパッド 部材４２．４４の間に間隙４６を残して、この加圧パッド２６を複製品材料５２ 上に配置する。圧力が加えられた時に、余分の熱硬化性樹脂がこの間隙４６を通 して脱出する事ができるので、この間隙は重要である。必要ならばさらに余分の 熱硬化性樹脂を脱出させるために、加圧パッド２６を複数のストリップ状に切断 し、あるいは加圧パッド２６の中に穴またはスロット４８を穿孔する事ができる 。パッド部材４２の代わりに、シートワックスのストリップを使用できる事を注 意しよう。前述のように、シートワックスは比較的水平な区域においては適当な 加圧パッド材料である。

次に加圧パッド２６の上に、余分の熱硬化性樹脂を吸収する事のできるプレザク ロス５６、すなわち通常のクロス材料あるいはテフロン被覆ガラス布を配置する 。次にブレザクロス５６の上に変形性ゴム膜５８を配置する。

ゴム膜５６は容易に延伸しまた圧力あるいは真空作用で破断しない限り、その変 形特性は重要でない。またゴムの代わりに、変形性プラスティックを使用する事 もできる。

すべての層か配置されると、積層組立体に圧力を加え、樹脂を含浸された複製品 織成材料５２を硬化させて複製品２０を形成する。硬化工程中に、熱硬化性樹脂 が織成材料５２の織布の中に進入して硬化する。好ましい実施態様において、こ の圧力は大気圧以下としく例えば、約３０インチ水銀の真空）、真空チャンバま たは通常の真空バッグの中で加える事ができる。締め付は圧または正圧を使用す る事もできる。

締め付は圧については、任意の通常の締め付は手段を使用する事かでき、特に３ 次元複雑部品を製造するための金型については締め付は圧を使用する事が望まし い。

このような部品を製造する際には、加圧パッドを使用する代わりに、上型穴、下 型穴および側面型穴を有する通常の金型を使用する。前記と同一の積層物を使用 し、金型の型穴を同時に締め付ける事によって圧力を加えて複製品を製造する事 かできる。

複製品材料５２および加圧パッド３２を積層させる熱硬化性樹脂は液状ポリマー および液化ポリマーのグループから選定され、特にエポキシ、ウレタンおよびポ リエステルを含む。代表的な熱硬化性エポキシ樹脂はレジンサービスから市販さ れるＷＢ４００であり、同一会社から市販されるＷＨ１５０硬化剤（触媒）と共 に使用する事かできる。他の適当なエポキシはチバガイギー・コーポレーション からＭ　Ｙ　−７２０として入手される。複製品材料５２の中に進入して湿潤さ せ次に硬化して硬化状態または半硬化状態となる事のできる液体ポリマーおよび 液化ポリマーのグループから選ばれたメトン、モダールまたはその他のマトリッ クス剤など、前記以外の熱硬化性マトリックス剤を使用する事ができる。

硬化を助長するため、オートクレーブによって熱と圧力を加える事ができる。し かし、好ましい実施態様においては、熱硬化性樹脂を触媒と共に使用して化学反 応による放熱作用を生じ、外熱を必要としない。硬化時間は使用される特定の熱 硬化性樹脂に依存して、１時間乃至１２時間とする事ができる。

複製品材料５２はプリプレグ材料とする事ができるが、これは外熱の付加を必要 とする。用語「プリプレグ」とは、熱硬化されて剛性複合材料を生じる事のでき る予含浸された単方向または双方向連続フィラメント繊維材料を指す業界用語で ある。本発明において使用する事のできる代表的なプリプレグはパーキュリーズ 社のマグナマイトブリブレグ・タイプ３５０１−ＡＳである。これは黒鉛繊維エ ポキシであって、約３５０℃で３０分間で硬化する熱硬化性樹脂マトリックス剤 を使用する。

第６図と第７図について説明すれば、複製品材料５２が硬化した時、組立体を分 解して複製品２０を除去する。

複製品２０は２面、すなわちマスターモデル１６の面２２の補形を成す下側面ま たは正面６０と、マスターモデル１６の面２２に対して実質的に平行な形状の上 側面または後側面６２とを有する。この前側および後側とは、加圧バッド２６の 用途によってのみ定義され、加圧バッド２６の後側に加えられた圧力が前側に均 一に伝達されるように加圧バッド２６の後側が形成される。第２図において、加 圧バッド２６の後側のフィレット４０は均一な圧力伝達の基地である。圧力が加 えられる時に、ゴム膜５８が加圧バッド２６を押して、この加圧バッドをそのフ ィレット４０を含む四部を延伸させる。加圧バッド２６の後側を浅い丸いフィレ ット状に形成する事により、ゴム膜５８が凹部全体の中に延伸されて圧力が均一 に加えられる。凹部が深くて狭い場合には圧力が均一に加えられない。また複製 品２０が均一な壁体厚さを有する事が見られる。

従って、本発明は、従来見られなかったサイズ精度と剛性とを有する炭素繊維複 製品を製造するために使用する事ができる。本発明は前記の説明のみに限定され るものでなく、その主旨の範囲内において任意に変更実施できる。

ＦＩＧ、−Ｉ ＦＩＧ、−２ ＦＩＧ、−５ ＦＩＧ、−４ ＦＩＧ、−６ 国際調査報告 ｌ画情ｍ１ｅｓｅｌ　ＡｌＴ１１ｃｍ１ｌｓ＊　ｓ、ＰＣＴ／ＵＳ　９１１０９ ６３６国際調査報告 ：′ｍＭ＃　１１１！−；−二Ｉフ＝＝τ；、：７：：ｍ　：：＝；ｍ　二＋　 二ＩＷ＠、ｌ＊Ｑ％＊、ｅ＊Ｉ、ｅ、ｍ、６フ；フ；ｍｕ　≠浴@Ｉｓ　ｍｅ　 ｅ＆ｗ嘩−ｍ７ｇ２＋３７ｍ＋ｍａ＋　”・訃？Ｃｍ　＋ｖ−・ａＴｌｍ　ｌ＋ ＋ｍ＋１Ｉ−Ｐａｌ＠ｍ　１−ｅ　＋＋　ｌ＃　Ｍ　ｆｉＹ＋＋ｓｖ＊　１ｍ　 ｍｗｗｓｒｎｅｗｔａｎ　ｌ峠ｋｈ　ｈｍ　＋■■{ｖｌｙ　＠１ｍ−−ｖ　１ １＋＋＋−一＊・−１ｍ　Ｉｗｖｎａ　ｌ　ｉ軸。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．物体の複製品の製造法において、 （ａ）複製されるマスターモデルの表面上に繊維材料を配置する段階と、 （ｂ）熱硬化性樹脂をもって前記繊維材料を含浸する段階と、 （ｃ）第１側面と第２側面とを有し、前記第１側面は前記マスターモデルの表面 形状の実質的補形を成し、前記第２側面はこの第２側面から前記第１側面に対し て圧力を実質的に均一に伝達するように成された加圧パッドを前記繊維材料上に 配置する段階と、（ｄ）前記加圧パッドに対して圧力を加える段階と、 （ｅ）樹脂含浸された前記の繊維材料を硬化する段階と、 （ｆ）樹脂含浸され硬化され実質的に均一の壁体厚さを有する前記繊維材料を前 記マスターモデルの表面から除去する段階とを含む事を特徴とする方法。
2. ２．前記繊維材料は織成炭素繊維、織成ケプラー繊維、アラミド繊維および織成 ガラス繊維から成るグループから選定されることを特徴とする請求項１に記載の 方法。
3. ３．複製されるマスターモデルの表面上に繊維材料を配置する前記の段階に先だ って、前記マスターモデルの前記表面上に離型剤を被着する段階を含むことを特 徴とする請求項１に記載の方法。
4. ４．加圧パッドを前記繊維材料上に配置する前記の段階に先だって、前記繊維材 料と接触する前記加圧パッドの面に対して離型剤を被着する段階を含むことを特 徴とする請求項１に記載の方法。
5. ５．前記繊維材料の上に加圧パッドを配置する段階に続いて、 （ａ）前記加圧パッドの上にブレザクロスを配置する段階と、 （ｂ）前記ブレザクロス上にゴム膜を配置する段階とを含むことを特徴とする請 求項１に記載の方法。
6. ６．前記圧力を加える際に前記繊維材料から押出される余分の熱硬化性樹脂を前 記ブレザクロスの中に吸収する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方 法。
7. ７．板金部品の炭素繊維複製品の製造法において、（ａ）複製されるマスターモ デルの表面上に離型剤を被管する段階と、 （ｂ）前記マスターモデルの表面上に炭素繊維をベースとする織成材料の複数層 を配置する段階と、（ｃ）熱硬化性樹脂をもって前記の炭素繊維をベースとする 織成材料の複数層を含浸する段階と、（ｄ）第１側面と第２側面とを有し、前記 第１側面は前記マスターモデルの表面形状の実質的補形を成し、前記第２側面は この第２側面から前記第１側面に対して圧力を実質的に均一に伝達するように成 され、前記の樹脂を含浸された炭素繊維をベースとする織成材料と接触する面に 離型剤を被着された加圧パッドを前記織成材料の上に配置する段階と、 （ｅ）前記加圧パッドの前記第２側面に対して圧力を加える段階と、 （ｆ）前記の樹脂を含浸された炭素繊維ベース織成材料を硬化する段階と、 （ｇ）実質的に均一厚さを有する前記の樹脂を含浸された炭素繊維ベース織成材 料を前記のマスターモデルの表面から除去する段階とを含む方法。
8. ８．前記の熱硬化性樹脂は液体ポリマーおよび液化ポリマーから成るグループお よびエポキシ、ポリエステル、メドン、モダールおよびウレタンから成るグルー プから選定されることを特徴とする請求項１または７に記載の方法。
9. ９．前記の加圧パッドの前記第２側面に対して圧力を加える段階は、正大気圧の 印加、亜大気圧の印加または締め付け圧力の印加のいずれかを含むことを特徴と する請求項１または７に記載の方法。
10. １０．前記繊維ベース織成材料の上に加圧パッドを配置する段階に続いて、 （ａ）前記加圧パッドの上にブレザクロスを配置する段階と、 （ｂ）前記ブレザクロス上にゴム膜を配置する段階とを含むことを特徴とする請 求項７に記載の方法。
11. １１．前記圧力を加える際に前記繊維ベース織成材料から押出される余分の熱硬 化性樹脂を前記ブレザクロスの中に吸収する段階を含むことを特徴とする請求項 ７に記載の方法。
12. １２．前記加圧パッドは複数のパッド部材を含むことを特徴とする請求項１また は７のいずれかに記載の方法。
13. １３．前記加圧パッドは硬化樹脂を含浸された繊維スキンを含むことを特徴とす る請求項１または７のいずれかに記載の方法。
14. １４．炭素繊維複製法において、 （ａ）複製されるマスターモデルの表面上に離型剤を被着する段階と、 （ｂ）前記マスターモデルの表面上に炭素繊維織布を配置し、前記織布層の数は 製造される複製品の厚さによって決定される段階と、 （ｃ）前記複数層の炭素繊維織布にエポキシを被着して、エポキシマトリックス を形成する段階と、（ｄ）第１側面と第２側面とを有し、前記第１側面は前記マ スターモデルの表面形状の実質的補形を成し、前記第１側面は離型剤によって被 覆され、前記第２側面はこの第２側面から前記第１側面に対して圧力を実質的に 均一に伝達するように成された加圧パッドであって、前記加圧パッドは余分のエ ポキシを流通させる複数の開口を有する加圧パッドを前記の複数層のエポキシ含 浸炭素繊維織布の上に配置する段階と、（ｅ）前記加圧パッドの上にブレザクロ スを配置する段階と、 （ｆ）前記プレザクロス上にゴム膜を配置する段階と、 （ｇ）前記段階（ａ）乃至（ｆ）によって製造された積層組立体に対して圧力を 加える段階と、（ｈ）放熱触媒を使用して、前記複数層のエポキシ含浸炭素繊維 織布を硬化する段階と、（ｉ）前記の硬化された複数層のエポキシ含浸炭素繊維 織布を前記のマスターモデルの表面から除去し、これらの繊維織布層が実質的に 均一壁体厚さの部品を成す段階とを含む方法。
15. １５．炭素繊維複製品の製造法において、（ａ）第１側面と第２側面とを有し、 前記第１側面は前記マスターモデルの表面形状の実質的補形を成す加圧パッドを 準備する段階と、 （ｂ）前記加圧パッドの第２側面から前記加圧パッドの第１側面まで圧力を実質 的に均一に伝達するように、前記第２側面を適合させる段階と、 （ｃ）製造される複製品の所望の壁体厚さによって決定される複数層の炭素繊維 織布を前記マスターモデルの表面上に配置する段階と、 （ｄ）前記複数層の炭素繊維織布上にエポキシを塗布して、エポキシマトリック スを形成させる段階と、（ｅ）前記の複数層のエポキシ含浸された炭素繊維織布 上に前記加圧パッドを配置する段階と、（ｆ）前記段階（ａ）乃至（ｅ）によっ て製造された積層組立体に圧力を加える段階と、 （ｇ）放熱性触媒をもって、前記の複数層のエポキシ含浸された炭素繊維織布を 硬化する段階と、（ｈ）前記の硬化された複数層のエポキシ含浸炭素繊維織布を 前記マスターモデルの表面から除去する段階とを含む方法。