JPH0669728B2 - Method for manufacturing curved preform for composite material - Google Patents

Method for manufacturing curved preform for composite material

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JPH0669728B2
JPH0669728B2 JP62165449A JP16544987A JPH0669728B2 JP H0669728 B2 JPH0669728 B2 JP H0669728B2 JP 62165449 A JP62165449 A JP 62165449A JP 16544987 A JP16544987 A JP 16544987A JP H0669728 B2 JPH0669728 B2 JP H0669728B2
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preform
curved
shape
curved surface
cloth
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茂一 樋口
幸夫 小峰
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【発明の目的】[Object of the Invention]

(産業上の利用分野) この発明は、例えば、球面状の容器形や湾曲状のプレー
ト形等を成す曲面状のプリフォームを製造するのに用い
る複合材料用曲面状プリフォームの製造方法に関するも
のである。 (従来の技術) 一般に、複合材料のプリフォームの製造は、例えば、繊
維強化プラスチック(FRP)の製造の一工程として行わ
れており、治具に繊維を連続的に巻き付けて所定形状に
形成するフィラメント・ワインディング法や、治具に織
布(またはプリプレグ)を積層して所定形状に形成する
ハンド・レイ・アップ法などが良く知られている。これ
らの方法で成形されたプリフォームは、主として繊維の
配向が二次元である。 また、第14図に示すように、複数の繊維100aから成る繊
維束100を直交する三方向(X,Y,Z方向)に織り合わせた
ものがある。この構成でプリフォームを製造するにあた
っては、例えば、Z方向に立設した多数のピンの間に、
X,Y方向の繊維束100を織り合わせ、こののち、前記ピン
とZ方向に用いる繊維束100とを入れ替える要領で三方
向に繊維束100を織り合わせて所定形状に形成する。こ
のような三次元織物は、例えば、海外技術資料研究所が
作製した「新しい複合材料の研究開発の現状と問題点・
上巻・FRP編」の第45頁・第46頁に記載されている。 (発明が解決しようとする問題点) ところが、上記したような従来の方法に基づいて、球面
状の容器形や湾曲状のプレート形等を成す曲面状プリフ
ォームを製造する場合、次に述べるような問題点があっ
た。 例えば、フィラメント・ワインディング法による場合
は、とくに球面部分の成形がきわめて難しく、繊維が集
中的に重なる部分が生じることがあり、一般に多くの作
業時間を要する。また、ハンド・レイ・アップ法による
場合は、作業が比較的簡単ではあるが、その構成上、織
布が成す層の間の剪断強度が小さく、後の機械加工等の
際に層間剥離が生ずることがある。 さらに、ピンを用いて製造する三次元織物を適用した場
合は、強度的に優れるが、繊維束100の間に隙間が生じ
て、いわゆる目付が荒い状態となり、複合化処理等に際
して形状を保持するのが難しく、とくに、容器形やプレ
ート形のように全体の大きさに比して肉厚の小さいもの
はより困難である。このため、三次元織物によって容器
形やプレート形の製品を作るには、プリフォームを、そ
の肉厚を充分大きくするか塊状に製造し、複合化処理等
を経たのちに前記製品の削り出しを行うことになるた
め、結果的に材料の歩留まりの面で好ましくなかった。 (発明の目的) この発明は、球面状の容器形や湾曲状のプレート形等を
成す曲面状プリフォームを製造するにあたり、上記の諸
問題点に着目して成されたもので、作業性や材料の歩留
まりが良好であるうえに、三次元の繊維配向を有する曲
面状プリフォームを得ることができる複合材料用曲面状
プリフォームの製造方法を提供することを目的としてい
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a curved-surface preform for a composite material, which is used for manufacturing a curved-surface preform having, for example, a spherical container shape or a curved plate shape. Is. (Prior Art) Generally, a preform of a composite material is manufactured, for example, as one step of manufacturing a fiber reinforced plastic (FRP), and fibers are continuously wound around a jig to form a predetermined shape. A filament winding method and a hand lay-up method in which a woven cloth (or prepreg) is laminated on a jig to form a predetermined shape are well known. Preforms molded by these methods mainly have two-dimensional fiber orientation. Further, as shown in FIG. 14, there is one in which a fiber bundle 100 composed of a plurality of fibers 100a is woven in three orthogonal directions (X, Y, Z directions). When manufacturing a preform with this configuration, for example, between a large number of pins standing in the Z direction,
The fiber bundles 100 in the X and Y directions are woven together, and then the fiber bundles 100 are woven in three directions to form a predetermined shape in such a manner that the pins and the fiber bundles 100 used in the Z direction are exchanged. Such three-dimensional fabrics are produced, for example, by the overseas technical data research institute, “Current situation and problems of research and development of new composite materials.
First Volume / FRP Edition ", page 45 and page 46. (Problems to be Solved by the Invention) However, when a curved surface preform having a spherical container shape, a curved plate shape, or the like is manufactured based on the conventional method as described above, the following will be described. There was a problem. For example, in the case of the filament winding method, it is extremely difficult to form a spherical portion in particular, and there may be a portion where fibers are intensively overlapped, which generally requires a lot of working time. Further, in the case of the hand lay-up method, the work is relatively easy, but due to its structure, the shear strength between the layers formed by the woven fabric is small, and delamination occurs during the subsequent mechanical processing or the like. Sometimes. Further, when a three-dimensional woven fabric manufactured by using pins is applied, the strength is excellent, but a gap is formed between the fiber bundles 100, so that the so-called basis weight becomes rough, and the shape is retained during the compounding process and the like. In particular, it is more difficult for a container or a plate, which has a smaller wall thickness than the entire size, such as a plate or a plate. Therefore, in order to make a container-shaped or plate-shaped product from a three-dimensional woven fabric, the preform is manufactured by making its wall thickness sufficiently large or in a lump shape, and after the compounding treatment or the like, carving out the product. As a result, it is not preferable in terms of material yield. (Object of the Invention) The present invention has been made by paying attention to the above problems in manufacturing a curved surface preform such as a spherical container shape or a curved plate shape. An object of the present invention is to provide a method for producing a curved surface preform for a composite material, which has a good material yield and can obtain a curved surface preform having a three-dimensional fiber orientation.

【発明の構成】[Constitution of the invention]

(問題点を解決するための手段) この発明による複合材料用曲面状プリフォームの製造方
法は、球面状の容器形や湾曲状のフレート形等を成す曲
面状プリフォームを製造するに際し、二次元に繊維を配
向させたクロスを母型上に積層してプリフォーム形状を
形成したのち、積層したクロスを縫合して曲面状プリフ
ォームを得ることを特徴としている。 この発明におけるプリフォームの素材となる繊維は、一
般の繊維強化複合材料に用いられるものを対象としてお
り、例えば、ガラス、シリカ、カーボンあるいはグラフ
ァイトなどの繊維が用いられる。また、クロスは、後の
複合化処理に応じたものを用い、単に上記繊維を織り合
わせて成るもの、あるいは、織布に熱硬化性樹脂を含浸
させたもの(プリプレグ)などが含まれる。さらに、積
層したクロスの縫合に用いる糸は、その材質が特に限定
されることは無いが、例えば前記クロスと同質のものな
どが良く、可撓性に富む高強度繊維等を用いることがよ
り望ましい。 (実施例) 以下、この発明を図面に基づいて説明する。 第1図〜第11図は、この発明の一実施例を説明する図で
あって、この実施例における曲面状プリフォームは、ロ
ケット用ノーズフェアリングの先端部を構成するノーズ
キャップに成形されるものである。第1図に示すよう
に、曲面状プリフォームPは、ほぼ一定の肉厚を有する
と共に、球面部Rの縁部全周にわたって内向きのフラン
ジ部Fを連設しており、全体として容器形を成してい
る。 第2図は、前記曲面状プリフォームPを製造するのに用
いる装置の一例を示す図であって、この装置において
は、フランジ部F側である開口部分を上向きにして曲面
状プリフォームPを製造する。図中の符号1は、曲面状
プリフォームPの形状に対応した母型としてのバスケッ
ト11を保持するためのスタンドである。前記スタンド1
は、ベース2に立設した支柱3の上端に、略水平方向に
延出する第1アーム4と、略垂直方向に延出する第2ア
ーム5とを備えている。両アーム4,5は,支柱3を貫通
する蝶ボルト6およびこれに螺合する蝶ナット(図示せ
ず)によって取付けてあり、前記支柱3に対して角度を
調整することができるようにしてある。前記第1アーム
4の先端には、同じく蝶ボルト7および蝶ナット(図示
せず)を用いて、曲面状プリフォームPの球面部Rの頂
部を受けるためのパッド8が取付けてある。前記パッド
8は、蝶ボルト7の貫通部分が縦方向に長い長孔8aにな
っており、この長孔8aの長さ分だけ位置調整をすること
ができる。前記第2アーム5の先端には、バスケット11
の周部を受けるためのリング9が固定してあり、このリ
ング9は、前記バスケット11を固定するのに用いる複数
の長ボルト10aおよびナット10bを備えている。 前記バスケット11は、第3図に示すように、フランジ部
Fに対応する上記バスケット11aと、球面部Rに対応す
る下部バスケット11bとから成っている。上部バスケッ
ト11aは、第4図にも示すように、放射状に配設した複
数の支持部材12と、前記支持部材12のバスケット中心側
の端部同士を個々に連結する第1円弧状部材13と、前記
支持部材12の反中心側の端部寄りを個々に連結する第2
円弧状部材14と、隣接する支持部材12,12の間における
第1・第2円弧状部材13,14の中間部同士を連結する補
助部材15とを備えている。前記第1・第2円弧状部材1
3,14は、全体として同心状の配列を成している。また、
各部材12〜15は、互いに着脱することができる。 他方、下部バスケット11bは、環状部材16を中心にして
放射状に配設した複数の支持部材17と、前記支持部材17
の中間部同士を個々に連結する第1円弧状部材18と、前
記支持部材17の反中心側の端部寄りを個々に連結する2
円弧状部材19と隣接する支持部材17,17の間における第
1・第2円弧状部材18,19の中間部同士を連結する補助
部材20とを備えている。前記環状部材16および第1・第
2円弧状部材18,19は、全体として同心状の配列を成し
ている。また、各部材16〜20は、互いに着脱することが
できる。なお、上部・下部バスケット11a,11bにおける
適数の支持部材12,17には、反中心側の端部に、前記長
ボルト10aを通すための孔部12a,17aが形成してある。 次に、上記の装置を用いて曲面状プリフォームPを製造
する工程を説明する。 第6図は裁断したクロスを説明する図であって、クロス
Cは、例えばカーボン繊維を縦横に織り合わせて成るも
のであり、球面成形部rと、フランジ成形部fとを一体
的に有している。球面成形部rは、下部バスケット11b
の内側に収容した際に球面状を成すように、六箇所(と
くに限定せず)に切込み21が形成してあり、各切込み21
によって形成された略扇状部分の円周部に、フランジ成
形部fが連続して設けてある。また、クロスCは、球面
状に積層するため、球面成形部rの直径の異なるものを
数種類用いる。なお、図中の仮想線Aで示すように、球
面成形部rを放射状に分割した状態に裁断しても良い。
さらに、フランジ成形部fの外周側の端部には、仮止め
用のテープ22が貼着してある。 次いで、第7図に示すように、下部バスケット11bの内
側に、前記クロスCを積層する。この積層にあたって
は、当然、球面成形部rの直径が大きいクロスCから順
に行い、この際、切込み21の部分が重なるのを防ぐた
め、第6図中の仮想線Bで示すように、クロスCの円周
方向に順次ずらせるようにする。また、適宜の枚数の積
層を行う毎に、糸23で球面成形部rの仮止めを行い、最
終的に球面部Rの形状に成形する。 次に、全フランジ成形部fを内側へ折り込むと共に、下
部バスケット11bに上部バスケット11aを重ね合わせて前
記長ボルト10aおよびナット10bで両者を固定し、さらに
第8図に示すように、糸24による仮止めでフランジ部F
を成形する。なお、前記糸23,24は、例えばクロスCと
同質のものを用い、全体の積層状態が均等になるように
位置を選択して仮止めを行う。こののち、フランジ部F
の縁部を切り揃え、第9図に示すように、高強度のカー
ボン繊維等の糸25で全体の縫合を行う。 ここで、第10図(a)(b)は、縫合に用いる針の一例
を示す図である。針30は、先端部寄りに、細長い糸通し
孔31が形成してある。前記糸通し孔31は、針基端部側に
おいて当該針30の側方にも開口しており、開口部分の針
先端部側に、内側へ湾曲した鉤部32が形成してある。前
記針30の使用要領としては、球面部Rに一方側から貫通
させて、他方側において糸通し孔31に糸25を通し、再び
一方側に引き抜くことによって球面部Rに糸25を通す。
このとき、糸通し孔31の開口部分は、縫合作業の容易
化、および各種縫合方法への対処を図るために設けたも
ので、例えば、片側に糸25の一部を引き出して輪を形成
し、この輪に別の糸を通すなどの縫合方法にも用いるこ
とができる。また、前記針30は、糸通し孔31内に湾曲す
る鉤部32を有するため、引き抜きの際、開口部分がクロ
スCに引掛かるのを防ぐことができる。なお、第10図
(b)の仮想線で示すように、針30が挿通可能なパイプ
33を用い、このパイプ33をクロスCに貫通させることに
よって、糸通し作業をより一層円滑にすることも良い。 この実施例では、上記の針30と二本の糸25を用い、第11
図に示すように、球面部Rの中心から渦巻状に縫合を行
い、フランジ部Fに至るまで連続的に縫合を行うと共
に、フランジ部Fの縁部を全周にわったて縫合し、曲面
状プリフォームPを得る。また、上記の作業は、縫合部
分に該当する位置のバスケット11の各部材12〜20を順次
着脱しながら行うか、前記各部材12〜20を部分的に取外
しておき、曲面状プリフォームPを回転させながら行
う。なお、上記の縫合は、渦巻状のほか、同心状の円形
に沿って行ったり、放射状に行ったり、これらを組合わ
せたりすることができる。 このようにして得られた曲面状プリフォームPは、積層
したクロスCと、縫合に用いた糸25によって三次元の繊
維配向が構成され、引張強度、面内剪断強度および層間
剪断強度を充分に有することが明らかである。また、前
記曲面状プリフォームPは、上記構成によって形くずれ
等が生じ難く、複合化処理に際しての取扱いが容易であ
ると共に、複合化処理後の最終的な形状とほぼ同一であ
り、材料の歩留まりの面でもきわめて良好である。な
お、上記曲面状プリフォームPは、樹脂の含浸、および
加圧・加熱等の処理を経てFRP化され、先述したノーズ
キャップとなる。 さらに、曲面状プリフォームの形状が上記実施例に限定
されることはなく、例えば第12図に示すように、湾曲状
のプレート形を成す曲面状プリフォームP1にも適用する
ことができる。 この曲面状プリフォームP1は、プレートを略U字形に湾
曲させた状態の湾曲部R1の上端に、内向きのフランジ部
F1を有している。また、第13図は、上記プリフォームP1
の成形に用いる母型としての治具の一例を示す図であっ
て、治具40は、U字形を成す三本の支持部材41と、各支
持部材41を連結する複数の連結部材42と、各支持部材41
の同一端部を連ね且つ外側へ延出する一対のフランジ部
材43と、フランジ部材43の上面に相対向して前記フラン
ジ部F1を成形する一対のプレート部材44とから成り、各
部材41〜44は互いに着脱することができる。前記曲面状
プリフォームP1は、上記の治具40を用い、先述した実施
例に基づく要領で成形れる。
(Means for Solving Problems) A method of manufacturing a curved surface preform for a composite material according to the present invention is a two-dimensional method for manufacturing a curved surface preform having a spherical container shape, a curved fret shape or the like. It is characterized in that a cloth in which the fibers are oriented is laminated on the mother die to form a preform shape, and then the laminated cloth is sewn to obtain a curved surface preform. The fibers used as the material of the preform in the present invention are intended for those used in general fiber-reinforced composite materials, and for example, fibers such as glass, silica, carbon or graphite are used. In addition, as the cloth, a cloth which is used according to the subsequent composite treatment and simply woven of the above fibers, or a cloth which is impregnated with a thermosetting resin (prepreg) is included. Further, the thread used for suturing the laminated cloth is not particularly limited in its material, but for example, the same material as the cloth is preferable, and it is more preferable to use a high-strength fiber having a high flexibility. . (Example) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 11 are views for explaining one embodiment of the present invention, in which a curved preform is molded into a nose cap which constitutes a tip portion of a nose fairing for rocket. It is a thing. As shown in FIG. 1, the curved preform P has a substantially constant wall thickness, and is provided with an inward flange portion F continuously over the entire circumference of the edge portion of the spherical surface portion R, so that the overall shape of the container is large. Is done. FIG. 2 is a diagram showing an example of an apparatus used for manufacturing the curved surface preform P. In this apparatus, the curved surface preform P is formed with the opening portion on the flange portion F side facing upward. To manufacture. Reference numeral 1 in the drawing is a stand for holding a basket 11 as a master mold corresponding to the shape of the curved preform P. The stand 1
Is provided with a first arm 4 extending in a substantially horizontal direction and a second arm 5 extending in a substantially vertical direction on the upper end of a column 3 standing upright on the base 2. Both arms 4 and 5 are attached by a wing bolt 6 penetrating the support column 3 and a wing nut (not shown) screwed to the wing bolt 6 so that the angle can be adjusted with respect to the support column 3. . A pad 8 for receiving the top of the spherical portion R of the curved preform P is attached to the tip of the first arm 4 by using a wing bolt 7 and a wing nut (not shown). The pad 8 has a long hole 8a in which the pierce portion of the butterfly bolt 7 is long in the vertical direction, and the position can be adjusted by the length of the long hole 8a. A basket 11 is provided at the tip of the second arm 5.
A ring 9 is fixed for receiving the peripheral portion of the ring 9 and is provided with a plurality of long bolts 10a and nuts 10b used for fixing the basket 11. As shown in FIG. 3, the basket 11 comprises the basket 11a corresponding to the flange portion F and the lower basket 11b corresponding to the spherical surface portion R. As shown in FIG. 4, the upper basket 11a includes a plurality of radially-arranged support members 12 and a first arc-shaped member 13 that individually connects the ends of the support members 12 on the basket center side. Secondly connecting the end portions of the support member 12 on the side opposite to the center individually.
The arcuate member 14 and the auxiliary member 15 for connecting the intermediate portions of the first and second arcuate members 13, 14 between the adjacent support members 12, 12 are provided. The first and second arcuate members 1
3,14 form a concentric array as a whole. Also,
The members 12 to 15 can be attached to and detached from each other. On the other hand, the lower basket 11b includes a plurality of support members 17 arranged radially around the annular member 16, and the support members 17 described above.
A first arc-shaped member 18 for individually connecting the intermediate portions of the above and the end portion of the support member 17 on the side opposite to the center are individually connected 2
An arcuate member 19 and an auxiliary member 20 that connects intermediate portions of the first and second arcuate members 18 and 19 between the adjacent support members 17 and 17 are provided. The annular member 16 and the first and second arcuate members 18, 19 form a concentric arrangement as a whole. Further, the members 16 to 20 can be attached to and detached from each other. The appropriate number of support members 12 and 17 in the upper and lower baskets 11a and 11b are formed with holes 12a and 17a for passing the long bolts 10a at the ends on the side opposite to the center. Next, a process of manufacturing the curved surface preform P using the above apparatus will be described. FIG. 6 is a view for explaining a cut cloth, and the cloth C is, for example, formed by weaving carbon fibers in a vertical and horizontal direction, and integrally has a spherical molding portion r and a flange molding portion f. ing. The spherical molding portion r is provided in the lower basket 11b.
The notches 21 are formed at six locations (not particularly limited) so as to form a spherical shape when housed inside the notches.
The flange forming portion f is continuously provided on the circumferential portion of the substantially fan-shaped portion formed by. Further, since the cloth C is laminated in a spherical shape, several kinds of cloth having different diameters of the spherical molding portion r are used. Note that, as indicated by a virtual line A in the figure, the spherical surface forming portion r may be cut into a radially divided state.
Further, a tape 22 for temporary fixing is attached to the outer peripheral side end of the flange forming portion f. Next, as shown in FIG. 7, the cloth C is laminated inside the lower basket 11b. In this stacking, of course, the cross C having the larger diameter of the spherical surface forming portion r is sequentially performed. At this time, in order to prevent the portions of the cuts 21 from overlapping with each other, as shown by a virtual line B in FIG. It is made to shift sequentially in the circumferential direction of. Also, each time a proper number of layers are laminated, the spherical shaped portion r is temporarily fixed with the thread 23, and finally the spherical shaped portion R is shaped. Next, all the flange forming parts f are folded inward, the upper basket 11a is superposed on the lower basket 11b, and both are fixed by the long bolt 10a and the nut 10b. Further, as shown in FIG. Flange part F with temporary fixing
To mold. The yarns 23 and 24 are made of the same material as the cloth C, for example, and the positions are selected so that the entire laminated state is uniform, and temporary fixing is performed. After this, the flange part F
The edges are cut and aligned, and as shown in FIG. 9, the whole is sewn with a thread 25 of high-strength carbon fiber or the like. Here, FIGS. 10A and 10B are views showing an example of a needle used for suturing. The needle 30 has an elongated threading hole 31 formed near the tip. The threading hole 31 is also open to the side of the needle 30 on the needle base end side, and an inwardly curved hook portion 32 is formed on the needle tip end side of the opening portion. As the usage of the needle 30, the thread 25 is passed through the spherical portion R from one side, the thread 25 is passed through the thread passing hole 31 on the other side, and the thread 25 is pulled out to the one side again to pass the thread 25 through the spherical portion R.
At this time, the opening portion of the threading hole 31 is provided for facilitating the suturing work and dealing with various suturing methods. For example, a part of the thread 25 is pulled out to one side to form a loop. It can also be used for suturing methods such as passing another thread through this loop. Further, since the needle 30 has the curved hook portion 32 in the threading hole 31, it is possible to prevent the opening portion from being caught by the cloth C at the time of pulling out. As shown by the phantom line in FIG. 10 (b), a pipe through which the needle 30 can be inserted.
It is also possible to make the threading work even smoother by using 33 and passing this pipe 33 through the cloth C. In this embodiment, the needle 30 and the two threads 25 described above are used, and
As shown in the drawing, spiral stitching is performed from the center of the spherical surface portion R, stitching is continuously performed up to the flange portion F, and the edge portion of the flange portion F is stitched over the entire circumference to form a curved surface. A preform P is obtained. Further, the above work is performed while sequentially attaching and detaching each member 12 to 20 of the basket 11 at the position corresponding to the sewn portion, or each member 12 to 20 is partially removed to form the curved surface preform P. Do it while rotating. In addition to the spiral shape, the suturing can be performed along a concentric circle, radially, or a combination thereof. The curved preform P thus obtained has a three-dimensional fiber orientation constituted by the laminated cloth C and the thread 25 used for suturing, and has sufficient tensile strength, in-plane shear strength and interlayer shear strength. It is clear to have. Further, the curved preform P is less likely to be deformed due to the above configuration, is easy to handle during the compounding process, and is substantially the same as the final shape after the compounding process. It is also very good in terms of. The curved surface preform P is made into FRP through a resin impregnation and a treatment such as pressurization and heating, and becomes the nose cap described above. Further, the shape of the curved surface preform is not limited to the above-mentioned embodiment, and it can be applied to the curved surface preform P 1 having a curved plate shape as shown in FIG. 12, for example. This curved surface preform P 1 has an inward flange portion at the upper end of the curved portion R 1 where the plate is curved in a substantially U shape.
Have F 1 . Further, FIG. 13 shows the above preform P 1
FIG. 14 is a diagram showing an example of a jig as a mother die used for molding, wherein the jig 40 includes three U-shaped supporting members 41, and a plurality of connecting members 42 connecting the supporting members 41, Each support member 41
A pair of flange members 43 that extend the same end portion and extend outward, and a pair of plate members 44 that face the upper surface of the flange member 43 to form the flange portion F 1 , and each member 41- 44 can be attached to and detached from each other. The curved surface preform P 1 is molded by using the jig 40 described above in a manner based on the above-described embodiment.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明してきたように、この発明の複合材料用曲面状
プリフォームの製造方法によれば、球面状の容器形や湾
曲状のプレート形等を成す曲面状プリフォームを製造す
るに際し、二次元に繊維を配向させたクロスを母型上に
積層してプリフォーム形状を形成したのち、積層したク
ロスを縫合して曲面状プリフォームを得る構成としたた
め、従来の方法では成形し難い形状、つまり、曲面状で
且つ全体の大きさに比して肉厚が小さい形状であるにも
かかわらず、強度的に有利である三次元の繊維配向を有
する曲面状プリフォームを得ることができ、しかも、最
終的に製品の形状に合わせて成形することができるの
で、材料の歩留まりが良好であり、その製造から複合化
処理に至るまでの作業性の向上を実現することができ
る。
As described above, according to the method for manufacturing a curved surface preform for a composite material of the present invention, when manufacturing a curved surface preform having a spherical container shape, a curved plate shape, or the like, two-dimensionally, After forming a preform shape by laminating a cloth in which the fibers are oriented on the mother die, the laminated cloth is sewn to obtain a curved surface preform, which is difficult to form by a conventional method, that is, Despite the curved shape and the smaller wall thickness compared to the overall size, it is possible to obtain a curved preform having a three-dimensional fiber orientation, which is advantageous in terms of strength. Since it can be molded in accordance with the shape of the product, the yield of the material is good, and it is possible to improve the workability from the manufacturing to the composite treatment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例における曲面状プリフォー
ムの形状を説明する断面図、第2図は第1図に示すプリ
フォームを製造するのに用いる装置の一例を説明する側
面図、第3図は第2図に示す装置を構成するバスケット
を説明する部分側面図、第4図は上部バスケットの部分
底面図、第5図は下部バスケットの部分平面図、第6図
はクロスを説明する平面図、第7図は球面部を成形した
状態を説明する断面図、第8図はフランジ部を成形した
状態を説明する断面図、第9図は縫合を行う状態を説明
する断面図、第10図(a)(b)は縫合に用いる針の一
例を説明する各々側面図、第11図は縫合を行う要領を説
明する球面部の平面図、第12図は曲面状プリフォームの
他の形状例を説明する斜視図、第13図は第12図に示す曲
面状プリフォームを成形するのに用いる治具を説明する
斜視図、第14図は従来における三次元織物を説明する斜
視図である。 P,P1……曲面状プリフォーム、 C……クロス、 11……バスケット(母型)、 40……治具(母型)。
1 is a sectional view for explaining the shape of a curved preform in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view for explaining an example of an apparatus used for manufacturing the preform shown in FIG. FIG. 3 is a partial side view illustrating a basket which constitutes the apparatus shown in FIG. 2, FIG. 4 is a partial bottom view of an upper basket, FIG. 5 is a partial plan view of a lower basket, and FIG. 6 is a cross. FIG. 7 is a plan view, FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state where a spherical surface portion is molded, FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state where a flange portion is molded, and FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state where suturing is performed. 10 (a) and (b) are side views for explaining an example of a needle used for suturing, FIG. 11 is a plan view of a spherical surface portion for explaining the procedure for suturing, and FIG. 12 is another curved surface preform. Fig. 13 is a perspective view illustrating a shape example, and Fig. 13 shows the curved preform shown in Fig. 12. FIG. 14 is a perspective view illustrating a jig used for shaping, and FIG. 14 is a perspective view illustrating a conventional three-dimensional fabric. P, P 1 …… Curved surface preform, C …… Cross, 11 …… Basket (mother mold), 40 …… Jig (mother mold).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】球面状の容器形や湾曲状のプレート形等を
成す曲面状プリフォームを製造するに際し、二次元に繊
維を配向させたクロスを母型上に積層してプリフォーム
形状を形成したのち、積層したクロスを縫合して曲面状
プリフォームを得ることを特徴とする複合材料用曲面状
プリフォームの製造方法。
1. When manufacturing a curved surface preform having a spherical container shape, a curved plate shape or the like, a cloth in which fibers are two-dimensionally oriented is laminated on a mother die to form a preform shape. Then, the laminated cloth is sewn to obtain a curved surface preform, which is a method for manufacturing a curved surface preform for a composite material.
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