JPH07102574B2 - プリプレグの積層装置及びその積層方法 - Google Patents

プリプレグの積層装置及びその積層方法

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JPH07102574B2
JPH07102574B2 JP4240767A JP24076792A JPH07102574B2 JP H07102574 B2 JPH07102574 B2 JP H07102574B2 JP 4240767 A JP4240767 A JP 4240767A JP 24076792 A JP24076792 A JP 24076792A JP H07102574 B2 JPH07102574 B2 JP H07102574B2
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prepreg
laminating
precut
roll
cut
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田 英 幸 山
田 雅 文 綱
倉 靖 彦 長
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリプレグを積層して
プリプレグ積層シートを形成する装置及びその装置を使
用してプリプレグ積層シートを形成する方法に係り、特
に、プリカットプリプレグの先端部が積層面材料あるい
はその上に展着されたプリカットプリプレグへ押圧され
る前に離型紙から剥離することなくプリプレグを確実に
積層する装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】航空機用部品、機械構造用部品及びスポ
ーツ・レジャー用品に対して複合材料が盛んに使用され
ている。この複合材料は、炭素繊維、ガラス繊維、ボロ
ン繊維等の強化繊維に、エポキシ樹脂等を含浸させたプ
リプレグを積層してプリプレグ積層シートを形成し、こ
のプリプレグ積層シートを製品に適合する形状に切断し
てプリプレグ積層材を形成する。そして、このプリプレ
グ積層材に曲げ加工等の加工をしたのち、加圧、加熱す
ることにより複合材料による製品が製造されている。そ
して、この積層方法は、手作業によるものと、機械によ
り自動化されたものとに大別されるが、積層方法はほぼ
同じである。
【0003】ここで積層方法の基本である手作業による
積層方法を図5について説明する。プリプレグ1は、通
常、シリコン含浸処理された離型紙2に片面が展着され
ており、この離型紙2とプリプレグ1とよりなるプリプ
レグテープ3は、芯管4上に巻回されプリプレグテープ
ロール5を形成している(図5(a)、(b)参照)。
先ず、このプリプレグテープロール5からプリプレグテ
ープ3を引出して所定の寸法及び形状に切断してプリカ
ットプリプレグ6を形成し、しかるのち、プリカットプ
リプレグ6より離型紙2を剥がし(図5(c)参照)、
離型紙2の剥がされたプリカットプリプレグ6を積層の
ための基板とされ、後で剥がされるプラスチックシート
等よりなる積層面材料7に積層する。そして、更に、こ
のプリカットプリプレグ6の上に所定数のプリカットプ
リプレグ6をその繊維の方向を変えて(例えば、45
°、90°など)(図5(d)参照)、あるいは繊維の
方向を同じ方向にして積層し(図5(e)参照)、積層
面材料7の上にプリプレグ積層シート8を形成させる。
次いで、積層面材料7は切断せずにプリプレグ積層シー
ト8を所定の形状に切断し、しかるのち、積層面材料7
をプリプレグ積層シート8より剥がしてプリプレグ積層
材9を形成する(図5(f)参照)。そして、プリプレ
グ積層材9を曲げ加工し、加圧、加熱することにより図
5(g)に示すような型材10を形成する。
【0004】ここで、プリプレグ1の積層を行う手段と
しては図6に示すような装置が知られている。
【0005】この積層装置11は、巻出し部12にプリ
カットプリプレグテープロール13を装着し、プリカッ
トプリプレグテープロール13のプリカットプリプレグ
テープ14をアイドラロール15及び積層ロール16に
掛け渡すとともに離型紙2を剥がしたプリカットプリプ
レグ6を積層ロール16により積層面材料7に押圧展着
し、その上にプリカットプリプレグ6を順次展着すると
ともに離型紙2を巻取り部17に巻回させるようになっ
ている。なお、18は送り装置を示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、プリカット
プリプレグ6を積層ロール16で積層面材料7あるいは
その上に展着されたプリカットプリプレグ6に押圧して
積層する場合、積層ロール16に対するプリカットプリ
プレグテープ14の進入角度(α)は、図6に示すよう
に、積層性を考慮して適宜な大きさに定められているの
で、積層ロール16が下降してプリカットプリプレグテ
ープ14が積層ロール16に沿って曲げられるにつれて
プリカットプリプレグ6の先端部には離型紙2から剥が
れようとする力が作用する。そして、これは図7に示す
ように、実験結果からも進入角度(α)が大きくなると
剥がれ量が大きくなることが明らかにされている。した
がって、図8に示すように、もし、剥がれたままの状態
で積層ロール16をプリカットプリプレグ6に押圧する
と、積層面材料7上のプリカットプリプレグ6の先端部
近傍には気泡19やしわ20が発生したり(図9参
照)、プリカットプリプレグ6の端部に折り曲がり21
が発生したりして(図10参照)、品質に致命的な欠陥
を与える等の問題があった。
【0007】本発明はこれに鑑み、プリカットプリプレ
グの積層に際し、離型紙からプリカットプリプレグの先
端部が剥離することなく積層することのできるプリプレ
グの積層装置及びその方法を提供することを目的として
なされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明においては、離型紙に付着されたプリカットプ
リプレグを離型紙から剥離しつつ積層ロールによりテー
ブルに載置された積層面材料に展着させるとともに、さ
らにその上にプリカットプリプレグを順次展着させるプ
リプレグの積層装置において、積層ロールの上流側に積
層ロールに対するプリカットプリプレグの進入角度を変
化させる進入角度調整装置を設けたことを特徴とするプ
リプレグの積層装置を請求項1とし、前記進入角度調整
装置を上下動可能として積層ロールの支持台に設けたこ
とを特徴とする請求項1記載のプリプレグの積層装置を
請求項2とし、そして、離型紙に付着されたプリカット
プリプレグを離型紙から剥離しつつ積層ロールによりテ
ーブルに載置された積層面材料に展着させるとともに、
さらにその上にプリカットプリプレグを順次展着させる
プリプレグの積層方法において、積層ロールへのプリカ
ットプリプレグ先端部が進入するときの進入角度を進入
角度調整装置により積層時の積層ロールへのプリカット
プリプレグの進入角度より小さくしてプリカットプリプ
レグ先端部を積層ロールにより積層面材料あるいはその
上に展着されたプリカットプリプレグに押圧したのち、
進入角度調整装置をプリカットプリプレグより離間させ
て積層時の積層ロールのプリカットプリプレグの進入角
度をプリカットプリプレグ先端部が積層ロールへ進入す
るときの進入角度より大きくし、プリカットプリプレグ
を積層面材料あるいはその上に展着されたプリカットプ
リプレグに展着することを特徴とするプリプレグの積層
方法を請求項3とするものである。
【0009】
【作用】上記プリプレグの積層装置におていは、先ず、
進入角度調整装置により積層ロールに対するプリカット
プリプレグの進入角度を小さくしてプリカットプリプレ
グの先端部を積層面材料あるいはその上に展着されたプ
リカットプリプレグに押圧する。次いで、進入角度調整
装置をプリカットプリプレグより離間し、積層ロールに
対するプリカットプリプレグの進入角度を大きくして、
プリカットプリプレグを積層面材料あるいはその上に展
着されたプリカットプリプレグに積層する。
【0010】
【実施例】以下、本発明を図1〜図4に示す実施例を参
照し、従来技術と同一の構成部分については図6と同一
符号を付し、これを省略して説明する。
【0011】積層装置22は、積層ロール16を有する
積層ロール部23と、積層ロール16の上流側に設けら
れ積層ロール16に対するプリカットプリプレグ6先端
部の進入角度を変化させる進入角度調整装置24とを備
えている。
【0012】積層ロール部23は、プリカットプリプレ
グ6の巾よりも広い巾を有する前述の積層ロール16
と、この積層ロール16の両端を軸支する支持台として
の軸受部25と、積層ロール16を加圧するためのエア
ーシリンダ26とを有している。そして、軸受部25の
一側面には図示しない積層ヘッドに取付けられた垂直軸
27のガイド溝部28に嵌合され上下方向に摺動自在と
されるガイド部29が設けられている。また、エアーシ
リンダ26は垂直軸27に固着されており、このエアー
シリンダ26のロッド30の先端部は軸受部25の上部
に固着されている。
【0013】進入角度調整装置24は、積層ロール16
と同じ巾を有する前置ロール31と、この前置ロール3
1の両端を軸支する軸受部32と、前置ロール31を上
下動させるためのエアーシリンダ33とを有している。
そして、軸受部32の垂直軸27側には積層ロール16
の軸受部25に取付けられた垂直部材34に形成されて
いるガイド溝部35に嵌合され上下方向に摺動自在とさ
れるガイド部36が設けられている。そして、エアーシ
リンダ33は垂直部材34に固着されており、このエア
ーシリンダ33のロッド37の先端部は軸受部32の上
部に固着されている。
【0014】次に、この積層装置22の作用を図2及び
図3を参照して説明する。
【0015】プリカットプリプレグ6を積層面材料7に
積層する場合、先ず、前置ロール31のエアーシリンダ
33を作動させてロッド37を伸長し、前置ロール31
を降下させてプリカットプリプレグ6の進入角度(α)
をプリカットプリプレグ6を積層する場合の進入角度
(αB)より小さい所定の角度(αA)としたのち、積
層ロール16のエアーシリンダ26のロッド30を伸長
させる。すると、積層ロール16と前置ロール31とは
同時に降下し、進入角度(αA)が変わることなくプリ
カットプリプレグ6の先端部は積層ロール16の直下に
移動し、積層ロール16により積層面材料7に押圧され
る。したがって、プリカットプリプレグ6先端部の積層
ロール16に対する進入角度(αA)は小さく曲げ量が
わずかであるため、プリカットプリプレグ6が離型紙2
から剥がれることはない。
【0016】次いで、前置ロール31のエアーシリンダ
33を作動させてロッド37を縮小し、前置ロール31
を上昇させて前置ロール31をプリカットプリプレグ6
より離間させる。すると、プリカットプリプレグ6は積
層ロール16に対し進入角度(αB)を形成して積層面
材料7に対して積層される。ここでプリカットプリプレ
グ6の積層ロール16に対する進入角度(αB)は大き
くなるので空気の巻込みによる気泡の発生が生じること
なくプリカットプリプレグ6は積層面材料7に対して積
層される。
【0017】なお、積層面材料7へ展着されたプリカッ
トプリプレグ6上へのプリカットプリプレグ6の積層時
も同様にしておこなわれる。
【0018】図4は、進入角度調整装置24に、前述の
前置ロール31と同程度の曲率を有する円弧形状のシュ
ー38を使用した場合を示すもので、このシュー38を
エアーシリンダ33により上下動させることにより前述
の進入角度調整装置24の前置ロール31と同様の作用
効果を得ることができる。
【0019】また、進入角度調整装置24に、前置ロー
ル31の上下位置をメカニカルストッパまたはサーボバ
ルブ等を使用して制御することにより積層条件に応じて
進入角度(α)を調節したり、積層面材料7が傾斜して
いても一定の進入角度(α)にしたりすることができ、
プリプレグ積層材の品質をより向上させることができ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるプリプ
レグの積層装置は、積層ロールの上流側に積層ロールに
対するプリカットプリプレグ先端部の進入角度を変化さ
せる進入角度調整装置を設けたので、積層ロールによる
積層時のプリカットプリプレグの進入角度に対しプリカ
ットプリプレグ先端部の進入角度を小さくしてプリカッ
トプリプレグの先端部の剥がれを防止し、積層面材料あ
るいはその上に展着されたプリカットプリプレグへの積
層を的確に行うことができる。
【0021】また、本発明のプリプレグの積層方法は、
積層ロールへのプリカットプリプレグ先端部の進入角度
を進入角度調整装置により積層時のプリカットプリプレ
グの進入角度より小さくして先端部を積層面材料あるい
はその上に展着されたプリカットプリプレグに押圧する
ので、先端部が離型紙から剥離してしわや折れを生じる
ことはない。また積層時には進入角度調整装置をプリカ
ットプリプレグより離間させ積層時の積層ロールへのプ
リカットプリプレグの進入角度をプリカットプリプレグ
先端部が積層ロールへ進入するときの進入角度より大き
くしてプリカットプリプレグを積層面材料あるいはプリ
カットプリプレグに展着するようにしたので、進入する
プリカットプリプレグと積層面材料あるいはプリカット
プリプレグとの間に空気を巻込むことはなく、したがっ
て、プリカットプリプレグに気泡やしわが発生すること
はないので、安定した品質のプリプレグ積層シートを得
ることができるなどの優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリプレグの積層装置の一実施例を示
す側面図。
【図2】本発明のプリプレグの積層装置による積層方法
を示す説明図。
【図3】本発明のプリプレグの積層装置による積層方法
を示す説明図。
【図4】進入角度調整装置の他の実施例を示す部分側面
図。
【図5】プリプレグの積層方法の工程を示す斜視図。
【図6】従来のプリプレグの積層装置の側面図。
【図7】プリカットプリプレグの進入角度と剥れの状態
を示す説明図。
【図8】プリカットプリプレグが剥離する状態を示す説
明図。
【図9】プリカットプリプレグに生じた気泡及びしわの
状態を示すプリカットプリプレグの斜視図。
【図10】プリカットプリプレグに生じた折れ曲がり部
の状態を示すプリカットプリプレグの斜視図。
【符号の説明】
6 プリカットプリプレグ 7 積層面材料 16 積層ロール 22 積層装置 23 積層ロール部 24 侵入角度調整装置 31 前置ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 9:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】離型紙に付着されたプリカットプリプレグ
    を離型紙から剥離しつつ積層ロールによりテーブルに載
    置された積層面材料に展着させるとともに、さらにその
    上にプリカットプリプレグを順次展着させるプリプレグ
    の積層装置において、積層ロールの上流側に積層ロール
    に対するプリカットプリプレグの進入角度を変化させる
    進入角度調整装置を設けたことを特徴とするプリプレグ
    の積層装置。
  2. 【請求項2】前記進入角度調整装置を上下動可能として
    積層ロールの支持台に設けたことを特徴とする請求項1
    記載のプリプレグの積層装置。
  3. 【請求項3】離型紙に付着されたプリカットプリプレグ
    を離型紙から剥離しつつ積層ロールによりテーブルに載
    置された積層面材料に展着させるとともに、さらにその
    上にプリカットプリプレグを順次展着させるプリプレグ
    の積層方法において、積層ロールへのプリカットプリプ
    レグ先端部が進入するときの進入角度を進入角度調整装
    置により積層時の積層ロールへのプリカットプリプレグ
    の進入角度より小さくしてプリカットプリプレグ先端部
    を積層ロールにより積層面材料あるいはその上に展着さ
    れたプリカットプリプレグに押圧したのち、進入角度調
    整装置をプリカットプリプレグより離間させて積層時の
    積層ロールのプリカットプリプレグの進入角度をプリカ
    ットプリプレグ先端部が積層ロールへ進入するときの進
    入角度より大きくし、プリカットプリプレグを積層面材
    料あるいはその上に展着されたプリカットプリプレグに
    展着することを特徴とするプリプレグの積層方法。
JP4240767A 1992-09-09 1992-09-09 プリプレグの積層装置及びその積層方法 Expired - Lifetime JPH07102574B2 (ja)

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JP5439225B2 (ja) 2010-02-26 2014-03-12 三菱重工業株式会社 プリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置
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JP6868433B2 (ja) * 2017-03-27 2021-05-12 株式会社Screenラミナテック 貼合装置および貼合方法

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