JPH10258457A - 複合材料でできた薄型部品のコンフォメータを用いたブラダーによる成形方法 - Google Patents

複合材料でできた薄型部品のコンフォメータを用いたブラダーによる成形方法

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JPH10258457A
JPH10258457A JP10038423A JP3842398A JPH10258457A JP H10258457 A JPH10258457 A JP H10258457A JP 10038423 A JP10038423 A JP 10038423A JP 3842398 A JP3842398 A JP 3842398A JP H10258457 A JPH10258457 A JP H10258457A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重合化されたファイバと樹脂の複合材料でで
きた薄型部品（１）のブラダーによる成形方法であっ
て、前記部品（１）がコンフォメータ（２０）によって
得られる丸みのある頂点（６）においてアングルを有す
る方法を提案する。 【解決手段】 このような方法は、コンフォメータの空
気圧（１４）を受ける表面（２４）が凸型であり、この
表面（２４）上の法線がコンフォメータ（２０）の成形
用に丸みのある頂点（２２）に集中しているという点に
特徴がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、重合される樹脂マ
トリックスの中に含浸した補強ファイバシートで構成さ
れた複合材料でできた薄型部品の「バッグ型」と呼ばれ
る成形方法であって、詳細には、このような部品のアン
グルを加工するためにコンフォメータを使用する成形方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】「バッグ型」または「ブラダー型」と呼
ばれる成形方法は当業者に良く知られており、重合可能
なファイバ−樹脂の複合材料でできた薄壁面で構成され
た部品を成形するために使用される。この方法は、つく
りだされる部品の形状の成形表面を有する開放型を使用
する。重合可能な樹脂を含浸させたファイバシートを成
形表面に置き、これらのファイバシートを、場合によっ
ては結合組織及び型に対して気密性をもつブラダーまた
は「バッグ」で覆い、そのブラダー上に静定空気圧を加
え、全体を、一般的には加熱で行われる重合化サイクル
にかけるという方法である。
【０００３】部品は、丸みのある頂点に突出たアングル
を有することもある。この丸みを正確に形成するため
に、丸みの凹型表面にぴったり接するように、部品とブ
ラダーの間にコンフォメータを置く。コンフォメータ
は、通常、格子のような形状であり、成形される丸みの
凹み中及びその丸みの近くにおいて、部品の凹型表面に
ぴったり押し当てられる成形表面を有する固体である。
この成形表面は、部品の凹型表面と相補的な形状、つま
り凸型をしており、側部によって両側に伸びた丸みのあ
る頂点を有している。またこのコンフォメータは、空気
圧を受け、成形表面と反対側の表面を有している。空気
圧作用の下で、このコンフォメータは、成形表面に対し
て、樹脂が含浸されたファイバシートを押し返し、その
ようにして、部品のアングルにおいて正確に丸みを成形
することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この方法の欠点は、コ
ンフォメータの縁が部品に痕跡を残し、この部品上に粗
い厚みのでこぼこが生じ、結果的に強度が小さくなって
しまう点である。この欠点は、航空機においてはとりわ
け重大である。なぜなら、航空機の部品は非常に大きな
応力を加えられ、多くの場合、小さな許容範囲が義務づ
けられる輪郭を有するからである。
【０００５】この欠点を解消するために、縁が先細に面
取りされた柔軟エラストマでできたコンフォメータが使
用される。それによって、厚みのでこぼこは実質的に小
さくなるが、なくなるわけではない。それに加えて、高
強度樹脂は、高い重合化温度を必要とすることから、こ
のようなコンフォメータは、熱によって急速に劣化して
しまい、頻繁に取り替えなければならない。さらに、こ
れらのコンフォメータは、部品のアングルの中で位置決
めするのが難しい。それは、部品と接触する部分のコン
フォメータの表面が大きいことと、圧縮前のファイバや
クロスシートの量の多さに起因している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に、本発明は、圧力を受けるコンフォメータの面に、そ
の法線がコンフォメータの成形用の丸みのある頂点を通
るような凸型の輪郭を与えることを提案する。このよう
な輪郭は、圧縮力をコンフォメータの成形用頂点上に集
中させる結果をもたらす。圧縮力は、コンフォメータの
近くにもはや合力を発生させない。これらの合力はコン
フォメータを傾かせようとする傾向をもっている。この
ため、コンフォメータの縁は、可塑性のある状態の複合
材料の中にもはや入り込もうとせず、そのようにして、
部品の厚みの急激な破断を防ぐことができる。また圧力
を受けるコンフォメータの面を凸型の輪郭にすることに
よって、コンフォメータ上のブラダーの引っ張り応力を
なくす結果となり、それによって、コンフォメータを傾
かせ、さらに押し込もうとする傾向をなくすことができ
る。
【０００７】本発明の他の利点は、コンフォメータが部
品のアングルの中に自動的に位置決めされることにあ
る。
【０００８】このような結果は、コンフォメータの特殊
な形状によって得られることがわかる。好ましくは、樹
脂の重合化温度に耐えうる材料、たとえば、鋼鉄あるい
はアルミニウム合金のような堅固な金属合金によってコ
ンフォメータがつくられる。コンフォメータはもはや劣
化せず、したがって無限に再使用できる。
【０００９】本発明の特殊な実施の形態においては、静
定圧を受けるコンフォメータの面は、コンフォメータの
成形側部によって形成されるアングルの頂点上にほぼ中
心が位置する円弧形の輪郭を有するが、このような輪郭
は簡単につくりだされる。
【００１０】添付の図面を参照して、従来の技術による
成形方法を簡単に説明するとともに、本発明による方法
の実施例を詳細に説明することによって、本発明がより
よく理解され本発明の利点がより明らかになるだろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】最初に図１をみてみよう。つくり
だされる部品１は、ここには示されていない樹脂の中に
含浸されたファイバシート３で構成されている薄壁２を
有している。この樹脂は通常加熱で重合することができ
る。この部品１は、側壁２の側面４が凸型表面となり、
一方、それと反対側の側面５が凹型表面となるようにア
ングルを形成する。薄壁２は、ほぼ円弧の形に丸みのあ
る頂点６を有し、少なくとも丸み６の近くにおいては、
この丸み６はほぼ平らな側部７ａと７ｂによって両側に
伸びており、したがって、前記側部７ａと７ｂは、丸み
のある頂点６によってつながっている。
【００１２】部品１は、成形表面１１が、つくりだされ
る部品１の凸型表面４と相補的な形状をもつ型１０を用
いて得られる。そのため、成形表面１１に対して樹脂が
含浸されたファイバシート３を押し当て、含浸されたフ
ァイバシート３を、当業者によってよく知られているさ
まざまな結合組織１２と、さらに型１０に対して気密性
をもつブラダーまたは「バッグ」１３で覆い、さらに、
ブラダー１３の上に通常の圧縮力１５、すなわちブラダ
ー１３に垂直な圧縮力を発生させる静定空気圧１４を加
える。この空気圧１４は、型の表面１１に対して含浸さ
れたファイバシート３を押し当て、さらに含浸されたフ
ァイバシートを圧縮する結果をもたらす。この圧縮によ
って、部品１の厚みが２０から３０％小さくなる。この
空気圧１４は保たれるので、ほとんどの場合加熱で樹脂
が重合化される。
【００１３】部品１の丸み６を正確に成形するために、
コンフォメータ２０を、結合組織１２の下で、部品１と
ブラダー１３との間に挟むことが必要となる。このコン
フォメータ２０は、部品１のアングルにおいて凹型表面
５に対して相補的な形状をもつ成形表面２１を有し、し
たがってこの成形表面２１は、成形用の側部２３ａと２
３ｂによって両側に伸びている成形用丸み２２を有して
いる。コンフォメータはまた、空気圧１４を受け、成形
表面２１と反対側の表面２４を有している。成形表面２
１と圧力を受ける表面２４は、コンフォメータ１の縁２
５ａと２５ｂにおいて合流する。このようにして、空気
圧１４の作用の下に、コンフォメータ２０は、部品１の
丸み６と、この丸み６を延長する側部７ａと７ｂのレベ
ルで、含浸されたファイバシート３の中に楔のように押
し込まれる。その結果、この丸み６とその近くの側部７
ａと７ｂに、望ましい形状を与えることができる。
【００１４】しかしながら、コンフォメータの縁２５ａ
と２５ｂの近くに加えられる圧縮力１５の作用の下で、
このコンフォメータ１は、広がり及び／または傾こうと
し、その結果、その縁２５ａと２５ｂは、部品１の中に
入り込みそこに痕跡を残そうとする。圧力２４を受ける
表面に凹型の形状を与え、コンフォメータ２０の縁２５
ａと２５ｂを、非常に先の細い面取りされた翼部２６ａ
と２６ｂによって伸長させ、コンフォメータ１をそれ自
体柔軟なエラストマでつくりだすことによってこの不都
合が解消される。こうした措置によって部品上の痕跡は
減るが、完全になくすことはできない。それに加えて、
使用される材料のために、このようなコンフォメータ
は、部品１の重合化に必要な温度の上昇によって急激に
破壊される。
【００１５】ここで、図２をみてみよう。上述の説明
は、本発明に固有の以下のエレメントを除けばあらゆる
点で適用される。本発明の対象となる方法のこの実施の
形態においては、圧力を受ける表面２４が、成形側部２
３ａと２３ｂによって形成されるアングルの頂点２７上
に中心が位置する凸型円弧の形の輪郭を有するコンフォ
メータ２０を使用する。このようにして、圧縮力１５
は、頂点２７上に集中し、もはやコンフォメータ１を傾
けさせない。このコンフォメータ１は、アルミニウムで
できており、無限に再使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術を用いた方法によるコンフォメータ
の使用を表す図である。
【図２】本発明の対象となる方法によるコンフォメータ
の使用を表す図である。
【符号の説明】
１ 薄型部品 ６、２２ 頂点 １４ 空気圧 ２０ コンフォメータ ２４ 表面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複合材料でできた薄型部品のコンフォメ
    ータを用いたブラダーによる成形方法であって、前記部
    品（１）が、丸みのある頂点（６）によって互いにつな
    がっている二つの側部（７ａ、７ｂ）を有する薄壁面
    （２）で構成されたアングルを形成し、前記薄壁面
    （２）が、凸型表面（４）と凹型表面（５）を有し、前
    記材料が、樹脂の中に含浸されたファイバシート（３）
    でできており、前記方法が、前記凸型表面（４）の形状
    をもつ型（１０）とコンフォメータ（２０）を使用し、
    前記コンフォメータ（２０）が、部品（１）のアングル
    において前記凹型表面（５）の形状をもつ成形表面（２
    １）を有し、前記成形表面（２１）が、頂点のアングル
    （２７）と、ブラダー（１３）を介して静定空気圧（１
    ４）を受ける表面（２４）を形成する二つの成形側部
    （２３ａ、２３ｂ）によって両側に伸びている成形用の
    丸みのある頂点（２２）を有し、前記の静定空気圧（１
    ４）が、圧力を受ける表面（２４）において圧縮力（１
    ５）を生じ、さらにコンフォメータ（２０）の圧力を受
    ける表面（２４）は凸型であり、前記の成形用の丸みの
    ある頂点（２２）上に圧縮力（１５）を集中させるよう
    に、前記表面（２４）上の法線がコンフォメータ（２
    ０）の成形用の丸みのある頂点（２２）を通ることを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】 コンフォメータ（２０）が堅固な金属合
    金でできていることを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 圧力を受ける表面（２４）が、成形側部
    （２３ａ、２３ｂ）によって形成されたアングルの頂点
    （２７）上に中心が位置している円弧の形の輪郭を有す
    ることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
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