JPH10296763A - ハニカムコア用材料の成形方法 - Google Patents

ハニカムコア用材料の成形方法

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JPH10296763A
JPH10296763A JP9110994A JP11099497A JPH10296763A JP H10296763 A JPH10296763 A JP H10296763A JP 9110994 A JP9110994 A JP 9110994A JP 11099497 A JP11099497 A JP 11099497A JP H10296763 A JPH10296763 A JP H10296763A
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honeycomb core
prepreg
forming
molding
jigs
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Tetsuya Nakamura
哲也 中村
Makoto Nakajo
誠 中条
Katsuo Saito
勝男 斎藤
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Sakura Rubber Co Ltd
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Sakura Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】剛性の高い補強繊維を使用しても成形治具とプ
レス型によって容易に所望の波状に成形でき、ハニカム
コア用材料の成形方法を提供することにある。 【解決手段】複数本の角棒材2の長手方向の両端部相互
を連結部材3によって回動自在に連結した2枚の簾状の
成形治具1,1の間に、補強繊維からなるシートに熱硬
化性樹脂または熱可塑性樹脂をマトリックスとして含浸
させたプリプレグ7を挟み込み、前記プリプレグ7を前
記成形治具1,1とともにプレス型8によって加熱、加
圧した後、前記プリプレグ7を硬化させ、前記成形治具
1,1の形状に倣ったハニカムコア用材料を成形するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、プリプレグを波
状(凹凸)に成形してコア材を成形するハニカムコア用
材料の成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、軽量化並びに高強度化などの要請
で、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹
脂をマトリックスとしカーボン繊維やアラミド繊維或い
はガラス繊維等の強化材を加えたプリプレグの開発がめ
ざましく、これらプリプレグを用いた各種製品のニーズ
が非常に高まって来ている。
【0003】これに加えて、最近では、ナイロンやポリ
エーテルエーテルケトン(PEEK)などの熱可塑性樹
脂をマトリックスとした複合材製品のニーズも高まって
来ている。
【0004】特に、この種のプリプレグは軽量で高強度
の構造体製品を製作できる優れた特性を持つ素材である
から、航空宇宙分野等の極限的条件で用いられる各種部
材としては複合材が大きな力を発揮すると考えられる。
【0005】複合材構造体で用いられるハニカム構造の
コアとして熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂をマトリク
スとし、補強繊維として長繊維の炭素繊維強化プラスチ
ック(CFRP)を用いる場合、従来は台形状の凹凸の
ある型にプリプレグを積層してオートクレーブまたはプ
レス機などで硬化させる必要があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補強繊
維として長繊維の炭素繊維強化プラスチック(CFR
P)をコア材とすれば、強度、剛性の高いハニカム板が
できることは既知のことであるが、このコア材を作るた
めの波板の成形における型への仕込みまたは積層作業に
手間がかかるという問題があった。
【0007】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、剛性の高い繊維を含
むプリプレグであっても、簡単に任意の形状のハニカム
コア用材料を成形できるハニカムコア用材料の成形方法
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、複数本の角棒材の長手方
向の両端部相互を連結部材によって回動自在に連結した
2枚の簾状の成形治具の間に、補強繊維からなるシート
に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂をマトリックスとし
て含浸させたプリプレグを挟み込んでサンドイッチ構造
体とし、このサンドイッチ構造体を前記成形治具ととも
にプレス型によって加熱、加圧した後、前記プリプレグ
を硬化させ、前記成形治具の形状に倣ったハニカムコア
用材料を成形することを特徴とする。
【0009】請求項2は、請求項1の前記成形治具は、
断面形状が異なる第1の部材と第2の部材を平行状態に
交互に配置し、その長手方向の両端部相互を連結部材に
よって回動自在に連結したことを特徴とする。請求項3
は、請求項1の前記プリプレグは、炭素繊維強化プラス
チックであることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1〜図4は第1の実施形態を
示す。図1は成形治具1を示し、この成形治具1は複数
本の角棒材2と、これら角棒材2の長手方向の両端部相
互を連結する連結部材3とによって簾状に形成されてい
る。すなわち、角棒材2は、例えば断面が矩形状の平板
状の第1の部材2aと断面が三角形状の第2の部材2b
とが交互に平行に配置されている。
【0011】第1の部材2aと第2の部材2bは同一幅
で、同一長さに形成された金属またはセラミック材料に
よって形成されている。また、前記連結部材3は薄肉板
状で、一端部が枢支ピン4によって第1の部材2aの端
面に回動自在に連結され、他端部が枢支ピン4によって
第2の部材2bの端面に回動自在に連結されている。
【0012】したがって、成形治具1は、連結部材3が
枢支ピン4を支点として回動自在であることから折り畳
み可能であり、また巻回することも可能である。このよ
うに構成された成形治具1は、複数枚用意され、2枚の
成形治具1を重ねて結合することも可能であり、第1の
部材2aおよび第2の部材2bの端面にはコ字状の結合
部材5の両端部が係合される係合穴6が設けられてい
る。
【0013】また、図2に示す、7はハニカムコア材と
して使用するプリプレグであり、シートとしてのカーボ
ン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維等の補強
繊維からなる基布に熱可塑性樹脂をマトリックスとして
成形した平板状であるか、または熱可塑性樹脂を繊維状
にして基布に織り込んだものであるか、もしくは熱硬化
性樹脂をマトリックスとして含浸させて半硬化したも
の、のいずれかである。このプリプレグ7を前記2枚の
成形治具1によって挟み込み、サンドイッチ状態とす
る。そして、図1に示すように、2枚の成形治具1の第
1の部材2aと第2の部材2bとを互いに対向させた状
態で、連結部材5の両端部を第1の部材2aおよび第2
の部材2bの係合穴6に係合し、2枚の成形治具1を結
合する。
【0014】図3はプレス型8を示し、プレス上型9と
プレス下型10とから構成されている。プレス上型9と
プレス下型10には断面が三角形状の凹部11と台形状
の凸部12とが交互に連続して設けられ、凹部11は前
記第2の部材2bの頂部における角度と略同一に形成さ
れ、凸部12の頂部は第1の部材2aと略同一幅に形成
されている。そして、プレス上型9とプレス下型10は
凹部11と凸部12とが互いに対向するように設置さ
れ、プレス上型9は可動型としてプレス下型10は固定
型として形成されている。
【0015】次に、ハニカムコア用材料の成形方法につ
いて説明する。平板状のプリプレグ7を2枚の成形治具
1によって挟み込み、サンドイッチ状態とする。このと
き、2枚の成形治具1の第1の部材2aと第2の部材2
bとを互いに対向させた状態で、結合部材5の両端部を
第1の部材2aおよび第2の部材2bの係合穴6に係合
し、2枚の成形治具1を結合してサンドイッチ構造体1
3とする。
【0016】次に、サンドイッチ構造体13をプレス型
8のプレス上型9とプレス下型10との間に挿入する。
そして、サンドイッチ構造体13の下側に位置する成形
治具1の第1の部材2aをプレス下型10の凸部12
に、第2の部材2bをプレス下型10の凹部11に位置
すると、第1の部材2aと第2の部材2bが連結部材3
によって回動自在に連結されていることから、第1の部
材2aは凸部12に載置され、第2の部材2bは凹部1
1の内部に落ち込み、サンドイッチ構造体13が波状に
屈曲した状態となる。そして、サンドイッチ構造体13
の上側に位置する成形治具1の第1の部材2aをプレス
上型9の凸部12に、第2の部材2bをプレス上型9の
凹部11が対向する。
【0017】この状態で、サンドイッチ構造体13を加
熱するとともに、プレス上型9を下降してプレス下型1
0との間でサンドイッチ構造体13をプレス成形する
と、サンドイッチ構造体13はプレス上型9とプレス下
型10の形状に倣って成形される。ここで、熱可塑性樹
脂の場合にはサンドイッチ構造体13を冷却してプリプ
レグ7を硬化し、熱硬化性樹脂の場合には高温下で反応
が促進されて硬化する。
【0018】次に、硬化したサンドイッチ構造体13を
プレス型8から取り外し、結合部材5を取り外すと、プ
リプレグ7は2枚の成形治具1から分離され、図4に示
すように、山部14aと谷部14bとが交互に形成され
たハニカムコア用材料14が成形される。
【0019】図5および図6は第2の実施形態を示す。
本実施形態の成形治具15は、図5に示すように、複数
本の角棒材16と、これら角棒材16の長手方向の両端
部相互を連結する連結部材17とによって簾状に形成さ
れている。すなわち、角棒材16は断面が大形台形状の
第1の部材16aと断面が小形台形状の第2の部材16
bとが交互に平行に配置されている。そして、第1の部
材16aの台形状の傾斜角と第2の部材16bの台形状
の傾斜角は同一角度に形成され、第1の部材16aに第
2の部材16bを載置したとき1つの台形が形成される
ようになっている。
【0020】第1の部材16aと第2の部材16bは、
同一長さに形成された金属またはセラミック材料によっ
て形成されている。また、前記連結部材17は薄肉板状
で、一端部が枢支ピン19によって第1の部材16aの
端面に回動自在に連結され、他端部が枢支ピン19によ
って第2の部材16bの端面に回動自在に連結されてい
る。
【0021】したがって、成形治具15は、連結部材1
7が枢支ピン19を支点として回動自在であることから
折り畳み可能であり、また巻回することも可能である。
このように構成された成形治具15は、複数枚用意さ
れ、2枚の成形治具15を重ねて結合することも可能で
あり、第1の部材16aおよび第2の部材16bの端面
にはコ字状の結合部材20の両端部が係合される係合穴
21が設けられている。
【0022】図6はプレス型22を示し、プレス上型2
3とプレス下型24とから構成されている。プレス上型
23とプレス下型24はプレス面が平坦面23a,24
aに形成され、プレス上型23は可動型としてプレス下
型24は固定型として形成されている。
【0023】次に、ハニカムコア用材料の成形方法につ
いて説明する。平板状のプリプレグ7を2枚の成形治具
15によって挟み込み、サンドイッチ状態とする。この
とき、2枚の成形治具15の第1の部材16aと第2の
部材16bとを互いに対向させた状態で、結合部材20
の両端部を第1の部材16aおよび第2の部材16bの
係合穴21に係合し、2枚の成形治具15を結合してサ
ンドイッチ構造体25とすると、第1の部材16aと第
2の部材16bが連結部材18によって回動自在に連結
されていることから、第1の部材16aと第2の部材1
6bとによってサンドイッチ構造体2が波状に屈曲した
状態となる。
【0024】次に、サンドイッチ構造体25をプレス型
22のプレス上型23とプレス下型24との間に挿入
し、サンドイッチ構造体25をプレス下型24の平坦面
24aに載置する。この状態で、サンドイッチ構造体2
5を加熱するとともに、プレス上型22を下降してプレ
ス下型23との間でサンドイッチ構造体25をプレス成
形すると、サンドイッチ構造体25は第1の部材16a
と第2の部材16bの形状に倣って成形される。そし
て、サンドイッチ構造体25を冷却してプリプレグ7を
硬化したのち、サンドイッチ構造体25をプレス型22
から取り外し、結合部材22を取り外すと、プリプレグ
7は2枚の成形治具15から分離され、ハニカムコア用
材料が成形される。
【0025】なお、前記各実施形態においては、成形治
具として平板形状、三角形状あるいは台形状の角柱棒の
部材を組み合わせて簾形状としたが、部材の形状は前記
実施形態に限定されるものではなく、適宜変更可能であ
る。
【0026】また、補強繊維からなるシートとして基布
を用いて、この基布に熱可塑性樹脂をマトリックスとし
てプリプレグを形成したが、補強繊維を引きそろえたテ
ープに熱可塑性樹脂をマトリックスとしてプリプレグを
形成してもよい。
【0027】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、2枚の
簾状の成形治具の間に、補強繊維からなるシートに熱硬
化性樹脂または熱可塑性樹脂をマトリックスとして含浸
させたプリプレグを挟み込み、プリプレグを成形治具と
ともにプレス型によって加熱、加圧した後、プリプレグ
を硬化させ、成形治具の形状に倣ったハニカムコア用材
料を成形することにより、剛性の高い補強繊維を使用し
ても成形治具とプレス型によって容易に所望の波状(凹
凸)に成形でき、ハニカムコア用材料の成形作業の能率
向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態のハニカムコア用材
料の成形する成形治具を示し、(a)は斜視図、(b)
はA−A線に沿う断面図、(c)はB部を拡大した斜視
図。
【図2】同実施形態の2枚の成形治具とプリプレグのサ
ンドイッチ構造体の側面図。
【図3】同実施形態のプレス型によってサンドイッチ構
造体をプレスする様子を示す縦断側面図。
【図4】同実施形態によって得られたハニカムコア用材
料の斜視図。
【図5】この発明の第2の実施形態のハニカムコア用材
料の成形する成形治具を示し、(a)は斜視図、(b)
はC−C線に沿う断面図、(c)はD部を拡大した斜視
図。
【図6】同実施形態のプレス型によってサンドイッチ構
造体をプレスする様子を示す縦断側面図。
【符号の説明】
1…成形治具 2a…第1の部材 2b…第2の部材 7…プリプレグ 8…プレス型

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数本の角棒材の長手方向の両端部相互
    を連結部材によって回動自在に連結した2枚の簾状の成
    形治具の間に、補強繊維からなるシートに熱硬化性樹脂
    または熱可塑性樹脂をマトリックスとして含浸させたプ
    リプレグを挟み込んでサンドイッチ構造体とし、このサ
    ンドイッチ構造体を前記成形治具とともにプレス型によ
    って加熱、加圧した後、前記プリプレグを硬化させ、前
    記成形治具の形状に倣ったハニカムコア用材料を成形す
    ることを特徴とするハニカムコア用材料の成形方法。
  2. 【請求項2】 前記成形治具は、断面形状が異なる第1
    の部材と第2の部材を平行状態に交互に配置し、その長
    手方向の両端部相互を連結部材によって回動自在に連結
    したことを特徴とする請求項1記載のハニカムコア用材
    料の成形方法。
  3. 【請求項3】 前記プリプレグは、炭素繊維強化プラス
    チックであることを特徴とする請求項1記載のハニカム
    コア用材料の成形方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104175616A (zh) * 2014-09-16 2014-12-03 哈尔滨工业大学 类蜂窝复合材料夹芯板及其热压成型方法
CN115008669A (zh) * 2022-05-23 2022-09-06 如皋易塑复合新材料有限公司 一种瓦楞板模压成型设备及其模压工艺

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