JPH11216740A - 積層した強化繊維材による凸形状製品の製作方法 - Google Patents

積層した強化繊維材による凸形状製品の製作方法

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JPH11216740A
JPH11216740A JP10032340A JP3234098A JPH11216740A JP H11216740 A JPH11216740 A JP H11216740A JP 10032340 A JP10032340 A JP 10032340A JP 3234098 A JP3234098 A JP 3234098A JP H11216740 A JPH11216740 A JP H11216740A
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JP
Japan
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reinforcing fiber
laminated
mold
fiber materials
fiber material
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JP10032340A
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English (en)
Inventor
Kenichi Yanagisawa
健一 柳沢
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層した強化繊維材を一度に変形して成形型
内にセットするとき、繊維の方向が異なる強化繊維材の
層間で動きが影響しあわないようにする。 【解決手段】 テーブル4に成形型1の雌型1bを支持
させる。雌型1bを覆うように強化繊維材2を積層す
る。繊維の方向が異なるように強化繊維材2を積層する
ときに、ドーナツ状に成形した隔離シート7を、強化繊
維材2間の周辺部に挟み込む。強化繊維材2の周辺部を
押えて雄型1aを押し下げ、積層した強化繊維材2を一
度に変形して成形型1内にセットする。繊維の方向が異
なる強化繊維材2の層間に隔離シート7が挟んであるの
で、1つの層の動きが他の層の動きに影響することがな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は必要枚数の強化繊維
材を積層して一度に変形させてジェットエンジンのノー
ズコーンの如きコーン形状の製品やドーム形状の製品等
のような凸形状の製品を雄雌の成形型内で製作するよう
にする積層した強化繊維材による凸形状製品の製作方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】FRP(繊維強化複合材)は、軽量で且
つ強度が高いことから、航空機や船舶、自動車等の構造
材料や防蝕被覆材料として広く用いられている。
【0003】上記FRPは、強化繊維材を繊維の方向が
互いに異なるように積層し、樹脂を含浸させた後、硬化
させて成形されるものであるが、ジェットエンジンのノ
ーズコーンの如きコーン形状をした製品やドーム形状を
した製品のように凸形状をなしている製品を製作すると
きにも、かかる製品の構造材料として上記FRPが用い
られている。
【0004】従来、上記ジェットエンジンのノーズコー
ンの如きコーン形状の製品を製作する場合は、図5
(イ)のように、予めコーン状に形成された雄型(内
型)1aの外表面に、繊維2aが縦と横に配すように成
形されている強化繊維材2を図5(ロ)に示すように繊
維2aの方向が互いに異なるように貼り付けて必要枚数
の強化繊維材2を積層させ、次いで、その外側に、上記
雄型(内型)1aと対をなすよう内面をコーン状に形成
してなる雌型(外型)1bを被せて、雄型1aと雌型1
bとからなる成形型1内に、積層して所要厚さとした強
化繊維材2を挾持させてセットさせるようにし、しかる
後、上記雄型1aと雌型1bとの間より強化繊維材2の
層中に樹脂3を注入して含浸させ、その後、成形型1を
炉内に入れて加熱することにより上記樹脂を硬化させて
各層の強化繊維材2を一体とするようにし、雄型1aと
雌型1bとを離してFRP積層板によるコーン状の製品
を作るようにすることが行われていた。
【0005】しかし、上記従来の方法は、雄型1aの表
面に強化繊維材2を一枚一枚貼り付ける作業となるの
で、必要枚数の強化繊維材2を貼る作業に多くの時間が
かかると共に、貼り付けるときに層間に段差が生じない
ようにするための注意が必要となる。
【0006】そのため、最近では、所要大きさに切断し
た強化繊維材を、繊維の方向が異なるように平面状に重
ね合わせるようにして必要枚数積層し、これをコーン状
又はドーム状の如き凸形状製品の形状に一度に変形させ
るようにして製品を製作する方法が提案されている。
【0007】すなわち、図6に一例を示す如く、内面を
コーン状に形成した雌型1bを、テーブル4に設けた孔
5に上方より嵌合させて上方へ開放するように支持さ
せ、該テーブル4上の雌型1bの直上方位置に、外形を
コーン状にした雄型1aを下向きに設置して、図示しな
い加圧装置にて下降させられて雌型1b内に入るように
した成形型1が設置され、上記テーブル4上に、必要枚
数の強化繊維材2を繊維の方向を変えて積層したものを
載せて、雌型1bの上方にセットすると共に、積層した
強化繊維材2の周辺部を錘り6で押えるようにし、次
に、上方に位置する雄型1aを押し下げて、上記水平状
態に積層した強化繊維材2の中央部を、該雄型1aの下
端で押すことにより、該積層した強化繊維材2を目的と
するコーン状の製品の形状に一度に変形させながら成形
型1内にセットさせるようにし、しかる後、成形型1を
型締めして該成形型1内の強化繊維材2に図5(ハ)と
同様に樹脂3を注入して含浸させた後、加熱し、樹脂を
硬化させて各層の強化繊維材2を一体に接着させ、離型
をして、FRP積層板によるコーン状の製品を製作する
方法が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記必要枚
数積層した強化繊維材を、凸形状の製品に合わせた雄型
1aと雌型1bとからなる成形型1内に一度に変形して
セットさせるようにするとき、積層された強化繊維材2
は、雄型1aの先端で押されてコーン状に変形される際
に、繊維の方向がコーン状の先端方向に延びている部分
では強化繊維材自体の伸びがないのに対し、それ以外の
ところでは強化繊維材は伸びることができる。そのた
め、テーブル4で積層した強化繊維材2の周辺部を錘り
6で押えた状態で該積層した強化繊維材2の中央部を押
して変形させると、図7に示す如く、強化繊維材2の伸
びがないところ(A部)では強化繊維材自体は成形型1
内に引き込まれる動きをし、一方、強化繊維材2の伸び
るところ(B部)では、縦方向の繊維2aと横方向の繊
維2aが正方形の状態から菱形の状態に変形して強化繊
維材2は伸びることによって成形型1内に引き込まれる
ことが少なく、周辺部の動きは少ないものとなる。した
がって、繊維2aの方向が異なる強化繊維材2の層間で
は、上記強化繊維材2自体の周辺部が重なり合っている
部分で異なる変化をするので、1つの層の動きが他の層
の動きに影響を及ぼし、層間で互いに接触し合う強化繊
維材同士の動きが影響し合って、目的とする製品の形状
に変化する際に別の層の強化繊維材の動きの影響で上記
伸びて成形型1内に引き込まれない部分(B部)の強化
繊維材に皺が発生するという問題が判明した。
【0009】積層した強化繊維材を変形させて成形型1
内にセットするときに、強化繊維材2に皺が発生する
と、強化繊維材2の層間に隙間が出来たり、繊維が目的
方向に変化しなかったり、又、段差が出来て接着が不充
分になる問題がある。
【0010】そこで、本発明は、コーン状、ドーム状の
如き凸形状の製品を、強化繊維材を積層して一度に変形
させて作るようにする方法において、強化繊維材を積層
して一度に変形させて成形型内にセットさせるときに、
繊維の方向が異なる強化繊維材の層間での互いに異なる
動きがあっても強化繊維材に皺が発生することがないよ
うにしようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、必要枚数の強化繊維材を繊維の方向が異
なるように積層して、内面を凸形状の製品の外形のよう
にした雌型の上方位置に配置して周辺部を押え、次いで
雄型を下降させて上記積層された強化繊維材の中央部を
押して変形させながら、雄型と雌型よりなる成形型内に
セットさせ、しかる後、樹脂を注入して含浸させた後、
加熱により硬化させて強化繊維材同士を接着させ、製品
を製作するようにする積層した強化繊維材による凸形状
製品の製作方法において、上記必要枚数の強化繊維材を
繊維の方向が異なるように積層して成形型内にセットす
る際に隔離シートを、繊維の方向が異なる層間の周辺部
に挟み込んで積層させるようにする構成を有する方法と
し、又、隔離シートをドーナツ状のものとして用いるよ
うにする。
【0012】強化繊維材を積層して行くとき、繊維の方
向が異なるように強化繊維材を積層する場合、ドーナツ
状の隔離シートを、強化繊維材の周辺部に挟み込むよう
にすると、繊維の方向が異なる強化繊維材の層間で互い
の動きが隔離シートで隔離されて影響し合うことがなく
なる。したがって、各層ごとに強化繊維材は目的とする
製品の形状に変形するとき、他の層の強化繊維材の動き
に影響されることがなくて、互いに円滑な動きが得ら
れ、必要枚数積層した強化繊維材が無理なく一度に変形
させられて皺を生じることなく成形型内にセットできる
ようになる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0014】図1乃至図4は本発明の実施の一形態を示
すもので、図6に示した従来の方法と同様に、雄型1a
と雌型1bよりなる成形型1内に積層した強化繊維材2
を一度に変形させてセットした後、樹脂を注入し、更に
炉内で加熱して硬化させ、層状の強化繊維材を接着し
て、凸形状のFRP積層板製の成形品を作り、離型後、
製品として取り出すようにする凸形状の製品の製作方法
において、テーブル4上にセットされた雌型1bの上方
にて必要枚数の強化繊維材2を所要枚数ごと繊維2aの
方向を異にするように積層して雌型1b上に載置させ、
次いで、雄型1aで上方から一気に変形して成形型1内
にセットすることによりコーン状に成形する際に、繊維
2aの方向が異なるように積層した強化繊維材2の層間
で互いに異なる動きの影響を受けないようにするため
に、必要枚数の強化繊維材2を水平状態に雌型1bの上
方位置に積層するときに、繊維の方向を変えて積層する
ような場合に、既に積層された強化繊維材2の上面に、
図2、図3のように雄型1aの最大外径や雌型1bの最
大内径よりもやや大きい内径としたドーナツ状のポリエ
チレンの如き隔離シート7を重ねるように積層させた
後、その上に繊維の方向を変えた強化繊維材2を重ねて
積層するようにし、上記繊維の方向が異なる層間に隔離
シート7が挟み込まれて層間を隔離し、強化繊維材2が
目的とする形状に変化するときの動きを他層の強化繊維
材2の動きに影響させないようにする。
【0015】上記のように、繊維の方向が異なって互い
に異なった形状に変化するような強化繊維材の層間に、
ドーナツ状の隔離シート7を挟み込みながら図1、図2
のように強化繊維材2を必要枚数積層すると、その周辺
部に錘りを載せる等、或る程度の荷重をかけて周辺部を
押えてから、雄型1aを押し下げて、図3のように積層
した多数枚の強化繊維材2を、雄型1aと雌型1bから
なる成形型1で目的とする製品の形状に一度に変形させ
る。この際、繊維の方向が異なる強化繊維材2の層間
は、隔離シート7で隔離されているので、繊維の方向が
異なる強化繊維材の層ごとに強化繊維材が目的とする製
品の形状に変化するときの動きが、他の層に影響するこ
となく、図4のように伸びるところと伸びないところの
動きが円滑に行われることになる。これにより積層に必
要な枚数の強化繊維材が無理なく一度に変形されて成形
型1内にセットできるようになる。
【0016】図3のように、積層した強化繊維材が成形
型1内にセットされると、雄型1aを図示しない押え板
で押えて型締め後、成形型内の積層強化繊維材中に樹脂
を注入して含浸させた後、加熱して、樹脂を硬化させて
強化繊維材を一体としたFRP積層材による製品化を図
るようにする。
【0017】離型後、成形品を取り出すと、隔離シート
7の内径部に沿い強化繊維材の周辺部を切断して製品と
するようにする。
【0018】なお、図では、便宜上少数枚の強化繊維材
2を積層した状態を示したが、実際には数十枚程度の強
化繊維材を積層させるものであり、複数枚の強化繊維材
ごとに繊維の方向を異にするように積層して、その間に
隔離シート7を挟み込むようにするものであること、
又、雄型1aと雌型1bとからなる成形型1を、コーン
状にして、コーン状の製品を成形する場合について例示
したが、ドーム状その他凸形状の製品を成形する場合に
は、それに対応した形状の成形型を用いるようにすれば
よいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々変更を加え得ることは勿論である。
【0019】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の積層した強化
繊維材による凸形状製品の製作方法によれば、成形しよ
うとする凸形状の製品に合わせた雄型と雌型よりなる成
形型により、必要枚数積層した強化繊維材を一度に変形
させた後、樹脂を注入し、加熱して硬化させて、各強化
繊維材を接着して製品とする場合に、上記強化繊維材を
積層して行くときに繊維の方向が異なる層間の周辺部
に、ドーナツ状の隔離シートを挟み込むようにするの
で、繊維の方向が異なる強化繊維材の層間に挟み込んだ
隔離シートにより層間で互いの動きが影響しあわなくな
って各層ごとに目的の製品の形状への変形が無理なく円
滑に行われることになり、各層の強化繊維材に皺が発生
することを防止することができ、必要枚数を積層した強
化繊維材を一度に変形して成形型内にセットできるよう
になり、装置化することが可能になる、という優れた効
果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の概略を示す切断側面図
である。
【図2】図1のII−II矢視図である。
【図3】図1の状態から強化繊維材を成形型内にセット
した状態を示す切断側面図である。
【図4】図3の平面図である。
【図5】強化繊維材を積層してコーン状の製品を成形す
る従来の方法を示すもので、(イ)は雄型の側面図、
(ロ)は雄型の表面に強化繊維材を繊維の方向が異なる
ようにして積層した状態の側面図、(ハ)はその外側に
雌型を被せて強化繊維材を成形型内にセットした状態の
切断側面図である。
【図6】図5に代る方法として、必要枚数積層した強化
繊維材を一度に変形して雄型と雌型の成形型内にセット
する場合の変形前と変形途中を示す切断側面図である。
【図7】図6の状態から強化繊維材を変形させて成形型
内にセットしたときの強化繊維材の動きを示す平面図で
ある。
【符号の説明】
1 成形型 1a 雄型 1b 雌型 2 強化繊維材 2a 繊維 3 樹脂 4 テーブル 7 隔離シート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 必要枚数の強化繊維材を繊維の方向が異
    なるように積層して、内面を凸形状の製品の外形のよう
    にした雌型の上方位置に配置して周辺部を押え、次いで
    雄型を下降させて上記積層された強化繊維材の中央部を
    押して変形させながら、雄型と雌型よりなる成形型内に
    セットさせ、しかる後、樹脂を注入し、加熱により樹脂
    を硬化させて強化繊維材同士を接着させ、製品を製作す
    るようにする積層した強化繊維材による凸形状製品の製
    作方法において、上記必要枚数の強化繊維材を繊維の方
    向が異なるように積層して成形型内にセットする際に隔
    離シートを、繊維の方向が異なる層間の周辺部に挟み込
    んで積層させるようにする構成を有することを特徴とす
    る積層した強化繊維材による凸形状製品の製作方法。
  2. 【請求項2】 隔離シートを、中央部分を切り抜いてド
    ーナツ状にして、強化繊維材の周辺部に挟み込ませるよ
    うにした請求項1記載の積層した強化繊維材による凸形
    状製品の製作方法。
JP10032340A 1998-01-30 1998-01-30 積層した強化繊維材による凸形状製品の製作方法 Pending JPH11216740A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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