JPS61144332A - Molding device of fiber reinforced plastic - Google Patents
Molding device of fiber reinforced plasticInfo
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- JPS61144332A JPS61144332A JP59267099A JP26709984A JPS61144332A JP S61144332 A JPS61144332 A JP S61144332A JP 59267099 A JP59267099 A JP 59267099A JP 26709984 A JP26709984 A JP 26709984A JP S61144332 A JPS61144332 A JP S61144332A
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- cfrp
- pressure tank
- pressurizing
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は、繊維強化プラスチツク製回転体の成形装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a molding device for a rotating body made of fiber-reinforced plastic.
[発明の技術的背景]
一般に回転体を回転させた場合、遠心力により回転体に
フープ応力(円周方向応力)δIが発生する。このフー
プ応力δIは一般に
δa−(77g )・■2 ・・・・・・・・・(1
)ただし、γ:回転体材料の比重量
g=重力加速度
V二回転体の周速
で表される。[Technical Background of the Invention] Generally, when a rotating body is rotated, hoop stress (circumferential stress) δI is generated in the rotating body due to centrifugal force. This hoop stress δI is generally δa-(77g)・■2 ・・・・・・・・・(1
) However, γ: specific weight of the rotating body material g=gravitational acceleration V; expressed as the circumferential speed of the rotating body.
また、回転体材料の引張強度δBが決定されれば、回転
体の限界周速Vcは
Vc=gB/γ ・Sf ・・・・・・(2)ただし
、S「:安全係数
で表される。In addition, if the tensile strength δB of the rotating body material is determined, the critical circumferential speed Vc of the rotating body is Vc = gB/γ ・Sf (2) where S': is expressed as a safety factor. .
しかして、回転体の周速を増加させたとき、フープ応力
δIは、周速の2乗に比例して増加する。Therefore, when the circumferential speed of the rotating body is increased, the hoop stress δI increases in proportion to the square of the circumferential speed.
この場合、回転体材料の安全性の面からδB〉δIであ
ることが要求される。δB〉δ−の条件が満足できない
場合には材料の選択が必要となり、最近、比強度(δe
/γ)の大きい繊維強化プラスチック(以下FRPと記
す)、特に炭素m帷強化プラスチック(以下CFRPと
記す)が使用される傾向にある。In this case, from the viewpoint of safety of the rotating body material, it is required that δB>δI. If the condition of δB〉δ− cannot be satisfied, it is necessary to select a material, and recently, specific strength (δe
/γ) There is a tendency to use fiber reinforced plastics (hereinafter referred to as FRP), particularly carbon fiber reinforced plastics (hereinafter referred to as CFRP).
そしてFRP製回転回転体はその構成要素を成形する方
法としては一般にオートクレーブ法、プレス法、フィラ
メントワインディング法(F、 W法)客種々の方法が
用いられている。Various methods are generally used to mold the components of the FRP rotary body, including an autoclave method, a press method, and a filament winding method (F, W method).
第3図によって従来のFRP成形装置を説明する。なお
、第3図は装置の概略的断面図である。A conventional FRP molding apparatus will be explained with reference to FIG. Note that FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the device.
第3図に示すFRP成形装置1は、加圧タンク2と、こ
の加圧タンク2の内部を加圧するために加圧タンク2に
接続された加圧装置3と、加圧タンク2の内の温度を上
昇させるために加圧タンク2に接続された加温装置8と
から構成されている。The FRP molding apparatus 1 shown in FIG. 3 includes a pressure tank 2, a pressure device 3 connected to the pressure tank 2 for pressurizing the inside of the pressure tank 2, and It consists of a heating device 8 connected to the pressurized tank 2 to raise the temperature.
そして加圧タンク2の内部にはFRP被成形体としてた
とえば回転円筒7が図示してない支持体上に置かれてい
る。Inside the pressurized tank 2, a rotary cylinder 7, for example, as an FRP molded object is placed on a support (not shown).
[背景技術の問題点]
上記FRPの成形としてはオートクレーブ、プレス、フ
ィラメント・ワインディング等種々の方法を利用した装
置が用いられているが、いずれもFRPのマトリックス
として用いられる熱硬化性樹脂に熱を加えてマトリック
スを硬化させる方法として熱風、電気ヒータのようない
わゆる外部加熱が用いられている。しかしながら熱は・
、物体の表面から内部へと熱伝導によって伝達されるの
で、FRP特に熱硬化性樹脂のような熱伝導率の低い物
体の場合には深部まで熱が到達するのに長時間の加熱を
必要とする欠点があった。[Problems in the background art] Equipment using various methods such as autoclaves, presses, and filament winding are used to mold the above-mentioned FRP, but all of them involve applying heat to the thermosetting resin used as the matrix of FRP. In addition, so-called external heating such as hot air or electric heaters is used to harden the matrix. However, the heat...
, because heat is transferred from the surface of an object to the inside by conduction, so in the case of FRP, especially objects with low thermal conductivity such as thermosetting resin, it takes a long time for the heat to reach the deep part. There was a drawback.
また実際に成形するためには加熱と同時にある温度に達
した状態で加圧する必要もある。この事から従来のよう
な外部加熱を用いると特に肉厚が厚い部分では成形品の
内部の温度が均一に上昇しないため加圧のタイミングが
難しく所定の設計条件を満足できない恐れがあった。Furthermore, in order to actually form the material, it is necessary to heat it and at the same time apply pressure after reaching a certain temperature. For this reason, when conventional external heating is used, the internal temperature of the molded product does not rise uniformly, especially in thick parts, making it difficult to apply pressure at the right time, and there is a risk that predetermined design conditions may not be satisfied.
[発明の目的コ
本発明は以上の事情を鑑みてなされたもので、その目的
は繊維強化プラスチック(FRP)製、特にCFRP製
回転体の成形において、マトリックスである熱硬化性樹
脂を加熱硬化させるように成形品内部の温度が短時間で
均一に上昇する様にしかつ加圧のタイミングがとりゃす
いFRP成形装置を提供することにある。[Purpose of the Invention] The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to heat and harden the thermosetting resin that is the matrix in the molding of a rotating body made of fiber reinforced plastic (FRP), especially CFRP. It is therefore an object of the present invention to provide an FRP molding apparatus that allows the temperature inside the molded product to rise uniformly in a short time and allows the timing of pressurization to be adjusted.
[発明の概要]
上記目的を達成するために本発明は繊維強化プラスチッ
クの被成形体を挿入する加圧タンクと、この加圧タンク
内部を加圧する加圧装置と、この加圧タンクの内部に高
周波を発生させるために加圧タンクの外に配置された発
振器と、前記被成形体をはさみ込むように対向して設け
られた一対の電極と、この電極に電圧を印加し附勢する
発振器と、この発振器と電極を接続するケーブルとから
なることを特徴とする。この発明によればCFRP製の
被成形体が内部発熱するため短時間で均一加熱できる。[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a pressurizing tank into which a fiber-reinforced plastic molded object is inserted, a pressurizing device that pressurizes the inside of this pressurizing tank, and a pressurizing device that pressurizes the inside of this pressurizing tank. an oscillator disposed outside the pressurized tank to generate high frequency; a pair of electrodes provided facing each other so as to sandwich the object to be molded; and an oscillator that applies voltage to the electrodes to energize them. , is characterized by consisting of a cable connecting the oscillator and the electrodes. According to this invention, since the CFRP molded object generates internal heat, it can be uniformly heated in a short time.
また、局部的に加熱成形できるため他の部分に影響を及
ぼすことなく効率的に成形できると同時に熱硬化性樹脂
を用いた接着も可能になる。In addition, since it can be locally heated and molded, it can be efficiently molded without affecting other parts, and at the same time it can be bonded using a thermosetting resin.
〔発明の実施例]
以下第1図を参照して本発明に係るFRP成形装置の一
実施例を説明する。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the FRP molding apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG.
第1図に示すCFRP成形装@10は、加圧タンクと、
この加圧タンク2内部を加圧するための加圧タンク2に
接続された加圧装置3と、前記加圧タンク2内に設けた
被成形体7をはさみ込む一対の電極6と、この電極6に
高周波を発生する発振器4と、この発振器4と電極6を
接続するケーブル5とから構成されている。そして対向
して配置された一対の電極6の間にはCFRP被成形体
としての回転円筒10が図示してない支持体上に置かれ
ている。The CFRP molding equipment @10 shown in FIG. 1 includes a pressurized tank,
A pressurizing device 3 connected to the pressurizing tank 2 for pressurizing the inside of the pressurizing tank 2, a pair of electrodes 6 that sandwich the molded object 7 provided in the pressurizing tank 2, and the electrodes 6 It consists of an oscillator 4 that generates a high frequency wave, and a cable 5 that connects the oscillator 4 and an electrode 6. A rotating cylinder 10 as a CFRP molded body is placed on a support (not shown) between a pair of electrodes 6 arranged opposite to each other.
次に本発明の基礎となる高周波誘電加熱の原理について
説明する。誘電物質(絶縁物)を構成する多くの分子は
、正負等量の電荷を持つ電気的双極子の集合体と考えら
れる。Next, the principle of high frequency dielectric heating, which is the basis of the present invention, will be explained. Many molecules that make up dielectric materials (insulators) can be thought of as a collection of electrical dipoles with equal amounts of positive and negative charges.
第2図に示すように高周波電場内に誘電物質を入れると
高周波電圧は周期的にその極性がかわるので、誘電物質
の各分子は反転運動を起こし、隣り合った分子相互間の
衝突摩擦によって内部発熱する。As shown in Figure 2, when a dielectric material is placed in a high-frequency electric field, the high-frequency voltage changes its polarity periodically, causing each molecule of the dielectric material to undergo a reversal motion, causing internal friction between adjacent molecules. I get a fever.
誘電加熱によって被加熱体中に単位体積あたり毎秒発生
する熱ff1Pvは次式で示される。The heat ff1Pv generated per unit volume per second in the heated object by dielectric heating is expressed by the following equation.
Pv=(5/ 9)r ・ε−tanδ(V/d)2x
10” (W/C1l’)
[: 発振周波数(M Hz )
ε: 被加熱体の誘電率(−)
tanδ 被加熱体の誘電正接(−)
V 印加電圧 (V)
d 電極間隔 (am)
また、高周波誘電加熱は別名内部加熱と呼ばれ被成形体
のCFRP自体が発熱する加熱方式であるためである。Pv=(5/9)r ・ε-tanδ(V/d)2x
10"(W/C1l') [: Oscillation frequency (MHz) ε: Dielectric constant of heated object (-) tan δ Dielectric loss tangent of heated object (-) V Applied voltage (V) d Electrode spacing (am) Also This is because high frequency dielectric heating is also called internal heating and is a heating method in which the CFRP itself of the molded object generates heat.
次にこのFRP成形装置10の作用について説明する。Next, the operation of this FRP molding apparatus 10 will be explained.
発振器4から発振した高周波は、ケーブル5を介した電
極6で高周波電場を発生する。そして電極6の間に置か
れたCFRP被成形体7には、上記原理により発熱し、
CFRP被成形体7を構成する熱硬化性樹脂が硬化する
のに最適な温度(たとえば160℃)になった時点で加
圧装置3を用いて電極6およびCFRP被成形体7を内
部に含む加圧タンク2内を加圧(たとえば7 kQ/
cd 90分)して成形する。The high frequency oscillated from the oscillator 4 generates a high frequency electric field at the electrode 6 via the cable 5. The CFRP molded body 7 placed between the electrodes 6 generates heat according to the above principle.
When the thermosetting resin constituting the CFRP molded object 7 reaches the optimum temperature (for example, 160° C.) for curing, the pressurizing device 3 is used to press the electrode 6 and the CFRP molded object 7 inside. Pressurize the inside of the pressure tank 2 (for example, 7 kQ/
cd 90 minutes) and shape.
このようなCFRP成型装置1を用いることによりCF
RP被成形体7自体が発熱するため加圧のタイミングを
失うことがなく均一な製品を製作することが可能である
。By using such a CFRP molding device 1, CF
Since the RP molded body 7 itself generates heat, it is possible to manufacture a uniform product without losing the timing of pressurization.
また、必要部のみを局部的に加熱、加圧し成形および接
着することも可能である。It is also possible to locally heat and press only the necessary parts to form and bond them.
[発明の効果コ
以上詳述したように本発明によれば以下に述べる効果を
有する。[Effects of the Invention] As detailed above, the present invention has the following effects.
(1)CFRP成形時、短時間に均一にCFRP被成形
体が内部発熱するため加圧のタイミングが取りやすく均
一なCFRPを成形するができると同時に成形のスピー
ドアップを計ることができる。(1) During CFRP molding, the CFRP molded body internally generates heat uniformly in a short period of time, making it easy to time the pressurization and molding uniform CFRP, and at the same time speeding up the molding.
(2)CFRPを局部的に加熱することもできるため効
率的に成形および接着も可能である。(2) Since CFRP can be locally heated, efficient molding and bonding are possible.
第1図は本発明に係るFRP成形装置の一実施例を示す
概念的断面図、第2図は本発明の基本となる高周波誘電
加熱の原理を示す模式図、第3図は従来のFRP成形装
置を示す概念的断面図である。
1.10・・・FRP成形装置
2・・・・・・・・・・・・加圧タンク3・・・・・・
・・・・・・加圧装置
4・・・・・・・・・・・・発振器
5・・・・・・・・・・・・ケーブル
6・・・・・・・・・・・・電極
7・・・・・・・・・・・・CFRP被成形体8・・・
・・・・・・・・・加温装置
代理人弁理士 須 山 佐 −
第1図Fig. 1 is a conceptual cross-sectional view showing an embodiment of the FRP molding apparatus according to the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram showing the principle of high-frequency dielectric heating which is the basis of the present invention, and Fig. 3 is a conventional FRP molding device. FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view showing the device. 1.10...FRP molding device 2......Pressure tank 3...
・・・・・・Pressure device 4・・・・・・・・・・Oscillator 5・・・・・・・・・・・・Cable 6・・・・・・・・・・・・Electrode 7... CFRP molded object 8...
・・・・・・・・・Patent attorney representing heating device Sasu Suyama - Figure 1
Claims (1)
タンクと、この加圧タンク内部を加圧する加圧装置と、
前記加圧タンク内に高周波を発生させる前記加圧タンク
の外に配置された発振器と、前記被成形体をはさみ込む
ように対向して設けられた電極と、この電極を附勢する
前記発振器と前記電極を接続するケーブルとを具備した
ことを特徴とする繊維強化プラスチックの成形装置。(1) A pressurized tank into which a fiber-reinforced plastic molded object is inserted, a pressurizing device that pressurizes the inside of this pressurized tank,
an oscillator disposed outside the pressurizing tank that generates high frequency waves in the pressurizing tank; electrodes provided facing each other so as to sandwich the molded object; and the oscillator energizing the electrodes. A fiber-reinforced plastic molding apparatus comprising: a cable connecting the electrodes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59267099A JPS61144332A (en) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | Molding device of fiber reinforced plastic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59267099A JPS61144332A (en) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | Molding device of fiber reinforced plastic |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61144332A true JPS61144332A (en) | 1986-07-02 |
Family
ID=17440038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59267099A Pending JPS61144332A (en) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | Molding device of fiber reinforced plastic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61144332A (en) |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP59267099A patent/JPS61144332A/en active Pending
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