JPS612518A - Method of molding shaped article of plastic composite article - Google Patents
Method of molding shaped article of plastic composite articleInfo
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- JPS612518A JPS612518A JP60050664A JP5066485A JPS612518A JP S612518 A JPS612518 A JP S612518A JP 60050664 A JP60050664 A JP 60050664A JP 5066485 A JP5066485 A JP 5066485A JP S612518 A JPS612518 A JP S612518A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はプラスチック材料の母体内に分散した繊維から
成るプラスチック複合物の造形品を成形する方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for molding plastic composite shaped articles consisting of fibers dispersed within a matrix of plastic material.
炭素繊維およびホウ素繊維のような連続繊維によって強
化されたプラスチックから成る複合物質は、重量比の割
に高い強度金有すると共に望ましい剛性および耐久性を
備えた物品を製造するために使用される。このような複
合物から製造された物品は、航空宇宙産業において次第
に使用されるようになっている。一方の種類の複合物は
PEEKとして公知のポリ芳香族ポリエーテルエーテル
ケトンのような熱可塑性材料中に分散した繊維から成る
。なお上記PEEKは商品名ピクトレックス(Vict
rex )の下でインペリアル・ケミカル・インダスト
リーズ・ピー・エル・シー(ImperialChem
ical Industries pie)から販売さ
れている。他方の種類の複合物は繊維強化熱硬化性材料
から成り、これら材料は航空宇宙産業等の産業において
広く使用されている。熱可塑性原料を含む複合物は熱硬
化性プラスチックを含む複合物に勝る利点を有する。こ
の利点とは、プラスチック材料の凝固が可逆性であシ、
固体複合物の本体が、プラスチック材料の変形可能温度
まで複合物音加熱し、次に成形および冷却処理すること
により所望の形に変形することができることである。こ
の操作は繰返し行うことができ、従って複合物から製造
された物品を修理することができ、また複合材料はリサ
イクルにより使用することができる。Composite materials consisting of plastics reinforced with continuous fibers such as carbon fibers and boron fibers are used to produce articles with high strength-to-weight ratios and desirable stiffness and durability. Articles made from such composites are increasingly being used in the aerospace industry. One type of composite consists of fibers dispersed in a thermoplastic material such as polyaromatic polyetheretherketone, known as PEEK. The above PEEK is the product name of Pictrex (Vict).
Imperial Chemical Industries PLC (ImperialChem
ical Industries pie). The other type of composite consists of fiber-reinforced thermoset materials, which are widely used in industries such as the aerospace industry. Composites containing thermoplastic raw materials have advantages over composites containing thermoset plastics. This advantage is that the solidification of plastic materials is reversible;
The solid composite body can be deformed into the desired shape by heating the composite to the deformable temperature of the plastic material, followed by a molding and cooling process. This operation can be repeated, so that articles made from the composite can be repaired and the composite material can be recycled and used.
繊維−プラスチック複合材料の本体が高温時に変形する
程度は、本体中における通常延伸不可能な繊維の配列に
本質的に左右される。複合材料は連続繊維の積層の形の
シートとして通常製造される。上記連続繊維において、
層の繊維は一体状に織られ、かつ上記繊維はシラスチッ
ク材料で含浸され、繊維の個々のフィラメントはプラス
チック材料により接触して包囲されている。シートが高
温時に曲げおよび/または延伸によシ変形される時、プ
ラスチック材料は流動してシートの新らしい形状となる
が、繊維もまた新らしい形状に順応することが必要であ
る。繊維の不完全な順応性により、成形がうまくいかな
かったり、および/または造形品の機械的特性を不満足
なものとすることがある。従来の成形方法は変形後圧線
中に、通常的げの凹状側において繊維の「縮れ」を引起
こし、また1つの繊維層を隣接する層に対して移動させ
ると、表層剥離を引起こした。The extent to which a fiber-plastic composite body deforms at elevated temperatures essentially depends on the arrangement of the normally non-stretchable fibers in the body. Composite materials are usually manufactured as sheets in the form of laminates of continuous fibers. In the above continuous fiber,
The fibers of the layer are woven together and are impregnated with a silastic material, the individual filaments of the fibers being surrounded in contact by a plastic material. When the sheet is deformed by bending and/or stretching at elevated temperatures, the plastic material flows and assumes the new shape of the sheet, and the fibers also need to conform to the new shape. Incomplete conformability of the fibers can lead to poor molding and/or unsatisfactory mechanical properties of the shaped article. Conventional forming methods caused fiber "curl" during compression after deformation, usually on the concave side of the target, and also caused surface delamination when one fiber layer was moved relative to an adjacent layer. .
繊維−熱硬化性ポリマー複合材料の場合、連続繊維を含
む造形物品を製造する際の問題点は、熱硬化性ポリマー
が低粘度硬化樹脂である時には低減される。なぜならば
、樹脂含浸繊維は造形金型内に容易に収納可能な可撓性
で非剛性中間生成物であるからである。しかしながら、
これらの方法は硬化サイクルに長時間を要し、成形装置
の生産能率が低いという欠点を有する。しかし熱硬化ポ
リマーが低粘度樹脂でなくて、かなり高い粘度を有し成
形および硬化すべき中間複合材料に調性を付与する場合
、強化中間熱硬化生成物全成形することは非常に重要で
ある。このような場合とは、熱硬化性材料が溶液法によ
シ繊維組織に含浸した固体であって、その後溶媒を除去
する場合である。In the case of fiber-thermoset polymer composites, problems in producing shaped articles containing continuous fibers are reduced when the thermoset polymer is a low viscosity cured resin. This is because resin-impregnated fibers are flexible, non-rigid intermediates that can be easily accommodated in shaping molds. however,
These methods have the drawbacks of long curing cycles and low production efficiency of the molding equipment. However, if the thermoset polymer is not a low viscosity resin but has a fairly high viscosity and imparts tonality to the intermediate composite material to be molded and cured, it is very important to fully mold the reinforced intermediate thermoset product. . Such a case is one in which the thermosetting material is a solid impregnated into a fiber structure by a solution method, after which the solvent is removed.
このような生成物は堅く板状の物質であシ、低粘度樹脂
−鷹維複合材料を金型の形状に順応させる方法で処理す
ることはできない。本発明はそのような板状中間製品を
成形する方法を提供する。この方法はまた低粘度樹脂−
繊維中間製品にも適用できる利点を有する。Such products are rigid, plate-like materials that cannot be processed in a manner that allows the low viscosity resin-thorn fiber composite to conform to the shape of a mold. The present invention provides a method for forming such a plate-like intermediate product. This method also applies to low viscosity resins.
It has the advantage that it can also be applied to textile intermediate products.
本発明の1つの態様によれば、熱成形可能々材料の母体
中に繊維を分散したプラスチック複合材料の造形物品を
成形する方法において、上記複合材料の本体と、高温で
塑性変形可能な金属シートとが、上記本体の少なくとも
一方の面上で接触され、かつシートが塑性変形する温度
の下にあると共にプラスチック本体がシートの形状に順
応する温度の下にある際に、シートが本体の上記一方の
面に押圧され、上記シートを塑性変形して上記本体を形
どるプラスチック複合材料の成形方法が提供される。上
記シートは英国特許第1,387,586号および第1
,445,181号に記載の超可塑性アルミニウム合金
のような超可塑性金属であることが好ましい。According to one aspect of the present invention, a method of forming a shaped article of a plastic composite material having fibers dispersed in a matrix of thermoformable material comprises: a body of the composite material; and a metal sheet plastically deformable at high temperatures. are in contact with each other on at least one side of said body and are under a temperature at which the sheet deforms plastically and at a temperature at which the plastic body conforms to the shape of the sheet; A method for molding a plastic composite material is provided, in which the sheet is pressed against a surface of the sheet to plastically deform the sheet to shape the main body. The above sheet is covered by British Patent Nos. 1,387,586 and 1
, 445,181, are preferred.
熱成形可能な材料は熱可塑性、または熱硬化性材料であ
る。熱可塑性ポリマー母体の場合、この母体は塑性変形
可能な温度の下になければならない。複合材料物体が周
囲温度で堅い硬質本体となる程の粘度を有する熱硬化性
母体の場合、温度は剛性の熱硬化母体の粘度を減少させ
、母体が金属シートを通して加えられた変形押圧を受け
ている時に流動することができる程度でなければならな
゛い。流体熱硬化性樹脂母体の場合、その本体は周囲温
度で容易に変形可能である。後者の場合、本発明は硬化
段階において利点を有する。Thermoformable materials are thermoplastic or thermoset materials. In the case of a thermoplastic polymer matrix, this matrix must be at a temperature that allows it to be plastically deformed. In the case of a thermoset matrix having such a viscosity that the composite object is a rigid rigid body at ambient temperature, temperature will reduce the viscosity of the rigid thermoset matrix and the matrix will undergo deformation pressure applied through the metal sheet. It must be able to flow when it is in use. In the case of a fluid thermoset resin matrix, the body is easily deformable at ambient temperature. In the latter case, the invention has advantages in the curing step.
母体としては熱可塑性材料のどのようなものも使用でき
るが、熱安定性の高B芳香族ポリマーを使用する時、本
発明は特に有利である。このような芳香族2リマ一〇例
としては、ポリアリールケトン、ポリアミド、ポリエス
テル、2リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリ
ーレンスルフィノド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテ
ルイミドおよびポリアミド−イミドが挙げられる。熱硬
化性樹脂としては、エポキシ樹脂および熱安定性の高い
樹脂があり、この熱安定性樹脂の例としては、ビニルポ
リエステル樹脂、ポリイミド、特にビスマレイミドから
誘導されたもの、フタロシアニン樹脂、ポリスチリルピ
リジン、アセチレンヲ末端基とするイミドおよびナト基
を末端基とするイミドが挙げられる。Although any thermoplastic material can be used as the matrix, the invention is particularly advantageous when using thermostable high B aromatic polymers. Examples of such aromatic molecules include polyarylketones, polyamides, polyesters, dilysulfones, polyethersulfones, polyarylene sulfinodes, thermoplastic polyimides, polyetherimides, and polyamide-imides. Thermosetting resins include epoxy resins and thermostable resins; examples of thermostable resins include vinyl polyester resins, polyimides, especially those derived from bismaleimide, phthalocyanine resins, polystyrylpyridine. , an imide having an acetylene terminal group, and an imide having a nato group as a terminal group.
本発明の方法は厚さが025〜25mmのシートの形状
を有する複合材料本体の成形に利用する時、場に有用で
ある。本体の長さおよび幅は成形または変形用装置の大
きさによって決定される。5mX3mのシートは市販の
装置から製造することができる。The method of the present invention is useful in the field when utilized for forming composite bodies in the form of sheets with a thickness of 0.25 to 25 mm. The length and width of the body are determined by the size of the forming or deforming device. 5m x 3m sheets can be produced from commercially available equipment.
本発明の方法は、繊維が連続状であり、かつシートの長
さまたは幅を横切って延びている造形物品を成形するた
めに特に有用であるが、この゛方法は繊維が短かく、例
えば少なくとも3mnの長さを有する時にも有用なもの
である。Although the method of the invention is particularly useful for forming shaped articles in which the fibers are continuous and extend across the length or width of the sheet, the method is particularly useful for forming shaped articles in which the fibers are short, e.g. It is also useful when the length is 3 mm.
上記方法は種々の態様で利用することができ、具体例に
おいては英国特許第1,461,317号および第1,
552,826号に述べられているような成形装置を使
用することができる。The method described above can be utilized in a variety of ways, with specific examples including British Patent No. 1,461,317 and British Patent Nos.
A molding device such as that described in No. 552,826 can be used.
第1具体例にお込て、上記方法は任意に織られ、連続的
に整列された繊維の積層を含む複合プラスチックシート
のような強化本体に適用すると、シートを変形すること
によシはぼ平らな複合シートから造形物品が得られ、こ
の物品は平らなシートの面内における少なくとも1つの
軸線の回りで彎曲している。この具体例の場合、複合シ
ートは金属シート上に作用する圧力によって雌型内に押
圧され、または雄型上に押圧される。In a first embodiment, the method described above, when applied to a reinforced body such as a composite plastic sheet containing a laminate of arbitrarily woven, continuously aligned fibers, substantially eliminates the need for deforming the sheet. A shaped article is obtained from a flat composite sheet, which article is curved about at least one axis in the plane of the flat sheet. In this embodiment, the composite sheet is pressed into the female mold or onto the male mold by pressure acting on the metal sheet.
第2具体例において、本発明の方法は、各プレプレグシ
ートの積層物を造形物品に同時に変形しながら、薄−プ
レプレグシートから物体を成形強化するために使用する
ことができる。この具体例における薄いプレプレグシー
トは、強化前に、強化繊維によりシートの面内に準等方
性強化を付与するように繊維を選択的に配向し、プレプ
レグシートを積層して貯蔵される。別な態様の場合、デ
プレグの板体ば、1つ以上の強化すべき織られたシート
を供給するために、織られた状態で貯蔵することもでき
る。望ましいプレプレグ材料およびこのような材料を製
造する方法は、EPC特許公報第56,703号に記載
されている。特に板状型の熱硬化プレプレグ材料もまた
使用可能である。In a second embodiment, the method of the present invention can be used to form strengthen objects from thin-prepreg sheets while simultaneously transforming the laminate of each prepreg sheet into a shaped article. The thin prepreg sheets in this example are stored by stacking the prepreg sheets by selectively orienting the reinforcing fibers to provide quasi-isotropic reinforcement in the plane of the sheet before reinforcing. . Alternatively, the depreg plates can be stored in a woven state to provide one or more woven sheets to be reinforced. Desirable prepreg materials and methods of making such materials are described in EPC Patent Publication No. 56,703. Thermosetting prepreg materials, especially of the plate-like type, can also be used.
さらに他の具体例の場合、造形物品は本発明の第2具体
例において述べられたように、プレプレグ材料を強化す
ることによシ偏平シートの形に成形することができる。In yet another embodiment, the shaped article can be formed into a flat sheet by reinforcing the prepreg material as described in the second embodiment of the invention.
別の態様として、熱可塑性生成物の場合、本発明の方法
は、高温で塑性変形しない従来の金属盤間で強化された
シートから強化および表面仕上げの点を改良した偏平シ
ートを製造するためにも使用することができる。この方
法において、塑性変形可能な金属シートは硬質盤の表面
に偏平シートを押圧し、強化するために用いられる。In another aspect, in the case of thermoplastic products, the method of the invention is useful for producing flat sheets with improved reinforcement and surface finish from sheets reinforced between conventional metal plates that do not deform plastically at high temperatures. can also be used. In this method, a plastically deformable metal sheet is used to press and strengthen a flat sheet onto the surface of a hard disc.
これら具体例のすべてにおいて、塑性変形可能な金属の
少なくとも1つのシートが用いられ、複合シートおよび
1つまだは複数の金属シートの積層体を以下「サンドイ
ンチ」と呼ぶ。彎曲部を有する造形物品に強化複合材料
の本体を変形する場合、金属の単一シートが適切な温度
で物品の表面に押圧され、この間に金属シートと本体と
の間の接触が適切な圧力により保持される。これにより
本体は雌型に変形することができる。本体の一方の側に
1つずつ2つの塑性変形可能な金属シートを使用するこ
とも可能である。一方のシートが金属でない時、それは
、金属シートの塑性変形により本体に付与された形状に
順応すると共に採用した高す温度で用途にふされしい熱
安定性を有する材料でなければならkい。In all of these embodiments, at least one sheet of plastically deformable metal is used, and the composite sheet and the laminate of one or more metal sheets are hereinafter referred to as "sand inches." When transforming a body of reinforced composite material into a shaped article with curvature, a single sheet of metal is pressed against the surface of the article at a suitable temperature, during which time the contact between the metal sheet and the body is maintained by a suitable pressure. Retained. This allows the main body to be transformed into a female shape. It is also possible to use two plastically deformable metal sheets, one on one side of the body. When one sheet is not metal, it must be a material that conforms to the shape imparted to the body by plastic deformation of the metal sheet and has adequate thermal stability for the application at the elevated temperatures employed.
両方のシートが塑性変形可能な金属である場合、雌型表
面に複合サンドインチを常に変形させる必要はない。雌
型を使用しない場合、自由に吹込成形されたドーム形の
有用な造形物品を得ることができる。If both sheets are plastically deformable metal, there is no need to constantly deform the composite sand inch on the female mold surface. If a female mold is not used, a useful shaped article with a freely blown dome shape can be obtained.
本発明の方法を用いて彎曲部を有する造形物品を成形す
る時、複合本体を少なくとも1つの金属シートで保持し
て、新たな本体の形状に繊維を順応させている間、繊維
の縮れを防止する。この結果、複合物の望ましい機械的
性質を損うことなく。When forming shaped articles having curvature using the method of the present invention, the composite body is held in place by at least one metal sheet to prevent curling of the fibers while conforming the fibers to the new body shape. do. As a result, without compromising the desired mechanical properties of the composite.
正確に成形した複合本体を得ることができる。A precisely shaped composite body can be obtained.
プラスチック複合材料の本体は、金属シートと平行な平
面内に配列した層状繊維を含むシートである。このサン
ドインチは金属シートラ延伸することによシ変形可能で
あシ、所望ならば上記金属シートは採用した変形温度で
容易に塑性変形可能なものである。複合本体の端縁はシ
ートと平行な方向に自由に移動できるようにしておくこ
とが好ましい。上記サンドインチの変形と共に、複合材
料の繊維も物体の新らしい形状に順応するように変形す
る。The body of the plastic composite material is a sheet containing layered fibers arranged in a plane parallel to the metal sheet. The sandwich can be deformed by stretching the metal sheet, and if desired, the metal sheet can be readily plastically deformed at the deformation temperature employed. Preferably, the edges of the composite body are allowed to move freely in a direction parallel to the sheet. Along with the deformation of the sand inch, the fibers of the composite material also deform to conform to the new shape of the object.
硬質偏平プラテンまたは嵌め合せ型を使用して強化また
は変形することが困難または不可能な不均一な厚さを有
する造形物品を成形する場合に、本発明は特に有用であ
る。塑性変形可能な金属シートを使用すると、シートは
物体の不規則な面に順応し、かつこの面を押圧する。こ
の場合、本体の他方の面は硬質偏平表面または雄型若し
くは雌型の表面によシ押圧されている。The present invention is particularly useful when molding shaped articles having non-uniform thickness that are difficult or impossible to strengthen or deform using rigid flat platens or mating dies. Using a plastically deformable metal sheet, the sheet conforms to and presses against the irregular surface of the object. In this case, the other side of the body is pressed against a hard flat surface or a male or female surface.
本発明の成形方法は複合材料の偏平本体に適用できるが
、すでに彎曲部を有する複合物質の本体にも適用可能で
ある。本体を複雑な形状に成形する時、特に本体が1つ
以上の軸線の回りに彎曲部を有する時、サンドインチを
偏平状態から変形する程度は、サンドイッチの種々の位
置によってかなり異なる。サンドイッチが最初に適切な
彎曲部を有するならば、その領域における変形の差は充
分に減少させることができる。The molding method of the present invention can be applied to a flat body of composite material, but it can also be applied to a body of composite material that already has a curved part. When forming the body into a complex shape, particularly when the body has curvature about one or more axes, the extent to which the sandwich is deformed from its flattened state varies considerably depending on the various positions of the sandwich. If the sandwich initially has a suitable curvature, the difference in deformation in that region can be significantly reduced.
本発明の成形方法は複合材料の単一連続状本体、まだは
積層複合材料薄肉シートから製造した本体に適用するこ
とができる。また上記成形方法は、繊維−プラスチック
複合材料の別々の片から最初に製造した複合本体にも適
用できる。これら片は切断され、および/または曲げら
れ、若しくは「折り紙」の技術によシ折られて、本体を
所望の初期形状に成形する。この方法は適切な形状の金
型と共に用いて、複合本体をある程度任意の形状に成形
することができる。例えば、円形、楕円形または他の断
面形状を有する複合材料の管は、層として繊維−プラス
チック複合材料の彎曲シートを管状金型の内面に当接し
、金型に適合する膨張可能な気密金属隔膜、即ちzfl
Jソンとして変形可能なシー)1複合層の内側に設ける
ことによシ成形される。このように成形された積層体に
熱を加え、パリソンの内部に空気圧を加えると、パリソ
ンは塑性変形を伴って膨張すると共に複合材料を金型の
内側に押圧して管を成形する。The molding method of the present invention can be applied to a single continuous body of composite material, as well as bodies made from laminated thin sheets of composite material. The above molding method is also applicable to composite bodies initially manufactured from separate pieces of fiber-plastic composite material. These pieces are cut and/or bent or folded using the technique of "origami" to form the body into the desired initial shape. This method can be used with a suitably shaped mold to mold the composite body into a somewhat arbitrary shape. For example, a composite tube with a circular, oval or other cross-sectional shape may be prepared by applying a curved sheet of fiber-plastic composite material as a layer to the inner surface of a tubular mold, with an inflatable airtight metal diaphragm that fits the mold. , i.e. zfl
A sheet that can be deformed as a J-son is formed by providing it inside a composite layer. When heat is applied to the thus formed laminate and air pressure is applied inside the parison, the parison expands with plastic deformation and presses the composite material inside the mold to form a tube.
1つ以上の片から複合本体を製造する時、各月は変形中
に一緒に強化される。When manufacturing a composite body from one or more pieces, each moon is strengthened together during deformation.
本発明の方法は、シートを本体に押圧している間に塑性
変形または強化されない部材を複合本体に合体させる・
ために使用することもできる。例えば、複合本体に埋込
むフランジを有する立上りブラケットまたはウェブを造
形複合本体の表面に設けることが望ましい。このような
部材は、穣合物を当接する金型の表面において好適に形
成されたスロットまたは溝内に収納され、複合本体中に
延び、造形本体を成形する時に本体中に固定される。The method of the present invention combines members that are not plastically deformed or strengthened into a composite body while pressing the sheet against the body.
It can also be used for For example, it may be desirable to provide a surface of the shaped composite body with upstanding brackets or webs having flanges that are recessed into the composite body. Such members are housed in slots or grooves suitably formed in the surface of the mold that abuts the compact, extend into the composite body, and are secured within the body during molding of the shaped body.
予備強化した部材は金型表面のスロットに嵌合され、造
形本体を成形する時、工具により加えられた圧力で保持
される。The pre-strengthened member is fitted into a slot in the mold surface and held under pressure applied by the tool as the shaped body is formed.
成る状況の下では、形状および位置について確実に制御
された端縁を有する造形複合物品全製造することが望ま
しい。これは例えば、所定の位置に所定の大きさおよび
形状の穴を有する彎曲シートを複合材料を成形する場合
である。このような制御は変形可能なシートの表面に立
上シ部分を設けることにより達成され、この立上り部分
は向かい合う変形可能シートの向かい合う面、または複
合本体を当接する金型の向かい合う面と接触し、この結
果複合物は変形工程中、立上シ部分により区画された領
域に入シ込むことができない。変形シートに立上り部分
を設ける代わりに、変形可能シートが金型表面から複合
本体を分離しない時に、上記立上り部分を金型表面上に
設けることができる。立上シ部分は造形複合本体に穴を
形成し、または本体自体の外周端縁の範囲を定める。サ
ンドインチが複合物の両面に変形可能なシートを有する
時、一方のシートの立上り部分は向い合うシートの対応
する穴を通って延びる。Under these circumstances, it is desirable to produce all shaped composite articles having edges that are reliably controlled in shape and position. This is the case, for example, when molding a composite material into a curved sheet with holes of a predetermined size and shape at predetermined locations. Such control is achieved by providing a raised portion on the surface of the deformable sheet, which raised portion is in contact with the opposing surface of the opposing deformable sheet or with the opposing surface of the mold abutting the composite body; As a result, the composite cannot penetrate into the area delimited by the raised portion during the deformation process. Instead of providing a raised portion on the deformable sheet, the raised portion can be provided on the mold surface when the deformable sheet does not separate the composite body from the mold surface. The raised portion forms a hole in the shaped composite body or delimits the outer peripheral edge of the body itself. When the sand inch has deformable sheets on both sides of the composite, the raised portions of one sheet extend through corresponding holes in the opposing sheet.
サンドイッチが変形する温度は、使用するプラスチック
材料の性質によって決まる。熱可塑性材料の場合、温度
は熱可塑性材料が塑性変形し、かつ変形後繊維を満足に
結合させるのに充分高くなければならな−。PEEKの
場合、340〜420℃の変形温度が使用される。しか
しながら、熱可塑性材料の融点以下の温度でサンドイッ
チを変形することは可能である。PEEKのような半結
晶質熱可塑性材料に関して、使用可能な最低温度は通常
上記材料の再結晶作用によって決定される。The temperature at which the sandwich deforms depends on the nature of the plastic material used. In the case of thermoplastic materials, the temperature must be high enough to plastically deform the thermoplastic material and to satisfactorily bond the fibers after deformation. For PEEK, deformation temperatures of 340-420°C are used. However, it is possible to deform the sandwich at temperatures below the melting point of the thermoplastic material. For semi-crystalline thermoplastic materials such as PEEK, the lowest usable temperature is usually determined by the recrystallization behavior of the material.
サンドインチは気体圧のような流体圧の差、機械的圧力
の印加またはこれらの組合わせにより変形される。圧力
差が2つの金属シートを有するサンドイッチの一方の面
に加えられ、他方の面には加えられない時、圧力印加箇
所から遠い方の゛金属シートには、サンドイッチ内に閉
じ込められた気体を確実に逃散させるために穿孔するこ
とができる。The sandwich is deformed by a fluid pressure difference, such as a gas pressure, by the application of mechanical pressure, or a combination thereof. When a pressure difference is applied to one side of a sandwich with two metal sheets, but not to the other side, the metal sheet that is furthest from the point of pressure application ensures that the gas trapped within the sandwich is Can be perforated to allow escape.
別の態様として、2つのシート間の空間域を排気可能と
し、気体を除去することができる。さらに、サンドイッ
チが変形されている間、2つのシート間の真空状態(こ
こで使用される真空状態という言葉は、周囲の圧力より
低重圧力のことである)が保たれる々らば、このことは
金属シートの延伸から生ずる強化力に加えプラスチック
−繊維複合物上に強化力を保持する。変形後、熱可塑性
材料の場合、サンドインチは冷却され、変形した複合本
体は正しい形状に「固定」される。熱硬化性材料の場合
、樹脂を完全に硬化させるために、変形操作後、サンド
イッチは通常高温に保持する必要がある。変形の加圧操
作は変形後および冷却または硬化の少なくとも第1段術
中継続され、この結果、本体は冷却時において加圧状態
の下に保持され、これにより冷却中複合本体の可能な表
層剥離を避ける。Alternatively, the space between the two sheets can be evacuated to remove gas. Furthermore, as long as a vacuum is maintained between the two sheets while the sandwich is being deformed (the term vacuum as used here refers to a pressure less than the ambient pressure), this This maintains reinforcement on the plastic-fiber composite in addition to the reinforcement resulting from stretching the metal sheet. After deformation, in the case of thermoplastic materials, the sandwich is cooled and the deformed composite body is "fixed" in the correct shape. In the case of thermoset materials, the sandwich usually needs to be kept at an elevated temperature after the deformation operation in order to fully cure the resin. The deformation pressurization operation is continued after deformation and during at least the first stage of cooling or hardening, so that the body is maintained under pressure during cooling, thereby preventing possible delamination of the composite body during cooling. avoid.
成形後の複合本体の冷却は、成形された本体がまだ金型
または成形機内にある間に行われる。さもなければ、単
一または複数のシートとまだ接触している本体が、まだ
熱いうちに金型または成形機から取出され、急速に冷却
される。この場合、周囲の温度を制御することにより成
形複合本体の冷却速度を制御することが可能であり、こ
のような制御の下における冷却は、成形複合本体の機械
的性質を制御するために利用することができる。Cooling of the composite body after molding occurs while the molded body is still in the mold or molding machine. Otherwise, the body, still in contact with the sheet or sheets, is removed from the mold or machine while still hot and allowed to cool rapidly. In this case, it is possible to control the cooling rate of the molded composite body by controlling the ambient temperature, and cooling under such control can be utilized to control the mechanical properties of the molded composite body. be able to.
これら性質は、例えば、プラスチック材料中における結
晶質と非晶質との相対的な割合によって決まり、これら
の割合は制御の下における冷却により9周節することが
できる。These properties depend, for example, on the relative proportions of crystalline and amorphous materials in the plastic material, which proportions can be adjusted by controlled cooling.
造形物品を成形する1つの可能な方法において、成形す
べき複合材料は2つの変形可能なシートの間に配置され
、これら2つのシートは硬質気密枠によって周囲が合致
されて、枠とシートとにょって封入体を形成する。この
枠には1つ以上の孔が設けられており、この孔は導管に
よって真空源に接続されている。シートおよびこれらシ
ード間の複合物は成形機または金型中におりて変形され
、この間真空状態はシート間に保持される。成形後、封
入体は成形機または金型から取出はれ、冷却され、この
間封入体内の真空状態は保持される。この場合、真空状
態は成形および冷却段階にお込て圧密効果を及ぼす。In one possible method of forming a shaped article, the composite material to be formed is placed between two deformable sheets, and these two sheets are mated around the circumference by a rigid air-tight frame, so that the frame and sheet are joined together. to form inclusion bodies. The frame is provided with one or more holes that are connected by conduits to a vacuum source. The sheets and the composite between the seeds are placed in a mold or mold and deformed, while a vacuum is maintained between the sheets. After molding, the encapsulation body is removed from the molding machine or mold and cooled, during which time the vacuum state within the encapsulation body is maintained. In this case, the vacuum conditions have a consolidation effect during the forming and cooling stages.
サンドイッチの変形中、複合物および金属シート間には
通常ある程度の滑ジがあるので、この滑りを容易にする
ためにシート内側面に潤滑剤が塗布される。サンドイン
チの冷却後、シートが取外され、繊維−プラスチック複
合物の造形品を得る。During deformation of the sandwich, there is usually some degree of slippage between the composite and metal sheets, so a lubricant is applied to the inside surfaces of the sheets to facilitate this sliding. After the sand inch has cooled, the sheet is removed to obtain a shaped article of fiber-plastic composite.
サンドイッチの組立て前に、離型剤を金属シートの内側
面に塗布し、シートの取外しを容易にすることができる
。しかしながら、本発明の方法は金属シートに一方また
は両方の面に結合した造形繊維−プラスチック本体の製
造に適用することができ、この場合、一方または両方の
シートは冷却後本体に取付けられたままとなる。この場
合、離型剤ではなく接着剤が、サンドイッチの組立て時
に適切な金属シートに塗布され、シートに造形物を堅固
に結合させることができる。Prior to assembly of the sandwich, a release agent can be applied to the inside surface of the metal sheet to facilitate sheet removal. However, the method of the invention can be applied to the production of shaped fiber-plastic bodies bonded to metal sheets on one or both sides, in which case one or both sheets remain attached to the body after cooling. Become. In this case, an adhesive, rather than a release agent, is applied to the appropriate metal sheet during assembly of the sandwich, allowing for a firm bonding of the shape to the sheet.
一定の形状に成形すべきプラスチック複合物は、変形中
可塑変形可能な単一シートまたは複数のシートと直接接
触しておシ、または複合物は、この複合物および変形可
能なシートと共に変形する材料から成るさらに別のシー
トによって分離されている。このさらに別のシートは変
形前または変形中にプラスチック複合物に永久的に取付
けることができる。上記別のシートは、例えば、無填充
ポリマーフィルムから成り、このフィルムは造形物品の
表面仕上げの改良または他の目的のために使用されるも
のである。また、無填充プラスチック材料のシートまた
はフィルムを複合材料の本体に一体化することも可能で
ある。The plastic composite to be formed into a certain shape is either in direct contact with the plastically deformable sheet or sheets during deformation, or the composite is made of a material that deforms together with this composite and the deformable sheets. separated by yet another sheet of . This further sheet can be permanently attached to the plastic composite before or during deformation. The further sheet may, for example, consist of an unfilled polymeric film which is used to improve the surface finish of the shaped article or for other purposes. It is also possible to integrate sheets or films of unfilled plastic material into the body of the composite material.
熱硬化性材料と共に本発明を利用する場合の特別々利点
は、熱硬化性材料が完全に硬化されていないとしても、
変形可能な単一または複数のシートが変形本体の形状を
保持することができる、ということである。このことは
低粘度樹脂系にとって特に有利である。なぜならば金型
内に造形′物品を保持する時間が短縮され、成形装置を
能率的に利用することができるからである。従って、造
形物品の最終硬化は、適切な温度のオーブン中の硬化金
属支持体上で行うことができる。A particular advantage of using the present invention with thermoset materials is that even if the thermoset material is not fully cured,
This means that the deformable sheet or sheets can retain the shape of the deformable body. This is particularly advantageous for low viscosity resin systems. This is because the time required to hold the shaped article in the mold is reduced and the molding equipment can be used more efficiently. Final curing of the shaped article can therefore be performed on the cured metal support in an oven at a suitable temperature.
以下、繊維−プラスチック複合物の造形本体を成形する
方法を添付図面に従って実施例として説明する。Hereinafter, a method for molding a shaped body of a fiber-plastic composite will be described as an example with reference to the accompanying drawings.
第1図にお込て、繊維−熱可塑性複合材料のシート1は
[スプラール(Supral)J超可塑性アルミニウム
合金のシート2および3の間に挾持されている。上記複
合材料は商品名APC−1の下でインイリアル・ケミカ
ル・インダストリー・plcから販売され、かつポリ芳
香族2リエーテルエーテルケトンの母体に結合した炭素
繊維の層から成っている。シート2および3はシート1
の端縁を越えて延びており、潤滑剤の被膜はシート1お
よびシート2.3の内面に塗布されている。接着剤また
は離型剤の被膜は、所望ならば同様にシート1とシート
2.3の内面に塗布される。金属シート2.3の端縁は
シート1の端縁を超えて延びており、後者の端縁は自由
端となっており、拘束されていない。In FIG. 1, a sheet of fiber-thermoplastic composite material 1 is sandwiched between sheets 2 and 3 of Supral J superplastic aluminum alloy. The composite material is sold by Inyreal Chemical Industries plc under the trade name APC-1 and consists of a layer of carbon fibers bonded to a matrix of polyaromatic 2-reatheretherketone. Sheets 2 and 3 are sheet 1
, and a coating of lubricant is applied to the inner surfaces of sheets 1 and 2.3. A coating of adhesive or release agent is likewise applied to the inner surfaces of sheet 1 and sheet 2.3, if desired. The edges of the metal sheet 2.3 extend beyond the edges of the sheet 1, the latter edges being free and unconstrained.
変形のだめに、上記のサンドイッチは成形用具と接触状
に配置きれ、340℃を超える温度まで加熱され、かつ
変形される。成形用具の1つの例は第2図に略示されて
いる。この用具を使用する場合、加熱した平面状サンド
イッチは雌型4に配置され、その端縁は従来の締付手段
によって金型の端縁5に締付けられる。次に、空気圧の
ような液体圧が矢印によって示はれている方向に加えら
れ、その結果、サンドイッチは金型に順応して変形され
、連続線で示されている形状となる。For deformation, the sandwich is placed in contact with a forming tool, heated to a temperature above 340° C., and deformed. One example of a forming tool is shown schematically in FIG. When using this tool, the heated planar sandwich is placed in the female mold 4 and its edges are clamped to the edges 5 of the mold by conventional clamping means. Liquid pressure, such as air pressure, is then applied in the direction indicated by the arrows so that the sandwich is conformally deformed to the shape indicated by the continuous line.
金型表面に隣接するシート2は、シート1内に存在する
ガスを逃散させるために穿孔され、また金型には、シー
ト2と雌型表面との間の空間域からガスを逃散させるた
めに、ガス抜き孔(図示せず)が設けられている。別の
態様として、穿孔されていないシート2,3の間の空間
域を排気可能とする。表層剥離を避けるために、空気圧
はサンドイッチが充分に冷却するまで持続される。The sheet 2 adjacent to the mold surface is perforated to allow the gas present in the sheet 1 to escape, and the mold is also provided with perforations to allow the gas to escape from the spatial region between the sheet 2 and the female mold surface. , a gas vent hole (not shown) is provided. Alternatively, the space area between the non-perforated sheets 2, 3 can be evacuated. To avoid delamination, air pressure is maintained until the sandwich is sufficiently cooled.
金型はいろ込ろな形状の物品を成形するために種々の形
を取ることができる。四角彎曲を成形する金型の1つの
形が第3図に示されている。この金型による変形は第2
図の金型と同様に行われる。Molds can take a variety of shapes to form articles of a variety of shapes. One form of mold for forming a square curve is shown in FIG. The deformation caused by this mold is the second
This is done in the same way as the mold shown.
他の変形方法は第4図および第5図によって略示されて
bる。この場合、端縁6において締付けられ340℃を
越える温度まで加熱されたサンドイッチが、「プラグ」
用具7に加えられた機械力によって変形され、サンドイ
ンチは第4図に示されているように変形される。次に、
第5図において矢印で示されているように、サンドイッ
チの反対側の面に空気圧が加えられ、サンドイッチをさ
らに変形し、プラグの形状に順応させる。この具体例の
場合、プラグと接触する金属シートは、ガスを逃散させ
るために穿孔されて因る。あるいは、穿孔していないシ
ート2および3の間の空間域は排気可能になっている。Another modification method is schematically illustrated in FIGS. 4 and 5. In this case, the sandwich, which has been tightened at the edge 6 and heated to a temperature exceeding 340°C, is "plugged"
Deformed by the mechanical force applied to tool 7, the sandwich inch is deformed as shown in FIG. next,
Air pressure is applied to the opposite side of the sandwich, as indicated by the arrows in FIG. 5, to further deform the sandwich and conform to the shape of the plug. In this embodiment, the metal sheet in contact with the plug is perforated to allow gas to escape. Alternatively, the space area between the non-perforated sheets 2 and 3 can be evacuated.
表層剥離を生じない温度までサンドインチを冷却して因
る間、プラグ用具は適切な位置に配置されたままにして
おき、かつ空気圧も保持される。The plug tool remains in place and air pressure is maintained while the sand inch is cooled to a temperature that does not cause delamination.
第4図および第5図に示されている方法は、第6図に示
されている「気泡吹込み」段階によって行うことが可能
で、この場合、空気圧は最初シート3の表面に加えられ
、シート2には金型が接触しておらず、サンドイッチの
端縁は締付られている。その後、第4図に示されている
ように、雄型は生成した「気泡」中に挿入され、第5図
に示されているように、空気圧がシート2に加えられる
。The method shown in FIGS. 4 and 5 can be carried out by a "bubbling" step shown in FIG. 6, in which air pressure is first applied to the surface of the sheet 3; The sheet 2 is not in contact with the mold and the edges of the sandwich are clamped. Thereafter, as shown in FIG. 4, the male mold is inserted into the created "bubble" and air pressure is applied to the sheet 2, as shown in FIG.
この方法の場合、サンドイッチは空気圧によって完全に
変形され、用具7には変形のだめの力を加える必要がな
い。空気圧はサンドインチの両面に加えられるので、シ
ート2および3のいずれにも穿孔すべきではない。In this method, the sandwich is completely deformed by air pressure and there is no need to apply any deforming forces to the tool 7. Since air pressure is applied to both sides of the sand inch, neither sheets 2 nor 3 should be perforated.
上記の操作は金属シートを変形する現在使用の成形装置
を用いて行うことができる。流体圧を加える代わりK、
サンドイッチは固体のダイを用いて印加した力によシ変
形される。物品の形状としては、いろいろのものが成形
可能であシ、この中には二重彎曲部、即ち相互に横切る
最初の平板状シートの面内における2つ以上の軸線の回
シの彎曲部を有する物品もある。The above operations can be performed using currently used forming equipment for deforming metal sheets. Instead of applying fluid pressure K,
The sandwich is deformed by applied force using a solid die. A variety of shapes can be formed for the article, including double curvatures, i.e. curvatures of two or more axes in the plane of the first intersecting flat sheet. Some items have
変形工程において使用される金属シートの両面または一
方の面に複合材料の造形物品を取付けるために、または
何も取付けなり場合にもJ上記方法を用いることができ
る。上記方法は物品表面の唯一の箇所において複合本体
に接着した金属シートから物品を製造するために使用す
ることができる。このような物品の1例は第7図に示さ
れて−る。この物品は上記に述べたように変形された金
属シートを含み、とのシートは内面のi箇所に接着した
複合材料のパッチICおよび帯片11を有している。こ
の物品は、シート2および3の各箇所がシート1によっ
て分離されているサンドインチを用いて、上記方法によ
って創造できる。The method described above can be used for attaching shaped articles of composite material to either or both sides of the metal sheet used in the deformation process, or even for attaching nothing at all. The above method can be used to manufacture articles from metal sheets adhered to a composite body at only one point on the surface of the article. An example of such an article is shown in FIG. The article comprises a metal sheet deformed as described above, having a patch IC and strip 11 of composite material adhered to the inner surface at i locations. This article can be created by the method described above using a sand inch in which each part of sheets 2 and 3 is separated by sheet 1.
第8図は繊維−プラスチック複合物の管状形本体tW造
する方法を示している。一対の半型から成る管状金型1
2が組込まれて使用され、上記半型は公知の方法で13
において一体的に型締めされている。繊維−プラスチッ
クプレゾレグシートの各月は金型の内側に配置きれて、
その内面と隣接する層14を生成する。プレプレグジー
トノ各月は循環編組のような公知の技術により、または
部分環状部材の使用により一体化される。次に膨張可能
(1nflatable )で、塑性変形可能な金属ノ
ソリソン15が層14の内部に挿入され、一体化部材が
ノRIJソンおよびプレプレグ層の塑性変形に必要な温
度捷で加熱され、空気圧がノ? ’l)ソ/内に加えら
れ層14を金型の壁に押圧する。層14が堅固な管の形
状に固化すると、一体化部材の温度を下げ、パリソンを
収縮除去し、金型を開放して管を取出す。金型12は複
合管の所望の断面形状に従って円形、楕円形または他の
断面形状を有することができる。FIG. 8 shows a method of fabricating a tubular shaped body TW of a fiber-plastic composite. Tubular mold 1 consisting of a pair of half molds
2 is incorporated and used, and the above half mold is assembled into 13 by a known method.
The mold is integrally clamped. Each month of fiber-plastic presoreg sheet is placed inside the mold,
A layer 14 is produced adjacent to its inner surface. The prepregs may be integrated by known techniques such as circular braiding or by the use of partial annular members. A flattable, plastically deformable metal nozzle 15 is then inserted inside the layer 14, the integral member is heated at the temperature required for plastic deformation of the norijon and prepreg layer, and air pressure is applied to the nozzle. ? 'l) Press the layer 14 into the mold wall. Once layer 14 has solidified into a rigid tube shape, the temperature of the integral member is lowered, the parison is deflated, and the mold is opened to remove the tube. The mold 12 can have a circular, oval or other cross-sectional shape according to the desired cross-sectional shape of the composite tube.
第9図は複合本体の表面に立上り部材、この場合ブラケ
ットヲ合体させる方法を例示している。FIG. 9 illustrates a method for assembling upstanding members, in this case brackets, on the surface of the composite body.
ブラケットは複合本体と同じ材料からできている。The bracket is made of the same material as the composite body.
金型は間隙19によって3つの部分16.17および1
8に分けられており、この間隙には繊維−プラスチック
複合シートのブラケット20の立上りアームが挿入され
ている。繊維−プラスチック複合物の層は金型表面上に
載置され、かつ金型表面上方に延びているブラケットの
各部分を包囲しておシ、「スプラール」合金のシート2
2は複合物と接触して配置されている。合金シートに熱
および圧力が加えられると、複合材料の層21は変形さ
れ、固化され、この間金型の各部分16訃よび18は部
分17に対して押圧され、ブラケットのアーム20を圧
縮する。シート21から圧力を解放すると、金型は相互
に分離され、金型からアーム20を取出す。The mold is separated by gaps 19 into three parts 16, 17 and 1
8, and a rising arm of a bracket 20 made of a fiber-plastic composite sheet is inserted into this gap. A layer of fiber-plastic composite is placed on the mold surface and surrounds each portion of the bracket extending above the mold surface, and a sheet of "Spraul" alloy 2
2 is placed in contact with the composite. When heat and pressure are applied to the alloy sheet, the layer 21 of composite material is deformed and solidified, while mold sections 16 and 18 are pressed against section 17, compressing the arms 20 of the bracket. Upon releasing the pressure from the sheet 21, the molds are separated from each other and the arms 20 are removed from the mold.
第10図および第11図に示されている方法は、第6図
のものと同じである。しかしながら、この方法の場合、
シート3には外部および内部立上り部分31.32が設
けられており、かつシート2には立上り部分と向かい合
って穴即ち四部33゜34が設けられている。立上り部
分は、シート2および3を合致させた時に穴即ち凹部内
に嵌合するように寸法決定されている。第10図に示さ
れているように、繊維−プラスチック複合物の層はシー
ト間に配置され、加圧時に、外側立上り部分31は複合
層かられずかな距離だけ外部に位置し、内側立上り部分
32は複合シート内に穴を形成する。第11図に示され
ているように、変形圧力がシート2に加えられると、シ
ート2および3は一緒に移動し、シート3の立上多部分
はシート2の孔に挿入される。この操作中、圧縮されて
いる層1は立上り部分の側面に押圧され、従ってこの立
上多部分の側面は複合物の造形シートの端縁全形 。The method shown in FIGS. 10 and 11 is the same as that in FIG. However, with this method,
The seat 3 is provided with external and internal raised portions 31, 32, and the seat 2 is provided with holes or quadrants 33.34 opposite the raised portions. The raised portions are dimensioned to fit within the holes or recesses when the sheets 2 and 3 are mated. As shown in FIG. 10, a layer of fiber-plastic composite is disposed between the sheets and, upon application of pressure, the outer raised portion 31 is located a short distance externally from the composite layer and the inner raised portion 32. forms holes in the composite sheet. As shown in FIG. 11, when a deforming pressure is applied to sheet 2, sheets 2 and 3 move together and the raised portion of sheet 3 is inserted into the hole in sheet 2. During this operation, the compressed layer 1 is pressed against the sides of the raised section, so that the sides of this raised section form the entire edge of the shaped sheet of composite.
成する。外側部分31はシート1の外端縁を形成し、内
側部分32はシート1に穴を形成する。to be accomplished. The outer part 31 forms the outer edge of the sheet 1 and the inner part 32 forms a hole in the sheet 1.
この方法を用いて好適に配列された立上り部分を設ける
ことによシ、所望の形状を有する任意の数の穴を設けた
シートが製造され、このシートは所望の外周形状を有し
、この形状は外側部分31によって決定される。外側立
上り部分はシート1の端縁の回りに連続状の遮断壁を形
成し、シートの全周囲の範囲を定める。By providing suitably arranged raised portions using this method, a sheet with any number of holes having a desired shape is produced, the sheet having a desired outer circumferential shape, and having this shape. is determined by the outer portion 31. The outer raised portion forms a continuous barrier around the edge of the sheet 1 and delimits the entire circumference of the sheet.
第10図および第11図と同様の方法の場合、シート3
は同等の立上り部分を有するが、シート2は孔を持たな
い連続表面を有する。この場合、立上多部分はシート2
0表面に接触して員るが、嵌入しておらず、かつ第10
図および第11図の変更例と同様の方法で成形シートの
形状を決定する。この変更例は唯一のシートから成るサ
ンドイッチに適用可能であり、この場合シート3上の立
上り部分はシート2の代わりに金型の表面と接触する。In the case of a method similar to FIGS. 10 and 11, sheet 3
has equivalent rises, but sheet 2 has a continuous surface without holes. In this case, the rising portion is sheet 2
0 surface, but is not inserted, and the 10th
The shape of the molded sheet is determined in the same manner as in the modified example shown in FIGS. This modification is applicable to a sandwich consisting of only one sheet, in which case the raised portion on sheet 3 contacts the surface of the mold instead of sheet 2.
第12図は複合物品を成形する方法を示しており、この
場合複合材料は変形中真空に付され、閉じ込められたガ
スを除去する。この方法において、複合層1およびシー
ト2および3から成るサンドインチは第1図の場合のよ
うに一体化され、硬質気密枠41によって包囲されてい
る。上記枠41はシート2および3の全周囲に係合して
、気密領域を形成している。枠41は導管43の端部と
連路してbる少なくとも1つの孔42を有する。導管4
3の他端は公知の真空ポンプ(図示せず)に接続されて
いる。第12図に示されているように組立てた後、上記
気密領域は導管43全通して排気され、この組立部材は
変形温度まで加熱され、かつシート2に印加された圧力
によ、り変形され、この間上記気密領域内の真空は保持
され、シート2および3の間に存在する気体を除去する
。その後、組立部材は冷却され、真空を解放し、枠41
を取外す。FIG. 12 illustrates a method of forming a composite article in which the composite material is subjected to a vacuum during deformation to remove trapped gases. In this method, the sandwich consisting of composite layer 1 and sheets 2 and 3 is integrated as in FIG. 1 and surrounded by a rigid airtight frame 41. The frame 41 engages around the entire periphery of the sheets 2 and 3 to form an airtight area. Frame 41 has at least one hole 42 in communication with the end of conduit 43. conduit 4
The other end of 3 is connected to a known vacuum pump (not shown). After assembly as shown in FIG. 12, the hermetic region is evacuated through conduit 43, the assembly is heated to the deformation temperature and deformed by the pressure applied to the sheet 2. , during which time a vacuum is maintained in the hermetic region to remove the gas present between the sheets 2 and 3. The assembly is then cooled, the vacuum released and the frame 41
Remove.
第1図は2つの金属シートの間に繊維−熱可塑性複合物
のシートを含むサンドイッチの構造全示す図である。
第2図は第1図のサンドイッチ4を変形する方法を概略
的に示す図である。
第3図は第2図と同様に変形方法を概略的に示す図であ
る。
第4図および第5図は第1図のシートを変形する他の方
法を概略的に示す図である。
第6図は第4図および第5図の方法の変形を示す図であ
る。
第7図は上記方法を用いて得られた物品を示す図である
。
第8図は管状複合物品を刃造する方法を概略的に示す図
である。
第9図は立上力部材を有する複合物品を製造する方法を
概略的に示す図である。
第10図および第11図は複合材料のシートラ変形する
他の方法を概略的に示す図である。
第12図は複合材料シー)k成形するさらに他の方法を
概略的に示す図である。
1・・・複合材料シート、2.3・・・金属シート、4
・・・雌型、7・・・プラグ用具、12・・・管状金型
、14・・・層、15・・・金属パリソン。
以下余白
図面の浄書(内容に変更なし)
FIG、3
FIG、6
FIG 10
FIG、 11
FIG、12
手続補正書(方式)
昭和60年7月16日FIG. 1 shows the overall construction of a sandwich comprising a sheet of fiber-thermoplastic composite between two metal sheets. FIG. 2 schematically shows how the sandwich 4 of FIG. 1 can be modified. FIG. 3 is a diagram schematically showing a deformation method similar to FIG. 2. 4 and 5 schematically illustrate another method of deforming the sheet of FIG. 1. FIG. 6 shows a modification of the method of FIGS. 4 and 5. FIG. 7 shows an article obtained using the above method. FIG. 8 is a diagram schematically showing a method of cutting a tubular composite article. FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing a composite article having an upright member. FIGS. 10 and 11 are diagrams schematically illustrating another method of deforming a composite material. FIG. 12 is a diagram schematically showing still another method of molding a composite material. 1... Composite material sheet, 2.3... Metal sheet, 4
...Female mold, 7. Plug tool, 12. Tubular mold, 14. Layer, 15. Metal parison. Engraving of the following margin drawings (no changes in content) FIG, 3 FIG, 6 FIG, 10 FIG, 11 FIG, 12 Procedural amendment (method) July 16, 1985
Claims (1)
なるプラスチック複合物の造形品の成形方法において、
上記複合物の本体の少なくとも一方の面と高温下で塑性
変形可能な金属シートとを接触させる工程、シートが塑
性変形可能な温度の下にあり、しかも本体がシートの形
状に順応する温度の下にある間に、本体の上記面にシー
トを押圧する工程、および上記シートを塑性変形して上
記本体を形どる工程を含んでなる、プラスチック複合物
の造形品の成形方法。 2、熱成形可能な材料が熱可塑性である特許請求の範囲
第1項記載の方法。 3、熱成形可能な材料が熱硬化性である特許請求の範囲
第1項記載の方法。 4、複合物の本体が厚さが0.25〜25mmのシート
から成る特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記
載の方法。 5、複合物の本体が積層状の繊維を含む予備成形した強
化プラスチックシートから成り、金属シートを本体に押
圧する際に、上記複合シートは複合シート自体の面内に
おける少なくとも1つの軸線の回りで彎曲している特許
請求の範囲第1項〜第4項のいずれか一項に記載の方法
。 6、複合物の本体はプレプレグシートのアセンブリから
成り、金属シートを本体に押圧する際に、上記プレプレ
グシートが一緒に強化される特許請求の範囲第1項〜第
4項のいずれか一項に記載の方法。 7、金属シートが超可塑性である特許請求の範囲第1項
〜第6項のいずれか一項に記載の方法。 8、本体が上記金属シートと他の変形可能材料シートと
の間に配置され、両シートおよび本体が本体自体に金属
シートを押圧する際に変形される特許請求の範囲第1項
〜第7項のいずれか一項に記載の方法。 9、上記他のシートが穿孔されていて、シート間に閉じ
込められた気体を逃散させることができる特許請求の範
囲第8項記載の方法。 10、金属シートと上記他のシートとの間の空間域を排
気してシート間の気体を除去する特許請求の範囲第8項
記載の方法。 11、シートの周囲が硬質性気密枠により合致されて本
体を包囲する封入体を形成し、上記枠は孔を有しており
、この孔に封入体内を真空にする手段が接続され、封入
体内を真空状態とし、封入体内に真空状態を保持してい
る間に、上記金属シートを本体に押圧する特許請求の範
囲第10項記載の方法。 12、シートおよび本体の変形の後で、本体を冷却する
にまかせながら、封入体内の真空を維持する特許請求の
範囲第11項記載の方法。 13、金属シートが膨張性ダイヤフラムまたはパリソン
から成る特許請求の範囲第1項〜第12項までのいずれ
か一項に記載の方法。 14、本体へ取付けるべき部材の少なくとも1個を本体
と接触して配置し、シートの塑性変形の際に本体に取付
けられて本体を形どる特許請求の範囲第1項〜第13項
までのいずれか一項に記載の方法。 15、本体を金属シートと型表面との間に配置し、金属
シートを本体に押圧して本体を型表面に押圧する際に、
上記金属シートを変形する特許請求の範囲第1項〜第7
項までのいずれか一項に記載の方法。 16、上記の型表面に孔が設けてあり、本体に取付ける
部材が上記孔に配置されており、本体を型表面に押圧し
た際に上記部材が上記本体に取付けられる特許請求の範
囲第15項記載の方法。 17、金属シートが本体にシートを押圧している際に本
体内に、または本体の回りに延びる少くなくとも1つの
立上り部分を有しており、この立上り部分が、シートを
横切る方向に延びている造形品の端縁を規定する特許請
求の範囲第1項〜第16項のいずれか一項に記載の方法
。 18、本体が上記金属シートと上記立上り部分に向かい
合う孔を有する他の変形可能シートとの間に配置され、
上記金属シートを本体に押圧する際に、上記立上り部分
が上記孔に挿入される特許請求の範囲第17項記載の方
法。 19、本体が上記複合物の複数の分離片から成り、シー
トを本体に押圧する際に、上記片が一体的に合体される
特許請求の範囲第1項〜第18項のいずれか一項に記載
の方法。 20、潤滑剤を金属シートの表面と本体との間に塗布す
る特許請求の範囲第1項〜第19項のいずれか一項に記
載の方法。 21、材料の層を金属シートと本体との間に介在させ、
本体にシートを押圧する際に、上記材料層が造形品に接
着される特許請求の範囲第1項〜第19項のいずれか一
項に記載の方法。 22、接着剤を金属シートの表面と本体との間に塗布し
、上記シートが、本体に押圧される際に本体に接着する
特許請求の範囲第1項〜第19項のいずれか一項に記載
の方法。[Claims] 1. A method for molding a shaped article of a plastic composite comprising fibers dispersed in a matrix of thermoformable material,
contacting at least one surface of the body of the composite with a metal sheet that is plastically deformable at high temperatures, at a temperature at which the sheet is plastically deformable and at a temperature at which the body conforms to the shape of the sheet; A method for molding a shaped article of a plastic composite, the method comprising the steps of: pressing a sheet against the surface of the body while plastically deforming the sheet to shape the body. 2. The method of claim 1, wherein the thermoformable material is thermoplastic. 3. The method of claim 1, wherein the thermoformable material is thermosetting. 4. The method according to claim 1, 2 or 3, wherein the main body of the composite comprises a sheet having a thickness of 0.25 to 25 mm. 5. The main body of the composite consists of a preformed reinforced plastic sheet containing laminated fibers, and when the metal sheet is pressed onto the main body, the composite sheet is rotated about at least one axis in the plane of the composite sheet itself. 5. A method according to any one of claims 1 to 4, which is curved. 6. The body of the composite consists of an assembly of prepreg sheets, and the prepreg sheets are reinforced together when pressing the metal sheet onto the body. The method described in section. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal sheet is superplastic. 8. Claims 1 to 7, in which a body is arranged between the metal sheet and another sheet of deformable material, and both sheets and the body are deformed when pressing the metal sheet against itself. The method described in any one of the above. 9. The method according to claim 8, wherein the other sheet is perforated to allow gas trapped between the sheets to escape. 10. The method according to claim 8, wherein the space between the metal sheet and the other sheet is evacuated to remove gas between the sheets. 11. The periphery of the sheet is matched by a rigid airtight frame to form an enclosure surrounding the main body, the frame has a hole, and a means for creating a vacuum inside the enclosure is connected to this hole, so that the inside of the enclosure is 11. The method of claim 10, wherein the metal sheet is pressed against the body while applying a vacuum to the enclosure and maintaining the vacuum within the enclosure. 12. The method of claim 11, wherein after deformation of the sheet and body, a vacuum is maintained within the enclosure while allowing the body to cool. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the metal sheet comprises an inflatable diaphragm or a parison. 14. Any one of claims 1 to 13, wherein at least one member to be attached to the main body is arranged in contact with the main body, and is attached to the main body to shape the main body when the sheet is plastically deformed. The method described in paragraph (1). 15. When placing the main body between the metal sheet and the mold surface and pressing the metal sheet against the main body and pressing the main body against the mold surface,
Claims 1 to 7 that transform the metal sheet
The method described in any one of the preceding paragraphs. 16. A hole is provided in the mold surface, a member to be attached to the main body is arranged in the hole, and the member is attached to the main body when the main body is pressed against the mold surface.Claim 15 Method described. 17. The metal sheet has at least one raised portion extending into or around the body when the sheet is pressed against the body, the raised portion extending in a direction transverse to the sheet. 17. A method according to any one of claims 1 to 16, for defining edges of a shaped article. 18. A body is disposed between the metal sheet and another deformable sheet having holes opposite the raised portion;
18. The method of claim 17, wherein the raised portion is inserted into the hole when pressing the metal sheet onto the body. 19. According to any one of claims 1 to 18, wherein the main body is composed of a plurality of separate pieces of the composite, and the pieces are integrated into one body when pressing the sheet against the main body. Method described. 20. The method according to any one of claims 1 to 19, wherein a lubricant is applied between the surface of the metal sheet and the main body. 21. interposing a layer of material between the metal sheet and the body;
20. A method according to any one of claims 1 to 19, wherein the layer of material is adhered to the shaped article when pressing the sheet against the body. 22. According to any one of claims 1 to 19, wherein an adhesive is applied between the surface of the metal sheet and the main body, and the sheet adheres to the main body when pressed against the main body. Method described.
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