JPWO2012114933A1 - プリフォームの製造装置および製造方法ならびにその方法により製造されたプリフォーム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、下型のみに加熱手段を設けた場合、反対側の上型への放熱が大きくなるので、賦形のための温度を一定の温度に保つためには、下型を必要以上に加熱しなければならないことが多い。そのため、加熱のために使用するエネルギーが大きくなり、省エネルギーが困難である。また、下型のみに加熱手段を設け、上型に対して発泡材などの断熱材を介在させた場合、賦形のための押圧時に発泡材などの断熱材が変形するため、できあがるプリフォームの寸法精度が低下する。一方、上下の型両方に加熱手段を設ける場合、少なくともいずれか一方の型を分割型として複雑な形状の賦形に対応することが困難となる。
図1は、本発明の一実施態様に係るプリフォームの製造装置1を示している。このプリフォームの製造装置1においては、互いに対向する第1の型としての下型2および第2の型としての上型3から構成される賦形型4内に、熱可塑性樹脂を主成分とする固着材を付着させた強化繊維基材を複数枚積層した積層体5が配置される。下型2にのみ、加熱機構6としての、温水または加熱されたオイルを循環させる熱媒流通路が配設されており、本実施態様では、さらに下型2に、空冷または水冷方式の冷却手段7が設けられている。加熱機構としては、上記のような熱媒循環方式の他に、ヒータを備えた機構に構成することも可能である。冷却手段7としては、例えば、圧縮空気を下型2に設けた貫通孔からプリフォームに向けて供給することによりプリフォームを冷却する方式か、下型2内に設けた流通路中に冷却水を循環させる方式を採用することができる。また、本実施態様では、加熱機構6が設けられていない上型3は、複数に分割された分割型に構成されている。この上型3には、上型3を下型2に対して開閉するとともに、積層体5の賦形のための押圧力(プレス圧)を発生するプレス機構8が連結されている。
2 第1の型としての下型
3 第2の型としての上型
4 賦形型
5 強化繊維基材の積層体
6 加熱機構
7 冷却手段
8 プレス機構
Q 熱の移動
l、l1〜l7 厚み
T、T1〜T8 接触面の温度
λ、λ1〜λ7 熱伝導率
Claims (16)
- 熱可塑性樹脂を主成分とする固着材を付着させた強化繊維基材を複数枚積層した積層体を、互いに対向する第1の型、第2の型から構成される賦形型で加熱を介して所定形状に賦形することにより、RTM成形に用いるプリフォームを製造する装置であって、第1の型のみに加熱機構を設けるとともに、第2の型の少なくとも前記強化繊維基材と接触する接触面が第1の型より熱伝導率の低い材料で形成されていることを特徴とするプリフォームの製造装置。
- 前記接触面が、熱伝導率が0.01W/m・K以上かつ10W/m・K以下の材料で形成されている、請求項1に記載のプリフォームの製造装置。
- 前記接触面が、少なくとも5mmの厚さを持つ非金属材料で形成されている、請求項1または2に記載のプリフォームの製造装置。
- 第1の型が、金属材料で形成されている、請求項1〜3のいずれかに記載のプリフォームの製造装置。
- 第2の型が、分割型からなる、請求項1〜4のいずれかに記載のプリフォームの製造装置。
- 前記固着材のガラス転移温度が50〜80℃の範囲にある、請求項1〜5のいずれかに記載のプリフォームの製造装置。
- 前記強化繊維基材が、炭素繊維基材からなる、請求項1〜6のいずれかに記載のプリフォームの製造装置。
- 熱可塑性樹脂を主成分とする固着材を付着させた強化繊維基材を複数枚積層した積層体を、互いに対向する第1の型、第2の型から構成される賦形型によりプレスにより所定形状に賦形するとともに、加熱により強化繊維基材間に存在する前記固着材を溶融させ、溶融後に冷却することにより前記固着材を固化させ強化繊維基材同士を接着させて賦形形状を保持する、RTM成形に用いるプリフォームを製造する方法であって、前記加熱において、第1の型からのみ加熱するとともに、第2の型の少なくとも前記強化繊維基材と接触する接触面を第1の型より熱伝導率の低い材料で形成して第2の型側への熱伝導を抑えることを特徴とするプリフォームの製造方法。
- 前記接触面が、熱伝導率が0.01W/m・K以上かつ10W/m・K以下の材料で形成されている、請求項8に記載のプリフォームの製造方法。
- 前記接触面が、少なくとも5mmの厚さを持つ非金属材料で形成されている、請求項8または9に記載のプリフォームの製造方法。
- 第1の型が、金属材料で形成されている、請求項8〜10のいずれかに記載のプリフォームの製造方法。
- 前記他方の型が、分割型から構成されている、請求項8〜11のいずれかに記載のプリフォームの製造方法。
- 前記固着材のガラス転移温度が50〜80℃の範囲にある、請求項8〜12のいずれかに記載のプリフォームの製造装置。
- 前記冷却において、前記積層体をプレスした状態のまま冷却を行う、請求項8〜13のいずれかに記載のプリフォームの製造方法。
- 前記強化繊維基材が、炭素繊維基材からなる、請求項8〜14のいずれかに記載のプリフォームの製造方法。
- 熱可塑性樹脂を主成分とする固着材を付着させた強化繊維基材を複数枚積層した積層体を、互いに対向する第1の型、第2の型から構成される賦形型によりプレスにより所定形状に賦形するとともに、加熱により強化繊維基材間に存在する前記固着材を溶融させ、溶融後に冷却することにより前記固着材を固化させ強化繊維基材同士を接着させて賦形形状を保持し、前記加熱において、第1の型からのみ加熱するとともに、第2の型の少なくとも前記強化繊維基材と接触する接触面を第1の型より熱伝導率の低い材料で形成して第2の型側への熱伝導を抑えることにより製造され、RTM成形に用いられることを特徴とするプリフォーム。
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