JPWO2018189794A1 - 複合材料の成形方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図3を参照して、第1実施形態にかかる複合材料(プリプレグシート10)の成形方法は、概説すれば、基材(炭素繊維11)に樹脂(マトリックス樹脂12)を含浸させてなるプリプレグシート10を積層して成形する方法である。このプリプレグシート10の成形方法では、表層の第1プリプレグシート10Pに隣接する、第2プリプレグシート10Qに含まれる第2マトリックス樹脂12Qの硬化を開始する前に、第1プリプレグシート10Pに含まれる第1マトリックス樹脂12Pの硬化を完了させる。
プリプレグシート10(複合材料)は、基材(炭素繊維11)に樹脂(マトリックス樹脂12)を含浸させて、長尺な薄板形状に形成している。プリプレグシート10を用いて、炭素繊維強化プラスチック(carbon fiber reinforced plastic:CFRP)からなる成形品20を成形する。
プリプレグシート10の成形方法は、次のような工程によって、具現化される。すなわち、プリプレグシート10の成形方法は、長尺なプリプレグシート10を切断して個片化する切断工程S11、個片化されたプリプレグシート10を積層する積層工程S12、および積層された複数のプリプレグシート10を予備成形する賦形工程S13によって具現化される。さらに、プリプレグシート10の成形方法は、予備成形された複数のプリプレグシート10の表層の第1プリプレグシート10Pを硬化させる表層硬化工程S14、表層のみ硬化された状態の複数のプリプレグシート10全体を熱硬化させる熱成形工程S15、および熱硬化させた複数のプリプレグシート10(成形品20)を型から取り出す脱型工程S16によって具現化される。
切断工程S11は、図2Aに示すように、長尺なプリプレグシート10を切断して個片化する工程である。
積層工程S12は、図2Bに示すように、個片化されたプリプレグシート10を積層する工程である。
賦形工程S13は、図2Cに示すように、積層された複数のプリプレグシート10を予備成形する工程である。
表層硬化工程S14は、図2Dおよび図3に示すように、予備成形された複数のプリプレグシート10の表層の第1プリプレグシート10Pを硬化させる工程である。
熱成形工程S15は、図2Eおよび図4に示すように、表層のみ硬化された状態の複数のプリプレグシート10全体を熱硬化させる工程である。
脱型工程S16は、図2Fに示すように、熱硬化させた複数のプリプレグシート10(成形品20)を型から取り出す工程である。
第2実施形態にかかるプリプレグシート10の成形方法は、図5に示すように表層硬化工程を賦形工程と共に行う(表層硬化工程および賦形工程S23)点において、上記の第1実施形態にかかるプリプレグシート10の成形方法と相違する。上記の第1実施形態では、表層硬化工程S14を、賦形工程S13の後であって熱成形工程S15の前に行っていた。
図5は、第2実施形態にかかるプリプレグシート10の成形方法を示すフローチャートである。図6は、第2実施形態の1にかかる表層硬化工程および賦形工程S23に相当し、複数のプリプレグシート10に対して賦形用移動型203を透過した光Lを照射して、表層の第1プリプレグシート10Pを硬化させる状態を示す模式図である。
図7は、第2実施形態の2にかかる表層硬化工程および賦形工程S23に相当し、複数のプリプレグシート10に対して賦形用移動型303の内部から光Lを照射して、表層の第1プリプレグシート10Pを硬化させる状態を示す模式図である。
10P 第1プリプレグシート(第1の複合材料)、
10Q 第2プリプレグシート(第2の複合材料)、
11 炭素繊維(基材)、
12 マトリックス樹脂(樹脂)、
12P 第1マトリックス樹脂(第1の樹脂)、
12Q 第2マトリックス樹脂(第2の樹脂)、
20 成形品、
101 切断刃、
102 賦形用固定型、
103,203,303 賦形用移動型、
104,304 光源、
105 熱成形用固定型、
106 熱成形用移動型、
L 光、
S11 切断工程、
S12 積層工程、
S13 賦形工程、
S14 表層硬化工程、
S15 熱成形工程、
S16 脱型工程、
S23 表層硬化工程および賦形工程。
技術分野
[0001]
本発明は、複合材料の成形方法に関する。
背景技術
[0002]
従来から、例えば基材(炭素繊維)に樹脂を含浸させてなる複合材料(プリプレグ)を積層した上で、熱成形して成形品を製造する技術が知られている(特許文献1を参照。)。特許文献1に記載の技術では、基材の表面粗さを小さくし、かつ、サイジング処理によって基材の結束性を向上させて、基材の乱れを抑制している。
先行技術文献
特許文献
[0003]
特許文献1:特開2014−173053号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0004]
特許文献1に記載の技術では、熱成形を行うときには依然として基材に含侵させている樹脂が流動して基材に乱れが発生することから、積層された複合材料の表面の凹凸を十分に抑制することは難しい。すなわち、特許文献1に記載の技術では、良好な外観を得ることが難しい。
[0005]
本発明の目的は、良好な外観を得ることができる複合材料の成形方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0006]
上記目的を達成するための本発明の複合材料の成形方法は、基材に樹脂を含浸させてなる複合材料を積層して成形する方法である。この複合材料の成形方法では、表層の第1の前記複合材料に隣接する、第2の前記複合材料に含まれる第2の前記樹脂の硬化を開始する前に、第1の前記複合材料に含まれる第1の前記樹脂の硬化を完了させる。第1の樹脂は、光硬化性を備える。第2の樹脂は、熱硬化性を備える。第1の複合材料に対して光を照射して第1の樹脂を硬化させた後、第2の複合材料を加熱して第2の樹脂を硬化させる。
Claims (7)
- 基材に樹脂を含浸させてなる複合材料を積層して成形する方法であって、
表層の第1の前記複合材料に隣接する、第2の前記複合材料に含まれる第2の前記樹脂の硬化を開始する前に、第1の前記複合材料に含まれる第1の前記樹脂の硬化を完了させる、複合材料の成形方法。 - 第2の前記樹脂は、熱硬化性を備えた、請求項1に記載の複合材料の成形方法。
- 第1の前記樹脂は、光硬化性を備え、
第1の前記複合材料に対して光を照射して第1の前記樹脂を硬化させる、請求項1または2に記載の複合材料の成形方法。 - 第1の前記樹脂は、紫外線に対して光硬化性を備え、
第1の前記複合材料に対して紫外線を含む前記光を照射して第1の前記樹脂を硬化させる、請求項3に記載の複合材料の成形方法。 - 前記基材は、一方向に配向した複数の炭素繊維を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合材料の成形方法。
- 積層された前記複合材料に前記光を照射すると共に賦形してから熱成形する、請求項2〜5のいずれか1項に記載の複合材料の成形方法。
- 積層された前記複合材料に対して成形品の外形形状に対応する型を押圧して成形し、
前記型は、積層された前記複合材料に向かって前記光を透過させる、請求項2〜6のいずれか1項に記載の複合材料の成形方法。
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