KR20130016279A

KR20130016279A - 탄소 섬유 기재의 절단 방법

Info

Publication number: KR20130016279A
Application number: KR1020127026815A
Authority: KR
Inventors: 고노스케 야마모토; 마사아키 야마사키; 도시히데 세키도
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2013-02-14
Also published as: WO2011114592A1; CN102812175B; JP5709059B2; EP2549010A4; US9050689B2; EP2549010A1; AU2010348477A1; CN102812175A; JPWO2011114592A1; AU2010348477B2; US20130001206A1

Abstract

본 발명은, 적어도 탄소 섬유를 포함하는 직물상물로 구성한 프리폼 등의 탄소 섬유 기재를 레이저로 절단할 때, 레이저에 의한 기재 절단 시의 상태의 목표 상태로부터의 변동을 억제 또는 방지 가능한 초기 조건으로 설정하여 기재를 절단하는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 기재의 절단 방법에 관한 것이다. 탄소 섬유 기재를 레이저로 절단 시에서의, 열의 산일이나, 레이저의 촛점 거리 범위로부터 벗어남, 그을음 등의 여러 문제를 효과적으로 해소하는 것이 가능하게 되어, 목표로 하는 원하는 상태에서 안정적으로 탄소 섬유 기재의 절단을 행할 수 있다.

Description

탄소 섬유 기재의 절단 방법{METHOD FOR CUTTING CARBON FIBER BASE}

본 발명은 적어도 탄소 섬유를 포함하는 직물상물을 포함하는 탄소 섬유 기재의 절단 방법에 관한 것으로서, 특히, 섬유 강화 플라스틱(이하, FRP[Fiber Reinforced Plastic]이라고 약칭하는 경우도 있음)을 제작하기 위한 기재를 정밀도 좋게 소정의 형상으로 절단하는 데 이용하는 바람직한 탄소 섬유 기재의 절단 방법에 관한 것이다.

최근에, 항공기나 자동차 등의 경량화를 위해 탄소 섬유를 사용한 섬유 강화 플라스틱(이하, CFRP[Carbon Fiber Reinforced Plastic]이라고 약칭하는 경우도 있음)을 사용하는 기회가 증가하고 있다. 예를 들면, 한 방향으로 정렬된 복수 라인의 탄소 섬유로 이루어지는 탄소 섬유 다발을 이용한 탄소 섬유 직물을 강화 섬유 기재로서 사용한 CFRP는 비강성이나 비강도의 면에서 금속 재료에 대하여 유리한 면이 많아, 여러가지 부품에 채용되고 있다.

이러한 CFRP의 성형 방법으로서는, 프리프레그/오토클레이브법, RTM(Resin Transfer Molding) 성형 방법, RFI(Resin Film Infusion) 성형 방법 또는 이들로부터 파생한 성형 방법 등, 여러가지 방법이 제안되어 있다. 이 중에서도, RTM 성형 방법은 예를 들면 탄소 섬유를 포함하는 직물 또는 그 직물을 복수 적층한 적층체를 포함하는 탄소 섬유 기재를 준비하고, 원하는 형상으로 부형한 프리폼을 미리 형성한 뒤에, 성형형 내에 주입한 매트릭스 수지를 함침, 경화시킴으로써, 복잡한 형상의 CFRP가 얻어지는 점에서 주목받고 있다.

그러나, 탄소 섬유를 포함하는 직물이나 그의 적층체, 이들을 미리 소정 형상으로 부형한 프리폼(이하, 이들을 총칭하여 탄소 섬유 기재라고 부르는 경우도 있음)을 통상의 날붙이로 소정 형상으로 절단하려고 하는 경우, 다음과 같은 문제가 생기는 경우가 있다. 즉, 탄소 섬유는 직경이 10 ㎛ 정도로 매우 가늘기 때문에, 탄소 섬유 직물의 적층체나 프리폼을 날붙이로 접촉 절단하려고 하는 경우에는, 탄소 섬유 자체의 단단함도 있어서, 절단하려고 하는 개소를 압궤하여 절단하게 된다. 이 때문에, 그 반발력에 의해서 탄소 섬유가 절단 단부면에서 풀리기 쉬워진다. 특히, 직물을 적층하여 프리폼을 형성하고 나서 절단하려고 하면, 절단면이 두께 방향으로 정렬되지 않기 쉽다.

성형형에 이러한 프리폼을 배치하려고 하면, 성형형의 캐비티 형상과의 사이에 미스매치가 발생한다. 프리폼이 성형형보다 큰 경우에는, 성형형에 피트하는 크기로 형상을 조정하기 위한 추가의 절단 가공 작업을 행하거나, 또는 성형형보다 큰 프리폼을 그대로 성형형 내에 넣어서 성형하게 된다. 후자의 경우, 성형 후의 CFRP의 돌출 부분에까지 탄소 섬유가 포함되게 되어, 돌출 부분 제거 작업이 번잡해진다고 하는 문제점이 생기고 있었다. 한편, 프리폼이 작은 경우에는, 성형형과의 사이에 생기는 간극에 수지만(수지 풍부)의 부분이 형성되기 때문에, 매트릭스 수지의 주입 전에 별도로 탄소 섬유를 매립하는 작업이 필요해진다. 또한, 가령, 프리폼과 성형형의 형상이 거의 일치하고 있는 경우에도, 프리폼을 성형형으로 반송하고 있는 동안 등에 프리폼의 단부가 풀리는 경우가 있어, 미스매치를 완전히 억제하는 것은 어렵다.

이와 같이 풀리기 쉬운 탄소 섬유에 대하여 탄소 섬유끼리를 결착하여 두는 기술이 알려져 있다. 예를 들면, 탄소 섬유를 결착하는 기술로서, 단섬유상(3 내지 20 mm 정도)의 탄소 섬유를 페놀 수지 등을 통해 시트상 성형물을 얻는 방법이 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재되어 있다. 이 시트상 성형물의 제작 방법으로서, 탄소 단섬유를 이차원 평면 내에 무작위로 분산하고, 페놀 수지와 함께 불활성 분위기 하에서, 약 2000℃ 이상의 고온에서 소성하는 것이 기재되어 있다. 이들 문헌에 기재된 시트상 성형물은 탄소 섬유 전극에 바람직하게 이용되는 것으로서, 시트상 성형물에 새롭게 매트릭스 수지를 함침시켜서 사용하는 것이 아니다. 또한, 약 2000℃ 이상의 고온에서 소성하는 점에서, 탄소 단섬유 자체의 전체도 탄화하기 때문에, 탄소 단섬유 자체가 갖는 탄성률이나 강도 등이 얻어지는 것이 아니다.

일본 특허 공개 제2004-288489호 공보 일본 특허 공개 제2005-297547호 공보

상술한 바와 같이 탄소 섬유 기재를 통상의 날붙이를 이용하여 절단하는 경우의, 절단 단부면에 풀어짐을 발생시키기 쉽고, 또한, 소정 형상으로 정밀도 좋게 절단하기 어렵다는 문제를 해소하기 위해서, 아직 출원 미공개의 단계에 있지만, 앞서 본 출원인에 의해 절단 단부면에 특정 성상의 흑연화부(예를 들면, 막상의 흑연화부)를 생성시킴으로써, 소정 형상으로의 용이한 절단을 달성하면서, 절단 단부면에서의 탄소 섬유의 풀림 등을 방지할 수 있도록 한 기술이 제안되어 있고(일본 특허 출원2009-285882호), 상기 제안에는 이러한 절단은 레이저(레이저 광선)에 의한 절단에 의해서 달성할 수 있는 것도 기재되어 있다.

그런데, 이와 같이 레이저에 의해 탄소 섬유 기재를 절단하는 경우, 다음과 같은 문제가 남겨져 있는 것이 분명하게 되었다. 우선, 레이저 가공에 있어서, 탄소 섬유의 승화 절단 온도는 약 3800℃ 정도로 금속(철은 약 1600℃)보다도 높아, 분위기 온도와 절단 온도의 차가 크기 때문에, 열에너지가 산일하기 쉽다. 탄소 섬유 자체의 열전도성은 일반적인 무기물보다도 우수한데, 직물상물로 구성한 기재의 형태에 따라서는, 절단 가공 방향, 즉, 두께 방향(특히 적층체를 포함하는 기재의 두께 방향)의 열전도율이 금속에 비하여 매우 나쁘게 되는 경우가 있기 때문에, 기재 자체를 통과한 두께 방향의 열 공급을 받기 어려워져서, 기재의 절단 온도까지 상승하기 어려워지는 경우가 있다. 레이저에 의한 절단 온도가 충분히 상승하지 않으면, 즉, 탄소 섬유의 승화 절단 온도까지 상승하지 않으면, 절단 불량 개소가 생성되게 된다.

또한, 레이저 절단 가공에 있어서는, 가공 가능한 촛점 거리(집광하기 위해서 촛점 거리)가 있는데, 기재가 변형되기 쉬운 것인 경우에는, 가공 가능한 촛점 거리의 범위로부터 벗어나 버릴 우려가 있고, 벗어나 버리면, 역시 절단 불량 개소가 생기게 된다.

따라서 본 발명의 과제는, 탄소 섬유 기재를 레이저로 절단할 때의 상기한 것과 같은 문제점 및 레이저 절단 가공에 따른 다른 문제점을 해결하기 위해서, 탄소 섬유 기재의 절단에 있어서 우수한 절단 성능 및 상술한 바와 같은 우수한 절단 단부면 형태를 기대할 수 있는 레이저 절단을, 목표로 하는 원하는 상태에서 안정적으로 행하는 것이 가능한 탄소 섬유 기재의 절단 방법을 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법은, 적어도 탄소 섬유를 포함하는 직물상물로 구성한 탄소 섬유 기재를 레이저로 절단할 때, 레이저에 의한 기재 절단 시의 상태의 목표 상태로부터의 변동을 억제 또는 방지 가능한 초기 조건으로 설정하여 기재를 절단하는 것을 특징으로 하는 절단 방법을 포함한다.

여기서, 본 발명에서의 적어도 탄소 섬유를 포함하는 직물상물로 구성한 탄소 섬유 기재란, 실질적으로 모든 탄소 섬유 함유 직물상물로 구성한 탄소 섬유 기재를 포함하고, 그 직물상물 단체, 적층체 둘다를 포함한다. 또한, 직물상물의 형태로서는, 예를 들면, 탄소 섬유를 한 방향으로 정렬시킨 한 방향 직물 기재, 다축 스티치 기재, 부직포의 형태, 평직, 능직, 니트, 블레이드 등의 형태를 포함하고, 나아가서는 유리 섬유나 유기 섬유와의 혼성 구성일 수도 있다. 또한, 적층체 구성을 갖는 기재의 경우에는, 탄소 섬유를 포함하는 직물상물 외에, 유리 섬유, 아라미드 섬유, PBO(폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸) 섬유, 보론 섬유, 알루미나 섬유 등을 포함하는 직물상물을 포함하고 있을 수도 있다. 그리고, 이러한 기재가 미리 소정 형상(이차원 형상, 삼차원 형상의 양쪽을 포함함)으로 부형된 프리폼도 본 발명의 탄소 섬유 기재에 포함된다. 상기 기재의 바람직한 형태는 탄소 섬유의 연속 섬유를 포함하는 상기 탄소 섬유 함유 직물상물로 구성되어 있는 기재이고, 더욱 바람직하게는, 탄소 섬유만으로 구성되는 상기 탄소 섬유 함유 직물상물이다. 또한, 본 발명은 주로 수지(매트릭스 수지)가 기재에 함침되어 있지 않은, 이른바 드라이의 탄소 섬유 기재를 대상으로 하고 있지만, 기재에 수지가 함침된 기재, 예를 들면 수지가 경화 전의 이른바 B-스테이지의 상태에서 함침된 프리프레그도 본 발명의 탄소 섬유 기재에 포함된다.

이러한 본 발명에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법에 있어서는, 레이저에 의한 기재 절단 시의 상태의 목표 상태로부터의 변동을 억제 또는 방지 가능한 특정한 초기 조건으로 설정하고, 그 조건 하에서 기재를 절단한다. 이 목표 상태로부터의 변동을 억제 또는 방지한다란, 상술한 바와 같은 절단을 위한 레이저에 의한 열의 바람직하지 않은 산일을 억제 또는 방지하거나, 기재의 절단하여야 할 부위의 가공 가능한 레이저 촛점 거리의 범위로부터 벗어나는 것을 방지하거나, 또한 레이저를 조사하는 헤드의 막힘을 억제 또는 방지하거나 하는 것 등을 의미한다. 이러한 레이저에 의한 기재 절단 시의 상태의 목표 상태로부터의 변동이나 어긋남을 억제 또는 방지할 수 있는 조건으로 초기 설정함으로써 절단 시에 바람직하지 않은 상태가 되는 것이 회피되어, 레이저에 의한 기재 절단을 목표로 하는 원하는 상태에서 안정적으로 행하는 것이 가능하게 된다.

보다 구체적인 형태로서는, 탄소 섬유 기재를 적재 지그 상에 얹어 놓고 레이저로 절단할 때, 상기 기재를 상기 적재 지그로 부분적으로 받도록 할 수 있다. 이것은, 기본적으로 기재로부터의 열전도가 발생되기 어려운 부위에서 기재를 적재 지그로 부분적으로 받아, 레이저 절단 가공 시에 열이 산일하기 어려운 형태를 실현하도록 한 것이다. 즉, 상술한 바와 같이, 탄소 섬유의 승화 절단 온도는 약 3800℃ 정도로 금속보다도 높아, 분위기 온도와 절단 온도의 차가 크기 때문에 열에너지가 산일하기 쉽다. 또한, 절단 가공 방향, 즉 기재의 두께 방향의 열전도가 금속에 비하여 나쁘기 때문에, 기재 자체으로부터의 두께 방향 열 공급을 받기 어려워, 절단하여야 할 두께 방향 부위가 절단 온도까지 상승하기 어렵다는 특징이 있다. 그 때문에, 탄소 섬유를 포함하는 이러한 기재의 절단에서는, 열에너지의 산일을 크게 억제할 필요가 있어, 열에너지의 산일에 관한 매개변수(열전도율, 접촉 면적, 접촉물과의 온도차, 가열 시간 등은 산일량에 비례하고, 접촉물과의 거리는 반비례함)를 적절한 범위로 할 수 있는 지그 구성이 중요해지는 것이다. 또한, 열에너지의 산일에 대신하여, 또는 열에너지의 산일과 합해서 절단하는 기재와 접촉하는 지그의 열용량을 가능한 한 작게 하면, 지그가 빠른 시기에 승온하여 열에너지의 산일을 방지할 수 있다.

이러한 구성에 있어서는, 보다 구체적으로는, 기재의 절단 위치를 기재가 상기 적재 지그에 접촉하지 않는 위치로 설정하는 것이 바람직하다. 탄소 섬유 기재에 조사된 열에너지가 적재 지그를 통해서 산일하는 것을 막기 위해서는, 적재 지그와 절단점의 거리를 떨어뜨리는 쪽이 좋다. 즉, 절단 라인의 이면은 받지 않는 편이 좋다. 한편, 절단점과의 거리를 너무 떨어뜨리면, 기재는 휘어지기 쉬워, 촛점 거리 범위로부터 벗어나기 쉬워지기 때문에, 적절한 거리로 할 필요가 있다. 예를 들면, 바람직한 거리 범위로서, 1 mm 내지 200 mm, 2 mm 내지 100 mm, 나아가서는 3 mm 내지 75 mm의 범위를 들 수 있다. 다만, 기재도 두께가 증가하면 강성이 향상하기 때문에, 두께에 따라서 최대 거리는 증가시킬 수도 있다. 또한, 적재 지그를 통과한 열에너지의 산일은, 섬유 방향(열전도율이 높음)에서 기재를 받고 있는 장소 쪽이 현저하고, 섬유 방향에 따라서 적재 지그와 절단점의 거리를 변화시킬 수도 있다. 예를 들면, 크로스재와 같은 직물 기재에서는, 절단 라인상의 섬유와 직접적으로 접촉하지 않은 방향의 섬유 다발의 아래에 적재 지그를 배치할 수도 있다.

또한, 적재 지그의 기재에 대한 접촉 지지부를, 벨트상, 선상 또는 점상의 형태로 설정하는 것도 바람직하다. 이러한 접촉 지지부로 기재를 지지하면, 적재 지그와 기재의 접촉 면적을 확실하게 감소시킬 수 있어, 바람직하지 않은 열의 산일을 확실하게 감소시킬 수 있다.

또한, 적재 지그의 기재에 대한 접촉 표면을, 적어도 단열성을 갖는 재료로 형성하는 것도 바람직하다. 이러한 구성에 있어서는, 기재와 적재 지그 사이의 열전도율을 낮출 수 있어, 바람직하지 않은 열의 산일을 보다 확실하게 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법에 있어서는, 탄소 섬유 기재를 적재 지그 상에 얹어 놓고 기재를 레이저로 절단할 때, 절단 위치의 양측에서 적재 지그에 의해 기재를 지지하는 것이 바람직하다. 효율적으로 신속하게 레이저로 기재를 절단하기 위해서는, 소정의 레이저의 촛점 거리 범위로부터 기재의 절단하여야 할 부위의 위치가 벗어나지 않도록 할 것이 요구된다. 탄소 섬유 기재, 특히 수지가 함침되어 있지 않은 드라이의 기재는, 비교적 높은 유연성을 가져서 휘어지기 쉽다. 따라서, 큰 휘어짐이 발생하여, 절단점이 소정의 레이저 촛점 거리 범위로부터 벗어나지 않도록 하기 위해서, 기재를 절단 위치의 양측에서 받아, 양단 지지 형태로 하여 휘어짐을 작게 억제하는 것이다. 특히, 기재의 단부는 드리우거나, 적층체 기재의 경우에는 층간이 박리하거나 하기 쉽기 때문에, 단부를 절단하는 경우에는 절단 위치의 양측에서 적재 지그에 의해 기재를 지지하는 것이 바람직하다. 절단 위치의 양측의 적어도 한쪽의 부위에서 기재를 보다 확실하게 지지, 고정하기 위해서, 적재 지그에는, 예를 들면 진공 흡착 기능이 부여되어 있을 수도 있다. 또한, 적어도 한쪽의 부위에서 기재를 양면측으로부터 파지하도록 할 수도 있다. 양면측으로부터의 파지에는, 예를 들면 자력을 이용할 수도 있고, 기계적으로 파지시킬 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법에 있어서는, 레이저를 조사함에 있어서 레이저 헤드를 이용하는데, 이 레이저 헤드 내에는, 절단 부위로부터의 기재의 승화물로서의 그을음이 침입하여, 레이저 조사로에 막힘이 발생될 우려가 있다. 이러한 우려를 제거하기 위해서, 레이저 헤드 내로부터의 레이저 조사와 함께 기체(바람직한 기체로서 불활성 가스[예를 들면, 질소 가스]를 들 수 있음)를 분사하는 것이 바람직하다. 효과적으로 그을음의 침입이나 부착을 방지하기 위해서는, 이 기체를 조사 레이저와 동축으로 분사하는 것이 바람직하다. 또한, 그을음이 외부로부터 레이저 헤드 내에 침입하지 않도록 하기 위해서, 레이저 헤드 내를 헤드 외보다도 고압 상태로 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 보다 적극적으로 그을음을 제거할 수도 있다. 예를 들면, 레이저 헤드에 흡인 수단을 설치하여, 기재 절단 시에 발생하는 그을음을 흡인하도록 할 수도 있다. 그을음은 상측으로 상승하기 때문에, 흡인 수단의 흡인구는 절단점 이상의 높이를 포함하는 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 기체를 분사하면, 적지 않게 기재의 이면 측으로 그을음이 불어 날리기 때문에, 이면에도 흡인구(레이저광을 피하여)를 설치하면 더 좋다.

또한, 본 발명에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법에 있어서는, 상술한 바와 같이, 절단되는 탄소 섬유 기재로서는, 적층체의 형태나, 미리 소정 형상으로 부형된 프리폼의 형태의 어느 것이든 대상으로 할 수 있다. 적층체의 형태로 하는 경우에는, 입자상의 수지가 적어도 한쪽면에 부여된 직물상물끼리를 상기 수지를 통해 접착 일체화한 적층체로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이 수지를 통해 접착 일체화하여 두면, 소정의 적층체 구성이 무너지기 어렵게 됨과 동시에, 프리폼으로 한 경우에도 부형한 형상이 유지되기 쉬워진다.

이와 같이, 본 발명에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법에 따르면, 탄소 섬유 기재를 레이저로 절단하는 때에 있어서의, 열의 산일이나, 레이저의 촛점 거리 범위로부터 벗어남, 그을음 등의 여러 문제를 효과적으로 해소하는 것이 가능하게 되어, 목표로 하는 원하는 상태에서 안정적으로 탄소 섬유 기재의 절단을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 양태에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법을 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명에서의 적재 지그의 각종 형태예를 도시하는 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 별도의 실시 양태에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법을 도시하는 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명에서의 적재 지그의 별도의 각종 형태예를 도시하는 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명에서의 적재 지그에 의한 양측 지지의 경우 (A)와, 편측 지지한 경우 (B)에 발생할 수 있는 문제점을 도시하는 개략 구성도이다.
도 6은 단순한 적재 지그에 의한 양측 지지의 경우 (A)에 발생할 수 있는 문제점과, 본 발명에서의 기재 양면 지지의 경우 (B)를 도시하는 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명에서의 실제의 절단부의 판 두께와 형의 캐비티 두께의 대소 관계에 따라서 생기는 형체결 시의 각 상태를 예시하는 개략 구성도이다.
도 8은 본 발명에서의 불활성 가스 분사를 수반하는 레이저 절단의 일례를 도시하는 개략 구성도이다.
도 9는 본 발명에 있어서의 그을음의 문제와 처리법을 예시하는 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명에 있어서의 그을음의 다른 문제와 처리법을 예시하는 개략 구성도이다.
도 11은 본 발명에서의 입자상의 수지가 부여된 직물상물의 일례를 도시하는 부분 사시도이다.
도 12는 본 발명에서의 삼차원 프리폼의 절단을 포함하는 공정의 일례를 도시하는 개략 구성도이다.

이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 양태에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법을 도시하고 있고, 특히, 탄소 섬유를 포함하는 직물상물의 적층체를 포함하는 프리폼의 주연부를 레이저로 절단하는 예를 도시하고 있다. 도 1의 (A)에 도시된 바와 같이, 프리폼 (1)이 적재 지그 (2) 상에 장착되어, 프리폼 (1)의 주연부를 따르는 절단 라인(절단 위치 (3))을 따라서 레이저에 의한 절단이 진행된다. 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 본 실시 양태에서는, 적재 지그 (2)는 베이스 (4) 상의 골함석으로 이루어지는 헤드 (5) 상에 설치되고, 이 적재 지그 (2) 상에 프리폼 (1)이 장착된다. 프리폼 (1)은 적재 지그 (2)로 부분적으로 받아지고 있고, 절단 위치의 양측에 적재 지그 (2a, 2b)가 위치하고 있다. 적재 지그 (2b)에 의한 지지 위치에서는, 가압 지그 (6)을 이용하여, 프리폼 (1)은 양면측으로부터 파지되어 있다.

레이저 헤드 (7)로부터 절단용의 레이저광 (8)이 절단 위치 (3)을 향하여 조사되고, 헤드 (7) 또는 베이스 (4)를 이동시킴으로써, 도 1에 도시된 절단 라인을 따라서 레이저 절단 가공이 진행된다. 절단 위치 (3)은 프리폼 (1)이 적재 지그 (2)에 접하지 않은 위치(적재 지그 (2a, 2b) 사이의 위치)에 설정되어 있다. 레이저 헤드 (7)로부터 조사되는 레이저광 (8)은 광 파이버 (9)를 통해서 헤드 (7) 내에 도입되고, 촛점 거리를 프리폼 (1)의 두께 방향의 절단 부위에 맞춘 상태에서 집광되어, 절단에 제공된다. 레이저 헤드 (7) 내에는 헤드 (7)의 과열을 억제하기 위해서 냉각수가 들어가는 라인 (10), 냉각수가 되돌아가는 라인 (11)을 통해 냉각수가 순환된다. 또한, 본 실시 양태에서는, 절단 시에 발생하는 그을음 (12)에 의한 헤드 (7) 내 등의 막힘을 방지하기 위해서, 불활성 가스 공급 라인 (13)으로부터 공급된 불활성 가스(예를 들면, 질소 가스)가 헤드 (7) 내를 통해서 절단 위치 (3)로 향하여 조사 레이저광 (8)과 동축 상태에서 분사되도록 되어 있다. 또한, 레이저 헤드 (7)에는 아래쪽으로 향하여 넓어지는 나팔상의 흡인 케이스 (14)가 설치되어 있고, 절단 위치 (3)으로부터 상승해 온 그을음 (12)가 흡인 케이스 (14) 내에 모여져, 진공 펌프 (15) 등의 흡인 장치에 의해, 흡인 라인 (16)을 통해 흡인 제거되도록 되어 있다.

이러한 장치를 이용한 프리폼 (1)의 절단에 있어서는, 레이저광 (8)에 의한 절단 위치 (3)에서는 프리폼 (1)은 적재 지그 (2)에 접하지 않기 때문에, 절단에 필요한 열의 산일이 억제된다. 또한, 프리폼 (1)은 절단 위치 (3)의 양측에서 적재 지그 (2a, 2b)에 의해서 지지되기 때문에, 프리폼 (1)의 휘어짐에 의해 절단 부위가 레이저광 (8)의 적정 촛점 거리 범위로부터 벗어나는 것이 회피되어, 소정의 바람직한 절단 조건이 유지된다. 또한, 레이저 헤드 (7)에 불활성 가스가 공급되어 분사되어, 그을음 (12)가 적절히 흡인 제거되기 때문에, 레이저 헤드 (7)의 막힘이 방지되어, 원하는 레이저 절단 가공 상태가 안정적으로 유지된다.

도 2는 본 발명에서 탄소 섬유 기재로서의 프리폼을 적재 지그로 받을 때의 각종 형태를 예시하고 있다. 도 2의 (A)에 도시하는 형태에서는, 프리폼 (21)은 상기한 바와 같은 복수의 벨트상의 적재 지그 (22)로 받아져서, 적재 지그 (22) 사이에 절단 위치가 설정된다. 도 2의 (B)에 도시하는 형태에서는, 핀상으로 세워 설치한 복수의 적재 지그 (23)으로 프리폼 (21)이 받아지고, 점상으로 접촉시켜 받는 것에 의해 열의 산일 억제를 위해 접촉 면적이 감소되어 있다. 도 2의 (C)에 도시하는 형태에서는, 단면이 지그재그 형상의 골함석으로 이루어지는 적재 지그 (24)로 프리폼 (21)이 받아지고, 선상으로 접촉시켜 받는 것에 의해 열의 산일 억제를 위해 접촉 면적이 감소되어 있다. 도 2의 (D)에 도시하는 형태에서는, 복수의 벨트상의 적재 지그 (22)와 골함석으로 이루어지는 적재 지그 (24)와의 조합 구성이 되어, 프리폼 (21)은 복수의 벨트상의 적재 지그 (22)로 받아지고, 골함석으로 이루어지는 적재 지그 (24)는 프리폼 (21)을 직접 받는 지그가 아니라, 도 1에 도시한 바와 같은 같은 헤드로서 기능하고 있다. 이 헤드를 골함석 구조로 함으로써 적재 지그 (22)를 통해서 헤드나 베이스측으로의 열의 릴리프를 억제하여, 레이저 절단 가공에 있어서의 열의 산일을 억제하고 있다. 도 2의 (E)에 도시하는 형태에서는, 프리폼 (21)은 우물 정자 형상 또는 격자상의 적재 지그 (25)로 받아지고, 역시 접촉 면적이 감소되어 열의 산일을 억제하고 있다.

도 3은 도 1에 도시된 형태에 비하여, 절단 위치가 서로 이격한 복수의 절단 위치 (31a, 31b)를 포함하는 경우를 도시하고 있고, 이들 절단 위치 (31a, 31b)에 따라서, 프리폼 (1)이 적재 지그 (32)와의 접촉부 (33)과 비접촉부 (34)가 적절히 설정되어 있다. 이와 같이, 프리폼 (1)의 절단하여야 할 위치나 수에 따라서 적재 지그 (32)의 분할 형태 등을 적절히 설정하는 것이 가능하다. 그 밖의 구성은 도 1에 도시된 구성에 준하기 때문에, 도 1과 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 설명을 생략한다.

도 4의 (A) 내지 (D)는 도 2의 (A) 내지 (D)에 도시된 형태에 비하여, 단열재 구성을 채용한 형태를 예시하고 있다. 도 4의 (A)에 도시하는 형태에서는, 프리폼 (21)은 도 2의 (A)에 도시된 바와 같은 형상의 적재 지그 (41)로 받아지는데, 적재 지그 (41) 자체가 단열재로 구성되거나, 또는 적재 지그 (41)의 표면에 단열재 (42)의 층이 설치되어 있다. 이러한 단열재 (42)를 개재시킴으로써, 레이저 절단 가공에 있어서의 열의 산일이 보다 효율적으로 억제된다. 도 4의 (B)에 도시하는 형태에서는, 프리폼 (21)은 도 2의 (B)에 도시된 바와 같은 형상의 핀상으로 세워 설치한 복수의 적재 지그 (43)으로 받아지지만, 각 적재 지그 (43)에 표층 단열재 (44)가 설치되어 있다. 이러한 표층 단열재 (44)를 개재시킴으로써, 레이저 절단 가공에 있어서의 열의 산일이 보다 효율적으로 억제된다. 도 4의 (C)에 도시하는 형태에서는, 프리폼 (21)은 도 2의 (C)에 도시된 바와 같은 단면이 지그재그 형상의 골함석으로 이루어지는 적재 지그 (45)로 받아지지만, 적재 지그 (45)의 프리폼 (21)과의 접촉부인 지그재그 형상의 정점부에 단열재 (46)을 개재시킴으로써 레이저 절단 가공에 있어서의 열의 산일이 보다 효율적으로 억제된다. 도 4의 (D)에 도시하는 형태에서는, 도 4의 (D)에 도시된 바와 같이, 복수의 벨트상의 적재 지그 (47)과 골함석으로 이루어지는 적재 지그 (48)과의 조합 구성이 되는데, 프리폼 (21)과 접촉하는 벨트상의 적재 지그 (47)의 접촉부측에 단열재 (49)를 개재시킴으로써, 레이저 절단 가공에 있어서의 열의 산일이 보다 효율적으로 억제되도록 되어 있다. 또한, 상기 단열재를 개재시키는 방법은, 적재 지그에 요구되는 기능 중의 단열 기능을 기능 분리시킨 형태이고, 예를 들면, 적재 지그의 골격을 금속 재료, 표층에 얇은 단열층인 유리 섬유 직물 등을 부착하면, 프리폼의 위치 결정과 가공 시의 단열을 양립시킬 수도 있어 바람직하게 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 기재의 두께 방향에서의 절단 위치는, 레이저가 적절한 촛점 거리 범위 내에 있을 필요가 있다. 그것을 위해서는, 탄소 섬유 기재의 절단 위치에서의 휘어짐은 최대한 작게 억제해야만 한다. 특히, 기재의 단부에 절단 위치가 있는 경우에는, 기재의 휘어짐량에 주의가 필요하다.

도 5는 탄소 섬유 기재로서의, 프리폼의 휘어짐을 작게 억제하는 수법에 대해서 예시하고 있다. 도 5의 (A)는 프리폼 (51)의 절단 위치 (52)의 양측에 적재 지그 (53)을 배치한 형태를 도시하고 있고, 광 파이버 (54)로부터 레이저 헤드 (55)에 보내져오는 레이저광 (56)을 조사하는 경우, 레이저광 (56)은 어느 촛점 거리를 갖게 되어, 그 촛점의 근방이 프리폼 (51)의 두께 방향에서의 절단 가능 범위 (57)이 된다. 이 절단 가능 범위 (57)로부터 프리폼 (51)의 두께 방향에서의 절단하여야 할 부위가 휘어짐 등에 의해 벗어나 버리면, 절단 불량 개소나 절단되지 않은 개소가 발생될 우려가 있다. 이러한 바람직하지 않은 프리폼 (51)의 휘어짐을 방지하기 위해서, 적재 지그 (53)을 절단 위치 (52)의 양측에 배치함과 함께, 지그 (53) 사이의 거리도 적절히 설정해야 한다. 휘어지기 쉬운 프리폼 (51)에 대해서는 비교적 작은 간격으로 설정할 필요가 있다. 그리고, 양측의 적재 지그 (53)으로 보다 확실하게 프리폼 (51)을 유지하기 위해서는, 도시한 바와 같이, 프리폼 (51)을 흡착 가능한 흡인 기구 (58)을 설치하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 도시한 바와 같이 양측의 적재 지그 (53)에 각각 흡인 기구 (58)을 설치하는 것이 더 좋다. 다만, 프리폼의 두께 방향으로 부분 절단하고자 할 때에는 일부러 촛점을 벗어남으로써 부분 절단 프리폼을 제조할 수도 있다.

프리폼 (51)의 단부를 레이저 절단 가공하는 경우에는, 절단 위치의 양측에서 지지하는 것이 어렵고, 편측 지지가 되지 않을 수 없는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 예를 들면, 도 5의 (B)의 (B-1)에 도시된 바와 같이, 늘어짐 (59a)나 적층체의 경우의 층간 박리 (59b)가 발생되기 쉬워지는데, 이러한 경우에 있어서, 도 5의 (B)의 (B-2)에 도시된 바와 같이 프리폼 (51)에 절단 가능 범위를 벗어나 버리는 부위가 생기면, 그 부위에는 절단되지 않은 부분 (60a, 60b)가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 프리폼 (51)의 단부를 레이저 절단 가공하는 경우에 있어서는, 최대한 절단 위치의 양측에서 지지하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 프리폼 (61)의 절단 위치 (62)의 양측에서 적재 지그 (63)으로 하측으로부터 받기만 하는 형태로 절단하는 경우, 프리폼 (61)이 자신의 중량으로 휘어짐 (66)(늘어짐)이 발생되기 쉬운 경우, 또는, 상술한 바와 같은 레이저 헤드 (64)로부터 불활성 가스 (65)가 분사되어 경우에는 그 분사 압력으로 프리폼 (61)에 절단 위치 (62)에서 휘어짐 (67)이 생기는 경우 등에 있어서는, 레이저광의 촛점 거리 전후의 절단 가능 범위로부터 벗어날 우려가 있다. 그와 같은 경우에는, 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 프리폼 (61)의 절단 위치 (62)의 양측에 설치되는 적재 지그 (63)의 적어도 한쪽을, 프리폼 (61)을 양면측으로부터 파지하고, 그것에 의하여 프리폼 (61)의 휘어짐을 작게 억제하도록 하여 절단 가능 범위 (68) 내에 들어가도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 도 6의 (B)의 좌측에 도시된 바와 같이 기계적으로 클램핑하는 것이 가능하고, 우측의 적재 지그 (69)에 나타낸 바와 같이, 자력을 이용하여 양면측의 적재 지그 (69)가 서로 흡착하도록 한 구성을 채용하는 것도 가능하다.

또한, 상기한 바와 같이 양면으로부터 프리폼을 파지하는 경우에는, 절단부의 판 두께로서는 이하와 같이 하는 것이 바람직하다. 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이, 특히 RTM 성형 등과 같이 상형 (141)과 하형 (142)로 형성되는 캐비티 (143)의 형폐 시의 두께 (144)에 지정이 있는 경우, 프리폼 (145)의 실제의 절단부(절단 단부)의 판 두께 (146)은 상기 캐비티 두께 (144)보다 작은 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05 mm 이상 작은 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 예를 들면 상술한, 절단 단부면에 특정 성상의 막상의 흑연화부 (147)을 생성시켜 절단 단부면에서의 탄소 섬유의 풀림 등을 방지하는 경우에(앞서 일본 특허 출원2009-285882호에서 제안된 기술을 적용하는 경우에), 형폐 시에 막상의 흑연화부 (147)에 악영향을 미치지 않게 된다. 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 캐비티 두께 (144)보다 프리폼 (148)의 실제의 절단부의 판 두께 (149)가 두꺼운 경우, 형폐 시에, 절단 단부면에 생성된 특정 성상의 막상의 흑연화부 (150)에 악영향이 주어질(예를 들면, 도시예와 같이, 막상의 흑연화부 (150)이 흠집이 생기거나 파괴되기도 함) 우려가 있다. 또한, 도 7의 (C)에 도시된 바와 같이, 상기 캐비티 두께 (144)와 프리폼 (151)의 실제의 절단부의 판 두께 (152)가 대략 일치하고 있는 경우에는, 형체결 시에 상하의 금형 (141, 142)로 막상의 흑연화부 (153)을 파지하는 형이 되어, RTM 성형으로 주입한 수지가 막상의 흑연화부 (153)과 형 사이에 돌지 않아, 막상의 흑연화부 (153)의 개소를 기점으로 수지가 깨어지기 쉬워질 가능성이 있다.

또한, 본 발명에 따른 절단 방법에 있어서, 레이저를 소정의 조건으로 안정적으로 조사하기 위해서는, 레이저 헤드 내의 막힘은 방지되어야만 한다. 이 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이, 레이저광 (71)을 조사하는 레이저 헤드 (72) 내에, 광 파이버 (73)을 통해 레이저광 (71)을 도광함과 함께, 불활성 가스 공급 라인 (74)를 통해서 질소 가스 등의 불활성 가스 (76)을 레이저 헤드 (72) 내에 유도하여, 레이저광 (71)을 프리폼 (75)를 향하여 조사할 때에, 불활성 가스 (76)도 동시에 프리폼 (75)의 절단 위치로 향하여 분사하는 것이 바람직하다. 이 때, 불활성 가스는 레이저광 (71)과 동축으로 분사되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 불활성 가스를 공급, 분사할 수 없는 경우에는, 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이, 레이저 헤드 (81) 내의 압력(기압)을 레이저 헤드 (81) 밖보다도 고압 상태로 유지하여 두는 것이 바람직하다. 프리폼 (82)를 레이저광 (83)으로 절단하는 경우, 프리폼 (82) 구성재의 승화에 의해 그을음 (84)가 발생하여, 그 그을음 (84)가 상승하여 레이저 헤드 (81)의 조사구 측으로 올라오는 경우가 있다. 상기한 바와 같이 헤드 내를 고압 상태로 해두면, 이 그을음 (84)의 헤드 (81) 내에의 침입을 방지할 수 있다. 다만, 헤드 내 압력이 낮으면, 도 9의 (A)에 파선으로 도시된 바와 같이 헤드 (81) 내에 그을음 (85)가 침입할 우려가 있다. 그 경우에는, 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이 레이저 헤드 (86) 내의 고압화와 동시에, 도 8에 도시된 바와 같이 불활성 가스 공급 라인 (74)를 통해서 레이저 헤드 (86) 내에 불활성 가스를 유도하여, 그 불활성 가스 (76)을 레이저광 (83)의 조사와 함께, 프리폼 (82)의 절단 위치로 향하여 분사하도록 하면 좋다. 이와 같이 하면, 그을음 (84)의 레이저 헤드 (86) 내에의 침입을 억제할 수 있어, 헤드 (86)의 막힘을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 발생한 그을음은 도 10의 (A)에 도시된 바와 같이, 불활성 가스 공급 라인 (74)로부터 공급된 불활성 가스 (76)을 레이저광 (83)의 조사와 함께 프리폼 (82)로 향하여 분사함으로써, 레이저 헤드 (86) 내에의 침입은 방지 가능하지만, 한편으로 분사된 불활성 가스 (76)의 흐름과 함께 절단 위치의 주위에 그을음 (84)가 비산할 우려가 있는 경우도 있다. 이와 같은 그을음 (84)의 비산을 방지하기 위해서는, 적극적으로 그을음 (84)를 제거하는 것이 바람직하고, 유효한 수단으로서 흡인 제거를 들 수 있다. 도 10의 (B)에 도시된 바와 같이, 레이저 헤드 (86)의 하부에 흡인용 스커트 (91)을 부착하여, 이 흡인용 스커트 (91) 내에 그을음 (84)를 모음과 함께, 스커트 (91) 내에 연통하는 흡인 라인 (92)를 통해 진공 펌프 (93)에 의해 그을음 (84)를 흡인 제거하도록 할 수도 있다.

또한, 도 10의 (C)에 도시된 바와 같이, 프리폼 (82)의 소정의 절단 위치에서의 절단이 완료한 직후에는, 레이저광 (83)이 프리폼 (82)를 두께 방향으로 꿰뚫고 나감과 동시에 불활성 가스 (76)도 프리폼 (82)의 이면 측에까지 분사되어 버리는 경우가 있다. 이러한 상태가 되면, 그을음 (84)가 프리폼 (82)의 이면 측에도 발생하여 버리게 되기 때문에, 도 10의 (C)에 도시된 바와 같이, 이면 측에도 흡인 제거 수단을 설치하여 두는 것이 바람직하다. 예를 들면, 적재 지그 (94)를 하면 측으로부터 지지하는 골함석상의 헤드 (95)의 상면 측에 연통하는 흡인 라인 (96)을 설치하여, 진공 펌프 (97)에 의해 그을음 (84)를 흡인 제거하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 절단되는 탄소 섬유 기재로서, 입자상의 수지가 적어도 한쪽면에 부여된 직물상물끼리를 그 수지를 통해 접착 일체화한 적층체 구성을 채용할 수 있다. 즉 도 11에 도시된 바와 같이, 탄소 섬유 직물 (101)(도시예는, 한 방향 탄소 섬유 직물) 상에, 접착용의 입자상의 수지 (102)를 산재시킨 상태를 도시하고 있고, 이러한 직물상물을 적층 일체화함으로써 형성할 수 있다. 이러한 적층체는, 예를 들면 프리폼을 삼차원 형상으로 부형하는 경우, 그 부형 형상을 양호하게 유지하여 두는 데 유효하다.

프리폼의 삼차원 형상을 유지할 수 있게 되면, 프리폼의 반송이나 각종 처리를 행하기 쉬워진다. 예를 들면 도 12에 도시된 바와 같이, 다관절 로보트 (111)로 삼차원 프리폼 (112)를 반송하고, 그것을 레이저광 (113)에 의한 절단 처리 장치 (114)의 처리대 (115) 상에 설치하는 경우에도, 소정의 삼차원 형상을 유지하기 쉬워진다. 도 12에 도시된 예에서는, 레이저광 (113)은 별도의 다관절 로보트 (116)의 선단부에 부착한 레이저 헤드 (117)로부터 조사되어, 레이저 헤드 (117)에는 광 파이버 (118)로부터 레이저광이 도광됨과 동시에, 진공 펌프 (119)에 의한 흡인 라인 (120)이 헤드 (117)에 접속되어 있다. 진공 펌프 (119)에 의한 흡인 라인 (120)은 필터 (121)을 통해 흡인되고, 그 하부 측에는 드레인 (122)가 저장되고, 드레인 (122)는 밸브 (123)의 개폐에 의해 적절하게 배출된다.

또한 처리대 (115)에는, 압공 라인 (124)가 연결되어 있고 탈형이나 청소에 제공된다. 또한, 진공 흡인 라인 (125)가 연결되어 있고, 삼차원 프리폼 (112)의 진공 클램프나, 상술한 그을음 흡인 제거, 레이저 절단 시에 발생하는 파편의 흡인 제거 등에 제공된다. 이 흡인 라인 (125)에는 상술한 바와 같은 드레인 라인 (126)이나, 처리 방향 전환을 위한 3방 전자 밸브 (127), 필터 (128) 등이 설치되어 있다. 다관절 로보트 (116)에는 불활성 가스 공급 라인 (129), 냉각수 들어가는 라인 (130), 냉각수가 되돌아가는 라인 (131) 등이 통해 있다.

본 발명에 따른 탄소 섬유 기재의 절단 방법은, 탄소 섬유 직물상물을 포함하는 모든 기재나 프리폼의 절단에 적용할 수 있다.

1, 21, 51, 61, 75, 82: 프리폼
2, 2a, 2b, 22, 23, 24, 25, 32, 41, 43, 45, 47, 48, 53, 63, 69, 94: 적재 지그
3, 31a, 31b, 52, 62: 절단 위치
4: 베이스
5, 95: 헤드
6: 가압 지그
7, 55, 64, 72, 81, 86, 117: 레이저 헤드
8, 56, 71, 83, 113: 레이저광
9, 54, 73, 118: 광 파이버
10, 130: 냉각수가 들어가는 라인
11, 131: 냉각수가 되돌아가는 라인
12, 84, 85: 그을음
13, 74, 129: 불활성 가스 공급 라인
14: 흡인 케이스
15, 93, 97, 119: 진공 펌프
16, 92, 96, 120, 125: 흡인 라인
33: 접촉부
34: 비접촉부
42, 44, 46, 49: 단열재
57, 68: 절단 가능 범위
58: 흡인 기구
59a: 늘어짐
59b: 층간 박리
60a, 60b: 절단되지 않은 부분
65, 76: 불활성 가스
66, 67: 휘어짐
91: 흡인용 스커트
101: 탄소 섬유 직물
102: 입자상의 수지
111, 116: 다관절 로보트
112: 삼차원 프리폼
114: 절단 처리 장치
115: 처리대
121, 128: 필터
122: 드레인
123: 밸브
124: 압공 라인
126: 드레인 라인
127: 3방 전자 밸브
141: 상형
142: 하형
143: 캐비티
144: 캐비티 두께
145, 148, 151: 프리폼
146, 149, 152: 절단부의 판 두께
147, 150, 153: 막상의 흑연화부

Claims

적어도 탄소 섬유를 포함하는 직물상물로 구성한 탄소 섬유 기재를 레이저로 절단할 때, 레이저에 의한 기재 절단 시의 상태의 목표 상태로부터의 변동을 억제 또는 방지 가능한 초기 조건으로 설정하여 기재를 절단하는 것을 특징으로 하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제1항에 있어서, 탄소 섬유 기재를 적재 지그 상에 얹어 놓고 레이저로 절단할 때, 상기 기재를 상기 적재 지그로 부분적으로 받는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제2항에 있어서, 기재의 절단 위치를 기재가 상기 적재 지그에 접촉하지 않는 위치에 설정하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제3항에 있어서, 적재 지그의 기재에 대한 접촉 지지부를 벨트상, 선상 또는 점상의 형태로 설정하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적재 지그의 기재에의 접촉 표면을, 적어도 단열성을 갖는 재료로 형성하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 섬유 기재를 적재 지그 상에 얹어 놓고 기재를 레이저로 절단할 때, 절단 위치의 양측에서 적재 지그에 의해 기재를 지지하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제6항에 있어서, 절단 위치의 양측의 기재의 지지부의 적어도 한쪽의 부위에서 기재를 양면측으로부터 파지하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 레이저를 조사하는 레이저 헤드 내로부터의 레이저 조사와 함께 기체를 분사하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제8항에 있어서, 기체를 조사 레이저와 동축으로 분사하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 레이저 헤드 내를 헤드 외보다도 고압 상태로 유지하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 레이저 헤드에 흡인 수단을 설치하여, 기재 절단 시에 발생하는 그을음을 흡인하는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 절단되는 탄소 섬유 기재가, 입자상의 수지가 적어도 한쪽면에 부여된 직물상물끼리를 상기 수지를 통해 접착 일체화한 적층체로 이루어지는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 절단되는 탄소 섬유 기재가 미리 소정 형상으로 부형된 프리폼으로 이루어지는, 탄소 섬유 기재의 절단 방법.