WO2017061047A1 - 繊維強化複合部材の成形装置 - Google Patents

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務 村上
彰 古挽
雅人 石崎
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株式会社Ihi
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    • B29K2995/0013—Conductive

Definitions

  • the present disclosure relates to a fiber reinforced composite member forming apparatus used for forming a fiber reinforced composite member formed by laminating a plurality of prepregs in which a fiber woven fabric is impregnated with a thermosetting resin or a thermoplastic resin as a matrix. Is.
  • thermoplastic CFRP member fiber reinforced composite member
  • a thermoplastic CFRP member fiber reinforced composite member
  • This molding apparatus includes a pair of molding die portions that are close to and away from each other, and an upper molding die portion of these molding die portions is provided with a core that projects downward, A cavity that opens upward is disposed in the molding die.
  • thermoplastic CFRP member having a desired shape.
  • an integrated tool steel is used for the pair of molding dies of this molding apparatus.
  • the burden on the operator can be reduced if the frequency of replacement of the molding die is low, but a thermoplastic CFRP member with many variations is molded. In this case, the burden on the operator increases as the replacement frequency of the heavy mold part increases.
  • Patent Document 2 it is divided into a standard part (base mold) that does not need to be replaced and a variable part (design mold) to be replaced depending on the difference in the shape of the product.
  • a mold part has been devised.
  • the present disclosure has been made paying attention to the above-described conventional problems, and by adopting a split structure in the mold part, the burden on the operator involved in the replacement of the mold part is reduced. It is an object of the present invention to provide a molding apparatus for a fiber reinforced composite member that can suppress the influence of expansion of the molding die portion due to heat on the fiber reinforced composite member at the time of heating during molding.
  • a first aspect of the present invention is a pair of molding die parts in which a prepreg impregnated with a resin (thermosetting resin or thermoplastic resin) is impregnated with a fiber woven fabric that is laminated close to and away from each other in a clamped state. And a heating part that heats the resin of the prepreg via the pair of molding dies, and the pair of molding dies are detachably attached to the base mold and the base mold.
  • a resin thermosetting resin or thermoplastic resin
  • the apparatus for molding a fiber-reinforced composite member since a split structure is adopted for the molding die portion, it is possible to reduce the burden on the operator involved in the replacement of the molding die portion. it can.
  • the design die of the molding die part is made of a metal having a lower coefficient of thermal expansion than the base die, the expansion of the molding die part due to heat during the heating during molding is a fiber-reinforced composite member. The effect that it is possible to suppress the influence which it has to the less is brought about.
  • FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view based on the position of FIG. 1A-A showing the positioning mechanism in the fiber-reinforced composite member forming apparatus of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view based on the position of FIG. 1B-B showing a positioning mechanism in the fiber-reinforced composite member forming apparatus of FIG.
  • FIG. 1 to 3 show an embodiment of a fiber reinforced composite member molding apparatus according to the present invention.
  • this forming apparatus 1 forms a fiber-reinforced composite member (for example, a thermoplastic CFRP member) formed by laminating a plurality of prepregs in which a fiber woven fabric is impregnated with a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the apparatus 1 includes a pair of molding die portions 2 and 3.
  • the fiber reinforced composite member is formed into a flat plate shape by alternately laminating a plurality of prepregs each having a different fiber orientation direction in which a fiber woven fabric is impregnated with a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the lower mold part 2 of the pair of mold parts 2 and 3 includes a base mold 21 fixed on the bolster B and a design mold 25 detachably mounted on the base mold 21.
  • the design mold 25 has a cavity 26.
  • the design mold 25 is made of a metal having a lower coefficient of thermal expansion than that of the base mold 21.
  • a metal having a lower coefficient of thermal expansion for example, tool steel is used for the base mold 21, and the design mold 25 is used.
  • the upper mold part 3 of the pair of mold parts 2 and 3 is a base mold 31 that is fixed to the slide S that moves up and down, and a suspension that is fixed to the slide S via a column 32.
  • a base mold 33 and a design mold 35 that is detachably mounted on the hanging base mold 33 while being sandwiched between the base mold 33 and the hanging base mold 33 are provided.
  • the design die 35 has a core 36 that fits into the cavity 26 of the design die 25 in the lower mold part 2 in the clamped state, and the core 36 and the cavity 26 of the design die 25 are connected to each other.
  • a prepreg laminate (fiber reinforced composite member before molding) P in which a plurality of prepregs are laminated is sandwiched between them.
  • the design mold 35 is made of a metal having a lower coefficient of thermal expansion than that of the hanging base mold 33, and tool steel is used for the hanging base mold 33, for example.
  • the design mold 25 is made of an alloy having a low coefficient of thermal expansion, for example, Invar.
  • the molding apparatus 1 is a heat source that applies heat to the design molds 25 and 35 of the lower mold part 2 and the upper mold part 3 from the side opposite to the design surfaces 26a and 36a.
  • the fiber-reinforced composite member is molded by pressurizing while heating by 4.
  • a positioning mechanism for positioning the base mold 21 and the design mold 25 relative to each other is provided between the base mold 21 and the design mold 25 of the lower mold part 2. This positioning mechanism absorbs the difference in thermal expansion amount between the base mold 21 and the design mold 25 caused by heating by the heat sources 4 and 4.
  • the positioning mechanism includes two other-direction movement restriction pins 21a and 21a arranged on the base mold 21 side of the lower molding part 2 and one unidirectional movement restriction pin. 21b.
  • the two other direction movement restricting pins 21a and 21a are arranged on one center line X of two center lines X and Y orthogonal to each other at the center C of the base mold 21 with the center C interposed therebetween.
  • the base mold 21 is disposed at a position near the left and right side surfaces in the figure.
  • One unidirectional movement restricting pin 21b is disposed on the other center line Y of the two center lines X and Y, and in this embodiment, a portion closer to the front of the base mold 21 (FIG. 2 near the lower surface).
  • this positioning mechanism includes two other direction movement restricting grooves 25a and 25a arranged on the design die 25 side of the lower mold part 2 and one one direction movement restricting groove 25b.
  • the two other-direction movement restricting grooves 25a and 25a are arranged on one center line X of two center lines X and Y orthogonal to each other at the center C of the design die 25, and sandwich the center C, and They are arranged along the center line X.
  • These other-direction movement restricting grooves 25a, 25a are engaged with two other-direction movement restricting pins 21a, 21a in the base mold 21 so that the design mold 25 extends in the direction of the center line Y with respect to the base mold 21. In addition to restricting the movement, it absorbs the difference in the amount of thermal expansion between the base mold 21 and the design mold 25 in the direction of the center line X caused by heating by the heat sources 4 and 4.
  • One unidirectional movement restricting groove 25b is disposed on the other center line Y of the two center lines X and Y, and is disposed along the center line Y.
  • the one-way movement restricting groove 25b engages with one unidirectional movement restricting pin 21b in the base mold 21 to restrict the movement of the design mold 25 in the direction of the center line X with respect to the base mold 21.
  • the difference in the amount of thermal expansion between the base mold 21 and the design mold 25 in the center line Y direction caused by heating by the heat sources 4 and 4 is absorbed.
  • 2 shows a state in which the base mold 21 and the design mold 25 are positioned with respect to each other. Therefore, the centers C and two center lines X of the base mold 21 and the design mold 25 are shown. , Y match each other.
  • the two other direction movement restricting grooves 25a, 25a on the design mold 25 side and the two other direction movement restricting pins 21a, 21a on the base mold 21 side are engaged with each other,
  • the base mold 21 and the design mold 25 are Both molds 21 and 25 are positioned relative to each other such that the centers C overlap.
  • both molds are absorbed by absorbing the difference in thermal expansion between the center mold X direction and the center mold Y direction between the base mold 21 and the design mold 25 caused by heating by the heat sources 4 and 4.
  • the positioning state of 21 and 25 is maintained.
  • the molding apparatus 1 is also provided with a positioning mechanism for positioning the molds 33 and 35 between the hanging base mold 33 and the design mold 35 of the upper mold part 3.
  • the mechanism also absorbs the difference in thermal expansion between the molds 33 and 35 caused by heating by the heat sources 4 and 4.
  • the positioning mechanism includes two other-direction movement restriction pins 33a and 33a arranged on the hanging base mold 33 side of the upper molding part 3 and one unidirectional movement.
  • a restriction pin 33b is provided.
  • the two other direction movement restricting pins 33a and 33a are arranged on one center line X of two center lines X and Y orthogonal to each other at the center C of the hanging base mold 33 with the center C interposed therebetween. Are arranged at portions of the hanging base mold 33 near the left and right sides in the figure.
  • One unidirectional movement restricting pin 33b is disposed on the other center line Y of the two center lines X and Y, and in this embodiment, a portion closer to the front of the hanging base mold 33. (A part near the lower surface in FIG. 3).
  • the positioning mechanism also includes two other direction movement restricting grooves 35a and 35a arranged on the design die 35 side of the upper mold part 3 and one one direction movement restricting groove 35b.
  • the two other-direction movement restricting grooves 35a and 35a are arranged on one center line X of the two center lines X and Y orthogonal to each other at the center C of the design die 35, and the center C is sandwiched therebetween, and They are arranged along the center line X.
  • These other-direction movement restricting grooves 35a and 35a are engaged with two other-direction movement restricting pins 33a and 33a in the suspension base mold 33, and the center line of the design mold 35 with respect to the suspension base mold 33 is obtained. While restricting the movement in the Y direction, the difference between the thermal expansion amounts in the center line X direction between the hanging base mold 33 and the design mold 35 caused by heating by the heat sources 4 and 4 is absorbed.
  • One unidirectional movement restricting groove 35b is disposed on the other center line Y of the two center lines X and Y, and is disposed along the center line Y.
  • the one-way movement restricting groove 35b engages with one unidirectional movement restricting pin 33b in the suspension base mold 33, and the design mold 35 moves in the center line X direction with respect to the suspension base mold 33.
  • the difference between the thermal expansion amounts in the center line Y direction between the hanging base mold 33 and the design mold 35 caused by heating by the heat sources 4 and 4 is absorbed.
  • FIG. 3 also shows a state in which the hanging base mold 33 and the design mold 35 are positioned relative to each other. Therefore, the centers C and 2 of the hanging base mold 33 and the design mold 35 are shown.
  • the centerlines X and Y of the books are both coincident.
  • the two other direction movement restricting grooves 35a, 35a on the design die 35 side and the two other direction movement restricting pins 33a, 33a on the hanging base die 33 side are engaged with each other.
  • the suspending base mold 33 is engaged with one unidirectional movement restricting groove 35b on the design mold 35 side and one unidirectional movement restricting pin 33b on the hanging base mold 33 side.
  • both the molds 33 and 35 are positioned with respect to each other so that the centers C of the design molds 35 overlap each other.
  • this positioning mechanism also absorbs the difference in the thermal expansion amount between the center line X direction and the center line Y direction between the hanging base mold 33 and the design mold 35 caused by heating by the heat sources 4 and 4. The positioning state of the dies 33 and 35 is maintained.
  • the design mold 25 is set on the base mold 21 of the lower mold part 2.
  • the two other direction movement restricting grooves 25a, 25a on the design mold 25 side constituting the positioning mechanism and the two other direction movement restricting pins 21a, 21a on the base mold 21 side are engaged with each other.
  • the base mold 21 and the design mold 25 are Both molds 21 and 25 are positioned relative to each other such that the centers C overlap.
  • the design die 35 is set on the hanging base die 33 of the upper molding die 3. Also at this time, the two other direction movement restricting grooves 35a, 35a on the design mold 35 side constituting the positioning mechanism and the two other direction movement restricting pins 33a, 33a on the hanging base mold 33 side are connected to each other. In addition, when one unidirectional movement restricting groove 35b on the design mold 35 side and one unidirectional movement restricting pin 33b on the hanging base mold 33 side are engaged with each other, the hanging base mold The molds 33 and 35 are positioned relative to each other so that the centers C of the mold 33 and the design mold 35 overlap each other.
  • this molding apparatus 1 employs a split structure for the molding die portions 2 and 3, when the die replacement is necessary, only the design die 25 and 35 need to be replaced. As a result, the burden placed on the workers involved in the exchange is reduced.
  • the prepreg laminate P in which a plurality of prepregs are laminated on the cavity 26 in the design die 25 of the lower molding die portion 2 in a state where the mold is opened is prepared. set.
  • the upper mold part 3 is moved down together with the slider S so as to be in a clamped state, and the core 36 in the design mold 35 of the upper mold part 3 and the cavity 26 in the design mold 25 of the lower mold part 2.
  • the prepreg laminate P is sandwiched between the prepreg laminates P, and heat is applied to the prepreg laminate P through the design mold 25 and the design mold 35 by the heat sources 4 and 4 and the thermosetting resin or thermoplastic resin is melted.
  • the body P is pressurized with the upper molding die 3 and the lower molding die 2.
  • the center line X direction between the base mold 21 and the design mold 25 generated by heating by the heat sources 4 and 4 is used. Since the difference in thermal expansion amount in the direction of the center line Y is absorbed, the positioning state of both molds 21 and 25 is maintained.
  • the suspension base mold 33 and the design mold 35 generated by heating by the heat sources 4 and 4.
  • the difference in thermal expansion amount between the center line X direction and the center line Y direction is absorbed, so that the positioning state of both molds 33 and 35 is maintained.
  • the heater 4 is continuously heated to cure the thermosetting resin, and then the power supply to the plurality of heaters 4 is stopped, whereby the prepreg is stopped.
  • a molded product (fiber reinforced composite member) of the laminate P is obtained.
  • the resin is a thermoplastic resin
  • the power supply to the heat sources 4 and 4 is stopped, and the thermoplastic resin is passed through the upper mold part 3 and the lower mold part 2.
  • a molded product (fiber reinforced composite member) of the prepreg laminate P is obtained.
  • a metal having a lower coefficient of thermal expansion than that of the base mold 21 and the suspended base mold 33 is used for the design molds 25 and 35 of the molding mold parts 2 and 3.
  • the influence of the expansion of the design dies 25 and 35 of the molding die portions 2 and 3 due to the heat on the molded product of the prepreg laminate P can be suppressed.
  • the two other direction movement restricting pins 21a and 21a and the one one direction movement restricting pin 21b are disposed on the base mold 21 side of the lower mold part 2;
  • two other-direction movement restricting grooves 25a and 25a and one one-way movement restricting groove 25b are arranged on the design mold 25 side of the lower mold part 2, but the present invention is not limited to this.
  • two other direction movement restricting pins and one one direction movement restricting pin are arranged on the design die 25 side of the lower mold part 2 and the lower mold part 2
  • Two other direction movement restriction grooves and one one direction movement restriction groove may be arranged on the base mold 21 side.
  • two other direction movement restricting pins and one one direction movement restricting pin are arranged on the design die 35 side of the upper mold part 3, and the hanging base mold of the upper mold part 3 is arranged.
  • Two other direction movement restriction grooves and one one direction movement restriction groove may be arranged on the mold 33 side.
  • the fiber woven fabric constituting the prepreg is a carbon fiber woven fabric using carbon fibers for the fibers
  • the present invention is not limited thereto.
  • the configuration of the fiber-reinforced composite member forming apparatus according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
  • a first aspect of the present invention is a pair of molding die parts in which a prepreg impregnated with a resin (thermosetting resin or thermoplastic resin) is impregnated with a fiber woven fabric that is laminated close to and away from each other in a clamped state. And a heating part that heats the resin of the prepreg via the pair of molding dies, and the pair of molding dies are detachably attached to the base mold and the base mold.
  • a resin thermosetting resin or thermoplastic resin
  • a split structure is adopted for the pair of molding dies, so that when the molds need to be replaced, only the design molds are replaced. This will alleviate the burden on the workers involved in the replacement.
  • a metal having a lower coefficient of thermal expansion than that of the base mold is adopted for each design mold of the pair of mold sections. Therefore, at the time of heating at the time of molding, the influence of the thermal expansion of each design mold of the molding mold portion on the fiber-reinforced composite member can be suppressed.
  • each of the positioning mechanisms is configured to absorb a difference in thermal expansion amount between the base mold and the design mold generated by heating by the heating unit. With this configuration, the mutual positioning state of the base mold and the design mold can be maintained.
  • the said positioning mechanism is on one centerline of two centerlines orthogonal to the center of any one of the said base metal mold
  • Two other direction movements of the one mold are arranged on the center line of one of the two center lines orthogonal to each other at the center of the other mold.
  • a one-way movement restricting pin that is disposed on the other center line of the two center lines, and is disposed on the other center line of the two center lines;
  • One-way transition along the other centerline to be engaged It has a configuration which comprises a limiting groove.
  • both molds are positioned relative to each other so that the centers of the base mold and the design mold overlap.
  • tool steel is employed as the base mold of the molding mold section, while the design mold includes an alloy having a low coefficient of thermal expansion,
  • Invar registered trademark
  • the fiber woven fabric constituting the prepreg for example, a carbon fiber woven fabric using carbon fiber as the fiber can be adopted. It is not limited to.
  • the resin as the matrix of the fiber woven fabric is not only a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, or a polyimide resin, but also PEEK (polyether ether ketone resin), PEI (polyether imide resin), A thermoplastic resin such as PIXA (thermoplastic polyimide resin) is used.

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Abstract

　繊維強化複合部材の成形装置であって、互いに接近離間して型締め状態において複数枚積層した繊維織布に樹脂を含浸させたプリプレグを挟み込む一対の成形金型部２，３と、一対の成形金型部２，３を介してプリプレグの樹脂を加熱する熱源４を備え、一対の成形金型部２，３は、ベース金型２１，３３及びベース金型２１，３３に着脱可能に装着されてプリプレグと接する意匠金型２５，３５をそれぞれ具備し、一対の成形金型部２，３における意匠金型２５，３５は、ベース金型２１，３３よりも低熱膨張率の金属から成っており、成形金型部に分割構造を採用することで、成形金型部の交換に携わる作業者の負担の軽減を実現したうえで、成形の際の加熱時において、成形金型部の熱による膨張が繊維強化複合部材に与える影響を少なく抑えることができる。

Description

繊維強化複合部材の成形装置
　本開示は、繊維織布にマトリックスとしての熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグを複数枚積層して成る繊維強化複合部材を成形するのに用いられる繊維強化複合部材の成形装置に関するものである。
　上記した繊維織布、例えば、炭素繊維織布にマトリックスとしての熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグを複数枚積層して熱可塑性ＣＦＲＰ部材（繊維強化複合部材）を成形する場合、オートクレーブを用いた成形法が既に確立されているが、近年、このオートクレーブを用いた成形法に代わる成形法として成形装置を用いた金型熱プレス成形法が構築されつつある。
　この金型熱プレス成形法に用いる成形装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この成形装置は、互いに接近離間する一対の成形金型部を備えており、これらの成形金型部のうちの上成形金型部には下方に向けて突出するコアが配置され、一方、下成形金型部には上方に向けて開口するキャビティが配置されている。
　この成形装置において、成形時には、型開きした状態の下成形金型部のキャビティ上に複数枚積層させたプリプレグをセットした後、上成形金型部を下降させてそのコア及び下成形金型部のキャビティの間にプリプレグを挟み込んで熱すると共に、熱可塑性樹脂が溶融したプリプレグを一対の成形金型部で加圧する。
　そして、この加圧後に一対の成形金型部を介して熱可塑性樹脂を冷却して固化させることで、所望形状の熱可塑性ＣＦＲＰ部材を得る。
　この成形装置の一対の成形金型部には、通常、工具鋼の一体ものが採用される。このように、成形金型部が工具鋼の一体ものである場合において、成形金型部の交換頻度が低ければ作業者にかかる負担は少なくて済むが、バリエーションが多い熱可塑性ＣＦＲＰ部材を成形する際には、重量の嵩む成形金型部の交換頻度が高くなる分だけ、作業者にかかる負担は多くなる。
　そこで、従来において、例えば、特許文献２に記載されているように、交換が必要ない標準部（ベース金型）と、製品の形状の違いによって交換する変動部（意匠金型）とに分割された成形金型部が考案されている。
特開2002-086483号公報 特開2013-226785号公報
　ところが、上記した従来の成形装置において、成形金型部を標準部及び変動部に分割することで、成形金型部の交換に携わる作業者にかかる負担を軽減することはできるものの、成形の際の加熱時において、成形金型部の熱による膨張が熱可塑性ＣＦＲＰ部材の寸法精度等に少なからず影響を与えてしまうという問題を有しており、これを解決することが従来の課題となっている。
　本開示は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、成形金型部に分割構造を採用することで、成形金型部の交換に携わる作業者の負担の軽減を実現したうえで、成形の際の加熱時において、成形金型部の熱による膨張が繊維強化複合部材に与える影響を少なく抑えることが可能な繊維強化複合部材の成形装置を提供することを目的としている。
　本発明の第１の態様は、互いに接近離間して型締め状態において複数枚積層した繊維織布に樹脂（熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂）を含浸させたプリプレグを挟み込む一対の成形金型部と、前記一対の成形金型部を介して前記プリプレグの前記樹脂を加熱する加熱部を備え、前記一対の成形金型部は、ベース金型及び該ベース金型に着脱可能に装着されて前記プリプレグと接する意匠金型をそれぞれ具備し、前記一対の成形金型部における前記意匠金型は、前記ベース金型よりも低熱膨張率の金属から成っている構成としている。
　本発明の第１の態様に係る繊維強化複合部材の成形装置では、成形金型部に分割構造を採用しているので、成形金型部の交換に携わる作業者にかかる負担を軽減することができる。
　その上で、成形金型部の意匠金型がベース金型よりも低熱膨張率の金属から成っているので、成形の際の加熱時において、成形金型部の熱による膨張が繊維強化複合部材に与える影響を少なく抑えることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
本発明の一実施例による繊維強化複合部材の成形装置の型開き状態を示す断面説明図である。 図１の繊維強化複合部材の成形装置における位置決め機構を示す図１Ａ－Ａ線位置に基づく断面説明図である。 図１の繊維強化複合部材の成形装置における位置決め機構を示す図１Ｂ－Ｂ線位置に基づく断面説明図である。
　以下、本発明に係る繊維強化複合部材の成形装置の一実施例を図面に基づいて説明する。
　図１～図３は本発明に係る繊維強化複合部材の成形装置の一実施例を示している。
　図１に示すように、この成形装置１は、繊維織布に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグを複数枚積層して成る繊維強化複合部材（例えば熱可塑性ＣＦＲＰ部材）の成形装置１であって、一対の成形金型部２，３を備えている。繊維強化複合部材は、繊維織布に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させた互いに繊維配向方向が異なる複数枚のプリプレグを交互に積層して平板状に成形されるものとなっている。
　一対の成形金型部２，３のうちの下成形金型部２は、ボルスタＢ上に固定されるベース金型２１と、このベース金型２１上に着脱可能に装着される意匠金型２５を具備しており、この意匠金型２５はキャビティ２６を有している。
　この下成形金型部２において、意匠金型２５は、ベース金型２１よりも低熱膨張率の金属から成っており、ベース金型２１には、例えば、工具鋼が採用され、意匠金型２５には、熱膨張率の低い合金、例えば、インバーが採用される。
　一方、一対の成形金型部２，３のうちの上成形金型部３は、上昇下降するスライドＳに固定されるベース金型３１と、スライドＳに支柱３２を介して固定される吊り下げベース金型３３と、ベース金型３３及び吊り下げベース金型３３に挟まれた状態で吊り下げベース金型３３に着脱可能に装着される意匠金型３５を具備している。この意匠金型３５は、型締め状態において下成形金型部２における意匠金型２５のキャビティ２６と嵌合するコア３６を有しており、このコア３６と意匠金型２５のキャビティ２６との間でプリプレグを複数枚積層したプリプレグ積層体（成形前の繊維強化複合部材）Ｐを挟み込む。
　この上成形金型部３においても、意匠金型３５は、吊り下げベース金型３３よりも低熱膨張率の金属から成っており、吊り下げベース金型３３には、例えば、工具鋼が採用され、意匠金型２５には、熱膨張率の低い合金、例えば、インバーが採用される。
　また、この成形装置１は、下成形金型部２及び上成形金型部３の各意匠金型２５，３５に対して各々の意匠面２６ａ，３６ａとは反対側から熱をそれぞれ付与する熱源（加熱部）４，４を備えており、この成形装置１では、下成形金型部２及び上成形金型部３間においてプリプレグ積層体Ｐの熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を熱源４，４により加熱しつつ加圧して繊維強化複合部材を成形するようにしている。
　この場合、下成形金型部２のベース金型２１及び意匠金型２５の間には、ベース金型２１と意匠金型２５とを相互に位置決めする位置決め機構が設けられている。この位置決め機構は、熱源４，４による加熱で生じるベース金型２１と意匠金型２５との各熱膨張量の差を吸収するようになっている。
　この位置決め機構は、図２にも示すように、下成形金型部２のベース金型２１側に配置される２本の他方向移動規制ピン２１ａ，２１ａと、１本の一方向移動規制ピン２１ｂを具備している。
　２本の他方向移動規制ピン２１ａ，２１ａは、ベース金型２１の中心Ｃで直交する２本の中心線Ｘ，Ｙのうちの一方の中心線Ｘ上において中心Ｃを挟んで配置されており、ベース金型２１の図示左右側面寄りの部位にそれぞれ配置されている。１本の一方向移動規制ピン２１ｂは、２本の中心線Ｘ，Ｙのうちの他方の中心線Ｙ上に配置されており、この実施例では、ベース金型２１の正面寄りの部位（図２下面寄りの部位）に配置されている。
　また、この位置決め機構は、下成形金型部２の意匠金型２５側に配置される２つの他方向移動規制溝２５ａ，２５ａと、１つの一方向移動規制溝２５ｂを具備している。
　２つの他方向移動規制溝２５ａ，２５ａは、意匠金型２５の中心Ｃで直交する２本の中心線Ｘ，Ｙのうちの一方の中心線Ｘ上において中心Ｃを挟んで配置され、且つ、中心線Ｘに沿うようにして配置されている。これらの他方向移動規制溝２５ａ，２５ａは、ベース金型２１における２本の他方向移動規制ピン２１ａ，２１ａと係合して、意匠金型２５のベース金型２１に対する中心線Ｙ方向への移動を規制する共に、熱源４，４による加熱で生じるベース金型２１と意匠金型２５との中心線Ｘ方向の熱膨張量の差を吸収するようになっている。
　１つの一方向移動規制溝２５ｂは、２本の中心線Ｘ，Ｙのうちの他方の中心線Ｙ上に配置され、且つ、中心線Ｙに沿うようにして配置されている。この一方向移動規制溝２５ｂは、ベース金型２１における１本の一方向移動規制ピン２１ｂと係合して、意匠金型２５のベース金型２１に対する中心線Ｘ方向への移動を規制する共に、熱源４，４による加熱で生じるベース金型２１と意匠金型２５との中心線Ｙ方向の熱膨張量の差を吸収するようになっている。
　なお、図２では、ベース金型２１及び意匠金型２５の相互位置決めが成された状態を示しているので、ベース金型２１及び意匠金型２５の各中心Ｃ及び各２本の中心線Ｘ，Ｙはいずれも一致している。
　つまり、この位置決め機構では、意匠金型２５側の２つの他方向移動規制溝２５ａ，２５ａと、ベース金型２１側の２本の他方向移動規制ピン２１ａ，２１ａとを互いに係合させると共に、意匠金型２５側の１つの一方向移動規制溝２５ｂと、ベース金型２１側の１本の一方向移動規制ピン２１ｂとを互いに係合させることで、ベース金型２１及び意匠金型２５の各中心Ｃが重なるように両金型２１，２５が互いに位置決めされる。
　そして、この位置決め機構では、熱源４，４による加熱で生じるベース金型２１と意匠金型２５との中心線Ｘ方向及び中心線Ｙ方向の熱膨張量の差を吸収することで、両金型２１，２５の位置決め状態を維持する。
　この成形装置１は、上成形金型部３の吊り下げベース金型３３及び意匠金型３５の間にも、両金型３３，３５を相互に位置決めする位置決め機構が設けられており、この位置決め機構も、熱源４，４による加熱で生じる両金型３３，３５の各熱膨張量の差を吸収するようになっている。
　この位置決め機構は、図３にも示すように、上成形金型部３の吊り下げベース金型３３側に配置される２本の他方向移動規制ピン３３ａ，３３ａと、１本の一方向移動規制ピン３３ｂを具備している。
　２本の他方向移動規制ピン３３ａ，３３ａは、吊り下げベース金型３３の中心Ｃで直交する２本の中心線Ｘ，Ｙのうちの一方の中心線Ｘ上において中心Ｃを挟んで配置されており、吊り下げベース金型３３の図示左右側面寄りの部位にそれぞれ配置されている。１本の一方向移動規制ピン３３ｂは、２本の中心線Ｘ，Ｙのうちの他方の中心線Ｙ上に配置されており、この実施例では、吊り下げベース金型３３の正面寄りの部位（図３下面寄りの部位）に配置されている。
　また、この位置決め機構は、上成形金型部３の意匠金型３５側に配置される２つの他方向移動規制溝３５ａ，３５ａと、１つの一方向移動規制溝３５ｂを具備している。
　２つの他方向移動規制溝３５ａ，３５ａは、意匠金型３５の中心Ｃで直交する２本の中心線Ｘ，Ｙのうちの一方の中心線Ｘ上において中心Ｃを挟んで配置され、且つ、中心線Ｘに沿うようにして配置されている。これらの他方向移動規制溝３５ａ，３５ａは、吊り下げベース金型３３における２本の他方向移動規制ピン３３ａ，３３ａと係合して、意匠金型３５の吊り下げベース金型３３に対する中心線Ｙ方向への移動を規制する共に、熱源４，４による加熱で生じる吊り下げベース金型３３と意匠金型３５との中心線Ｘ方向の熱膨張量の差を吸収するようになっている。
　１つの一方向移動規制溝３５ｂは、２本の中心線Ｘ，Ｙのうちの他方の中心線Ｙ上に配置され、且つ、中心線Ｙに沿うようにして配置されている。この一方向移動規制溝３５ｂは、吊り下げベース金型３３における１本の一方向移動規制ピン３３ｂと係合して、意匠金型３５の吊り下げベース金型３３に対する中心線Ｘ方向への移動を規制する共に、熱源４，４による加熱で生じる吊り下げベース金型３３と意匠金型３５との中心線Ｙ方向の熱膨張量の差を吸収するようになっている。
　なお、図３においても、吊り下げベース金型３３及び意匠金型３５の相互位置決めが成された状態を示しているので、吊り下げベース金型３３及び意匠金型３５の各中心Ｃ及び各２本の中心線Ｘ，Ｙはいずれも一致している。
　つまり、この位置決め機構でも、意匠金型３５側の２つの他方向移動規制溝３５ａ，３５ａと、吊り下げベース金型３３側の２本の他方向移動規制ピン３３ａ，３３ａとを互いに係合させると共に、意匠金型３５側の１つの一方向移動規制溝３５ｂと、吊り下げベース金型３３側の１本の一方向移動規制ピン３３ｂとを互いに係合させることで、吊り下げベース金型３３及び意匠金型３５の各中心Ｃが重なるように両金型３３，３５が互いに位置決めされる。
　そして、この位置決め機構でも、熱源４，４による加熱で生じる吊り下げベース金型３３と意匠金型３５との中心線Ｘ方向及び中心線Ｙ方向の熱膨張量の差を吸収することで、両金型３３，３５の位置決め状態を維持する。
　次に、この成形装置１により繊維強化複合部材を成形する要領を説明する。まず、下成形金型部２のベース金型２１に対して意匠金型２５をセットする。
　この際、位置決め機構を構成する意匠金型２５側の２つの他方向移動規制溝２５ａ，２５ａと、ベース金型２１側の２本の他方向移動規制ピン２１ａ，２１ａとを互いに係合させると共に、意匠金型２５側の１つの一方向移動規制溝２５ｂと、ベース金型２１側の１本の一方向移動規制ピン２１ｂとを互いに係合させると、ベース金型２１及び意匠金型２５の各中心Ｃが重なるように両金型２１，２５が互いに位置決めされる。
　次いで、上成形金型部３の吊り下げベース金型３３に対して意匠金型３５をセットする。
　この際も、位置決め機構を構成する意匠金型３５側の２つの他方向移動規制溝３５ａ，３５ａと、吊り下げベース金型３３側の２本の他方向移動規制ピン３３ａ，３３ａとを互いに係合させると共に、意匠金型３５側の１つの一方向移動規制溝３５ｂと、吊り下げベース金型３３側の１本の一方向移動規制ピン３３ｂとを互いに係合させると、吊り下げベース金型３３及び意匠金型３５の各中心Ｃが重なるように両金型３３，３５が互いに位置決めされる。
　このように、この成形装置１では成形金型部２，３に分割構造を採用しているので、金型交換が必要な場合には、意匠金型２５，３５だけを交換すればよく、その結果、交換に携わる作業者にかかる負担が軽減することとなる。
　成形金型部２，３の準備が整ったのに続いて、型開きした状態の下成形金型部２の意匠金型２５におけるキャビティ２６上にプリプレグを複数枚積層させたプリプレグ積層体Ｐをセットする。
　この後、スライダＳとともに上成形金型部３を下降させて型締め状態として、上成形金型部３の意匠金型３５におけるコア３６及び下成形金型部２の意匠金型２５におけるキャビティ２６の間にプリプレグ積層体Ｐを挟み込み、熱源４，４により意匠金型２５及び意匠金型３５を介してプリプレグ積層体Ｐに熱を加えると共に、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が溶融したプリプレグ積層体Ｐを上成形金型部３と下成形金型部２とで加圧する。
　この間、下成形金型部２のベース金型２１及び意匠金型２５の間に配置した位置決め機構において、熱源４，４による加熱で生じるベース金型２１と意匠金型２５との中心線Ｘ方向及び中心線Ｙ方向の熱膨張量の差を吸収するので、両金型２１，２５の位置決め状態が維持される。
　これと同じく、上成形金型部３の吊り下げベース金型３３及び意匠金型３５の間に配置した位置決め機構において、熱源４，４による加熱で生じる吊り下げベース金型３３と意匠金型３５との中心線Ｘ方向及び中心線Ｙ方向の熱膨張量の差を吸収するので、両金型３３，３５の位置決め状態が維持される。
　そして、樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、ヒータ４に加熱動作を継続して行わせて熱硬化性樹脂を硬化させてから、複数のヒータ４への電源供給を止めることで、プリプレグ積層体Ｐの成形品（繊維強化複合部材）が得られる。
　また、樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、上記加圧後において、熱源４，４への電源供給を止めて、上成形金型部３及び下成形金型部２を介して熱可塑性樹脂を冷却して固化させることで、プリプレグ積層体Ｐの成形品（繊維強化複合部材）が得られる。
　この成形装置１では、成形金型部２，３の各意匠金型２５，３５に、ベース金型２１及び吊り下げベース金型３３よりも低熱膨張率の金属を採用しているので、成形の際の加熱時において、成形金型部２，３の各意匠金型２５，３５の熱による膨張がプリプレグ積層体Ｐの成形品に与える影響を少なく抑え得ることとなる。
　上記した実施例では、位置決め機構として、下成形金型部２のベース金型２１側に２本の他方向移動規制ピン２１ａ，２１ａと、１本の一方向移動規制ピン２１ｂを配置すると共に、位置決め機構として、下成形金型部２の意匠金型２５側に２つの他方向移動規制溝２５ａ，２５ａと、１つの一方向移動規制溝２５ｂを配置するようにしているが、これに限定されるものではなく、位置決め機構として、下成形金型部２の意匠金型２５側に２本の他方向移動規制ピンと、１本の一方向移動規制ピンを配置すると共に、下成形金型部２のベース金型２１側に２つの他方向移動規制溝と、１つの一方向移動規制溝を配置するようにしてもよい。
　これと同じく、上成形金型部３の意匠金型３５側に２本の他方向移動規制ピンと、１本の一方向移動規制ピンを配置すると共に、上成形金型部３の吊り下げベース金型３３側に２つの他方向移動規制溝と、１つの一方向移動規制溝を配置するようにしてもよい。
　また、上記した実施例では、プリプレグを構成する繊維織布が、繊維に炭素繊維を用いた炭素繊維織布である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
　本開示に係る繊維強化複合部材の成形装置の構成は、上記した実施例に限定されるものではない。
　本発明の第１の態様は、互いに接近離間して型締め状態において複数枚積層した繊維織布に樹脂（熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂）を含浸させたプリプレグを挟み込む一対の成形金型部と、前記一対の成形金型部を介して前記プリプレグの前記樹脂を加熱する加熱部を備え、前記一対の成形金型部は、ベース金型及び該ベース金型に着脱可能に装着されて前記プリプレグと接する意匠金型をそれぞれ具備し、前記一対の成形金型部における前記意匠金型は、前記ベース金型よりも低熱膨張率の金属から成っている構成としている。
　本発明の第１の態様に係る繊維強化複合部材の成形装置では、一対の成形金型部に分割構造を採用しているので、金型交換が必要な場合には、意匠金型だけを交換すればよく、交換に携わる作業者にかかる負担が軽減することとなる。
　その上で、本発明の第１の態様に係る繊維強化複合部材の成形装置では、一対の成形金型部の各意匠金型に、ベース金型よりも低熱膨張率の金属を採用していることから、成形の際の加熱時において、成形金型部の各意匠金型の熱膨張が繊維強化複合部材に与える影響を少なく抑え得ることとなる。
　本発明の第２の態様において、前記一対の成形金型部における前記ベース金型及び前記意匠金型の各間には、前記ベース金型と前記意匠金型とを相互に位置決めする位置決め機構がそれぞれ設けられ、前記位置決め機構は、前記加熱部による加熱で生じる前記ベース金型と前記意匠金型との各熱膨張量の差を吸収する構成としている。
　この構成とすると、ベース金型及び意匠金型の相互の位置決め状態を維持し得ることとなる。
　本発明の第３の態様において、前記位置決め機構は、前記ベース金型及び前記意匠金型のうちのいずれか一方の金型の中心で直交する２本の中心線のうちの一方の中心線上において前記中心を挟んで配置される２本の他方向移動規制ピンと、前記２本の中心線のうちの他方の中心線上に配置される１本の一方向移動規制ピンと、前記ベース金型及び前記意匠金型のうちのいずれか他方の金型の中心で直交する２本の中心線のうちの一方の中心線上において前記中心を挟んで配置されて、前記一方の金型における２本の他方向移動規制ピンと係合する一方の中心線に沿う他方向移動規制溝と、前記２本の中心線のうちの他方の中心線上に配置されて、前記一方の金型における１本の一方向移動規制ピンと係合する他方の中心線に沿う一方向移動規制溝を具備している構成としている。
　本発明の第３の態様に係る繊維強化複合部材の成形装置では、ベース金型及び意匠金型の各中心が重なるように両金型が互いに位置決めされることとなる。
　本発明の各態様に係る繊維強化複合部材の成形装置において、成形金型部のベース金型には、例えば、工具鋼が採用され、一方、意匠金型には、熱膨張率の低い合金、例えば、インバー（登録商標）が採用される。
　また、本発明の各態様に係る繊維強化複合部材の成形装置において、プリプレグを構成する繊維織布としては、例えば、繊維に炭素繊維を用いた炭素繊維織布を採用することができるが、これに限定されない。
　この際、繊維織布のマトリックスとしての樹脂には、エポキシ樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられるほか、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂），ＰＥＩ（ポリエーテルイミド樹脂），ＰＩＸＡ（熱可塑性ポリイミド樹脂）等の熱可塑性樹脂が用いられる。
１　　　　　繊維強化複合部材の成形装置
２　　　　　下成形金型部（一対の成形金型部）
３　　　　　上成形金型部（一対の成形金型部）
４　　　　　熱源（加熱部）
２１，３１　ベース金型
２１ａ，３３ａ　　他方向移動規制ピン（位置決め機構）
２１ｂ，３３ｂ　　一方向移動規制ピン（位置決め機構）
２５，３５　　　　意匠金型
２５ａ，３５ａ　　他方向移動規制溝（位置決め機構）
２５ｂ，３５ｂ　　一方向移動規制溝（位置決め機構）
３３　　　　吊り下げベース金型（ベース金型）
Ｃ　　　　　型の中心
Ｐ　　　　　プリプレグ積層体（繊維強化複合部材）
Ｘ　　　　　一方の中心線
Ｙ　　　　　他方の中心線

Claims (3)

  1. 　互いに接近離間して型締め状態において複数枚積層した繊維織布に樹脂を含浸させたプリプレグを挟み込む一対の成形金型部と、
    　前記一対の成形金型部を介して前記プリプレグの前記樹脂を加熱する加熱部を備え、
    　前記一対の成形金型部は、ベース金型及び該ベース金型に着脱可能に装着されて前記プリプレグと接する意匠金型をそれぞれ具備し、
    　前記一対の成形金型部における前記意匠金型は、前記ベース金型よりも低熱膨張率の金属から成っている繊維強化複合部材の成形装置。
  2. 　前記一対の成形金型部における前記ベース金型及び前記意匠金型の各間には、前記ベース金型と前記意匠金型とを相互に位置決めする位置決め機構がそれぞれ設けられ、前記位置決め機構は、前記加熱部による加熱で生じる前記ベース金型と前記意匠金型との各熱膨張量の差を吸収する請求項１に記載の繊維強化複合部材の成形装置。
  3. 　前記位置決め機構は、前記ベース金型及び前記意匠金型のうちのいずれか一方の金型の中心で直交する２本の中心線のうちの一方の中心線上において前記中心を挟んで配置される２本の他方向移動規制ピンと、前記２本の中心線のうちの他方の中心線上に配置される１本の一方向移動規制ピンと、前記ベース金型及び前記意匠金型のうちのいずれか他方の金型の中心で直交する２本の中心線のうちの一方の中心線上において前記中心を挟んで配置されて、前記一方の金型における２本の他方向移動規制ピンと係合する一方の中心線に沿う他方向移動規制溝と、前記２本の中心線のうちの他方の中心線上に配置されて、前記一方の金型における１本の一方向移動規制ピンと係合する他方の中心線に沿う一方向移動規制溝を具備している請求項２に記載の繊維強化複合部材の成形装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108466435B (zh) * 2018-02-14 2020-04-28 北京航空航天大学 一种复合材料机翼防固化变形模具设计

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63267523A (ja) * 1987-04-27 1988-11-04 Mitsui Toatsu Chem Inc 繊維強化熱可塑性プラスチツクの製造法
JP2005022246A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Kawasaki Heavy Ind Ltd 複合材料の成形治具および成形方法
JP2006130675A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Fj Composite:Kk Ｃｆｒｐ成形型、ｃｆｒｐ成形体、及びｃｆｒｐ成形体の製造方法
JP2013226785A (ja) * 2012-04-24 2013-11-07 Nakatogawa Giken:Kk 金型位置決め機構
JP2014205317A (ja) * 2013-04-15 2014-10-30 株式会社イケックス工業 樹脂成形用の金型及びその製造方法
JP2015000572A (ja) * 2013-06-18 2015-01-05 三菱重工業株式会社 成形金型及び複合材の成形方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04239612A (ja) * 1991-01-24 1992-08-27 Sekisui Chem Co Ltd 熱圧縮成形用金型
US5897814A (en) * 1997-06-13 1999-04-27 General Electric Company Method for injection molding of optical discs
JP3490606B2 (ja) * 1998-03-20 2004-01-26 富士通株式会社 半導体装置製造用金型
JP2005516342A (ja) * 2002-01-22 2005-06-02 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 膜電極組立体を製造するための圧縮押型
US20040096535A1 (en) * 2002-11-15 2004-05-20 Hudecek Robert W. Compression molding apparatus having replaceable mold inserts
CN101171118A (zh) * 2005-05-10 2008-04-30 大日本油墨化学工业株式会社 热成形用片的成形方法和成形装置
DE102005053690A1 (de) * 2005-11-10 2007-05-31 Airbus Deutschland Gmbh Werkzeug, Anordnung und Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, Bauteil
GB0813785D0 (en) * 2008-07-29 2008-09-03 Airbus Uk Ltd Method of manufacturing a composite element
DE102009052213A1 (de) * 2009-11-06 2011-05-12 Meissner Formentechnologie Gmbh Temperierbares Werkzeug und Verfahren zur Herstellung desselben, Werkzeugträgerrahmen zur Aufnahme desselben
DE202010002328U1 (de) * 2010-02-12 2010-10-14 Konstruktionsbüro Hein GmbH Formwerkzeug
FR2959694B1 (fr) * 2010-05-10 2012-08-03 Lorraine Construction Aeronautique Dispositif pour la fabrication d'une piece composite par injection de resine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63267523A (ja) * 1987-04-27 1988-11-04 Mitsui Toatsu Chem Inc 繊維強化熱可塑性プラスチツクの製造法
JP2005022246A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Kawasaki Heavy Ind Ltd 複合材料の成形治具および成形方法
JP2006130675A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Fj Composite:Kk Ｃｆｒｐ成形型、ｃｆｒｐ成形体、及びｃｆｒｐ成形体の製造方法
JP2013226785A (ja) * 2012-04-24 2013-11-07 Nakatogawa Giken:Kk 金型位置決め機構
JP2014205317A (ja) * 2013-04-15 2014-10-30 株式会社イケックス工業 樹脂成形用の金型及びその製造方法
JP2015000572A (ja) * 2013-06-18 2015-01-05 三菱重工業株式会社 成形金型及び複合材の成形方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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