WO2021186659A1 - 複合材成形方法および複合材成形装置 - Google Patents

複合材成形方法および複合材成形装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021186659A1
WO2021186659A1 PCT/JP2020/012206 JP2020012206W WO2021186659A1 WO 2021186659 A1 WO2021186659 A1 WO 2021186659A1 JP 2020012206 W JP2020012206 W JP 2020012206W WO 2021186659 A1 WO2021186659 A1 WO 2021186659A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
composite material
space
sealing
seal region
jig
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/012206
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕一 由井
奥田　晃久
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to US17/626,448 priority Critical patent/US20220258438A1/en
Priority to PCT/JP2020/012206 priority patent/WO2021186659A1/ja
Priority to JP2022507950A priority patent/JP7167382B2/ja
Publication of WO2021186659A1 publication Critical patent/WO2021186659A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/10—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
    • B29C43/12—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies using bags surrounding the moulding material or using membranes contacting the moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3607—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with sealing means or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642—Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/56—Compression moulding under special conditions, e.g. vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/56—Compression moulding under special conditions, e.g. vacuum
    • B29C2043/561—Compression moulding under special conditions, e.g. vacuum under vacuum conditions
    • B29C2043/562—Compression moulding under special conditions, e.g. vacuum under vacuum conditions combined with isostatic pressure, e.g. pressurising fluids, gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs

Definitions

  • the present disclosure relates to a composite material molding method and a composite material molding apparatus.
  • a method of molding a composite material using an autoclave has been widely used as a method of molding a composite material in which a fiber base material is laminated.
  • the prepreg containing the uncured matrix resin is covered with a bag film, the inside of the bag film is depressurized, and the prepreg is put into a pressurized state by the pressure difference with the gas in the external space. Further, the prepreg is brought into a heated state by filling the space outside the bag film with heated air.
  • Patent Document 1 discloses that the prepreg is bent and molded by covering the prepreg with a silicone rubber bag and heating the prepreg with steam while reducing the pressure in the space where the prepreg is arranged.
  • Patent Document 1 after laying the silicone rubber bag on the prepreg, the prepreg is clamped by placing an outer frame and clamping the silicone rubber bag with a vise so as not to create a gap between the box-shaped jig. It is hermetically sealed. Therefore, a special jig such as a box-shaped jig and an outer frame is required, and a complicated work of clamping with a vise is required. Therefore, for example, by adhering the bag to the jig molding surface on which the prepreg is placed with a sealing material, it is conceivable that a special jig or complicated work is not required.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and is a composite material molding method capable of efficiently heating a composite material using water vapor and preventing water vapor from reaching the composite material. It is an object of the present invention to provide a composite material molding apparatus.
  • the composite material molding method is a composite material molding method for molding a composite material, and the composite material is formed on a jig molding surface of a molding jig installed in an internal space of a sealable pressure vessel.
  • the resin bag and the jig molding surface are adhered to each other by the first sealing material to form an endless first sealing region surrounding the composite material, and the resin bag and the jig molding surface are formed.
  • the surface is adhered with a second sealing material to surround the composite material and an endless second sealing region is formed outside the first sealing region, and the resin bag makes the composite material airtight.
  • a sealing step of sealing a depressurizing step of depressurizing a first space inside the first sealing region and a second space between the first sealing region and the second sealing region, and sealing the pressure vessel.
  • a heat curing step of supplying steam of a predetermined temperature and a predetermined pressure to the internal space of the pressure container to heat-cure the composite material in the state of being provided is provided, and the sealing step secures a ventilation space.
  • a ventilation member for the purpose is arranged in the second space so as to surround the first seal region.
  • the composite material molding apparatus has a pressure vessel that can mold the composite material and can be sealed, and a jig molding surface for being installed in the internal space of the pressure vessel and arranging the composite material.
  • the molding jig and the jig molding surface are bonded to the jig molding surface by the first sealing material to form an endless first sealing region surrounding the composite material, and are bonded to the jig molding surface by the second sealing material.
  • a resin bag that surrounds the composite material and forms an endless second seal region that is arranged outside the first seal region and airtightly seals the composite material, and the inside of the first seal region.
  • a decompression unit that depressurizes the first space and the second space between the first seal region and the second seal region, and a ventilation member that secures a ventilation space in the second space that is depressurized by the decompression unit.
  • the composite material is provided with a steam supply unit for thermally curing the composite material by supplying steam of a predetermined temperature and a predetermined pressure to the internal space of the pressure vessel in a sealed state.
  • FIG. 3 is a plan view of the internal space of the pressure vessel shown in FIG. 2 as viewed from above. It is a partially enlarged view of the A part of the composite material molding apparatus shown in FIG. It is a flowchart which shows the composite material molding method which concerns on one Embodiment of this disclosure. It is a partially enlarged view of the composite material molding apparatus shown in FIG. 2, and shows the state in which water vapor invades through the gap between the resin bag and the second sealing material. It is a top view of the internal space of the pressure vessel shown in FIG. 2, and shows a state in which water vapor invades through the gap between the resin bag and the second sealing material in the B portion.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a composite material molding apparatus 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the composite material molding apparatus 100 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the internal space shown in FIG. 2 as viewed from above.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of a portion A of the composite material molding apparatus 100 shown in FIG.
  • the composite material molding apparatus 100 of the present embodiment heat-cures a prepreg (composite material; laminate) P in which a fiber base material is laminated over a plurality of layers together with a resin material to obtain a fiber-reinforced composite material having a desired shape.
  • the prepreg is a material containing a fiber base material and an uncured matrix resin, which becomes a fiber-reinforced composite material by being thermoset.
  • the fiber base material is, for example, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, or the like.
  • the matrix resin is a thermosetting resin, such as epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, bismaleimide, phenol, cyanate, and polyimide.
  • a fiber-reinforced composite material is formed by thermosetting one or more prepregs.
  • the composite material forming apparatus 100 of the present embodiment includes a hermetically sealed pressure vessel 10, a forming jig 20, a resin bag 30, a breather (ventilation member) 40, and the like.
  • a vacuum pump (pressure reducing unit) 50, a steam supply unit 60, and a control device 70 are provided.
  • the pressure vessel 10 is a sealable container to which a door (not shown) that can be opened and closed is attached, and a sealed internal space IS is formed by closing the door.
  • the molding jig 20 and the prepreg P arranged in the molding jig 20 are housed in the internal space IS of the pressure vessel 10.
  • the molding jig 20 is a plate-shaped member that is installed in the internal space IS of the pressure vessel 10 and has a jig molding surface 21 for arranging the prepreg P.
  • the molding jig 20 is arranged on an installation table (not shown) provided in the internal space IS of the pressure vessel 10.
  • the jig molding surface 21 of the molding jig 20 is a surface extending along the horizontal direction HD shown in FIG. 2, and the prepreg P is arranged on the jig molding surface 21.
  • the molding jig 20 is formed of, for example, a heat-resistant metal material such as an aluminum alloy or iron. Further, the molding jig 20 may be formed of a fiber-reinforced composite material containing a fiber base material such as glass fiber and a matrix resin.
  • the resin bag 30 is in the form of a sheet that covers the entire surface of the prepreg P and is adhered to the jig molding surface 21 of the molding jig 20 by the first sealing material Se1 and the second sealing material Se2 to airtightly seal the prepreg P. It is a member.
  • the resin bag 30 is formed of a resin film containing nylon, polyurethane, a fluororesin material (for example, FEP or ETFE) as a main component. It is desirable that the resin bag 30 has a thickness of, for example, 25 ⁇ m or more and 75 ⁇ m or less.
  • the first sealing material Se1 and the second sealing material Se2 are formed of, for example, a material whose main component is butyl rubber or a material whose main component is silicone rubber.
  • the resin bag 30 is adhered to the jig molding surface 21 by the first sealing material Se1 to form an endless first sealing region SA1 surrounding the entire circumference of the prepreg P. Further, the resin bag 30 is adhered to the jig molding surface 21 by the second sealing material Se2 to form an endless second sealing region SA2 that surrounds the entire circumference of the prepreg P.
  • the second seal region SA2 is arranged outside the first seal region SA1 so as to surround the first seal region SA1.
  • the resin bag 30 isolates the space where the prepreg P is arranged from the internal space IS of the pressure vessel 10 by the double sealing regions of the first sealing region SA1 and the second sealing region SA2.
  • the space defined by the first sealing material Se1, the resin bag 30, and the jig molding surface 21 inside the first sealing region SA1 is the first space S1.
  • the space defined by the first sealing material Se1, the second sealing material Se2, the resin bag 30, and the jig molding surface 21 inside the second sealing region SA2 is the second space S2.
  • the second space S2 is formed between the first seal region SA1 and the second seal region SA2.
  • the breather 40 secures a ventilation space SV in the second space S2 depressurized by the vacuum pump 50, and allows water vapor entering the second space S2 from the internal space IS of the pressure vessel 10 to flow. It is a member for.
  • the ventilation space SV is a space secured inside the breather 40.
  • the breather 40 is a member formed of, for example, a glass woven fabric, a carbon fiber woven fabric, a metal mesh, or the like, and can allow gas to flow through the ventilation space SV secured inside.
  • the breather 40 has a thickness of, for example, 0.1 mm or more and 5 mm or less.
  • the breather 40 is arranged so as to surround the entire circumference of the first seal region SA1 in the second space S2. Since the breather 40 is arranged on the entire circumference of the second space S2, water vapor entering from any position of the second seal region SA2 can be reliably circulated to the ventilation space SV.
  • the distance L2 of the horizontal HD from the outer peripheral side end 40a to the second sealing material Se2 is the horizontal HD from the inner peripheral side end 40b to the first sealing material Se1. It is arranged in the second space S2 so as to be shorter than the distance L1.
  • the vacuum pump 50 is a device that depressurizes the first space S1 and the second space S2 sealed by the resin bag 30.
  • the vacuum pump 50 is connected to the pipe 51a via the on-off valve 51 and connected to the pipe 52a via the on-off valve 52.
  • the pipe 51a is connected to the vacuum port (first decompression port) 51b attached to the resin bag 30, and the pipe 52a is connected to the vacuum port (second decompression port) 52b attached to the resin bag 30. It is connected.
  • the vacuum port 51b is attached to two places of the resin bag 30 so as to communicate with the first space S1.
  • the two vacuum ports 51b are arranged at positions separated from each other with the prepreg P interposed therebetween so that the prepreg P is arranged on a straight line connecting the attachment positions with respect to the resin bag 30.
  • Each vacuum port 51b is connected to a pipe 51a.
  • the vacuum port 52b is attached to one place of the resin bag 30 so as to communicate with the second space S2.
  • the number of vacuum ports 51b attached to the resin bag 30 (2) is larger than the number of vacuum ports 52b attached to the resin bag 30 (1).
  • the number of vacuum ports 51b is two and the number of vacuum ports 52b is one, but other embodiments may be used.
  • the number of vacuum ports 51b and 52b may be any number such that the number of vacuum ports 51b is larger than the number of vacuum ports 52b.
  • the vacuum pump 50, the on-off valve 51, and the on-off valve 52 are each controlled by a control signal transmitted from the control device 70 via a control signal line (line shown by a broken line in FIG. 1).
  • a control signal line line shown by a broken line in FIG. 1.
  • the control device 70 sucks the air in the first space S1 through the vacuum port 51b and depressurizes the first space S1 to the vacuum state. do.
  • the control device 70 sucks the air in the second space S2 through the vacuum port 52b by keeping the vacuum pump 50 in the operating state and the on-off valve 52 in the open state, and puts the second space S2 in the vacuum state. Depressurize to.
  • the vacuum port 52b is arranged so as to be in contact with the upper surface 40c of the breather 40. Therefore, even if water vapor invades through the gap between the resin bag 30 and the second sealing material Se2, the water vapor can be guided to the vacuum port 52b via the breather 40.
  • the steam supply unit 60 is a device for thermally curing the prepreg P by supplying steam of a predetermined temperature and a predetermined pressure to the internal space IS of the pressure vessel 10 in a state where the pressure vessel 10 is sealed. As shown in FIG. 1, the steam supply unit 60 is connected to the pipe 61a via an on-off valve 61. As shown in FIG. 2, the pipe 61a communicates with the internal space IS of the pressure vessel 10.
  • the steam supply unit 60 and the on-off valve 61 are controlled by a control signal transmitted from the control device 70 via the control signal line.
  • the control device 70 supplies steam to the internal space IS via the pipe 61a by operating the steam supply unit 80 and opening the on-off valve 61.
  • the steam supply unit 60 generates, for example, saturated steam as steam to be supplied to the internal space IS of the pressure vessel 10.
  • the control device 70 controls the steam supply unit 60 so that the temperature of the saturated steam is in the range of 160 ° C. or higher and 190 ° C. or lower, for example.
  • the saturated water vapor pressure is uniquely determined with respect to temperature. Therefore, the saturated water vapor pressure is in the range of about 6 atm (absolute pressure) to about 13 atm (absolute pressure).
  • the control device 70 is a device that controls the composite material molding device 100.
  • the control device 70 controls the vacuum pump 50, the on-off valve 51, the on-off valve 52, the steam supply unit 60, and the on-off valve 61 via the control signal line shown by the broken line in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a composite material molding method according to the present embodiment.
  • step S101 arrangement step
  • the prepreg P is arranged on the jig forming surface 21 of the forming jig 20.
  • step S102 the prepreg P is airtightly sealed by the resin bag 30.
  • the resin bag 30 and the jig molding surface 21 are adhered to each other by the first sealing material Se1 to form an endless first sealing region SA1 surrounding the prepreg P.
  • the resin bag 30 and the jig molding surface 21 are adhered to each other by the second sealing material Se2 to form an endless second sealing region SA2 surrounding the prepreg P.
  • step S102 the breather 40 for securing the ventilation space SV is arranged in the second space S2 so as to surround the first seal area SA1. Further, in step S102, the distance L2 of the horizontal HD from the outer peripheral end 40a of the breather 40 to the second sealing material Se2 is the horizontal HD from the inner peripheral end 40b of the breather 40 to the first sealing material Se1. The breather 40 is arranged in the second space S2 so as to be shorter than the distance L1.
  • steps S101 to S102 the door is opened without sealing the pressure vessel 10.
  • the operator of the composite material forming apparatus 100 closes the door and seals the pressure vessel 10.
  • the processing of steps S101 to S102 may be executed outside the pressure vessel 10.
  • step S103 compression step
  • the vacuum pump 50 is put into an operating state
  • the on-off valve 51 is put into an open state
  • the air in the first space S1 is sucked through the vacuum port 51b, and the air is sealed by the resin bag 30.
  • 1 Space S1 is depressurized.
  • the control device 70 continues the process of depressurizing the first space S1 so as to maintain the vacuum state until the step S104, which will be described later, is completed.
  • step S103 the vacuum pump 50 is put into an operating state, the on-off valve 52 is put into an open state, the air in the second space S2 is sucked through the vacuum port 52b, and the second space is sealed by the resin bag 30. The pressure in S2 is reduced.
  • the control device 70 continues the process of depressurizing the second space S2 so as to maintain the vacuum state until the step S104, which will be described later, is completed.
  • step S104 heat curing step
  • the pressure vessel 10 in response to the vacuum state of the first space S1 and the second space S2, the pressure vessel 10 is sealed and the internal space IS of the pressure vessel 10 is subjected to a predetermined temperature and
  • the steam supply unit 60 and the on-off valve 61 are controlled so as to supply steam at a predetermined pressure.
  • the prepreg P arranged in the internal space IS of the pressure vessel 10 is in a state of being pressurized by the differential pressure between the pressure of the first space S1 decompressed in a vacuum state and the internal space IS pressurized by steam. Further, the prepreg P is in a state of being heated by the heat transferred from the steam.
  • the thermosetting resin which is a matrix resin, is cured by continuing the pressurized state and the heated state for a predetermined time, and the prepreg P is cured in a state of maintaining a desired shape. As a result, a composite material obtained by curing the matrix resin is formed from the prepreg P.
  • step S105 take-out step
  • the operations of the vacuum pump 50 and the steam supply unit 60 are stopped.
  • the operator of the composite material forming apparatus 100 confirms that the internal space IS of the pressure vessel 10 has reached a temperature and pressure at which the composite material can be taken out, and opens the door of the pressure vessel 10.
  • the operator of the composite material molding apparatus 100 takes out the cured composite material from the internal space IS of the pressure vessel 10 to the outside. Further, the operator of the composite material molding apparatus 100 removes the resin bag 30 from the jig molding surface 21 of the molding jig 20 to expose the composite material. As described above, the composite material is formed.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of the composite material molding apparatus 100 shown in FIG. 2, showing a state in which water vapor invades through the gap G between the resin bag 30 and the second sealing material Se2.
  • FIG. 7 is a plan view of the internal space IS of the pressure vessel 10 shown in FIG. 2 as viewed from above, and shows a state in which water vapor invades through the gap between the resin bag 30 and the second sealing material Se2 in the B portion.
  • FIG. 6 shows a state in which the resin bag 30 is peeled off from the second sealing material Se2 to form a gap G in a part of the second sealing region SA2 between the resin bag 30 and the second sealing material Se2.
  • the arrow shown in FIG. 6 indicates the water vapor St, and the water vapor St in the internal space IS invades the second space S2 through the gap G.
  • the water vapor St invades the second space S2, but since the pressure in the second space S2 is sufficiently lower than the pressure in the internal space IS, the water vapor St is the first along the ventilation space SV formed by the breather 40. It diffuses in two spaces S2. Therefore, it is prevented that the water vapor St that has entered through the gap G directly contacts the first sealing material Se1 arranged on the inner peripheral side of the second space S2.
  • step S104 thermosetting step
  • the gas in the second space S2 is constantly sucked out from the vacuum port 52b toward the vacuum pump 50. Therefore, the water vapor St that has entered the second space S2 from the gap G flows into the ventilation space SV of the breather 40, and is finally guided from the vacuum port 52b to the vacuum pump 50 by the suction force of the vacuum pump 50 to the outside. It is discharged.
  • the breather 40 serves to protect the first sealing material Se1 formed by the first sealing material Se1 against the water vapor St that has entered the second space S2 from the gap G.
  • the composite material molding method of the present embodiment in order to thermoset the prepreg P, steam of a predetermined temperature and a predetermined pressure is supplied to the internal space IS of the pressure vessel 10 in the thermosetting step. Therefore, as compared with the case where air is used as the heating source, the composite material can be heated efficiently and quickly by water vapor having a heat capacity larger than that of air.
  • the resin bag 30 and the jig molding surface 21 are adhered to each other by the first sealing material Se1 to form an endless first sealing region SA1, and the resin bag 30 and the jig molding surface 21 are bonded to the second sealing material Se2.
  • the first seal region SA1 can prevent water vapor from entering the first space S1 in which the prepreg P is arranged.
  • a breather 40 is arranged so as to surround the first seal region SA1 in the second space S2 between the first seal region SA1 and the second seal region SA2, and the second space S2 is decompressed by the decompression step. Therefore, even if water vapor invades the second space S2 from a part of the second seal region SA2, the water vapor moves to a place where the pressure is reduced via the breather 40. As a result, it is possible to prevent the water vapor that has entered the second space S2 from reaching the first seal region SA1. As described above, according to the composite material molding method according to one aspect of the present disclosure, it is possible to efficiently heat the prepreg P using steam and prevent the steam from reaching the prepreg P.
  • the distance L2 from the outer peripheral side end portion 40a of the breather 40 to the second sealing material Se2 is from the inner peripheral side end portion 40b of the breather 40 to the first sealing region SA1.
  • Distance is shorter than L1. Therefore, the water vapor that has entered the second space S2 easily flows into the breather 40, and the water vapor that has entered the second space S2 is less likely to reach the first sealing material Se1. As a result, it is possible to prevent the water vapor that has entered the second space S2 from reaching the first sealing material Se1 and destroying a part of the first sealing material Se1.
  • the first space S1 is depressurized through the vacuum port 51b, and the second space S2 is depressurized via the vacuum port 52b connected to the vacuum pump 50 common to the vacuum port 51b.
  • the number of vacuum ports 51b used for depressurizing the first space S1 to be pressurized by the atmospheric pressure of the prepreg P is used for depressurizing the second space S2 not to be pressurized by the atmospheric pressure of the prepreg P. More than the number of vacuum ports 52b to be provided. As a result, it is possible to prevent a problem when water vapor invades the second space S2 while reliably depressurizing the first space S1 to be pressurized by the atmospheric pressure of the prepreg P.
  • the resin bag 30 is a resin film containing a resin material having high adhesive strength with the first sealing material and the second sealing material as a main component, the jig molding surface 21 It is possible to suppress the invasion of water vapor from the adhesive portion between the resin film and the resin film. Further, according to the composite material molding method of the present embodiment, since the prepreg P is a laminate in which the fiber base material is laminated together with the resin material, a composite material having sufficient hardness can be molded.
  • the composite material molding method described in the above-described embodiment can be grasped as follows, for example.
  • the composite material is molded and formed on the jig molding surface (21) of the molding jig (20) installed in the internal space (IS) of the sealable pressure container (10).
  • the arrangement step (S101) for arranging the composite material (P) and the endless first sealing region (S101) surrounding the composite material by adhering the resin bag and the jig molding surface with the first sealing material (Se1). SA1) is formed, and the resin bag and the jig molding surface are adhered with a second sealing material (Se2) to surround the composite material and to be arranged outside the first sealing region.
  • the first seal region includes a ventilation member (40) for securing a ventilation space (SV), which comprises a heat curing step of supplying steam of the above to heat-curing the composite material. Is arranged in the second space so as to surround the.
  • thermoset the composite material in order to thermoset the composite material, steam at a predetermined temperature and a predetermined pressure is supplied to the internal space of the pressure vessel in the thermosetting step. Therefore, as compared with the case where air is used as the heating source, the composite material can be heated efficiently and quickly by water vapor having a heat capacity larger than that of air.
  • the resin bag and the jig molding surface are bonded with the first sealing material to form an endless first sealing region, and the resin bag and the jig molding surface are bonded with the second sealing material to form the first seal. It forms an endless second seal region that is located outside the region. Since both the first seal region and the second seal region are arranged on the outside of the composite material, even if water vapor invades from a part of the second seal region, the first seal is arranged inside the second seal region. The region can prevent water vapor from entering the first space where the composite material is arranged.
  • a ventilation member is arranged so as to surround the first seal region in the second space between the first seal region and the second seal region, and the second space is depressurized by the decompression step. Therefore, even if water vapor invades the second space from a part of the second seal region, the water vapor moves to a place where the pressure is reduced via the ventilation member. This makes it possible to prevent the water vapor that has entered the second space from reaching the first seal region.
  • the composite material molding method according to one aspect of the present disclosure, it is possible to efficiently heat the composite material using water vapor and prevent the water vapor from reaching the composite material.
  • the distance from the outer peripheral side end portion of the ventilation member to the second seal region is from the inner peripheral side end portion of the ventilation member. It is preferable that the ventilation member is arranged in the second space so as to be shorter than the distance to the first seal region.
  • the distance from the outer peripheral end of the ventilation member to the second sealing material is shorter than the distance from the inner peripheral end of the ventilation member to the first sealing material. Therefore, the water vapor that has entered the second space easily flows into the ventilation member, and the water vapor that has entered the second space is less likely to reach the first sealing material. As a result, it is possible to prevent the water vapor that has entered the second space from reaching the first sealing material and destroying a part of the first sealing material.
  • the decompression step decompresses the first space through a first decompression port attached to the resin bag so as to communicate the first space and the decompression portion.
  • the number of the first decompression ports attached to the resin bag by decompressing the second space through the second decompression port attached to the resin bag so as to communicate the second space with the decompression unit. Is preferably configured to be larger than the number of the second decompression ports attached to the resin bag.
  • the first space is decompressed through the first decompression port, and the second space is depressurized via the second decompression port connected to the decompression portion common to the first decompression port.
  • the number of first decompression ports used for decompression of the first space used for pressurizing the composite material by atmospheric pressure is used for depressurizing the second space not subjected to pressurization of the composite material with atmospheric pressure. 2 Increase the number of decompression ports. As a result, it is possible to prevent problems when water vapor invades the second space while reliably depressurizing the first space to be pressurized by the atmospheric pressure of the composite material.
  • the resin bag is formed of a resin film containing nylon or polyurethane as a main component. According to the composite material molding method of this configuration, since the resin bag is a resin film containing a resin material having high adhesive strength between the first sealing material and the second sealing material as a main component, the jig molding surface and the resin film It is possible to suppress the invasion of water vapor from the portion bonded with.
  • the composite material is a laminate in which a fiber base material is laminated together with a resin material.
  • the composite material molding method of this configuration since the composite material is a laminate in which the fiber base material is laminated together with the resin material, it is possible to mold the composite material having sufficient hardness.
  • the composite material molding apparatus described in the above-described embodiment is grasped as follows, for example.
  • the composite material molding apparatus according to one aspect of the present disclosure has a pressure vessel that can mold the composite material and can be sealed, and a jig molding surface for being installed in the internal space of the pressure vessel and arranging the composite material.
  • the molding jig and the jig molding surface are bonded to the jig molding surface by the first sealing material to form an endless first sealing region surrounding the composite material, and are bonded to the jig molding surface by the second sealing material.
  • a decompression unit that depressurizes the first space and the second space between the first seal region and the second seal region, and a ventilation member that secures a ventilation space in the second space that is depressurized by the decompression unit.
  • the composite material is provided with a steam supply unit for thermally curing the composite material by supplying steam of a predetermined temperature and a predetermined pressure to the internal space of the pressure vessel in a sealed state.
  • the steam supply unit supplies steam at a predetermined temperature and a predetermined pressure to the internal space of the pressure vessel. Therefore, as compared with the case where air is used as the heating source, the composite material can be heated efficiently and quickly by water vapor having a heat capacity larger than that of air.
  • the resin bag and the jig molding surface are bonded with the first sealing material to form an endless first sealing region, and the resin bag and the jig molding surface are bonded with the second sealing material to form the first seal. It forms an endless second seal region that is located outside the region. Since both the first seal region and the second seal region are arranged on the outside of the composite material, even if water vapor invades from a part of the second seal region, the first seal is arranged inside the second seal region. The region can prevent water vapor from entering the space where the composite material is placed.
  • a ventilation member is arranged so as to surround the first seal region in the second space between the first seal region and the second seal region, and the second space is decompressed by the decompression portion. Therefore, even if water vapor invades the second space from a part of the second seal region, the water vapor moves to a place where the pressure is reduced via the ventilation member. This makes it possible to prevent the water vapor that has entered the second space from reaching the first seal region.
  • the composite material molding apparatus according to one aspect of the present disclosure, it is possible to efficiently heat the composite material using steam and prevent the steam from reaching the composite material.
  • the distance from the outer peripheral side end portion to the second sealing material is larger than the distance from the inner peripheral side end portion to the first sealing material.
  • a configuration in which the second space is arranged so as to be short is preferable.
  • the distance from the outer peripheral end of the ventilation member to the second sealing material is shorter than the distance from the inner peripheral end of the ventilation member to the first sealing material. ,
  • the water vapor that has entered the second space easily flows into the ventilation member, and the water vapor that has entered the second space is less likely to reach the first sealing material. As a result, it is possible to prevent the water vapor that has entered the second space from reaching the first sealing material and destroying a part of the first sealing material.
  • the decompression unit decompresses the first space through the first decompression port attached to the resin bag, and the second decompression port attached to the resin bag. It is preferable that the number of the first decompression ports attached to the resin bag by decompressing the second space is larger than the number of the second decompression ports attached to the resin bag.
  • the first space is decompressed through the first decompression port
  • the second space is decompressed through the second decompression port connected to the decompression portion common to the first decompression port.
  • the number of first decompression ports used for decompression of the first space used for pressurizing the composite material by atmospheric pressure is used for depressurizing the second space not subjected to pressurization of the composite material with atmospheric pressure. 2 Increase the number of decompression ports. As a result, it is possible to prevent problems when water vapor invades the second space while reliably depressurizing the first space to be pressurized by the atmospheric pressure of the composite material.
  • the resin bag is formed of a resin film containing nylon or polyurethane as a main component.
  • the resin bag is a resin film whose main component is a resin material having high adhesive strength with the sealing material, water vapor is emitted from the bonding portion between the jig molding surface and the resin film. Invasion can be suppressed.
  • the composite material is a laminate in which a fiber base material is laminated together with a resin material. According to the composite material molding apparatus having this configuration, since the composite material is a laminate in which the fiber base material is laminated together with the resin material, it is possible to mold the composite material having sufficient hardness.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

成形用治具の治具成形面にプリプレグを配置する配置工程（Ｓ１０１）と、樹脂バッグと治具成形面とを第１シール材により接着してプリプレグを取り囲む無端状の第１シール領域を形成し、樹脂バッグと治具成形面とを第２シール材により接着してプリプレグを取り囲むとともに第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域を形成し、樹脂バッグによりプリプレグを気密に封止する封止工程（Ｓ１０２）と、第１シール領域の内側の第１空間および第１シール領域と第２シール領域との間の第２空間を減圧する減圧工程（Ｓ１０３）と、圧力容器を密閉した状態で圧力容器の内部空間へ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給してプリプレグを熱硬化させる熱硬化工程（Ｓ１０４）と、を備え、封止工程（Ｓ１０２）は、通気空間を確保するためのブリーザーを、第１シール領域を取り囲むように第２空間に配置する複合材成形方法を提供する。

Description

複合材成形方法および複合材成形装置
　本開示は、複合材成形方法および複合材成形装置に関するものである。
　従来、繊維基材が積層された複合材を成形する方法として、オートクレーブを用いた複合材の成形方法が広く用いられている。従来の成形方法では、硬化されていないマトリックス樹脂を含むプリプレグをバッグフィルムで覆い、バッグフィルムの内部を減圧し、外部の空間の気体との圧力差によりプリプレグを加圧状態にする。また、バッグフィルムの外部の空間を加熱した空気で満たすことにより、プリプレグを加熱状態にする。
　また、近年では、空気よりも熱容量が大きい水蒸気を加熱源として用いる手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、プリプレグをシリコーンゴムバッグで覆い、プリプレグが配置される空間を減圧しながらプリプレグを水蒸気で加熱することにより、プリプレグの曲げ成形を行うことが開示されている。
特許第６５９８４７７号公報
　しかしながら、特許文献１では、シリコーンゴムバッグをプリプレグ上に敷いた後、外枠を載せてシリコーンゴムバッグと箱型治具との間に隙間が生じないように万力でクランプすることによってプリプレグを密閉している。そのため、箱型治具と外枠という特殊な治具が必要であり、かつ万力によるクランプを行うという煩雑な作業が必要となってしまう。そこで、例えば、プリプレグを載置する治具成形面に対してバッグをシール材により接着することで、特殊な治具や煩雑な作業を不要とすることが考えられる。
　しかしながら、シール材との密着強度が高い樹脂フィルムをバッグ材として用いる場合、樹脂フィルムを用いた樹脂バッグまたはシール材が水蒸気による加水分解等によって部分的に劣化し、あるいは破壊され、樹脂バッグとシール材との密着性、あるいはシール材と治具成形面との密着性が低下してしまう可能性がある。この場合、樹脂バッグとシール材との間、あるいはシール材と治具成形面との間からプリプレグに向けて水蒸気が流入してしまう可能性がある。
　本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、水蒸気を用いて複合材料を効率よく加熱するとともに水蒸気が複合材料に到達することを防止することが可能な複合材成形方法および複合材成形装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る複合材成形方法は、複合材を成形する複合材成形方法であって、密閉可能な圧力容器の内部空間に設置された成形用治具の治具成形面に複合材料を配置する配置工程と、前記樹脂バッグと前記治具成形面とを第１シール材により接着して前記複合材料を取り囲む無端状の第１シール領域を形成し、前記樹脂バッグと前記治具成形面とを第２シール材により接着して前記複合材料を取り囲むとともに前記第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域を形成し、前記樹脂バッグにより前記複合材料を気密に封止する封止工程と、前記第１シール領域の内側の第１空間および前記第１シール領域と前記第２シール領域との間の第２空間を減圧する減圧工程と、前記圧力容器を密閉した状態で前記圧力容器の前記内部空間へ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給して前記複合材料を熱硬化させる熱硬化工程と、を備え、前記封止工程は、通気空間を確保するための通気用部材を、前記第１シール領域を取り囲むように前記第２空間に配置する。
　本開示の一態様に係る複合材成形装置は、複合材を成形し、密閉可能な圧力容器と、前記圧力容器の内部空間に設置されるとともに複合材料を配置するための治具成形面を有する成形用治具と、前記治具成形面に第１シール材により接着されて前記複合材料を取り囲む無端状の第１シール領域を形成し、前記治具成形面に第２シール材により接着されて前記複合材料を取り囲むとともに前記第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域を形成し、前記複合材料を気密に封止する樹脂バッグと、前記第１シール領域の内側の第１空間および前記第１シール領域と前記第２シール領域との間の第２空間を減圧する減圧部と、前記減圧部により減圧される前記第２空間において通気空間を確保する通気用部材と、前記圧力容器を密閉した状態で前記圧力容器の前記内部空間へ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給して前記複合材料を熱硬化させる水蒸気供給部と、を備える。
　本開示によれば、水蒸気を用いて複合材料を効率よく加熱するとともに水蒸気が複合材料に到達することを防止することが可能な複合材成形方法および複合材成形装置を提供することができる。
本開示の一実施形態に係る複合材成形装置を示す概略構成図である。 図１に示す複合材成形装置の縦断面図である。 図２に示す圧力容器の内部空間を上方からみた平面図である。 図２に示す複合材成形装置のＡ部分の部分拡大図である。 本開示の一実施形態に係る複合材成形方法を示すフローチャートである。 図２に示す複合材成形装置の部分拡大図であり、樹脂バッグと第２シール材の隙間から水蒸気が侵入する状態を示す。 図２に示す圧力容器の内部空間を上方からみた平面図であり、Ｂ部分において樹脂バッグと第２シール材の隙間から水蒸気が侵入する状態を示す。
　以下、本開示の第１実施形態に係る複合材成形装置１００およびそれを用いた複合材成形方法について、図面を参照して説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る複合材成形装置１００を示す概略構成図である。図２は、図１に示す複合材成形装置１００の縦断面図である。図３は、図２に示す内部空間を上方からみた平面図である。図４は、図２に示す複合材成形装置１００のＡ部分の部分拡大図である。
　本実施形態の複合材成形装置１００は、繊維基材が樹脂材料とともに複数層に渡って積層されたプリプレグ（複合材料；積層体）Ｐを熱硬化させることにより所望の形状の繊維強化複合材を成形する装置である。ここで、プリプレグとは、繊維基材と未硬化のマトリックス樹脂を含み、熱硬化することにより繊維強化複合材となる材料をいう。また、繊維基材とは、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等である。また、マトリックス樹脂は、熱硬化性樹脂であり、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ビスマレイミド、フェノール、シアネート、ポリイミド等である。１枚あるいは複数枚のプリプレグを熱硬化させることにより、繊維強化複合材が成形される。
　図１および図２に示すように、本実施形態の複合材成形装置１００は、密閉可能な圧力容器１０と、成形用治具２０と、樹脂バッグ３０と、ブリーザー（通気用部材）４０と、真空ポンプ（減圧部）５０と、水蒸気供給部６０と、制御装置７０と、を備える。
　圧力容器１０は、開閉可能な扉（図示略）が取り付けられ、扉を閉状態とすることにより密閉された内部空間ＩＳを形成する密閉可能な容器である。圧力容器１０の内部空間ＩＳには、成形用治具２０と、成形用治具２０に配置されるプリプレグＰが収容される。
　成形用治具２０は、圧力容器１０の内部空間ＩＳに設置されるとともにプリプレグＰを配置するための治具成形面２１を有する板状に形成される部材である。成形用治具２０は、圧力容器１０の内部空間ＩＳに設けられた設置台（図示略）の上に配置される。成形用治具２０の治具成形面２１は、図２に示す水平方向ＨＤに沿って延びる面であり、治具成形面２１の上にプリプレグＰが配置される。成形用治具２０は、例えば、アルミニウム合金、鉄等の耐熱性のある金属材料により形成される。また、成形用治具２０は、ガラス繊維等の繊維基材とマトリックス樹脂とを含む繊維強化複合材により形成されるものでもよい。
　樹脂バッグ３０は、プリプレグＰの全面を覆うとともに第１シール材Ｓｅ１および第２シール材Ｓｅ２により成形用治具２０の治具成形面２１に接着されてプリプレグＰを気密に封止するシート状の部材である。樹脂バッグ３０は、ナイロン、ポリウレタン、フッ素系樹脂材料（例えば、ＦＥＰやＥＴＦＥ）等を主成分とする樹脂フィルムにより形成されている。樹脂バッグ３０は、例えば、２５μｍ以上かつ７５μｍ以下の厚さとするのが望ましい。第１シール材Ｓｅ１および第２シール材Ｓｅ２は、例えば、主成分がブチルゴムである材料や、主成分がシリコーンゴムである材料により形成されている。
　図３に示すように、樹脂バッグ３０は、治具成形面２１に第１シール材Ｓｅ１により接着されてプリプレグＰの全周を取り囲む無端状の第１シール領域ＳＡ１を形成する。また、樹脂バッグ３０は、治具成形面２１に第２シール材Ｓｅ２により接着されてプリプレグＰの全周を取り囲む無端状の第２シール領域ＳＡ２を形成する。第２シール領域ＳＡ２は、第１シール領域ＳＡ１を取り囲むように第１シール領域ＳＡ１の外側に配置される。
　このように、樹脂バッグ３０は、第１シール領域ＳＡ１および第２シール領域ＳＡ２の２重のシール領域により、圧力容器１０の内部空間ＩＳからプリプレグＰが配置される空間を隔離する。第１シール領域ＳＡ１の内側で第１シール材Ｓｅ１と樹脂バッグ３０と治具成形面２１により画定される空間が第１空間Ｓ１である。第２シール領域ＳＡ２の内側で第１シール材Ｓｅ１と第２シール材Ｓｅ２と樹脂バッグ３０と治具成形面２１により画定される空間が第２空間Ｓ２である。第２空間Ｓ２は、第１シール領域ＳＡ１と第２シール領域ＳＡ２との間に形成される。
　ブリーザー４０は、図２に示すように、真空ポンプ５０により減圧される第２空間Ｓ２において、通気空間ＳＶを確保し、圧力容器１０の内部空間ＩＳから第２空間Ｓ２へ侵入する水蒸気を流通させるための部材である。通気空間ＳＶは、ブリーザー４０の内部に確保される空間である。ブリーザー４０は、例えば、ガラス織物、炭素繊維織物、金属製のメッシュ等により形成され、内部に確保される通気空間ＳＶに気体を流通させることが可能な部材である。ブリーザー４０は、例えば、０．１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の厚さである。
　図３に示すように、ブリーザー４０は、第２空間Ｓ２において、第１シール領域ＳＡ１の全周を取り囲むように配置される。ブリーザー４０が第２空間Ｓ２の全周に配置されるため、第２シール領域ＳＡ２のいずれかの位置から侵入する水蒸気を通気空間ＳＶに確実に流通させることができる。
　図４に示すように、ブリーザー４０は、外周側端部４０ａから第２シール材Ｓｅ２までの水平方向ＨＤの距離Ｌ２が、内周側端部４０ｂから第１シール材Ｓｅ１までの水平方向ＨＤの距離Ｌ１よりも短くなるように第２空間Ｓ２に配置される。
　真空ポンプ５０は、樹脂バッグ３０により封止された第１空間Ｓ１および第２空間Ｓ２を減圧する装置である。図１に示すように、真空ポンプ５０は、開閉弁５１を介して配管５１ａに接続され、開閉弁５２を介して配管５２ａに接続されている。図２に示すように、配管５１ａは樹脂バッグ３０に取り付けられた真空ポート（第１減圧ポート）５１ｂに接続され、配管５２ａは樹脂バッグ３０に取り付けられた真空ポート（第２減圧ポート）５２ｂに接続されている。
　図３に示すように、真空ポート５１ｂは、第１空間Ｓ１と連通するように樹脂バッグ３０の２箇所に取り付けられる。２つの真空ポート５１ｂは、樹脂バッグ３０に対する取付位置を結ぶ直線上にプリプレグＰが配置されるように、プリプレグＰを挟んで離間した位置に配置される。各真空ポート５１ｂは、配管５１ａに接続されている。
　真空ポート５２ｂは、第２空間Ｓ２と連通するように樹脂バッグ３０の１箇所に取り付けられる。樹脂バッグ３０に取り付けられる真空ポート５１ｂの数（２個）は、樹脂バッグ３０に取り付けられる真空ポート５２ｂの数（１個）よりも多い。図３においては、真空ポート５１ｂの数が２個であり、真空ポート５２ｂの数が１個であるものとしたが、他の態様であってもよい。真空ポート５１ｂと真空ポート５２ｂの個数を、真空ポート５１ｂの数が真空ポート５２ｂの数よりも多い数となる任意の個数としてもよい。
　真空ポンプ５０と開閉弁５１と開閉弁５２は、それぞれ制御装置７０から制御信号線（図１に破線で示す線）を介して伝達される制御信号により制御される。制御装置７０は、真空ポンプ５０を動作状態とし、かつ開閉弁５１を開状態とすることにより、真空ポート５１ｂを介して第１空間Ｓ１の空気を吸引して第１空間Ｓ１を真空状態まで減圧する。また、制御装置７０は、真空ポンプ５０を動作状態とし、かつ開閉弁５２を開状態とすることにより、真空ポート５２ｂを介して第２空間Ｓ２の空気を吸引して第２空間Ｓ２を真空状態まで減圧する。
　図４に示すように、真空ポート５２ｂは、ブリーザー４０の上面４０ｃと接触するように配置される。そのため、樹脂バッグ３０と第２シール材Ｓｅ２との隙間から水蒸気が侵入したとしても、ブリーザー４０を介して水蒸気を真空ポート５２ｂに導くことができる。
　水蒸気供給部６０は、圧力容器１０を密閉した状態で圧力容器１０の内部空間ＩＳへ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給してプリプレグＰを熱硬化させる装置である。図１に示すように、水蒸気供給部６０は、開閉弁６１を介して配管６１ａに接続されている。図２に示すように、配管６１ａは、圧力容器１０の内部空間ＩＳと連通している。
　図１に示すように、水蒸気供給部６０および開閉弁６１は、制御装置７０から制御信号線を介して伝達される制御信号により制御される。制御装置７０は、水蒸気供給部８０を動作状態とし、かつ開閉弁６１を開状態とすることにより、配管６１ａを介して水蒸気を内部空間ＩＳへ供給する。
　水蒸気供給部６０は、圧力容器１０の内部空間ＩＳへ供給する水蒸気として、例えば、飽和水蒸気を生成する。制御装置７０は、例えば、飽和水蒸気の温度が１６０℃以上かつ１９０℃以下の範囲となるように水蒸気供給部６０を制御する。飽和水蒸気圧は、温度に対して一意に定まる。そのため、飽和水蒸気圧は、約６気圧（絶対圧）～約１３気圧（絶対圧）の範囲となる。
　制御装置７０は、複合材成形装置１００を制御する装置である。制御装置７０は、図１に破線で示す制御信号線を介して、真空ポンプ５０、開閉弁５１、開閉弁５２、水蒸気供給部６０、および開閉弁６１を制御する。
　次に、図５を参照して、本実施形態の複合材成形装置１００が実行する複合材成形方法について説明する。図５は、本実施形態に係る複合材成形方法を示すフローチャートである。
　ステップＳ１０１（配置工程）において、成形用治具２０の治具成形面２１にプリプレグＰを配置する。
　ステップＳ１０２（封止工程）において、樹脂バッグ３０によりプリプレグＰを気密に封止する。具体的には、樹脂バッグ３０と治具成形面２１とを第１シール材Ｓｅ１により接着してプリプレグＰを取り囲む無端状の第１シール領域ＳＡ１を形成する。また、樹脂バッグ３０と治具成形面２１とを第２シール材Ｓｅ２により接着してプリプレグＰを取り囲む無端状の第２シール領域ＳＡ２を形成する。
　ステップＳ１０２においては、通気空間ＳＶを確保するためのブリーザー４０を、第１シール領域ＳＡ１を取り囲むように第２空間Ｓ２に配置する。また、ステップＳ１０２において、ブリーザー４０の外周側端部４０ａから第２シール材Ｓｅ２までの水平方向ＨＤの距離Ｌ２が、ブリーザー４０の内周側端部４０ｂから第１シール材Ｓｅ１までの水平方向ＨＤの距離Ｌ１よりも短くなるように、ブリーザー４０を第２空間Ｓ２に配置する。
　以上のステップＳ１０１からステップＳ１０２においては、圧力容器１０を密閉せずに扉を開状態にしている。ステップＳ１０２が終了すると、複合材成形装置１００の操作者は、扉を閉状態とし、圧力容器１０を密閉する。なお、ステップＳ１０１からステップＳ１０２の処理は、圧力容器１０の外部で実行してもよい。
　ステップＳ１０３（減圧工程）において、真空ポンプ５０を動作状態とし、かつ開閉弁５１を開状態とし、真空ポート５１ｂを介して第１空間Ｓ１の空気を吸引して樹脂バッグ３０により封止された第１空間Ｓ１を減圧する。制御装置７０は、第１空間Ｓ１を真空状態に維持するように減圧する処理を、後述するステップＳ１０４を終了するまで継続する。
　また、ステップＳ１０３において、真空ポンプ５０を動作状態とし、かつ開閉弁５２を開状態とし、真空ポート５２ｂを介して第２空間Ｓ２の空気を吸引して樹脂バッグ３０により封止された第２空間Ｓ２を減圧する。制御装置７０は、第２空間Ｓ２を真空状態に維持するように減圧する処理を、後述するステップＳ１０４を終了するまで継続する。
　ステップＳ１０４（熱硬化工程）において、第１空間Ｓ１および第２空間Ｓ２が真空状態となったことに応じて、圧力容器１０を密閉した状態で、圧力容器１０の内部空間ＩＳへ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給するよう水蒸気供給部６０および開閉弁６１が制御される。
　圧力容器１０の内部空間ＩＳに配置されるプリプレグＰは、真空状態に減圧された第１空間Ｓ１の圧力と水蒸気により加圧された内部空間ＩＳとの差圧によって加圧された状態となる。また、プリプレグＰは、水蒸気から伝達される熱によって加熱された状態となる。プリプレグＰは、加圧状態および加熱状態が所定時間継続することにより、マトリックス樹脂である熱硬化性樹脂が硬化し、所望の形状を維持した状態で硬化する。これにより、プリプレグＰからマトリックス樹脂が硬化した複合材が成形される。
　ステップＳ１０５（取り出し工程）において、真空ポンプ５０および水蒸気供給部６０の動作を停止させる。複合材成形装置１００の操作者は、圧力容器１０の内部空間ＩＳが複合材を取り出すことが可能な温度および圧力となったことを確認し、圧力容器１０の扉を開状態とする。
　その後、複合材成形装置１００の操作者は、硬化した複合材を圧力容器１０の内部空間ＩＳから外部へ取り出す。また、複合材成形装置１００の操作者は、成形用治具２０の治具成形面２１から樹脂バッグ３０を取り外し、複合材を露出させる。以上のようにして、複合材が成形される。
　ここで、本実施形態の複合材成形装置１００がステップＳ１０４（熱硬化工程）を実行している際に発生し得る現象について説明する。図６は、図２に示す複合材成形装置１００の部分拡大図であり、樹脂バッグ３０と第２シール材Ｓｅ２の隙間Ｇから水蒸気が侵入する状態を示す。図７は、図２に示す圧力容器１０の内部空間ＩＳを上方からみた平面図であり、Ｂ部分において樹脂バッグ３０と第２シール材Ｓｅ２の隙間から水蒸気が侵入する状態を示す。
　図６は、樹脂バッグ３０と第２シール材Ｓｅ２との第２シール領域ＳＡ２の一部で樹脂バッグ３０が第２シール材Ｓｅ２から剥がれて隙間Ｇが形成された状態を示す。図６に示す矢印が水蒸気Ｓｔを示しており、内部空間ＩＳの水蒸気Ｓｔが隙間Ｇを介して第２空間Ｓ２へ侵入する。
　この場合、水蒸気Ｓｔが第２空間Ｓ２へ侵入するが、第２空間Ｓ２の圧力が内部空間ＩＳの圧力に比べて十分に低いため、水蒸気Ｓｔはブリーザー４０が形成する通気空間ＳＶに沿って第２空間Ｓ２で拡散する。そのため、隙間Ｇから侵入した水蒸気Ｓｔが第２空間Ｓ２の内周側に配置される第１シール材Ｓｅ１に直接的に接触することが防止される。
　また、ステップＳ１０４（熱硬化工程）を実行している際に、真空ポート５２ｂから真空ポンプ５０は向けて第２空間Ｓ２内の気体が常時吸い出されている。そのため、隙間Ｇから第２空間Ｓ２へ侵入した水蒸気Ｓｔは、ブリーザー４０の通気空間ＳＶを流入し、最終的には真空ポンプ５０の吸引力によって真空ポート５２ｂから真空ポンプ５０へ導かれ、外部へ排出される。
　図７に示すように、Ｂ部分において樹脂バッグ３０と第２シール材Ｓｅ２の間に隙間が形成される場合、Ｂ部分から水蒸気が第２空間Ｓ２へ侵入する。この場合、図７に矢印で示すように、水蒸気は、ブリーザー４０の内部に形成される通気空間ＳＶに沿って第２空間Ｓ２を流通する。
　そして、水蒸気は、最終的には真空ポンプ５０の吸引力によって真空ポート５２ｂから真空ポンプ５０へ導かれ、外部へ排出される。このように、ブリーザー４０は、隙間Ｇから第２空間Ｓ２へ侵入した水蒸気Ｓｔに対して第１シール材Ｓｅ１により形成される第１シール材Ｓｅ１を防御する役目を果たす。
　以上説明した本実施形態の複合材成形方法が奏する作用および効果について説明する。
　本実施形態の複合材成形方法によれば、プリプレグＰを熱硬化させるため、熱硬化工程において、所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を圧力容器１０の内部空間ＩＳへ供給している。そのため、加熱源として空気を用いる場合に比べ、空気よりも熱容量の大きい水蒸気により複合材料を効率よく迅速に加熱することができる。
　また、樹脂バッグ３０と治具成形面２１とを第１シール材Ｓｅ１により接着して無端状の第１シール領域ＳＡ１を形成し、樹脂バッグ３０と治具成形面２１とを第２シール材Ｓｅ２により接着して第１シール領域ＳＡ１よりも外側に配置される無端状の第２シール領域ＳＡ２を形成する。プリプレグＰの外側に第１シール領域ＳＡ１と第２シール領域ＳＡ２の双方が配置されるため、第２シール領域ＳＡ２の一部から水蒸気が侵入したとしても、第２シール領域ＳＡ２の内側に配置される第１シール領域ＳＡ１によってプリプレグＰが配置される第１空間Ｓ１への水蒸気の侵入を防止することができる。
　さらに、第１シール領域ＳＡ１と第２シール領域ＳＡ２との間の第２空間Ｓ２に第１シール領域ＳＡ１を取り囲むようにブリーザー４０が配置され、減圧工程により第２空間Ｓ２が減圧される。そのため、第２シール領域ＳＡ２の一部から水蒸気が第２空間Ｓ２へ侵入しても、水蒸気がブリーザー４０を介して減圧される箇所へ移動する。これにより、第２空間Ｓ２へ侵入した水蒸気が第１シール領域ＳＡ１へ到達することを防止することができる。このように、本開示の一態様に係る複合材成形方法によれば、水蒸気を用いてプリプレグＰを効率よく加熱するとともに水蒸気がプリプレグＰに到達することを防止することができる。
　また、本実施形態の複合材成形方法によれば、ブリーザー４０の外周側端部４０ａから第２シール材Ｓｅ２までの距離Ｌ２が、ブリーザー４０の内周側端部４０ｂから第１シール領域ＳＡ１までの距離Ｌ１よりも短い。そのため、第２空間Ｓ２へ侵入した水蒸気がブリーザー４０へ流入しやすく、かつ第２空間Ｓ２へ侵入した水蒸気が第１シール材Ｓｅ１へ到達しにくくなる。これにより、第２空間Ｓ２へ侵入した水蒸気が第１シール材Ｓｅ１へ到達して、第１シール材Ｓｅ１の一部を破壊することを防止することができる。
　本実施形態の複合材成形方法によれば、真空ポート５１ｂを介して第１空間Ｓ１を減圧し、真空ポート５１ｂと共通の真空ポンプ５０に接続される真空ポート５２ｂを介して第２空間Ｓ２を減圧する際に、プリプレグＰの大気圧による加圧に供する第１空間Ｓ１の減圧に用いられる真空ポート５１ｂの数を、プリプレグＰの大気圧による加圧に供しない第２空間Ｓ２の減圧に用いられる真空ポート５２ｂの数よりも多くする。これにより、プリプレグＰの大気圧による加圧に供する第１空間Ｓ１の減圧を確実に行いつつ、第２空間Ｓ２へ水蒸気が侵入した場合の不具合を防止することができる。
　本実施形態の複合材成形方法によれば、樹脂バッグ３０が、第１シール材および第２シール材との接着強度が高い樹脂材料を主成分とする樹脂フィルムであるため、治具成形面２１と樹脂フィルムとの接着部分から水蒸気が侵入することを抑制することができる。
　また、本実施形態の複合材成形方法によれば、プリプレグＰが、繊維基材が樹脂材料とともに積層された積層体であるため、十分な硬度の複合材を成形することができる。
　以上説明した実施形態に記載の複合材成形方法は、例えば以下のように把握される。
　本開示に係る複合材成形方法は、複合材を成形し、密閉可能な圧力容器（１０）の内部空間（ＩＳ）に設置された成形用治具（２０）の治具成形面（２１）に複合材料（Ｐ）を配置する配置工程（Ｓ１０１）と、前記樹脂バッグと前記治具成形面とを第１シール材（Ｓｅ１）により接着して前記複合材料を取り囲む無端状の第１シール領域（ＳＡ１）を形成し、前記樹脂バッグと前記治具成形面とを第２シール材（Ｓｅ２）により接着して前記複合材料を取り囲むとともに前記第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域（ＳＡ２）を形成し、前記樹脂バッグにより前記複合材料を気密に封止する封止工程（Ｓ１０２）と、前記第１シール領域の内側の第１空間（Ｓ１）および前記第１シール領域と前記第２シール領域との間の第２空間（Ｓ２）を減圧する減圧工程（Ｓ１０３）と、前記圧力容器を密閉した状態で前記圧力容器の前記内部空間へ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給して前記複合材料を熱硬化させる熱硬化工程と、を備え、前記封止工程は、通気空間（ＳＶ）を確保するための通気用部材（４０）を、前記第１シール領域を取り囲むように前記第２空間に配置する。
　本開示の一態様に係る複合材成形方法によれば、複合材料を熱硬化させるため、熱硬化工程において、所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を圧力容器の内部空間へ供給している。そのため、加熱源として空気を用いる場合に比べ、空気よりも熱容量の大きい水蒸気により複合材料を効率よく迅速に加熱することができる。
　また、樹脂バッグと治具成形面とを第１シール材により接着して無端状の第１シール領域を形成し、樹脂バッグと治具成形面とを第２シール材により接着して第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域を形成する。複合材料の外側に第１シール領域と第２シール領域の双方が配置されるため、第２シール領域の一部から水蒸気が侵入したとしても、第２シール領域の内側に配置される第１シール領域によって複合材料が配置される第１空間への水蒸気の侵入を防止することができる。
　さらに、第１シール領域と第２シール領域との間の第２空間に第１シール領域を取り囲むように通気用部材が配置され、減圧工程により第２空間が減圧される。そのため、第２シール領域の一部から水蒸気が第２空間へ侵入しても、水蒸気が通気用部材を介して減圧される箇所へ移動する。これにより、第２空間へ侵入した水蒸気が第１シール領域へ到達することを防止することができる。このように、本開示の一態様に係る複合材成形方法によれば、水蒸気を用いて複合材料を効率よく加熱するとともに水蒸気が複合材料に到達することを防止することができる。
　本開示の一態様に係る複合材成形方法において、前記封止工程は、前記通気用部材の外周側端部から前記第２シール領域までの距離が、前記通気用部材の内周側端部から前記第１シール領域までの距離よりも短くなるように、前記通気用部材を前記第２空間に配置する構成とするのが好ましい。
　本構成の複合材成形方法によれば、通気用部材の外周側端部から第２シール材までの距離が、通気用部材の内周側端部から第１シール材までの距離よりも短い。そのため、第２空間へ侵入した水蒸気が通気用部材へ流入しやすく、かつ第２空間へ侵入した水蒸気が第１シール材へ到達しにくくなる。これにより、第２空間へ侵入した水蒸気が第１シール材へ到達して、第１シール材の一部を破壊することを防止することができる。
　本開示の一態様に係る複合材成形方法において、前記減圧工程は、前記第１空間と減圧部とを連通させるように前記樹脂バッグに取り付けられる第１減圧ポートを介して前記第１空間を減圧し、前記第２空間と前記減圧部とを連通させるように前記樹脂バッグに取り付けられる第２減圧ポートを介して前記第２空間を減圧し、前記樹脂バッグに取り付けられる前記第１減圧ポートの数は、前記樹脂バッグに取り付けられる前記第２減圧ポートの数よりも多い構成とするのが好ましい。
　本構成の複合材成形方法によれば、第１減圧ポートを介して第１空間を減圧し、第１減圧ポートと共通の減圧部に接続される第２減圧ポートを介して第２空間を減圧する際に、複合材料の大気圧による加圧に供する第１空間の減圧に用いられる第１減圧ポートの数を、複合材料の大気圧による加圧に供しない第２空間の減圧に用いられる第２減圧ポートの数よりも多くする。これにより、複合材料の大気圧による加圧に供する第１空間の減圧を確実に行いつつ、第２空間へ水蒸気が侵入した場合の不具合を防止することができる。
　本開示の一態様に係る複合材成形方法において、前記樹脂バッグは、ナイロンまたはポリウレタンを主成分とする樹脂フィルムにより形成されている構成が好ましい。
　本構成の複合材成形方法によれば、樹脂バッグが、第１シール材および第２シール材との接着強度が高い樹脂材料を主成分とする樹脂フィルムであるため、治具成形面と樹脂フィルムとの接着部分から水蒸気が侵入することを抑制することができる。
　本開示の一態様に係る複合材成形方法において、前記複合材料は、繊維基材が樹脂材料とともに積層された積層体である構成が好ましい。
　本構成の複合材成形方法によれば、複合材料が、繊維基材が樹脂材料とともに積層された積層体であるため、十分な硬度の複合材を成形することができる。
　以上説明した実施形態に記載の複合材成形装置は、例えば以下のように把握される。
　本開示の一態様に係る複合材成形装置は、複合材を成形し、密閉可能な圧力容器と、前記圧力容器の内部空間に設置されるとともに複合材料を配置するための治具成形面を有する成形用治具と、前記治具成形面に第１シール材により接着されて前記複合材料を取り囲む無端状の第１シール領域を形成し、前記治具成形面に第２シール材により接着されて前記複合材料を取り囲むとともに前記第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域を形成し、前記複合材料を気密に封止する樹脂バッグと、前記第１シール領域の内側の第１空間および前記第１シール領域と前記第２シール領域との間の第２空間を減圧する減圧部と、前記減圧部により減圧される前記第２空間において通気空間を確保する通気用部材と、前記圧力容器を密閉した状態で前記圧力容器の前記内部空間へ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給して前記複合材料を熱硬化させる水蒸気供給部と、を備える。
　本開示の一態様に係る複合材成形装置によれば、複合材料を熱硬化させるため、水蒸気供給部が、所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を圧力容器の内部空間へ供給している。そのため、加熱源として空気を用いる場合に比べ、空気よりも熱容量の大きい水蒸気により複合材料を効率よく迅速に加熱することができる。
　また、樹脂バッグと治具成形面とを第１シール材により接着して無端状の第１シール領域を形成し、樹脂バッグと治具成形面とを第２シール材により接着して第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域を形成する。複合材料の外側に第１シール領域と第２シール領域の双方が配置されるため、第２シール領域の一部から水蒸気が侵入したとしても、第２シール領域の内側に配置される第１シール領域によって複合材料が配置される空間への水蒸気の侵入を防止することができる。
　さらに、第１シール領域と第２シール領域との間の第２空間に第１シール領域を取り囲むように通気用部材が配置され、減圧部により第２空間が減圧される。そのため、第２シール領域の一部から水蒸気が第２空間へ侵入しても、水蒸気が通気用部材を介して減圧される箇所へ移動する。これにより、第２空間へ侵入した水蒸気が第１シール領域へ到達することを防止することができる。このように、本開示の一態様に係る複合材成形装置によれば、水蒸気を用いて複合材料を効率よく加熱するとともに水蒸気が複合材料に到達することを防止することができる。
　本開示の一態様に係る複合材成形装置において、前記通気用部材は、外周側端部から前記第２シール材までの距離が、内周側端部から前記第１シール材までの距離よりも短くなるように前記第２空間に配置される構成が好ましい。
　本構成の複合材成形装置によれば、通気用部材の外周側端部から第２シール材までの距離が、通気用部材の内周側端部から第１シール材までの距離よりも短いため、第２空間へ侵入した水蒸気が通気用部材へ流入しやすく、かつ第２空間へ侵入した水蒸気が第１シール材へ到達しにくくなる。これにより、第２空間へ侵入した水蒸気が第１シール材へ到達して、第１シール材の一部を破壊することを防止することができる。
　本開示の一態様に係る複合材成形装置において、前記減圧部は、前記樹脂バッグに取り付けられる第１減圧ポートを介して前記第１空間を減圧し、前記樹脂バッグに取り付けられる第２減圧ポートを介して前記第２空間を減圧し、前記樹脂バッグに取り付けられる前記第１減圧ポートの数は、前記樹脂バッグに取り付けられる前記第２減圧ポートの数よりも多い構成が好ましい。
　本構成の複合材成形装置によれば、第１減圧ポートを介して第１空間を減圧し、第１減圧ポートと共通の減圧部に接続される第２減圧ポートを介して第２空間を減圧する際に、複合材料の大気圧による加圧に供する第１空間の減圧に用いられる第１減圧ポートの数を、複合材料の大気圧による加圧に供しない第２空間の減圧に用いられる第２減圧ポートの数よりも多くする。これにより、複合材料の大気圧による加圧に供する第１空間の減圧を確実に行いつつ、第２空間へ水蒸気が侵入した場合の不具合を防止することができる。
　本開示の一態様に係る複合材成形装置において、前記樹脂バッグは、ナイロンまたはポリウレタンを主成分とする樹脂フィルムにより形成されている構成が好ましい。
　本構成の複合材成形装置によれば、樹脂バッグが、シール材との接着強度が高い樹脂材料を主成分とする樹脂フィルムであるため、治具成形面と樹脂フィルムとの接着部分から水蒸気が侵入することを抑制することができる。
　本開示の一態様に係る複合材成形装置において、前記複合材料は、繊維基材が樹脂材料とともに積層された積層体である構成が好ましい。
　本構成の複合材成形装置によれば、複合材料が、繊維基材が樹脂材料とともに積層された積層体であるため、十分な硬度の複合材を成形することができる。
１０　　　圧力容器
２０　　　成形用治具
２１　　　治具成形面
３０　　　樹脂バッグ
４０　　　ブリーザー（通気用部材）
４０ａ　　外周側端部
４０ｂ　　内周側端部
５０　　　真空ポンプ（減圧部）
５１，５２　開閉弁
５１ａ，５２ａ　配管
５１ｂ，５２ｂ　真空ポート
６０　　　水蒸気供給部
６１　　　開閉弁
６１ａ　　配管
７０　　　制御装置
８０　　　水蒸気供給部
８１　　　開閉弁
１００　　複合材成形装置
ＩＳ　　　内部空間
Ｐ　　　　プリプレグ（複合材料）
Ｓ１　　　第１空間
Ｓ２　　　第２空間
ＳＡ１　　第１シール領域
ＳＡ２　　第２シール領域
ＳＶ　　　通気空間
Ｓｅ１　　第１シール材
Ｓｅ２　　第２シール材
Ｓｔ　　　水蒸気

Claims (10)

  1. 　複合材を成形する複合材成形方法であって、
    　密閉可能な圧力容器の内部空間に設置された成形用治具の治具成形面に複合材料を配置する配置工程と、
    　樹脂バッグと前記治具成形面とを第１シール材により接着して前記複合材料を取り囲む無端状の第１シール領域を形成し、前記樹脂バッグと前記治具成形面とを第２シール材により接着して前記複合材料を取り囲むとともに前記第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域を形成し、前記樹脂バッグにより前記複合材料を気密に封止する封止工程と、
    　前記第１シール領域の内側の第１空間および前記第１シール領域と前記第２シール領域との間の第２空間を減圧する減圧工程と、
    　前記圧力容器を密閉した状態で前記圧力容器の前記内部空間へ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給して前記複合材料を熱硬化させる熱硬化工程と、を備え、
    　前記封止工程は、通気空間を確保するための通気用部材を、前記第１シール領域を取り囲むように前記第２空間に配置する複合材成形方法。
  2. 　前記封止工程は、前記通気用部材の外周側端部から前記第２シール材までの距離が、前記通気用部材の内周側端部から前記第１シール材までの距離よりも短くなるように、前記通気用部材を前記第２空間に配置する請求項１に記載の複合材成形方法。
  3. 　前記減圧工程は、前記第１空間と減圧部とを連通させるように前記樹脂バッグに取り付けられる第１減圧ポートを介して前記第１空間を減圧し、前記第２空間と前記減圧部とを連通させるように前記樹脂バッグに取り付けられる第２減圧ポートを介して前記第２空間を減圧し、
    　前記樹脂バッグに取り付けられる前記第１減圧ポートの数は、前記樹脂バッグに取り付けられる前記第２減圧ポートの数よりも多い請求項１または請求項２に記載の複合材成形方法。
  4. 　前記樹脂バッグは、ナイロンまたはポリウレタンを主成分とする樹脂フィルムにより形成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の複合材成形方法。
  5. 　前記複合材料は、繊維基材が樹脂材料とともに積層された積層体である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の複合材成形方法。
  6. 　複合材を成形する複合材成形装置であって、
    　密閉可能な圧力容器と、
    　前記圧力容器の内部空間に設置されるとともに複合材料を配置するための治具成形面を有する成形用治具と、
    　前記治具成形面に第１シール材により接着されて前記複合材料を取り囲む無端状の第１シール領域を形成し、前記治具成形面に第２シール材により接着されて前記複合材料を取り囲むとともに前記第１シール領域よりも外側に配置される無端状の第２シール領域を形成し、前記複合材料を気密に封止する樹脂バッグと、
    　前記第１シール領域の内側の第１空間および前記第１シール領域と前記第２シール領域との間の第２空間を減圧する減圧部と、
    　前記減圧部により減圧される前記第２空間において通気空間を確保する通気用部材と、
    　前記圧力容器を密閉した状態で前記圧力容器の前記内部空間へ所定の温度及び所定の圧力の水蒸気を供給して前記複合材料を熱硬化させる水蒸気供給部と、を備える複合材成形装置。
  7. 　前記通気用部材は、外周側端部から前記第２シール材までの距離が、内周側端部から前記第１シール材までの距離よりも短くなるように前記第２空間に配置される請求項６に記載の複合材成形装置。
  8. 　前記減圧部は、前記樹脂バッグに取り付けられる第１減圧ポートを介して前記第１空間を減圧し、前記樹脂バッグに取り付けられる第２減圧ポートを介して前記第２空間を減圧し、
    　前記樹脂バッグに取り付けられる前記第１減圧ポートの数は、前記樹脂バッグに取り付けられる前記第２減圧ポートの数よりも多い請求項６または請求項７に記載の複合材成形装置。
  9. 　前記樹脂バッグは、ナイロンまたはポリウレタンを主成分とする樹脂フィルムにより形成されている請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の複合材成形装置。
  10. 　前記複合材料は、繊維基材が樹脂材料とともに積層された積層体である請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の複合材成形装置。
     
PCT/JP2020/012206 2020-03-19 2020-03-19 複合材成形方法および複合材成形装置 WO2021186659A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/626,448 US20220258438A1 (en) 2020-03-19 2020-03-19 Method for molding composite material and apparatus for molding composite material
PCT/JP2020/012206 WO2021186659A1 (ja) 2020-03-19 2020-03-19 複合材成形方法および複合材成形装置
JP2022507950A JP7167382B2 (ja) 2020-03-19 2020-03-19 複合材成形方法および複合材成形装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/012206 WO2021186659A1 (ja) 2020-03-19 2020-03-19 複合材成形方法および複合材成形装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021186659A1 true WO2021186659A1 (ja) 2021-09-23

Family

ID=77771949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/012206 WO2021186659A1 (ja) 2020-03-19 2020-03-19 複合材成形方法および複合材成形装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220258438A1 (ja)
JP (1) JP7167382B2 (ja)
WO (1) WO2021186659A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005047131A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Universal Shipbuilding Corp 成形物の成形方法及び成形装置
JP2012507416A (ja) * 2008-11-05 2012-03-29 スピリット アエロシステムズ，アイエヌシー． 再利用可能な注入バッグ
JP2012086547A (ja) * 2010-09-24 2012-05-10 Toray Ind Inc 繊維強化プラスチックの製造方法
US20120298296A1 (en) * 2011-05-28 2012-11-29 The Boeing Company Vacuum bag processing using dual seals
JP2016168684A (ja) * 2015-03-11 2016-09-23 富士重工業株式会社 複合材の成形装置及び複合材の成形方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2459118A1 (fr) * 1979-06-18 1981-01-09 Poudres & Explosifs Ste Nale Nouveau procede de moulage sous pression de pre-impregnes a base de resine thermodurcissable
US7862679B2 (en) * 2006-08-09 2011-01-04 The Boeing Company Integral double bag for vacuum bagging a composite part and method of using the same
JP5292445B2 (ja) * 2010-11-26 2013-09-18 株式会社芦田製作所 オートクレーブ成形方法及びオートクレーブ成形装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005047131A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Universal Shipbuilding Corp 成形物の成形方法及び成形装置
JP2012507416A (ja) * 2008-11-05 2012-03-29 スピリット アエロシステムズ，アイエヌシー． 再利用可能な注入バッグ
JP2012086547A (ja) * 2010-09-24 2012-05-10 Toray Ind Inc 繊維強化プラスチックの製造方法
US20120298296A1 (en) * 2011-05-28 2012-11-29 The Boeing Company Vacuum bag processing using dual seals
JP2016168684A (ja) * 2015-03-11 2016-09-23 富士重工業株式会社 複合材の成形装置及び複合材の成形方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7167382B2 (ja) 2022-11-08
US20220258438A1 (en) 2022-08-18
JPWO2021186659A1 (ja) 2021-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9878502B2 (en) Device and method for processing a fibre compound structure
EP2512783B1 (en) Double vacuum cure processing of composite parts
EP2371523B1 (en) A method for repairing parts of composite material of an aircraft
US20180099462A1 (en) System and method for curing polymer matrix composite parts in manufacturing and repairing processes
KR20150066513A (ko) 감압 지그 및 감압 지그를 이용한 피가압물의 가압 방법
AU2009207902B2 (en) Multilayer, flexible planar material
JP6154670B2 (ja) 繊維強化プラスチック部材の成形方法及び成形装置
KR20160000646A (ko) 열 경화성 복합재료 성형장치
WO2021186659A1 (ja) 複合材成形方法および複合材成形装置
US9862154B2 (en) Apparatuses and methods for efficient sealing of vacuum bag seams
US20220143935A1 (en) Composite material molding method and composite material molding device
JP5886504B2 (ja) 複合材の製造方法及び製造装置
EP0893235A2 (en) Method for the production of a plastic laminate
KR102577575B1 (ko) 복합 구조물들을 접합하기 위한 방법들 및 시스템들
JP6174417B2 (ja) プレス装置
WO2021019604A1 (ja) 複合材成形装置および複合材成形方法
US20180021990A1 (en) Out-Of-Autoclave Compression Molding
US20210122126A1 (en) Composite material pressurizing device and composite material forming method
JP2023042641A (ja) 繊維強化樹脂を含む接合部品の製造方法
JP2000141389A (ja) 真空積層装置および真空積層方法
JPH10641A (ja) 真空積層装置および真空積層方法
JPS6218247A (ja) 真空プレス方法
WO2011070649A1 (ja) 中空体製品の製造方法
JPS63112121A (ja) Ｆｒｐ積層板の製造方法
JPH0289612A (ja) 成形材料の成形方法とその成形装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20926317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022507950

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20926317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1