JPH03227607A - 複合材の成形方法および成形装置 - Google Patents

複合材の成形方法および成形装置

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JPH03227607A
JPH03227607A JP2023819A JP2381990A JPH03227607A JP H03227607 A JPH03227607 A JP H03227607A JP 2023819 A JP2023819 A JP 2023819A JP 2381990 A JP2381990 A JP 2381990A JP H03227607 A JPH03227607 A JP H03227607A
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    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、たとえば航空機の構造部材に使用されるよう
な複合材を均一に加温しながら成形するための複合材の
成形方法および成形装置に関する。
(従来の技術) 航空機の構造部材に使用されている複合材は、プリプレ
グと呼ばれる薄い素材を複数枚積層して作られている。
コ字状断面形状を有する構造部材を作るには、成形型へ
直接手作業により積層して成形する方法と、予め素材を
平板上に積層してその積層体を成形型で成形する方法が
あるが、現在では予め素材を甲板上に積層してその積層
体を成彫型で成形する方法がより簡便であるために用い
られている。またこのような複合材の成形には、積層体
を予備加温して成形すると、品質の安定した成形品とな
ることが分かっている。
特公昭60−21528号公報に開示されている合成樹
脂成形品の製造方法は、成形装置に赤外線ヒータを取付
け、合成樹脂シートを予熱した成形型上に載置したその
ままの状態あるいは一辺または相対する二辺を挟持した
のち、これを加熱し、ついで全部の辺あるいは残りの辺
を挟持し、しかる後真空成形を施すことで寸法精度の高
い合成樹脂成形品を作るものである。
また実願昭62−26838号の複合材折曲成形装置は
、固定マンドレルに加温装置を付設し、成形型をr・め
P熱することで品質の安定した成形品を作るものである
(発明が解決しようとする課題) 成形装置に赤外線ヒータを取付け、成形型を予熱すると
ともに、積層品を成形型にセットした後も赤外線ヒータ
で積層品を加温する技術手段では、厚物積層品を成形す
る場合には、予熱されている成形型に接触する部分と赤
外線ヒータからの輻射熱が直接照射される最上層部分以
外は加温されないので、加温されない部分の層間が滑ら
ず、内R側の層の繊維があまってしわを形成し、製品の
不良品を作ってしまう。
また固定マンドレルに加温装置を付設して成形型を予め
予熱する技術手段では、4層から12層程度の比較的薄
い積層品については成形できても、それ以上の厚さの積
層品については、成形型に接触している部分以外は加温
されないので、上述したように加温されない部分の層間
が滑らず、内R側の層の繊維があまってしわを形成し、
製品の不良品を作ってしまう。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、熱を外部
に逃がさずに真空圧による成形で積層品を短n、+1間
で均一に加温しかつ積層品を冷却することなく成形する
ようにして、内R側の層の繊維があまってしわを形成し
ないようにした複合材の成形方法および成形装置を提供
することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明の複合材の成形成形装置は、熱風および冷風が均
一に送り込まれる加熱炉と、成形型および複合材積層品
を載置し加熱炉内に送り込まれる搬送装置と、加熱炉内
に配置された成形型および複合材積層品を包み込み密封
空間を形成するバッグを有し成形型および複合材積層品
を囲む密封空間を真空にする真空装置とを有して構成さ
れる。
本発明の複合材の成形方法は、熱風および冷風が均一に
送り込まれる加熱炉内に断面コ字状の成形型を配置する
工程と、この成形型を所定の温度で所定時間加温する工
程と、加温された成形型に多層の平板状積層体を取付け
る工程と、成形型および多層平板状積層体を密閉空間内
に置く]工程と、密閉空間内に置いた多層平板状積層体
を所定の温度になるまで加温しかつこの温度を所定時間
保持する工程と、多層平板状積層体を密閉空間内を真空
状態とすることで加圧成形する工程と、多層平板状積層
体の加圧成形が完了した後所定時間成形品を冷却する!
−程とを有して構成される。
(作 用) 本発明の複合材の成形成形装置においては、搬送装置に
載置された成形型および複合材積層品を熱風および冷風
が均一に送り込まれる加熱炉に送り込み、複合材積層品
を短時間で均一加温し、均一加温した複合材積層品およ
び成形型にバッグを被せて、成形型および複合材積層品
を密閉空間内に位置させ、成形型および複合材積層品を
囲む密閉空間を真空装置により真空とし、複合材積層品
をこの真空状態の下で加圧および加熱することにより、
品質の安定した厚さの厚い積層成形品を作ることが可能
になる。
本発明の複合材の成形方法においては、熱風および冷風
が均一に送り込まれる加熱炉内に断面フ字状の成形型を
配置して、この成形型を所定の温度で所定時間加温する
ことにより、成形型を均一に加温し、この均一に加温し
た成形型に多層の平板状積層体を取付けかつ成形型およ
び多層平板状積層体を密閉空間内に置き、この密閉空間
内に置いた多層平板状積層体を所定の温度になるまで加
温しこの温度を所定時間保持することにより多層平板状
積層体を均一に加温し、密閉空間内を真空状態とし、樹
脂を十分に軟化させて成形時の層間のすべりをよくした
条件で加圧成形し、この加圧成形が完了した後所定時間
冷却することで品質の安定した厚さの厚い積層成形品を
作ることが可能になる。
(実施例) 以ド木発明の一実施例を図面につき説明する。
第1図は本発明による複合材の成形装置を示し、この1
に’N材成形装置は、熱風循環式の加熱炉1と、加熱炉
1の温度を制御するための温度制御装置2と、成形型3
および積層品4を載置する定盤5と、この定盤5に載置
された成形型3および積層品4を包み込む大きさの真空
引き用シリコーンバッグ6(第2図)とをHし、定盤5
は加熱炉1の内部に延びるレール7.7に沿って走行自
在に配置されている。上記定盤5は、加熱炉1の開口部
に設けた竹降式I7′iV8を通って加熱炉1の内部に
送り込まれるようになっている。また上記定盤5の上面
周辺には全周を囲むようにシール装置9が突設され、こ
のシール装置9より内側の部位に開口10が形成されて
いる。この開口10は真空ライン11を介して図示しな
い真空装置に接続され、定盤5の上面とシリコーンバッ
グとの間に形成される密封空間を真空状態にするように
している。
上記シリコーンバッグ6は、第2図に示すように加熱炉
1の内部に立設した支柱12.12にガイド13,13
を介して図示しないモータにより昇降口/1:に支持さ
れている。
一方上記加熱炉1の側壁内面および土壁内面には、熱源
14て作られた熱風を循環させるためのファン装置15
.16が配置されている。上記熱源14の温度およびフ
ァン装置15.16の風;は、積層品4の温度を検出す
るための熱雷対17により制御される。
つぎに本発明による複合材の成形方法を第5図ないし第
8図により説明する。
ます成形型3を乗せた定盤5を加熱炉1の内部に延びる
レール7.7に沿って走行させて、定盤5を加熱炉1内
の所定の位置に置く。この状態ではシリコーンバッグ6
は、第5図に示すように定盤5の上方で支柱12.12
にガイド13,13を介して支持されている。つぎにフ
ァン装置15.16を作動させて、熱源14て作られた
熱風を循環させ、定盤5に載置された成形型3が60℃
になるまで加温する。成形型3の温度が60℃に達した
ら、成形型3をその温度すなわち60℃で30分間保持
する。ついで成形型3に積層品4をセットし、図示しな
いモータを作動させて、シリコーンバッグ6を支柱12
.12に沿って下降させ、シリコーンバッグ6の周辺部
をシール装置9に圧接させて、定盤5とシリコーンバッ
グ6の間に積層品4を配置した密閉空間17を形成する
その後積層品4の温度が55℃(+5℃から一〇℃まで
)になるまでその状態を保持する。つぎに積層品4の温
度が60℃を越えないように、熱風の温度を熱電対17
により制御しながら第8図に示すように55℃(+5℃
−0℃)の温度を10分間保持する。この時間が経過し
たら、真空装置を作動させて真空ライン11を介して密
閉空間17内の空気を一500mmHg以上の真空圧で
引く。
第6図は真空引きを開始した直後の状態を示す。
真空の適用によりシリコーンバッグ6の周辺部はシール
装置9に圧接し、続いて真空引きを行うことで、密閉空
間17の空気は脱気され、シリコーンバッグ6が積層品
4を成形型3に押し付け、これにより積層品4の両側部
分が成形型3の側面に沿って曲げられ、積層品4はコ字
状断面を形成する。
第7図はバッグ内の空気がすべてなくなり、積層品4が
コ字状断面を形成した状態を示し、この状態になったら
、扉8を開き、ファン装置15゜16を作動させて、冷
風を積層品4に吹き付けることで、積層品4の冷却を開
始する。本実施例では真空引きを開始してから冷却を行
うまでに約5分間費やした。積層品4の冷却は積層品4
の温度が35℃にドがるまで続けられ、積層品4の温度
が35℃になったら、真空引きを止めて、バッグを解放
する。
上記実施例により成形された成形品の試験結果上記試験
結果によれば、繊維のしわを発生させることなく最大3
2層までの成形品を得ることができた。
なお上記実施例で得た温度条件は、積層品に使用する1
つの材料特自°のものであり、材料を変更した場合には
、その材料に応じて、マンドレルの予熱温度、積層品の
保持温度、保持時間は変更されるものである。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の複合材の成形装置は、熱風
および冷風が均一に送り込まれる加熱炉と、成形型およ
び複合材積層品を載置し加熱炉内に送り込まれる搬送装
置と、加熱炉内に配置された成形型および複合材積層品
を包み込み密封空間を形成するバッグを有し成形型およ
び複合材積層品を囲む密封空間を真空にする真空装置と
を有するので、複合材積層品を短時間で均一に加温でき
かつ複合材積層品を冷却することなく成形できる。
また本発明の複合材の成形方法は、熱風および冷風が均
一に送り込まれる加熱炉内に断面コ字状の成形型を配置
する工程と、この成形型を所定の温度で所定時間加温す
る工程と、加温された成形型に多層の平板状Wt層体を
取付ける工程と、成形型および多層平板状積層体を密閉
空間内に置(工程と、密閉空間内に置いた多層平板状積
層体を所定の温度になるまで加温しかつこの温度を所定
時間保持する工程と、多層平板状積層体を密閉空間内を
真空状態とすることで加圧成形する工程と、多層・「板
状積層体の加圧成形が完了した後所定時間成形品を冷却
する工程とを有するので、多層・1乏板状積層体が十分
加温され樹脂が軟化し、成形時に層間ですべりが生じ、
繊維のしわが発生せず品質のよい複合材を成形できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による複合材の成形装置の扉を開いた状
態を示す斜視図、第2図は本発明による?ka材の成形
装置の断面図、第3図は本発明による複合材の成形装置
のケーシングを取り外した状態を示す平面図、第4図は
使用状態示す図、第5図ないし第7図は本発明による複
合材の成形方法の工程順を示す図、第8図は本発明によ
る実験例を示す図である。 3・・・成形型、4・・・積層品、5・・・定盤、6・
・・バッグ、7・・・レール、9・・・シール装置、1
1・−・真空ライン、12・・・支柱、14・・・熱源

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、熱風および冷風が均一に送り込まれる加熱炉と、成
    形型および複合材積層品を載置し加熱炉内に送り込まれ
    る搬送装置と、加熱炉内に配置された成形型および複合
    材積層品を包み込み密封空間を形成するバッグを有し成
    形型および複合材積層品を囲む密封空間を真空にする真
    空装置とを有する複合材の成形装置。 2、熱風および冷風が均一に送り込まれる加熱炉内に断
    面コ字状の成形型を配置する工程と、この成形型を所定
    の温度で所定時間加温する工程と、加温された成形型に
    多層の平板状積層体を取付ける工程と、成形型および多
    層平板状積層体を密閉空間内に置く工程と、密閉空間内
    に置いた多層平板状積層体を所定の温度になるまで加温
    しかつこの温度を所定時間保持する工程と、多層甲板状
    積層体を密閉空間内を真空状態とすることで加圧成形す
    る工程と、多層平板状積層体の加圧成形が完了した後所
    定時間成形品を冷却する工程とを有する複合材の成形方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008179150A (ja) * 2001-01-25 2008-08-07 Quickstep Technologies Pty Ltd 複合材および金属部品の製造、成形および接合システム
CN105965915A (zh) * 2015-03-11 2016-09-28 富士重工业株式会社 复合材料的成形装置及复合材料的成形方法
JP2022113387A (ja) * 2021-01-25 2022-08-04 三菱重工業株式会社 成形装置及び成形方法

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