JPH0437764B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチツク材料の母体内に分散した
繊維から成るプラスチツク複合物の造形品を成形
する方法に関する。

〔従来の技術〕

炭素繊維およびホウ素繊維のような連続繊維に
よつて強化されたプラスチツクから成る複合物質
は、重量比の割に高い強度を有すると共に望まし
い剛性および耐久性を備えた物品を製造するため
に使用される。このような複合物から製造された
物品は、航空宇宙産業において次第に使用される
ようになつている。一方の種類の複合物はPEEK
として公知のポリ芳香族ポリエーテルエーテルケ
トンのような熱可塑性材料中に分散した繊維から
成る。なお上記PEEKは商品名ビクトレツクス
（Victrex）の下でインペリアル・ケミカル・イ
ンダストリーズ・ピー・エル・シー（Imperial
Chemical Industries plc）から販売されている。
他方の種類の複合物は繊維強化熱硬化性材料から
成り、これら材料は航空宇宙産業等の産業におい
て広く使用されている。熱可塑性原料を含む複合
物は熱硬化性プラスチツクを含む複合物に勝る利
点を有する。この利点とは、プラスチツク材料の
凝固が可逆性であり、固体複合物の本体が、プラ
スチツク材料の変形可能温度まで複合物を加熱
し、次に成形および冷却処理することにより所望
の形に変形することができることである。この操
作は繰返し行うことができ、従つて複合物から製
造された物品を修理することができる。また複合
材料はリサイクルにより使用することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

繊維−プラスチツク複合材料の本体が高温時に
変形する程度は、本体中における通常延伸不可能
な繊維の配列に本質的に左右される。複合材料は
連続繊維の積層の形のシートとして通常製造され
る。上記連続繊維において、層の繊維は一体状に
織られ、かつ上記繊維はプラスチツク材料で含浸
され、繊維の個々のフイラメントはプラスチツク
材料により接触して包囲されている。シートが高
温時に曲げおよび／または延伸により変形される
時、プラスチツク材料は流動してシートの新らし
い形状となるが、繊維もまた新らしい形状に順応
することが必要である。繊維の不完全な順応性に
より、成形がうまくいかなかつたり、および／ま
たは造形品の機械的特性を不満足なものとするこ
とがある。従来の成形方法は変形後圧縮中に、通
常曲げの凹状側において繊維の「縮れ」を引起こ
し、また１つの繊維層を隣接する層に対して移動
させると、表層剥離を引起こした。

繊維−熱硬化性ポリマー複合材料の場合、連続
繊維を含む造形物品を製造する際の問題点は、熱
硬化性ポリマーが低粘度硬化樹脂である時には低
減される。なぜならば、樹脂含浸繊維は造形金型
内に容易に収納可能な可撓性で非剛性中間生成物
であるからである。しかしながら、これらの方法
は硬化サイクルに長時間を要し、成形装置の生産
能率が低いという欠点を有する。しかし熱硬化ポ
リマーが低粘度樹脂でなくて、かなり高い粘度を
有し成形および硬化すべき中間複合材料に鋼性を
付与する場合、強化中間熱硬化生成物を成形する
ことは非常に重要である。このような場合とは、
熱硬化性材料が溶液法により繊維組織に含浸した
固体であつて、その後溶媒を除去する場合であ
る。このような生成物は堅く板状の物質であり、
低粘度樹脂−繊維複合材料を金型の形状に順応さ
せる方法で処理することはできない。本発明はそ
のような板状中間製品を成形する方法を提供す
る。この方法はまた低粘度樹脂−繊維中間製品に
も適用できる利点を有する。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の１つの態様によれば、熱成形可能な材
料の母体中に繊維を分散したプラスチツク複合材
料の造形物品を成形する方法において、上記複合
材料の本体と、高温で塑性変形可能な金属シート
とが、上記本体の少なくとも一方の面上で接触さ
れ、その後の変形の間端縁の動きを防ぐため金属
シートの端縁を固定するが本体が金属シートから
独立して自由に動くよう本体は固定されず、かつ
シートが塑性変形する温度の下にあると共にプラ
スチツク本体がシートの形状に順応する温度の下
にある際に、シートが本体の上記一方の面に押圧
され、上記シートを塑性変形して上記本体を形ど
るプラスチツク複合材料の成形方法が提供され
る。上記シートは英国特許第1387586号および第
1445181号に記載の超可塑性アルミニウム合金の
ような超可塑性金属であることが好ましい。

熱成形可能な材料は熱可塑性、または熱硬化性
材料である。熱可塑性ポリマー母体の場合、この
母体は塑性変形可能な温度の下になければならな
い。複合材料物質が周囲温度で堅い硬質本体とな
る程の粘度を有する熱硬化性母体の場合、温度は
剛性の熱硬化性母体の粘度を減少させ、母体が金
属シートを通して加えられた変形押圧を受けてい
る時に流動することができる程度でなければなら
ない。流体熱硬化性樹脂母体の場合、その本体は
周囲温度で容易に変形可能である。後者の場合、
本発明は硬化段階において利点を有する。

母体としては熱可塑性材料のどのようなものも
使用できるが、熱安定性の高い芳香族ポリマーを
使用する時、本発明は特に有利である。このよう
な芳香族ポリマーの例としては、ポリアリールケ
トン、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンスル
フイツド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイ
ミドおよびポリアミド−イミドが挙げられる。熱
硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂および熱安定
性の高い樹脂があり、この熱安定性樹脂の例とし
ては、ビニルポリエステル樹脂、ポリイミド、特
にビスマレイミドから誘導されたもの、フタロシ
アニン樹脂、ポリスチリルピリジン、アセチレン
を末端基とするイミドおよびナド基を末端基とす
るイミドが挙げられる。

本発明の方法は厚さが0.25〜25mmのシートの形
状を有する複合材料本体の成形に利用する時、特
に有用である。本体の長さおよび幅は成形または
変形用装置の大きさによつて決定される。５ｍ×
３ｍのシートは市販の装置から製造することがで
きる。

本発明の方法は、繊維か連続状であり、かつシ
ートの長さまたは幅を横切つて延びている造形物
品を成形するために特に有用であるが、この方法
は繊維が短かく、例えば少なくとも３mmの長さを
有する時にも有用なものである。

上記方法は種々の態様で利用することができ、
具体例においては英国特許第1461317号および第
1552826号に述べられているような成形装置を使
用することができる。

第１具体例において、上記方法は任意に織ら
れ、連続的に整列された繊維の積層を含む複合プ
ラスチツクシートのような強化本体に適用する
と、シートを変形するとこによりほぼ平らな複合
シートから造形物品が得られ、この物品は平らな
シートの面内における少なくとも１つの軸線の回
りで彎曲している。この具体例の場合、複合シー
トは金属シート上に作用する圧力によつて雌型内
に押圧され、または雄型上に押圧される。

第２具体例において、本発明の方法は、各プレ
プレグシートの積層物を造形物品に同時に変形し
ながら、薄いプレプレグシートから物体を成形強
化するために使用することができる。この具体例
における薄いプレプレグシートは、強化前に、強
化繊維によりシートの面内に準等方性強化を付与
するように繊維を選択的に配向し、プレプレグシ
ートを積層して貯蔵される。別な態様の場合、プ
レプレグの板体は、１つ以上の強化すべき織られ
たシートを供給するために、織られた状態で貯蔵
することもできる。望ましいプレプレグ材料およ
びこのような材料を製造する方法は、EPC特許
公報第56703号に記載されている。特に板状型の
熱硬化プレプレグ材料もまた使用可能である。

さらに他の具体例の場合、造形物品は本発明の
第２具体例において述べられたように、プレプレ
グ材料を強化することにより偏平シートの形に成
形することができる。別の態様として、熱可塑性
生成物の場合、本発明の方法は、高温で塑性変形
しない従来の金属盤間で強化されたシートから強
化および表面仕上げの点を改良した偏平シートを
製造するためにも使用することができる。この方
法において、塑性変形可能な金属シートは硬質盤
の表面に偏平シートを押圧し、強化するために用
いられる。

これら具体例のすべてにおいて、塑性変形可能
な金属の少なくとも１つのシートが用いられ、複
合シートおよび１つまたは複数の金属シートの積
層体を以下「サンドイツチ」と呼ぶ。彎曲部を有
する造形物品に強化複合材料の本体を変形する場
合、金属の単一シートが適切な温度で物品の表面
に押圧され、この間に金属シートと本体との間の
接触が適切な圧力により保持される。これにより
本体は雌型に変形することができる。本体の一方
の側に１つずつ２つの塑性変形可能な金属シート
を使用することも可能である。一方のシートが金
属でない時、それは、金属シートの塑性変形によ
り本体に付与された形状に順応すると共に採用し
た高い温度で用途にふさわしい熱安定性を有する
材料でなければならない。

両方のシートが塑性変形可能な金属である場
合、雌型表面に複合サンドイツチを常に変形させ
る必要はない。雌型を使用しない場合、自由に吹
込成形されたドーム形の有用な造形物品を得るこ
とができる。

本発明の方法を用いて彎曲部を有する造形物品
を成形する時、複合本体を少なくとも１つの金属
シートで保持して、新たな本体の形状に繊維を順
応させている間、繊維の縮れを防止する。この結
果、複合物の望ましい機械的性質を損うことな
く、正確に成形した複合本体を得ることができ
る。

プラスチツク複合材料の本体は、金属シートと
平行な平面内に配列した層状繊維を含むシートで
ある。このサンドイツチは金属シートを延伸する
ことにより変形可能であり、所望ならば上記金属
シートは採用した変形温度で容易に塑性変形可能
なものである。複合本体の端縁はシートと平行な
方向に自由に移動できるようにしておくことが好
ましい。上記サンドイツチの変形と共に、複合材
料の繊維も物体の新らしい形状に順応するように
変形する。

硬質偏平プラテンまたは嵌め合せ型を使用して
強化または変形することが困難または不可能な不
均一な厚さを有する造形物品を成形する場合に、
本発明は特に有用である。塑性変形可能な金属シ
ートを使用すると、シートは物体の不規則な面に
順応し、かつこの面を押圧する。この場合、本体
の他方の面は硬質偏平表面または雄型若しくは雌
型の表面により押圧されている。

本発明の成形方法は複合材料の偏平本体に適用
できるが、すでに彎曲部を有する複合物質の本体
にも適用可能である。本体を複雑な形状に成形す
る時、特に本体が１つ以上の軸線の回りに彎曲部
を有する時、サンドイツチを偏平状態から変形す
る程度は、サンドイツチの種々の位置によつてか
なり異なる。サンドイツチが最初に適切な彎曲部
を有するならば、その領域における変形の差は充
分に減少させることができる。

本発明の成形方法は複合材料の単一連続状本
体、または積層複合材料薄肉シートから製造した
本体に適用することができる。また上記成形方法
は、繊維−プラスチツク複合材料の別々の片から
最初に製造した複合本体にも適用できる。これら
片は切断され、および／または曲げられ、若しく
は「折り紙」の技術により折られて、本体を所望
の初期形状に成形する。この方法は適切な形状の
金型と共に用いて、複合本体をある程度任意の形
状に成形することができる。例えば、円形、楕円
形または他の断面形状を有する複合材料の管は、
層として繊維−プラスチツク複合材料の彎曲シー
トを管状金型の内面に当接し、金型に適合する膨
張可能な気密金属隔膜、即ちパリソンとして変形
可能なシートを複合層の内側に設けることにより
成形される。このように成形された積層体に熱を
加え、パリソンの内部に空気圧を加えると、パリ
ソンは塑性変形を伴つて膨張すると共に複合材料
を金型の内側に押圧して管を成形する。

１つ以上の片から複合本体を製造する時、各片
は変形中に一緒に強化される。

本発明の方法は、シートを本体に押圧している
間に塑性変形または強化されない部材を複合本体
に合体させるために使用することもできる。例え
ば、複合本体に埋込むフランジを有する立上りブ
ラケツトまたはウエブを造形複合本体の表面に設
けることが望ましい。このような部材は、複合物
を当接する金型の表面において好適に形成された
スロツトまたは溝内に収納され、複合本体中に延
び、造形本体を成形する時に本体中に固定され
る。予備強化した部材は金型表面のスロツトに嵌
合され、造形本体を成形する時、工具により加え
られた圧力で保持される。

或る状況の下では、形状および位置について確
実に制御された端縁を有する造形複合物品を製造
することが望ましい。これは例えば、所定の位置
に所定の大きさおよび形状の穴を有する彎曲シー
トを複合材料を成形する場合である。このような
制御は変形可能なシートの表面に立上り部分を設
けることにより達成され、この立上り部分は向か
い合う変形可能シートの向かい合う面、または複
合本体を当接する金型の向かい合う面と接触し、
この結果複合物は変形工程中、立上り部分により
区画された領域に入り込むことができない。変形
シートに立上り部分を設ける代わりに、変形可能
シートが金型表面から複合本体を分離しない時
に、上記立上り部分を金型表面上に設けることが
できる。立上り部分は造形複合本体に穴を形成
し、または本体自体の外周端縁の範囲を定める。
サンドイツチが複合物の両面に変形可能なシート
を有する時、一方のシートの立上り部分は向い合
うシートの対応する穴を通つて延びる。

サンドイツチが変形する温度は、使用するプラ
スチツク材料の性質によつて決まる。熱可塑性材
料の場合、温度は熱可塑性材料が塑性変形し、か
つ変形後繊維を満足に結合させるのに充分高くな
ければならない。PEEKの場合、340〜420℃の変
形温度が使用される。しかしながら、熱可塑性材
料の融点以下の温度でサンドイツチを変形するこ
とは可能である。PEEKのような半結晶質熱可塑
性材料に関して、使用可能な最低温度は通常上記
材料の再結晶作用によつて決定される。

サンドイツチは気体圧のような流体圧の差、機
械的圧力の印加またはこれらの組合わせにより変
形される。圧力差が２つの金属シートを有するサ
ンドイツチの一方の面に加えられ、他方の面には
加えられない時、圧力印加箇所から遠い方の金属
シートには、サンドイツチ内に閉じ込められた気
体を確実に逃散させるために穿孔することができ
る。

別の態様として、２つのシート間の空間域を排
気可能とし、気体を除去することができる。さら
に、サンドイツチが変形されている間、２つのシ
ート間の真空状態（ここで使用される真空状態と
いう言葉は、周囲の圧力より低い圧力のことであ
る）が保たれるならば、このことは金属シートの
延伸から生ずる強化力に加えプラスチツク−繊維
複合物上に強化力を保持する。変形後、熱可塑性
材料の場合、サンドイツチは冷却され、変形した
複合本体は正しい形状に「固定」される。熱硬化
性材料の場合、樹脂を完全に硬化させるために、
変形操作後、サンドイツチは通常高温に保持する
必要がある。変形の加圧操作は変形後および冷却
または硬化の少なくとも第１段階中継続され、こ
の結果、本体は冷却時において加圧状態の下に保
持され、これにより冷却中複合本体の可能な表層
剥離を避ける。

成形後の複合本体の冷却は、成形された本体が
まだ金型または成形機内にある間に行われる。さ
もなければ、単一または複数のシートとまだ接触
している本体が、まだ熱いうちに金型または成形
機から取出され、急速に冷却される。この場合、
周囲の温度を制御することにより成形複合本体の
冷却速度を制御することが可能であり、このよう
な制御の下における冷却は、成形複合本体の機械
的性質を制御するために利用することができる。
これら性質は、例えば、プラスチツク材料中にお
ける結晶質と非晶質との相対的な割合によつて決
まり、これらの割合は制御の下における冷却によ
り調節することができる。

造形物品を成形する１つの可能な方法におい
て、成形すべき複合材料は２つの変形可能なシー
トの間に配置され、これら２つのシートは硬質気
密枠によつて周囲が合致されて、枠とシートとに
よつて封入体を形成する。この枠には１つ以上の
孔が設けられており、この孔は導管によつて真空
源に接続されている。シートおよびこれらシート
間の複合物は成形機または金型中において変形さ
れ、この間真空状態はシート間に保持される。成
形後、封入体は成形機または金型から取出され、
冷却され、この間封入体内の真空状態は保持され
る。この場合、真空状態は成形および冷却段階に
おいて圧密効果を及ぼす。

サンドイツチの変形中、複合物および金属シー
ト間には通常ある程度の滑りがあるので、この滑
りを容易にするためにシート内側面に潤滑剤が塗
布される。サンドイツチの冷却後、シートが取外
され、繊維−プラスチツク複合物の造形品を得
る。サンドイツチの組立て前に、離型剤を金属シ
ートの内側面に塗布し、シートの取外しを容易に
することができる。しかしながら、本発明の方法
は金属シートに一方または両方の面に結合した造
形繊維−プラスチツク本体の製造に適用すること
ができ、この場合、一方または両方のシートは冷
却後本体に取付けられたままとなる。この場合、
離型剤ではなく接着剤が、サンドイツチの組立て
時に適切な金属シートに塗布され、シートに造形
物を堅固に結合させることができる。

一定の形状に成形すべきプラスチツク複合物
は、変形中可塑性変形可能な単一シートまたは複
数のシートと直接接触しており、または複合物
は、この複合物および変形可能なシートと共に変
形する材料から成るさらに別のシートによつて分
離されている。このさらに別のシートは変形前ま
たは変形中にプラスチツク複合物に永久的に取付
けることができる。上記別のシートは、例えば、
無填充ポリマーフイルムから成り、このフイルム
は造形物品の表面仕上げの改良または他の目的の
ために使用されるものである。また、無填充プラ
スチツク材料のシートまたはフイルムを複合材料
の本体に一体化することも可能である。

熱硬化性材料と共に本発明を利用する場合の特
別な利点は、熱硬化性材料が完全に硬化されてい
ないとしても、変形可能な単一または複数のシー
トが変形本体の形状を保持することができる、と
いうことである。このことは低粘度樹脂系にとつ
て特に有利である。なぜならば金型内に造形物品
を保持する時間が短縮され、成形装置を能率的に
利用することができるからである。従つて、造形
物品の最終硬化は、適切な温度のオーブン中の硬
化金属支持体上で行うことができる。

〔実施例〕

以下、繊維−プラスチツク複合物の造形本体を
成形する方法を添付図面に従つて実施例として説
明する。

第１図において、繊維−熱可塑性複合材料のシ
ート１は「スプラール（Supral）」超可塑性アル
ミニウム合金のシート２および３の間に挟持され
ている。上記複合材料は商品名APC−１の下で
インペリアル・ケミカル・インダストリー・plc
から販売され、かつポリ芳香族ポリエーテルエー
テルケトンの母体に結合した炭素繊維の層から成
つている。シート２および３はシート１の端縁を
越えて延びており、潤滑剤の被膜はシート１およ
びシート２，３の内面に塗布されている。接着剤
または離型剤の被膜は、所望ならば同様にシート
１とシート２，３の内面に塗布される。金属シー
ト２，３の端縁はシート１の端縁を超えて延びて
おり、後者の端縁は自由端となつており、拘束さ
れていない。

変形のために、上記のサンドイツチは成形用具
と接触状に配置され、340℃を超える温度まで加
熱され、かつ変形される。成形用具の１つの例は
第２図に略示されている。この用具を使用する場
合、加熱した平面状サンドイツチは雌型４に配置
され、その端縁は従来の締付手段によつて金型の
端縁５に締付けられる。次に、空気圧のような液
体圧が矢印によつて示されている方向に加えら
れ、その結果、サンドイツチは金型に順応して変
形され、連続線で示されている形状となる。

金型表面に隣接するシート２は、シート１内に
存在するガスを逃散させるために穿孔され、また
金型には、シート２と雌型表面との間の空間域か
らガスを逃散させるために、ガス抜き孔（図示せ
ず）が設けられている。別の態様として、穿孔さ
れていないシート２，３の間の空間域を排気可能
とする。表層剥離を避けるために、空気圧はサン
ドイツチが充分に冷却するまで持続される。

金型はいろいろな形状の物品を成形するために
種々の形を取ることができる。凹角彎曲を成形す
る金型の１つの形が第３図に示されている。この
金型による変形は第２図の金型と同様に行われ
る。

他の変形方法は第４図および第５図によつて略
示されている。この場合、端縁６において締付け
られ340℃を越える温度まで加熱されたサンドイ
ツチが、「プラグ」用具７に加えられた機械力に
よつて変形され、サンドイツチは第４図に示され
ているように変形される。次に、第５図において
矢印で示されているように、サンドイツチの反対
側の面に空気圧が加えられ、サンドイツチをさら
に変形し、プラグの形状に順応させる。この具体
例の場合、プラグと接触する金属シートは、ガス
を逃散させるために穿孔されている。あるいは、
穿孔していないシート２および３の間の空間域は
排気可能になつている。表層剥離を生じない温度
までサンドイツチを冷却している間、プラグ用具
は適切な位置に配置されたままにしておき、かつ
空気圧も保持される。

第４図および第５図に示されている方法は、第
６図に示されている「気泡吹込み」段階によつて
行うことが可能で、この場合、空気圧は最初シー
ト３の表面に加えられ、シート２には金型が接触
しておらず、サンドイツチの端縁は締付けられて
いる。その後、第４図に示されているように、雄
型は生成した「気泡」中に挿入され、第５図に示
されているように、空気圧がシート２に加えられ
る。この方法の場合、サンドイツチは空気圧によ
つて完全に変形され、用具７には変形のための力
を加える必要がない。空気圧はサンドイツチの両
面に加えられるので、シート２および３のいずれ
にも穿孔すべきではない。

上記の操作は金属シートを変形する現在使用の
成形装置を用いて行うことができる。流体圧を加
える代わりに、サンドイツチは固体のダイを用い
て印加した力により変形される。物品の形状とし
ては、いろいろのものが成形可能であり、この中
には二重彎曲部、即ち相互に横切る最初の平板状
シートの面内における２つ以上の軸線の回りの彎
曲部を有する物品もある。

変形工程において使用される金属シートの両面
または一方の面に複合材料の造形物品を取付ける
ために、または何も取付けない場合にも、上記方
法を用いることができる。上記方法は物品表面の
唯一の箇所において複合本体に接着した金属シー
トから物品を製造するために使用することができ
る。このような物品の１例は第７図に示されてい
る。この物品は上記に述べたように変形された金
属シートを含み、このシートは内面の各箇所に接
着した複合材料のパツチ１Ｃおよび帯片１１を有
している。この物品は、シート２および３の各箇
所がシート１によつて分離されているサンドイツ
チを用いて、上記方法によつて製造できる。

第８図は繊維−プラスチツク複合物の管状形本
体を製造する方法を示している。一対の半型から
成る管状金型１２が組込まれて使用され、上記半
型は公知の方法で１３において一体的に型締めさ
れている。繊維−プラスチツクプレプレグシート
の各片は金型の内側に配置されて、その内面と隣
接する層１４を生成する。プレプレグシートの各
片は循環編組のような公知の技術により、または
部分環状部材の使用により一体化される。次に膨
張可能（inflatable）で、塑性変形可能な金属パ
リソン１５が層１４の内部に挿入され、一体化部
材がパリソンおよびプレプレグ層の塑性変形に必
要な温度まで加熱され、空気圧がパリソン内に加
えられ層１４を金型の壁に押圧する。層１４が堅
固な管の形状に固化すると、一体化部材の温度を
下げ、パリソンを収縮除去し、金型を開放して管
を取出す。金型１２は複合管の所望の断面形状に
従つて円形、楕円形または他の断面形状を有する
ことができる。

第９図は複合本体の表面に立上り部材、この場
合ブラケツトを合体させる方法を例示している。
ブラケツトは複合本体と同じ材料からできてい
る。金型は間隙１９によつて３つの部分１６，１
７および１８に分けられており、この間隙には繊
維−プラスチツク複合シートのブラケツト２０の
立上りアームが挿入されている。繊維−プラスチ
ツク複合物の層は金型表面上に載置され、かつ金
型表面上方に延びているブラケツトの各部分を包
囲しており、「スプラール」合金のシート２２は
複合物と接触して配置されている。合金シートに
熱および圧力が加えられると、複合材料の層２１
は変形され、固化され、この間金型の各部分１６
および１８は部分１７に対して押圧され、ブラケ
ツトのアーム２０を圧縮する。シート２１から圧
力を解放すると、金型は相互に分離され、金型か
らアーム２０を取出す。

第１０図および第１１図に示されている方法
は、第６図のものと同じである。しかしながら、
この方法の場合、シート３には外部および内部立
上り部分３１，３２が設けられており、かつシー
ト２には立上り部分と向かい合つて穴即ち凹部３
３，３４が設けられている。立上り部分は、シー
ト２および３を合致させた時に穴即ち凹部内に嵌
合するように寸法決定されている。第１０図に示
されているように、繊維−プラスチツク複合物の
層はシート間に配置され、加圧時に、外側立上り
部分３１は複合層からわずかな距離だけ外部に位
置し、内側立上り部分３２は複合シート内に穴を
形成する。第１１図に示されているように、変形
圧力がシート２に加えられると、シート２および
３は一緒に移動し、シート３の立上り部分はシー
ト２の孔に挿入される。この操作中、圧縮されて
いる層１は立上り部分の側面に押圧され、従つて
この立上り部分の側面は複合物の造形シートの端
縁を形成する。外側部分３１はシート１の外端縁
を形成し、内側部分３２はシート１に穴を形成す
る。

この方法を用いて好適に配列された立上り部分
を設けることにより、所望の形状を有する任意の
数の穴を設けたシートが製造され、このシートは
所望の外周形状を有し、この形状は外側部分３１
によつて決定される。外側立上り部分はシート１
の端縁の回りに連続状の遮断壁を形成し、シート
の全周囲の範囲を定める。

第１０図および第１１図と同様の方法の場合、
シート３は同等の立上り部分を有するが、シート
２は孔を持たない連続表面を有する。この場合、
立上り部分はシート２の表面に接触しているが、
嵌入しておらず、かつ第１０図および第１１図の
変更例と同様の方法で成形シートの形状を決定す
る。この変更例は唯一のシートから成るサンドイ
ツチに適用可能であり、この場合シート３上の立
上り部分はシート２の代わりに金型の表面と接触
する。

第１２図は複合物品を成形する方法を示してお
り、この場合複合材料は変形中真空に付され、閉
じ込められたガスを除去する。この方法におい
て、複合層１およびシート２および３から成るサ
ンドイツチは第１図の場合のように一体化され、
硬質気密枠４１によつて包囲されている。上記枠
４１はシート２および３の全周囲に係合して、気
密領域を形成している。枠４１は導管４３の端部
と連絡している少なくとも１つの孔４２を有す
る。導管４３の他端は公知の真空ポンプ（図示せ
ず）に接続されている。第１２図に示されている
ように組立てた後、上記気密領域は導管４３を通
して排気され、この組立部材は変形温度まで加熱
され、かつシート２に印加された圧力により変形
され、この間上記気密領域内の真空は保持され、
シート２および３の間に存在する気体を除去す
る。その後、組立部材は冷却され、真空を解放
し、枠４１を取外す。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの金属シートの間に繊維−熱可塑
性複合物のシートほ含むサンドイツチの構造を示
す図である。第２図は第１図のサンドイツチ４を
変形する方法を概略的に示す図である。第３図は
第２図と同様に変形方法を概略的に示す図であ
る。第４図および第５図は第１図のシートを変形
する他の方法を概略的に示す図である。第６図は
第４図および第５図の方法の変形を示す図であ
る。第７図は上記方法を用いて得られた物品を示
す図である。第８図は管状複合物品を製造する方
法を概略的に示す図である。第９図は立上り部材
を有する複合物品を製造する方法を概略的に示す
図である。第１０図および第１１図は複合材料の
シートを変形する他の方法を概略的に示す図であ
る。第１２図は複合材料シートを成形するさらに
他の方法を概略的に示す図である。 １……複合材料シート、２，３……金属シー
ト、４……雌型、７……プラグ用具、１２……管
状金型、１４……層、１５……金属パリソン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱成型可能な材料の母体中に分散した繊維を
   含んでなるプラスチツク複合物の造形品の成形方
   法において、上記複合物の本体の少なくとも一方
   の面と高温下で塑性変形可能な金属シートとを接
   触させる工程、その後の変形の間端縁の動きを防
   ぐため金属シートの端縁を固定するが本体が金属
   シートから独立して自由に動くよう本体は拘束さ
   れておらずシートが塑性変形可能な温度の下にあ
   り、しかも本体がシートの形状に順応する温度の
   下にある間に、金属シートに圧力を加え本体の上
   記面に金属シートを押圧する工程、上記シートを
   塑性変形して上記本体を形どる工程、および本体
   から金属シートを離す工程を含んでなる、プラス
   チツク複合物の造形品の成形方法。 ２ 熱成形可能な材料が熱可塑性である特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３ 熱成形可能な材料が熱硬化性である特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ４ 複合物の本体が厚さが0.25〜25mmのシートか
   ら成る特許請求の範囲第１項、第２項または第３
   項記載の方法。 ５ 複合物の本体が積層状の繊維を含む予備成形
   した強化プラスチツクシートから成り、金属シー
   トを本体に押圧する際に、上記複合シートは複合
   シート自体の面内における少なくとも１つの軸線
   の回りで彎曲している特許請求の範囲第１項〜第
   ４項のいずれか一項に記載の方法。 ６ 複合物の本体はプレプレグシートのアセンブ
   リから成り、金属シートを本体に押圧する際に、
   上記プレプレグシートが一緒に強化される特許請
   求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項に記載の
   方法。 ７ 金属シートが超可塑性である特許請求の範囲
   第１項〜第６項のいずれか一項に記載の方法。 ８ 本体が上記金属シートと他の変形可能材料シ
   ートとの間に配置され、両シートおよび本体が本
   体自体に金属シートを押圧する際に変形される特
   許請求の範囲第１項〜第７項のいずれか一項に記
   載の方法。 ９ 上記他のシートが穿孔されていて、シート間
   に閉じ込められた気体を逃散させることができる
   特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０ 金属シートと上記他のシートとの間の空間
   域を排気してシート間の気体を除去する特許請求
   の範囲第８項記載の方法。 １１ シートの周囲が硬質性気密枠により合致さ
   れて本体を包囲する封入体を形成し、上記枠は孔
   を有しており、この孔に封入体内を真空にする手
   段が接続され、封入体内を真空状態とし、封入体
   内に真空状態を保持している間に、上記金属シー
   トを本体に押圧する特許請求の範囲第１０項記載
   の方法。 １２ シートおよび本体の変形の後で、本体を冷
   却するにまかせながら、封入体内の真空を維持す
   る特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １３ 金属シートが膨張性ダイヤフラムまたはパ
   リソンから成る特許請求の範囲第１項〜第１２項
   までのいずれか一項に記載の方法。 １４ 本体へ取付けるべき部材の少なくとも１個
   を本体と接触して配置し、シートの塑性変形の際
   に本体に取付けられて本体を形どる特許請求の範
   囲第１項〜第１３項までのいずれか一項に記載の
   方法。 １５ 本体を金属シートと型表面との間に配置
   し、金属シートを本体に押圧して本体を型表面に
   押圧する際に、上記金属シートを変形する特許請
   求の範囲第１項〜第７項までのいずれか一項に記
   載の方法。 １６ 上記の型表面に孔が設けてあり、本体に取
   付ける部材が上記孔に配置されており、本体を型
   表面に押圧した際に上記部材が上記本体に取付け
   られる特許請求の範囲第１５項記載の方法。 １７ 金属シートが本体にシートを押圧している
   際に本体内に、または本体の回りに延びる少くな
   くとも１つの立上り部分を有しており、この立上
   り部分が、シートを横切る方向に延びている造形
   品の端縁を規定する特許請求の範囲第１項〜第１
   ６項のいずれか一項に記載の方法。 １８ 本体が上記金属シートと上記立上り部分に
   向かい合う孔を有する他の変形可能シートとの間
   に配置され、上記金属シートを本体に押圧する際
   に、上記立上り部分が上記孔に挿入される特許請
   求の範囲第１７項記載の方法。 １９ 本体が上記複合物の複数の分離片から成
   り、シートを本体に押圧する際に、上記片が一体
   的に合体される特許請求の範囲第１項〜第１８項
   のいずれか一項に記載の方法。 ２０ 潤滑剤を金属シートの表面と本体との間に
   塗布する特許請求の範囲第１項〜第１９項のいず
   れか一項に記載の方法。 ２１ 材料の層を金属シートと本体との間に介在
   させ、本体にシートを押圧する際に、上記材料層
   が造形品に接着される特許請求の範囲第１項〜第
   １９項のいずれか一項に記載の方法。