JPH0618710B2 - 繊維補強樹脂母体構成材料から板状製品を製造する方法および型装置 - Google Patents

繊維補強樹脂母体構成材料から板状製品を製造する方法および型装置

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JPH0618710B2
JPH0618710B2 JP61072632A JP7263286A JPH0618710B2 JP H0618710 B2 JPH0618710 B2 JP H0618710B2 JP 61072632 A JP61072632 A JP 61072632A JP 7263286 A JP7263286 A JP 7263286A JP H0618710 B2 JPH0618710 B2 JP H0618710B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は製品の一つの面が採用することを望む形状に
対応する多少平らな成形面を限定する型装置の中へ繊維
と未硬化樹脂を配置する工程、気密隔膜で繊維と樹脂と
をおおう工程、型装置と隔膜との間で繊維と樹脂とのま
わりのガスの圧力を減少させる工程、および上昇した温
度で樹脂を硬化させる工程を有する繊維補強樹脂母体構
成材料から板状製品を製造する方法に関する。
通常このような製品を前記した型装置の中で過大寸法で
成形し、成形工程の後に寸法を決めるため成形ずみの製
品の縁取りをする。
熱膨張をさせる困難さは「寸法決めするための正味」
（完成品の最終寸法を得るため縮少を必要としない寸
法）の成形の可能性を全く許さないことは今までにいつ
も考えられてきた。さらに、成形構成材料の機械的性質
が成形の縁部から離れた所の容積特性と比べて成形の縁
部のまわりで比較的貧弱であるとの感触があった。成形
の後の縁取りがこの疑わしい材料を切断する。
しかしながら、硬化し終つた後の成形品縁取りは高価な
工程でありまた縁取りずみの縁部に歓迎できない薄層へ
の裂けを招来し得る。縁取りずみの縁部に塗料を塗るこ
とは通常必要であり、このことはもう一つの歓迎できな
い浪費を生ずる。
通常の成形方法の前記欠点を避けるか改良することはこ
の発明の一つの目的である。
この発明の第１形態によれば、特別な輪郭の縁面を有す
る完成品の製造中の一つの段階として前記したように板
状製品を製造する方法は、特殊な輪郭の縁面を有する完
成品の製造中の一つの段階でありまた製品の補強繊維を
含ませかつ各周囲要素の縁面の輪郭に基いて成形品とそ
の特殊な輪郭との縁面を成形中に作るためまた希望の形
状と寸法との型空所の周囲を限定するように特別な縁輪
郭の少くとも二つの周囲要素を型装置の成形面に設ける
工程を有し、周囲要素のうちの少くとも一つが硬化工程
中成形面上ですべることができるようにその周囲要素を
成形面へ運ぶことを特徴とする。
この発明の方法では、型装置の構成材料の熱膨張係数は
成形製品を形成する樹脂の熱膨張係数にできるだけ接近
していなければならない。炭素繊維補強プラスチツク
（ＣＦＲＰ）ガス構成部分に使う樹脂に対して、鋼製の
型装置がこの点で適当であることが判明しまた製造する
のに比較的に容易である追加の利点を有する。それにも
かかわらず、成形形業中型装置の成形面上で型の周囲要
素のうち少くともいくつかをすべらせることにより熱膨
張と熱収縮をさせることは後で説明するように普通必要
である。
この発明の第２形態によれば、繊維補強樹脂母体構成材
料で作つた板状製品を成形しかつ上昇温度で硬化させる
ための型装置は、型空所の周囲の部分を限定するため型
装置の成形面に設けた少くとも一つの型の周囲要素を有
し、それでその周囲要素が硬化工程中成形面上ですべる
ことができることを特徴とする。
「周囲棒」または「周囲板」として成形面に取付けた型
の周囲要素を以下で呼ぶことは都合よい。
この発明によれば、希望の形状の型空所の周囲を２個ま
たはそれより多くの周囲棒か周囲板かによりまたは型面
と１体の周囲面とともに周囲棒か周囲板かの１個かそれ
より多くの組合わせによりもつぱら希望の形状の型空所
の周囲の輪郭を画く。いずれの場合にも、型装置は型空
所から樹脂が流出しないように製品の物理的寸法を限定
し、しかも完成品に求められるような縁部をもった成形
品を正確に製造するようなものであり、樹脂母体により
覆った縁部において、成形品の縁部までずっと延びてい
てかつ縁取りした過大寸法の縁部におけるように、露出
していない繊維補強を十分に補い、続く構成部分を介し
て正確な繰返し寸法決めを維持している。
寸法決めするため正確な構成部分を硬化する能力の直接
の結果として、過大寸法の接近とともに以前可能でなか
つたある構成部分の縁部分を硬化させるための能力の追
加の重要な利点がある。一つの例が「突合わせ目板」縁
部即ち盛上げ縁の造りである。それで１体に硬化した近
接パネル床面を設けることができ、床面即ち近接パネル
の全周に対する支持縁部は１体の突合わせ目板型であ
る。
周囲棒と周囲板とは成形面を限定する型装置「表皮」と
同じ材料から一般に作られる。これらは表皮に溶接する
かねじ係合した位置決め要素たとえばボルト、ピンまた
は当材により表皮を横切る運動に逆らつて固定されるこ
とができる。硬化中に成形面上で周囲要素がすべること
を必要とする場合には、周囲要素を保持する位置決め要
素を硬化前に除去することができる。前記の代りに、周
囲要素とその位置決め要素との間で硬化中制限したすべ
り運動のための装置を作ることができる。
この発明をさらによく理解するために、この発明をいか
に効果的に実施するかをさらに明瞭に図示するため、例
として添付図面を参照しよう。
第１図に図示する型装置１０は大きな鋼板１２から作つ
た成形面１１を基礎にし、成形面１１の希望の形状を維
持するため、周囲背当て部材１３と横背当て部材１４と
により鋼板１２を支える。運搬のためキヤスタ車輪１６
を設ける。
型空所１７の大きさと縁部との輪郭を長さで大体２ｍに
かつ幅で大体１ｍに限定するため、成形面１１上に４個
の要素２０，２１，２２，２３を設ける。これらの要素
のうち３個だけの要素を第１図に図示する。第２図は要
素２０を多数のボルト２４により鋼板１２にいかに固定
するかを図示し、ボルト２４は鋼板１２の中のめくら穴
２５の中の対応したねじと係合する。型空所１７の反対
側の要素２１を鋼板１２に同様に固定する。要素２２に
ついて、第３図は要素２２が内側縁部３１と外側縁部３
２とを連結する段部３０から成る段付き縁輪郭を有する
ことを図示する。要素２０，２１と同様に要素２２をボ
ルト３３により鋼板１２に抑止する。型空所１７の反対
縁部（図示してない）を要素２３により限定し、要素２
３は要素２０，２１の簡単な縁輪郭を有する。
第４図は成形製品の中に設けることになる検査ハツチの
寸法を有する別な周囲要素３５を図示する。その周囲要
素３５は縁要素２２のものと同様な段付き縁部を表わす
周囲３６を有する。前に説明したように、周囲要素３５
の中の穴３８の中の二つのボルト３７と鋼１２の中のね
じ付き穴３９とにより周囲要素３５を鋼板１２に抑止す
る。もし望むなら、穴３８を図示のように大きめに作る
ことができ、その場合硬化工程中にボルト３７をその位
置にそのままにして置くことができる。
型装置１０の使用中、好ましくはすでに樹脂をしみ込ま
せておりまたいわゆる「プレプレツグ（ｐｒｅ−ｐｒｅ
ｇ）」（繊維補強樹脂母体構成材料の母体を構成する樹
脂をすでにしみ込ませた補強繊維の配置の）型である炭
素繊維材料の層４０で型空所１７を充てんする。
第６図は第３図に図示するように縁要素２２の段付き縁
部にそつてのような位置で個個のプレプレツグ層４０の
配置を略図で図示する。縁要素２２の段部３０は成形製
品４１の外縁部１３２と内縁部１３１との間に延びる硬
化した成形製品４１の中の平らな舌部１３０を限定す
る。このような縁部を「１体の突合わせ目板」縁部と呼
ぶ。第３，６図に図示するように、縁部での多数のプレ
プレツグ層４０は硬化製品の中の肩部４２を生ずる。型
板の使用による型空所の中の位置決め前か、または型空
所の周囲面の内側縁部にそつて外科用メスを走行させる
ことにより、即ち型板として周囲要素を使うことにより
位置決め後に、ある寸法に作るためプレプレツグ層４０
を好ましくは縁取りすることができる。
成形しようとする製品の型式はもつぱら型面１１と周囲
要素２０〜３３とにより決められない形状の特徴を有す
る。たとえば第５図は、二つの成形型５１，５２の間お
よび各成形型と型装置１０の成形面１１との間にプレプ
レツグ層を成形するため下方の成形型５１の下にかつそ
のまわりにプレプレツグ層を置きかつ上方の成形型５２
を下方の成形型５１と係合関係にさせることにより強化
用の補強フランジ５０を製品４１の中にいかに結合させ
ることができるかを図示する。
型空所の中でプレプレツグ層を縁取りして組み合わせた
後に、後での硬化工程中に全部の周囲要素が熱膨張また
は熱収縮により生じた応力に応じて型面１１上をすべる
ことができるように、ボルト２４，３３，３７を除去す
る。気密隔膜、即ちいわゆる「真空袋」を型表皮の上に
置く。繊維材料の層を型空所の中へしつかり押し込むよ
うに計算された差圧を気密隔膜を横切つて得るために、
気密隔膜の下の空所を真空にする。
もし周囲要素を注意深く型面に合わせるならば、後での
「フラツシユ（flash）」の形成を伴う不十分な洩れが
起るけれども、型空所から要素を通つた樹脂の実質的な
損失があつてはならない。
この突固め工程後に、型装置１０をオートクレーブの中
に置きかつその型装置１０を樹脂硬化温度にまでもたら
すことにより樹脂を真空のもとで硬化させる。硬化した
製品は必要とする寸法を有しまた精密に必要とする断面
の鋭く限定した縁部を有する。
適当のように、型空所１７から外方に面しかつ型空所１
７に対する鋼板１２上の要素の方向を限定する周囲要素
の表面を隣接させるように鋼板１２に溶接した位置決め
当材を使うことができる。溶接したボルトと当材とは１
０mmから９mmまでの厚さの鋼板に対して適当である。こ
れより厚い鋼板に対して、第２，３，４図に図示のよう
に、鋼板の中のめくら穴とねじで係合させるため周囲要
素の中の穴を通つて延びる位置決め用のねじとピンとを
使うことができる。もし穴がめくら穴でないならば、真
空の完全さを失い、穴を通つて下方へ樹脂が逃げる危険
がある。
型空所１７の周囲での内側縁部にそつて要素の厚さ（成
形面１２に垂直な）は周囲での成形部分の希望の厚さよ
り大きくてはならない。さもなければ、第７図に図示す
るように、成形製品４１の周囲で上方に突出する望まし
くない舌部５５が生じ得る。最適度の配置を第８図に図
示し、それでは一定厚さの周囲要素２０の厚さは成形品
４１の厚さと正確に同じであり、第７図の舌部５５に対
応する樹脂舌部はない。
もし成形品の縁部の希望の最終厚さが周囲要素に期待さ
れる寿命中十分な物理的強さをもたせるより小さいなら
ば、十分な物理的強さのために必要な厚さから周囲要素
の内方に面する縁部での減少した厚さへ約１０〜１５mm
の距離にわたつて周囲要素を面取りすることができ、周
囲要素の内方に面する縁部の厚さは成形品の縁部の必要
な厚さより大きくてはならない。
周囲要素の幅は任意でありまた応用とともに変化しても
よいが、経験の示唆するところによれば、鋼板１２の平
面上での周囲要素の最適度の幅は約３２mmでありまた周
囲要素を通つて延びる固定用のボルトとねじとの中心
は、型空所の周囲を限定する縁部へよりも要素の外側縁
部へ近くに接近していなければならない。線は型空所の
周囲から約２２mmでなければならない。
大きな部分に対する型を設計するとき、型装置と成形す
る製品の構成材料との熱膨張係数での差を考量するよう
に注意しなければならない。工具外皮即ち鋼板と未硬化
成分との両方を大気温度から代表的には１７７℃である
硬化温度へ上昇する。結果として、成分を大気温度で周
囲要素により限定するよりも大きな寸法で硬化し、この
膨張を補償するため大気温度での型空所の寸法を調節し
なければならない。使う樹脂系の熱膨張係数により指示
したほどに、オートクレーブの硬化温度から室温への温
度低下中に、炭素繊維成分（ＣＦＲＰ）の製品は収縮し
ない。周囲温度への冷却中に周囲要素の収縮応力の設定
による成形製品への損傷は、少くとも１組の向き合つた
周囲要素の位置決めピンを硬化するのに先立つて除去す
ることにより避けられることができる。このことは、自
由になつた周囲要素が成形製品に接触したままであるの
で型装置１０の表面を横切つて自由の周囲要素を「浮
か」せる即ちすべらせる。前記の代りに、鋼板１２上で
の周囲要素の制限したすべり運動をさせる固定装置によ
り周囲要素を鋼板１２へ保持させる。
小さな形状の製品に対する型装置最適度の選択が型表皮
と１体の周囲面と鋼板１２上をすべることができる周囲
要素との組合わせとともにあることはしばしば事実であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は大きな大体円筒形の製品の周囲の部分を形成す
ることになる２重曲率の板状製品を成形する鋼製の型押
装置の斜視図、第２〜５図は図示した対応した数を付け
た切断線にそつて第１図を切つた断面図、第６図は成形
しようとする構成材料の中の繊維の配置を略図で図示す
る断面図、第７，８図は第２〜５図の断面図と同様な別
な断面図である。 図中にて、１０は型装置、１１は成形面、１２は鋼板、
１３は周囲背当て部材、１４は横背当て部材、１６はキ
ヤスタ車輪、１７は型空所、２０，２１，２２，２３は
要素、２４はボルト、２５はめくら穴、３０は段部、３
１は内側縁部、３２は外側縁部、３３はボルト、３５は
周囲要素、３６は周囲、３７はボルト、３８は穴、４０
はプレプレツグ層、４１は成形製品、４２は肩部、５
１，５２は成形型、５５は舌部、１３０は舌部、１３１
は内縁部、１３２は外縁部である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 101:10 105:06 105:24

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】製品の一つの面が採用することを望む形状
    に対応する多少平らな成形面を限定する型装置の中へ繊
    維と未硬化樹脂を配置する工程、気密隔膜で繊維と樹脂
    とをおおう工程、型装置と隔膜との間で繊維と樹脂との
    まわりのガスの圧力を減少させる工程、および上昇した
    温度で樹脂を硬化させる工程を有する繊維補強樹脂母体
    構成材料から板状製品を製造する方法において、その方
    法が特種な輪郭の縁面を有する完成品の製造中の一つの
    段階でありまた製品の補強繊維を含ませかつ各周囲要素
    の縁面の輪郭に基いて成形品とその特殊な輪郭との縁面
    を成形中に作るためまた希望の形状と寸法との型空所の
    周囲を限定するように特別な縁輪郭の少くとも二つの周
    囲要素を型装置の成形面に設ける工程を有し、周囲要素
    のうちの少くとも一つが硬化工程中成形面上ですべるこ
    とができるようにその周囲要素を成形面へ運ぶことを特
    徴とする繊維補強樹脂母体構成材料から板状製品を製造
    する方法。
  2. 【請求項２】繊維が炭素繊維であり、型装置が鋼製であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】型の周囲要素のうちの少くとも一つが成形
    面と１体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    または第２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】完成品の特別な輪郭が突合わせ目板の縁部
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
    項、または第３項に記載の方法。
  5. 【請求項５】型板として周囲要素の使用により型装置の
    中に配置した繊維をある寸法に作るため縁取りする工程
    を特徴とする特許請求の範囲前記各項のうちのいずれか
    １項に記載の方法。
  6. 【請求項６】型装置の外皮に固定しまたそれから突出す
    る位置決め要素により成形面を横切る運動に対して周囲
    要素を固定することを特徴とする特許請求の範囲前記各
    項のうちのいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】位置決め要素のうちの少くともいくつかが
    周囲要素の中の穴を通つて延びるボルトであることを特
    徴とする特許請求の範囲前記各項のうちのいずれか１項
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】穴が硬化中成形面上で穴を限定する周囲要
    素の制限した横方向すべり運動をさせるように過大な寸
    法を有することを特徴とする特許請求の範囲第７項に記
    載の方法。
  9. 【請求項９】硬化工程に先立つてボルトを除去する工程
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】繊維補強樹脂母体構成材料で作つた板状
    製品（４１）を成形しかつ上昇温度で硬化させるための
    型装置において、型空所（１７）の周囲の部分を限定す
    るための型装置の成形面（１１）に設けた少くとも一つ
    の型の周囲要素（２０〜２３）を型装置が有し、それで
    その周囲要素が硬化工程中成形面（１１）上ですべるこ
    とができることを特徴とする型装置。
  11. 【請求項１１】周囲要素（２０〜２３）が貫通穴（３
    ８）を有し、成形面がそれから突出する位置決め用のボ
    ルト（２４，３３，３７）を有し、それらが周囲要素を
    成形面に固定するため各貫通穴（３８）を通つて延びる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の型装
    置。
  12. 【請求項１２】位置決め用のボルトが取はずし自在であ
    り、それで成形後にかつ硬化に先立つてボルトを取はず
    すことができることを特徴とする特許請求の範囲第１１
    項に記載の型装置。
  13. 【請求項１３】位置決め用のボルトと貫通穴（３８）の
    周囲との間にすきまを設け、硬化中にボルトに対して周
    囲要素の制限したすべりをさせるためボルトが貫通穴
    （３８）を通つて延びることを特徴とする特許請求の範
    囲第１１項に記載の型装置。
  14. 【請求項１４】型の周囲要素のうちの少くとも一つの周
    囲要素（２２）が板状の製品（４１）の突合わせ目板の
    縁部（１３）を段付き部分で成形するため型空所（１
    ７）の周囲の段付き部分（３０）を限定することを特徴
    とする特許請求の範囲第１０項から第１３項までのうち
    いずれか１項に記載の型装置。
  15. 【請求項１５】成形した板状製品（４１）の中に設けよ
    うとする近接穴の周囲要素に対応する少くとも一つの周
    囲要素（３５）を有し、１体の突合わせ目板の周囲（３
    ６）と縁部とをもつた近接穴を板状製品の成形工程中に
    作ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項から第１
    ４項のうちのいずれか１項に記載の型装置。
JP61072632A 1985-04-01 1986-04-01 繊維補強樹脂母体構成材料から板状製品を製造する方法および型装置 Expired - Lifetime JPH0618710B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB858508419A GB8508419D0 (en) 1985-04-01 1985-04-01 Moulding fibre reinforced resin
GB8508419 1985-04-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61229537A JPS61229537A (ja) 1986-10-13
JPH0618710B2 true JPH0618710B2 (ja) 1994-03-16

Family

ID=10577004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61072632A Expired - Lifetime JPH0618710B2 (ja) 1985-04-01 1986-04-01 繊維補強樹脂母体構成材料から板状製品を製造する方法および型装置

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4882118A (ja)
EP (1) EP0197709B1 (ja)
JP (1) JPH0618710B2 (ja)
AU (1) AU590544B2 (ja)
BR (1) BR8601418A (ja)
CA (1) CA1245823A (ja)
DE (1) DE3685246D1 (ja)
ES (2) ES8705792A1 (ja)
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