JP6054714B2 - Forming method and forming mold - Google Patents
Forming method and forming mold Download PDFInfo
- Publication number
- JP6054714B2 JP6054714B2 JP2012252905A JP2012252905A JP6054714B2 JP 6054714 B2 JP6054714 B2 JP 6054714B2 JP 2012252905 A JP2012252905 A JP 2012252905A JP 2012252905 A JP2012252905 A JP 2012252905A JP 6054714 B2 JP6054714 B2 JP 6054714B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- temperature
- raising
- molding
- thermosetting resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 57
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 71
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 71
- 239000012778 molding material Substances 0.000 claims description 57
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 37
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 14
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 13
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 35
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 14
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 7
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 6
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001365789 Oenanthe crocata Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
本発明は、強化炭素繊維とマトリクス樹脂とからなり、例えば、自動車や航空機などの繊維強化樹脂製部材を賦形型を使用して3次元形状に賦形する賦形成形方法及び賦形成形型に関する。 The present invention comprises a reinforcing carbon fiber and a matrix resin. For example, a forming method and a forming mold for forming a fiber reinforced resin member such as an automobile or an aircraft into a three-dimensional shape using the forming mold. About.
従来より、炭素繊維を強化繊維とする繊維強化樹脂の成形法として平板状の積層成形品を型上に配置し、金型内部を真空状態にして樹脂を注入し、前記平板状の積層成形品に樹脂を拡散、含浸させるレジントランスファーモールディング成形法が知られている。 Conventionally, as a method of molding a fiber reinforced resin using carbon fiber as a reinforcing fiber, a flat laminated product is placed on a mold, the mold is evacuated, and the resin is injected into the flat laminated product. A resin transfer molding method in which a resin is diffused and impregnated is known.
特許文献1には、このレジントランスファーモールディング成形法に用いるのに好適な3次元形状を有する平板状の積層成形品を、高精度、かつ自動的に製造することのできる賦形成形方法が開示された。 Patent Document 1 discloses a forming method capable of automatically and accurately producing a flat laminated molded product having a three-dimensional shape suitable for use in this resin transfer molding method. It was.
特許文献1に開示された賦形成形方法は強化繊維と熱硬化性樹脂からなる平板状の積層成形品を用いるものであって、炭素繊維と熱硬化性樹脂成形材料の積層品を硬化温度で圧縮成形する際、上下型の分割面より積層品から熱硬化性樹脂のみ流出し、成形品に充分な肉厚が得られない。これを上下型の型締め方向にストッパーを設けて型締めを規制することによって対策する場合、製品部に充分な型締め圧がかからず、得られる成形品に充分な強度を与えることができない。
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、強化繊維と熱硬化性樹脂からなる成形原反材を用い、強度の強い成形品を効率よく製造することができる賦形成形方法を提供することを目的とする。
The forming method disclosed in Patent Document 1 uses a flat laminated molded article made of reinforcing fibers and a thermosetting resin, and the laminated article of carbon fibers and a thermosetting resin molding material is cured at a curing temperature. At the time of compression molding, only the thermosetting resin flows out from the laminated product from the upper and lower mold dividing surfaces, and a sufficient thickness cannot be obtained in the molded product. When measures are taken by providing a stopper in the mold clamping direction of the upper and lower molds to restrict mold clamping, sufficient clamping pressure is not applied to the product part, and sufficient strength cannot be given to the obtained molded product. .
In view of the above problems in the prior art, the present invention provides a forming method that can efficiently produce a strong molded product using a molding raw material made of a reinforcing fiber and a thermosetting resin. Objective.
すなわち本発明の賦形成形方法は、複数本の強化繊維束を含む織物基材の少なくとも一方の表面に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料が付着された成形原反材を裁断し積層した積層成形材を成形型に投入配置し、加圧、加熱して複数本の強化繊維束を含む織物基材に付着している樹脂材料を硬化して繊維間及び成形原反材の層間を接着する賦形成形方法において、積層成形材を予熱して成形型へ投入配置する予熱工程と、成形型を型締し加圧する工程と、上下型の分割線近傍領域の上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度で成形型より高い所要の温度に昇温する工程と、成形型を硬化温度に昇温して型を開き離型する工程とを有し、上下型の分割線近傍領域の上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する工程が上下型の分割線にレーザ光を照射する工程であることを特徴とする。
この本発明の賦形成形方法によって、成形型を熱硬化性樹脂材の硬化温度に加熱することによって熱硬化性樹脂を強化繊維に含侵させた状態で硬化し、繊維積層によって強化して十分な成形品強度の熱硬化性樹脂材を成形することが可能となる。しかも長い昇温時間によってサイクルタイムが過長になることを予熱することによって防止することができる。
That is, the forming method of the present invention cuts and laminates a forming raw material in which a resin material mainly composed of a thermosetting resin is attached to at least one surface of a textile base material including a plurality of reinforcing fiber bundles. The laminated molding material is placed in a molding die, pressed and heated to cure the resin material adhering to the fabric substrate including a plurality of reinforcing fiber bundles, and between the fibers and the interlayer of the molding raw material. In the forming method for bonding, at least one of a preheating step of preheating the laminated molding material and placing it in the molding die, a step of clamping and pressurizing the molding die, and an upper and lower die in the vicinity of the dividing line of the upper and lower die A step of heating the mold to a required temperature higher than that of the mold at the curing temperature of the thermosetting resin, and a step of heating the mold to the curing temperature to open and release the mold. At least one of the upper and lower molds in the vicinity of the dividing line is set to the curing temperature of the thermosetting resin. And wherein the step of temperature is a step of irradiating a laser beam to the upper and lower molds parting line.
By this forming method of the present invention, the mold is heated to the curing temperature of the thermosetting resin material so that the thermosetting resin is impregnated in the reinforcing fibers, and is sufficiently reinforced by fiber lamination. It becomes possible to mold a thermosetting resin material having a strong molded product strength. In addition, it can be prevented by preheating that the cycle time becomes excessive due to the long heating time.
また上部型と下部型とからなる成形型による賦形成形工程では、温度上昇による膨張圧で上部型と下部型の分割部分から樹脂材料がはみ出しを起こす。積層成形材の樹脂材料は内部からの熱膨張によって一部が金型合わせ目部分にはみ出す。このはみ出しは、フラッシュ、バリ、スピューとも呼ばれ、分割部分のはみ出し部に生じる線はパーティングライン、フラッシュラインと呼称される。
本発明の賦形成形方法でも、対策しない場合には、強化繊維と熱硬化性樹脂成形材料の積層品をただ単にその硬化温度に昇温しで圧縮成形すると、型分割面より熱硬化性樹脂のみ流出し、肉厚が薄くなる問題が生じ得る。
Further, in the forming process using the molding die composed of the upper die and the lower die, the resin material protrudes from the divided portion of the upper die and the lower die due to the expansion pressure due to the temperature rise. A part of the resin material of the laminated molding material protrudes from the die joint portion due to thermal expansion from the inside. This protrusion is also called flash, burr, or spew, and the lines generated at the protrusions of the divided parts are called parting lines and flash lines.
If there is no countermeasure even in the forming method of the present invention, if the laminated product of reinforcing fiber and thermosetting resin molding material is simply heated to its curing temperature and compression molded, the thermosetting resin from the mold dividing surface Only the spills out and the thickness becomes thin.
そこで本発明の賦形成形方法によれば上下型の分割線近傍領域の上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度で成形型より高い所要の温度に昇温する工程を備える。
この上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度で成形型より高い所要の温度に昇温する工程によって部分的に昇温した部分の熱硬化性樹脂が硬化されることによって、外部へのはみ出しが阻止され、樹脂流出をふせぐことができる。この成形型より高い所要の温度とは、外部へのはみ出しを阻止するに充分な程度に昇温した部分の熱硬化性樹脂が短時間に硬化される温度である。
Therefore, according to the forming method of the present invention, there is provided a step of heating at least one of the upper and lower molds in the vicinity of the dividing line of the upper and lower molds to a required temperature higher than that of the mold at the curing temperature of the thermosetting resin. .
By curing at least one of the upper and lower molds at a part of the thermosetting resin that has been partially heated by the process of raising the temperature to a required temperature higher than that of the mold at the curing temperature of the thermosetting resin, Protrusion to the outside is prevented and resin spillage can be prevented. The required temperature higher than that of the mold is a temperature at which the portion of the thermosetting resin whose temperature has been raised enough to prevent the protrusion to the outside is cured in a short time.
成形型が製品部型と、製品部型の背面に蓄熱盤を備え、製品部型のヒ−タ−と、蓄熱盤からの熱伝導で製品部型の型温を昇温させることによって、蓄熱盤の存在により、製品部型の昇温が早くなり、製品部型のヒ−タ−の容量を低減することができる。
The mold is equipped with a product part mold and a heat storage panel on the back of the product part mold, and the product part mold heater and the heat conduction from the heat storage panel raise the mold part temperature of the product part mold to store heat. Due to the presence of the board, the temperature of the product part mold is increased, and the capacity of the product part heater can be reduced.
上下型の分割線近傍領域の上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する工程を近赤外線で加熱し、遠赤外線温度センサ−で温度を検知し、近赤外線の強度を調整し所要の温度に昇温させる工程とすることができる。また上下型の分割線にレーザ光を照射する工程としてもよい。 The process of heating at least one of the upper and lower molds in the vicinity of the upper and lower mold dividing lines to the curing temperature of the thermosetting resin is heated with near infrared rays, the temperature is detected with a far infrared temperature sensor, It can be set as the process of adjusting intensity | strength and heating up to required temperature. Alternatively, the upper and lower parting lines may be irradiated with laser light.
積層成形材を予熱すると共に予成型した後に成形型へ投入配置することにより、簡易に効率よく成形型へ投入配置することが可能となる。また積層成形材を予成型した予成型品を準備しておくことによって、さらに成形効率を向上することができる。予成型の態様としては、例えば成形型への積層成形材の投入配置部分の内側形状に沿う形状に積層成形材を予熱すると共に絞り加工を行う。 By preheating and pre-molding the laminated molding material and then placing it in the molding die, it becomes possible to simply and efficiently place it in the molding die. Further, by preparing a pre-formed product obtained by pre-forming a laminated molding material, the molding efficiency can be further improved. As a form of pre-molding, for example, the laminated molding material is preheated to a shape along the inner shape of the portion where the laminated molding material is placed in the mold, and drawing is performed.
予熱工程を、近赤外線で加熱し、遠赤外線温度センサ−で温度を検知し、近赤外線の強度を調整し所要の温度に昇温させる工程とすることによって、近赤外線で、予熱対象の分子を加熱し中芯まで加熱でき、また遠赤外線センサ−によって非接触で正確な温度を検知することができる。近赤外線強度を、電圧の連続降下で調整し所要の温度に昇温させることによって近赤外線で、予熱対象の分子を加熱し、予熱対象を効率よく中芯まで加熱することができる。
The preheating process is a process of heating with near infrared rays, detecting the temperature with a far infrared temperature sensor, adjusting the intensity of the near infrared rays and raising the temperature to a required temperature, thereby allowing the molecules to be preheated to be heated with the near infrared rays. It can be heated and heated to the center, and the far-infrared sensor can detect the accurate temperature without contact. By adjusting the near-infrared intensity with a continuous voltage drop and raising the temperature to a required temperature, the molecules to be preheated can be heated with the near infrared rays, and the preheated object can be efficiently heated to the center.
予熱工程が、硬化温度に昇温過程の成形型へ積層成形材を投入配置して近赤外線で加熱し、遠赤外線温度センサ−で温度を検知し、近赤外線の強度を調整し所要の温度に昇温させる工程であることによって、近赤外線で、予熱対象の分子を加熱し中芯まで加熱でき、また遠赤外線センサ−によって非接触で正確な温度を検知することができる。しかも硬化温度に昇温過程の積層成形材を昇温した成形型へ投入配置することによって効率よく時間短縮して予熱することができる。
In the preheating process, the laminated molding material is placed in a mold that is being heated to the curing temperature, heated with near infrared rays, the temperature is detected with a far infrared temperature sensor, and the intensity of near infrared rays is adjusted to the required temperature. By being the step of raising the temperature, the molecule to be preheated can be heated to the middle core with near infrared rays, and the accurate temperature can be detected in a non-contact manner by the far infrared sensor. In addition, the laminated molding material in the process of raising the temperature to the curing temperature is placed in a mold that has been heated, so that the time can be efficiently reduced and preheated.
上部型のブロックを下降し、下部型のブロックを押し上げて積層成形材を挟持することによって、型移動の相対速度を向上して、成形サイクルタイムの更なる短縮が可能となる。
By lowering the upper mold block and pushing up the lower mold block to sandwich the laminated molding material, the relative speed of mold movement can be improved and the molding cycle time can be further shortened.
また本発明の賦形成形型は、複数本の強化繊維束を含む織物基材の少なくとも一方の表面に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料が付着された成形原反材を裁断し積層した積層成形材を成形型に投入配置し、加圧、加熱して複数本の強化繊維束を含む織物基材に付着している樹脂材料を硬化して繊維間及び成形原反材の層間を接着する賦形成形方法において、積層成形材を予熱して成形型へ投入配置する予熱工程と、成形型を型締し加圧する工程と、上下型の分割線近傍領域の上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度で成形型より高い所要の温度に昇温する工程と、成形型を硬化温度に昇温して型を開き離型する工程とを有する賦形成形方法に用いられる賦形成形型であって、賦形をする上部型と下部型とからなる成形型と、上下型の分割線近傍領域の上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する昇温手段と、成形型を型締し加圧する手段と、成形型を硬化温度に昇温して型を開き離型する手段とを有し、前記昇温手段が入れ駒であることを特徴とする。 Further, the forming mold of the present invention is formed by cutting and molding a forming raw material in which a resin material mainly composed of a thermosetting resin is attached to at least one surface of a fabric base material including a plurality of reinforcing fiber bundles. The laminated molding material is placed in a molding die, pressed and heated to cure the resin material adhering to the fabric substrate including a plurality of reinforcing fiber bundles, and between the fibers and the interlayer of the molding raw material. In the forming method for bonding, at least one of a preheating step of preheating the laminated molding material and placing it in the molding die, a step of clamping and pressurizing the molding die, and an upper and lower die in the vicinity of the dividing line of the upper and lower die A forming method having a step of raising the temperature to a required temperature higher than that of the molding die at a curing temperature of the thermosetting resin, and a step of raising the molding die to a curing temperature and opening and releasing the die A forming mold that is used, and a forming mold comprising an upper mold and a lower mold for shaping A temperature raising means for raising the temperature of at least one of the upper and lower molds in the vicinity of the dividing line of the upper and lower molds to a curing temperature of the thermosetting resin, a means for clamping and pressurizing the mold, and a curing temperature of the mold was heated to have a means for releasing the mold is opened, wherein said a is placed frame heating means.
前記昇温手段を入れ駒とすることができる。また上下型の分割線近傍領域の上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する工程を近赤外線で加熱し、遠赤外線温度センサ−で温度を検知し、近赤外線の強度を調整し所要の温度に昇温させる場合にはかかる赤外線装置が前記昇温手段となる。さらに上下型の分割線にレーザ光を照射する場合にはレーザ放射装置が前記昇温手段となる。
The temperature raising means can be a slot. Further, the step of raising the temperature of at least one of the upper and lower molds in the vicinity of the upper and lower mold dividing lines to the curing temperature of the thermosetting resin is heated with near infrared rays, the temperature is detected with a far infrared temperature sensor, and the near infrared rays are detected. In the case of adjusting the intensity of the light and raising the temperature to a required temperature, such an infrared device becomes the temperature raising means. Further, when irradiating the upper and lower parting lines with laser light, a laser emitting device serves as the temperature raising means.
以上の本発明の賦形成形方法によって製造された繊維強化樹脂成形品は、高強度軽量で効率よく安価に製造でき、しかも複雑形状の附形も可能であることから、各種用途に適用が可能となる。
The fiber reinforced resin molded product produced by the above forming method of the present invention can be applied to various applications because it can be manufactured with high strength, light weight, efficiency and low cost, and also can be shaped with complex shapes. It becomes.
本発明に係る賦形成形方法及び賦形成形型によれば、成形原反材を用い強度の強い成形品を形状自由度高くかつ効率よく3次元形状に賦形することができる。 According to the forming method and the forming mold according to the present invention, it is possible to form a strong molded product into a three-dimensional shape with a high degree of freedom in shape using a forming raw material.
本発明の賦形成形方法は、図1(a)に示す成形原反材1を用いて行う。図1(a)に示すように、成形原反材1は、複数本の強化繊維束2を含む織物基材3の少なくとも一方の表面に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料4が付着してなる。
The forming method of the present invention is performed using a forming raw material 1 shown in FIG. As shown in FIG. 1A, the molding material 1 has a resin material 4 mainly composed of a thermosetting resin attached to at least one surface of a
織物基材3は、図1(b)に示すように互いに平行となるよう一方向に引き揃えられた複数本の強化繊維束2を直交する二方向に織成してなる二方向性織物である。二方向性織物は、強化繊維束2間の相対位置の変化による変形がしやすく立体形状に変形しやすいこと、少ない枚数で力学的に擬似等方性を有する積層成形材を得やすい利点がある。
強化繊維束2を用いることにより、最終製品である繊維強化樹脂成形品の力学特性を高いものとすることができる。
強化繊維束2は、炭素繊維束、黒鉛繊維束、ガラス繊維束、または、アラミド繊維束などを用いることができ、炭素繊維束であることが好ましい。炭素繊維束を用いることにより、最終製品である繊維強化樹脂成形品の力学特性を高いものとすることができる。
As shown in FIG. 1B, the
By using the reinforced
The reinforcing
織物基材3の表面に付着している樹脂材料4は、織物基材3の層間を接着する作用を得ることができる熱硬化性樹脂を主成分とする。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシを用いることができる。樹脂材料4が熱硬化性樹脂を主成分とするものとすることによって成形原反材1を積層して、立体形状へと変形させた後に織物基材3の層間を接着させる場合の取り扱い性が向上し、生産性が向上する。なお、主成分とは樹脂材料4を構成する成分の中で、その割合が最も多い成分である。
The resin material 4 adhering to the surface of the woven
以下に本発明の第一の実施の形態の賦形成形方法を図2を参照して詳述する。
先ず成形原反材1を積層し、予備積層成形型(図示せず)で予備圧縮成形した積層成形材5を予備加熱型6で予備加熱する。
予備加熱にあたっては上部より近赤外線放射装置7によって近赤外線で予備加熱型6内の熱盤8上に載置された積層成形材5を加熱する。遠赤外線温度センサ−(図示せず)で積層成形材5の温度を検知し、近赤外線放射装置7による近赤外線の強度を調整し所要の温度に積層成形材5を昇温させる。
一方3次元形状を有する賦形型である成形型9を予熱して成形原反材1の硬化温度に昇温する。次に積層成形材5を予熱された成形型9に収納し、成形型9によって積層成形材5を圧縮する。これによって織物基材3に付着している樹脂材料4を硬化して積層成形材5の層間を接着し、形状を保持させる。
その後成形型9を開き離型する。以上の各工程によって成形原反材1を積層して3次元形状に賦形する。
以上のように予熱工程が、積層成形材5を昇温した成形型9へ投入配置して近赤外線放射装置7によって近赤外線で加熱し、遠赤外線温度センサ−で温度を検知し、近赤外線の強度を調整し所要の温度に昇温させる工程とすることによって、近赤外線で、予熱対象の分子を加熱し中芯まで加熱できる。また遠赤外線センサ−によって非接触で正確な温度を検知することができる。しかも硬化温度に昇温過程の積層成形材5を昇温した成形型9へ投入配置することによって効率よく時間短縮して予熱することができる。
Hereinafter, the forming method according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
First, the forming raw material 1 is laminated, and a
In the preheating, the
On the other hand, the forming die 9 which is a shaping die having a three-dimensional shape is preheated and the temperature is raised to the curing temperature of the forming raw material 1. Next, the
Thereafter, the mold 9 is opened and released. The forming raw material 1 is laminated by the above steps and shaped into a three-dimensional shape.
As described above, in the preheating step, the
積層成形材5を加熱する温度は、樹脂材料4が硬化して積層成形材5の層間を接着させる温度である。積層成形材5が加圧されながら加熱されることで、積層成形材5を構成する複数本の強化繊維束2を含む織物基材3が互いに強く押付けられる。次いで積層成形材5が昇温されることにより、織物基材を構成する強化繊維束の単糸の間に浸透している樹脂材料4は対向する複数本の強化繊維束相互を接着すると共に、積層成形材5の層間を接着する。
The temperature at which the
この様に積層成形材5を立体形状に変形させ層間を接着することにより、シワが無い立体形状の成形体を製造することができる。またこの成形体は積層成形材5の層間が接着されているために、剛性が高く形状保持性に優れており、取り扱いが効率よく行える。
In this way, by deforming the
成形型9は製品部型10と、蓄熱盤11とからなり、製品部型10に備えたヒ−タ−12と蓄熱盤11よりの熱伝導で成形型9の型温を昇温させる。製品部型10は上型10aと下型10bとからなり上部型10aが下部型10bに嵌入して型合わせされることによって製品の成型が行われる。また成形型9はエア−と蒸気を含む温水等の流動媒体のための昇温通水経路13を備え、成形型9は昇温通水経路13に通水することによって急加熱される。昇温通水経路13はエア−を印加することによって効率的に水を抜き取り降下させることができる。すなわち成形型9の型温が所要の温度に達した後、昇温通水経路13における通水を止めエア−を印加することによって、成形型9の昇温を終了し、成形型9内の製品を取り出した後に、成形型9の再度の昇温を効率的に開始することができる。
The mold 9 includes a
この賦形成形方法は、上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域の上部型10aと下部型10bのうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度で成形型より高い所要の温度に昇温する昇温手段PMを用いて行う。この昇温手段PMは図3(a)(b)に示すように、上部型10aの縁部にのみ対向して下部型10bに載置した積層成形材5の縁部外側の下部型10b上に入れ駒型として配置される。入れ駒型PMは上部型10aと下部型10bとの型合わせ面の形状もしくは下部型10bに載置する積層成形材5外形と一致する内側形状を有して形成される。その入れ駒型PMの内側に上部型10aが嵌入して上部型10aと下部型10bとが型合わせされることによって下部型10bに載置する積層成形材5の成形が行われる。
In this forming method, at least one of the
積層成形材5を予熱して成形型9へ投入配置する予熱工程の後に、上部型10aと下部型10bとが型合わせされることによって製品の成型が行われる。その過程で上部型10aと下部型10bとの型合わせによる圧縮成型と同時に上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域の上部型10aと下部型10bを熱硬化性樹脂の硬化温度で成形型より高い所要の温度に昇温する昇温工程が入れ駒型PMを用いて行われる。このように、入れ駒型PMを用いた昇温工程を行わない場合には、上部型10aと下部型10bの分割部分から成型課程における温度上昇による膨張圧で積層成形材5の表面の樹脂の一部が金型合わせ目部分にはみ出しバリを形成する。しかし入れ駒型PMを用いた昇温工程を行うことによって積層成形材5の表面の樹脂は、金型合わせ目部分において昇温硬化し、それが障壁となって樹脂流出が抑止されてバリの形成が最小化される。
After the preheating process in which the
図4(a)に上部型10aを示し、図4(b)に下部型10bを示す。図に示すように下部型10bにはその上面に入れ駒型PMを載置するための凹部PM1を有する。凹部PM1は積層成形材5を収納するキャビテイの四側を囲って形成される。この凹部PM1に入れ駒型PMを断熱層PM2を介して収納し、下部型10bとの点接触部(図示せず)によって下部型10b上に支持する。一方、図4(a)に示す上部型10aと下部型10bとを型合わせした状態で入れ駒型PMの上面部と上部型10aの下面には間隙が形成され、相互の接触はない。
その結果、積層成形材5の予熱温度に保持される上部型10a及び下部型10bと入れ駒型PMとの間の熱伝導は最小限とされる。入れ駒型PMによる昇温領域は専ら上部型10aと下部型10bとの型合わせ時における積層成形材5を収納するキャビテイ周囲の、上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域の上部型10aとなる。
FIG. 4A shows the
As a result, the heat conduction between the
次に本発明の第二の実施の形態の賦形成形方法を図5(a)〜(c)を参照して詳述する。
第二の実施の形態の賦形成形方法では上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域の上部型10aと下部型10bのうち少なくとも1方を近赤外線放射装置20によって近赤外線で加熱し、遠赤外線温度センサ−で温度を検知し、近赤外線の強度を調整し所要の温度に昇温させることによって、上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域の前記熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する。この第二の実施の形態でも積層成形材14を予熱して成形型9へ投入配置する予熱工程の後に、上部型10aと下部型10bとが型合わせされることによって製品の成型が行われる。その成形型を型締し加圧する過程で上部型10aと下部型10bとの型合わせによる圧縮成型と同時に上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域の上部型10aと下部型10bを熱硬化性樹脂の硬化温度で成形型より高い所要の温度に昇温する工程が近赤外線放射装置20を用いて行われる。
It explained in detail below second embodiment excipient type method of the present invention with reference to FIG. 5 (a) ~ (c) .
In the forming method of the second embodiment, at least one of the
以上の近赤外線の強度は、近赤外線放射装置7への通電圧の連続降下で調整する。通電圧のON−OFFで近赤外線による加熱及びその停止を反復した場合には加熱対象の温度変化の脈動が大きく安定しない。これに対して近赤外線の強度を通電圧のON−OFFではなく電圧の連続降下で調整することによって、近赤外線が連続して照射されて温度変化に脈動が生じることはない。そのため加熱対象の温度を効率的に設定温度で安定させることができる。
The intensity of the near infrared light described above is adjusted by a continuous drop of the conduction voltage to the near infrared radiation device 7. When the heating by near infrared rays and the stop thereof are repeated with ON / OFF of the conduction voltage, the pulsation of the temperature change of the heating target is largely unstable. On the other hand, by adjusting the intensity of near infrared rays not by ON / OFF of the voltage but by the continuous voltage drop, the near infrared rays are continuously irradiated and no pulsation occurs in the temperature change. Therefore, the temperature of the object to be heated can be stabilized efficiently at the set temperature.
次に本発明の第三の実施の形態の賦形成形方法を説明する。
第三の実施の形態の賦形成形方法では、図6に示すように積層成形材14の投入配置部分の成形型9内側形状に沿う形状に積層成形材14を予熱すると共に予成型として絞り加工を行う。この第三の実施の形態の賦形成形方法では、成形型を型締し加圧する過程で上部型10aと下部型10bとの型合わせによる圧縮成型と同時に上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域の上部型10aと下部型10bを熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する工程がレーザ放射装置21を用いた局部加熱によって行われる。具体的にはレーザ放射装置21に備えられる高出力の半導体ダイオードレーザーを熱源として利用し、上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域、特には分割線を非接触で局部加熱し、圧縮成形過程の積層成形材14の周縁を部分的に硬化する。レーザーは単波長であり、標準φ0.4、φ0.6(最小0.2mm)まで絞ることができ、局所的な加熱 に適し、本実施の形態ではレーザー光照射によって極めて短時間に積層成形材14の周縁を部分的に硬化することができる。
Next, the forming method according to the third embodiment of the present invention will be described.
In the forming method of the third embodiment, as shown in FIG. 6, the laminated molding material 14 is preheated to a shape along the inner shape of the molding die 9 in the input arrangement portion of the laminated molding material 14 and drawn as a pre-molding. I do. In the forming method of the third embodiment, the dividing line of the
二方向性織物基材3の一方の表面に、エポキシを主成分とする樹脂材料4が表面に付着した100mm×100mmの大きさの正方形の成形原反材1を複数用意した。この各成形原反材1は正方形の辺の方向をそれぞれ0°、90°方向としたときに、繊維軸方向が概ね0°、90°方向となるものとした。
この各成形原反材1を、最上面の強化繊維織物のみ樹脂材料4が付着した面を下側にし、それ以外は樹脂材料4が付着した面を上側にして積層した積層成形材14を得た。
On one surface of the bi-directional woven
A laminated molding material 14 is obtained by laminating each of the raw molding materials 1 with the uppermost reinforcing fiber woven fabric having the resin material 4 attached to the lower side and the other side having the resin material 4 attached to the upper side. It was.
その積層成形材14を熱盤8上に配置し、上部より近赤外線放射装置7によって近赤外線で積層成形材14を加熱した。遠赤外線温度センサ−で積層成形材14の温度を検知し、近赤外線放射装置7による近赤外線の強度を調整し積層成形材14を昇温させ予熱した。
近赤外線の強度は、近赤外線放射装置7への通電圧の連続降下で調整した。
The laminated molding material 14 was placed on the
The intensity of the near infrared ray was adjusted by a continuous drop of the conduction voltage to the near infrared radiation device 7.
一方、製品部型10と、蓄熱盤11とからなり、製品部型10に備えたヒ−タ−12と蓄熱盤11よりの熱伝導で成形型9の型温を昇温させて予熱した。この予熱された成形型9に予熱した積層成形材14を収納し、上部型10aと下部型10bの分割線近傍領域の上部型10aと下部型10bを熱硬化性樹脂の硬化温度に入れ駒型PMを用いて昇温した。
次に加圧しながら成形型9の提供する平板状の平板積層成形品形状に変形させると共に成形型9を昇温通水経路13に通水することによって加熱した。それにより昇温によって硬化した平板積層成形品15を得た。
表1に以上の各工程における温度、圧力、所要時間を示す。
On the other hand, it consists of a
Next, while being pressurized, it was deformed into the shape of a flat plate laminated molded product provided by the mold 9 and heated by passing the mold 9 through the temperature rising
Table 1 shows the temperature, pressure, and required time in each of the above steps.
1・・・成形原反材、2・・・強化繊維束、3・・・織物基材、4・・・樹脂材料、5,14・・・積層成形材、6・・・予備加熱型、7・・・近赤外線放射装置、9・・・成形型、10・・・製品部型、11・・・蓄熱盤、13・・・昇温通水経路、12・・・ヒ−タ−、15・・・平板積層成形品、17・・・下部型、17a・・・下部型中央部ブロック、16・・・上部型、16a・・・上部型中央部ブロック、18・・・対抗型、19・・・凹型。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Molding raw material, 2 ... Reinforcement fiber bundle, 3 ... Textile base material, 4 ... Resin material, 5,14 ... Laminated molding material, 6 ... Preheating type, DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Near-infrared radiation | emission apparatus, 9 ... Mold, 10 ... Product part type | mold, 11 ... Heat storage board, 13 ... Temperature rising water passage, 12 ... Heater, 15 ... Flat plate molded product, 17 ... Lower mold, 17a ... Lower mold center block, 16 ... Upper mold, 16a ... Upper mold center block, 18 ... Counter mold, 19: Concave type.
Claims (3)
上下型の分割線近傍領域の上下型のうち少なくとも1方を前記熱硬化性樹脂の硬化温度に昇温する工程が上下型の分割線にレーザ光を照射する工程であることを特徴とする賦形成形方法。 Laminate molding material, which is made by cutting and laminating a raw material with a resin material consisting mainly of thermosetting resin on at least one surface of a woven fabric substrate containing multiple reinforcing fiber bundles, is placed in the mold. In the forming method in which the resin material adhering to the textile substrate containing a plurality of reinforcing fiber bundles is cured by pressurization and heating to bond between the fibers and between the layers of the molding raw material, lamination molding At least one of a preheating step of preheating the material and placing it in the mold, a step of clamping and pressurizing the mold, and an upper and lower mold in the vicinity of the dividing line of the upper and lower molds. And raising the mold to a required temperature higher than the mold, and raising the mold to the curing temperature, opening the mold and releasing the mold,
The step of raising the temperature of at least one of the upper and lower molds in the vicinity of the upper and lower mold dividing lines to the curing temperature of the thermosetting resin is a process of irradiating the upper and lower mold dividing lines with laser light. Forming method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012252905A JP6054714B2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Forming method and forming mold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012252905A JP6054714B2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Forming method and forming mold |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014100822A JP2014100822A (en) | 2014-06-05 |
JP2014100822A5 JP2014100822A5 (en) | 2015-12-24 |
JP6054714B2 true JP6054714B2 (en) | 2016-12-27 |
Family
ID=51023811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012252905A Active JP6054714B2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Forming method and forming mold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6054714B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6811573B2 (en) * | 2016-09-21 | 2021-01-13 | 三光合成株式会社 | Formed type and formed type method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5812723A (en) * | 1981-07-15 | 1983-01-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Manufacture of laminated board |
JPH0433855A (en) * | 1990-05-30 | 1992-02-05 | Dainippon Ink & Chem Inc | Manufacture of metal foil-plated laminated plate |
JP2001179877A (en) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Method for manufacturing laminated sheet |
JP2001279554A (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Reinforced fiber woven fabric and method of weaving the same |
JP5712038B2 (en) * | 2011-04-21 | 2015-05-07 | 三光合成株式会社 | Forming method |
-
2012
- 2012-11-19 JP JP2012252905A patent/JP6054714B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014100822A (en) | 2014-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5757338B2 (en) | Manufacturing method of fiber reinforced composite material molded article | |
JP5668874B2 (en) | Preform manufacturing method and fiber reinforced resin molded product manufacturing method | |
JP5909062B2 (en) | Forming method | |
BR112018007957B1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURE OF COMPONENT AND PRESS TO PRODUCE A COMPONENT FROM A COMPOSITE FIBER MATERIAL WITH A METHOD | |
JP5568388B2 (en) | Fiber-reinforced resin molded product with good appearance | |
JP5809484B2 (en) | Forming method | |
JP5712038B2 (en) | Forming method | |
CN110545978B (en) | Method for forming composite material | |
JP6054714B2 (en) | Forming method and forming mold | |
JP5762694B2 (en) | Forming method and fiber-reinforced resin molded product | |
JP5545974B2 (en) | Forming method | |
JP2012224016A5 (en) | ||
JP2018083289A (en) | Shaping molding tool and shaping molding method | |
JP6543940B2 (en) | Method and apparatus for forming composite material | |
JP6026860B2 (en) | Forming method | |
CN111590796A (en) | Forming die of thermoplastic composite material and using method thereof | |
JP6808946B2 (en) | Manufacturing method of fiber reinforced composite molded product | |
JP5603149B2 (en) | Fiber-reinforced resin molded product and forming method | |
JP6967130B2 (en) | Formed type and formed type method | |
JP5671314B2 (en) | Lamination method and forming method of textile base material and thermoplastic resin | |
US20200391455A1 (en) | Method for producing composite material, fiber base material, and shaping mold for fiber base material | |
JP2014100822A5 (en) | ||
JP2014184725A (en) | Shaping/molding method | |
JP6952856B2 (en) | Formed type and formed type method | |
JP6811573B2 (en) | Formed type and formed type method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151106 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160721 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160720 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160916 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161020 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161028 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6054714 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |