JP2005271551A - Resin transfer molding method and molding apparatus for it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a RTM molding method capable of injecting and filling a resin in a short time without generating a bias or turbulence of reinforcing fibers and a RTM molding apparatus. <P>SOLUTION: The resin transfer molding method comprises impregnating a matrix resin 12 into a reinforcing fiber layer 10 arranged at a molding cavity in a molding die 1 and heating and hardening it. The reinforcing fiber layer 10 and the matrix resin 12 are charged into the open molding die 1, the charged matrix resin 12 is developed on the surface of the reinforcing fiber layer 10 in the molding cavity according to the clamping of the die and the matrix resin 12 developed after the die clamping is impregnated into the reinforcing fiber layer 10. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レジントランスファモールディング(Resin Transfer Molding、以下、RTMと称す)成形方法に関し、特に、マトリックス樹脂の均一な含浸に好適なRTM成形方法に関するものである。   The present invention relates to a resin transfer molding (hereinafter referred to as RTM) molding method, and more particularly to an RTM molding method suitable for uniform impregnation of a matrix resin.

従来から繊維強化プラスチック(以下、FRPと称す)製の樹脂製品を成形するために種々のRTM成形方法が提案されている(特許文献1〜3参照)。   Conventionally, various RTM molding methods have been proposed for molding resin products made of fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as FRP) (see Patent Documents 1 to 3).

これらは、いずれも成形型内に強化繊維を配置し、成形型を密閉した状態でマトリックス樹脂である熱硬化性樹脂を型内に充填して強化繊維に均一に含浸させ、加熱硬化させることによりFRP製の樹脂製品を成形するようにしている。
特開2001−260238号公報 特開平08−323870号公報 特開平11−348059号公報
These are all made by placing reinforcing fibers in a mold, filling the mold with a thermosetting resin that is a matrix resin in a state where the mold is sealed, uniformly impregnating the reinforcing fibers, and heat curing. A resin product made of FRP is molded.
JP 2001-260238 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-323870 Japanese Patent Laid-Open No. 11-348059

しかしながら、上記従来例においては、密閉した成形型内に配置した強化繊維に熱硬化性のマトリックス樹脂を充填・含浸させるものであるため、できるだけ速く充填させるために樹脂注入圧力を高圧とすることが有効であるが、成形型内に配置した強化繊維に偏りや配向の乱れを生じ、効果的に樹脂充填時間を短縮することが難しいものであった。   However, in the above conventional example, the reinforcing fiber arranged in a closed mold is filled and impregnated with a thermosetting matrix resin. Therefore, in order to fill as fast as possible, the resin injection pressure may be increased. Although effective, the reinforcing fibers arranged in the mold are biased and disordered in orientation, and it is difficult to effectively shorten the resin filling time.

上記特許文献3においては、樹脂注入口と強化繊維間に樹脂透過率を調整する層を設けて、強化繊維層にかかる樹脂圧力を均一化し、強化繊維の繊維配向の乱れを防止するものであるが、透過率調整部材により樹脂の流入量を制限するものであるため、より一層注入圧力を上昇させる必要があり実用的とは言い難いものであった。   In Patent Document 3, a layer for adjusting the resin permeability is provided between the resin inlet and the reinforcing fiber, the resin pressure applied to the reinforcing fiber layer is made uniform, and the fiber orientation disorder of the reinforcing fiber is prevented. However, since the inflow amount of the resin is limited by the transmittance adjusting member, the injection pressure needs to be further increased, which is not practical.

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、強化繊維の偏りや乱れを生ずることなく短時間で注入充填可能なRTM成形方法およびRTM成形装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an RTM molding method and an RTM molding apparatus that can be injected and filled in a short time without causing unevenness or disturbance of reinforcing fibers.

本発明は、成形型の成形キャビティに配置した強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させて加熱硬化させるレジントランスファモールディング成形方法であり、開いている状態の前記成形型間に強化繊維層とマトリックス樹脂を投入し、型閉じに応じてマトリックス樹脂を成形キャビティ内で強化繊維層の表面に展開させ、その後の型閉じにより展開したマトリックス樹脂を強化繊維層に含浸させるようにした。   The present invention is a resin transfer molding molding method in which a reinforcing fiber layer disposed in a molding cavity of a mold is impregnated with a matrix resin and heat-cured, and the reinforcing fiber layer and the matrix resin are placed between the molds in an open state. The matrix resin was spread on the surface of the reinforcing fiber layer in the molding cavity according to the mold closing, and the reinforcing fiber layer was impregnated with the matrix resin developed by the subsequent mold closing.

したがって、本発明では、成形型の成形キャビティに配置した強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させて加熱硬化させるレジントランスファモールディング成形方法であり、開いている状態の成形型間に強化繊維層とマトリックス樹脂を投入し、型閉じに応じてマトリックス樹脂を成形キャビティ内で強化繊維層の表面に展開させ、その後の型閉じにより展開したマトリックス樹脂を強化繊維層に含浸させるようにしたため、強化繊維の全体にマトリックス樹脂を行き渡らせて、均一な含浸が可能となる。したがって、成形時間を大幅に短縮することができる。   Accordingly, the present invention is a resin transfer molding method in which a reinforcing fiber layer disposed in a molding cavity of a mold is impregnated with a matrix resin and cured by heating, and the reinforcing fiber layer and the matrix resin are formed between the open molds. The matrix resin was spread on the surface of the reinforcing fiber layer in the molding cavity according to the mold closing, and the reinforcing fiber layer was impregnated with the matrix resin developed by the subsequent mold closing. A uniform impregnation is possible by spreading the matrix resin. Therefore, the molding time can be greatly shortened.

以下、本発明のRTM成形方法およびRTM成形装置を各実施形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the RTM molding method and the RTM molding apparatus of the present invention will be described based on each embodiment.

(第1実施形態)
図1〜図3は、本発明を適用したRTM成形方法およびRTM成形装置の第1実施形態を示し、図1はRTM成形装置の断面図、図2はRTM成形工程を示す工程図、図3は樹脂注入時における注入樹脂の流動状態を示す部分断面図、図4は型閉め時の樹脂流動状態を示す部分断面図である。
(First embodiment)
1 to 3 show a first embodiment of an RTM molding method and an RTM molding apparatus to which the present invention is applied, FIG. 1 is a sectional view of the RTM molding apparatus, FIG. 2 is a process diagram showing an RTM molding process, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the flow state of the injected resin during resin injection, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the resin flow state when the mold is closed.

図1において、RTM成形装置は、上型2および下型3からなる成形型1と、開閉弁4を経由させて樹脂注入口5から成形型1内にマトリックス樹脂を注入する樹脂注入装置6と、吸引口7から成形型1内の空気を吸引する吸引装置8とを備える。   In FIG. 1, an RTM molding device includes a molding die 1 composed of an upper die 2 and a lower die 3, and a resin injection device 6 that injects a matrix resin into the molding die 1 from a resin injection port 5 via an on-off valve 4. And a suction device 8 for sucking air in the mold 1 from the suction port 7.

前記成形型1は、型閉め時に成形キャビティを形成するよう上型2および下型3が形成されている。上下の成形型1には、型閉じ時に成形キャビティを加熱することで成形品を硬化させるよう機能する加熱・冷却配管からなる型温調配管9が複数配置されている。図示例のように、成形キャビティは、下型3側を窪ませるとともに上型2を突出させる状態で、上下型2、3間に設けられ、型開き時に、下型3のキャビティ面3Aに投入されるFRPの強化繊維層10を安定して保持するようにしている。また、この下型3のキャビティ面3Aは、下側3へ窪んでいることにより、注入されるマトリックス樹脂をキャビティ面3Aに溜めるようにも機能する。   The mold 1 is formed with an upper mold 2 and a lower mold 3 so as to form a molding cavity when the mold is closed. In the upper and lower molds 1, a plurality of mold temperature control pipes 9 including heating / cooling pipes functioning to cure the molded product by heating the molding cavities when the molds are closed are arranged. As shown in the example, the molding cavity is provided between the upper and lower molds 2 and 3 with the lower mold 3 side depressed and the upper mold 2 protruding, and is inserted into the cavity surface 3A of the lower mold 3 when the mold is opened. The reinforced fiber layer 10 of the FRP is stably held. Further, the cavity surface 3A of the lower mold 3 is recessed toward the lower side 3, so that it functions to store the injected matrix resin in the cavity surface 3A.

下型3の成形キャビティ面3Aを構成する周囲には、成形キャビティ3Aとなる領域を取囲んで周上に所定深さのシール収容溝3Bを備える。シール収容溝3Bには、シール収容溝3Bの深さより大きい直径の密封シール11の下側部分が挿入され、密封シール11の上側部分はシール収容溝3Bの上部に突出された状態となっている。上型2には、型閉め時に前記密封シール11に当接して成形キャビティを密閉するシール面2Bが形成されている。   Around the periphery of the molding cavity surface 3A of the lower mold 3, a seal accommodating groove 3B having a predetermined depth is provided on the circumference so as to surround a region to be the molding cavity 3A. A lower portion of the seal seal 11 having a diameter larger than the depth of the seal accommodation groove 3B is inserted into the seal accommodation groove 3B, and an upper portion of the seal seal 11 is protruded above the seal accommodation groove 3B. . The upper mold 2 is formed with a seal surface 2B that contacts the sealing seal 11 when the mold is closed and seals the molding cavity.

前記密封シール11は、例えば、一般的な丸棒状のゴムシールであり、RTM成形用として耐熱性があればよい。密封シール11の直径とシール収容溝3Bの深さとの関係は、例えば、密封シール11の直径を10mmとすれば、シール収容溝3Bの深さは5mmと、設定して、型閉じ時に、上下型2、3の型閉じまでのストロークが5mmとなった際に、密封シール11と上型2のシール面2Bとが接触して、成形キャビティを外気から遮断するよう構成する。   The hermetic seal 11 is, for example, a general round bar-like rubber seal, and may have heat resistance for RTM molding. The relationship between the diameter of the hermetic seal 11 and the depth of the seal housing groove 3B is, for example, that if the diameter of the hermetic seal 11 is 10 mm, the depth of the seal housing groove 3B is set to 5 mm. When the strokes until the molds 2 and 3 are closed are 5 mm, the sealing seal 11 and the sealing surface 2B of the upper mold 2 come into contact with each other to block the molding cavity from the outside air.

また、上型2には、シール面2Bの内側において成形キャビティ面2Aの外周部分に間隔をあけて開口させて複数の吸引口7が配置され、成形キャビティ面2Aの中央領域に開口させて樹脂注入口5が配置されている。前記樹脂注入口5は、成形キャビティ面2Aの中央領域に1個だけ設けてもよいが、複数個が等分布状態となるよう複数個の注入口5が成形キャビティ面2Aの周辺領域を避けて開口されるようにすることが望ましい。   Further, the upper die 2 is provided with a plurality of suction ports 7 which are opened at intervals in the outer peripheral portion of the molding cavity surface 2A on the inner side of the seal surface 2B, and is opened in the central region of the molding cavity surface 2A. An inlet 5 is arranged. Although only one resin injection port 5 may be provided in the central region of the molding cavity surface 2A, the plurality of injection ports 5 avoid the peripheral region of the molding cavity surface 2A so that a plurality of the resin injection ports 5 are equally distributed. It is desirable to make it open.

以上の構成のRTM成形装置によるRTM成形工程について以下に説明する。   The RTM molding process by the RTM molding apparatus having the above configuration will be described below.

図1は、強化繊維層10のセット状態を示し、型開きした成形型1内の下型3へ強化繊維層10を投入する。この工程では、樹脂注入装置6との間の開閉弁4は閉じられ、空気吸引装置8の吸引作動は停止されている。投入する強化繊維層10は、予め決定した製品板厚に応じた厚さとされており、下型3のキャビティ面3Aに載置される。   FIG. 1 shows a set state of the reinforcing fiber layer 10, and the reinforcing fiber layer 10 is put into the lower mold 3 in the mold 1 that has been opened. In this step, the on-off valve 4 between the resin injecting device 6 is closed, and the suction operation of the air suction device 8 is stopped. The reinforcing fiber layer 10 to be input has a thickness corresponding to a predetermined product plate thickness, and is placed on the cavity surface 3 </ b> A of the lower mold 3.

続いて、型閉じが開始され、図2(A)に示すように、下型3の密封シール11が上型2のシール面2Bに接する状態となった段階で型閉じ動作が停止される。この状態では、下型3キャビティ面3Aに載置された強化繊維層10の表面と上型2キャビティ面2Aとの間に、密封シール11がシール収容溝3Bから突出している寸法分(上記例では、5mm)だけ隙間が存在し、密封シール11と上型2シール面2Bとが接触することで、成形キャビティの空間と外気とが遮断される。   Subsequently, mold closing is started, and the mold closing operation is stopped when the sealing seal 11 of the lower mold 3 comes into contact with the seal surface 2B of the upper mold 2 as shown in FIG. In this state, the seal seal 11 protrudes from the seal housing groove 3B between the surface of the reinforcing fiber layer 10 placed on the lower mold 3 cavity surface 3A and the upper mold 2 cavity surface 2A (the above example). In this case, there is a gap of 5 mm), and the sealing seal 11 and the upper mold 2 seal surface 2B come into contact with each other, so that the space of the molding cavity and the outside air are blocked.

次いで、開閉弁4が開かれ、樹脂注入装置6より樹脂注入口5を通じて成形キャビティ内に予め繊維含有量から計算した所定量の熱硬化性樹脂12を射出する。成形キャビティ内に射出された熱硬化性樹脂12は、一部は強化繊維層10に浸透されるが、大部分は、図3において矢印で示すように、強化繊維層10の上側に沿って成形キャビティ内を拡がってゆく。熱硬化性樹脂12の射出が終了した時点で開閉弁4が閉じられる。   Next, the opening / closing valve 4 is opened, and a predetermined amount of thermosetting resin 12 calculated from the fiber content in advance is injected into the molding cavity from the resin injection device 6 through the resin injection port 5. A part of the thermosetting resin 12 injected into the molding cavity penetrates into the reinforcing fiber layer 10, but most of the thermosetting resin 12 is molded along the upper side of the reinforcing fiber layer 10 as indicated by an arrow in FIG. 3. It expands in the cavity. When the injection of the thermosetting resin 12 is finished, the on-off valve 4 is closed.

次いで、空気吸引装置8が作動され、図2(B)に示すように、成形型1内の成形キャビティ内の空気が吸引口7を経由して吸引されるとともに上型2を下型3に接近させる型閉じが再開される。この過程で、強化繊維層10の上に載った樹脂12は、強化繊維層10の表面と上型2の成形キャビティ面2Aとの間の隙間が小さくなることにより、強化繊維層10の表面と上型2の成形キャビティ面2Aとの間の空間に拡がってゆき、空間容積が注入樹脂量に相当する大きさまで薄く縮小された段階で、前記空間全体に行き渡る(展開される)。   Next, the air suction device 8 is activated, and the air in the molding cavity in the molding die 1 is sucked through the suction port 7 and the upper die 2 is changed to the lower die 3 as shown in FIG. The mold closing approaching is resumed. In this process, the resin 12 placed on the reinforcing fiber layer 10 is separated from the surface of the reinforcing fiber layer 10 by reducing the gap between the surface of the reinforcing fiber layer 10 and the molding cavity surface 2A of the upper mold 2. It expands into the space between the molding cavity surface 2A of the upper mold 2 and spreads (expands) over the entire space when the space volume is thinly reduced to a size corresponding to the amount of injected resin.

この時の充填速度は、型締めしたキャビティ内に樹脂を注入する従来においては、図5に示すように、注入された樹脂12は、強化繊維層10の繊維間の隙間を通ってキャビティ全体に拡がってゆくため、樹脂12の拡がり速度が極端に遅いのに対して、本実施形態においては、注入樹脂12が強化繊維層10と上型2のキャビティ面2Aとの間の空間内で拡がって行くため、拡散に抵抗がなく短時間に空間全体に行き渡らせることができる。   The filling speed at this time is as follows. In the conventional method in which the resin is injected into the cavity that has been clamped, the injected resin 12 passes through the gaps between the fibers of the reinforcing fiber layer 10 and fills the entire cavity as shown in FIG. In the present embodiment, the resin 12 spreads in the space between the reinforcing fiber layer 10 and the cavity surface 2A of the upper mold 2 while the resin 12 spreads extremely slowly. Because it goes, there is no resistance to diffusion and it can be spread throughout the space in a short time.

引続く、型閉じ動作においては、成形キャビティ内空間が概略真空状態となっているため、図4に示すように、注入樹脂12は強制的に強化繊維層10の隙間内に押込まれ、含浸されてゆき、型閉じが完了した段階では、注入樹脂12が強化繊維層10全体に含浸している状態となる。   In the subsequent mold closing operation, since the space in the molding cavity is substantially in a vacuum state, as shown in FIG. 4, the injected resin 12 is forcibly pushed into the gap of the reinforcing fiber layer 10 and impregnated. As a result, when the mold closing is completed, the injection resin 12 is impregnated in the entire reinforcing fiber layer 10.

この時の含浸速度は、圧力により注入された樹脂12を強化繊維層10の繊維間の隙間に含浸させる従来の方法に対して、本実施形態においては、型閉じにより樹脂12を強化繊維層10の表面側から強化繊維層10内に板厚厚み方向に樹脂12を含浸させるものであるため、強化繊維10の偏りや乱れが生ずることなく、大幅に増加させることができる。すなわち、短時間に含浸を終了させることができる。   The impregnation speed at this time is different from the conventional method in which the resin 12 injected by pressure is impregnated in the gaps between the fibers of the reinforcing fiber layer 10. In this embodiment, the resin 12 is injected into the reinforcing fiber layer 10 by mold closing. Since the reinforcing fiber layer 10 is impregnated with the resin 12 in the thickness direction from the surface side, the reinforcing fiber 10 can be greatly increased without being biased or disturbed. That is, impregnation can be completed in a short time.

次いで、成形型1は型温調配管9に加熱媒体が流通されることにより、成形キャビティが加熱され、成形キャビティ内の熱硬化性樹脂12が硬化され、強化繊維層10と熱硬化性樹脂12との複合によるFRP化がなされる。   Next, in the mold 1, the heating medium is circulated through the mold temperature control pipe 9 to heat the molding cavity, the thermosetting resin 12 in the molding cavity is cured, and the reinforcing fiber layer 10 and the thermosetting resin 12. FRP is made by combining with the above.

前記樹脂12の硬化が終わった段階で、図2(C)に示すように、成形型1は型開きされ、FRP製品Wが取出される。   At the stage where the resin 12 has been cured, as shown in FIG. 2C, the mold 1 is opened and the FRP product W is taken out.

なお、上記工程では、強化繊維層10に樹脂12の含浸が完了した段階で、成形型1が型温調配管9により加熱されるように説明しているが、成形型1の加熱は、型開きされた成形型1内へ予め強化繊維層10を投入する以前から開始してもよく、このようにすると、熱硬化性樹脂12の硬化時間を短縮することができる。   In the above process, it is described that the mold 1 is heated by the mold temperature control pipe 9 when the reinforcing fiber layer 10 is completely impregnated with the resin 12. It may be started before the reinforcing fiber layer 10 is introduced into the opened mold 1 in advance, and in this way, the curing time of the thermosetting resin 12 can be shortened.

また、成形型1が金属製でなく、例えば、FRP製の成形型を利用する場合には、軽量であることから、型閉じ後に、閉じた成形型そのものを加熱炉に設定した時間だけ通過させることにより、熱硬化性樹脂の硬化をさせるようにしてもよい。   Further, when the mold 1 is not made of metal, for example, when an FRP mold is used, it is lightweight, and therefore, after the mold is closed, the closed mold itself is allowed to pass for a set time in a heating furnace. By doing so, the thermosetting resin may be cured.

以上説明したRTM成形装置およびRTM成形方法によれば、従来のように、型締めしたキャビティ内に樹脂を注入するものでなく、投入した強化繊維層10と上型2の間に隙間が有る状態で樹脂12を射出するため、設定した充填量の樹脂12を短時間で成形型1内に注入できる。また、成形型1を閉じることで、強化繊維層10と上型2との隙間に有る樹脂12をキャビティ形状面2A全体に行き渡らせ、次の段階では、形状面2A全体において板厚厚み方向のみに樹脂12を含浸させることができる。このため、成形時間を大幅に短縮することができる。   According to the RTM molding apparatus and the RTM molding method described above, a state where there is a gap between the injected reinforcing fiber layer 10 and the upper mold 2 instead of injecting the resin into the clamped cavity as in the prior art. Since the resin 12 is injected at, the set amount of the resin 12 can be injected into the mold 1 in a short time. Further, by closing the mold 1, the resin 12 in the gap between the reinforcing fiber layer 10 and the upper mold 2 is spread over the entire cavity-shaped surface 2A, and in the next stage, only the thickness direction in the thickness direction of the entire shaped surface 2A. Can be impregnated with resin 12. For this reason, the molding time can be greatly shortened.

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。   In the present embodiment, the following effects can be achieved.

(ア)成形型1の成形キャビティに配置した強化繊維層10にマトリックス樹脂12を含浸させて加熱硬化させるレジントランスファモールディング成形方法であり、開いている状態の成形型1間に強化繊維層10とマトリックス樹脂12を投入し、型閉じに応じてマトリックス樹脂12を成形キャビティ内で強化繊維層10の表面に展開させ、その後の型閉じにより展開したマトリックス樹脂12を強化繊維層10に含浸させるようにしたため、強化繊維10の全体にマトリックス樹脂12を行き渡らせて展開され、さらに強化繊維層10全体において板厚厚み方向に含浸させることができ、均一な含浸が可能となる。したがって、成形時間を大幅に短縮することができる。   (A) A resin transfer molding molding method in which a reinforcing fiber layer 10 disposed in a molding cavity of the mold 1 is impregnated with a matrix resin 12 and heat-cured, and the reinforcing fiber layer 10 is formed between the molds 1 in an open state. The matrix resin 12 is introduced, and the matrix resin 12 is spread on the surface of the reinforcing fiber layer 10 in the molding cavity according to the mold closing, and the reinforcing fiber layer 10 is impregnated with the matrix resin 12 developed by the subsequent mold closing. Therefore, the matrix resin 12 is spread over the entire reinforcing fiber 10, and further, the entire reinforcing fiber layer 10 can be impregnated in the thickness direction, so that uniform impregnation is possible. Therefore, the molding time can be greatly shortened.

(イ)マトリックス樹脂12の展開時に、成形キャビティを外気と遮断し、負圧状態とするため、マトリックス樹脂12の成形キャビティ内への展開およびマトリックス樹脂12の強化繊維層10への含浸を迅速にできる
(ウ)マトリックス樹脂12は、型閉じ途中における成形キャビティを外気と遮断し、負圧状態として注入するため、強化繊維層10と上型2キャビティ面2Aとの間の隙間へマトリックス樹脂12を射出でき、設定した充填量のマトリックス樹脂12を短時間で成形型内に注入できる。
(A) When the matrix resin 12 is unfolded, the molding cavity is shut off from the outside air and brought into a negative pressure state. Therefore, the matrix resin 12 is rapidly expanded into the molding cavity and the matrix fiber 12 is impregnated into the reinforcing fiber layer 10. (C) The matrix resin 12 blocks the molding cavity in the middle of mold closing from the outside air and injects it as a negative pressure state. Therefore, the matrix resin 12 is introduced into the gap between the reinforcing fiber layer 10 and the upper mold 2 cavity surface 2A. The matrix resin 12 having a set filling amount can be injected into the mold in a short time.

(第2実施形態)
図6は、本発明を適用したRTM成形装置およびRTM成形方法の第2実施形態を示し、図6(A)はRTM成形装置の断面図、図6(B)〜(D)はRTM成形工程を示す工程図である。本実施形態においては、成形型の型閉じを開始する前にマトリックス樹脂を注入することにより成形時間を短縮化するものである。なお、図1〜図5と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
(Second Embodiment)
6A and 6B show a second embodiment of an RTM molding apparatus and an RTM molding method to which the present invention is applied. FIG. 6A is a cross-sectional view of the RTM molding apparatus, and FIGS. 6B to 6D are RTM molding processes. FIG. In this embodiment, the molding time is shortened by injecting the matrix resin before the mold closing of the mold is started. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

本実施形態のRTM成形装置は、第1実施形態のRTM成形装置と殆ど同じであるが、マトリックス樹脂12の注入口5の成形キャビティ面2Aへの開口端に袋状キャビティ15を設置する構成を追加している。前記袋状キャビティ15は、FRP成形によく使用されるバギングフィルムを袋状にしたものであり、多数の***(例えば、直径2mm程度)を均等に分布(例えば、10mmピッチ)させて備える。この***の穴径、穴ピッチはマトリックス樹脂12の粘度に応じて変更してもよい。また、袋状キャビティ15の大きさは、マトリックス樹脂12の設定した注入量より大きく、成形型1内で潰れた時に概略成形キャビティ全体に広がる大きさとする。   The RTM molding apparatus of this embodiment is almost the same as the RTM molding apparatus of the first embodiment, but has a configuration in which a bag-like cavity 15 is installed at the opening end of the injection port 5 of the matrix resin 12 to the molding cavity surface 2A. It has been added. The bag-shaped cavity 15 is formed by bagging a bagging film often used for FRP molding, and has a large number of small holes (for example, about 2 mm in diameter) distributed evenly (for example, 10 mm pitch). The hole diameter and hole pitch of the small holes may be changed according to the viscosity of the matrix resin 12. Further, the size of the bag-like cavity 15 is larger than the injection amount set by the matrix resin 12, and is large enough to spread over the entire molding cavity when crushed in the molding die 1.

前記袋状キャビティ15は、注入口5から成形キャビティにマトリックス樹脂12が注入されると、先ず袋状キャビティ15に溜まり、次いで袋状キャビティ15の無数の***から成形キャビティを構成する下型3のキャビティ面3A上に垂れるようにしている。   When the matrix resin 12 is injected into the molding cavity from the injection port 5, the bag-shaped cavity 15 first accumulates in the bag-shaped cavity 15, and then the lower mold 3 constituting the molding cavity from the numerous small holes of the bag-shaped cavity 15. It hangs down on the cavity surface 3A.

以上の構成のRTM成形装置によるRTM成形工程について、以下に説明する。   The RTM molding process by the RTM molding apparatus having the above configuration will be described below.

図6(A)は、繊維強化層10のセット状態を示し、型開きした成形型1内の下型3へ強化繊維層10を投入し、下型3のキャビティ面3Aに載置する。次いで、開閉弁4が開かれ、樹脂注入装置6より樹脂注入口5を通じて成形キャビティ内に予め繊維含有量から計算した所定量の熱硬化性樹脂12を射出する。成形キャビティ内に射出された熱硬化性樹脂12は、袋状キャビティ15内に溜まり、袋状キャビティ15に設けた無数の***から下型上の強化繊維層10の上に垂れる。なお、このときに垂れるマトリックス樹脂12が成形型1の外にこぼれないよう使用するマトリックス樹脂12の粘度に応じて***の穴径、穴ピッチは予め実験により設定しておく。射出が終了した時点で、型閉じを開始する。   FIG. 6A shows a set state of the fiber reinforced layer 10, where the reinforced fiber layer 10 is put into the lower mold 3 in the mold 1 that has been opened and placed on the cavity surface 3 </ b> A of the lower mold 3. Next, the opening / closing valve 4 is opened, and a predetermined amount of thermosetting resin 12 calculated from the fiber content in advance is injected into the molding cavity from the resin injection device 6 through the resin injection port 5. The thermosetting resin 12 injected into the molding cavity accumulates in the bag-like cavity 15 and hangs down on the reinforcing fiber layer 10 on the lower mold from countless small holes provided in the bag-like cavity 15. Note that the hole diameter and hole pitch of the small holes are set in advance by experiments in accordance with the viscosity of the matrix resin 12 to be used so that the matrix resin 12 dripping at this time does not spill out of the mold 1. When the injection is finished, mold closing is started.

上型のシール面2Bが密封シール11に接触すると、空気吸引装置8が作動され、成形型1内の成形キャビティ内の空気が吸引口7を経由して吸引を開始する。この状態では、成形キャビティの空間と外気とが遮断され、下型キャビティ面3Aに載置された強化繊維層10の表面と上型2キャビティ面2Aとの間に、密封シール11がシール収容溝3Bから突出している寸法分(例えば、5mm)だけ隙間が存在する(図6(B)参照)。マトリックス樹脂12の入った袋状キャビティ15は、強化繊維層10と上型2の間隔が小さくなるに連れて成形キャビティ内で拡がり、強化繊維層10の表面と上型2キャビティ面2Aとの間隔が樹脂量の容積とほぼ同等になった時点で成形キャビティ全体の表面上にマトリックス樹脂12の入った袋状キャビティ15と袋状キャビティ15から流れ出たマトリックス樹脂12が行き渡る。   When the upper mold seal surface 2B comes into contact with the hermetic seal 11, the air suction device 8 is activated, and the air in the molding cavity in the mold 1 starts to be sucked through the suction port 7. In this state, the space of the molding cavity and the outside air are blocked, and the sealing seal 11 is provided between the surface of the reinforcing fiber layer 10 placed on the lower mold cavity surface 3A and the upper mold 2 cavity surface 2A. There is a gap corresponding to the dimension protruding from 3B (for example, 5 mm) (see FIG. 6B). The bag-like cavity 15 containing the matrix resin 12 expands in the molding cavity as the distance between the reinforcing fiber layer 10 and the upper mold 2 becomes smaller, and the distance between the surface of the reinforcing fiber layer 10 and the upper mold 2 cavity surface 2A. When the volume of the resin becomes almost equal to the volume of the resin, the bag-like cavity 15 containing the matrix resin 12 and the matrix resin 12 flowing out of the bag-like cavity 15 are spread over the surface of the entire molding cavity.

さらに、成形型1を閉じていくと、袋状キャビティ15は上型2に押されて潰れていき、内部のマトリックス樹脂12が袋状キャビティ15の無数の***を通じて排出され、また、成形キャビティ内が概略真空状態になっているため、マトリックス樹脂12が強化繊維層10に含浸し、完全に型閉じされた状態では、図6(C)に示すように、強化繊維層10全体に含浸している状態となる。   Further, when the mold 1 is closed, the bag-shaped cavity 15 is pushed and crushed by the upper mold 2, and the internal matrix resin 12 is discharged through countless small holes in the bag-shaped cavity 15. Is substantially in a vacuum state, so that the matrix fiber 12 is impregnated into the reinforcing fiber layer 10, and when the mold is completely closed, the entire reinforcing fiber layer 10 is impregnated as shown in FIG. It becomes a state.

次いで、成形型1は型温調配管9に加熱媒体が流通されて成形キャビティが加熱され、成形キャビティ内の熱硬化性樹脂12が硬化され、強化繊維層10と熱硬化性樹脂12との複合によるFRP化がなされる。前記樹脂の硬化が終わった段階で、図6(D)に示すように、成形型1は型開きされ、FRP製品Wが取出される。FRP製品Wの表面若しくは上型2のキャビティ面2Aに残る潰れた袋状キャビティ15は、FRP成形で一般的に使用するバギングフィルムの材質でできているため、FRP製品W等から容易にはがせる。   Next, in the mold 1, the heating medium is circulated through the mold temperature control pipe 9, the molding cavity is heated, the thermosetting resin 12 in the molding cavity is cured, and the composite of the reinforcing fiber layer 10 and the thermosetting resin 12. FRP is made. At the stage where the curing of the resin is finished, as shown in FIG. 6D, the mold 1 is opened and the FRP product W is taken out. Since the crushed bag-like cavity 15 remaining on the surface of the FRP product W or the cavity surface 2A of the upper mold 2 is made of a bagging film material generally used in FRP molding, it can be easily peeled off from the FRP product W or the like.

以上説明したRTM成形装置およびRTM成形方法によれば、注入口5と強化繊維層10の間に無数の***を有する袋状キャビティ15を設けることで、設定した充填量のマトリックス樹脂12を短時間で成形型1内に注入できる。そして、型閉じに応じて袋状キャビティ15内の樹脂12を成形キャビティ全体に行き渡らせ、さらに袋状キャビティ15の***から成形キャビティ面2A全体において強化繊維層10に概略板厚厚み方向のみに含浸させることができ、成形時間を大幅に短縮することができる。   According to the RTM molding apparatus and the RTM molding method described above, by providing the bag-like cavity 15 having innumerable small holes between the injection port 5 and the reinforcing fiber layer 10, the set amount of the matrix resin 12 is reduced in a short time. Can be injected into the mold 1. Then, the resin 12 in the bag-shaped cavity 15 is spread over the entire molding cavity in accordance with the mold closing, and further, the reinforcing fiber layer 10 is impregnated only in the direction of the plate thickness substantially over the entire molding cavity surface 2A from the small hole of the bag-shaped cavity 15. The molding time can be greatly shortened.

本実施形態においては、第1実施形態における効果(ア)、(イ)に加えて以下に記載した効果を奏することができる。   In the present embodiment, in addition to the effects (a) and (b) in the first embodiment, the following effects can be achieved.

(エ)マトリックス樹脂12は、型開きした成形キャビティに挿入した袋状キャビティ15内に注入し、袋状キャビティ15に設けた無数の穴より成形キャビティ内の強化繊維層10上に拡散させるため、設定した充填量のマトリックス樹脂12を強化繊維層10に広く付着させた状態で、短時間に成形型1内に注入できる。また、上型2を閉じることで、袋状キャビティ15内のマトリックス樹脂12を成形キャビティ面2A全体に行き渡らせ、さらに、袋状キャビティ15の無数の***から強化繊維層10全体において、概略強化繊維層10の板厚厚み方向に含浸させることができ、成形時間を大幅に短縮することができる。   (D) The matrix resin 12 is injected into the bag-like cavity 15 inserted in the mold-opened molding cavity, and diffused onto the reinforcing fiber layer 10 in the molding cavity from the numerous holes provided in the bag-like cavity 15. The matrix resin 12 having a set filling amount can be injected into the mold 1 in a short time in a state where the matrix resin 12 is widely adhered to the reinforcing fiber layer 10. Further, by closing the upper mold 2, the matrix resin 12 in the bag-shaped cavity 15 is spread over the entire molding cavity surface 2 A, and the reinforcing fiber layer 10 is generally reinforced from the countless small holes of the bag-shaped cavity 15. The layer 10 can be impregnated in the thickness direction, and the molding time can be greatly shortened.

(第3実施形態)
図7は、本発明を適用したRTM成形装置およびRTM成形方法の第3実施形態を示し、図7(A)はRTM成形装置の断面図、図7(B)〜(D)はRTM成形工程を示す工程図である。本実施形態においては、成形型の型閉じを開始前にマトリックス樹脂をノズルにより注入することにより成形時間を短縮化するものである。なお、図1〜図6と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a third embodiment of an RTM molding apparatus and an RTM molding method to which the present invention is applied. FIG. 7A is a sectional view of the RTM molding apparatus, and FIGS. 7B to 7D are RTM molding processes. FIG. In the present embodiment, the molding time is shortened by injecting a matrix resin with a nozzle before starting the closing of the mold. The same devices as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態のRTM成形装置は、第1実施形態のRTM成形装置と殆ど同じであるが、上型2に設けていた樹脂注入口5は省略され、代わりにマトリックス樹脂12を注入するためのノズル16を別途設けている。ノズル16はマトリックス樹脂12の射出口を複数個備え、下型3の成形キャビティ面3A上を横移動可能な構造としている。   The RTM molding apparatus of this embodiment is almost the same as the RTM molding apparatus of the first embodiment, but the resin injection port 5 provided in the upper mold 2 is omitted, and a nozzle for injecting the matrix resin 12 instead. 16 is provided separately. The nozzle 16 includes a plurality of injection holes for the matrix resin 12 and has a structure that can move laterally on the molding cavity surface 3 </ b> A of the lower mold 3.

以上の構成のRTM成形装置によるRTM成形工程について、以下に説明する。   The RTM molding process by the RTM molding apparatus having the above configuration will be described below.

図7(A)は、繊維強化層10のセット状態を示し、型開きした成形型1内の下型3へ強化繊維層10を投入し、下型3のキャビティ面3Aに載置する。次いで、樹脂射出口を設けたノズル16を下型3の上に移動させ、ノズル16から予め強化繊維含有量から計算した所定量の熱硬化性樹脂12を繊維強化層10の上に射出する。このときノズル16を横移動制御して、マトリックス樹脂12が強化繊維層10のほぼ全域にかかるようにする。マトリックス樹脂12は強化繊維層10の表面に付着し、付着しきれなかったマトリックス樹脂12は強化繊維層10の上面中央部が低くなっていることから、ここに溜まる。   FIG. 7A shows a set state of the fiber reinforced layer 10. The reinforced fiber layer 10 is put into the lower mold 3 in the mold 1 that has been opened and placed on the cavity surface 3 A of the lower mold 3. Next, the nozzle 16 provided with the resin injection port is moved onto the lower mold 3, and a predetermined amount of the thermosetting resin 12 calculated from the reinforcing fiber content in advance is injected from the nozzle 16 onto the fiber reinforced layer 10. At this time, the nozzle 16 is controlled to move laterally so that the matrix resin 12 covers almost the entire area of the reinforcing fiber layer 10. The matrix resin 12 adheres to the surface of the reinforcing fiber layer 10, and the matrix resin 12 that has not been attached accumulates here because the central portion of the upper surface of the reinforcing fiber layer 10 is low.

マトリックス樹脂12を射出し終わった時点でノズル16を型外に退避させ、型閉じを開始し、並行して空気吸引装置8を作動し、成形型1内の成形キャビティ内の空気を吸引口7を経由して吸引開始する。   When the matrix resin 12 has been injected, the nozzle 16 is withdrawn from the mold, the mold closing is started, the air suction device 8 is operated in parallel, and the air in the molding cavity in the molding die 1 is sucked into the suction port 7. Start aspiration via.

上型2のシール面2Bが密封シール11に接触すると、成形キャビティの空間と外気とが遮断され、下型3キャビティ面3Aに載置された強化繊維層10の表面と上型2キャビティ面2Aとの間に、密封シール11がシール収容溝3Bから突出している寸法分(例えば、5mm)だけ隙間が存在する(図7(B)参照)。マトリックス樹脂12は、強化繊維層10と上型2の間隔が小さくなるに連れて成形キャビティ内で再び拡がり、強化繊維層10の表面と上型2キャビティ面2Aとの間隔が樹脂量の容積とほぼ同等になった時点で成形キャビティ全体の表面上にマトリックス樹脂12が行き渡る。   When the seal surface 2B of the upper mold 2 comes into contact with the hermetic seal 11, the space of the molding cavity and the outside air are blocked, and the surface of the reinforcing fiber layer 10 placed on the lower mold 3 cavity surface 3A and the upper mold 2 cavity surface 2A. There is a gap corresponding to the dimension (for example, 5 mm) that the seal seal 11 protrudes from the seal housing groove 3B (see FIG. 7B). The matrix resin 12 spreads again in the molding cavity as the distance between the reinforcing fiber layer 10 and the upper mold 2 becomes smaller, and the distance between the surface of the reinforcing fiber layer 10 and the upper mold 2 cavity surface 2A is the volume of the resin amount. When almost equal, the matrix resin 12 spreads over the entire surface of the molding cavity.

さらに、成形型1を閉じていくと、第1実施形態と同様に、成形キャビティ内が概略真空状態になっているため、マトリックス樹脂12が繊維層10に含浸し、完全に型閉じされた状態では、図7(C)に示すように、強化繊維層10全体に含浸している状態となる。   Further, when the molding die 1 is closed, as in the first embodiment, since the inside of the molding cavity is in a substantially vacuum state, the matrix resin 12 is impregnated into the fiber layer 10 and is completely closed. Then, as shown in FIG. 7C, the entire reinforcing fiber layer 10 is impregnated.

以下第1実施形態と同様に、成形型1の成形キャビティが加熱され、成形キャビティ内の熱硬化性樹脂12が硬化され、強化繊維層10と熱硬化性樹脂12との複合によるFRP化がなされる。前記樹脂12の硬化が終わった段階で、図7(D)に示すように、成形型1は型開きされ、FRP製品Wが取出される。   Thereafter, as in the first embodiment, the molding cavity of the molding die 1 is heated, the thermosetting resin 12 in the molding cavity is cured, and FRP is formed by combining the reinforcing fiber layer 10 and the thermosetting resin 12. The When the curing of the resin 12 is finished, the mold 1 is opened and the FRP product W is taken out, as shown in FIG.

以上説明したRTM成形装置およびRTM成形方法によれば、注入ノズル16よりマトリックス樹脂12を強化繊維層10の上に射出することで設定した充填量のマトリックス樹脂12を短時間で型1内に注入することができる。そして、型閉じにより強化繊維層10と上型2成形キャビティ面2Aとの隙間に有るマトリックス樹脂12を成形キャビティ全体に拡げ、成形キャビティ全体において強化繊維層10の板厚厚み方向に含浸させることができ、成形時間を大幅に短縮することができる。   According to the RTM molding apparatus and the RTM molding method described above, the filling amount of the matrix resin 12 set by injecting the matrix resin 12 onto the reinforcing fiber layer 10 from the injection nozzle 16 is quickly injected into the mold 1. can do. Then, by closing the mold, the matrix resin 12 in the gap between the reinforcing fiber layer 10 and the upper mold 2 molding cavity surface 2A can be spread over the entire molding cavity and impregnated in the thickness direction of the reinforcing fiber layer 10 in the entire molding cavity. The molding time can be greatly shortened.

本実施形態においては、第1実施形態における効果(ア)、(イ)に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。   In the present embodiment, in addition to the effects (a) and (b) in the first embodiment, the following effects can be achieved.

(オ)マトリックス樹脂12は、型開きした成形型1に投入された強化繊維層10の上面に付着するよう注入ノズル16により注入するため、設定した充填量のマトリックス樹脂12を強化繊維層10の全面に付着させた状態で、短時間で成形型1内に注入できる。このため、成形時間を大幅に短縮することができる。   (E) Since the matrix resin 12 is injected by the injection nozzle 16 so as to adhere to the upper surface of the reinforcing fiber layer 10 put into the mold 1 that has been opened, the set amount of the matrix resin 12 of the reinforcing fiber layer 10 It can be injected into the mold 1 in a short time while being attached to the entire surface. For this reason, the molding time can be greatly shortened.

(第4実施形態)
図8は、本発明を適用したRTM成形装置およびRTM成形方法の第4実施形態を示し、図8(A)はRTM成形装置の断面図、図8(B)〜(D)はRTM成形工程を示す工程図である。本実施形態においては、成形型への強化繊維層の投入前にマトリックス樹脂をノズルにより注入することにより成形時間を短縮化するものである。なお、図1〜図7と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a fourth embodiment of an RTM molding device and an RTM molding method to which the present invention is applied. FIG. 8A is a cross-sectional view of the RTM molding device, and FIGS. 8B to 8D are RTM molding steps. FIG. In the present embodiment, the molding time is shortened by injecting a matrix resin with a nozzle before feeding the reinforcing fiber layer into the mold. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

本実施形態のRTM成形装置は、第1実施形態のRTM成形装置と殆ど同じであるが、上型2に設けていた樹脂注入口5は省略され、代わりにマトリックス樹脂12を注入するためのノズル17を別途設けている。図示例では、マトリックス樹脂12の射出口を1ヵ所としたが、複数の射出口や1ヶ所の射出口を持つノズル17を複数個持つものでもよい。   The RTM molding apparatus of this embodiment is almost the same as the RTM molding apparatus of the first embodiment, but the resin injection port 5 provided in the upper mold 2 is omitted, and a nozzle for injecting the matrix resin 12 instead. 17 is provided separately. In the illustrated example, the matrix resin 12 has one injection port, but a plurality of nozzles 17 having a plurality of injection ports or one injection port may be provided.

以上の構成のRTM成形装置によるRTM成形工程について、以下に説明する。   The RTM molding process by the RTM molding apparatus having the above configuration will be described below.

図8(A)は、繊維強化層セット状態を示し、型開きした成形型1内の下型3へ、先ず、予め繊維含有量から計算した所定量の熱硬化性樹脂12を射出する。この時下型3キャビティ面3Aのほぼ全体にマトリックス樹脂12を載せるよう、上記ノズル17を成形キャビティ面3Aの形状に合わせた構造に構成する。マトリックス樹脂12は下型3キャビティ面3Aに付着し、付着しきれなかったマトリックス樹脂12は下型3キャビティ面3Aの中央部が低くなっていることから、ここに溜まる。マトリックス樹脂12を射出し終わった時点でノズル17を型外に退避させ、次いで、マトリックス樹脂12の上に製品板厚に応じた強化繊維層10を投入する。この時型1内の空気の吸引を完全に行うために、強化繊維層10の最上層にはピールプライ18(剥離層)等を重ねておくことが好ましい。投入された強化繊維層10は下型3キャビティ面3Aの中央に溜まったマトリックス樹脂12に浮いた状態となる。   FIG. 8A shows a fiber reinforced layer set state. First, a predetermined amount of thermosetting resin 12 calculated from the fiber content is injected into the lower mold 3 in the mold 1 that has been opened. At this time, the nozzle 17 is configured to match the shape of the molding cavity surface 3A so that the matrix resin 12 is placed on almost the entire lower mold 3 cavity surface 3A. The matrix resin 12 adheres to the lower mold 3 cavity surface 3A, and the matrix resin 12 that has not been adhered accumulates here because the central portion of the lower mold 3 cavity surface 3A is low. When the matrix resin 12 has been injected, the nozzle 17 is retracted from the mold, and then the reinforcing fiber layer 10 corresponding to the product plate thickness is placed on the matrix resin 12. At this time, in order to completely suck the air in the mold 1, it is preferable that a peel ply 18 (peeling layer) or the like is stacked on the uppermost layer of the reinforcing fiber layer 10. The injected reinforcing fiber layer 10 is in a state of floating on the matrix resin 12 accumulated in the center of the lower mold 3 cavity surface 3A.

型閉じを開始し、並行して空気吸引装置8を作動し、成形型1内の成形キャビティ内の空気を吸引口7を経由して吸引開始する。上型2キャビティ面2Aと強化繊維層10の上面とが接触し、強化繊維層10の下面と下型3キャビティ面3Aとの間で溜まったマトリックス樹脂12が拡げられてゆく。上型2のシール面2Bが密封シール11に接触すると、成形キャビティの空間と外気とが遮断され、下型3キャビティ面3Aと強化繊維層10の下表面との間に、密封シール11がシール収容溝3Bから突出している寸法分(例えば、5mm)だけ隙間が存在する(図8(B)参照)。マトリックス樹脂12は、強化繊維層10と下型3の間隔が小さくなるに連れて成形キャビティ内で拡がり、強化繊維層10の表面と下型3キャビティ面3Aとの間隔が樹脂量の容積とほぼ同等になった時点で成形キャビティ全体の表面上にマトリックス樹脂12が行き渡る。   The mold closing is started, the air suction device 8 is operated in parallel, and the air in the molding cavity in the mold 1 is started to be sucked through the suction port 7. The upper mold 2 cavity surface 2A and the upper surface of the reinforcing fiber layer 10 come into contact with each other, and the matrix resin 12 accumulated between the lower surface of the reinforcing fiber layer 10 and the lower mold 3 cavity surface 3A is expanded. When the seal surface 2B of the upper mold 2 comes into contact with the hermetic seal 11, the space of the molding cavity and the outside air are blocked, and the hermetic seal 11 seals between the lower mold 3 cavity surface 3A and the lower surface of the reinforcing fiber layer 10. There is a gap corresponding to the dimension protruding from the housing groove 3B (for example, 5 mm) (see FIG. 8B). The matrix resin 12 expands in the molding cavity as the distance between the reinforcing fiber layer 10 and the lower mold 3 becomes smaller, and the distance between the surface of the reinforcing fiber layer 10 and the lower mold 3 cavity surface 3A is substantially equal to the volume of the resin amount. At the same time, the matrix resin 12 is spread over the entire surface of the molding cavity.

さらに、成形型1を閉じていくと、成形キャビティ内が概略真空状態になっているため、マトリックス樹脂12が繊維層10に下面から含浸し、完全に型閉じされた状態では、図8(C)に示すように、強化繊維層10全体に含浸している状態となる。   Further, as the mold 1 is closed, the inside of the mold cavity is almost in a vacuum state, so that the matrix resin 12 is impregnated into the fiber layer 10 from the lower surface and the mold is completely closed in FIG. ), The entire reinforcing fiber layer 10 is impregnated.

以下第1実施形態と同様に、成形型1の成形キャビティが加熱され、成形キャビティ内の熱硬化性樹脂12が硬化され、強化繊維層10と熱硬化性樹脂12との複合によるFRP化がなされる。前記樹脂12の硬化が終わった段階で、図8(D)に示すように、成形型1は型開きされ、FRP製品Wが取出される。   Thereafter, as in the first embodiment, the molding cavity of the molding die 1 is heated, the thermosetting resin 12 in the molding cavity is cured, and FRP is formed by combining the reinforcing fiber layer 10 and the thermosetting resin 12. The When the curing of the resin 12 is finished, as shown in FIG. 8D, the mold 1 is opened and the FRP product W is taken out.

以上説明したRTM成形装置およびRTM成形方法によれば、強化繊維層10を配置する前に注入ノズル17よりマトリックス樹脂12を下型3キャビティ面3Aの上に射出することで設定した充填量のマトリックス樹脂12を短時間で型内に注入することができる。そして、強化繊維層10をマトリックス樹脂12の上に載せ上型2を閉じることで強化繊維層10と下型3キャビティ面3Aとの隙間に有るマトリックス樹脂12を成形キャビティ面3A全体に行き渡らせ、さらに成形キャビティ面3A全体において強化繊維層10の板厚厚み方向に含浸させることができ、成形時間を大幅に短縮することができる。   According to the RTM molding apparatus and the RTM molding method described above, the matrix of the filling amount set by injecting the matrix resin 12 from the injection nozzle 17 onto the lower mold 3 cavity surface 3A before the reinforcing fiber layer 10 is arranged. The resin 12 can be injected into the mold in a short time. Then, the reinforcing fiber layer 10 is placed on the matrix resin 12 and the upper mold 2 is closed to spread the matrix resin 12 in the gap between the reinforcing fiber layer 10 and the lower mold 3 cavity surface 3A over the entire molding cavity surface 3A. Furthermore, the entire molding cavity surface 3A can be impregnated in the thickness direction of the reinforcing fiber layer 10, and the molding time can be greatly shortened.

本実施形態においては、第1実施形態における効果(ア)、(イ)に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。   In the present embodiment, in addition to the effects (a) and (b) in the first embodiment, the following effects can be achieved.

(カ)マトリックス樹脂12は、強化繊維層10の投入前の型開きした成形型1の下型3キャビティ面3Aに付着するよう注入ノズル17により注入するため、設定した充填量のマトリックス樹脂12を下型3キャビティ面3Aの全面に付着させた状態で、短時間で成形型1内に注入でき、下面からマトリックス樹脂12を強化繊維層10に含浸でき、より均一な含浸ができる。したがって、成形時間を大幅に短縮することができる。   (F) The matrix resin 12 is injected by the injection nozzle 17 so as to adhere to the lower mold 3 cavity surface 3A of the mold 1 that has been opened before the reinforcing fiber layer 10 is charged. While being attached to the entire surface of the lower mold 3 cavity surface 3A, it can be poured into the mold 1 in a short time, and the matrix resin 12 can be impregnated into the reinforcing fiber layer 10 from the lower surface, so that more uniform impregnation can be achieved. Therefore, the molding time can be greatly shortened.

なお、上記実施形態において、型閉じ過程で成形キャビティを外気と遮断するものとして、シール収容溝3Bを密封シール11の径より浅くしているものについて説明したが、図示はしないが、ガスケットが下型から設定した量だけ弾性的に突出するものであってもよい。   In the above embodiment, the case where the seal receiving groove 3B is shallower than the diameter of the hermetic seal 11 has been described as an example in which the molding cavity is shut off from the outside air in the mold closing process. It may protrude elastically by an amount set from the mold.

本発明の一実施形態を示すRTM成形装置の断面図。Sectional drawing of the RTM shaping | molding apparatus which shows one Embodiment of this invention. 同じくRTM成形工程を(A)〜(C)に分けて示す工程図。The process figure which divides and shows the RTM shaping | molding process similarly to (A)-(C). 樹脂注入時における注入樹脂の流動状態を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the flow state of the injection | pouring resin at the time of resin injection | pouring. 型閉め時の樹脂流動状態を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the resin flow state at the time of mold closing. 従来における樹脂流動状態を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the resin flow state in the past. 本発明の第2実施形態を示すRTM成形装置およびRTM成形方法を(A)〜(D)に分けて示す断面図。Sectional drawing which divides and shows the RTM shaping | molding apparatus and RTM shaping | molding method which show 2nd Embodiment of this invention into (A)-(D). 本発明の第3実施形態を示すRTM成形装置およびRTM成形方法を(A)〜(D)に分けて示す断面図。Sectional drawing which divides and shows the RTM shaping | molding apparatus and RTM shaping | molding method which show 3rd Embodiment of this invention into (A)-(D). 本発明の第4実施形態を示すRTM成形装置およびRTM成形方法を(A)〜(D)に分けて示す断面図。Sectional drawing which divides and shows the RTM shaping | molding apparatus and RTM shaping | molding method which show 4th Embodiment of this invention into (A)-(D).

符号の説明Explanation of symbols

1 成形型
2 上型
3 下型
4 開閉弁
5 注入口
6 樹脂注入装置
7 吸引口
8 吸引装置
9 型温調配管
10 強化繊維層
11 密封シール
12 マトリックス樹脂、熱硬化性樹脂
15 袋状キャビティ
16、17 ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold 2 Upper mold 3 Lower mold 4 On-off valve 5 Inlet 6 Resin injection device 7 Suction port 8 Suction device 9 Mold temperature control pipe 10 Reinforcement fiber layer 11 Sealing seal 12 Matrix resin, thermosetting resin 15 Bag-like cavity 16 , 17 nozzles

Claims (7)

成形型の成形キャビティに配置した強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させて加熱硬化させるレジントランスファモールディング成形方法であり、
開いている状態の前記成形型間に強化繊維層とマトリックス樹脂を投入し、
型閉じに応じてマトリックス樹脂を成形キャビティ内で強化繊維層の表面に展開させ、
その後の型閉じにより展開したマトリックス樹脂を強化繊維層に含浸させることを特徴とするレジントランスファモールディング成形方法。
It is a resin transfer molding method in which a reinforcing fiber layer disposed in a molding cavity of a molding die is impregnated with a matrix resin and heat-cured.
Insert a reinforcing fiber layer and a matrix resin between the molds in an open state,
The matrix resin is spread on the surface of the reinforcing fiber layer in the molding cavity according to the mold closing,
A resin transfer molding method comprising impregnating a reinforcing fiber layer with a matrix resin developed by subsequent mold closing.
前記マトリックス樹脂の展開時に、成形キャビティを外気と遮断し、負圧状態とすることを特徴とする請求項1に記載のレジントランスファモールディング成形方法。   2. The resin transfer molding method according to claim 1, wherein when the matrix resin is unfolded, the molding cavity is blocked from outside air to be in a negative pressure state. 前記マトリックス樹脂は、型閉じ途中における成形型の成形キャビティを外気と遮断し、負圧状態として注入することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレジントランスファモールディング成形方法。   3. The resin transfer molding method according to claim 1, wherein the matrix resin is injected as a negative pressure state by blocking a molding cavity of the molding die in the middle of mold closing from outside air. 4. 前記マトリックス樹脂は、型開きした成形型の成形キャビティに挿入した袋状キャビティ内に注入し、袋状キャビティに設けた無数の穴より、型開き状態から型閉じ状態の間において、成形キャビティ内の強化繊維層上に拡散させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレジントランスファモールディング成形方法。   The matrix resin is injected into a bag-like cavity inserted into a molding cavity of a mold that has been opened, and from the infinite number of holes provided in the bag-like cavity, between the mold open state and the mold closed state, The resin transfer molding method according to claim 1, wherein the resin transfer molding is diffused on the reinforcing fiber layer. 前記マトリックス樹脂は、型開きした成形型に投入された強化繊維層の上面に付着するよう注入ノズルにより注入することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレジントランスファモールディング成形方法。   3. The resin transfer molding method according to claim 1, wherein the matrix resin is injected by an injection nozzle so that the matrix resin adheres to an upper surface of a reinforcing fiber layer put into a mold that is opened. 前記マトリックス樹脂は、強化繊維層の投入前の型開きした成形型の下型キャビティ面に付着するよう注入ノズルにより注入することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレジントランスファモールディング成形方法。   The resin transfer molding according to claim 1 or 2, wherein the matrix resin is injected by an injection nozzle so as to adhere to a lower mold cavity surface of the mold that has been opened before the reinforcing fiber layer is charged. Method. 成形型の成形キャビティに配置した強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させて加熱硬化させるレジントランスファモールディング成形装置であり、
開いている状態の前記成形型間にマトリックス樹脂を注入する手段と、
型閉じ途中から成形キャビティを外気と遮断する手段と、
外気遮断中に成形キャビティ内を負圧状態とする手段と、を備えることを特徴とするレジントランスファモールディング成形装置。
It is a resin transfer molding molding device that impregnates a matrix resin into a reinforcing fiber layer disposed in a molding cavity of a molding die and heat cures it.
Means for injecting a matrix resin between the molds in an open state;
Means for blocking the molding cavity from the outside air during mold closing;
A resin transfer molding apparatus comprising: a means for setting the inside of the molding cavity to a negative pressure state while the outside air is shut off.
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