JP2014184725A - Shaping/molding method - Google Patents
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Abstract
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に関する。 The present invention relates to a forming method for forming a fiber reinforced resin member such as an automobile or an aircraft into a three-dimensional shape using a forming die, which is made of a reinforced carbon fiber and a matrix resin.
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。
しかしこの特許文献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、その成形性には限界があった。しかも一旦硬化後は熱で溶かすことも、溶剤に溶かすこともできずリサイクルできないという問題がある。
However, the forming method disclosed in
これに対し特許文献2に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可塑性樹脂材料を付着させた後に、該織物基材を構成する複数本の強化繊維束の相対位置に変動を与えることで、変形性に優れ複雑な形状に追従させることができ、かつ、その形状の保持性に優れる強化繊維織物を用いた平板積層成形品、繊維強化樹脂成形品、ならびにそれらの製造方法が開示された。
On the other hand, in
特許文献2に開示された強化繊維織物を成形原反材として積層してなる積層成形材を溶融温度に加熱後、固化温度の成形型で圧縮する成型法では、熱可塑性樹脂を炭素繊維に完全に含侵させることが困難であり、十分な成形品強度が得られないという問題がある。
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、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賦形成形方法を提供することを目的とする。
In a molding method in which a laminated molding material obtained by laminating a reinforcing fiber fabric disclosed in
The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a forming method for forming a strong molded product into a three-dimensional shape efficiently with a high degree of freedom using a forming raw material. .
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可塑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溶融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、賦形をする成形型を溶融温度に昇温する工程と、成形型の所要部位にインサート部品をインサ−トする工程と、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、成形型を固化温度に冷却して型を開き離型する工程とを有することを特徴とする。
本発明の賦形成形方法によって、成形型を熱可塑性樹脂材の溶融温度に加熱することによって熱可塑性樹脂を強化繊維に完全に含侵させて繊維積層によって強化して十分な成形品強度の熱可塑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。また積層成形材の所要部位にインサート部品をインサ−トして成形することによって、各種の機能を備える機能部を予め繊維強化樹脂成形品に組み込み、所要の製品を得るために要する時間を節減することができ、さらにサイクルタイムを短縮することができる。
The forming method of the present invention is a laminate in which a forming raw material having a resin material mainly composed of a thermoplastic resin attached to at least one surface of a woven fabric substrate including a plurality of reinforcing fiber bundles is cut and laminated. The molding material is placed and placed in a molding die, pressurized and heated to melt the resin material adhering to the textile substrate including a plurality of reinforcing fiber bundles and bond the fibers and the layers of the molding raw material. In the forming method, the step of raising the forming mold to the melting temperature, the step of inserting the insert part into the required part of the mold, the pre-heating of the laminated molding material, and placement into the mold A preheating step, a step of clamping and pressurizing the mold, and a step of cooling the mold to a solidification temperature to open and release the mold.
By the forming method of the present invention, the mold is heated to the melting temperature of the thermoplastic resin material to completely impregnate the thermoplastic resin into the reinforcing fibers and strengthened by the fiber lamination to heat the molded article with sufficient strength. It becomes possible to mold a plastic resin material. In addition, it can be prevented by preheating that the cycle time becomes excessive due to the long heating time. In addition, by inserting and inserting insert parts into the required parts of the laminated molding material, functional parts having various functions are incorporated in the fiber reinforced resin molded product in advance, thereby reducing the time required to obtain the required product. And cycle time can be further reduced.
また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可塑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溶融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、賦形をする成形型を溶融温度に昇温する工程と、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、成形型を固化温度に冷却して型を開き離型する工程と、を行い平板形状の平板積層成形品を成形する工程と、前記平板積層成形品を所定の形状に裁断する工程と、賦形をする成形型を溶融温度に昇温する工程と、前記成形型の所要部位にインサート部品をインサ−トする工程と、前記平板積層成形品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、成形型を固化温度に冷却して型を開き離型する工程とを有することを特徴とする。
炭素繊維間への熱可塑性樹脂の含浸には通常約5〜30分の時間を要する。
しかし、本発明の賦形成形方法によって、事前に平板形状の積層成形材を準備することによって、その時間を削減して賦形成形の成形サイクルタイムを短縮することができる。
平板積層成形品の所要部位にインサート部品をインサ−トして成形することによって、各種の機能を備える機能部を予め繊維強化樹脂成形品に組み込み、所要の製品を得るための生産効率を向上することができる。
In addition, the forming method of the present invention cuts and laminates a forming raw material in which a resin material mainly composed of a thermoplastic resin is attached to at least one surface of a woven fabric substrate including a plurality of reinforcing fiber bundles. Laminate molding material is placed in the mold and pressed and heated to melt the resin material adhering to the textile substrate containing multiple reinforcing fiber bundles and bond the fibers and the layers of the molding material In the forming method, the step of heating the forming mold to be shaped to the melting temperature, the preheating step of preheating and placing the laminated molding material into the mold, and the step of clamping and pressurizing the mold Cooling the mold to the solidification temperature, opening the mold and releasing the mold, forming a flat plate-shaped flat laminate product, cutting the flat plate-molded product into a predetermined shape, and applying A step of raising the forming mold to the melting temperature, A step of inserting a sheet component, a preheating step of preheating and placing the flat plate molded product into a mold, a step of clamping and pressurizing the mold, and cooling the mold to a solidification temperature. And a step of opening and releasing the mold.
The impregnation of the thermoplastic resin between the carbon fibers usually takes about 5 to 30 minutes.
However, by preparing a plate-shaped laminated molded material in advance by the forming method of the present invention, the time can be reduced and the forming cycle time of the forming shape can be shortened.
By inserting insert parts into the required part of the flat plate molded product and molding it, functional parts having various functions are incorporated in the fiber reinforced resin molded product in advance to improve the production efficiency for obtaining the required product. be able to.
インサート部品を織物基材と積層する熱可塑性樹脂と同一の熱可塑性樹脂部品とするのがよい。それにより積層成形材に対しインサート部品を強固に接合することができる。 The insert part may be the same thermoplastic resin part as the thermoplastic resin that is laminated with the textile substrate. Thereby, the insert part can be firmly bonded to the laminated molding material.
インサート部品を穴付き板金若しくは孔部を備える異種の樹脂材料部品とすることによって積層成形材を形成する織物基材と積層する熱可塑性樹脂が板金の穴や若しくは異種の樹脂材料部品の孔部に廻り込み、これによって積層成形材とインサート部との相互の接合機械強度を向上することができる。 By making the insert part a sheet metal with a hole or a different kind of resin material part having a hole, the thermoplastic resin to be laminated with the fabric base material forming the laminated molding material is placed in the hole of the sheet metal or the hole of the different resin material part. This makes it possible to improve the bonding mechanical strength between the laminated molding material and the insert portion.
インサート部品が樹脂フイルムである場合には、光輝性や反射特性等樹脂フイルムの各種機能を得られる繊維強化樹脂成形品の表面性状として付与することができる。また強化繊維束が炭素繊維束であれば、軽く高強度の成形品を得ることができる。 When the insert part is a resin film, it can be imparted as a surface property of a fiber-reinforced resin molded product that can obtain various functions of the resin film such as glitter and reflection characteristics. If the reinforcing fiber bundle is a carbon fiber bundle, a light and high-strength molded product can be obtained.
また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。 In addition, the mold has a product part mold and a heat storage panel on the back of the product part mold, and by heating the product part mold heater and heat conduction from the heat storage panel, the mold temperature of the product part mold is raised. Due to the presence of the heat storage panel, the temperature of the product part mold is increased, and the capacity of the product part heater can be reduced.
成形型を水冷却によって急冷することができ、成形型を熱可塑性樹脂材の固化温度に冷却する冷却時間を要して、サイクルタイムが過長になることを防止することができる。また成形型の冷却後にエア−で水を抜き取り、成形型の昇温を開始することによって、エア−で水を除去することで、再度の昇温開始を早めることができ、さらに成形サイクルタイムを短縮することができる。 The mold can be rapidly cooled by water cooling, and a cooling time for cooling the mold to the solidification temperature of the thermoplastic resin material is required, so that the cycle time can be prevented from being excessively long. Also, after cooling the mold, water is extracted with air and the mold is started to warm up. By removing water with air, the start of temperature rise can be accelerated, and the molding cycle time can be further reduced. It can be shortened.
積層成形材又は平板積層成形品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。また積層成形材又は平板積層成形品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又は平板積層成形品の投入配置部分の内側形状に沿う形状に積層成形材又は平板積層成形品を予熱すると共に絞り加工を行う。 By preheating and pre-molding the laminated molding material or the flat-plate laminated molded product, it is possible to easily and efficiently place and arrange it in the molding die. Further, by preparing a pre-formed product obtained by pre-forming a laminated molded material or a flat plate-formed product, the molding efficiency can be further improved. As a form of the pre-molding, for example, the laminated molding material or the flat laminate molded product is preheated to a shape along the inner shape of the input arrangement portion of the laminated molding material or the flat laminate molded product into the mold, and the drawing process is performed.
予熱工程を、予熱対象を近赤外線放射装置から放射される近赤外線で加熱し、遠赤外線温度センサ−で前記予熱対象の温度を検知し、近赤外線の強度を調整して前記予熱対象を所定の温度に昇温させ設定温度で安定させる工程であり、前記近赤外線の強度の調整を近赤外線放射装置への通電圧の連続降下で行うことによって、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。 In the preheating step, the preheating target is heated by near infrared radiation emitted from a near infrared radiation device, the temperature of the preheating target is detected by a far infrared temperature sensor, the intensity of near infrared light is adjusted, and the preheating target is adjusted to a predetermined temperature. It is a process of raising the temperature to be stabilized at the set temperature, and by adjusting the intensity of the near infrared ray by continuously dropping the conduction voltage to the near infrared emitting device, the molecule to be preheated is heated in the near infrared ray. The core can be heated, and the far-infrared sensor can detect the exact temperature without contact.
近赤外線強度を、電圧の連続降下で調整し所定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。 By adjusting the near-infrared intensity with a continuous voltage drop and raising the temperature to a predetermined 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.
積層成形材又は平板積層成形品を熱盤上に炭素繊維面を下向きとして配置して加熱することによって、積層成形材又は平板積層成形品の樹脂が熱盤に溶融接着することを防止することができる。 It is possible to prevent the resin of the laminated molded material or the flat plate molded product from being melt-bonded to the hot plate by placing the laminated molded material or the flat plate molded product on the hot plate with the carbon fiber surface facing downward. it can.
熱盤上に配置した積層成形材又は平板積層成形品を溶融させて耐熱部材で押圧して繊維間及び成形原反材の層間を溶融接着させ、その後耐熱部材を取り外す工程を含むことによって、耐熱部材から受ける押圧力によって繊維間及び成形原反材の層間を効率よく溶融接着し、さらに成形サイクルタイムを短縮することができる。 By including the process of melting the laminated molding material or flat plate molded article placed on the hot plate and pressing it with a heat-resistant member to melt and bond between the fibers and the interlayer of the molding raw material, and then removing the heat-resistant member By the pressing force received from the member, it is possible to efficiently melt and bond between the fibers and between the layers of the forming raw material, and further shorten the forming cycle time.
上部型と下部型とよりなる成形型によって積層成形材又は平板積層成形品を圧縮する工程を有し、下部型のブロックとこれに対抗する対抗型で挟みながら積層成形材を圧縮成形することによって、成形型へ投入した積層成形材又は平板積層成形品の移動を防止して精度の良い圧縮成形が可能となる。その結果、成形サイクルタイムを短縮することができる。 A step of compressing a laminated molded material or a flat laminated molded product with a molding die comprising an upper die and a lower die, and compressing and molding the laminated molding material while sandwiching it between the block of the lower die and the opposing die. Thus, it is possible to prevent the movement of the laminated molding material or the flat laminated molded article put into the mold and to perform compression molding with high accuracy. As a result, the molding cycle time can be shortened.
上部型のブロックと下部型のブロックとによって積層成形材又は平板積層成形品を挟持する工程と、上部型のブロックと下部型のブロックとによって挟持した積層成形材又は平板積層成形品を凹型へ移動して積層成形材又は平板積層成形品を絞り変形させる工程を有することによって、型の上下ブロックで挟んで凹型へ移動し絞ることによって積層成形材又は平板積層成形品の移動を防止して効率よく精度の高い絞り加工が可能となり、複雑形状の成形品の成形サイクルタイムを短縮することができる。 The process of sandwiching the laminated molded material or flat plate molded product between the upper mold block and the lower mold block, and moving the laminated molded material or flat plate molded product sandwiched between the upper mold block and the lower mold block to the concave mold By having the step of drawing and deforming the laminated molding material or flat plate molded product, the movement of the laminated molding material or flat plate molded product is efficiently prevented by moving and squeezing between the upper and lower blocks of the mold and moving to the concave mold. High-precision drawing is possible, and the molding cycle time of a molded product having a complicated shape can be shortened.
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又は平板積層成形品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 die block and pushing up the lower die block to sandwich the laminated molding material or flat plate molded article, the relative speed of mold movement can be improved and the molding cycle time can be further shortened. .
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によれば、特に曲げ強度の強い繊維強化樹脂成形品を成形原反材を用いて形状自由度高くかつ効率よく3次元形状に賦形して低コストに製造することができる。 According to the forming method according to the present invention, a fiber reinforced resin molded product having particularly high bending strength is formed into a three-dimensional shape with a high degree of freedom in shape and using a forming raw material, and manufactured at low cost. be able to.
本発明の賦形成形方法で製造する繊維強化樹脂成形品は、図1(a)に示す成形原反材1を用い本発明の賦形成形方法によって効率よく製造される。
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可塑性樹脂を主成分とする樹脂材料4が付着してなる。
The fiber reinforced resin molded product manufactured by the forming method of the present invention is efficiently manufactured by the forming method of the present invention using the forming
As shown in FIG. 1 (a), in the forming
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
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可塑性樹脂を主成分とする。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、アクリル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリフェニレンサルファイドなどがある。樹脂材料4が熱可塑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
図2は本発明の賦形成形方法で製造する繊維強化樹脂成形品の断面模式図である。
この実施の形態の繊維強化樹脂成形品100は、複数本の強化繊維束を含む織物基材3の少なくとも一方の表面に熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂材料4が付着された成形原反材1を裁断し積層した一対の積層成形材5に各種の機能を備える機能部であるインサート部品101をインサ−トしてなる。この様に積層成形材5にインサート部品101をインサ−トすることによって各種の機能を備える機能部を予め繊維強化樹脂成形品100に組み込み、所要の製品を得るための生産効率を向上することができる。また曲げ強度を向上し、さらに織物基材に要するコストを低減できる。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a fiber-reinforced resin molded product produced by the forming method of the present invention.
The fiber reinforced resin molded
インサート部品101を織物基材3と積層する熱可塑性樹脂と同一の熱可塑性樹脂部品とすることにより積層成形材5に対しインサート部品101を強固に接合することができる。
By making the
インサート部品101は図示されるようにを穴部101aを有する金属製の穴付き板金101若しくは孔部101bを備える異種の樹脂材料部品101とすることによって積層成形材5を形成する織物基材3と積層する熱可塑性樹脂が穴付き板金101の穴部101aや若しくは異種の樹脂材料部品101の孔部101bに廻り込み、これによって積層成形材5とインサート部101との相互の接合機械強度を向上することができる。織物基材3の強化繊維束が炭素繊維束であれば、軽く高強度の繊維強化樹脂成形品100を得ることができる。
As shown in the figure, the
次に繊維強化樹脂成形品100を製造するための本発明の第一の実施の形態の賦形成形方法を図3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とインサート部品101とをする。遠赤外線温度センサ−(図示せず)で積層成形材5とインサート部品101との温度を検知し、近赤外線放射装置7による近赤外線の強度を調整し所定の温度に積層成形材5とインサート部品101とを昇温させる。
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の溶融温度に昇温する。次に積層成形材5とインサート部品101と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とインサート部品101とを圧縮する。これによって織物基材3に付着している樹脂材料4を軟化して積層成形材5の層間を接着し、形状を保持させる。
その後成形型9を固化温度に急冷して型を開き離型する。以上の各工程によって成形原反材1を積層した積層成形材5とインサート部品101とを3次元形状に賦形する。
Next, the forming method of the first embodiment of the present invention for producing the fiber reinforced resin molded
First, the forming
In the preheating, the
On the other hand, the forming
Thereafter, the
積層成形材5とインサート部品101とを加熱する温度は、樹脂材料4が軟化して積層成形材5の層間を接着させる温度である。積層成形材5とインサート部品101と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、軟化した樹脂材料4が対向する複数本の強化繊維束を含む織物基材を構成する強化繊維束の単糸の間に浸透する。次いで積層成形材5とインサート部品101とが冷却されることにより、樹脂材料4は対向する複数本の強化繊維束を含む織物基材に付着し、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とインサート部品101とを共に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 forming the
成形型9は製品部型10と、蓄熱盤11とよりなり、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。また成形型9は水冷のための冷却通水経路13を備え、成形型9は冷却通水経路13に通水することによって急冷される。冷却通水経路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の型温が所定の冷却温度に達した後、冷却通水経路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の冷却を終了し、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
次に本発明の第二の実施の形態の賦形成形方法を図3、図4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正方形若しくは直方形の成形原反材1を複数用い、この各成形原反材1を、最上面の成形原反材1のみ織物基材3を上側として樹脂材料4が付着した面を下側にし、それ以外は織物基材3を下側として樹脂材料4が付着した面を上側にして積層し、その積層された積層成形材14を第一の実施の形態と同様に圧縮成形して平板状の平板積層成形品15とする。
次いで平板積層成形品15を成形型9に収納する前に予備加熱型6で予熱する。
予備加熱にあたっては上部より近赤外線放射装置7から放射される近赤外線によって平板積層成形品15を加熱する。遠赤外線温度センサ−で平板積層成形品15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定の温度に平板積層成形品15を昇温させる。
Next, the forming method according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
In the forming method of the second embodiment, a plurality of square or rectangular forming
Next, the flat laminated molded
In the preliminary heating, the flat
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く、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。
また平板積層成形品15は予備加熱型6内の熱盤8上に炭素繊維面を下向きとして配置して加熱する。これによって平板積層成形品15の樹脂成分を近赤外線放射装置7によって効率よく軟化させることができる。
またその際、熱盤8上に配置した平板積層成形品15を耐熱部材(図示せず)で押圧して軟化させ、その後耐熱部材を取り外して予熱するようにすることもできる。この様にすることによって平板積層成形品15の予熱を効率よく行うことができる。
以上の様にして予熱された平板積層成形品15とインサート部品101である樹脂フイルムとを第一の実施の形態と同様に予熱された成形型9に収納し、第一の実施の形態と同様にして圧縮成形する。
この第二の実施の形態は成形型9が正方形平板状若しくは直方形平板状の平板積層成形品15を成形し、平板積層成形品15を用いて最終製品の成形を行う点で第一の実施の形態の賦形成形方法と異なる。また光輝性や反射特性等の各種機能の樹脂フイルムをインサート部品101としてインサートすることによって、樹脂フイルムの各種機能を製造する繊維強化樹脂成形品の表面性状として付与することができる。
The intensity of the near infrared light described above is adjusted by a continuous drop of the conduction voltage to the near
Further, the flat plate molded
At that time, the flat
The flat
The second embodiment is the first embodiment in that the
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、積層成形材14及びインサート部品101又は平板積層成形品15及びインサート部品101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及びインサート部品101又は平板積層成形品15及びインサート部品101を予熱すると共に予成型として絞り加工を行う点で第一の実施の形態及び第二の実施の形態と異なる。第三の実施の形態の賦形成形方法では、積層成形材14及びインサート部品101又は平板積層成形品15及びインサート部品101を成形型9へ簡易に効率よく投入配置することが可能となる。
Next, the forming method according to the third embodiment of the present invention will be described.
In the forming method of the third embodiment, the
次に本発明の第四の実施の形態の賦形成形方法を図5を参照して詳述する。
この第四の実施の形態の賦形成形方法では、成形型9の製品部型10を構成する上部型16と下部型17によって予熱された平板積層成形品15及びインサート部品101を圧縮するにあたって、下部型17の中央部ブロック17aとこれに対抗する対抗型18によって挟みながら平板積層成形品15及びインサート部品101を圧縮成形する。
Next, the forming method according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
In the forming method of the fourth embodiment, in compressing the flat plate molded
さらに第五の実施の形態では図6に示すように平板積層成形品15及びインサート部品101を成形型9に投入し、上部型16の中央部ブロック16aを下降し、下部型17の中央部ブロック17aを押し上げて平板積層成形品15及びインサート部品101を挟持する。その上部型16の中央部ブロック16aと下部型17の中央部ブロック17aとによって挟持した平板積層成形品15及びインサート部品101を凹型19へ移動して絞り変形させて圧縮成形する。
Further, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the flat plate molded
二方向性織物基材3の一方の表面に、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)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
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、また積層成形材14は熱盤8上に炭素繊維面を下向きとして配置して加熱した。
The
The intensity of the near infrared ray was adjusted by a continuous drop of the conduction voltage to the near
一方、製品部型10と、蓄熱盤11とよりなり、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、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た。その後、成形型9を冷却通水経路13に通水することによって急冷し、さらに冷却通水経路13にエア−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た。それにより冷却によって固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。
Table 1 shows the temperature, pressure, and required time in each of the above steps.
以上により得られた平板積層成形品15及びインサート部品101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平板積層成形品15及びインサート部品101を加熱した。遠赤外線温度センサ−で平板積層成形品15及びインサート部品101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定の温度に平板積層成形品15及びインサート部品101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。
また上部型16と下部型17とよりなる製品部型10内側形状に沿う形状に平板積層成形品15及びインサート部品101の絞り加工を行なった。
The flat plate molded
In addition, the flat plate molded
一方、上部型16と下部型17とよりなる製品部型10に備えたヒ−タ−12と蓄熱盤11よりの熱伝導で上部型16と下部型17の型温を昇温させて予熱した。この予熱された上部型16と下部型17との内側に予熱した平板積層成形品15及びインサート部品101を収納し、上部型16の中央部ブロック16aと下部型17の中央部ブロック17aとによって平板積層成形品15及びインサート部品101を挟持した。その上部型16の中央部ブロック16aと下部型17の中央部ブロック17aとによって挟持した平板積層成形品15及びインサート部品101を凹型19へ移動して平板積層成形品15及びインサート部品101を絞り変形させた。さらに平板積層成形品15及びインサート部品101を圧縮成形した。その後、成形型9を冷却通水経路13に通水することによって急冷し、さらに冷却通水経路13にエア−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、冷却によって固化した。
On the other hand, preheating was performed by raising the mold temperatures of the
他は実施例1と同様にして、アクリル樹脂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を用いて、実施例1と同様の賦形成形を行った。
表2にその各工程における温度、圧力、所要時間を示す。
Table 2 shows the temperature, pressure, and required time in each process.
得られた平板積層成形品15及びインサート部品101を用いて実施例1と同様に成型を行った。得られた製品は実施例1,2何れの場合も表面性状が良好な3次元形状のインサート部品を接着して各種の機能部を予め組み込んでなる外観の良い繊維強化樹脂製品が得られた。
図7に実施例1,2の各工程及び使用/設備及び使用/型と、各工程における所要時間を示す。
図に示されるようにアクリル樹脂を主成分とする樹脂材料4を用いた場合で11.5分、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)を主成分とする樹脂材料4を用いた場合で13.5分のサイクルタイムでの製造が可能となった。
Molding was performed in the same manner as in Example 1 by using the obtained flat plate molded
FIG. 7 shows each process and use / equipment and use / type of Examples 1 and 2 and the time required for each process.
As shown in the figure, 11.5 minutes when the
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・・・冷却通水経路、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
Claims (16)
In the preheating step, the preheating target is heated by near infrared radiation emitted from a near infrared radiation device, the temperature of the preheating target is detected by a far infrared temperature sensor, the intensity of near infrared light is adjusted, and the preheating target is adjusted to a predetermined temperature. The step according to any one of claims 1 to 9, wherein the temperature is raised to a temperature and stabilized at a set temperature, and the intensity of the near infrared ray is adjusted by a continuous drop of a conduction voltage to the near infrared radiation device. Forming method. .
11. The forming method according to claim 10, wherein the near-infrared intensity is adjusted by a continuous drop in the voltage applied to the near-infrared radiation device to raise the temperature of the preheating target to a predetermined temperature.
12. The forming method according to claim 10 or 11, wherein the laminate molding or the flat laminate molded article is heated on a heating plate with the carbon fiber surface facing downward.
The forming method according to claim 14 or 15, wherein the upper die block is lowered and the lower die block is pushed up to sandwich the laminate.
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