JPH03262607A - 複合材部品成形型 - Google Patents

複合材部品成形型

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JPH03262607A
JPH03262607A JP2062034A JP6203490A JPH03262607A JP H03262607 A JPH03262607 A JP H03262607A JP 2062034 A JP2062034 A JP 2062034A JP 6203490 A JP6203490 A JP 6203490A JP H03262607 A JPH03262607 A JP H03262607A
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は複合材部品を歪みを生じさせることなく成形し
得るようにした複合材部品成形型に関する。
（従来の技術） たとえば航空機、自動車部品等の構造部材として使用さ
れる複合材部品は、加熱処理および加圧処理を必要とし
、オートクレーブ成形やプレス成形等により製作されて
いる。上記複合材部品を製作するには、短時間で成形で
きるプレス成形手段が適している。
プレス成形手段としては、特開昭６２−２６７１１４号
公報に開示されているパネルの成形加工方法や、特公昭
５５−４１２１０号公報に開示されている複合材料構造
部品の一体成形法がある。
特開昭６２−２６７１１４号公報のパネルの成形加工方
法は、中央部予備成形体と外周部予備成形体とを成形型
に入れて加圧および加熱して一体成形するものである。
また特公昭５５−４１２１０号公報の複合材料構造部品
の一体成形法は、エラストマ系工具に予備成形体を積層
し、この積層体をオートクレーブ中でエラストマ系工具
の熱膨張圧を利用しながら加圧および加熱して一体成形
するものである。
（発明が解決しようとする課Ｓ） 中央部予備成形体と外周部予備成形体とを成形型に入れ
て成形する成形方法は、中央部予備成形体と外周部子＃
ｉ成形体を一体加工することはできても、成形する際に
成形品の立ち上がり部分へ均一な圧力を負荷できないと
いう問題がある。
またエラストマ系工具を用いて複合材料構造部品を一体
成形する成形方法は、必要な時期に所望の圧力を負荷す
ることができず、また複合材料構造部品とエラストマ系
工具との熱膨張率の違いにより成形品に歪みが生じてし
まうことがある。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、成形型を
構成する部材を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨
張率の材料で形成し、かつ側面からも加圧することで、
全体に均一に圧力を負荷するようにして、歪みの生じな
い成形品を製作する複合材部品成形型を提供することを
目的とする。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 本発明の複合材成形型は、ベースプレートと、このベー
スプレート上に配置されたマンドレルと、前面を傾斜面
とし上記マンドレルの両側にマンドレルの側面との間に
くさび形空間を形成するように固定配置された案内部材
と、上記くさび形空間に挿入されたくさびと、マンドレ
ルの上に配置されたプレートとを有し、成形型を構成す
るプレートおよびマンドレルの少なくとも複合材部品に
接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張
率の材料で形成して構成される。
（作　用） 本発明の複合材成形型においては、マンドレルの側面に
形成されるくさび形空間に設けたくさびを加圧すると、
くさびの動き量に応じて側方の分力が発生し、複合材部
品の各部材を均一な圧力で加圧し、また成形型を構成す
るプレートおよびマンドレルの複合材部品と接触する部
分を形成する材料の熱膨張率が複合材部品の熱膨張率を
ほぼ等しく設定されているので、構成部材の複合材部品
との接触面の熱膨張率の違いによる歪みの発生を防ぐこ
とができる。
（実施例） 以下本発明の一実施例を図面につき説明する。
第１図は本発明による複合材部品成形型を示し、この複
合材部品成形型のベースプレート１は、プレス機の固定
プレス部２の上に載置される。このベースプレート１の
上には、マンドレル３．３をを配置する空間４を形成す
るように案内部材５．５が固定配置されている。上記マ
ンドレル３．３は、成形しようとする断面Ｔ形の複合材
部品６の脚部６ａを収容する空間７を形成するように配
置される。上記案内部材５の前面は、傾斜面５ａとなっ
ており、案内部材５とマンドレル３の側面３ａとの間に
くさび形空間８を形成している。上記各くさび形空間８
には、くさび形空間８に対応した傾斜面を有するくさび
９が上方から挿入される。くさびの傾斜面の角度および
くさび上面の面積を選定することによりマンドレル３に
加えられる側圧が決められる。くさび９の長さ寸法はく
さび形空間８の深さより短く設定されていて、くさびの
逃げ部分を形成するようになっている。またマンドレル
３．３の直上には、複合材部品６を押圧するためのプレ
ート１０が配置されている。
一方上記成形型を構成するプレート１０およびマンドレ
ル３は、複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の
材料で形成されている。たとえば複合材部品としてカー
ボン繊維強化プラスチックを用いた場合に対しては、プ
レート１０およびマンドレル３の材料として低膨張炭素
鋼、セラミックス、カーボンが適当である。プレート１
０およびマンドレル３を構成する材料として、複合材部
品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の材料を選定できな
い場合には、プレート１０およびマンドレル３の複合材
部品に接する面に複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱
膨張率の材料で形成した層を設ける。
また生産性を上げるためには、マンドレル３に加熱用ヒ
ータや冷却用ラインを付設することが望ましい。
なお第１図で符号１１はプレス機の可動プレス部である
。
つぎに作用を説明する。
まずマンドレル３．３をベースプレート１に固定配置し
た空間４に配置する。つぎにマンドレル３．３の間に設
けた空間７に成形しようとする断面Ｔ形の複合材部品６
の脚部６ａを挿入し、挿入された複合材部品６の上にプ
レート１０を置く。
ついで案内部材５とマンドレル３の側面３ａとの間に形
成されるくさび形空間８に、くさび形空間８に対応した
傾斜面を有するくさび９を上方から挿入する。
このようにして複合材部品６の成形型への取り付けが完
了したら、成形型をプレス機の固定プレス部２の上に載
置し、プレス機を作動させると、プレス機の可動プレス
部１１が下降し、くさび９を押し下げ、これによりマン
ドレル３が案内部材５から離れる方向に動き、複合材部
品６に側圧が負荷され、これと同時にプレート１０にも
プレス圧が負荷され、複合材部品全体に圧力が負荷され
ることになる。
一方プレート１０およびマンドレル３の複合材部品６と
接触する部分を形成する材料の熱膨張率は、複合材部品
６の熱膨張率をほぼ等しく設定されているので、構成部
材の複合材部品との接触面の熱膨張率の違いによる歪み
の発生がない。
第３図は成形材部品２０を断面Ｔ形の複合材部品２１と
平板複合材部品（補強パネル）２２とを一体成形するこ
とにより作った例を示すものであり、この成形材部品２
０の成形型２３は、第４図に示すようにベースプレート
２４と、このベースプレート２４上に固定配置される案
内部材２５と、案内部材２５間に配置されるマンドレル
２６と、マンドレル２６．２６の間に配置されるくさび
体２７とから形成されている。上記くさび体２７は２つ
の断面３角形くさび部材２８と、Ｖ形溝をもつくさび部
材２９とから形成されている。すなわち２つの断面３角
形くさび部材２８は、ベースプレート２４の上に置いた
断面Ｔ形の複合材部品２１の脚部および上面に接するよ
うに置かれ、上方からＶ形溝をもつくさび部材２つの下
降で複合材部品に対して側圧を負荷し、複合材部品全体
に圧力を負荷するようにしている。
なお上記実施例では断面Ｔ形の複合材部品を成形する成
形型について説明したが、第５図に示す成形材部品３０
を断面Ｈ形の複合材部品３１と平板複合材部品（補強パ
ネル）３２とを一体成形することにより作る場合には、
断面Ｈ形の複合材部品３１の形状に対応した成形型によ
り成形する。
〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、ベースプレートと、
このベースプレート上に配置されたマンドレルと、前面
を傾斜面とし上記マンドレルの両側にマンドレルの側面
との間にくさび形空間を形成するように固定配置された
案内部材と、上記くさび形空間に挿入されたくさびと、
マンドレルの上に配置されたプレートとを有し、成形型
を構成するプレートおよびマンドレルの少なくとも複合
材部品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ等し
い熱膨張率の材料で形成したので、熱膨張差に部品各部
に均一な圧力が負荷され、また熱膨張差により複合材部
品に歪みが生しないので、品質のよい製品を作ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による複合材部品成形型をプレス機に取
り付けた状態を示す図、第２図は本発明による複合材部
品成形型により作られた複合材部品の一例を示す斜視図
、第３図は本発明による複合材部品成形型により作られ
た複合材部品の変形例を示す図、第４図は本発明による
複合材部品成形型の他の実施例を示す図、第５図は本発
明による複合材部品成形型により作られた複合材部品の
他の変形例を示す図である。 １・・・ベースプレート、３・・・マンドレル３．５・
・・案内部材、５ａ・・・案内部材の傾斜面、６・・・
複合材部品、 ８・・・くさび形空間、 ９・・・くさび、 １０・・・プ レート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ベースプレートと、このベースプレート上に配置された
    マンドレルと、前面を傾斜面とし上記マンドレルの両側
    にマンドレルの側面との間にくさび形空間を形成するよ
    うに固定配置された案内部材と、上記くさび形空間に挿
    入されたくさびと、マンドレルの上に配置されたプレー
    トとを有し、成形型を構成するプレートおよびマンドレ
    ルの少なくとも複合材部品に接する部分を複合材部品の
    熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の材料で形成したことを
    特徴とする複合材部品成形型。
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