本发明专利技术涉及复合材料的成形装置及复合材料的成形方法。本发明专利技术可以更简单地制造具有复杂构造的复合材料的被成形品。实施方式的复合材料的成形装置包括容器、减压系统及加热介质供给系统。容器收纳通过密闭体密闭的成形对象品。减压系统通过对在所述容器内由所述密闭体包围的区域进行减压，进行所述成形对象品的弯曲成形及对所述弯曲成形后的所述成形对象品的加压。加热介质供给系统向所述容器内供给用于进行所述弯曲成形及所述加压下的所述成形对象品的加热硬化的加热介质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施方式涉及复合材料的成形装置及复合材料的成形方法。
技术介绍
目前，作为使碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)及玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass fiber reinforced plastics)等复合材料成形的方法，公知的是使用热压(A/C：autoclave)成形装置的方法。在使用现有热压成形装置的成形方法中，片状的半固化片(シート状のプリプレグ)在与完成品的形状一致的夹具(成形模型或成形夹具)中层叠。接着，使用袋膜(バッグフィルム)及密封材料等覆盖片状的半固化片。紧接着，将用袋膜及密封材料覆盖的区域形成真空状态。由此，由袋膜及密封材料覆盖的半固化片因大气压的作用而成为加压状态。另外，利用抽真空，将半固化片通过袋膜及密封材料密闭的作业称为制袋。接着，被制袋的半固化片运送至热压成形装置内。然后，通过使用热压成形装置进行加热而使半固化片硬化。由此，作为复合材料的被成形品得到被硬化的半固化片。在使用现有的热压成形装置的复合材料的成形中，通过热风的循环，半固化片被加热硬化。另外，以高温下的压力增加或惰性化为目的，有时还封入氮气。但是，在通过热风对被成形品进行加热的现有热压成形装置中，温度的均匀性低，难以瞬时使温度上升。温度的不均匀性关系到被成形品的外观或内部品质的劣化。因此，通过热风对被成形品进行加热的现有热压成形装置，难以使具有复杂的构造的被成形品或尺寸大的被成形品以良好的品质均匀地硬化。在此，设计出一种代替热风而通过水蒸气对被成形品进行加热的热压成形装置(例如，参照专利文献1)。在使用水蒸气作为进行热传递的加热介质的情况下，与使用热风或氮的情况相比，可以使温度的均匀性飞跃性地提高。因此，如果使用通过水蒸气对被成形品进行加热的热压成形装置，即使是具有复杂构造的被成形品也可成形。即，只要事前用成形装置进行半固化片的赋型，使用水蒸气式的热压成形装置就可进行具有复杂构造的被成形品的加热硬化。成形装置进行的半固化片的赋型，有代表性的是，将层叠的片状的半固化片加热至适于赋型的温度，对加温后的片状的半固化片进行赋型的成形加工。因此，在水蒸气式的热压成形装置中，由成形装置赋型的片状的半固化片被加热硬化。另外，为了与基于硬化的成形相区别，半固化片硬化前的成形一般称为赋型或赋形。专利文献1：(日本)特开2012－153133号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于，可以更简单地制造具有复杂构造的复合材料的被成形品。本专利技术的实施方式的复合材料的成形装置包括容器、减压系统及加热介质供给系统。容器收纳由密闭体密闭的成形对象品。减压系统通过对所述容器内由所述密闭体包围的区域进行减压，而进行所述成形对象品的弯曲成形及对所述弯曲成形后的所述成形对象品的加压。加热介质供给系统向所述容器内供给用于进行所述弯曲成形及所述加压下的所述成形对象品的加热硬化的加热介质。另外，本专利技术的实施方式的复合材料的成形方法是使用所述复合材料的成形装置制造复合材料的被成形品的方法。另外，本专利技术的实施方式的复合材料的成形方法包括下述步骤：向容器内运送通过密闭体密闭的成形对象品的步骤；向所述容器内供给加热介质并对所述成形对象品进行加热，另一方面，通过对所述容器内由所述密闭体包围的区域进行减压，进行所述成形对象品的弯曲成形的步骤；利用所述加热介质将所述弯曲成形后的加压下的所述成形对象品进行加热硬化的步骤。专利技术效果根据本专利技术的实施方式的复合材料的成形装置及复合材料的成形方法，可以更简单地制造具有复杂构造的复合材料的被成形品。附图说明图1是本专利技术的实施方式的复合材料的成形装置的构成图；图2是表示图1所示的成形装置进行的复合材料的成形工序的流程图；图3是图1所示的成形装置进行的成形后的复合材料成形品的构造例的立体图；图4是表示用于用成形装置对图3例示的复合材料的被成形品进行成形加工的成形夹具的构成例的纵剖面图；图5是表示用于成形具有图3例示的构造的复合材料成形品的真空度的时间变化的一例的曲线图。符号说明1：成形装置、 2：容器、 2A：圆筒状构造体、2B：门、 2C：保持部件、 3：减压系统、4：真空度控制系统、 5：加热介质供给系统、6：温度控制系统、 7：压力控制系统、8：可变真空装置、 9：真空罐、 9A：真空度调节阀、9B：真空计、 10：真空泵、 11：真空用配管、12：阀、 13：锅炉、 14：水蒸气用减压阀、15：水蒸气导入自动阀、 16：水蒸气供给用配管、17：喷嘴、 18：混合气体供给系统、19：压缩机、20：混合气体用减压阀、 21：开闭阀、22：混合气体用配管、 23：冷却水供给系统、24：排放装置(排水管)、 25：贮水罐、26：冷却水用喷嘴、 27：冷却水用配管、28：冷却水导入自动阀、 H：加热介质、P：半固化片、 R：减压对象区域、 T：成形夹具、T1：密闭体、 T2：箱型夹具、 T3：通气布(ブリーザクロス)、T4：刚体夹具、 T5：脱模膜(离型膜)、T6：外框、T7：通气布、 T8：硅橡胶板、 T9：真空软管、T10：真空接头、 T11：联接器具体实施方式参照附图对本专利技术的实施方式涉及的复合材料的成形装置及复合材料的成形方法进行说明。(构成及功能)图1是本专利技术的实施方式涉及的复合材料的成形装置的构成图。复合材料的成形装置1是执行复合材料的成形对象品的弯曲成形及加热硬化两者的热压成形装置。作为用于对成为成形对象品的硬化前的复合材料(半固化片P)进行加热的加热介质H，可以使用加热的空气、加热的氮、加热的水蒸气或这些气体的混合气体等任意气体。特别是如果使用水蒸气作为加热介质H，与使用加热空气或加热氮气作为加热介质H的情况相比，可以使温度分布均匀。并且，如果使用水蒸气作为加热介质H，与使用加热空气或加热氮气作为加热介质H的情况相比，可以瞬时使温度上升。通常认为这是因为根据在水蒸气凝缩恢复液体的瞬间放出所保有的潜热这种水蒸气的特性，放出的热量即刻传递至被加热物。潜热与显热相比，具有2倍～5倍的热量，所以从瞬时使被加热物的温度上升的观点来看，使用水蒸气作为加热介质H比使用加热空气或加热氮气作为加热介质H更有效。因此，作为加热介质H，有效的是使用饱和水蒸气、过热水蒸气或湿蒸气等水蒸气。饱和水蒸气是处于水开始蒸发的温度，即饱和温度的水蒸气。具有饱和温度以上的温度的水蒸气称为过热水蒸气，含有水或水滴的水蒸气一般称为湿蒸气。另外，由于能够不提高水蒸气的温度仅提高压力，所以还可以使用混合有空气的水蒸气或混合有氮气的水蒸气。即，在使用饱和水蒸气的情况下，作为压力的上限值，唯一确定与饱和温度对应的饱和压力，但通过在水蒸气中混合压力比饱和压力高的空气或氮气，可将水蒸气的压力控制在比饱和压力高的压力。另一方面，通过对饱和水蒸气进行加热，不改变压力而得到温度比饱和温度高的过热水蒸气。因此，只要使用过热水蒸气，则可将水蒸气的温度控制在比饱和温度高的温度。这意味着在使温度达到一定时，可进行向低的压力的控制。即，只要使用在饱和水蒸气中重叠压力比饱和压力高的空气或氮气的水蒸气或过热水蒸气作为加热介质H，与只使用饱和水蒸气的情况相比，能够扩大可控制的压力的范围(区段)。对于温度也同样，只要使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合材料的成形装置，包括：容器，其收纳通过密闭体密闭的成形对象品；减压系统，其通过对在所述容器内由所述密闭体包围的区域进行减压，进行所述成形对象品的弯曲成形及对所述弯曲成形后的所述成形对象品的加压；以及加热介质供给系统，其向所述容器内供给用于进行所述弯曲成形及所述加压下的所述成形对象品的加热硬化的加热介质。
【技术特征摘要】
2015.03.11 JP 2015-0482311.一种复合材料的成形装置，包括：容器，其收纳通过密闭体密闭的成形对象品；减压系统，其通过对在所述容器内由所述密闭体包围的区域进行减压，进行所述成形对象品的弯曲成形及对所述弯曲成形后的所述成形对象品的加压；以及加热介质供给系统，其向所述容器内供给用于进行所述弯曲成形及所述加压下的所述成形对象品的加热硬化的加热介质。2.根据权利要求1所述的复合材料的成形装置，其中，所述加热介质供给系统以将水蒸气作为所述加热介质向所述容器内供给的方式构成。3.根据权利要求1或2所述的复合材料的成形装置，其中，所述减压系统具有可变真空装置，所述可变真空装置将由所述密闭体包围的区域在减压至适于所述成形对象品的所述弯曲成形的压力之后，减压至适于所述成形对象品的所述加热硬化的压力。4.根据权利要求1或2所述的复合材料的成形装置，其中，还包括真空度控制系统，所述真空度控制系统以将由所述密闭体包围的区域在减压至适于所述成形对象品的所述弯曲成形的压力之后，减压至适于所述成形对象品的所述加热硬化的压力的方式，控制所述减压系统。5.根据权利要求1或2所述的复合材料的成形装置，其中，还包括温度控制系统，所述温度控制系统将所述加热介质的温度的控制值在设定在适于所述成形对象品的所述弯曲成形的值之后，设定在适于所述成形对象品的所述加热硬化的值。6.根据权利要求2所述的复合材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤友美，中岛正宪，芦田健，
申请(专利权)人：富士重工业株式会社，株式会社芦田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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