积层构造体及其制造方法技术

本发明专利技术的积层构造体(1)具备：第一层(10)，由纤维强化树脂形成；第二层(11)，由纤维强化树脂形成，且与第一层(10)对向配置；第一芯层(12)，由第一树脂发泡体形成，且配置在第一层(10)与第二层(11)之间；以及第二芯层(13)，由第二树脂发泡体形成，且配置在第一芯层(12)与第二层(11)之间。第一树脂发泡体的耐燃烧性比第二树脂发泡体高。能够以相对小的制造成本制造兼具耐燃烧性及能够耐受鸟类等的碰撞的高强度性的积层构造体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将由纤维强化树脂形成的层与由树脂发泡体形成的层积层而构成的积层构造体及其制造方法。
技术介绍
以往，利用碳纤维或玻璃纤维等纤维将树脂强化后的材料也就是纤维强化塑料(Fiber Reinforced Plastics：FRP)与金属相比为高强度且轻量，因此被广泛地应用到航空机、铁路、汽车等中。作为用来制造高强度的FRP的树脂，典型来说使用热固性树脂。FRP的制造方法有多种，但例如用于航空机的高品质的碳纤维强化塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastics：CFRP)零件是通过使用预浸料的高压釜成形而制造。而且，有在模具型腔内配置纤维且压入树脂的RTM(Resin Transfer Molding，树脂转注成形)、仅以真空压力进行注入压力的VaRTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding，真空辅助树脂转注成形)。此外，作为适于多品种少量生产的制造方法，有手工涂布法、喷布法，作为适于大量生产的制造方法，有SMC(Sheet Molding Compound，片状成形料)。FRP与金属相比，不仅为高强度、轻量，还具有能够相对容易地实现复杂的形状这一优点。原因是在FRP成形时使用模具，例如能够通过模具容易地对成形品赋予空气动力优异的形状。作为应用了FRP的典型例，可列举利用FRP制造高速铁路的前头车辆的前头部的情况。在利用金属部件而非FRP制造前头车辆的前头部的情况下，在呈格子状熔接而组装成的框架上熔接实施弯曲加工后的铝板等外板。此时，因熔接时的热变形而难以获得特定的形状。而且，也有通过机械加工从铝等的块状材料切削前头形状的方法，但材料的损耗变大。相对于此，在使用FRP的情况下，如上所述能够利用模具容易地成形复杂的形状，因此能够抑制制造成本。而且，在以FRP单体无法获得所需要的刚性的情况下，如图7所示那样设为将FRP20积层于芯材21而成的夹层构造。作为芯材21，典型来说可列举蜂窝芯或树脂发泡体。关于上文叙述的应用了FRP的高速铁路的前头车辆的前头部，由于要求轻量、高刚性，因此设为夹层构造体。在行驶过程中，鸟类等会碰撞到该前头车辆的前头部，如果为蜂窝芯则导致压缩(屈曲)破坏，因此使用树脂发泡体(发泡芯材)作为芯材(参照专利文献1)。但是，要求该发泡芯材在鸟类碰撞时的荷重下不会因外力而破坏。
技术介绍
文献专利文献专利文献1：日本专利特开平10-273042号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]且说，高速铁路的前头车辆的前头部被要求用来耐受如上所述鸟类等的碰撞的强度，此外，还被要求有耐燃烧性(耐燃性)，以便即使被曝于来自周围的火焰或热中，也不易产生着火、燃烧、冒烟、毒气等。然而，当将FRP与树脂发泡体积层而形成的积层构造体应用于前头车辆的前头部时，使积层构造体本身除具有能够耐受鸟类等的碰撞的强度以外还具有耐燃烧性的尝试迄今为止尚不充分。此处，迄今为止尚不存在兼具能够充分耐受鸟类等的碰撞的强度与耐燃烧性及轻量性的树脂发泡体。虽存在强度稍差但耐燃烧性优异的相对廉价的树脂发泡体，但如果由该树脂发泡体形成积层构造体的发泡芯材整体，那么必须使发泡芯材的厚度变厚，以确保所需的强度。因此，存在如下问题：积层构造体整体的厚度增大，难以依照模具的曲面，重量、成本增加。另外，除适当的强度以外还被要求耐燃烧性的构造部件未必限于高速铁路的前头车辆的前头部，铁路以外的输送机构或建筑构造物等的构造部件也可以成为对象。因此，本专利技术的目的在于能够以相对小的制造成本制造兼具耐燃烧性及能够充分耐受鸟类等的碰撞的强度的积层构造体。[解决问题的技术手段]为了解决所述问题，本专利技术的积层构造体的特征在于具备：第一层，由纤维强化树脂形成；第二层，由纤维强化树脂形成，且与所述第一层对向配置；第一芯层，由第一树脂发泡体形成，且配置于所述第一层与所述第二层之间；以及第二芯层，由第二树脂发泡体形成，且配置于所述第一芯层与所述第二层之间；且所述第一树脂发泡体的耐燃烧性比所述第二树脂发泡体高。而且，优选为，所述第二树脂发泡体的强度比所述第一树脂发泡体高。而且，优选为，所述第二芯层的厚度比所述第一芯层的厚度厚。而且，优选为，将所述第一芯层与所述第二芯层接合。而且，优选为，所述第一芯层与所述第二芯层的接合是通过粘接、熔接、融合中的任一种或它们的组合而进行。而且，优选为，所述第一层与所述第一芯层是通过形成所述第一层的树脂的一部分而接合。而且，优选为，所述第二层与所述第二芯层是通过形成所述第二层的树脂的一部分而接合。而且，优选为，在所述第二芯层与所述第二层之间配置着第三芯层，该第三芯层是由耐燃烧性比所述第二树脂发泡体高的树脂发泡体形成。而且，优选为，将所述第二芯层与所述第三芯层接合。而且，优选为，所述第二芯层与所述第三芯层的接合是通过粘接、熔接、融合中的任一种或它们的组合而进行。而且，优选为，所述第二层与所述第三芯层是通过形成所述第二层的树脂的一部分而接合。而且，优选为，所述第一树脂发泡体是由聚对苯二甲酸乙二酯、苯酚、聚醚砜中的任一种而形成。而且，优选为，所述第二树脂发泡体是由聚氯乙烯、聚甲基丙烯酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺中的任一种而形成。而且，优选为，所述积层构造体被用作形成轨道车辆的前头车辆的前头部的至少一部分的构造部件。而且，优选为，所述纤维强化树脂是使用热固性树脂而形成。为了解决所述问题，本专利技术的积层构造体的制造方法的特征在于具备如下步骤：由第一树脂发泡体形成第一芯部件；由第二树脂发泡体形成第二芯部件；将所述第一芯部件与所述第二芯部件积层而形成芯部件组装体；在成形模具积层用来形成第一FRP层的强化纤维；使所述芯部件组装体的所述第一芯部件侧与用来形成所述第一FRP层的强化纤维的表面对向而积层；以及在所述芯部件组装体的所述第二芯部件侧积层用来形成第二FRP层的强化纤维；且所述第一树脂发泡体的耐燃烧性比所述第二树脂发泡体高。而且，优选为，所述第二树脂发泡体的强度比所述第一树脂发泡体高。而且，优选为，还具备在所述第二芯部件与所述第二层之间形成第三芯部件的步骤。而且，优选为，将所述第一层及所述第二层与邻接于这些层的芯部件通过分别形成所述第一层及所述第二层的树脂的一部分而接合。而且，优选为，所述纤维强化树脂是使用热固性树脂而形成。[专利技术的效果]根据本专利技术，能够以相对低的制造成本制造兼具耐燃烧性及能够耐受鸟类等的碰撞的高强度性的积层构造体。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的积层构造体的纵剖视图。图2是全长受到均布荷重的单纯支撑梁及其剖视图、以及剪切应力分布图。图3是表示本专利技术的另一实施方式的积层构造体的纵剖视图。图4是表示图3所示的实施方式的一变化例的积层构造体的纵剖视图。图5是表示用来制造图1所示的积层构造体的制造方法的流程图。图6是表示用来制造图3或图4所示的积层构造体的制造方法的流程图。图7是用来说明以往的积层构造体的分解立体图。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的一实施方式的积层构造体进行说明。本实施方式的积层构造体尤其适于高速铁路的前头车辆的前头部的构造部件。但是，本专利技术并不限于应用于高速铁路的前头车辆的前头部，高速铁路的侧构架或顶棚构架、端构架等构造部件也可以成为对象，普通的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种积层构造体，具备：第一层，由纤维强化树脂形成；第二层，由纤维强化树脂形成，且与所述第一层对向配置；第一芯层，由第一树脂发泡体形成，且配置在所述第一层与所述第二层之间；以及第二芯层，由第二树脂发泡体形成，且配置在所述第一芯层与所述第二层之间；且所述第一树脂发泡体的耐燃烧性比所述第二树脂发泡体高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.27 JP 2013-2707251.一种积层构造体，具备：第一层，由纤维强化树脂形成；第二层，由纤维强化树脂形成，且与所述第一层对向配置；第一芯层，由第一树脂发泡体形成，且配置在所述第一层与所述第二层之间；以及第二芯层，由第二树脂发泡体形成，且配置在所述第一芯层与所述第二层之间；且所述第一树脂发泡体的耐燃烧性比所述第二树脂发泡体高。2.根据权利要求1所述的积层构造体，其中所述第二树脂发泡体的强度比所述第一树脂发泡体高。3.根据权利要求1或2所述的积层构造体，其中所述第二芯层的厚度比所述第一芯层的厚度厚。4.根据权利要求1至3中任一项所述的积层构造体，其中将所述第一芯层与所述第二芯层接合。5.根据权利要求4所述的积层构造体，其中所述第一芯层与所述第二芯层的接合是通过粘接、熔接、融合中的任一种或者它们的组合来进行。6.根据权利要求1至5中任一项所述的积层构造体，其中所述第一层与所述第一芯层是通过形成所述第一层的树脂的一部分而接合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的积层构造体，其中所述第二层与所述第二芯层是通过形成所述第二层的树脂的一部分而接合。8.根据权利要求1至6中任一项所述的积层构造体，其中在所述第二芯层与所述第二层之间配置着第三芯层，该第三芯层是由耐燃烧性比所述第二树脂发泡体高的树脂发泡体形成。9.根据权利要求8所述的积层构造体，其中将所述第二芯层与所述第三芯层接合。10.根据权利要求9所述的积层构造体，其中所述第二芯层与所述第三芯层的接合是通过粘接、熔接、融合中的任一种或者它们的组合来进行。11.根据权利要求8至10中任一项所述的积层构造体，其中所述第二层与所述第三芯层...

【专利技术属性】
技术研发人员：森桥辽，长谷川猛，津村洋祐，高木健，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP