预成型体赋形方法和复合材料成型方法技术

本发明专利技术涉及预成型体赋形方法和复合材料成型方法，目的在于在复合材料用的干预成型体赋形后能够使纤维的取向更加良好。实施方式的预成型体赋形方法具有以下步骤：通过层叠片状纤维，来制作具有多层纤维层的纤维层叠体；以及通过在层叠后或层叠中将片状纤维弯折来制作预成型体，预成型体具有将第一表面和第二表面连接而成的形状，第一表面和第二表面中的至少一个为曲面，其中，为了形成多层纤维层中的至少一层纤维层，以在分别弯折后成为作为目标的长度方向的方式，配置第一片状纤维和第二片状纤维；第一片状纤维和第二片状纤维在弯折前确定为纤维的长度方向为不同的方向；在弯折后，第一片状纤维形成第一表面，第二片状纤维形成第二表面。

Forming methods of preforms and composites

【技术实现步骤摘要】
预成型体赋形方法和复合材料成型方法
本专利技术的实施方式涉及预成型体赋形方法和复合材料成型方法。
技术介绍
目前，作为用纤维增强玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glassfiberreinforcedplastics)和碳纤维增强塑料(CFRP：CarbonFiberReinforcedPlastics)等树脂的复合材料的成型方法之一，已知有RTM(ResinTransferMolding，树脂传递成型)法。RTM法是在层叠片状的纤维之后含浸热固化性树脂进行加热固化的复合材料的成型方法。RTM法中，进行抽真空在纤维含浸树脂的方法称为VaRTM(VacuumassistedResinTransferMolding，真空辅助树脂传递成型)法，利用模具含浸树脂的方法称为对模(matched-die)RTM法。在用RTM法成型复合材料的情况下，在含浸树脂前先制作干预成型体(干预成型体)(例如参照专利文献1、专利文献2和专利文献3)。干预成型体是将片状的纤维层叠体按照成型后的复合材料的形状进行赋形而成的。制作干预成型体所使用的带状纤维基材称为干带状材料(ドライテープ材)。作为使用干带状材料制作干预成型体的方法，可举出在平面状的层叠夹具上层叠干带状材料后，将干带状材料的层叠体安放在模具上加热，同时进行冲压，由此赋形为产品形状的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2010-150685号公报专利文献2：(日本)特开2004-276393号公报专利文献3：(日本)特开2006-069166号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，如果对干带状材料的层叠体进行冲压，则纤维的取向有时会随着赋形后的形状而发生弯曲，从而难以使纤维与设计上最佳的取向相一致。因此，本专利技术的目的在于在复合材料用的干预成型体赋形后能够使纤维的取向更加良好。解决课题的手段本专利技术的实施方式的预成型体赋形方法，具有以下步骤：通过层叠片状纤维，来制作具有多层纤维层的纤维层叠体；以及通过在层叠后或层叠中将所述片状纤维弯折，制作预成型体，所述预成型体具有将第一表面和第二表面连接而成的形状，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个为曲面，其中，为了形成所述多层纤维层中的至少一层纤维层，以在分别弯折后成为作为目标的长度方向的方式，配置第一片状纤维和第二片状纤维；所述第一片状纤维和所述第二片状纤维在弯折前确定为纤维的长度方向为不同的方向；在弯折后，所述第一片状纤维形成所述第一表面，所述第二片状纤维形成所述第二表面。另外，本专利技术实施方式的复合材料成型方法是在通过上述预成型体赋形方法制作的所述预成型体含浸树脂进行固化，由此制作复合材料的方法。附图说明图1是表示可以通过本专利技术第一实施方式的预成型体赋形方法制作的预成型体的形状示例的立体图；图2(A)和图2(B)是说明通过目前的预成型体赋形方法制作图1所示的预成型体时产生的问题点的图；图3(A)和图3(B)是说明本专利技术第一实施方式的预成型体赋形方法的图；图4(A)和图4(B)是表示将本专利技术的纤维取向角设为45度时的纤维配置示例的图；图5是表示在纤维上附着有热可塑性树脂的微粒作为热可塑性粘合剂的片状纤维的结构的立体图；图6是表示在纤维上附着有热可塑性无纺布作为热可塑性粘合剂的干带状材料的结构的立体图；图7是表示使用图1所示的赋形模具随着片状纤维层叠体的装袋而制作预成型体的示例的赋形模具的横向剖面图；图8是表示通过用图1所示的赋形模具和上模夹入纤维层叠体来制作预成型体的示例的赋形模具和上模的横向剖面图；图9是说明利用VaRTM法成型复合材料的方法的图；图10是说明利用对模RTM法成型复合材料的方法的图；图11是表示可以通过本专利技术第一实施方式的预成型体赋形方法制作的预成型体的另一形状示例的立体图；图12(A)和图12(B)是说明本专利技术第二实施方式的预成型体赋形方法的图。符号说明1赋形模具1A平板1B凸部2预成型体3、4、5赋形面6卷筒物7、8凸缘9、10曲面11平面20片状纤维20A、20B片状纤维部分21第一片状纤维22第二片状纤维30纤维束31微粒32干带状材料33无纺布34干带状材料40纤维层叠体41袋膜42密封胶43真空装置44加热装置50上模60下模61袋膜62密封胶63真空装置64上模65树脂注入装置66加热装置具体实施方式下面参照附图，对本专利技术实施方式的预成型体赋形方法和复合材料成型方法进行说明。(第一实施方式)图1是表示可以通过本专利技术第一实施方式的预成型体赋形方法制作的预成型体的形状示例的立体图。如图1所示，使用具有包括曲面的多个赋形面的刚体的赋形模具1，可以对具有弯折形状的板状预成型体2赋形。预成型体2是用纤维增强树脂的CFRP和GFRP等纤维增强塑料(FRP：fiberreinforcedplastics)的原材料。FRP也称为复合材料。另外，为了与含浸树脂后的赋形后的多个片状纤维的层叠体相区别，含浸未固化树脂前的赋形后的多个片状纤维的层叠体称为干预成型体。此外，作为用于制作干预成型体的原材料的带状纤维，在市场上以干带状材料的名称销售。图1所示的示例中，赋形模具1的形状为在平板1A上形成凸部1B而成的形状；凸部1B的形状为将横截面为矩形的圆环形状在半径方向上切断而成的形状。而且，赋形模具1的凸部1B的上表面侧的平面形成第一赋形面3，凸部1B的内侧的侧面侧的凹陷曲面形成第二赋形面4，凸部1B的外侧的侧面侧的凸状曲面形成第三赋形面5。因此，如果使用赋形模具1，则可以制作具有形成向与平面状的卷筒物6相同的面弯曲的内侧的凸缘7和弯曲的外侧的凸缘8的形状的预成型体2。更具体而言，可以制作具有将从凸折侧看为凸状曲面9和从凸折侧看为凹陷曲面10与平面11连接而成的表面形状的板状，且具有长度结构的预成型体2。当然，也可以在赋形模具1的凸部1B的边缘施加R倒角和C倒角等倒角，以在卷筒物6和内侧的凸缘7以及外侧的凸缘8的连接部分形成R倒角和C倒角等倒角。当制作像将图1所示的具有平板形状的卷筒物6和弯曲的板状凸缘7、8连接而成的形状那样，具有将至少一个为曲面的第一表面和第二表面连接而成的形状的预成型体2时，可以通过具有以下步骤的预成型体赋形方法来制作：通过层叠含浸树脂前的片状纤维，来制作具有多层纤维层的纤维层叠体；以及通过在层叠后或层叠中将片状纤维折弯，来制作具有将至少一个为曲面的第一表面和第二表面连接而成的形状的预成型体2。另外，在包括弯折片状纤维的赋形步骤中，也可以在弯折后将形成曲面的片状纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预成型体赋形方法，具有以下步骤：/n通过层叠片状纤维，来制作具有多层纤维层的纤维层叠体；以及/n通过在层叠后或层叠中将所述片状纤维弯折来制作预成型体，所述预成型体具有将第一表面和第二表面连接而成的形状，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个为曲面，/n其中，为了形成所述多层纤维层中的至少一层纤维层，以在分别弯折后成为作为目标的长度方向的方式，配置第一片状纤维和第二片状纤维，所述第一片状纤维和所述第二片状纤维在弯折前确定为纤维的长度方向为不同的方向，在弯折后，所述第一片状纤维形成所述第一表面，所述第二片状纤维形成所述第二表面。/n

【技术特征摘要】
20180914 JP 2018-1730651.一种预成型体赋形方法，具有以下步骤：
通过层叠片状纤维，来制作具有多层纤维层的纤维层叠体；以及
通过在层叠后或层叠中将所述片状纤维弯折来制作预成型体，所述预成型体具有将第一表面和第二表面连接而成的形状，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个为曲面，
其中，为了形成所述多层纤维层中的至少一层纤维层，以在分别弯折后成为作为目标的长度方向的方式，配置第一片状纤维和第二片状纤维，所述第一片状纤维和所述第二片状纤维在弯折前确定为纤维的长度方向为不同的方向，在弯折后，所述第一片状纤维形成所述第一表面，所述第二片状纤维形成所述第二表面。


2.根据权利要求1所述的预成型体赋形方法，其中，作为所述预成型体，制作具有将卷筒物和弯曲的板状凸缘连接而成的形状的预成型体，所述卷筒物具有平板形状。


3.根据权利要求2所述的预成型体赋形方法，其中，用所述第一片状纤维形成所述卷筒物，用所述第二片状纤维形成所述凸缘，为了形成所述至少一层纤维层，配置纤维的长度方向确定为曲线的所述第二片状纤维，以使代表在弯折后形成所述凸缘的所述第二片状纤维的长度方向的方向与所述卷筒物平行。


4.根据权利要求3所述的预成型体赋形方法，其中，用所述第一片状纤维形成所述卷筒物，用多个所述第二片状纤维形成所述凸缘，为了形成所述至少一层纤维层，配置纤维的长度方向分别确定为直线且纤维的长度方向确定为互不相同的方向的多个所述第二片状纤维，以使代表在弯折后形成所述凸缘的多个所述第二片状纤维的长度方向的方向，与代表形...

【专利技术属性】
技术研发人员：关根尚之，井上雄太，
申请(专利权)人：株式会社斯巴鲁，
类型：发明
国别省市：日本;JP