纤维增强塑料复合体的制造方法技术

本发明专利技术的课题是提供金属和纤维增强塑料的复合体的制造方法，其是维持轻量性的同时具有高补强效果的制造方法。具有纤维增强塑料和金属的纤维增强塑料复合体的制造方法，纤维增强塑料具有板状部和从上述板状部的一侧的面突出的肋，金属层叠于上述纤维增强塑料中的上述板状部的一部分或全部，制造方法包括：层叠工序，将多片片状基材层叠而形成基材层叠体；基材加热工序，对上述基材层叠体进行加热；成型工序，在具有用于形成上述肋的凹部的肋模与不具有上述凹部的皮模之间的模具内，使用加压装置对上述基材层叠体和金属进行加压而将其一体化，上述金属的平均厚度为0.5～3mm，上述基材层叠体包含多片切口预浸料坯作为片状基材，切口预浸料坯是在具有树脂和沿单向取向的纤维的预浸料坯中插入将纤维横切的多个切口而成的，上述成型工序中，将配置于最接近肋模的位置的切口预浸料坯中所含的沿单向取向的纤维的取向方向与上述肋模的凹部中的长度方向所成的锐角侧的角度的绝对值设为θs时，θs小于60°。

Manufacturing method of fiber reinforced plastic composite

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维增强塑料复合体的制造方法
本专利技术涉及在薄壁板状部的表面设置有作为突出部的肋的纤维增强塑料成型品。
技术介绍
包含增强纤维(以下，简单记载为“纤维”)和树脂的纤维增强塑料由于比强度、比刚性高，力学特性优异，且具有耐候性、耐化学药品性等高功能特性而在工业用途中也受到关注，在航空器、航天器、汽车、铁路、船舶、电气产品、体育用品等结构用途中逐渐扩展，其需求在逐年增加。纤维增强塑料也可与金属复合而使用。例如，专利文献1中记载了将作为纤维增强塑料中间基材的预浸料坯固化的同时，与经热压的金属粘接，得到轻量且高强度的金属/CFRP复合体的专利技术。专利文献2中记载了作为汽车的车体结构，使用金属制中空框架上粘接0.8mm以上厚度的CFRP制补强材料而成的材料。另外，还提出了很多为了表现出与纤维增强塑料的良好粘接性而将金属进行表面处理的方法，例如专利文献3中记载了将铝与纤维增强塑料粘接时，通过将铝的表面粗糙度控制为小于2μm，从而得到良好的粘接性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-100829号公报专利文献2：日本特开2015-160524号公报专利文献3：日本特开2014-148113号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，所有的专利文献中，虽然都试图通过纤维增强塑料获得对金属的补强效果，但尚未考虑到为了更有效地进行补强而仍有改善的空间。例如，未能在活用预浸料坯的成型性来维持轻量性的同时，得到进一步的补强效果，补强效果有限。用于解决课题的手段本申请的专利技术人为了解决上述课题，提供以下纤维增强塑料复合体的制造方法。即，具有纤维增强塑料和金属的纤维增强塑料复合体的制造方法，上述纤维增强塑料具有板状部和从上述板状部的一侧的面突出的肋，上述金属层叠于上述纤维增强塑料中的上述板状部的一部分或全部，该制造方法包括下述工序：层叠工序，将多片片状基材层叠而形成基材层叠体；基材加热工序，对上述基材层叠体进行加热；和成型工序，在具有用于形成上述肋的凹部的肋模与不具有上述凹部的皮模之间的模具内，使用加压装置对上述基材层叠体和金属进行加压而将上述基材层叠体和金属一体化，上述金属的平均厚度为0.5～3mm，上述基材层叠体包含多片切口预浸料坯作为片状基材，上述切口预浸料坯是在具有树脂和沿单向取向的纤维的预浸料坯中插入将纤维横切的多个切口而成的，上述成型工序中，将配置于最接近肋模的位置的切口预浸料坯中所含的沿单向取向的纤维的取向方向与上述肋模的凹部中的长度方向所成的锐角侧的角度的绝对值设为θs时，θs小于60°。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供维持轻量性，同时具有高补强效果的金属和纤维增强塑料的复合体的制造方法。附图说明[图1]是本专利技术中纤维增强塑料复合体的一例。[图2]是成型工序中使用的肋模和皮模的概念图。具体实施方式本申请的专利技术人为了提供在维持轻量性的同时具有高补强效果的、金属与纤维增强塑料的复合体的制造方法进行了潜心研究，发现可采用如下纤维增强塑料复合体的制造方法，其为具有纤维增强塑料和金属的纤维增强塑料复合体的制造方法，上述纤维增强塑料具有板状部和从上述板状部的一侧的面突出的肋，上述金属层叠于上述纤维增强塑料中的上述板状部的一部分或全部，该制造方法包括下述工序：层叠工序，将多片片状基材层叠而形成基材层叠体；基材加热工序，对上述基材层叠体进行加热；和成型工序，在具有用于形成上述肋的凹部的肋模与不具有上述凹部的皮模之间的模具内，使用加压装置对上述基材层叠体和金属进行加压而将上述基材层叠体和金属一体化，上述金属的平均厚度为0.5～3mm，上述基材层叠体包含多片切口预浸料坯作为片状基材，上述切口预浸料坯是在具有树脂和沿单向取向的纤维的预浸料坯中插入将纤维横切的多个切口而成的，上述成型工序中，将配置于最接近肋模的位置的切口预浸料坯中所含的沿单向取向的纤维的取向方向与上述肋模的凹部中的长度方向所成的锐角侧的角度的绝对值设为θs时，θs小于60°。另外，本专利技术的其他实施方式可采用如下纤维增强塑料复合体的制造方法，其为具有纤维增强塑料和金属的纤维增强塑料复合体的制造方法，上述纤维增强塑料具有板状部和从上述板状部的一侧的面突出的肋，上述金属层叠于上述纤维增强塑料中的上述板状部的肋未突出侧的面的一部分或全部，该制造方法包括下述工序：层叠工序，将多片片状基材层叠而形成基材层叠体；基材加热工序，对上述基材层叠体进行加热；和成型工序，在具有用于形成上述肋的凹部的肋模与不具有上述凹部的皮模之间的模具内，使用加压装置对上述基材层叠体和金属进行加压而将上述基材层叠体和金属一体化，上述金属的平均厚度为0.5～3mm，上述基材层叠体包含多片切口预浸料坯作为片状基材，上述切口预浸料坯是在具有树脂和沿单向取向的纤维的预浸料坯中插入将纤维横切的多个切口而成的，上述成型工序中，将配置于最接近肋模的位置的切口预浸料坯中所含的沿单向取向的纤维的取向方向与上述肋模的凹部中的长度方向所成的锐角侧的角度的绝对值设为θs时，θs小于60°。本专利技术中的纤维增强塑料复合体是在薄壁的金属上复合具有板状部和从上述板状部的一侧的面突出的肋的纤维增强塑料而成的复合体。所谓板状部，在本专利技术中是指板状体的纤维增强塑料，并且从板状部的一侧的面突出有肋。相比于没有肋的板状的纤维增强塑料，通过肋而使得弯曲刚性大大提高，因此能够在维持轻量性的同时，获得高补强效果。如图1所示，本专利技术涉及的纤维增强塑料复合体中，通过将由板状部2和肋3构成的纤维增强塑料与金属1粘接，从而实现了复合体的强度及轻量性的兼具。板状部可以如图1所示的板状部2那样为曲面状，或者也可以为平面状。板状部可以具有均匀的厚度，也可以部分地具有不同厚度。如图1所示，可以存在多条肋，也可以存在彼此交叉的肋和彼此不交叉的肋的任意(图1为1条肋与2条肋交叉的例子)。关于肋的配置、肋的宽度、高度等形状，考虑作为对象的结构体的重量与力学特性的平衡而适当设计。一般而言，形成窄肋因设计的自由度更为提高而优选。本专利技术涉及的纤维增强塑料复合体中金属与纤维增强塑料的体积比不能一概而论，但金属越大，重量越重，因此从轻量化的观点考虑，纤维增强塑料的体积相对越大越优选。具体而言，相对于金属而言的纤维增强塑料的体积比为1以上，优选为1.5以上。层叠工序中，将多片用于制造纤维增强塑料的片状基材层叠而得到基材层叠体。所谓片状基材，可举出由纤维形成的纤维片材、由纤维与树脂形成的预浸料坯、由树脂形成的树脂片材中的任一种。本专利技术中，基材层叠体中包含多片作为预浸料坯的一种的切口预浸料坯作为片状基材。所谓切口预浸料坯，是指通过在包含树脂和沿单向取向的纤维的预浸料坯中插入多个切口，从而使纤维不连续的预浸料坯。切口预浸料坯优选通过切口将全部的纤维切断成10～30mm。通过使用切口预浸料坯，从而在成型工序中切口预浸料坯中的不连续纤维流动，能够成型具有板状部和从板状部突本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.纤维增强塑料复合体的制造方法，其为具有纤维增强塑料和金属的纤维增强塑料复合体的制造方法，所述纤维增强塑料具有板状部和从所述板状部的一侧的面突出的肋，所述金属层叠于所述纤维增强塑料中的所述板状部的一部分或全部，所述制造方法包括下述工序：/n层叠工序，将多片片状基材层叠而形成基材层叠体；/n基材加热工序，对所述基材层叠体进行加热；和/n成型工序，在具有用于形成所述肋的凹部的肋模与不具有所述凹部的皮模之间的模具内，使用加压装置对所述基材层叠体和金属进行加压而将所述基材层叠体和金属一体化，/n所述金属的平均厚度为0.5～3mm，/n所述基材层叠体包含多片切口预浸料坯作为片状基材，所述切口预浸料坯是在具有树脂和沿单向取向的纤维的预浸料坯中插入将纤维横切的多个切口而成的，/n所述成型工序中，将配置于最接近肋模的位置的切口预浸料坯中所含的沿单向取向的纤维的取向方向与所述肋模的凹部中的长度方向所成的锐角侧的角度的绝对值设为θs时，θs小于60°。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171020 JP 2017-2031681.纤维增强塑料复合体的制造方法，其为具有纤维增强塑料和金属的纤维增强塑料复合体的制造方法，所述纤维增强塑料具有板状部和从所述板状部的一侧的面突出的肋，所述金属层叠于所述纤维增强塑料中的所述板状部的一部分或全部，所述制造方法包括下述工序：
层叠工序，将多片片状基材层叠而形成基材层叠体；
基材加热工序，对所述基材层叠体进行加热；和
成型工序，在具有用于形成所述肋的凹部的肋模与不具有所述凹部的皮模之间的模具内，使用加压装置对所述基材层叠体和金属进行加压而将所述基材层叠体和金属一体化，
所述金属的平均厚度为0.5～3mm，
所述基材层叠体包含多片切口预浸料坯作为片状基材，所述切口预浸料坯是在具有树脂和沿单向取向的纤维的预浸料坯中插入将纤维横切的多个切口而成的，
所述成型工序中，将配置于最接近肋模的位置的切口预浸料坯中所含的沿单向取向的纤维的取向方向与所述肋模的凹部中的长度方向所成的锐角侧的角度的绝对值设为θs时，θs小于60°。


2.纤维增强塑料复合体的制造方法，其为具有纤维增强塑料和金属的纤维增强塑料复合体的制造方法，所述纤维增强塑料具有板状部和从所述板状部的一侧的面突出的肋，所述金属层叠于所述纤维增强塑料中的所述板状部的肋未突出侧的面的一部分或全部，所述制造方法包括下述工序：
层叠工序，将多片片状...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田雄三，唐木琢也，足立健太郎，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP