碳纤维增强树脂成形体的制造方法及碳纤维增强树脂成形体的制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术的碳纤维增强树脂成形体的制造方法是将包含碳纤维和热塑性树脂的混炼材料压制成形而得到CFRP的碳纤维增强树脂成形体的制造方法。并且，具有在压制成形前在上述混炼材料中形成孔的穿孔工序，在上述穿孔工序中形成至少将混炼材料表面的固化部分贯通的多个孔，因此能够制造不存在白化、大理石花纹等外观不良的CFRP。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纤维增强树脂成形体的制造方法及碳纤维增强树脂成形体的制造装置
本专利技术涉及碳纤维增强树脂成形体的制造方法，更详细而言，涉及将包含碳纤维和热塑性树脂的混炼材料压制而成形的碳纤维增强树脂成形体的制造方法及碳纤维增强树脂成形体的制造装置。
技术介绍
虽然碳纤维增强树脂成形体(以下有时称为CFRP)与钢材等金属材料相比，是比刚度、比强度优异的划时代的轻量材料，但是由于其制造成本高而难以作为通用材料使用，因此迫切希望CFRP低价格化。作为上述CFRP的制造方法，已知有高压釜法、树脂传递模塑(RTM)法，这些制法采用碳纤维的织布、无纺布等片材，上述碳纤维的片材难以伸缩而成形困难，因此需要工时和时间，从而CFRP难以低价格化。另外，虽然CFRP也可通过注射成形法来制造，但以通常的压力进行注射的情况下，需要缩短碳纤维，只能得到机械强度低的CFRP。为了弥补其低物性，要增加CFRP的厚度而使用大量材料，难以通过注射成形法兼顾CFRP的机械强度和低价格化。作为能够兼顾CFRP的机械强度和低价格化的制造方法，存在采用长纤维增强热塑性塑料直接生产(LongFiberThermoplasticDirect，LFT-D)法的制造方法。上述LFT-D法是如下的方法：将卷绕在绕线轴上的连续的碳纤维与热塑性树脂一起投入混炼机，一边熔融混炼热塑性树脂，一边通过螺杆的剪切力将碳纤维切断为适宜的长度来制作LFT-D混炼材料(热塑性树脂和碳纤维的复合材料，以下有时称为“复合物”)。并且，通过在以上述LFT-D法制作的复合物尚未冷却时进行压制成形，得到成形品，从而与以往的代表性的CFRP施工方法不同，不需要使用预浸料、预成型体这种中间基材。因此，可实现仅压制上述复合物的简单成形，可降低CFRP的成本。专利文献1的日本特开2012-148443号公报公开了一种制造带肋结构的纤维增强树脂材料的方法：在将由纤维材料和热塑性树脂形成的树脂材料压制加工而成的面板上，载置将应用LFT-D法的混炼材料压制成形而得到的肋，进一步压制加工，制造面板和肋被一体化而成的带肋结构的纤维增强树脂材料。并且，记载了根据上述制造方法，能有效地消除在与安装了肋的表面为相反侧的面板表面可能产生的收缩。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-148443号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，对于专利文献1的纤维增强树脂材料，其外观面侧为面板，并非源自于复合物，另外，也并不会防止将由上述复合物压制成形而得到的CFRP上产生的表面看起来发白的白化、大理石花纹等外观不良的发生。即，在将上述复合物压制成形的CFRP的制造方法中，并非像注射成形那样将熔融状态的复合物注射到成形模内，而是将复合物从混炼机中暂时取出，整理形状后再配置于成形模中进行压制成形。并且，对复合物进行扩展并整理形状时，由于复合物内的碳纤维想要恢复到原来状态的力的作用，复合物膨胀而卷入周围的空气。另外，为了将复合物搬运、配置于成形模，需要复合物具有一定程度的自支撑性，在从混炼机取出到配置于成形模的期间，复合物暴露于外界空气而冷却，因此表面不可避免地固化。这种表面固化了的复合物如果直接压制成形，则复合物内所含的气泡会由于压制成形而被拉伸成条纹状，由于在热塑性树脂与气泡的界面所产生的反射，而产生CFRP表面看起来发白的白化。另外，在复合物表面的之前固化的部分与内部的之后固化的部分之间的边界会产生折射，产生看起来像流动那样的形状重叠多层或揉合而成的大理石花纹。尤其是包含纤维长度长的碳纤维的复合物，由于碳纤维的复原力强且导热性高，因此空气的卷入、表面的固化显著，容易产生上述外观不良。本专利技术鉴于这种现有技术存在的问题，目的在于提供一种能够防止发生外观不良的碳纤维增强树脂成形体的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了实现上述目的，进行了深入研究，结果发现，通过在压制成形前形成将混炼材料表面的固化部分贯通的孔，能够实现上述目的，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的碳纤维增强树脂成形体的制造方法是将包含碳纤维和热塑性树脂的混炼材料压制成形而得到CFRP的碳纤维增强树脂成形体的制造方法。并且，其特征在于，具有在压制成形前在上述混炼材料中形成孔的穿孔工序，上述孔是至少将混炼材料表面的固化部分贯通的多个孔。另外，本专利技术的碳纤维增强树脂成形体的制造装置具备搬运装置和压制成形装置。并且，其特征在于，上述搬运装置至少具有臂部和设于该臂部的保持部，所述制造装置用上述搬运装置的保持部保持包含碳纤维和热塑性树脂的混炼材料，将其配置于上述压制成形装置的成形模进行压制成形，上述保持部和/或成形模具备尖刺状部件，所述制造装置将上述尖刺状部件刺入混炼材料，形成至少将混炼材料表面的固化部分贯通的多个孔后，进行压制成形。专利技术的效果根据本专利技术，由于在压制成形前形成将混炼材料表面的固化部分贯通的孔，因此能够提供可制造不存在白化、大理石花纹等外观不良的CFRP的碳纤维增强树脂成形体的制造方法。附图说明图1为本专利技术的碳纤维增强树脂成形体的制造装置的示意图。图2为示出搬运装置的保持部的一个例子的示意图。图3为示出用保持部保持复合物的状态的示意图。图4为示出保持部离开复合物的状态的示意图。图5为示出在具备尖刺状部件的成形模中配置了复合物的状态的示意图。图6为示出用具备尖刺状部件的成形模对复合物进行穿孔的状态的示意图。图7为示出用具备尖刺状部件的成形模对复合物进行了压制的状态的示意图。具体实施方式对本专利技术的碳纤维增强树脂成形体的制造方法进行详细说明。上述制造方法是将包含碳纤维和热塑性树脂的混炼材料压制成形而得到碳纤维增强树脂成形体的方法，具有在压制成形前形成至少将混炼材料表面的固化部分贯通的多个孔的穿孔工序。在本专利技术中，由于在压制复合物之前形成将复合物表面的固化部分贯通的孔，因此通过压缩复合物，可使内部的流动性高的复合物从上述贯通孔喷出至表面，并且可使上述固化部分重现性良好地破碎成小片。因此，可使表面的固化部分埋入流动性高的复合物内而被遮盖，能够防止上述外观不良的发生。在本专利技术中，固化部分是指，流动性下降而具有自支撑性的部分，是指在垂直切割复合物时热塑性树脂保持原样而不流出的范围。需要说明的是，通过通常的搬运而产生的固化部分的厚度为0.5mm左右。对于上述孔的直径，虽然也取决于成形模中排列的复合物的厚度、复合物内的碳纤维的长度等，但优选为3mm-10mm。通过孔的直径在上述范围内，从而内部的流动性高的复合物喷出至表面。另外，对于相邻的孔和孔之间的间隔，虽然也取决于复合物的厚度、成形模的形状等，但优选为5mm-30mm。通过孔的间隔在上述范围内，从而固化部分容易破碎成小片而埋入CFRP内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维增强树脂成形体的制造方法，其特征在于，是将包含碳纤维和热塑性树脂的混炼材料压制成形的碳纤维增强树脂成形体的制造方法，/n所述制造方法具有在压制成形前在所述混炼材料中形成多个孔的穿孔工序，/n所述孔是至少将混炼材料表面的固化部分贯通的孔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171106 JP 2017-2136661.一种碳纤维增强树脂成形体的制造方法，其特征在于，是将包含碳纤维和热塑性树脂的混炼材料压制成形的碳纤维增强树脂成形体的制造方法，
所述制造方法具有在压制成形前在所述混炼材料中形成多个孔的穿孔工序，
所述孔是至少将混炼材料表面的固化部分贯通的孔。


2.根据权利要求1所述的碳纤维增强树脂成形体的制造方法，其特征在于，所述穿孔工序是形成规则地排列的多个孔的处理。


3.根据权利要求1或2所述的碳纤维增强树脂成形体的制造方法，其特征在于，至少对外观面侧进行穿孔。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的碳纤维增强树脂成形体的制造方法，其特征在于，在成形模上进行所述穿孔工序。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的碳纤维增强树脂成形体的制造方法，其特征在于，将尖刺状部件刺入所述混炼材料进行穿孔。


6.根据权利要求5所述的碳纤维增强树脂成形体的制造方法，其特征在于，所述尖刺状部件被加热。


7.根据权利要求5或6所述的碳纤维增强树脂成形体的制造方法，其特征在于，所述尖刺状部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：小田崇，诸星胜巳，蓬莱贤一，込山隆士，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，株式会社栗本铁工所，
类型：发明
国别省市：日本;JP