纤维增强树脂成形品的制造方法和纤维增强树脂成形品技术

本发明专利技术提供能够在抑制制造成本的同时，防止制造质量下降的纤维增强树脂成形品的制造方法和纤维增强树脂成形品。纤维增强树脂成形品的制造方法包括：在中空结构体的外部配置纤维增强树脂基材的配置工序；以及通过向中空结构体的内部填充加热气体，来使膨胀后的中空结构体与受到中空结构体的膨胀压力的纤维增强树脂基材粘结起来，得到纤维增强树脂成形品的粘结工序。粘结工序。粘结工序。

【技术实现步骤摘要】
纤维增强树脂成形品的制造方法和纤维增强树脂成形品


[0001]本专利技术涉及纤维增强树脂成形品的制造方法和纤维增强树脂成形品。

技术介绍

[0002]以往，由碳纤维、玻璃纤维等增强纤维和环氧树脂、酚醛树脂等热固化性树脂构成的纤维增强树脂成形品不仅重量轻，而且强度、刚性等力学性能、耐热性、以及耐腐蚀性优异，因此被广泛应用于航空航天、汽车、火车、船舶、土木建筑和体育用品等多种领域。特别是，在要求高性能的用途中，经常使用比强度及比弹性模量优异的碳纤维作为增强纤维，经常使用与碳纤维的粘接性特别优异的环氧树脂作为热固化性树脂。
[0003]在纤维增强树脂成形品的制造中，可以使用以下方法：向配置在模具中的增强纤维注入液状的树脂而得到中间体，然后将中间体加热固化的树脂传递模塑法(RTM(resin transfer molding)法，例如参照专利文献1)；层叠多片使碳纤维预先含浸树脂而成的片状的预浸料(纤维增强树脂基材)，然后将该层叠物加热固化的方法等。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利特开2011
‑
224939号公报。

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]但是，如果用预浸料形成整个纤维增强树脂成形品，则由于构成预浸料的增强纤维价格昂贵，所以纤维增强树脂成形品的制造成本增加。因此，为了抑制纤维增强树脂成形品的制造成本，有时仅将纤维增强树脂成形品的表面层用预浸料形成，该表面层的内侧则由廉价的树脂发泡体等结构体形成，并且，使用粘接剂将预浸料粘贴在结构体的外周面上。
[0009]但是，在例如结构体的形状为复杂形状的情况下，存在以下的问题：在结构体的外周面上粘贴预浸料时，会出现预浸料与结构体的外周形状不能充分贴合的部位，在该部位处粘贴的预浸料上会产生皱纹，进而导致纤维增强树脂成形品的制造质量下降。
[0010]本专利技术的目的在于提供能够在抑制制造成本的同时，防止制造质量下降的纤维增强树脂成形品的制造方法和纤维增强树脂成形品。
[0011]解决问题的方案
[0012]本专利技术的纤维增强树脂成形品的制造方法包括：
[0013]在中空结构体的外部配置纤维增强树脂基材的配置工序；以及
[0014]通过向所述中空结构体的内部填充加热气体，使膨胀后的所述中空结构体与受到所述中空结构体的膨胀压力的所述纤维增强树脂基材粘结起来，得到纤维增强树脂成形品的粘结工序。
[0015]本专利技术的纤维增强树脂成形品包括：
[0016]中空结构体，其具有内部能够填充气体的中空部和能够向所述中空部供给所述气
体的气体供给口，且由能够因所述中空部内的所述气体的热而膨胀变形的热塑性树脂形成；以及
[0017]纤维增强树脂层，其由含有增强纤维的热固化性树脂材料形成，且被粘结在所述中空结构体的外周面上。
[0018]专利技术效果
[0019]根据本专利技术，能够提供能够在抑制制造成本的同时，防止制造质量下降的纤维增强树脂成形品的制造方法和纤维增强树脂成形品。
附图说明
[0020]图1是示出纤维增强树脂成形品的制造方法的流程图。
[0021]图2A和图2B是说明在本实施方式中准备中空结构体的工序的图。
[0022]图3是说明在本实施方式中配置预浸料的工序的图。
[0023]图4是说明在本实施方式中在模具装置内配置中空结构体的工序的图。
[0024]图5是示出在本实施方式中在模具装置内配置了中空结构体的状态的图。
[0025]图6是说明在本实施方式中向中空结构体供给加热气体的工序的图。
[0026]图7是本实施方式中的模具装置的局部纵剖面图。
[0027]图8是说明在本实施方式中从模具装置取出中空结构体的工序的图。
[0028]附图标记说明
[0029]10：中空结构体；
[0030]12：中空部；
[0031]14：气体供给口；
[0032]20：纤维增强树脂基材；
[0033]30：模具装置；
[0034]32：上模；
[0035]32A：开口部；
[0036]34：下模；
[0037]36：气体流入部；
[0038]36A：气体流入口；
[0039]40：气泵；
[0040]40A：供给口；
[0041]50：气体供给管；
[0042]60：纤维增强树脂成形品。
具体实施方式
[0043]以下，参照附图，对本专利技术的实施方式的纤维增强树脂成形品的制造方法进行详细说明。
[0044]如图1所示，本制造方法包括：准备工序S100、配置工序S120、配置工序S140、供给工序S160和取出工序S180。以下，对各工序进行详细说明。
[0045](准备工序S100)
[0046]在准备工序S100中，如图2A、图2B所示，准备由具有热塑性的例如热塑性树脂形成的中空结构体10(芯材)。图2A是示出中空结构体10的立体主视图。图2B是示出中空结构体10的立体后视图。在本实施方式中，中空结构体10具有翼片那样的外形，但只要是具有中空部的形状，外形可以是任何形状。
[0047]中空结构体10是纤维增强树脂成形品的形状的基础，其具有：形成为沿着中空结构体10的外周形状的形状且内部能够填充气体的中空部12(被双点划线包围的部分)、以及能够向中空部12供给气体的气体供给口14。通过密封气体供给口14，能够密封中空部12。中空结构体10由热塑性树脂形成，因此能够因中空部12内的气体的热而膨胀变形。
[0048]中空结构体10虽然不受其制造方法的限制，但优选为例如用三维打印机造形的立体造形物。通过用三维打印机进行造形，像具有中空部的立体形状那样的用现有模具难以形成的复杂形状也能够形成，也适合少量生产。
[0049](配置工序S120)
[0050]在配置工序S120中，如图3所示，在中空结构体10的外部(具体而言，外周面)配置纤维增强树脂基材20。具体而言，以覆盖除了气体供给口14以外的中空结构体10的外周面且与该外周面接触的方式，配置纤维增强树脂基材20。
[0051]纤维增强树脂基材20是包含增强纤维和热固化性树脂的片状的热固化性树脂材料。在纤维增强树脂基材20中，增强纤维可以沿一个方向排列，也可以以平纹、斜纹、缎纹等编织物的形状存在，还可以是无序地分散的。增强纤维的例子包括碳纤维、碳纳米管、石墨烯片、纤维素纳米纤维、玻璃纤维、矿物纤维等，其中，作为增强纤维，比强度、比弹性模量优异的碳纤维是特别优选的。不特别地限定增强纤维的尺寸，但例如可以使用纤维长度为数百nm以上且数mm以下的纤维。另外，可以单独使用一种增强纤维，或组合多种增强纤维来使用。
[0052]热固化性树脂的例子包括环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂等，优选地，将与碳纤维的粘接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强树脂成形品的制造方法，其特征在于，包括：在中空结构体的外部配置纤维增强树脂基材的配置工序；以及通过向所述中空结构体的内部填充加热气体，来使膨胀后的所述中空结构体与受到所述中空结构体的膨胀压力的所述纤维增强树脂基材粘结起来，得到纤维增强树脂成形品的粘结工序。2.如权利要求1所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其中，所述粘结工序中，利用所述加热气体的热和压力使所述中空结构体膨胀。3.如权利要求1所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其中，所述中空结构体具有热塑性，所述纤维增强树脂基材具有热固化性；所述粘结工序中，利用所述加热气体的热使所述中空结构体软化而膨胀，在与因所述加热气体的热和/或周围的热而固化的所述纤维增强树脂基材密接的状态下使所述中空结构体固化。4.如权利要求3所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其中，所述粘结工序中，以对所述纤维增强树脂基材的增强纤维赋予张力的方式，使在与所述纤维增强树脂基材密接的状态下固化的所述中空结构体变形...

【专利技术属性】
技术研发人员：滝沢胜利，鸟山伦靖，
申请(专利权)人：株式会社一人座，
类型：发明
国别省市：