树脂基复合材料的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够更高精度地控制树脂基复合材料的板厚的制造方法。树脂基复合材料的制造方法具备：在规定形状的夹具(20)上，将预成型料(30)层叠至规定的厚度的工序；利用包装材料(35)将层叠后的预成型料(30)和夹具(20)覆盖，进行加压加热处理，形成第一半成形品(40a)和第二半成形品(40b)的工序；计测第一半成形品(40a)及第二半成形品(40b)的板厚的工序；基于计测出的板厚、树脂基复合材料的所期望的板厚、追加层(42)的物性，来确定追加层(42)的数目的工序；在设置于规定形状的夹具(41a、41b)上的第一半成形品(40a)与第二半成形品(40b)之间，形成层叠了规定张数的追加层(42)的层叠体(43)，利用包装材料(47)将层叠体(43)和夹具(41a、41b、44)覆盖，进行加压加热处理的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及树脂基复合材料的制造方法。
技术介绍
纤维强化树脂等的树脂基复合材料为轻量且高强度，因此作为飞机、机动车、船舶等结构构件而被广泛使用。树脂基复合材料通常将由通过纤维强化后的树脂构成的预成型料层叠多张，通过高压灭菌器等进行加热·加压处理而形成。例如，在直升飞机的旋翼翼梁中适用树脂基复合材料时，要求树脂基复合材料具有足以支承离心力产生的拉伸载荷的强度和用于维持旋转中的叶片维持设计原样的固有振动频率(动特性)的刚性的精度。刚性已知与由树脂基复合材料构成的构件的板厚的立方成比例。因此，为了实现由树脂基复合材料构成的旋翼翼梁，需要尽量减小板厚的相对于设计值的变动(例如±2％以内)。然而，在通过高压灭菌器形成的树脂基复合材料中，由于预成型料自身的板厚的变动、加热时的树脂的流动性的变动或与之相伴的树脂的损失、层叠工序的变动、残留在层间的空气层等，板厚的变动有时会大于上述变动的要求值。因此，要求一种能够严格控制树脂基复合材料的板厚的成形方法。专利文献1中公开了一种在基体模制构件的成形面上依次接合(层叠)多个预成型料层而形成复合材料的方法。在专利文献1中，反复进行将规定张数的预成型料接合的工序、将预成型料在室温程度下进行高压灭菌压缩的工序、在高压灭菌后的层叠体上接合辅助层包来调整板厚的变动的工序，同时形成复合材料。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特表2000-507517号公报(权利要求1，14页13行至23页4行，图3)【专利技术的概要】【专利技术要解决的课题】在专利文献1的形成方法中，按照规定张数进行的预成型料的压缩在室温下进行，因此在最终的加热·加压处理时，由于树脂流出，而存在板厚容易变动的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种能够更高精度地控制树脂基复合材料的板厚的制造方法。【用于解决课题的机构】为了解决上述课题，本专利技术提供一种树脂基复合材料的制造方法，包括：预成型料层叠工序，其中，在规定形状的夹具上，将由通过纤维强化后的树脂构成的预成型料层叠至规定的厚度；半成形品形成工序，其中，利用包装材料将所述层叠后的预成型料和所述夹具覆盖，对所述包装材料进行加压及加热处理，形成第一半成形品和第二半成形品；板厚计测工序，其中，计测所述第一半成形品及所述第二半成形品的板厚；追加层数确定工序，其中，基于所述计测出的板厚、树脂基复合材料的所期望的板厚、追加层的物性，来确定该追加层的数目；贴合工序，其中，在设置于所述规定形状的夹具上的所述第一半成形品与所述第二半成形品之间，形成层叠了所述确定出的数目的追加层的层叠体，利用包装材料将所述层叠体和所述夹具覆盖，对该包装材料进行加压及加热处理。本专利技术的树脂基复合材料在所期望的形状的夹具内配置预成型料，在由夹具收纳的状态下对预成型料实施加压加热处理，由此制作第一半成形品和第二半成形品。因此，在半产品即半成形品的时刻，能够抑制相对于设计值的板厚的变动。而且，在第一半成形品与第二半成形品之间形成配置了追加层的层叠体，并实施加压化热处理，来制作产品即树脂基复合材料。此时，考虑第一半成形品及第二半成形品的板厚、树脂基复合材料的所期望的板厚、追加层的物性，来确定追加层数。由此，能够高精度地控制树脂基复合材料的板厚。另外，本专利技术的树脂基复合材料由于使用规定形状的夹具进行制造，因此具有不需要基于机械加工的部件宽度的调整等这样的优点。在上述专利技术中，优选的是，所述夹具由底面夹具和侧面夹具构成，在所述底面夹具与所述侧面夹具的接触面上设有树脂泄漏防止材料。在本专利技术中，为了得到所期望的形状的树脂基复合材料，而使用由底面夹具和侧面夹具构成的夹具。这种情况下，在对预成型料实施加压加热处理来制作半成形品时，树脂从夹具彼此的接触面流出而可能会对板厚变动造成影响。本专利技术在底面夹具与侧面夹具的接触面上设置树脂泄漏防止材料来防止树脂的流出，因此能够提高板厚控制精度。在上述专利技术中，优选的是，在所述半成形品形成工序及所述贴合工序的至少一方中，将所述包装材料内部维持成减压气氛而进行加热处理。通常，在对预成型料实施加压加热处理时，在对包装材料内部进行减压并从包装材料外部进行加压之后，在升温之前，将包装材料内部向大气敞开。然而，在本专利技术中由于使用夹具，因此残留于层间的空气在加压加热处理时未向外部排出，或空气在大气敞开时发生逆流，可能会残留在树脂基复合材料内部。残留于层间的空气积存处(微小空隙)成为树脂基复合材料的强度下降的原因。尤其是贴合工序是将硬化的半成形品彼此粘接的工序，由于大气敞开而在半成形品与追加层之间容易产生空气积存处。本专利技术将包装材料内部设为减压气氛而进行加热处理，由此能够容易地将层间的空气排出。这种情况下，优选在所述层叠后的预成型料或所述层叠体的截面上设有空气排出机构。在本专利技术中使用夹具。因此，在预成型料、或半成形品与追加层的层叠体的侧面上设置空气排出机构，可以确保将层间的空气向外部排出的路径。【专利技术效果】根据本专利技术，能够高精度地控制树脂基复合材料的板厚。而且，能够抑制层间的微小空隙产生而防止树脂基复合材料的强度下降。在本专利技术中，由于使用规定的夹具来制作树脂基复合材料，可以省略部件宽度的机械加工等的工序，因此有利。附图说明图1是直升飞机的旋翼翼梁的俯瞰图。图2是说明本专利技术的树脂基复合材料的制造方法的简图。图3是说明本专利技术的树脂基复合材料的制造方法的简图。图4是说明半成形品形成工序中的温度条件及压力条件的坐标图。图5是说明贴合工序中的温度条件及压力条件的坐标图。具体实施方式使用附图，说明本专利技术的树脂基复合材料的制造方法的一实施方式。图1是使用树脂基复合材料制作的直升飞机的旋翼翼梁的俯瞰图。旋翼翼梁10由通过纤维强化后的树脂板构成。通过纤维强化后的树脂板例如为玻璃纤维强化树脂、碳纤维强化树脂等。使用图2至图5，说明本实施方式的树脂基复合材料的制造方法。本实施方式的树脂基复合材料的制造方法包括预成型料层叠工序、半成形品形成工序、板厚计测工序、追加层数确定工序、及贴合工序。(1)预成型料层叠工序(图2(a))在夹具20的内侧，层叠由通过纤维强化后的树脂构成的预成型料30。夹具20由底面夹具21和侧面夹具22构成。侧面夹具22以围绕预成型料的周围的方式设置。夹具20与最终产品(例如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.15 JP 2010-1609101.一种树脂基复合材料的制造方法，包括：
预成型料层叠工序，其中，在规定形状的夹具上，将由通过纤维强化
后的树脂构成的预成型料层叠至规定的厚度；
半成形品形成工序，其中，利用包装材料将所述层叠后的预成型料和
所述夹具覆盖，对所述包装材料进行加压及加热处理，形成第一半成形品
和第二半成形品；
板厚计测工序，其中，计测所述第一半成形品及所述第二半成形品的
板厚；
追加层数确定工序，其中，基于所述计测出的板厚、树脂基复合材料
的所期望的板厚、追加层的物性，来确定该追加层的数目；
贴合工序，其中，在设置于所述规定形状的夹具...

【专利技术属性】
技术研发人员：服部英敬，堀苑英毅，佐藤贵章，矢崎忠，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：