曲面状夹层结构体的制造方法以及曲面状夹层结构体的制作方法_3

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头A所示,通过原点设定沿着凸型成形模具5的径向的基准两轴。在图5中,基准两轴通过原点并正交。在本实施方式I中,凸型曲面部5a的形状为球面,因此基准两轴只要是通过原点且沿着凸型成形模具5的径向的轴的话,在预期的位置即可。
[0077]接下来,如图5的粗线B所示,以沿着基准两轴的方式将作为基准的两根纤维束临时固定于凸型成形模具5的侧面部5b。在将基准纤维束固定于侧面部5b后,如图5的箭头C所示,在凸型成形模具5的径向上,使基准纤维束之间的第一纤维布6a朝基准两轴的中间方向即45°方向扩展并延伸的同时紧贴于凸型成形模具5。
[0078]最后,在紧贴于凸型成形模具5的状态下,将图5的虚线所示的从凸型曲面部5a的外周部伸出的多余的第一纤维布6a切掉,将剩余的第一纤维布6a临时固定在凸型成形模具5的侧面部5b。S卩,第一纤维布6a被加工成竖直方向的高度固定,并且被临时固定在凸型成形模具5的侧面部5b。将以上的步骤重复必要的层数,如图6所示,将第一纤维布6a层叠在凸型成形模具5上。
[0079]接下来,如图7所示,将剥离层7和流动介质8按照剥离层7和流动介质8的顺序层叠在第一纤维布6a上。剥离层7是用于在树脂硬化后将流动介质8从第一 FRP表皮材料2剥下的辅助材料,使树脂通过,具有脱模能力。剥离层7以覆盖在凸型成形模具5层叠的第一纤维布6a整体的方式层叠。
[0080]流动介质8是用于使树脂在凸型曲面部5a内方向扩散、辅助树脂向第一纤维布6a含浸的辅助材料。流动介质8空开以凸型成形模具5的轴线为中心的中央部而层叠。这是为了防止在将后述的抽吸口 12设于中央部时,树脂未从流动介质8向第一纤维布6a含浸而是直接被向抽吸口 12抽吸。
[0081]而且,流动介质8以覆盖第一纤维布6a和剥离层7的方式层叠。而且,层叠在侧面部5b的流动介质8的下端部在凸型成形模具5的轴线方向上位于与第一纤维布6a的下端部大致相同的位置,且位于比剥离层7的下端部靠上方。即,流动介质8覆盖整个第一纤维布6a,但并未覆盖将第一纤维布6a覆盖的整个剥离层7。
[0082]接下来,如图8所示,在凸型成形模具5的轴线方向上比剥离层7的下端部靠下方处,沿凸型成形模具5的周向在凸型成形模具5铺设一周密封剂9a。而且,在密封剂9a的周向的至少一个部位以上,设有能够朝上含浸树脂的注入口 10。
[0083]在本实施方式I中,示出了将注入口 10设置在径向彼此相对的两个部位的情况。另外,注入口 10可以是一个部位,也可以是三个部位以上。而且,注入口 10也可以是将带有狭缝的管状的辅助材料沿凸型成形模具5的侧面部5b的周向设置而从外周部整体均匀地含浸树脂。
[0084]接下来,重叠袋膜11以覆盖第一纤维布6a、剥离层7和流动介质8层叠的部分、以及铺设有设有注入口 10的密封剂9a的部分。在袋膜11,在与流动介质8以凸型成形模具5的轴线为中心被空出的中央部相同的位置,形成插入抽吸口 12的切口。
[0085]在将抽吸口 12插入袋膜11的切口后,用密封剂9b将抽吸口 12和袋膜11密封。袋膜11的外缘部也由预先铺设的密封剂9a密封,通过将抽吸口 12与真空栗连接,从而完成用于成形第一 FRP表皮材料2的第一成形装置。
[0086]在第一成形装置完成后,在用与抽吸口 12连接的真空栗对内部减压了的状态下,从注入口 10注入注入用树脂(树脂)13。注入用树脂13只要是例如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、氰酸酯树脂等热硬化树脂且低粘度的材料则并不特别限定,不过优选在常温下能够硬化的乙烯基酯树脂。
[0087]在将注入用树脂13填充到第一纤维布6a内部后,根据注入用树脂13的种类,在常温下或者加热条件下,使注入用树脂13硬化。在注入用树脂13完全硬化后,拆下密封剂9a、9b、抽吸口 12以及袋膜11等辅助材料,剥离剥离层7和流动介质8,如图10所示得到第一 FRP表皮材料2。因此,第一 FRP表皮材料2由在凸型曲面部5a上成形的第一曲面表皮部2a和沿侧面部5b成形的第一棱部2b构成。
[0088]在从第一 FRP表皮材料2剥离剥离层7和流动介质8时,由于实施了脱模处理,因此第一 FRP表皮材料2从凸型成形模具5部分或者整体剥离。然而,第一 FRP表皮材料2在凸型成形模具5的侧面部5b的上部即凸型曲面部5a的外周部成形有棱部2b。其结果是,抑制了由温度差、树脂的硬化收缩导致的第一 FRP表皮材料2的变形。因此,第一曲面表皮部2a的成形模具侧面能够成形为与凸型曲面部5a相同的满足预期的尺寸精度的曲面。
[0089]接下来,使用图11?图14对第一 FRP表皮材料2和发泡芯材4的粘接工序进行说明。图11是示出在第一曲面表皮部2a的表面涂敷粘接用树脂的状态的剖视图。而且,图12是示出将在凹面侧涂敷有粘接用树脂的发泡芯材4设置在第一曲面表皮部2a上的状态的剖视图。而且,图13是示出在凸型成形模具5的侧面部5b铺设密封剂、设置抽吸口 12,在发泡芯材4上重叠袋膜11并用密封剂将外缘部密封的状态的剖视图。而且,图14是示出在粘接用树脂硬化后将辅助材料全部拆下后的状态的剖视图。
[0090]首先,在实施粘接工序之前,将发泡芯材4加工成预期的形状。在此,预期的形状指的是,在凸型成形模具5的轴线方向上,具有沿着从凸型曲面部5a离开的第一曲面表皮部2a的曲面的凹形曲面4a并具有预期的厚度分布的曲面形状。发泡芯材4的凹形曲面4a可以不被加工成完全沿第一曲面表皮部2a,其容许在承受大气压力时变形而与第一曲面表皮部2a紧贴的程度的误差。
[0091]发泡芯材4的外周部达到棱部2b为止。这是因为,在后述的第二表皮材料成形工序中,在将第二纤维布6b层叠在发泡芯材4上时,若在发泡芯材4的外周部与棱部2b之间存在间隙的话,则难以使第二纤维布6b紧贴到由发泡芯材4的外周部(或者上表面部)和第一曲面表皮部2a所成的凹角部,可能导致第二纤维布6b抵接到凹角部。
[0092]当第二纤维布6b抵接时,会有下述等不良影响:凹角部进入气泡而产生成形不良,或者形成树脂块而因树脂的硬化收缩导致无法得到预期的镜面精度。若发泡芯材4的外周部达到棱部2b的话,没有凹角部,因此能够使第二纤维布6b展开并容易紧贴在发泡芯材4和第一 FRP表皮材料2上。
[0093]发泡芯材4的加工方法并不特别限定,可考虑通过例如加热、加压使发泡芯材4弯曲的热加工、通过机床切削的机械加工。在发泡芯材4的厚度固定的情况下,仅将平板状的发泡芯材弯曲就能够加工,因此优选利用加热、加压的热加工。在本实施方式I中,以发泡芯材4a的厚度固定的例子进行说明。
[0094]<芯材粘接工序>
[0095]首先,如图11所示,在第一曲面表皮部2a的上表面涂敷粘接用树脂14。粘接用树脂14只要是常温下液状的树脂则并不特别限定。不过,优选在常温下能够硬化的乙烯基酯树脂,更优选与在第一 FRP表皮材料2的成形中使用的注入用树脂13相同种类的树脂。
[0096]接下来,在发泡芯材4的凹形曲面4a也涂敷粘接用树脂14,如图12所示,以使涂敷有粘接用树脂14的发泡芯材4的凹形曲面4a面与涂敷有粘接用树脂14的第一曲面表皮部2a相对的方式将发泡芯材4设置在第一曲面表皮部2a上。此时,仅设置发泡芯材4的话,会有气泡混入发泡芯材4与第一曲面表皮部2a之间的粘接用树脂14内,因此通过从发泡芯材4上部施加载荷,将气泡的一部分排出到由粘接用树脂14构成的粘接层的外部。
[0097]另外,在本实施方式I中,粘接用树脂14涂敷在凹形曲面4a和第一曲面表皮部2a双方,不过也可以是涂敷在任意一方。
[0098]接下来,如图13所示,沿凸型成形模具5的侧面部5b的周向铺设一周密封剂9c。此时,在凸型成形模具5的轴线方向上,密封剂9c铺设得比棱部2b的下端部靠下方。而且,在密封剂9c的周向的至少一个部位以上,设有向下抽吸空气的抽吸口 12。
[0099]在本实施方式I中,举例示出了将抽吸口 12设置在径向彼此相对的两个部位的情况。另外,抽吸口 12可以设置在一个部位,也可以设置在三个部位以上。
[0100]并且,重叠袋膜11以覆盖包括第一 FRP表皮材料2和发泡芯材4的整体,将袋膜11的外缘部由预先铺设的密封剂9c密封。此后,将抽吸口 12与真空栗连接,由真空栗抽吸来对内部减压。由此,对发泡芯材4施加压力,将粘接用树脂14内部的气泡和剩余树脂排出。[0101 ] 在气泡和剩余树脂的排出完成后,关闭抽吸口 12,在维持减压状态的同时使粘接用树脂14硬化。根据树脂的种类,在常温下或者加热条件下,粘接用树脂14硬化。在粘接用树脂14完全硬化后,拆下密封剂9c、抽吸口 12以及袋膜
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