纤维强化复合部件的成形装置的制作方法

文档序号:15300011发布日期:2018-08-31 20:08阅读:205来源:国知局

本发明涉及适用于成形具备在长碳素纤维中浸渍树脂薄板状地形成并相互层叠的多张预成型材料的纤维强化复合部件、如涡轮风扇发动机的复合材料风扇动叶片、复合材料静叶片的纤维强化复合部件的成形装置。



背景技术:

在将多张将上述长碳素纤维用如作为基质的热可塑性树脂薄板状地形成的预成型材料层叠并形成热可塑性cfrp部件的情况下,已经确立了使用压热器的成形方法,近年来,作为代替使用该压热器成形方法的成形方法构筑使用成形装置的金属模具热冲压成形方法。

在通过该金属模具热冲压成形方法成形纤维强化复合部件的情况下,将使层叠了多张薄板状的预成型材料预成型材料层叠体投入成形装置的一对成形金属模具之间并加热至熔融温度(作为基质的树脂为热固化性树脂情况下为固化温度)以上的同时,用一对成形金属模具对热可塑性树脂熔融了的预成型材料层叠体进行加压。

并且,在该加压之后通过一对成形金属模具冷却热可塑性树脂直至即使开模成形部件也不会破损、变形的温度,而得到所期望的形状的纤维强化复合部件。

在该金属模具热冲压成形方法中,由于是否发现纤维强化复合材料的材料强度对成形温度影响大,因此需要均匀地控制一对成形金属模具的温度分布。

一直以来,作为实现一对成形金属模具的加热冷却时的温度分布的均匀化的成形装置拥有如专利文献1中所记载的装置。该成形装置具备在多个区域的每一个对与一对成形金属模具的预成型材料接触的各外观面进行加热的多个加热器。

该情况下,在一对成形金属模具中与多个区域对应地形成多个在各自的外观面的背侧开口的槽,在这些槽的每个上都分别配置一个加热器。

加热器用发热部件加热由空气供给源供给的空气,通过吹向成形金属模具的外观面背侧而加热外观面。另一方面,该加热器通过停止向发热部分的电源供给还依旧向成形金属模具的外观面背侧吹入空气而作为制冷装置发挥功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:us2012/0267828a1



技术实现要素:

发明所要解决的课题

可是,在上述现有的成形装置中,在一对成形金属模具的加热时,由于通过将由加热器的发热部分加热的空气吹向成形金属模具的外观面背侧而加热成形金属模具,因此为了实现外观面的温度分布的均匀化而无法使成形金属模具的外观面附近的壁厚变大,存在相应地成形金属模具的刚性难以充足的问题。

另外,在一对成型金属模具的冷却时,由于在多个槽中的每个槽都向外观面背侧吹出空气而进行冷却,因此邻接的槽与槽之间难以冷却,具有在与槽中央之间产生温度差的问题,解决这些问题成为现有的课题。

本发明是着眼于上述现有课题而进行的,其目的在于提供一种不仅能确保成形金属模具的充足的刚性,还能够实现一对成形金属模具加热时的温度分布的均匀化,并且还可实现冷却时的温度分布的均匀化的纤维强化复合部件的成形装置。

用于解决课题的方法

本发明的结构为:是具备使树脂浸渍在长碳素纤维中并形成为薄板状,并相互层叠的多张预成型材料的纤维强化复合部件的成形装置,具备相互接近离开的一对成形金属模具、通过夹入层叠了多张的上述预成型材料的合模冲压状态下的上述一对成形金属模具对上述预成型材料的上述树脂进行加热的热源、供在上述预成型材料的上述树脂加热之后通过上述一对成形金属模具冷却该树脂的冷却流体流动的冷却流路,与层叠了多张的上述预成型材料接触的上述一对成形金属模具的各外观面分别划分为多个区域,在上述一对成形金属模具上与上述多个区域对应地形成多个在各个上述外观面的背侧且沿上述外观面开口的槽,上述热源分别配置于上述多个槽内,上述冷却流路沿上述一对成型金属模具的各外观面而形成。

发明效果

在本发明的纤维强化复合部件的成形装置中,得到能一并实现确保成形金属模具的充足的刚性、以及一对成形金属模具的加热冷却时的温度分布均匀化的非常优异的效果。

附图说明

图1a是由涉及本发明的纤维强化复合部件的成形装置而获得的复合材料风扇动叶片的平面说明图。

图1b是由涉及本发明的纤维强化复合部件的成形装置而获得的复合材料风扇动叶片的正面说明图。

图2是表示由本发明的一实施例进行的纤维强化复合部件的成形装置的开模状态的正面说明图。

图3a是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中相对于形成于下成形金属模具的外观金属模具部的槽的感应加热线圈的一收纳例的图2圆内部位所对应的局部剖视说明图。

图3b是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中相对于形成于下成形金属模具的外观金属模具部的槽的感应加热线圈的其他收纳例的图2圆内部位所对应的局部剖视说明图。

图4a是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中的形成于下成形金属模具的外观金属模具部的冷却流路的外观金属模具部的局部立体说明图。

图4b是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中的形成于下成形金属模具的外观金属模具部的冷却流路的外观金属模具部的分解立体说明图。

图5a是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中的形成于下成形金属模具的基座金属模具部的近似对置面的整体立体说明图。

图5b是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中的形成于下成形金属模具的外观金属模具部的近似对置面的整体立体说明图。

图6a是表示形成于图5中的下成形金属模具的基座金属模具部以及外观金属模具部的近似对置面彼此的接触状态的冷却时的剖视说明图。

图6b是表示形成于图5中的下成形金属模具的基座金属模具部以及外观金属模具部的各近似对置面彼此的接触状态的加热时的剖视说明图。

图7a是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中形成于上成形金属模具的基座金属模具部的近似对置面的整体立体说明图。

图7b是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中形成于上成形金属模具的外观金属模具部的近似对置面的整体立体说明图。

图8是表示图2中的纤维强化复合部件的成形装置中的一对成形金属模具之间的导向机构的局部平面说明图。

图9a是表示将图2中的纤维强化复合部件的成形装置中的一对成形金属模具合模并冲压时的复合部件风扇动叶片的叶片前端部所负荷的负载关系的说明图。

图9b是表示将图2中的纤维强化复合部件的成形装置中的一对成形金属模具合模并冲压时的复合部件风扇动叶片的叶片基端部所负荷的负载关系的说明图。

图10是简略型地表示涉及本发明的其他实施例的纤维强化复合部件的成形装置中的下成形金属模具的基座金属模具部以及外观金属模具部的分解立体说明图。

具体实施方式

以下,基于附图说明涉及本发明的纤维强化复合部件的成形装置的一实施例。

图1a~图9b表示涉及本发明的纤维强化复合部件的成形装置的一实施例。

该纤维强化复合部件如图1a、1b所示,是涡轮风扇发动机中的叶片基端部fbh与叶片前端部fbt之间的扭矩大的复合材料风扇动叶片fb,为交替地层叠由树脂薄板状地形成长碳素纤维、纤维配向方向相互不同的多张预成型材料而成形的部件。

如图2所示,该纤维强化复合部件的成形装置1具备一对成形金属模具2、3。该一对成形金属模具2、3中的下成形金属模具2具备固定于垫板b上的基座金属模具部4、可装卸地连结于该基座金属模具部4上的外观金属模具部6。

在该下成形金属模具2中,在基座金属模具部4中采用如工具钢(scm440),在外观金属模具部6中采用热膨胀率低的合金如因瓦合金(注册商标)。

另一方面,一对成形金属模具2、3中的上成形金属模具3具备被固定于上升下降的滑板s上的基座金属模具部5、可装卸地连结于该基座金属模具部5的外观金属模具部7。该外观金属模具部7在合模并从上下方向加压的冲压状态下,在与下成型金属模具2中的外观金属模具部6之间夹入多张层叠的预成型材料的预成型材料层叠体(成形前的复合材料风扇动叶片fb)p。

在该上成形金属模具3中,在基座金属模具部5中采用如工具钢(scm440),在外观金属模具部7中采用热膨胀率低的合金如因瓦合金(注册商标)。

另外,该成形装置1如图3a中局部性的表示,具备在多个区域的每一个区域加热下成形金属模具2的外观金属模具部6的与预成型材料层叠体p接触的外观面61的感应加热线圈(热源)8。

该情况下,在下成形金属模具2的外观金属模具部6,以与多个上述区域对应且沿着外观面61的方式形成多个在外观面61的背侧开口的槽62,在这些槽62的每一个配置感应加热线圈8。配置于多个槽62的每一个的感应加热线圈8相互电连接,感应加热线圈8相对于槽62的收纳方式并不限定于图3a中的方式、即绕正交于外观面61的轴收纳感应加热线圈8的方式,可以是绕沿外观面6的轴收纳感应加热线圈8的图3b中的方式。另外,作为热源可以代替感应加热线圈8而使用筒形加热器。

而且,该成形装置1如图4a所示具备多个供通过下成形金属模具2的外观金属模具部6冷却预成型材料层叠体p的冷却流体流动的冷却流路9。作为冷却流体也可采用空气等的气体以及水等的液体中的任一种。

在该实施例中,下成形金属模具2的外观金属模具部6如图4b局部所表示,通过将构成该外观金属模具部6的多张外观金属模具构成板63彼此重合并扩散接合而形成。具体的说,通过在真空中以熔点以下的温度对沿一对成形金属模具2、3的接近离开方向的多张外观金属模具构成板63进行加压密合而形成。

多个冷却流路9在对互相邻接的外观金属模具构成板63彼此进行扩散接合时,通过在外观金属模具构成板63上使沿外观面61预先形成的冷却槽9a彼此相互重合而构成,冷却流路9距离外观面61的距离d1以及距离槽62的距离d2根据预成型材料层叠体p中的每个部位的厚度的不同而确定。即,不仅能够自由地设定冷却流路9与弯曲的外观面61的距离,还可在槽62之间进行连续的冷却。

相对于多个冷却流路9的冷却流体的供给通过纵孔64进行,该纵孔64在将外观金属模具部6扩散接合之后通过机械加工而形成。

并且,在上成形金属模具3的外观金属模具部7上也以与多个区域对应且沿外观面71的方式形成多个未图示的在外观面71的背侧开口的槽,在这些槽的每一个配置感应加热线圈8。并且,未图示,上成形金属模具3的外观金属模具部7也通过将多张外观金属模具构成板扩散彼此接合而形成,以多个冷却流路在多张外观金属模具构成板之间沿外观面的方式形成。

即,在该成形装置1中,在下成形金属模具2以及上成形金属模具3之间,通过在多个槽62的每一个配置的感应加热线圈8将预成型材料层叠体p的热可塑性树脂加热至熔点温度(作为基质的树脂为热固化性树脂情况下的为固化温度)以上,并用单轴压机冲压热可塑性树脂熔融了的预成型材料层叠体p。

并且,加压之后,通过分别向下成形金属模具2以及上成形金属模具3的冷却流路9中流入冷却流体并冷却至即使将热可塑性树脂开模成形部件也没有破损、变形的温度并固化,形成复合材料风扇动叶片fb。

而且,在该成形装置1的下成形金属模具2的基座金属模具部4以及外观金属模具部6上如图5a、5b所示分别配置以与外观金属模具部6的外观面61近似的方式形成并相互接触的凹状的近似对置面46以及凸状的近似对置面66。

此时,基座金属模具部4以及外观金属模具部6如图6a、6b所示,用通过预成型材料层叠体p的热可塑性树脂的加热时中的热膨胀中心46o、66o的连结销11通过隔热部件10(例如,经得住成型压力的陶瓷系列的隔热部件)而相互连结,近似对置面46、66由配置于46o、66o周围的多个多角平面46a~46f、66a~66f形成。

基座金属模具部4以及外观金属模具部6的各近似对置面46、66在冷却时相互接触。另一方面,在加热时,即使仅组装了感应加热线圈8的外观金属模具部6热膨胀,由于近似对置面46o、66o也绕热膨胀中心46o、66o配置多角平面46a~46f、66a~66f而形成,因此对应的多角平面46a~46f、66a~66f彼此滑动接触而保持接触状态。即,如图6b所示,维持近似对置面46、66彼此的接触状态。并且,在加热冷却时,在良好且可靠地维持近似对置面46、66彼此的接触状态的情况下,未必需要连结基座金属模具部4以及外观金属模具部6的连结销11。

并且,如图7a、7b所示,在上成形金属模具3的基座金属模具部5以及外观金属模具部7也与下成形金属模具2的基座金属模具部4以及外观金属模具部6相同,分别配置以与外观金属模具部7的外观面71近似的方式形成并相互接触的凹状的近似对置面56以及凸状的近似对置面76。这些近似对置面56、76也由配置于预成型材料层叠体p的热可塑性树脂的加热时的热膨胀中心56o、76o周围的多个多角平面56a~56f、76a~76f形成。

而且,在该成形装置1的下成形金属模具2的基座金属模具部4上形成构成在上成形金属模具3侧开口的导向机构的燕尾槽41,该燕尾槽41如图5a所示以包围近似对置面46的方式配置于四处。

另一方面,在成形装置1的上成形金属模具3的基座金属模具部5上形成向下成形金属模具2侧突出并与燕尾槽41构成导向机构的鸠尾雄榫51,该鸠尾雄榫51如图7a所示以包围近似对置面56的方式配置于四处。

下成形金属模具2的基座金属模具部4中的燕尾槽41以及上成形金属模具3的基座金属模具部5中的鸠尾雄榫51在将下成形金属模具2以及上成形金属模具3合模的阶段中,如图8所示,通过相互嵌合而形成平滑的引导。

另外,构成这些导向机构的燕尾槽41以及鸠尾雄榫51即使是在下成形金属模具2的基座金属模具部4以及上成形金属模具3的基座金属模具部5中产生热膨胀量差的情况下,也如图8中单点划线以及双点划线所表示,燕尾槽41的槽壁面以及鸠尾雄榫51的榫侧面维持面接触状态、且相对移动,能够吸收热膨胀量的差。

在此,在将下成形金属模具2以及上成形金属模具3合模并从上下方向加压的冲压状态中,在图9a、图9b所示的扭矩大的复合材料风扇动叶片fb的情况中,涉及树脂压力pr的互为反向的水平分力h作用在叶片基端部fbh以及叶片前端部fbt上。因此,在该实施例中,将在叶片基端部fbh以及叶片前端部fbt的各水平分力h没有产生不平衡的位置作为不动点,基于该不动点设定热膨胀中心46o、66o(56o、76o)。

其次,说明通过该成形装置1对复合材料风扇动叶片fb进行成形的要领。

首先,相对于下成形金属模具2的基座金属模具部4通过连结销11连结外观金属模具部6。此时,由于分别形成于下成形金属模具2的基座金属模具部4以及外观金属模具部6的近似对置面46、66彼此相互接触,因此外观金属模具部6更稳定地安装于基座金属模具部4上。

其次,相对于上成形金属模具3的基座金属模具部5连结外观金属模具部7。此时也由于分别形成于上成形金属模具3的基座金属模具部5以及外观金属模具部7上的近似对置面56、7彼此相互接触,因此外观金属模具部7更稳定地安装于外观金属模具部7。

在完成成形金属模具2、3的准备之后,在开模状态下的下成形金属模具2的外观金属模具部6上固定将多张预成形材料层叠的预成型材料层叠体p。

然后,与滑板s一起使上成形金属模具3下降作为合模冲压的状态,在上成形金属模具3的外观金属模具部7以及下成形金属模具2的外观金属模具部6之间夹入预成型材料层叠体p。

这期间,通过在下成形金属模具2的基座金属模具部4中的燕尾槽41中嵌合上成形金属模具3的基座金属模具部5中的鸠尾雄榫51,形成圆滑的导向。

并且,由多个感应加热线圈8通过外观金属模具部7以及外观金属模具部6对预成型材料层叠体p进行加热,并且,用上成形金属模具3与下成形金属模具2对热可塑性树脂熔融了的预成型材料层叠体p进行加压。

此时,多个感应加热线圈8由于配置于在下成形金属模具2的外观金属模具部6中的外观面6的背侧且沿外观面61开口的多个槽62的每一个,因此实现下成形金属模具2的外观金属模具部6的加热时的温度分布的均匀化。另一方面,由于在上成形金属模具3的外观金属模具部7上也与下成形金属模具2相同地配置多个感应加热线圈8,因此实现上成形金属模具3的外观金属模具部7的加热时的温度分布的均匀化。

在上述加热时,即使仅组装了感应加热线圈8的外观金属模具部6热膨胀,由于基座金属模具部4以及外观金属模具部6的各近似对置面46、66在热膨胀中心46o、66o周围配置多角平面46a~46f、66a~66f而形成,因此相互对应的多角平面46a~46f、66a~66f彼此也滑动接触而保持接触状态。即,避免在基座金属模具部4以及外观金属模具部6各近似对置面46、66彼此之间产生间隙。

另外,在上述加热时,即使是在下成形金属模具2的基座金属模具部4以及上成形金属模具3的基座金属模具部5中热膨胀量产生差值的情况下,也如图8中单点划线以及双点划线所示,由于构成导向机构的燕尾槽41以及鸠尾雄榫51相对移动,因此吸收热膨胀量的差值。

并且,在上述加压之后,通过停止向多个感应加热线圈8的电源供给的同时向上成形金属模具3的外观金属模具部7以及下成形金属模具2的外观金属模具部6的各冷却流路9注入冷却流体,借助于两外观金属模具部6、7冷却热可塑性树脂并固化,得到预成型层叠体p的成型品、即复合材料风扇动叶片fb。

在该成形装置1中,由于在下成形金属模具2的外观金属模具部6中的外观面61的背侧且沿外观面61开口的多个槽62的每一个配置多个感应加热线圈8,因此实现下成形金属模具2的外观金属模具部6的加热时的温度分布的均匀化(上成形金属模具3也相同)。

而且,在该成形装置1中,由于用作为热源的感应加热线圈8直接加热下成形金属模具2,因此与一直以来将用加热器的加热部分加热的空气吹向成形金属模具的外观面的背侧而加热成形金属模具的间接加热情况相比较,能够使成形金属模具2、3的各外观金属模具部6、7中的外观面61、71附近的壁厚变大,能相应地确保外观金属模具部6、7充足的刚性。

另外,在该成形装置1中,由于在下成形金属模具2的外观金属模具部6上沿外观面61配置多个冷却流路9,因此不只是每个外观金属模具部6中的测点(槽62)的冷却,还能够进行测点之间(邻接的槽62之间)的冷却,其结果,能够实现冷却时的温度分布均匀化。

此时,通过将多张外观金属模具构成板63彼此重叠并扩散接合而形成的下成形金属模具2中的外观金属模具部6的多个冷却流路9通过在对相互邻接的外观金属模具构成板63彼此进行扩散接合时,使在外观金属模具构成板63中沿外观面61预先形成的冷却槽9a彼此相互合并而构成,因此不仅能使冷却流路9与外观面6的距离恒定、根据预成型材料层叠体p中的每个部位的厚度不同而变化距离,还能构筑三维冷却流路。

并且,在用上成形金属模具3与下成形金属模具2对预成型材料层叠体p进行加压的情况下,由于在上成形金属模具3或下成形金属模具2上产生横向的移动力、旋转力,因此期望使构成上述导向机构的燕尾槽41以及鸠尾雄榫51为将这些横向的移动力、旋转力抵消的形状。

在上述实施例中,举例说明涉及本发明的纤维强化复合部件的成形装置是涡轮风扇发动机的大扭矩角的复合材料风扇动叶片fb的成形装置的情况,但并不限于此。

例如,在成形涡轮风扇发动机的复合材料静叶片中使用涉及本发明的纤维强化复合材料的成形装置的情况下,如图10局部性所示,只要在一对成形金属模具中的基座金属模具部4a以及外观金属模具部6a上作为与外观面61a近似的近似对置面而形成配置于热膨胀中心线460(660)两侧并相互接触的矩形平面46a、46b以及66a、66b即可。

在涉及本发明的纤维强化复合材料的成形装置中,在作为构成预成型材料的基质的树脂中如使用peek(聚醚醚酮树脂)、pei(聚醚酰亚胺树脂)、pixa(热可塑性聚酰亚胺树脂)等的热可塑性树脂以及环氧基树脂、苯酚树脂、聚酰亚胺树脂等的热固化性树脂中任一种。

本发明的第一方案是具备在长碳纤维中浸渍树脂薄板状地形成并相互层叠的多张预成型材料的纤维强化复合材料的成形装置,具备相互接近离开的一对成形金属模具、通过夹入多张层叠了的上述预成型材料的合模冲压状态下的上述一对成形金属模具对上述预成型材料的上述树脂进行加压的热源、供在上述预成型材料的上述树脂加热后通过上述一对成形金属模具冷却该树脂的冷却流体流动的冷却流路,与层叠了多张的上述预成型材料接触的上述一对成形金属模具的各外观面分别区分为多个区域,在上述一对成形金属模具上以与上述多个区域对应的方式形成多个在各自的上述外观面的背侧且沿上述外观面开口的槽,上述热源分别配置于上述多个槽内,上述冷却流路为沿上述一对成形金属模具的各外观面形成的结构。

在涉及本发明的第一方案的纤维强化复合部件的成形装置中,由于在一对成形金属模具的各外观面的背侧且沿外观面开口的多个槽的每一个中配置多个热源并且沿一对成形金属模具的各外观面配置冷却流路,因此一对成形金属模具的加热冷却时的温度分布的均匀化都能实现。

另外,在一对成形金属模具的加热时,由于用热源直接加热一对成形金属模具,因此与一直以来通过向成形金属模具的外观面的背侧吹用加热器的发热部分加热的空气而加热成形金属模具的间接加热的情况相比较,能够使一对成形金属模具的各外观面附近的壁厚变大,能够相应地确保一对成形金属模具充足的刚性。

在本发明的第二方案中,上述一对成形金属模具分别具备具有基座金属模具部以及在该基座金属模具部上通过隔热部件可装卸地连结并具备上述外观面的外观金属模具部,上述一对成形金属模具的各外观金属模具部为通过将沿上述一对成形金属模具的接近离开方向的多张外观金属模具构成板彼此重合并扩散接合而形成、在相互邻接的上述外观金属模具部上分别形成相互合并构成上述冷却流路的冷却槽的结构。

在涉及本发明的第二方案的纤维强化复合部件的成形装置中,在将构成成形金属模具的外观金属模具部的多张外观金属模具构成板彼此重合并扩散接合时,由于将在外观金属模具构成板上沿外观面预先形成的冷却槽彼此相互重合而形成多个冷却流路,不仅能够使冷却流路与外观面的距离恒定、根据预成型材料中的每个部位的厚度的不同而改变距离,还能构筑三维的冷却回路。

在本发明的第三方案中,在上述一对成形金属模具中的上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部中分别具备与上述外观面近似地形成的近似对置面,上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部的各近似对置面为包括配置于上述预成型材料的上述树脂的加热时的热膨胀中心附近并相互接触的多个多角平面的结构。

在涉及本发明的第三方案中的纤维强化复合部件的成形装置中,冷却时相互接触的成形金属模具的基座金属模具部以及外观金属模具部的各近似对置面即使加热时仅外观金属模具部热膨胀,由于在热膨胀中心周围分别配置的多角平面彼此相互滑动接触,因此能维持相互接触的状态。

在本发明的第四方案中,上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部为用通过上述热膨胀中心的连结部件相互连结的结构。

在涉及本发明的第四方案的纤维强化复合部件的成形装置中,在加热冷却时能够良好且可靠地维持基座金属模具部以及外观金属模具部的各近似对置面彼此的接触状态。

在本发明的第五~七方案中,为在上述一对成形金属模具中的上述基座金属模具部分别具备相互引导且吸收相互的热膨胀量差值的导向机构的结构。

在涉及本发明的第五~七方案的纤维强化复合部件的成形装置中,在将一对成形金属模具合模的阶段中,形成由导向机构而形成的顺畅的导向,另外,在一对成形金属模具的各基座金属模具部中产生热膨胀量差值的阶段中,通过导向机构能吸收热膨胀量的差值。

在本发明的第八方案中,在上述一对成形金属模具中的上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部分别具备与上述外观面近似地形成的近似对置面,上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部的各近似对置面为包括配置于上述预成型材料的上述树脂的加热时的热膨胀中心的两侧并相互接触的多个矩形平面的结构。

在涉及本发明的第八方案中的纤维强化复合部件的成形装置中,冷却时相互接触的成形金属模具的基座金属模具部以及外观金属模具部的各近似对置面即使在加热时仅外观金属模具部热膨胀,由于分别配置于热膨胀中心线两侧的矩形平面彼此相互滑动接触,因此能维持相互接触的状态。

符号说明

1—纤维强化复合部件的成形装置,2—下成形金属模具(一对成形金属模具),3—上成形金属模具(一对成形金属模具),4、4a、5—基座金属模具部,6、6a、7—外观金属模具部,8—感应加热线圈(热源),9—冷却流路,9a—冷却槽,10—隔热部件,11—连结销(连结部件),41—燕尾槽(导向机构),46、56—近似对置面,46a~46h—多角平面,46o、66o—热膨胀中心,46a、46b—矩形平面,46o、66o—热膨胀中心线,51—鸠尾雄榫(导向机构),56a~56f—多角平面,56o、76o—热膨胀中心,61、61a、71—外观面,62—槽,63—外观金属模具构成板,64—纵孔,66、76—近似对置面,66a~66f—多角平面,66a、66b—矩形平面,76a~76f—多角平面,fb—复合材料风扇动叶片(纤维强化复合部件),p—预成型材料层叠体(预成型材料)。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种纤维强化复合部件的成形装置,该纤维强化复合部件具备互相层叠的多张预成型材料,该多张预成型材料使树脂浸渍在长碳素纤维中并形成为薄板状,该纤维强化复合部件的成形装置的特征在于,

具备:

相互接近离开的一对成形金属模具;

热源,其通过夹入多张层叠了的上述预成型材料的合模冲压状态下的上述一对成形金属模具对上述预成型材料的上述树脂进行加热;

冷却流路,其供在上述预成型材料的上述树脂的加热之后通过上述一对成形金属模具冷却该树脂的冷却流体流动,

与多张层叠了的上述预成型材料接触的上述一对成形金属模具的各外观面分别划分为多个区域,在上述一对成形金属模具上,以与上述多个区域对应的方式形成多个在各自的上述外观面的背侧且沿上述外观面开口的槽,

上述热源分别配置于上述多个槽内,

上述一对成形金属模具分别具备基座金属模具部以及外观金属模具部,该外观金属模具部通过隔热部件以能装卸的方式连结于该基座金属模具部并具有上述外观面,

在上述一对成形金属模具中的上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部分别具备以与上述外观面近似的方式形成的近似对置面,上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部的各近似对置面包括多个多角平面,该多个多角平面配置于上述预成型材料的上述树脂的加热时的热膨胀中心周围并相互接触。

2.根据权利要求1所述的纤维强化复合部件的成形装置,其特征在于,

上述一对成形金属模具分别具备基座金属模具部以及外观金属模具部,该外观金属模具部通过隔热部件以能装卸的方式连结于该基座金属模具部并具有上述外观面,上述一对成形金属模具的各外观金属模具部通过使沿上述一对成形金属模具的接近离开方向的多张外观金属模具构成板彼此重合并扩散接合而形成,在相互邻接的上述外观金属模具构成板上分别形成有相互重合而构成上述冷却流路的冷却槽。

3.(删除)

4.(修改后)根据权利要求1所述的纤维强化复合部件的成形装置,其特征在于,

上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部利用通过上述热膨胀中心的连结部件相互连结。

5.根据权利要求2所述的纤维强化复合部件的成形装置,其特征在于,

在上述一对成形金属模具的上述基座金属模具部分别具备相互引导且吸收相互的热膨胀量的差的导向机构。

6.(修改后)根据权利要求1所述的纤维强化复合部件的成形装置,其特征在于,

在上述一对成形金属模具的上述基座金属模具部分别具备相互引导且吸收相互的热膨胀量的差的导向机构。

7.根据权利要求4所述的纤维强化复合部件的成形装置,其特征在于,

在上述一对成形金属模具的上述基座金属模具部分别具备相互引导且吸收相互的热膨胀量的差的导向机构。

8.根据权利要求2所述的纤维强化复合部件的成形装置,其特征在于,

在上述一对成形金属模具的上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部分别具备以与上述外观面近似的方式形成的近似对置面,上述基座金属模具部以及上述外观金属模具部的各近似对置面包括多个矩形平面,该多个矩形平面配置于上述预成型材料的上述树脂的加热时的热膨胀中心线的两侧并相互接触。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

1.修改的内容

1)在权利要求1中追加了权利要求2所记载的权利要求3的前提条件和权利要求3的结构。

2)从权利要求1中删除了“上述冷却流路沿上述一对成形金属模具的各外观面形成”。

2.说明

本申请的权利要求1的修改由通过国际检索报告的意见书(法实施规则第40条2款)[pct规则43.2.1]判断为具有创造性的权利要求3进行限定,使该权利要求1的发明与文献1(jp10-249861a)、文献2(jp2009-292054a)公开的发明的差异明确。

另外,从权利要求1中删除了在用权利要求3限定权利要求1时没有必要的限定特征“上述冷却流路沿上述一对成形金属模具的各外观面形成”。

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