纤维增强复合材料成型品的制造方法及纤维增强复合材料成型品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纤维增强复合材料成型品的制造方法，为了得到具有所希望的立体形状的纤维增强树脂成型品，在正式成型工序前，对片状预浸料进行预赋形，来形成预成型体。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了，将并丝成纤维方向为单向的UD预浸料(单向预浸料)以各自纤维方向不同的方式层叠，制作层叠板，将该层叠板切断，来得到具有所希望的形状这样的多种切断品。进而，在专利文献I中公开了，在得到上述切断品后，将该切断品组合，制作三维形状的预成型体后，对该预成型体进行加压成型，来得到成型品。
[0003]但是，专利文献I中公开的切断品中，在制作预成型体时，将预浸料的层叠板的端部设计成在层叠板的厚度方向上重叠。即，在将该切断品组合而制作的预成型体中，会产生厚度不均匀的部分。因此，由于在加压成型时对该重叠部分施加的压力变得过大，大量产生所得的成型品的增强纤维扭曲的部位。这样的结果会导致成型品的强度大幅下降这样的问题。
[0004]此外，在专利文献I中没有公开具体的预成型体的制作方法。这种情况下，推测是将所得到的切断品分别由人工贴附成所希望的形状，一次性制作具有三维形状的预成型体。因此，由于在制作预成型体是需要大量的时间，估计有作业效率非常差的问题。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:美国专利申请公开第2011/0064908号说明书
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]本发明是鉴于上述情况而做成的，本发明的目的在于提供纤维增强复合材料成型品的制造方法，可效率良好地制作具有三维形状的预成型体，对该预成型体进行加压成型而得到的成型品的物性良好。
[0010]解决课题的方法
[0011]本发明的第I方式的纤维增强复合材料成型品的制造方法中，准备含有增强纤维和基体树脂组合物的片状预浸料；通过对所述预浸料进行预赋形，制作多个部分预成型体，所述部分预成型体的形状具有将所述纤维增强复合材料成型品的形状分割而得到的形状；制作第I部分预成型体群和第2部分预成型体群，其通过组合而成为具有所述纤维增强复合材料成型品的形状，其中，所述第I部分预成型体群和第2部分预成型体群，分别通过组合所述多个部分预成型体而形成，其组合方式为，在与厚度方向垂直的方向，以所述多个部分预成型体的端部彼此在厚度方向上不重叠的方式；通过使所述第I及第2部分预成型体群在厚度方向上密接，制作预成型体；使用成型模具对所述预成型体进行压缩成型，得到具有立体形状的纤维增强复合材料成型品。
[0012]对所述层叠的预浸料进行预赋形的工序还可以包括至少通过弯曲或挤压将平面的所述预浸料预赋形为立体形状。
[0013]所述预浸料可以为层叠预浸料，其层叠多张预浸料片而成，其中所相邻的预浸料片的增强纤维取向方向不同。
[0014]在所述第I部分预成型体群和第2部分预成型体群中，可以使所述多个部分预成型体的端面彼此对接来配置。
[0015]在把将所述纤维增强复合材料成型品的形状分割为所述多个部分形状的线作为分割线的情况下，还可以将构成所述第I部分预成型体群的所述多个部分形状的分割线与构成所述第2部分预成型体群的所述多个部分形状的分割线以不为在同一线上彼此重叠的方式配置。
[0016]所述立体形状也可以是包含3个以上的面在I点相交的点的立体形状。
[0017]本发明的第2方式的纤维增强复合材料成型品是通过上述本发明的第I方式的纤维增强复合材料成型品的制造方法来制作的纤维增强复合材料成型品。
[0018]发明效果
[0019]本发明的方式的纤维增强复合材料成型品的制造方法能够效率良好地制作具有三维形状的预成型体，能够使通过对该预成型体加压成型而得到的成型品的物性变得良好。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的第I实施例的成型品的立体图。
[0021]图2是显示本发明的第I实施例的成型品的部分形状的图。
[0022]图3是显示本发明的第I实施例的成型品的部分形状的图。
[0023]图4是显示本发明的第I实施例的平面形状的图。
[0024]图5是显示本发明的第I实施例的平面形状的图。
[0025]图6是显示本发明的第I实施例的成型品的图。
[0026]图7是显示本发明的第I实施例的成型品的图。
[0027]图8A是从斜上方看到本发明的第2实施例的成型品形状时的图。
[0028]图8B是从上面看到图8A所示的成型品形状时的图。
[0029]图8C是从侧面看到图8A所示的成型品形状时的图。
[0030]图8D是从正面看到图8A所示的成型品形状时的图。
[0031]图9是显示本发明的第2实施例的成型品的部分形状的图。
[0032]图10是显示本发明的第2实施例的成型品的部分形状的图。
[0033]图11是显示本发明的第2实施例的平面形状的图。
[0034]图12是显示本发明的第2实施例的成型品的平面形状的图。
[0035]图13是显示由本发明的第I实施例得到的成型品的强度试验的图。
[0036]图14是显示由本发明的第2实施例得到的成型品的强度试验的图。
【具体实施方式】
[0037](片状预浸料)
[0038]本发明的实施方式的纤维增强复合材料成型品的制造方法中使用的片状预浸料是含有增强纤维和基体树脂组合物的片状预浸料。
[0039]预浸料的形态可以是将增强纤维排列成单向的UD预浸料，也可以是将增强纤维编织而成的织物预浸料。此外，也可以是由所谓无屈曲织物(NCF)构成的预浸料，所谓无屈曲织物是，将增强纤维单向排列而成为增强纤维片，并将多个增强纤维片分别以不同的方向重叠且由辅助纤维一体化而成的。
[0040](增强纤维)
[0041]作为本发明的实施方式的纤维增强复合材料成型品的制造方法中所使用的增强纤维，可以列举例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、高强度聚酯纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维及尼龙纤维等。这些当中，由于比强度和比弹性优异，因此优选碳纤维。
[0042](基体树脂组合物)
[0043]作为本发明的实施方式的纤维增强复合材料成型品的制造方法中所使用的基体树脂组合物，可以列举例如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂和苯并恶嗪树脂等。这些树脂中，由于能够提高固化后的强度，因此优选环氧树脂。
[0044]在预浸料中还可以含有固化剂、脱模剂、脱泡剂、紫外线吸收剂或填充材等各种添加剂等。
[0045](决定部分形状的方法)
[0046]部分形状是对作为最终形状的成型品的形状进行分割而得到的形状。部分形状采用如下的形状:在之后对将多张片状预浸料层叠而成的层叠体进行预赋形来制作部分预成型体时，能够合理地赋形的形状。在此，将成型品的形状分割成多个部分形状时的分割线定义为分割线图案。
[0047]如果更具体地说明，只要是通过使所述层叠体伸展或延伸一些(以下，这样的变形称为“剪切变形”)所能够赋形的形状，都可以用作本发明的实施方式的部分形状。此外，为了更容易进行后述的赋形，更优选使用不进行剪切变形而仅通过例如弯折或弯曲就能赋形的形状。
[0048]此外，作为部分形状的大小，只要是能够容易进行前述的剪切变形的大小即可，没有特别限定。此外，优选的是，以在将全部部分形状接连时成为与所要得到的成型品的形状相同的方式进行确定。此外，例如欲将与成型品的形状同样的部分预成型体群(后述)和成型品的一部分欠缺的形状的部分预成型体群重叠而制作成型品的，作为将全部的部分形状接连而成的形状，也可以使用成型品的一部分欠缺的形状，只要在制品设计时适宜地决定即可。
[0049]上文中记述了自成型品形状分割成单一方式的部分形状，而如果采用多种方式的部分形状而分割成不同形状的，优选将分割线配置成如下，即在将后述的部分预成型体(部分预成型体群)彼此组合时，在厚度方向上各分割线不为在同一线上重叠。换而言之，当制作多个不同的分割线图案时，优选将分割线分别配置成如下，即在将部分预成型体组合时，在厚度方向上各分割线不为在同一线上重叠。
[0050]通过这样配置多个不同的分割线，成型品的纤维即使在一定部分预成型体中在端部间断，应力传播于与之重叠的其他部分预成型体中，也能够传递应力。因此，能够防止所得到的成型品的强度降低。
[0051]需说明的是，分割线并不限于由