專利名稱：真空rtm成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空RTM ( Resin Transfer Molding )成型方法， 特別涉及 一 種可以在整個(gè)增強(qiáng)纖維基材中均勻地含浸樹脂、可以穩(wěn) 定地得到品質(zhì)優(yōu)異的纖維增強(qiáng)樹脂(FRP)成型品的真空RTM成型方法。
背景技術(shù)：
已知下述真空RTM成型方法，即在增強(qiáng)纖維基材(通常，作為 預(yù)成型坯(preform)賦型得到的增強(qiáng)纖維基材)的一面的整個(gè)面上 配置樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，整體用袋材覆蓋，降低袋材內(nèi)部壓力，向著樹 脂擴(kuò)散介質(zhì)注入樹脂，使注入樹脂首先充分地在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的面 內(nèi)方向擴(kuò)散，之后使樹脂由樹脂擴(kuò)散介質(zhì)向增強(qiáng)纖維基材的厚度方 向含浸。在所述真空RTM成型方法中，預(yù)成型坯的樹脂流動(dòng)性不均 勻時(shí)，由于含浸在預(yù)成型坯中的樹脂在預(yù)成型坯內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間出現(xiàn) 差異，所以有時(shí)出現(xiàn)如下問題產(chǎn)生未含浸部，或先含浸的樹脂隔 斷減壓抽吸口與預(yù)成型坯之間的吸氣通路，阻礙之后的樹脂含浸。
例如，在預(yù)成型坯中存在厚度不同的部分時(shí)，或在預(yù)成型坯的長度 方向存在應(yīng)含浸樹脂的長度或?qū)挾炔煌牟糠?樹脂含浸長度不同 的部分)時(shí)，這些部分使得樹脂在預(yù)成型坯內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間出現(xiàn)差異， 所以有時(shí)出現(xiàn)產(chǎn)生未含浸部、或先含浸的樹脂阻礙之后的樹脂含浸
的問題。
在真空RTM成型方法中為了提高樹脂擴(kuò)散介質(zhì)對樹脂的擴(kuò)散 性、改善成型品的表面特性，已知增加配置的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的片數(shù) 的技術(shù)(例如專利文獻(xiàn)1 ),但只單純地在整個(gè)面上增加樹脂擴(kuò)散介 質(zhì)的片數(shù)，雖然可以改善樹脂擴(kuò)散介質(zhì)本身的內(nèi)部流動(dòng)性，但卻無法應(yīng)對使樹脂由樹脂擴(kuò)散介質(zhì)向增強(qiáng)纖維基材中含浸時(shí)增強(qiáng)纖維基 材的樹脂流動(dòng)性存在變化時(shí)的上述問題。另外，由于在樹脂擴(kuò)散介 質(zhì)部分?jǐn)U散有大量樹脂，所以可能導(dǎo)致樹脂的浪費(fèi)增多。
另外，還提出在真空RTM成型大型面狀體時(shí)設(shè)置多個(gè)樹脂注入 口的方案(例如專利文獻(xiàn)2),但即使改善樹脂向樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的注 入，也無法應(yīng)對使樹脂由樹脂擴(kuò)散介質(zhì)向增強(qiáng)纖維基材含浸時(shí)增強(qiáng) 纖維基材的樹脂流動(dòng)性存在變化時(shí)的上述問題。
進(jìn)而，還提出使用網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的技術(shù)(例如 專利文獻(xiàn)3)，但在增強(qiáng)纖維基材的樹脂流動(dòng)性方面沒有提及對變化 的應(yīng)對。
專利文獻(xiàn)l:特開2004 - 188750號公才艮 專利文獻(xiàn)2:特開2003 - 011136號公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:特開2004- 249527號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的課題在于提供一種真空RTM成型方法，所述真空 RTM成型方法在增強(qiáng)纖維基材于面內(nèi)方向存在樹脂流動(dòng)性的變化 時(shí)，可以在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)側(cè)吸收該變化；對于形成制品或制品的主 要構(gòu)成部分的樹脂含浸增強(qiáng)纖維基材，防止出現(xiàn)產(chǎn)生未含浸部，或 先含浸的樹脂阻礙之后的樹脂含浸的問題；可以穩(wěn)定且確實(shí)地得到 所期望的成型品。
為了解決上述課題，本發(fā)明的真空RTM成型方法在增強(qiáng)纖維基 材的一面上、優(yōu)選在整個(gè)面上配置樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，整體用袋材覆蓋， 降低袋材內(nèi)部的壓力，將樹脂注入上述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)中，使其充分 地在面內(nèi)方向擴(kuò)散后，使其在上述增強(qiáng)纖維基材的厚度方向含浸， 其特征在于，對應(yīng)于在沿著上述增強(qiáng)纖維基材的 一 面的方向上的增 強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部間的單位面積重量或密度的差，或者， 對應(yīng)于上迷增強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部間的、在沿著上述增強(qiáng)纖 維基材的 一 面的方向上的樹脂含浸開始部至樹脂含浸結(jié)束部的長度的差，使上述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)本身的樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力在上述增 強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向上變化。流動(dòng)阻力可以通過本發(fā)明中下述的
方法測定。
即，對應(yīng)于下述變化，使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)本身的樹脂擴(kuò)散時(shí)的流 動(dòng)阻力變化，使得可以在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)側(cè)吸收(調(diào)整)增強(qiáng)纖維基 材側(cè)的樹脂流動(dòng)性的變化，所述變化為在增強(qiáng)纖維基材側(cè)的面內(nèi)方 向上樹脂流動(dòng)性的變化，特別是在沿著增強(qiáng)纖維基材的配置有樹脂 擴(kuò)散介質(zhì)的面的方向上的、由增強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部的單位 面積重量或密度的差(變化)而引起的樹脂流動(dòng)性的變化，或者增 強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部間的、在沿著增強(qiáng)纖維基材的配置有樹 脂擴(kuò)散介質(zhì)的面的方向上的、由樹脂含浸開始部至樹脂含浸結(jié)束部 的長度的差(變化)而引起的樹脂流動(dòng)性的變化。結(jié)果，在增強(qiáng)纖 維基材的各樹脂含浸部，樹脂從由樹脂擴(kuò)散介質(zhì)開始的樹脂含浸開 始部到在增強(qiáng)纖維基材內(nèi)流動(dòng)直至樹脂含浸結(jié)束部為止的時(shí)間均一 化，防止增強(qiáng)纖維基材出現(xiàn)產(chǎn)生未含浸部，或先含浸的樹脂阻礙之 后的樹脂含浸的問題。因此，可以得到樹脂均勻含浸在整個(gè)增強(qiáng)纖 維基材中的成型品。
在上述本發(fā)明的真空RTM成型方法中，可以層合多個(gè)樹脂擴(kuò)散 介質(zhì)而形成樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，并通過使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的層合片數(shù)在增 強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化來使上述流動(dòng)阻力變化?；蛘?，也可以 通過使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的空隙率(空隙量)在增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方 向上變化來使流動(dòng)阻力變化(總之，使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的體積密度在 面內(nèi)方向上變^f匕)。
在本發(fā)明的真空RTM成型方法中，優(yōu)選使上述流動(dòng)阻力的最大 值和最小值之間具有1.2倍以上的差，由此可以使其相對于現(xiàn)有技術(shù) 具有明確的顯著性差異，可以明確地區(qū)別于樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的單純制 造誤差(厚度不均等)。
由此，本發(fā)明的真空RTM成型方法可以在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)側(cè)適當(dāng) 地吸收增強(qiáng)纖維基材側(cè)的樹脂流動(dòng)性的變化。因此，本發(fā)明的方法
6在增強(qiáng)纖維基材的厚度在該增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化或增強(qiáng)纖 維基材的密度在該增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化等情況下有效。
在上述本發(fā)明的方法中，增強(qiáng)纖維基材的厚度的最大值為最小
值的1.5倍以上時(shí)，由于在最大厚度和最小厚度中，樹脂完全含浸在 增強(qiáng)纖維基材的厚度方向的時(shí)間差異明顯增大，所以本發(fā)明所產(chǎn)生 的效果變得更加明確。
另外，該增強(qiáng)纖維基材為由以碳纖維構(gòu)成的增強(qiáng)纖維絲條組、 和、在與該增強(qiáng)纖維絲條組交叉的方向上的輔助纖維絲條組構(gòu)成的 單向織物時(shí)，由于碳纖維的單絲直徑細(xì)，且單向織物為增強(qiáng)纖維絲 條間的空隙小的形態(tài)，所以增強(qiáng)纖維基材的厚度方向的樹脂含浸速 度低，本發(fā)明的效果變得更明確。
進(jìn)而，本發(fā)明的真空RTM成型方法經(jīng)樹脂注入管將樹脂注入樹 脂擴(kuò)散介質(zhì)，在與該樹脂注入管垂直方向上的增強(qiáng)纖維基材的長度 在該增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化等情況下也有效。
本發(fā)明還提供一種纖維增強(qiáng)樹脂成型品的制造方法，所述方法 包括通過上述本發(fā)明的真空RTM成型方法使樹脂含浸于增強(qiáng)纖維 基材中的工序。
根據(jù)本發(fā)明的真空RTM成型方法，在增強(qiáng)纖維基材側(cè)存在面內(nèi) 方向的樹脂流動(dòng)性的變化時(shí)，通過對應(yīng)于該變化使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)本 身的樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力在增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化，可以 使其被吸收，因此，可以使從向增強(qiáng)纖維基材的樹脂含浸開始部到 在增強(qiáng)纖維基材內(nèi)流動(dòng)至樹脂含浸結(jié)束部的樹脂含浸時(shí)間，在整個(gè) 增強(qiáng)纖維基材內(nèi)均勻化，可以防止出現(xiàn)產(chǎn)生樹脂未含浸部或先含浸 的樹脂阻礙之后的樹脂含浸的問題，對于存在壁厚變化或?qū)挾茸兓?的制品，也可以得到無缺陷、品質(zhì)均一的成型品。


為表示適用本發(fā)明的真空RTM成型方法之一例的結(jié)構(gòu)簡圖。[圖2 ]為表示本發(fā)明的真空RTM成型方法的適用對象之一例 的增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯和樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的部分斜視圖。為表示本發(fā)明的真空RTM成型方法的適用對象的其他 例的增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯的平面圖。為表示本發(fā)明的真空RTM成型方法中的樹脂擴(kuò)散介質(zhì) 的流動(dòng)阻力測定方法的測定裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。為圖4的測定裝置的平面簡圖。
符號說明1成型模
2增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯
3剝離層
4樹脂擴(kuò)散介質(zhì)
5作為袋材的袋膜
6密封材料
7抽吸口
8杉十脂注入口
11增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯
12樹脂擴(kuò)散介質(zhì)
13抽吸口
14相十脂注入口
21增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯
22樹脂注入管
23減壓抽吸管
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
本發(fā)明的真空RTM成型方法例如如圖l所示地進(jìn)行。在圖l所 示的方法中，在成型模1上配置將增強(qiáng)纖維基材賦型為規(guī)定的形狀而得到的預(yù)成型坯2，在其一面的整個(gè)面上，在本實(shí)施方案中經(jīng)脫模
用剝離層3配置樹脂擴(kuò)散介質(zhì)4。對于樹脂擴(kuò)散介質(zhì)4，選擇比增強(qiáng) 纖維基材的樹脂流動(dòng)阻力低的材料。整體用作為袋材的袋膜5覆蓋， 周圍經(jīng)密封材料6密封。通過經(jīng)抽吸口 7的抽真空將被袋膜5覆蓋 的內(nèi)部減壓，減壓后經(jīng)樹脂注入口 8注入樹脂。注入的樹脂首先充 分地在由流動(dòng)阻力低的材料構(gòu)成的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)4的面內(nèi)方向擴(kuò)散， 然后自樹脂擴(kuò)散介質(zhì)4向增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯2的厚度方向含 浸。當(dāng)然，在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)4內(nèi)的擴(kuò)散中，也有若干樹脂向預(yù)成型 坯2含浸，但由于樹脂擴(kuò)散介質(zhì)4內(nèi)的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)高于向預(yù)成型坯2 的含浸速度，所以實(shí)質(zhì)上成為所述樹脂流動(dòng)形態(tài)。
在所述真空RTM成型中，增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯在面內(nèi)方向 上樹脂流動(dòng)阻力存在變化時(shí)，產(chǎn)生上述問題。例如，如圖2所示， 預(yù)成型坯11中在沿著配置有樹脂擴(kuò)散介質(zhì)12的面的方向上存在厚 度的變化、從而存在單位面積重量的變化時(shí)，例如樹脂從樹脂注入 口 14側(cè)開始朝向抽吸口 13側(cè)、向箭頭符號A方向擴(kuò)散到樹脂擴(kuò)散 介質(zhì)12內(nèi)，擴(kuò)散來的樹脂含浸在預(yù)成型坯11中時(shí)，由于預(yù)成型坯 11的各樹脂含浸部存在厚度差，所以在各樹脂含浸部的整個(gè)厚度含 浸的時(shí)間產(chǎn)生不均。總之，厚度厚的部位含浸時(shí)間延長，厚度薄的 部位時(shí)間縮短、含浸快速結(jié)束。因此，容易在厚度厚的部位產(chǎn)生未 含浸部。另外，由于厚度薄的部位樹脂快速含浸，所以含浸的樹脂 截?cái)喑槲?13與預(yù)成型坯11之間的抽吸通路，可能阻礙厚度厚的 部位的樹脂的含浸。
但是，在本發(fā)明中，對應(yīng)于由該增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯11側(cè) 的厚度變化所引起的樹脂流動(dòng)性的變化，使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)12本身的 樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力在預(yù)成型坯11的面內(nèi)方向變化?？傊瑢?脂含浸時(shí)間長的部分配置流動(dòng)性高的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)；在樹脂含浸時(shí) 間短的部分配置流動(dòng)性低的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)。具體而言，例如相對于 預(yù)成型坯11的厚度厚的部分，增加樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的層合片數(shù)形成流 動(dòng)性高的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)結(jié)構(gòu)，相對于預(yù)成型坯11的厚度薄的部分，
9減少樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的層合片數(shù)形成流動(dòng)性低的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)結(jié)構(gòu)。 通過所述結(jié)構(gòu)，可以使預(yù)成型坯11的厚度厚的部分與薄的部分的樹 脂含浸結(jié)束時(shí)間一致，可以一舉解決上述問題。此時(shí)，也可以代替 上述層合片數(shù)的變化，或與上述層合片數(shù)的變化一同，使樹脂擴(kuò)散
介質(zhì)12的空隙率變化，由此使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)12的流動(dòng)阻力變化。
需要說明的是，圖2所示的方案中，在與箭頭符號A表示的樹 脂擴(kuò)散介質(zhì)12內(nèi)的樹脂擴(kuò)散方向交叉的方向上存在預(yù)成型坯11的 厚度差時(shí)，對應(yīng)于該預(yù)成型坯11的厚度厚的部分與薄的部分，使樹 脂擴(kuò)散介質(zhì)12本身的樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力變化，但例如在圖2的 右側(cè)設(shè)置樹脂注入口 14,在圖2的左側(cè)設(shè)置抽吸口 13，使樹脂從圖 2的右側(cè)朝向左側(cè)在與箭頭符號A正交的方向擴(kuò)散到樹脂擴(kuò)散介質(zhì) 12中時(shí)，也可以通過相對于預(yù)成型坯11的厚度厚的部分，增加樹脂 擴(kuò)散介質(zhì)的層合片數(shù)形成流動(dòng)性高的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，相對于預(yù)成型 坯11的厚度薄的部分，減少樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的層合片數(shù)形成流動(dòng)性低 的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，由此使預(yù)成型坯11的厚度厚的部分與薄的部分的 樹脂含浸結(jié)束時(shí)間一致。
本發(fā)明中，預(yù)成型坯11的厚度的最大值為最小值的1.5倍以上 時(shí)，在預(yù)成型坯11的最大厚度和最小厚度處，樹脂在增強(qiáng)纖維基材 的厚度方向上完全含浸的時(shí)間理論上產(chǎn)生2倍以上的差，所以制成 樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力均勻的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)時(shí)，在最小厚度的部位 樹脂快速含浸，含浸的樹脂截?cái)喑槲?13與預(yù)成型坯11之間的抽 吸通路，可能阻礙最大厚度部位的樹脂的含浸。但是，根據(jù)本發(fā)明， 如上所述對應(yīng)于預(yù)成型坯11的厚度變化使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)12本身的 樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力變化，由此可以消除所述樹脂含浸阻礙的可 能。因此，預(yù)成型坯11的厚度的最大值為最小值的1.5倍以上時(shí)， 本發(fā)明的效果變得更加明確。進(jìn)而，預(yù)成型坯11的厚度的最大值為 5mm以上時(shí)，樹脂在預(yù)成型坯11的厚度方向上完全含浸的時(shí)間增 長，所以本發(fā)明的效果變得更明確。
另外，本發(fā)明的預(yù)成型坯的增強(qiáng)纖維的種類或基材的形態(tài)沒有特別限定，但為樹脂浸透性差的預(yù)成型坯時(shí)，由于樹脂在預(yù)成型坯 的厚度方向完全含浸的時(shí)間增長，所以本發(fā)明的效果變得更明確。 作為增強(qiáng)纖維，單絲直徑細(xì)的碳纖維的樹脂浸透性差，另外，作為 增強(qiáng)纖維基材的形態(tài)，單向織物例如與雙向織物等相比，增強(qiáng)纖維 絲條間的空隙小，樹脂的浸透性差，所以本發(fā)明的效果變得更明確。 另外，在增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯11不僅因厚度變化，而且因 構(gòu)成預(yù)成型坯11的增強(qiáng)纖維基材的密度變化引起樹脂含浸時(shí)間變化 的情況下(例如，在構(gòu)成預(yù)成型坯11的增強(qiáng)纖維基材的層合結(jié)構(gòu)或 基材的種類變化之類情況下)，也可以與上述相同地通過使樹脂擴(kuò) 散介質(zhì)12側(cè)的流動(dòng)阻力變化，使整個(gè)預(yù)成型坯11的樹脂含浸結(jié)束 時(shí)間一致。
進(jìn)而，如圖3中表示的平面地觀察增強(qiáng)纖維基材的預(yù)成型坯21 的情況所示，箭頭符號B所表示的樹脂流動(dòng)方向的長度在預(yù)成型坯 21的長度方向上變化時(shí)，在圖示例中，樹脂經(jīng)樹脂注入管22注入樹 脂擴(kuò)散介質(zhì)(配置于預(yù)成型坯21的上側(cè)。圖示略)(23為減壓抽吸 管)，在與該樹脂注入管22垂直方向的由增強(qiáng)纖維基材構(gòu)成的預(yù)成 型坯21的長度在該預(yù)成型坯21的面內(nèi)方向變化時(shí)，也由于樹脂的 流動(dòng)方向的長度在預(yù)成型坯21的長度方向不均勻，所以在整個(gè)面上 配置相同樹脂擴(kuò)散介質(zhì)時(shí)，由于流動(dòng)距離短的一方先含浸樹脂，所 以根據(jù)與上述相同的理由，先含浸樹脂可能阻礙之后的樹脂的含浸。
但是，通過適用本發(fā)明，對應(yīng)于增強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部 間的、自沿著增強(qiáng)纖維基材的配置有樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的面的方向上的 樹脂含浸開始部至樹脂含浸結(jié)束部為止的長度差所引起的樹脂流動(dòng) 性的變化，使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)本身的樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力變化，由 此可以在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)側(cè)吸收增強(qiáng)纖維基材側(cè)的樹脂流動(dòng)性的變 化。即，在圖3所示的形態(tài)中，對應(yīng)于上述預(yù)成型坯21的長度方向 上的流動(dòng)距離的長度變化，使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)側(cè)的流動(dòng)阻力變化，由 此可以使整個(gè)預(yù)成型坯21的樹脂含浸結(jié)束時(shí)間一致。即，相對于預(yù) 成型坯21的長度方向上的流動(dòng)距離的長度長的部分，配置流動(dòng)性高的(流動(dòng)阻力低的)樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，相對于流動(dòng)距離的長度短的部 分配置流動(dòng)性低的(流動(dòng)阻力高的)樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，由此可以使整 個(gè)預(yù)成型坯21的樹脂含浸結(jié)束時(shí)間一致。
上述本發(fā)明的真空RTM成型方法中的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的流動(dòng)阻力 可以通過以下方法測定。即，所謂本發(fā)明的流動(dòng)阻力R，表示使樹 脂在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)中流動(dòng)時(shí)介質(zhì)的阻力的大小，可以通過在減壓下 使液體在介質(zhì)中流動(dòng)進(jìn)行計(jì)測。測定流動(dòng)阻力R時(shí)，如圖4、圖5 所示，在模31上配置寬度150mm、任意長度(約1000mm)的樹脂 擴(kuò)散介質(zhì)32， 一邊設(shè)置注入口 33，另一邊設(shè)置減壓口 34，整體用袋 材35覆蓋，周圍用密封材料36密封，將袋材35的內(nèi)部用真空泵37 抽吸降低壓力至5torr以下，由注入口 33注入粘度p的液體38 (無 粘度變化的樹脂等)，使液體38擴(kuò)散到樹脂擴(kuò)散介質(zhì)32的內(nèi)部。 使液體38在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)32中流動(dòng)規(guī)定的時(shí)間T秒鐘后，測定注 入口 33到液體的流動(dòng)前沿(Flow Front) 39 (圖5)的距離L。該距 離L越長表示樹脂擴(kuò)散介質(zhì)32的流動(dòng)性越高，即，流動(dòng)阻力越低。
如以下的式(1 ) 、 (2)所述地定量性定義本發(fā)明的流動(dòng)阻力R。
L二^T(2'K'T飾) (1)
R< ( 1/K) (2)
此處，
T: ^見定時(shí)間(sec.)
L:身見定時(shí)間內(nèi)樹脂流動(dòng)的距離(mm)
K:流動(dòng)系數(shù)(mm2)
液體的粘度(Pa sec,) P:袋材內(nèi)部與樹脂壓的差壓(Pa) R:流動(dòng)阻力(mnT1 )。
如上所述，本發(fā)明中通過使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的流動(dòng)性在面內(nèi)方向 上改變，具體而言，在厚度厚的部分、或預(yù)成型坯的流動(dòng)阻力大的 部分、或流動(dòng)距離長的部分配置流動(dòng)性高的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，使樹脂 部分地快速擴(kuò)散，由此使樹脂在預(yù)成型坯整體中含浸的時(shí)間變得均勻，可以穩(wěn)定成型品的品質(zhì)。另外，可以不發(fā)生樹脂堵塞抽吸通路、 在預(yù)成型坯整體中確實(shí)地含浸樹脂。
實(shí)施例
實(shí)施例1
將縫編2層由東麗抹式會(huì)社制碳纖維T700S ( PAN系碳纖維) 構(gòu)成的單向增強(qiáng)纖維層所得的多軸向織物(東麗抹式會(huì)社制、品名 MK8260 -JN、每l層的單位面積重量300g / m2)切斷成8片，大 小為寬度400mmx長度800mm，進(jìn)而切斷成8片，大小為寬度400mmx 長度400mm。然后，在模上層合8片400mmx800mm的碳纖維織物， 之后層合8片400mmx400mm的碳纖維織物，準(zhǔn)備如圖2所示的存 在厚度不同的部分的增強(qiáng)纖維預(yù)成型坯11。
然后，作為樹脂擴(kuò)散介質(zhì)12，準(zhǔn)備大小為寬度400mmx長度 800mm和大小為寬度400mmx長度400mm的聚丙烯制篩網(wǎng)材料 (mesh materials )(東京聚合物公司制TSX - 400P )各1片。
然后，如圖1所示，在鋼制的平板狀模1上，與抽吸口 7相同 的方向上厚度變化地配置上述增強(qiáng)纖維預(yù)成型坯2(圖2中的增強(qiáng)纖 維預(yù)成型坯11 ),在其上面的整個(gè)面上配置寬度400mmx長度800mm 的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)4 (圖2中的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)12)后，進(jìn)而在厚度厚 的部分(層合16片碳纖維織物的部分)配置寬度400mmx長度400mm 的樹脂擴(kuò)散介質(zhì)。
然后，配設(shè)樹脂注入口 8和抽吸口 7后，將增強(qiáng)纖維預(yù)成型坯2 整體用袋膜5 (尼龍制膜)覆蓋，用密封膠6 ( RICHMOND公司制、 SM5126)將周圍密閉，通過與抽吸口 7連通的真空泵，降低袋膜5 內(nèi)部的壓力。
然后，將成型裝置整體置于2(TC的氣氛下，準(zhǔn)備熱固性乙烯基 酯樹脂(粘度200mPa.s、昭和高分子抹式會(huì)社制R - 7070 ),開始 從注入口 8注入樹脂。樹脂具有速度差地在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)12內(nèi)擴(kuò)散， 注入開始2分鐘后，在層合有2片樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的部分(增強(qiáng)纖維 預(yù)成型坯的厚的部分的表面)樹脂先結(jié)束擴(kuò)散，注入開始4分鐘后，
13樹脂擴(kuò)散到整個(gè)樹脂擴(kuò)散介質(zhì)內(nèi)。進(jìn)而，樹脂由樹脂擴(kuò)散介質(zhì)向預(yù) 成型坯含浸，注入開始8分鐘后，樹脂含浸到整個(gè)增強(qiáng)纖維預(yù)成型 坯中，樹脂由整個(gè)增強(qiáng)纖維預(yù)成型坯11同時(shí)流入抽吸口。
最后，停止注入樹脂，使樹脂固化，使纖維增強(qiáng)樹脂成型品由 模脫模。對成型品進(jìn)行外觀檢查，結(jié)果表面沒有樹脂的未含浸部，
進(jìn)而用超聲波探傷器(PANAMETRICS公司制EPOCH4 )檢查FRP 成型品內(nèi)部的缺陷，結(jié)果整個(gè)FRP都確認(rèn)到底面的回波，F(xiàn)RP整體 沒有樹脂的未含浸部，可以得到品質(zhì)優(yōu)異的纖維增強(qiáng)樹脂成型品。 比專交例1
與實(shí)施例1同樣地準(zhǔn)備如圖2所示的存在厚度不同的部分的增 強(qiáng)纖維預(yù)成型坯ll。然后，作為樹脂擴(kuò)散介質(zhì)12,準(zhǔn)備l片大小為 寬度400mmx長度800mm的聚丙烯制篩網(wǎng)材料(東京聚合物公司制 TSX-400P)。
如圖1所示地，在鋼制平板狀模1上，配置上述增強(qiáng)纖維預(yù)成 型坯2U1),使其在與抽吸口 7延設(shè)方向相同的方向上厚度變化， 在其上面的整個(gè)面上僅配置1片寬度400mmx長度800mm的樹脂擴(kuò) 散介質(zhì)4 ( 12)。
然后，用與實(shí)施例1相同的步驟構(gòu)成成型裝置，開始注入樹脂。
樹脂以相同的速度在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)內(nèi)擴(kuò)散，開始4分鐘后，樹脂擴(kuò) 散到整個(gè)樹脂擴(kuò)散介質(zhì)中。樹脂由樹脂擴(kuò)散介質(zhì)向預(yù)成型坯含浸， 開始注入8分鐘后，樹脂從增強(qiáng)纖維基材的厚度薄的部分流入抽吸 口，成為流出的樹脂遮斷抽吸口 7與預(yù)成型坯厚度厚的部分之間的 吸氣通路的狀態(tài)，
開始注入30分鐘后停止注入，使樹脂固化，將纖維增強(qiáng)樹脂成 型品從模中脫模。對成型品進(jìn)行外觀檢查，結(jié)果在纖維增強(qiáng)樹脂成 型品的厚板部中，在成型模側(cè)的表面確認(rèn)到樹脂的未含浸部分。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明可以適用于一切真空RTM成型，特別適于成型復(fù)雜形狀 的成型品及寬度發(fā)生變化的成型品。
權(quán)利要求
1、一種真空RTM成型方法，所述方法在增強(qiáng)纖維基材的一面上配置樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，整體用袋材覆蓋，降低袋材內(nèi)部的壓力，向所述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)中注入樹脂，使其充分地在面內(nèi)方向擴(kuò)散后，使其在所述增強(qiáng)纖維基材的厚度方向上含浸，其特征在于，對應(yīng)于在沿著所述增強(qiáng)纖維基材的一面的方向上的增強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部之間的單位面積重量或密度的差，或?qū)?yīng)于所述增強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部之間的、從沿著所述增強(qiáng)纖維基材的一面的方向上的樹脂含浸開始部至樹脂含浸結(jié)束部的長度的差，使所述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)本身的樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力在所述增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向上變化。
2、 如權(quán)利要求1所述的真空RTM成型方法，其中，層合多個(gè)樹脂擴(kuò)散介質(zhì)形成所述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，通過使所述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的層合片數(shù)在增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化，使所述流動(dòng)阻力變化。
3、 如權(quán)利要求1所述的真空RTM成型方法，其中，通過使所述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)的空隙率在增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化，使所述流動(dòng)阻力變化。
4、 如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的真空RTM成型方法，其中，在所述流動(dòng)阻力的最大值和最小值之間具有1.2倍以上的差。
5、 如權(quán)利要求1 ~4中任一項(xiàng)所述的真空RTM成型方法，其中，所述增強(qiáng)纖維基材的厚度在所述增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化。
6、 如權(quán)利要求5所述的真空RTM成型方法，其中，所述增強(qiáng)纖維基材的厚度的最大值為最小值的1.5倍以上。
7、 如權(quán)利要求1 ~ 4中任一項(xiàng)所述的真空RTM成型方法，其中，所述增強(qiáng)纖維基材的密度在所述增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化。
8、 如權(quán)利要求1 ~7中任一項(xiàng)所述的真空RTM成型方法，其中，所述增強(qiáng)纖維基材為由增強(qiáng)纖維絲條組和在與所述增強(qiáng)纖維絲條組交叉的方向上的輔助纖維絲條組構(gòu)成的單向性織物，所述增強(qiáng)纖維絲條組由碳纖維構(gòu)成。
9、 如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的真空RTM成型方法，其中，經(jīng)樹脂注入管將樹脂注入所述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)中，在與所述樹脂注入管垂直方向上的所述增強(qiáng)纖維基材的長度在所述增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向變化。
10、 一種纖維增強(qiáng)樹脂成型品的制造方法，包括通過權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的真空RTM成型方法使樹脂含浸于增強(qiáng)纖維基材中的工序。
全文摘要
一種真空RTM成型方法，在增強(qiáng)纖維基材的一面上配置樹脂擴(kuò)散介質(zhì)，整體用袋材覆蓋，降低袋材內(nèi)部的壓力，向上述樹脂擴(kuò)散介質(zhì)中注入樹脂，使其充分地在面內(nèi)方向擴(kuò)散后，使其在增強(qiáng)纖維基材的厚度方向上含浸，其特征在于，對應(yīng)于在增強(qiáng)纖維基材面方向上的增強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部之間的單位面積重量或密度的差，或?qū)?yīng)于增強(qiáng)纖維基材的各樹脂含浸部之間的、從增強(qiáng)纖維基材面方向上的樹脂含浸開始部至樹脂含浸結(jié)束部的長度的差，使樹脂擴(kuò)散介質(zhì)本身的樹脂擴(kuò)散時(shí)的流動(dòng)阻力在增強(qiáng)纖維基材的面內(nèi)方向上變化。增強(qiáng)纖維基材中存在面內(nèi)方向上的樹脂流動(dòng)性的變化時(shí)，可以在樹脂擴(kuò)散介質(zhì)側(cè)吸收該變化，可以穩(wěn)定且確實(shí)地得到所期望的成型品。
文檔編號B29C43/12GK101641196SQ200880008809
公開日2010年2月3日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月20日
發(fā)明者小谷浩司, 武田文人, 溝端真澄, 西山茂 申請人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社;東麗株式會(huì)社