纖維增強塑料的成型方法
【技術領域】
[0001]本申請發(fā)明涉及對由纖維構成的織物使用型芯進行樹脂傳遞成型法，制造纖維增強塑料(FRP ；Fiber Reinforced Plastics)的成型體的成型方法。
【背景技術】
[0002]具有封閉截面的纖維增強塑料的成型體被廣泛用于從航空機的機體、機翼那樣的大型成型體到自行車的車架、網(wǎng)球拍、釣竿、高爾夫球桿等小型成型體。此外，具有開放截面的纖維增強塑料的成型體也被廣泛用于安全帽等。
[0003]作為用于形成封閉截面的型芯，使用了將發(fā)泡體、粉粒體用包裝膜包裝，形成規(guī)定形狀的型芯等。專利文獻I中提出了使用了將粉粒體形成為所希望形狀的型芯的纖維增強塑料的制造方法。
[0004]以專利文獻I所記載的發(fā)明作為本申請發(fā)明的現(xiàn)有技術1，使用圖5進行說明。
[0005]圖5是對使用了成型用模具108的具有作為封閉截面的一種的中空部的成型品的制造方法的樹脂含浸工序和樹脂固化工序進行說明的概略構成圖。即，將通過對型芯104卷纏增強纖維而制成的預成型體107與型芯104 —起配置在成型用模具108的模腔109內。這里，在膜袋105的口部設置有能夠與設置于成型用模具108的空氣供給通路(未圖示)連接的連接件(未圖示)。
[0006]而且，在模腔109內配置預成型體107和型芯104時，打開密封了的膜袋105的口部，在設置于成型用模具108的空氣供給通路上安裝連接件，從而膜袋105內被連接。另外，上述空氣供給通路與空氣壓縮機(未圖示)連接，以從空氣壓縮機排出的空氣介由空氣供給通路向膜袋105內供給的方式構成。
[0007]而且，在將預成型體107與型芯104 —起配置在模腔109內后，通過設置于將樹脂注入裝置I1與注入孔111連接的注入管112的三通閥113，使樹脂注入裝置110與注入孔111不連接。
[0008]接下來，在通過設置于將減壓泵114與排出孔115連接的吸引管116的三通閥117將減壓泵114與排出孔115連接的狀態(tài)下，對減壓泵114進行驅動，從而介由排出孔115進行減壓直到使模腔109內為接近真空的狀態(tài)。
[0009]接著，進行下述樹脂含浸工序:在模腔109內被減壓了的狀態(tài)下，通過三通閥113將樹脂注入裝置110與注入孔111連接，并且將從樹脂注入裝置110射出的樹脂從注入口Illa注入到模腔109內。另外，在含浸于預成型體107的樹脂中添加有固化劑。
[0010]在樹脂含浸工序中樹脂注入裝置110將樹脂以一定流量、并且逐漸地提升樹脂的注入壓力而最終以高壓(例如5MPa)的注入壓力送出。這里，所謂注入壓力，是指從樹脂注入裝置110被送出的樹脂的壓力，相當于壓力計118的檢測壓力。
[0011]如果向模腔109內以高壓注入樹脂，則樹脂以遍及預成型體107整體的方式被含浸。此時，型芯104由于在膜袋105內填充粒子106而變硬，因此在樹脂注入時即使從外側施加高壓的壓力也不會變形，保持了規(guī)定形狀。
[0012]而且，在樹脂注入裝置110進行了規(guī)定時間的樹脂注入后，停止樹脂注入裝置110和減壓泵114的運轉。此外，三通閥113、117向大氣敞開，樹脂的注入結束。
[0013]而且，接下來，實施樹脂固化工序，進行樹脂的固化。在樹脂固化工序中，結束樹脂的注入后，通過設置于成型用模具108內的加熱器等加熱單元(未圖示)開始加熱樹脂，并且，通過采用空氣壓縮機等空氣供給單元向膜袋105內供給空氣，從而進行膜袋105內的加壓。
[0014]如果向膜袋105內供給空氣，則空氣如圖5的虛線箭頭所示那樣經(jīng)過粒子106中而均勻地遍及膜袋105內。其結果，膜袋105內被加壓到被預先設定的壓力，樹脂的固化與膜袋105內的加壓同時進行。而且，膜袋105通過其外周面均勻地推壓預成型體107的內周面。
[0015]另外，在對膜袋105內進行加壓時，預先進行實驗，算出與通過所使用的樹脂的固化和固化收縮而產(chǎn)生的壓力平衡的壓力，對膜袋105內進行加壓直到通過實驗算出的壓力。而且，在進行樹脂的固化和固化收縮時，通過樹脂的固化和固化收縮而產(chǎn)生的壓力與膜袋105內的壓力平衡而抑制樹脂的固化和固化收縮。因此，可以抑制FRP成型品的表面產(chǎn)生的縮痕(由于在成型模與成型品之間殘留空氣層而引起的、由于不能轉印成型模的形狀而表面狀態(tài)變粗糙的現(xiàn)象)、或使縮痕散而稀。而且，在預成型體107的內周面，通過膜袋105持續(xù)施加壓力直到樹脂的固化完成。如果樹脂的固化完成，則結束采用加熱單元對樹脂的加熱，并且結束向膜袋105內的空氣供給。
[0016]在樹脂固化工序結束后，進行FRP制品的脫模工序。在脫模工序中，打開成型用模具108，將設置于膜袋105的連接件從空氣供給通路取下，從成型用模具108內連同型芯104 —起取出FRP制品。在取出型芯104的工序中，打開膜袋105的口部而排出膜袋105內的空氣后，經(jīng)由口部取出包含在膜袋105內的粒子106而使膜袋105癟下去。并且將膜袋105從FRP制品取出，從而制造取出了型芯104的狀態(tài)的FRP制品。
[0017]現(xiàn)有技術文獻
[0018]專利文獻
[0019]專利文獻1:日本特開2008-155383號公報

【發(fā)明內容】

[0020]發(fā)明所要解決的課題
[0021]在專利文獻I的發(fā)明中，在成型用模具內注入樹脂，使預成型體含浸樹脂后，向型芯供給流體或粒子，在施加了內壓的狀態(tài)下使樹脂固化并脫模，制造FRP制品。
[0022]在專利文獻I中，例示了在使樹脂含浸于纖維或纖維制品時，不會由于樹脂注入壓力而使型芯變形，此外，使用水溶性粘結劑、分解性粘接劑等使構成型芯的粒子結合的方法，因此不是粒子流動的構成、工序。在使用這樣的專利文獻I所記載的方法來制造FRP制品的情況下，型芯的外形形狀需要高精度。即，自FRP制品的外形處起向內恰好與預成型體的壁厚厚度錯開，則形狀為如型芯形狀，如果型芯形狀的精度低，則FRP制品的樹脂含有率產(chǎn)生不均。特別是在由多個增強纖維片構成、各片彼此具有重疊那樣的復雜形狀的情況下，產(chǎn)生樹脂的流動速度差而變得易于產(chǎn)生樹脂未含浸的區(qū)域。如果這樣地產(chǎn)生樹脂未含浸的區(qū)域，則即使在固化工序中在膜袋內對型芯加壓，也會作為缺陷而殘留。在型芯與成型用模具的間隔有余裕的情況下，雖然不產(chǎn)生樹脂未含浸的區(qū)域，但是易于產(chǎn)生樹脂含量的不均，如果將氣體、液體供給到型芯內而加壓，則為了改善樹脂含量的不均，需要高壓。因此，如果遇到被加壓了的氣體、液體的一部分從型芯漏出時，漏出的氣體、液體成為高速且高壓的噴射流，而且，在高溫狀態(tài)下直接向外部噴出。而且，特別是在噴出液體的情況下，可能會對成型用模具的周圍帶來大的損害，或對操作者造成危害，因此需要采取了充分的安全對策的設備。此外，雖然將粒子供給到型芯內而加壓，由于不是粒子流動的構成、工序，可僅對供給附近加壓，難以整體加壓。
[0023]用于解決課題的方法
[0024]為了解決上述課題，本申請發(fā)明的纖維增強塑料的成型方法的最主要的特征是，具有下述工序:工序(I)，將具有流動性的多個粒體收容在撓性袋體中而形成型芯；工序
(2)，使上述型芯介于由纖維構成的織物之間，將上述織物和型芯配置在成型用模具內部；以及工序(3)，在配置了上述織物和型芯的上述成型用模具中注入樹脂，進行固化，在上述工序(3)中，包括在進行固化時，通過推壓單元來推壓上述型芯的外周面的一部分使其變形，提尚上述型芯內的內壓。
[0025]即，本申請發(fā)明具有以下構成。
[0026][I] 一種纖維增強塑料的成型方法，其特征在于，具有下述工序:
[0027]工序(I)，將由具有流動性的多個粒子構成的粒體收容在撓性袋體中，形成型芯；
[0028]工序(2)，使上述型芯介于由纖維構成的織物之間，將上述織物和型芯配置在成型用模具內部；以及
[0029]工序(3)，在配置了上述織物和型芯的上述成型用模具中注入樹脂，