JP2685553B2 - 複合材の成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合材の成形方法に係り、特に積層された素
材間に気泡を残存させないようにした複合材の成形方法
に関する。
材間に気泡を残存させないようにした複合材の成形方法
に関する。
一般に、複合材の成形方法としては、特開昭59−2272
2号公報に開示されるように、プリプレグの素材を積層
し、これを極微多孔性のフィルムシート、通気材料性の
シート、及び密閉材料性のシートで順に覆い、これらシ
ートの内側を真空引きし、オートクレーブ内に入れ、加
圧、加熱して硬化させ、これにより積層された素材間に
気泡を残存させないように成形する方法が知られてい
る。
2号公報に開示されるように、プリプレグの素材を積層
し、これを極微多孔性のフィルムシート、通気材料性の
シート、及び密閉材料性のシートで順に覆い、これらシ
ートの内側を真空引きし、オートクレーブ内に入れ、加
圧、加熱して硬化させ、これにより積層された素材間に
気泡を残存させないように成形する方法が知られてい
る。
この成形方法によれば、積層された素材間の気泡は該
積層体の周縁部から排出されることになる。しかしなが
ら、この周縁部は成形時に上述した各種シートの周縁部
により押し潰される格好になるので、気泡の脱出口が塞
がり、素材を積層する工程で含まれた素材間の気泡が排
出され難くなり、気泡を完全に排出させることができな
いという問題がある。
積層体の周縁部から排出されることになる。しかしなが
ら、この周縁部は成形時に上述した各種シートの周縁部
により押し潰される格好になるので、気泡の脱出口が塞
がり、素材を積層する工程で含まれた素材間の気泡が排
出され難くなり、気泡を完全に排出させることができな
いという問題がある。
ところで、「応用機械工学」第84頁（昭和60年１月１
日発行）に、これを解決するための手段としての、加圧
シートを使用した真空バッグ成形硬化方法が開示されて
いる。しかしながら、このように加圧シートを使用して
も気泡を完全に排出させることはできないという問題が
ある。
日発行）に、これを解決するための手段としての、加圧
シートを使用した真空バッグ成形硬化方法が開示されて
いる。しかしながら、このように加圧シートを使用して
も気泡を完全に排出させることはできないという問題が
ある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有す
る問題点を解消し、積層する工程で含まれた素材間の気
泡を完全に排出させることができる複合材の成形方法を
提供することにある。
る問題点を解消し、積層する工程で含まれた素材間の気
泡を完全に排出させることができる複合材の成形方法を
提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、治具の上に載
せられたプリプレグの積層体の上に真空バッグフィルム
を被せ、この真空バッグフィルムの内側を真空吸引した
後、加圧し、加熱して硬化させるようにした複合材の成
形方法において；上記積層体と上記真空バッグフィルム
との間に中央部が凹んだ曲面形からなる弾性変形自在の
加圧板を凹部を上に向けて介装し、真空バッグフィルム
の内側を真空吸引するに際して、初期の段階では該加圧
板の中央部を介して積層体の中央部に真空圧力が負荷さ
れ、時間の経過とともに、徐々に加圧板が平坦状に弾性
変形して真空圧力が該加圧板の周辺部迄および加圧板全
体を介して積層体の全域に負荷されるようにしたことを
特徴とするものであり、 また、他の発明は、上記真空バッグフィルムの内側を
真空吸引するに際して、真空圧力を、初期の段階では小
さく、時間の経過とともに徐々に増大させるようにした
ことを特徴とするものである。
せられたプリプレグの積層体の上に真空バッグフィルム
を被せ、この真空バッグフィルムの内側を真空吸引した
後、加圧し、加熱して硬化させるようにした複合材の成
形方法において；上記積層体と上記真空バッグフィルム
との間に中央部が凹んだ曲面形からなる弾性変形自在の
加圧板を凹部を上に向けて介装し、真空バッグフィルム
の内側を真空吸引するに際して、初期の段階では該加圧
板の中央部を介して積層体の中央部に真空圧力が負荷さ
れ、時間の経過とともに、徐々に加圧板が平坦状に弾性
変形して真空圧力が該加圧板の周辺部迄および加圧板全
体を介して積層体の全域に負荷されるようにしたことを
特徴とするものであり、 また、他の発明は、上記真空バッグフィルムの内側を
真空吸引するに際して、真空圧力を、初期の段階では小
さく、時間の経過とともに徐々に増大させるようにした
ことを特徴とするものである。
本発明によれば、真空バッグフィルムの内側を真空吸
引するに際し、初期の段階では、加圧板の凹部を介して
積層体の中央部に真空圧力が負荷され、よって、この部
分に含まれている気泡は徐々に積層体の端に移動して行
き、時間の経過とともに、加圧板が平坦状に弾性変形し
て、この加圧板を介して負荷される真空圧力は徐々に周
辺部にまで及ぶようになり、よって、積層体に含まれて
いる気泡は積層体の外部に完全に排出されることにな
る。
引するに際し、初期の段階では、加圧板の凹部を介して
積層体の中央部に真空圧力が負荷され、よって、この部
分に含まれている気泡は徐々に積層体の端に移動して行
き、時間の経過とともに、加圧板が平坦状に弾性変形し
て、この加圧板を介して負荷される真空圧力は徐々に周
辺部にまで及ぶようになり、よって、積層体に含まれて
いる気泡は積層体の外部に完全に排出されることにな
る。
以下、本発明による複合材の成形方法の一実施例を添
附図面を参照して説明する。
附図面を参照して説明する。
第１図において、１は治具を示している。この治具１
の上には離型フィルム２が載せられ、この離型フィルム
２の上にはプリプレグを積層してなる積層体３が載せら
れ、この積層体３の上にはさらに離型フィルム４が載せ
られている。この積層体３の外周には該積層体３の端面
を揃えるダム５が配設されている。
の上には離型フィルム２が載せられ、この離型フィルム
２の上にはプリプレグを積層してなる積層体３が載せら
れ、この積層体３の上にはさらに離型フィルム４が載せ
られている。この積層体３の外周には該積層体３の端面
を揃えるダム５が配設されている。
また、その上には、積層体３、及びダム５までを完全
に覆う通気材料性のブリーザ６が載せられ、その上に
は、真空バッグフィルム７が被せられている。この真空
バッグフィルム７と上記治具１との間には、両者の隙間
を塞ぐ耐熱シーラント８が介装されている。
に覆う通気材料性のブリーザ６が載せられ、その上に
は、真空バッグフィルム７が被せられている。この真空
バッグフィルム７と上記治具１との間には、両者の隙間
を塞ぐ耐熱シーラント８が介装されている。
そして、本実施例によれば、離型フィルム４とブリー
ザ６との間に、第４図に示すように、特殊形状をした弾
性変形自在の加圧板９が凹分を上に向けて介装されてい
る。この加圧板９はピンフォーミング成形法（シットピ
ーニングにて成形する方法）等により成形されており、
第５図及び第６図からも明らかなように、中央が適度に
凹んだ曲面形になっている。
ザ６との間に、第４図に示すように、特殊形状をした弾
性変形自在の加圧板９が凹分を上に向けて介装されてい
る。この加圧板９はピンフォーミング成形法（シットピ
ーニングにて成形する方法）等により成形されており、
第５図及び第６図からも明らかなように、中央が適度に
凹んだ曲面形になっている。
次に、本実施例の作用を第１図乃至第３図を参照して
説明する。
説明する。
第１図に示すように、積層体３、加圧板９、ブリーザ
６及び真空バッグフィルム７を順に重ねたのち、真空バ
ッグフィルム７の内側の空間10内を真空引きする。する
と初期の段階では、同図から明らかなように、積層体３
の中央部に、加圧板９の中央部の凹んだ部分を介して真
空圧力が負荷される。これにより、積層体３内部の中央
部に含まれている気泡ａは順に端部に移動を開始する。
６及び真空バッグフィルム７を順に重ねたのち、真空バ
ッグフィルム７の内側の空間10内を真空引きする。する
と初期の段階では、同図から明らかなように、積層体３
の中央部に、加圧板９の中央部の凹んだ部分を介して真
空圧力が負荷される。これにより、積層体３内部の中央
部に含まれている気泡ａは順に端部に移動を開始する。
真空圧力が増大してくると、第２図に示すように、圧
力板９は次第に変形して平坦状になってくる。これによ
り、積層体３に負荷される真空圧力は中央部だけでな
く、その周辺部にまで及ぶようになり、積層体３内部に
含まれている気泡ａはさらに端部に移動する。
力板９は次第に変形して平坦状になってくる。これによ
り、積層体３に負荷される真空圧力は中央部だけでな
く、その周辺部にまで及ぶようになり、積層体３内部に
含まれている気泡ａはさらに端部に移動する。
そして、真空圧力がさらに増大してくると、遂には、
第３図に示すように、圧力板９は全くの平坦状になり、
積層体３に負荷される真空圧力は該積層体３の全域に及
ぼされ、積層体３内部に含まれている気泡ａは端部から
完全に排出される。
第３図に示すように、圧力板９は全くの平坦状になり、
積層体３に負荷される真空圧力は該積層体３の全域に及
ぼされ、積層体３内部に含まれている気泡ａは端部から
完全に排出される。
ここで、加圧板９の大きさ、板厚、中央部の凹みに関
する曲率等は、最大真空圧力が加圧板９に負荷されたと
き、それが変形して、第３図に示すように、完全に平坦
状になるよう設定される。例えば、同図において、−76
0mmHgの真空圧力を負荷したとき、Ａ点に対しては約1Kg
/cm2、Ｂ点及びＣ点に対しては約0.5Kg/cm2程度の加圧
力が負荷されるよう設定される。
する曲率等は、最大真空圧力が加圧板９に負荷されたと
き、それが変形して、第３図に示すように、完全に平坦
状になるよう設定される。例えば、同図において、−76
0mmHgの真空圧力を負荷したとき、Ａ点に対しては約1Kg
/cm2、Ｂ点及びＣ点に対しては約0.5Kg/cm2程度の加圧
力が負荷されるよう設定される。
このように構成すれば、真空バッグフィルム７の内側
の空間10内を真空引きするに際し、真空圧力が積層体３
の中央部から徐々に端に向かって負荷されて行くので、
積層体３内部に含まれている気泡ａは順に端部に移動し
て行くことになり、よって遂には完全に積層体３の外に
排出されるので、内部に残存することがなくなる。した
がって、いわゆるボイドレスの複合材を成形することが
でき、作業者の熟練度に影響されないで、常に高品質の
安定した複合材を得ることができる。
の空間10内を真空引きするに際し、真空圧力が積層体３
の中央部から徐々に端に向かって負荷されて行くので、
積層体３内部に含まれている気泡ａは順に端部に移動し
て行くことになり、よって遂には完全に積層体３の外に
排出されるので、内部に残存することがなくなる。した
がって、いわゆるボイドレスの複合材を成形することが
でき、作業者の熟練度に影響されないで、常に高品質の
安定した複合材を得ることができる。
第７図は湾曲した積層体３を成形する他の実施例を示
している。治具１は湾曲して成形されており、この治具
１の上には積層体３が載せられ、この積層体３の上には
加圧板９、ブリーザ６、及び真空バッグフィルム７が順
に載せられている。これによっても、上記と同様に加圧
板９を介して真空圧力は順に積層体３の端に向かって負
荷されて行く。よって、該積層体３の内部に含まれてい
る気泡ａを完全に外部に排出することができる。
している。治具１は湾曲して成形されており、この治具
１の上には積層体３が載せられ、この積層体３の上には
加圧板９、ブリーザ６、及び真空バッグフィルム７が順
に載せられている。これによっても、上記と同様に加圧
板９を介して真空圧力は順に積層体３の端に向かって負
荷されて行く。よって、該積層体３の内部に含まれてい
る気泡ａを完全に外部に排出することができる。
また、第８図及び第９図は他の実施例を示している。
ここで、第８図はオートクレーブ工程における代表的な
180℃硬化型の硬化サイクルを示し、第９図は第８図の
中で符号IXで示した範囲を示している。積層体３は図示
のような過程を経て硬化される。
ここで、第８図はオートクレーブ工程における代表的な
180℃硬化型の硬化サイクルを示し、第９図は第８図の
中で符号IXで示した範囲を示している。積層体３は図示
のような過程を経て硬化される。
さらに、この実施例によれば、第９図に示すように、
段階的に真空圧力が負荷される。例えば、ステップＡで
は−190mmHgの真空圧力、ステップＢでは−380mmHgの真
空圧力、ステップＣでは−570mmHgの真空圧力、ステッ
プＤでは−760mmHgの真空圧力が負荷される。なお、ス
テップＡ乃至Ｃではホールド時間５分、ステップＤでは
ホールド時間５分以上に設定されている。
段階的に真空圧力が負荷される。例えば、ステップＡで
は−190mmHgの真空圧力、ステップＢでは−380mmHgの真
空圧力、ステップＣでは−570mmHgの真空圧力、ステッ
プＤでは−760mmHgの真空圧力が負荷される。なお、ス
テップＡ乃至Ｃではホールド時間５分、ステップＤでは
ホールド時間５分以上に設定されている。
この実施例では、上記の実施例と同様に加圧板９を使
用するわけであるが、これら各ステップＡ乃至Ｄを第１
図乃至第３図の場合と比較すると、段階的に真空圧力を
増大させる構成になっている点で異なっている。すなわ
ち、第１図乃至第３図の場合にあっては、真空開始時に
一気に最大真空圧力にまで到達させてしまうが、この実
施例の場合にあっては段階的に真空圧力を増大させる構
成になっている。したがって、第１図から第３図に至る
までの時間、すなわち脱気に要する時間を充分に長くす
ることができ、より完全に気泡ａを排出させることが可
能になる。
用するわけであるが、これら各ステップＡ乃至Ｄを第１
図乃至第３図の場合と比較すると、段階的に真空圧力を
増大させる構成になっている点で異なっている。すなわ
ち、第１図乃至第３図の場合にあっては、真空開始時に
一気に最大真空圧力にまで到達させてしまうが、この実
施例の場合にあっては段階的に真空圧力を増大させる構
成になっている。したがって、第１図から第３図に至る
までの時間、すなわち脱気に要する時間を充分に長くす
ることができ、より完全に気泡ａを排出させることが可
能になる。
ステップＡはいわゆる第１図の段階に相当し、気泡ａ
は徐々に積層体３の端に向かって移動を開始し、ステッ
プＢ、Ｃはいわゆる第２図の段階に相当し、気泡ａはさ
らに積層体３の端に向かって移動し、ステップＤはいわ
ゆる第３図の段階に相当し、これにより気泡ａは積層体
３の端から完全に脱出する。
は徐々に積層体３の端に向かって移動を開始し、ステッ
プＢ、Ｃはいわゆる第２図の段階に相当し、気泡ａはさ
らに積層体３の端に向かって移動し、ステップＤはいわ
ゆる第３図の段階に相当し、これにより気泡ａは積層体
３の端から完全に脱出する。
このように単に加圧板９を介在させるだけでなく、真
空圧力条件を段階的に設定するようにしたから、積層体
３から気泡ａをより確実に排出させることができ、した
がって、積層体３の大きさに左右されることなく、常に
安定した高品質の成形品を得ることができるという効果
が得られる。
空圧力条件を段階的に設定するようにしたから、積層体
３から気泡ａをより確実に排出させることができ、した
がって、積層体３の大きさに左右されることなく、常に
安定した高品質の成形品を得ることができるという効果
が得られる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、中
央が凹んだ曲面形からなる弾性変形自在の加圧板を凹部
を上にして使用し、真空吸引するに際して、積層体の中
央部から周辺部に向けて徐々に真空圧力が負荷されるよ
うにしたから、積層体の内部に含まれている気泡は中央
から端に向けて押出される格好になり、その端から完全
に排出される。また、他の発明によれば、真空吸引する
に際して、徐々に真空圧力を増大させるようにしたか
ら、負荷される真空圧力が積層体の中央部から周辺部に
向けて移動する時間が長くなり、より完全に気泡を排出
させることができる。
央が凹んだ曲面形からなる弾性変形自在の加圧板を凹部
を上にして使用し、真空吸引するに際して、積層体の中
央部から周辺部に向けて徐々に真空圧力が負荷されるよ
うにしたから、積層体の内部に含まれている気泡は中央
から端に向けて押出される格好になり、その端から完全
に排出される。また、他の発明によれば、真空吸引する
に際して、徐々に真空圧力を増大させるようにしたか
ら、負荷される真空圧力が積層体の中央部から周辺部に
向けて移動する時間が長くなり、より完全に気泡を排出
させることができる。
第１図乃至第３図はそれぞれ本発明による複合材の成形
方法の一実施例を示す断面図、第４図は同じく加圧板を
示す平面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ断面図、第６図は
第４図のVI−VI断面図、第７図は他の実施例を示す断面
図、第８図はオートクレーブ工程における硬化サイクル
を示す線図、第９図は第８図の範囲IXを拡大して示す線
図である。 １……治具、３……積層体、６……ブリーザ、７……真
空バッグフィルム、９……加圧板。
方法の一実施例を示す断面図、第４図は同じく加圧板を
示す平面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ断面図、第６図は
第４図のVI−VI断面図、第７図は他の実施例を示す断面
図、第８図はオートクレーブ工程における硬化サイクル
を示す線図、第９図は第８図の範囲IXを拡大して示す線
図である。 １……治具、３……積層体、６……ブリーザ、７……真
空バッグフィルム、９……加圧板。
Claims (2)
- 【請求項１】治具の上に載せられたプリプレグの積層体
の上に真空バッグフィルムを被せ、この真空バッグフィ
ルムの内側を真空吸引した後、加圧し、加熱して硬化さ
せるようにした複合材の成形方法において；上記積層体
と上記真空バッグフィルムとの間に中央部が凹んだ曲面
形からなる弾性変形自在の加圧板を凹部を上に向けて介
装し、真空バッグフィルムの内側を真空吸引するに際し
て、初期の段階では該加圧板の中央部を介して積層体の
中央部に真空圧力が負荷され、時間の経過とともに、徐
々に加圧板が平坦状に弾性変形して真空圧力が該加圧板
の周辺部を介して積層体の全域に負荷されるようにした
ことを特徴とする複合材の成形方法。 - 【請求項２】上記真空バッグフィルムの内側を真空吸引
するに際して、真空圧力を、初期の段階では小さく、時
間の経過とともに徐々に増大させるようにしたことを特
徴とする請求項１記載の複合材の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63318166A JP2685553B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 複合材の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63318166A JP2685553B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 複合材の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02162016A JPH02162016A (ja) | 1990-06-21 |
| JP2685553B2 true JP2685553B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=18096210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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