[发明专利]复合材料赋形装置和复合材料赋形方法

说明书

本发明涉及复合材料赋形装置和复合材料赋形方法，目的在于可以不产生皱褶地进行填料等加热固化前的复合材料的赋形。实施方式的复合材料赋形装置具备在半固化片负载压力的至少一个第一滚轮、在所述半固化片负载压力的至少一个第二滚轮、以及使所述第一滚轮和所述第二滚轮的至少一方旋转的至少一个电动机，其中，在至少一个所述第一滚轮和至少一个所述第二滚轮之间，改变转速、滚轮直径和旋转动力的有无中的至少一个使所述第一滚轮和所述第二滚轮旋转。

技术领域

本发明的实施方式涉及复合材料赋形装置和复合材料赋形方法。

背景技术

玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass fiber reinforced plastics)和碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)等复合材料通过将片状的半固化片层叠加热固化而成形。在作为航空器零件的纵梁(stringer)、横梁(翼梁)及翼肋(加强肋)等零件，存在横截面的形状为T形或I形的零件。该情况下，层叠为平面状的半固化片的层叠体、层叠为横截面为L形或C字型的半固化片的层叠体和层叠为横截面为L形或C形线对称的形状的半固化片的层叠体在固化前组合。

弯曲成直角的半固化片的层叠体的角被制成R倒角形状。因此，在平面状的半固化片的层叠体上对称配置并对接弯曲成直角的半固化片的层叠体时，在半固化片的层叠体间产生横截面大致为三角形的空隙。更具体而言，将由对应于对称的R倒角的两个对称的圆弧和直线围成的形状设为横截面形状的空隙在三个半固化片的层叠体间产生。

因此，在三个半固化片的层叠体间产生的空隙通过填料(充填材料)充填。通常填料也作为半固化片的层叠体来准备，与其它的半固化片的层叠体一同被加热固化。将由两个对称的圆弧和直线围成的形状设为横截面形状的棒状的填料称为条状填料。条状填料通过使将半固化片层叠为旋涡状的圆棒状的原材料成型来制作。

另外，为了与通过加热固化进行的复合材料的成型区别，一般将对加热固化前的半固化片的层叠体的成型称为赋形。因此，以下将对半固化片的层叠体的成型称为赋形。

作为现有的对半固化片的层叠体的赋形方法，一般为使用赋形用的成型模具(赋模)的方法。例如，公知方法有：在赋模上设置半固化片的层叠体并以真空压力赋形的方法；通过将挤出成型机的嵌块(口金)(模具)作为符合赋形后的形状的赋模，将半固化片的层叠体挤出成型来进行赋形的方法或将滚轮推压在半固化片的层叠体进行赋形的方法等。

但是，通过真空压力赋形的方法具有赋形时间长的问题。具体而言，通过真空压力赋形的方法作为赋形时间需要数小时到1天左右。另外，在将条状填料那样的棒状的填料赋形时，必须准备可进行填料整体的赋形的赋模。另外，使用挤出成型机进行赋形时，由于赋形的阻力大，因此需要用于抽出半固化片的层叠体的大型装置。

另一方面，作为条状填料的赋形装置，也提出有用平行排列的两个滚轮推压棒状的原材料的装置(例如参照专利文献1)。根据该装置，通过在圆柱状的滚轮和具有与条状填料的形状相匹配的凹槽的滚轮之间夹持棒状的原材料并送出，能够进行条状填料的赋形。

另外，也提出有用三个滚轮推压棒状的原材料的装置(例如参照专利文献2和专利文献3)。通过使用了三个滚轮的填料的赋形装置，由于能够从三个方向更均匀地赋予压力，因此能够以足够的质量对填料进行赋形。

在使用滚轮进行填料的赋形的情况下，与使用挤出成型机进行填料的赋形的情况相比，赋形装置可大幅小型化，与此相反，由于有时在填料的表面和滚轮之间产生偏差，因此存在在填料的表面产生皱褶的问题。

另一方面，还提出有在使中空的复合材料成型时，通过配置多个滚轮将半固化片的片材加热和加压并卷起，来防止皱褶产生的复合材料中空体的成型方法(例如参照专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-299110号公报