[发明专利]FRP成形系统和方法

说明书

FRP成形系统(100)将层叠有多个预浸料(1)的FRP原材料(2)成形而制造圆弧状的FRP零件(3)。FRP成形系统(100)具备内表面夹具板(10)和外表面夹具板(12)、部分冲压装置(20)和搬运装置(30)。内表面夹具板(10)和外表面夹具板(12)为圆弧状，各自具有与FRP零件(3)的内表面形状(3a)和外表面形状(3b)嵌合的外表面(10b)和内表面(12a)。在内表面夹具板(10)与外表面夹具板(12)之间夹住FRP原材料(2)而形成一体夹具板(14)。部分冲压装置(20)将一体夹具板(14)的一部分在与FRP零件(3)的圆弧正交的半径方向上间歇性压缩而部分地成形FRP零件(3)。搬运装置(30)间歇性移动基于部分冲压装置(20)的一体夹具板(14)的压缩部分(冲压部分(15))。重复部分冲压和搬运，压缩一体夹具板(14)的全部而成形FRP零件(3)的整体。

技术领域

本发明涉及将圆弧状的大型FRP零件成形的FRP成形系统和方法。

背景技术

纤维增强复合材料例如CFRP(碳纤维增强塑料)为比铁、铝等金属材料更低密度，并且力学特性优异，比强度高，具有轻且硬的特点。因此近年来，作为代替铝合金的构造材料，在航空器、小型船舶、汽车等中使用。以下，将纤维增强复合材料简称为“FRP”。

例如，航空器的构造物(躯干、舱口、机翼等)此前将铝合金彼此通过铆钉接合。然而，使用铆钉的接合操作性差，且如果适用于纤维增强复合材料，则由于切断内部的纤维，故拉伸强度极度下降。于是，例如可考虑使用专利文献1的手段来制造大型FRP成形品。

专利文献1的“FRP成形品的制造方法”在表面垫上将包含热塑性树脂和增强纤维的薄片状的FRP原材料以重叠的方式载放，使用加热装置加热。之后，将FRP原材料保持载放于表面垫，搬运并放置于冲压机的模具。而后，使用该冲压机将重叠的FRP原材料和表面垫加压，制造增强纤维和表面垫通过热塑性树脂一体化的FRP成形品。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-009396号公报。

发明内容

发明要解决的课题

将航空器的躯干这样的大型FRP零件(半径在1m以上的圆弧状的FRP零件)成形的情况下，在上述的专利文献1中，存在以下的问题点。(1)需要能够加压大型FRP零件的大型的模具和大型的冲压机。(2)将圆弧状的FRP零件成形的情况下，为了成形品的均匀化，需要在与FRP零件的圆弧正交的半径方向上加压。然而，该情况下，对FRP零件的圆弧在半径方向上加压的模具，构造变得复杂。

本发明是为了解决上述的问题点而独创的发明。即，本发明的目的在于提供FRP成形系统和方法，其能够将圆弧状的FRP零件(例如大型FRP零件)不使用大型或者复杂的模具而对圆弧在半径方向上加压，将整体均匀地成形。

用于解决课题的方案

依据本发明，提供了FRP成形系统，其为将层叠有多个预浸料的板状的FRP原材料成形而制造圆弧状的FRP零件的FRP成形系统，具备：圆弧状的内表面夹具板，具有与前述FRP零件的内表面形状嵌合的外表面；圆弧状的外表面夹具板，具有与前述FRP零件的外表面形状嵌合的内表面；部分冲压装置，将在前述内表面夹具板与前述外表面夹具板之间夹有前述FRP原材料的一体夹具板的一部分在与前述FRP零件的圆弧正交的半径方向上间歇性压缩而部分地成形前述FRP零件；和搬运装置，间歇性移动基于前述部分冲压装置的前述一体夹具板的压缩部分。