[发明专利]预成型体的制造装置及制造方法以及通过该方法制造的预成型体

说明书

技术领域

本发明涉及用于RTM(树脂传递模塑，Resin Transfer Molding)成型的预成型体的制造装置及制造方法以及通过该方法制造的预成型体，特别是涉及将为了预成型体的赋形而进行加热时所产生的放热控制在最低限、同时能够提高预成型体的赋形精度的技术。

背景技术

在用于RTM成型的预成型体的制作中，以往，例如经过以下一系列工序：(1)在赋形模内配置多片层叠的增强纤维基材，关闭赋形模，通过赋形模赋予形状；(2)加热赋形模(或者预先加热)，由此加热基材，使基材上附着的固着材料熔融；(3)通过赋形模保持形状的同时，冷却预成型体，使固着材料固化，将基材的层间固着；(4)将赋形后的预成型体从赋形模中取出。在这样的预成型体的赋形中，作为赋形模，通常使用金属制的模，通常，在下模、上模的任意一模中设置加热机构(使热介质流通、或者设置电加热器的机构)。

另外，在比较简单的赋形形状的情况下，赋形模仅为下模，将层叠的基材配置在下模上，从其上方用膜制成袋状，将用膜和模包围的空间抽真空，由此，利用大气压借助膜按压基材，能够得到规定的赋形形状(例如，专利文献1)。但是，这样的使用膜的赋形方法中，多数情况下利用人工进行作业，因此，生产率低，成本增高。因此，作为赋形模，多数情况下使用上下模。例如，专利文献2中，使用铝制的上下模；赋形为包括三维形状在内的复杂形状时，如专利文献3所示可以使用由多个可移动式的模构成的上模。

专利文献1：日本特开2006-123404号公报

专利文献2：日本特开2006-123402号公报

专利文献3：日本特开2009-119701号公报

非专利文献1：基础化学工学、社团法人化学工学会编、1999年

发明内容

但是，如上所述，在上下模均为金属制的模的情况下，存在如下的问题。

首先，仅在下模中设置加热机构的情况下，向相反侧的上模的放热增大，因此，为了将用于赋形的温度保持为一定的温度，多数情况下必须将下模进行必要以上的加热。因此，用于加热的能量增大，节能变困难。另外，仅在下模中设置加热机构，相对于上模在其间设置发泡材料等隔热材料的情况下，在用于赋形的按压时发泡材料等隔热材料发生变形，因此，做成的预成型体的尺寸精度降低。另一方面，在上下模二者中均设置加热机构的情况下，将至少任意一模制成分开模、对应复杂形状的赋形变困难。

因此，本发明着眼于如上所述的问题，其课题在于提供一种能够将放热抑制在低水平由此提高加热效率从而实现节能化、即使为赋形成复杂形状的预成型体也能够尺寸精度良好地制作、能够确实且容易地制造用于RTM成型的预成型体的装置及方法、以及通过该方法制造的预成型体。

为了解决上述课题，本发明的预成型体的制造装置的特征在于：所述制造装置将附着有以热塑性树脂作为主成分的固着材料的增强纤维基材多片层叠而成的层叠体，利用由彼此相对的第一模、第二模构成的赋形模通过加热赋形为规定形状，由此制造用于RTM成型的预成型体，仅在第一模中设置加热机构，并且第二模的至少与上述增强纤维基材接触的接触面由导热率低于第一模的材料形成。

在这样的本发明的预成型体的制造装置中，仅在赋形模的一个模(第一模)中设置加热机构，仅从该第一模侧进行加热，而另一个模(第二模)由导热率更低的材料形成，因此，能够将向该第二模的导热、以及来自该第二模的放热抑制在低水平。其结果，配置在赋形模内的、附着有以热塑性树脂作为主成分的固着材料的增强纤维基材的层叠体，即使在少的热量下也能高效地加热至期望的温度。通过使加热效率上升，能够实现节能化。另外，无需在其间设置容易变形的隔热材料，因此，能够提高预成型体的赋形尺寸精度。另外，没有设置加热机构的另一个模(第二模)可以容易地以分开模的形式构成，由此，即使是向复杂形状的赋形也具有高尺寸精度，也能够容易地对应。

上述接触面优选由例如导热率为0.01W/m·K以上且10W/m·K以下的材料形成，更优选由导热率为5W/m·K以下的材料形成。第二模的形成材料的导热率越低越优选，由此，能够实现如上所述的高加热效率、优异的节能化。但是，在接触面的导热率过低的情况下，在固着剂的固化工序中在关闭赋形模的状态下进行冷却时，没有进行来自模内的放热，因此，有可能预成型体的冷却需要时间。因此，接触面的形成材料的导热率优选0.01W/m·K以上、进一步优选0.1W/m·K以上。