[发明专利]复合材料结构体的成型方法

说明书

本发明的目的在于提供一种使用蜂窝芯材，高品质低成本且孔隙的残留少的复合材料结构体的成型方法。本发明的目的在于提供一种使用蜂窝芯材，能够以低成本抑制复合材料蒙皮的凹部的复合材料结构体的成型方法。在本发明的复合材料结构体的成型方法中，将在蜂窝芯材的上下表面上经由粘接剂层叠有半固化片的未固化的复合材料蜂窝夹层板用真空袋覆盖并配置于高压釜内后，对真空袋内进行真空抽取，一边继续该真空抽取一边通过高压釜进行加热/加压，从而进行半固化片的基质树脂的固化及对蜂窝芯材的粘接。

技术领域

本发明涉及一种复合材料结构体的成型方法，尤其涉及一种适用于民用机用舵面结构、直升飞机/航天飞机用面板、飞机用地板材、新交通及铁路车辆地板材/框架材等的复合材料蜂窝夹层板的成型方法。

背景技术

复合材料蜂窝夹层板为在轻量的蜂窝芯材的上下表面配置了高强度复合材料蒙皮的夹层结构体(参考专利文献1)。

复合材料蜂窝夹层板一般通过二次粘接成型而成型。利用图6，对二次粘接成型工艺进行说明。在二次粘接成型中，首先，在成型夹具(未图示)上铺放(lay up)半固化片10来作为上下的复合材料蒙皮用的层叠体11a、11b。将层叠体11a、11b设为真空袋状态，并放入高压釜12中，使用该高压釜12使基质树脂固化来设为复合材料蒙皮13a、13b。半固化片10是将未固化的基质树脂浸渍于纤维强化基材的片。

固化后，为了强化与薄膜状粘接剂15a、15b的粘接力，将复合材料蒙皮13a、13b的上下表面通过打磨等来粗糙化。刚固化后的复合材料蒙皮13a、13b中，在端部存在基质树脂的溃烂等，因此被修剪。在成型夹具(未图示)上附着有基质树脂，因此还需要进行将其除去的清洁作业。

接着，将复合材料蒙皮13a、13b及薄膜状粘接剂15a、15b组装于蜂窝芯材14来作为粘接剂未固化的复合材料蜂窝夹层板16。将该粘接剂未固化的复合材料蜂窝夹层板16放入高压釜17内，在高温下进行加压来使薄膜状粘接剂15a、15b固化。该固化后，复合材料蜂窝夹层板被修剪。并且，成型夹具需要进行清洁。

作为复合材料蜂窝夹层板的其他成型方法，已知有1次注射成型。使用图7，对1次注射成型工艺进行说明。在1次注射成型中，首先，在成型夹具(未图示)上铺放蜂窝芯材24、薄膜状粘接剂25a、25b及复合材料蒙皮用的半固化片20a、20b来作为未固化的复合材料蜂窝夹层板26。将设为真空袋状态的未固化的复合材料蜂窝夹层板26放入高压釜27中，使半固化片20a、20b的基质树脂及薄膜状粘接剂25a、25b固化。

在航天飞机的结构部件等要求高强度的部件中，需要通过使用了高压釜的固化工艺来进行加热/加压来获得高成型品质。

图8表示一般的固化工艺。在图8中，横轴为时间，纵轴(左)为温度，纵轴(右)为压力。首先，将真空袋内进行真空抽取后，对高压釜内进行加压。在高压釜内成为规定的加压状态后，关闭排气口，停止真空抽取。之后，将高压釜内升温至基质树脂及粘接剂的固化温度并保持一定时间。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-15385号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

二次粘接成型中，通常事先使复合材料蒙皮在高压下固化，因此孔隙难以残留。然而，二次粘接成型中，高压釜运转、铺放作业、固化用包装作业、修剪及成型夹具的清洁分别需要进行2次以上，因此成型成本及作业工序增加。

另一方面，1次注射成型中，高压釜运转、铺放作业、固化用包装作业、修剪及成型夹具清洁分别进行1次即可，因此与二次粘接成型相比，能够抑制成型成本，并缩短作业工序。也不需要进行固化的复合材料蒙皮与薄膜状粘接剂的粘接前的上下表面处理。