[發明專利]纖維強化復合材料的成型方法及成型裝置

有效

• 申請號: 201510028043.5
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104802421B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 北村直也;峰英生;岡本將一;原田一行;田中雅史;切通毅
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及使用了熱塑性的基體樹脂的纖維強化復合材料的成型方法及成型裝置。

背景技術

包含強化纖維和熱塑性的基體樹脂的纖維強化復合材料，其比強度、比彈性模量高，力學特性優異，具有耐候性、耐藥品性等高功能特性等，因此在飛機和汽車構件、建材、運動器械構件用過程中受到關注，其需要逐年增加。

近年，在筆記本和OA機器、便攜電話、AV機器、家電產品等電氣、電子機器的部件、以及容納這些部件、高密度實裝電路的殼體部分，頻繁地使用成型性、生產率、經濟性優異的纖維強化塑料。特別是在要求高力學特性、剛性、機械強度、輕量性、導電性的情況下，將碳纖維制成強化纖維并以尼龍、PC等熱塑性樹脂作為基體樹脂的碳纖維強化熱塑性樹脂組合物(CFRTP)由于連目前的通過注射成型法成型的復雜形狀也能夠靈活地應對，此外能夠大量生產，因此被優選使用。

進而，對這樣的電氣、電子機器的部件及殼體除了力學特性、剛性、機械強度、輕量性、導電性以外，還要求高散熱性。因此進行了如下嘗試：通過使具有高散熱性的金屬材料與纖維強化復合材料等樹脂材料接合，從而對纖維強化復合材料賦予金屬材料的這類特性。

關于樹脂材料和金屬材料的接合，例如已知如下方法：在纖維強化復合材料預浸料的最外側上層載置金屬箔，通過熱壓而成型的方法；和在注射成型用模具內插入金屬材料，使用碳纖維強化顆粒進行注射成型的方法(專利文獻1)。

通過這樣的方法使金屬材料與纖維強化復合材料接合而成的成型品，金屬箔從成型品突起的突起量少，外觀也良好。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005－285923號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，在前述的現有構成的情況下，當金屬材料所占的面積超過成型品的總表面積的10％時，成型時對基材施加壓力的方向、熱傳導變得不均一，因此成型性惡化，結果不僅對剛性、強度等成型品的成型品特性帶來不良影響，而且金屬材料與成型品表面的接合性也惡化。因此，在成型品領域，能夠利用金屬材料對纖維強化復合材料賦予散熱性的范圍極其有限。

本發明的目的在于，提供一種成型方法，其即使在對成型品賦予散熱性的金屬材料所占的面積與成型品的總表面積相比較大時，也能夠實現金屬材料和成型品的良好接合狀態。

用于解決課題的手段

本發明的纖維強化復合材料的成型方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟S1，將強化纖維織物和基體樹脂交互層疊構成的纖維強化復合材料與厚度為數μm～數百μm程度的金屬箔輸送至由第1模具和第2模具構成的模具內的第2模具與被加工材料擠壓板之間，模腔形成面的表面被施加了數μm～數百μm的微小凸凹，所述模腔形成面配置于所述第2模具側或者所述第1模具側中的任一者，所述金屬箔配置于與具有微小凸凹的所述模腔形成面接觸的一側，在最接近所述模腔形成面的位置設置有冷卻回路和加熱回路；

步驟S2，通過所述第2模具和所述被加工材料擠壓板將所述纖維強化復合材料及所述金屬箔夾入并對其進行束縛，在被加工材料擠壓板的中央形成用于使模腔形成面通過的孔；

步驟S3，將所述模具閉合，在所述模具內的所述模腔形成面與所述纖維強化復合材料和所述金屬箔接觸時暫時保持，將所述纖維強化復合材料和所述金屬箔加熱至基體樹脂的熔融溫度以上、強化纖維織物的熔融溫度以下的溫度；

步驟S4，將所述第1模具和所述第2模具合模、加壓，由此使形成于所述模腔形成面的凸凹轉印到所述金屬箔，使熔融了的所述基體樹脂在模腔內流動，并流入到轉印到所述金屬箔上的凸凹；

步驟S5，通過冷卻回路使所述纖維強化復合材料中的所述基體樹脂固化，從而將所述纖維強化復合材料與所述金屬箔接合；

步驟S6，將所述第1模具和所述第2模具開模，將成型品從所述模具取出。

發明效果

根據本發明，使形成于模腔形成面的凸凹轉印到金屬箔，使纖維強化復合材料的熔融了的基體樹脂流入轉印到金屬箔的前述凸凹并固化，因此即使在對成型品賦予散熱性的前述金屬材料所占的面積與成型品的總表面積相比較大時，也能夠將前述纖維強化復合材料和前述金屬箔牢固地接合。

此外，根據本發明，使纖維強化復合材料的熔融了的基體樹脂流入金屬箔的孔并使其固化，因此即使在對成型品賦予散熱性的前述金屬材料所占的面積與成型品的總表面積相比較大時，也能夠將前述纖維強化復合材料和前述金屬箔牢固地接合。