[發(fā)明專利]纖維強(qiáng)化復(fù)合部件的成形裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680076495.3
• 申請(qǐng)日: 2016-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN108472841B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 村上務(wù);大淵健郎;田中真一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社IHI
• 主分類號(hào): B29C43/52
• 分類號(hào): B29C43/52;B29C43/36;B29K105/08
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 金成哲;郭成周

纖維強(qiáng)化復(fù)合部件的成形裝置(1)具備夾入層疊使樹脂浸漬在長(zhǎng)碳素纖維中并形成為薄板狀的多張預(yù)成型材料而形成的預(yù)成型材料層疊體(P)的一對(duì)成形金屬模具(2、3)、通過一對(duì)成形金屬模具(2、3)加熱預(yù)成型材料的熱可塑性樹脂的感應(yīng)加熱線圈(8)、在樹脂熔融后通過成形金屬模具(2、3)冷卻樹脂的冷卻流路(9)，與預(yù)成型材料層疊體(P)接觸的成形金屬模具(2、3)的各外觀面(61、71)劃分為多個(gè)區(qū)域，在成形金屬模具(2、3)上與多個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)地形成多個(gè)在各外觀面(61、71)的背側(cè)且沿外觀面(61、71)開口的槽(62)，感應(yīng)加熱線圈(8)配置于槽(62)內(nèi)，冷卻流路(9)沿成形金屬模具(2、3)的各外觀面(61、71)形成。確保成形金屬模具充足的剛性且實(shí)現(xiàn)加熱冷卻時(shí)的溫度分布的均勻化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適用于成形具備在長(zhǎng)碳素纖維中浸漬樹脂薄板狀地形成并相互層疊的多張預(yù)成型材料的纖維強(qiáng)化復(fù)合部件、如渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合材料風(fēng)扇動(dòng)葉片、復(fù)合材料靜葉片的纖維強(qiáng)化復(fù)合部件的成形裝置。

背景技術(shù)

在將多張將上述長(zhǎng)碳素纖維用如作為基質(zhì)的熱可塑性樹脂薄板狀地形成的預(yù)成型材料層疊并形成熱可塑性CFRP部件的情況下，已經(jīng)確立了使用壓熱器的成形方法，近年來，作為代替使用該壓熱器成形方法的成形方法構(gòu)筑使用成形裝置的金屬模具熱沖壓成形方法。

在通過該金屬模具熱沖壓成形方法成形纖維強(qiáng)化復(fù)合部件的情況下，將使層疊了多張薄板狀的預(yù)成型材料預(yù)成型材料層疊體投入成形裝置的一對(duì)成形金屬模具之間并加熱至熔融溫度(作為基質(zhì)的樹脂為熱固化性樹脂情況下為固化溫度)以上的同時(shí)，用一對(duì)成形金屬模具對(duì)熱可塑性樹脂熔融了的預(yù)成型材料層疊體進(jìn)行加壓。

并且，在該加壓之后通過一對(duì)成形金屬模具冷卻熱可塑性樹脂直至即使開模成形部件也不會(huì)破損、變形的溫度，而得到所期望的形狀的纖維強(qiáng)化復(fù)合部件。

在該金屬模具熱沖壓成形方法中，由于是否發(fā)現(xiàn)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的材料強(qiáng)度對(duì)成形溫度影響大，因此需要均勻地控制一對(duì)成形金屬模具的溫度分布。

一直以來，作為實(shí)現(xiàn)一對(duì)成形金屬模具的加熱冷卻時(shí)的溫度分布的均勻化的成形裝置擁有如專利文獻(xiàn)1中所記載的裝置。該成形裝置具備在多個(gè)區(qū)域的每一個(gè)對(duì)與一對(duì)成形金屬模具的預(yù)成型材料接觸的各外觀面進(jìn)行加熱的多個(gè)加熱器。

該情況下，在一對(duì)成形金屬模具中與多個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)地形成多個(gè)在各自的外觀面的背側(cè)開口的槽，在這些槽的每個(gè)上都分別配置一個(gè)加熱器。

加熱器用發(fā)熱部件加熱由空氣供給源供給的空氣，通過吹向成形金屬模具的外觀面背側(cè)而加熱外觀面。另一方面，該加熱器通過停止向發(fā)熱部分的電源供給還依舊向成形金屬模具的外觀面背側(cè)吹入空氣而作為制冷裝置發(fā)揮功能。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：US 2012/0267828 A1

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

可是，在上述現(xiàn)有的成形裝置中，在一對(duì)成形金屬模具的加熱時(shí)，由于通過將由加熱器的發(fā)熱部分加熱的空氣吹向成形金屬模具的外觀面背側(cè)而加熱成形金屬模具，因此為了實(shí)現(xiàn)外觀面的溫度分布的均勻化而無法使成形金屬模具的外觀面附近的壁厚變大，存在相應(yīng)地成形金屬模具的剛性難以充足的問題。

另外，在一對(duì)成型金屬模具的冷卻時(shí)，由于在多個(gè)槽中的每個(gè)槽都向外觀面背側(cè)吹出空氣而進(jìn)行冷卻，因此鄰接的槽與槽之間難以冷卻，具有在與槽中央之間產(chǎn)生溫度差的問題，解決這些問題成為現(xiàn)有的課題。

本發(fā)明是著眼于上述現(xiàn)有課題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種不僅能確保成形金屬模具的充足的剛性，還能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)成形金屬模具加熱時(shí)的溫度分布的均勻化，并且還可實(shí)現(xiàn)冷卻時(shí)的溫度分布的均勻化的纖維強(qiáng)化復(fù)合部件的成形裝置。

用于解決課題的方法