[發明專利]預成型坯賦形方法、復合材料和成形方法及航空器結構體

有效

• 申請號: 201910057929.0
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN110228211B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 加藤沙織;井上雄太;濱本洋平;關根尚之;小高雄二
• 申請（專利權）人: 株式會社斯巴魯
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 任梅;鄭霞

本發明涉及預成型坯賦形方法、復合材料和成形方法及航空器結構體。即使是局部具有曲率較大的曲面的預成型坯，也能夠以不產生間隙的方式賦形。實施方式的預成型坯賦形方法具有：將含浸樹脂之前或含浸樹脂之后的多個片狀纖維載置于具有至少一方為曲面的第一賦形面及第二賦形面的賦形模上進行層疊的步驟；以及將載置于第一賦形面上的片狀纖維沿著第二賦形面折彎，由此作為具有多層的纖維層疊體，制作具有與賦形模的曲面對應的曲面的預成型坯的步驟，其中將片狀纖維以一部分相互重疊的方式載置于第一賦形面或層疊方向上相鄰的片狀纖維上，并將以重疊方式載置的片狀纖維的一部分沿著第二賦形面折彎，由此形成了構成層疊體的至少一部分的層。

技術領域

本發明的實施方式涉及預成型坯賦形方法、復合材料成形方法、復合材料及航空器結構體。

背景技術

玻璃纖維增強塑料(GFRP：Glass?fiber?reinforced?plastics)或碳纖維增強塑料(CFRP：Carbon?Fiber?Reinforced?Plastics)等將樹脂利用纖維增強的復合材料，通過將含浸于纖維的未固化的熱固化性樹脂加熱并固化而制作。

作為復合材料的代表性的成形方法，可舉出在片狀纖維層疊含浸有固化前的熱固化性樹脂的半固化片(プリプレグ，prepreg)并利用高壓釜裝置或烤爐進行加熱固化的方法；和在層疊片狀纖維之后含浸熱固化性樹脂并進行加熱固化的RTM(Resin?TransferMolding，樹脂傳遞模塑成型)法。特別是進行抽真空并使纖維含浸樹脂的方法稱為VaRTM(Vacuum?assisted?Resin?Transfer?Molding，真空輔助樹脂傳遞模塑成型)法。另外，作為復合材料的成形方法，還已知并用層疊半固化片且進行加熱固化的方法和RTM法的混合方法。

按照復合材料的形狀賦形的半固化片的層疊體、RTM法中含浸樹脂之前的纖維的層疊體及RTM法中含浸樹脂之后的纖維的層疊體在復合材料成形的技術領域中稱為預成型坯(プリフォーム)。特別是含浸樹脂之前的纖維的層疊體稱為干式預成型坯(ドライプリフォーム)。另外，為了與通過加熱固化進行的復合材料的“成形”相區分，調整預成型坯的形狀的作業稱為“賦形”。

與金屬相比，復合材料為輕量且強度大，因此，作為各種零件的原材料擴大了使用范圍。因此，提出有即使是具有曲率較大的曲面的復合材料也能夠成形的方法(例如參照專利文獻1、專利文獻2及專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-150685號公報

專利文獻2：日本特開2009-191092號公報

專利文獻3：日本特開2002-240068號公報

發明內容

發明所要解決的課題

在通過將含浸樹脂之后或含浸樹脂之前的平面狀的纖維折彎而成形具有曲率較大的曲面的復合材料的情況中，在平面狀的纖維的折彎方向與復合材料的彎曲方向及纖維的長度方向不同時，如果不在平面狀的纖維施加切口，則難以折彎。這是由于，平面狀的纖維不會在各纖維的長度方向上伸縮。

在片狀的纖維施加切口且層疊于賦形模的情況下，不在賦形后的預成型坯上產生間隙會帶來質量的提高。即，為了確保成形后的復合材料所要求的尺寸精度和強度，避免預成型坯的間隙的產生，且在加熱固化后防止纖維增強層的脫落是非常重要的。

因此，本發明的目的在于，即使是局部具有曲率較大的曲面的預成型坯，也能夠以不產生間隙的方式賦形。

用于解決課題的方案