專利名稱：干式預成型坯、復合材料構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在環(huán)狀心軸的外周配置的中空環(huán)狀的干式預成型坯(drypreform)、由使用其的復合材料構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體及其制造方法。
背景技術(shù)：
例如，航空器的環(huán)狀框架那樣的環(huán)狀構(gòu)造體要求有高強度且輕量，因此，有時由在強化纖維中含浸樹脂而成的復合材料形成。但是，環(huán)狀框架通常是コ字型或T字型等具有折曲部的異形截面，由復合材料形成這樣的異形截面的環(huán)狀框架并不容易。例如專利文獻I公開了ー種使用由織物(編織物)構(gòu)成的干式預成型坯而形成截面L字形狀的環(huán)狀構(gòu)造體的方法。具體地說，首先如圖14所示，形成由在長度方向配向的 纖維(中央線)105b及相對于長度方向以土 α的織造角度配向的纖維(織造線)105a構(gòu)成的、呈3軸構(gòu)造的纖維組織的長板狀干式預成型坯105。如圖15所示，將該長板狀的干式預成型坯105在短邊方向中間部折曲，形成由平板部121及垂直部122構(gòu)成的截面L字形狀，并以垂直部122為內(nèi)側(cè)的方式使其變形為圓弧狀。然后，如圖16所示，通過連結(jié)多個圓弧狀的干式預成型坯105，形成截面L字形狀的環(huán)狀的干式預成型坯102。但是，圖14所示的由織物構(gòu)成的干式預成型坯由于織造線105a皺縮為波狀，所以與直線狀的強化纖維相比，纖維方向的強度變低。另外，為了使織造線105a和中央線105b皺縮，中央線105b需要隔開間隙排列，因此，中央線105b的密度下降，長度方向的強度降低，并且樹脂侵入中央線105b間的間隙而導致重量増加。進而，通過連結(jié)多個圓弧狀的干式預成型坯105而構(gòu)成環(huán)狀的干式預成型坯102，從而強化纖維在環(huán)方向上不連續(xù)，因此導致環(huán)方向的強度下降。另ー方面，在專利文獻2中公開了ー種由使強化纖維沿規(guī)定方向配向的多個纖維層構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體。具體地說，如圖17所示，將具有第一纖維方向(+45° )的纖維層210、具有第二纖維方向(-45° )的纖維層211、具有第三纖維方向(0° )的追加層212層疊起來而形成片狀的纖維層疊物209，將該纖維層疊物209折曲而形成截面L字形狀的坯料，使該截面L字形的坯料向環(huán)方向彎曲，由此形成環(huán)狀構(gòu)造體。如此，通過將纖維在一定的方向上拉齊而構(gòu)成纖維層，從而各纖維變成直線狀，因此，與纖維皺縮的織物相比，纖維方向的強度提高。另外，由于沒必要使纖維皺縮，所以無間隙地鋪滿纖維而可提高密度，因此，環(huán)狀構(gòu)造體的強度進ー步提高，且減少進入纖維間的樹脂，實現(xiàn)環(huán)狀構(gòu)造體的輕量化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I JP特開2006-69166號公報專利文獻2 JP特開2008-543670號公報但是，通過上述專利文獻2的方法制造的環(huán)狀構(gòu)造體的設(shè)計的自由度低。S卩，為了使平板部(基底部分)在一平面內(nèi)向環(huán)方向彎曲，無法配置第三纖維方向(環(huán)方向)的纖維，因此需要僅由第一及第ニ纖維方向(±45° )的纖維層構(gòu)成，從而存在平板部的環(huán)方向的強度不足的顧慮。另外，層疊將纖維拉齊而成的纖維層的片狀的纖維層疊物209(參照圖17)與由織物構(gòu)成的干式預成型坯105(參照圖14)相比，纖維的配向自由度低，因此，難以變形為希望的形狀。尤其，在環(huán)狀構(gòu)造體的截面形狀在環(huán)方向的一部分不同的情況下，使片狀的纖維層疊物209變形為所述形狀非常困難。進而，例如在作為航空器的主體的環(huán)狀框架使用的大徑(例如直徑5m以上)的環(huán)狀構(gòu)造體的情況下，如上述那樣使片狀的纖維層疊物209彎曲而形成環(huán)狀構(gòu)造體的作業(yè)并不容易。例如，雖然若將多個圓弧狀的段連結(jié)起來形成則作業(yè)容易，但在該情況下，與上述同樣導致環(huán)方向的強度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種高強度且輕量的、形成容易、設(shè)計的自由度高的中空環(huán)狀的干式預成型坯及由使用其的復合材料構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體。
為解決所述問題而提出的本發(fā)明，是ー種在環(huán)狀的心軸的外周層疊多個強化纖維層而成的中空環(huán)狀的干式預成型坯，其特征在干，心軸是之后從干式預成型坯被分離的部分，所述干式預成型坯具有第一強化纖維層，該第一強化纖維層是由呈螺旋狀卷繞(捲回する)在心軸的外周、在環(huán)方向上至少一周是無接縫連續(xù)、且在與環(huán)方向交叉的方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的。該干式預成型坯具有以下優(yōu)點。(I)通過具有將強化纖維平行拉齊的強化纖維層，從而與強化纖維皺縮的織物相比，可實現(xiàn)高強度化及輕量化。(2)僅通過在環(huán)狀心軸上螺旋狀地卷繞強化纖維，就能夠形成環(huán)狀的干式預成型坯，因此，不需要上述專利文獻2所示的方法那樣的將片狀纖維層疊物折曲的作業(yè)，形成變?nèi)菀住?3)通過ー邊使強化纖維在心軸的外周卷繞，一邊在環(huán)方向上至少一周連續(xù)，從而可以在環(huán)方向上連續(xù)形成干式預成型坯，因此與連結(jié)多個圓弧狀的干式預成型坯的情況相比，可實現(xiàn)高強度化。(4)由于強化纖維ー邊仿照心軸的外周形狀ー邊被卷繞，因此即便在環(huán)狀構(gòu)造體的截面形狀在環(huán)方向上不同的情況下，也可以使干式預成型坯的形狀追隨于心軸的形狀。上述的干式預成型坯由于可以設(shè)置與第一強化纖維層不同的任意方向的強化纖維層，所以設(shè)計自由度變大。例如，可以設(shè)置第二強化纖維層，該第二強化纖維層是由呈螺旋狀卷繞在心軸的外周、在環(huán)方向上至少一周連續(xù)、且在關(guān)于環(huán)方向與第一強化纖維層的強化纖維對稱的方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的；或設(shè)置第三強化纖維層，該第三強化纖維層是由在環(huán)方向上至少一周連續(xù)、且在環(huán)方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的。若使用上述的干式預成型坯，則可以容易得到由復合材料構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體。即，可得到由復合材料構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體，該復合材料具有沿環(huán)方向分割上述的中空環(huán)狀的干式預成型坯的多個分割干式預成型坯；及含浸在分割干式預成型坯中的樹脂。該環(huán)狀構(gòu)造體例如可用作航空器的環(huán)狀框架。上述這樣的干式預成型坯可以通過下述方法制造，所述方法包括干式預成型坯形成エ序，在該エ序中，通過在環(huán)狀的心軸的外周螺旋狀地卷繞強化纖維，從而形成第一強化纖維層，該第一強化纖維層是由在環(huán)方向上至少一周是無接縫連續(xù)、且在與環(huán)方向交叉的方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的；分離エ序，在該エ序中，將干式預成型坯沿著環(huán)方向分割為多個，將干式預成型坯與心軸分離； 樹脂含浸エ序，在該エ序中，使樹脂含浸于干式預成型坯而形成復合材料。在該情況下，只要通過在心軸的外周卷繞將多根強化纖維平行拉齊而成的強化纖維束，從而形成第一強化纖維層，就能夠高效卷繞強化纖維。使樹脂含浸在干式預成型坯中的樹脂含浸エ序可在將干式預成型坯與心軸分離的分離エ序之后進行，也可以在分離エ序之前進行。另外，在干式預成型坯具有由在環(huán)方向上至少一周連續(xù)、且在環(huán)方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的第三強化纖維層的情況下，只要將在環(huán)方向上被拉齊的強化纖維向心軸的外周供給，并且在該外周螺旋狀地卷繞第一強化纖維層的強化纖維，就能將第三強化纖維層容易固定在心軸的外周。在該情況下，只要在使樹脂附著于強化纖維的表面上之后，將該強化纖維在環(huán)方向上拉齊并向心軸外周供給，形成第三強化纖維層，則可同時進行干式預成型坯形成エ序與樹脂含浸エ序。發(fā)明效果 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以得到高強度且輕量，形成容易且設(shè)計自由度高的環(huán)狀干式預成型坯及使用其的復合材料所構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體。


圖I上本發(fā)明的實施方式的環(huán)狀構(gòu)造體的主視圖。圖2是圖I的X-X截面圖。圖3是表示上述環(huán)狀構(gòu)造體的強化纖維層的層疊狀態(tài)的截面圖。圖4是表示上述環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法的干式預成型坯形成エ序的主視圖，表示供給第一強化纖維層及第三強化纖維層的樣子。圖5是圖4的放大圖。圖6是圖5的Y-Y截面圖。圖7是表示上述環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法的干式預成型坯形成エ序的主視圖，表示供給第二強化纖維層的樣子。圖8是中空環(huán)狀的干式預成型坯及心軸的截面圖。圖9是表示上述環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法的分離エ序的截面圖。圖10是其他實施方式的環(huán)狀構(gòu)造體的截面圖。圖11是表示其他實施方式的制造方法的分離エ序的截面圖。圖12是其他實施方式的環(huán)狀構(gòu)造體的截面圖。圖13是表示其他實施方式的制造方法的干式預成型坯形成エ序的主視圖，表示將第一強化纖維層的強化纖維卷繞的樣子。圖14是由織物構(gòu)成的長板狀的干式預成型坯的立體圖(專利文獻I的圖4)。圖15是表示將圖14的長板狀的干式預成型坯在短邊方向中間部折曲的狀態(tài)的立體圖(專利文獻I的圖5)。圖16是表示將圖15的干式預成型坯連結(jié)起來而成的環(huán)狀的干式預成型坯的立體圖(專利文獻I的圖6)。圖17是表示片狀的纖維層疊物的俯視圖(專利文獻2的圖3)。符號說明
I環(huán)狀構(gòu)造體2 腹板3 凸緣11第一強化纖維層12第二強化纖維層13第三強化纖維層20 心軸
30環(huán)方向纖維供給部31引導件40纖維卷繞部41引導件50干式預成型坯A片狀纖維束
具體實施例方式以下，基于

本發(fā)明的實施方式。圖I表示本發(fā)明的ー實施方式的環(huán)狀構(gòu)造體I。該環(huán)狀構(gòu)造體I作為航空器的主體的環(huán)狀框架使用，直徑約3 10m。環(huán)狀構(gòu)造體I如圖2所示，截面呈コ字形狀，具體地說，其由大致平板狀的腹板2和從腹板2的內(nèi)徑端及外徑端大致垂直立起的筒狀的凸緣3構(gòu)成。環(huán)狀構(gòu)造體I在環(huán)方向的一部分使截面形狀稍有不同。具體地說，雖詳細圖示省略，但尤其在要求高強度的部位，稍微增大腹板2的短邊方向寸法L2或凸緣3的短邊方向寸法L3而實現(xiàn)強度提高，在要求的強度較低的部位，稍微減小腹板2的短邊方向寸法L2或凸緣3的短邊方向寸法L3而實現(xiàn)輕量化。環(huán)狀構(gòu)造體I由在層疊多個強化纖維層而成的干式預成型坯中含浸樹脂的復合材料構(gòu)成。強化纖維例如可使用碳纖維或玻璃纖維。樹脂可使用熱硬化性樹脂或者熱可塑性樹脂，具體地說，作為熱硬化性樹脂，可使用環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺、聚酰亞胺等，作為熱可塑性樹脂，可使用聚醚醚酮等。環(huán)狀構(gòu)造體I如圖3所示，具有沿規(guī)定方向?qū)娀w維拉齊而成的多個強化纖維層。在圖示例中，層疊有使強化纖維在相對于環(huán)方向以規(guī)定角度交叉的方向(稱為+ Θ方向)上配向的第一強化纖維層11;使強化纖維在相對于環(huán)方向與第一強化纖維層11的強化纖維對稱的方向(稱為-Θ方向)上配向的第二強化纖維層12 ;使強化纖維在環(huán)方向(稱為0°方向)上配向的第三強化纖維層13。第一 第三強化纖維層11 13以相鄰的層與纖維的配向方向交叉的方式被層疊，在本實施方式中，按照第三強化纖維層13(0° )、第一強化纖維層11 (+ Θ )、第二強化纖維層12 (- Θ )...的順序反復分別各層疊例如5 10層。第一強化纖維層11及第ニ強化纖維層12的配向角度Θ被設(shè)定在20 70°之間，例如被設(shè)定為60°。第一 第三強化纖維層11 13被設(shè)置成與腹板2及一對凸緣3連續(xù)。尤其，第一強化纖維層11及第ニ強化纖維層12，從一方的凸緣3的端面3a到另一方的凸緣3的端面3a，強化纖維無接縫地連續(xù)且以一定角度配向。上述的環(huán)狀構(gòu)造體I經(jīng)過干式預成型坯形成エ序、分離エ序及樹脂含浸エ序而制造。以下，順次說明各エ序。如圖4所示，干式預成型坯形成エ序是通過向環(huán)狀的心軸20的外周供給強化纖維,從而形成中空環(huán)狀的干式預成型坯的エ序。心軸20例如截面為矩形(本實施方式中為正方形)，呈與圖I所示的環(huán)狀構(gòu)造體I同樣的環(huán)狀。在圖示例中，將心軸20做成中空而實現(xiàn)輕量化。如上述那樣，環(huán)狀構(gòu)造體I由于在環(huán)方向的一部分使截面形狀有稍許不同，因此與之匹配，也使心軸20在環(huán)方向的一部分使截面形狀有稍許不同。向心軸20的外周面供給強化纖維的供給裝置具備使心軸20向環(huán)方向一方(在圖4中為順時針方向，參照箭頭)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部(圖示省略)；沿環(huán)方向朝向心軸20的外周面供給強化纖維的環(huán)方向纖維供給部30 ;在心軸20的外周面卷繞強化纖維的纖維卷繞部40。
從環(huán)方向纖維供給部30供給的多根強化纖維經(jīng)引導件31被配置在心軸20的外周面。在引導件31上設(shè)有對強化纖維進行引導的多個引導孔(圖示省略)，通過由該引導孔對強化纖維進行引導，從而強化纖維在沿環(huán)方向被拉齊的狀態(tài)下被配置在心軸20的外周面。在本實施方式中，以均勻的密度在截面矩形的心軸20的外周面的全周配置環(huán)方向的強化纖維。從而將強化纖維在環(huán)方向(0° )上配向的第三強化纖維層13供給到心軸20的外周面。與此同時，將從纖維卷繞部40供給的多根強化纖維如圖5所示，經(jīng)引導件41卷繞到心軸20的外周面。在引導件41上設(shè)有對強化纖維進行引導的多個引導孔(圖示省略)。在本實施方式中，引導孔沿環(huán)方向排列配置，由該引導孔引導的多個強化纖維沿環(huán)方向排列配置，由此，形成片狀的纖維束A。而且如圖6所示，通過使纖維卷繞部40及引導件41 一起繞心軸20—圈，由此將片狀的纖維束A卷繞在心軸20的外周(參照圖5)。此時，ー邊使心軸20向環(huán)方向一方(參照箭頭)旋轉(zhuǎn)，一邊使纖維卷繞部40及引導件41繞圈，由此，供給相對于環(huán)方向C以規(guī)定的角度(+ Θ )將強化纖維平行拉齊而成的片狀纖維束A。另外，在纖維卷繞部40及引導件41繞心軸20 —圈的期間，若使心軸20以片狀纖維束A的寬度W的量向環(huán)方向一方旋轉(zhuǎn)，則將纖維束A無間隙地鋪滿心軸20的外周。需要說明的是，心軸20雖然在環(huán)方向的一部分截面形狀不同，但通過卷繞片狀的纖維束A，從而構(gòu)成纖維束A的各強化纖維分別仿照心軸20的外周形狀，所以可容易使纖維束A整體仿照心軸20的外周形狀。由此，在與環(huán)方向C交叉的方向(+Θ)上將強化纖維拉齊而成的第一強化纖維層11被供給到心軸20的外周。如上所述，通過將從環(huán)方向纖維供給部30經(jīng)引導件31供給到心軸20外周面的第三強化纖維層13的外周用纖維束A卷繞，從而將第三強化纖維層13固定在心軸20的外周。若通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部使心軸20在環(huán)方向上旋轉(zhuǎn)一周、第一強化纖維層的強化纖維在環(huán)方向上有一周，則停止旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部、纖維卷繞部40及引導件41，并將從纖維卷繞部40供給的強化纖維及環(huán)方向的強化纖維暫時切斷。然后，如圖7所示，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部使心軸20向環(huán)方向另一方(在圖7中為逆時針方向，參照箭頭)按照與上述相同的速度旋轉(zhuǎn)，并且使纖維卷繞部40及引導件41向與上述相同的方向以相同速度繞圈。由此，相對于環(huán)方向C以規(guī)定的角度(-Θ)將強化纖維拉齊而成的片狀纖維束A被卷繞在心軸20的外周面，第ニ強化纖維層12被層疊到第一強化纖維層11的外周。通過反復進行以上動作，順次層疊第三強化纖維層13、第一強化纖維層11及第ニ強化纖維層12(參照圖3)，在心軸20的外周形成中空環(huán)狀的干式預成型坯50(參照圖8)。需要說明的是，第二強化纖維層12的形成方法不限于上述，例如也可以通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部ー邊使心軸20向環(huán)方向一方(與圖5相同的方向)旋轉(zhuǎn)，一邊使纖維卷繞部40及引導件41向與圖6的箭頭相反的方向(順時針方向)旋轉(zhuǎn)，從而形成第二強化纖維層12。干式預成型坯50被粘合劑等暫時固定。具體地說，例如在從環(huán)方向纖維供給部30供給的強化纖維或者從纖維卷繞部40供給的強化纖維中混雜熱熔接性的粘合劑纖維，形成干式預成型坯50，之后，將其加熱而使粘合劑纖維熔融，通過使其固化，從而可以暫時固定干式預成型坯50?；蛘撸部梢栽谛纬筛墒筋A成型坯50后，向其表面供給熔敷性的粉末狀或者霧狀的粘合劑，進行暫時固定。需要說明的是，如果需要的話，也可以將強化纖維的端部用粘合劑等暫時固定在心軸20的表面或者強化纖維層的表面。如圖9所示，這樣得到的中空環(huán)狀的干式預成型坯50沿環(huán)方向被分割為多個(在圖示例中為2個)，從內(nèi)部取出心軸20 (分離エ序)。由此，可得到呈與圖I所示的環(huán)狀構(gòu)造體I同樣的形狀、即由腹板52及凸緣53構(gòu)成的截面コ字形狀的ー對分割干式預成型坯51。此時，第一強化纖維層11及第ニ強化纖維層12的強化纖維的端部若被配置在中空環(huán) 狀的干式預成型坯50的分割面上，則在分割干式預成型坯51的腹板52或凸緣53的第一以及第二強化纖維層11、12上完全不形成強化纖維的接縫，因此優(yōu)選。在樹脂含浸エ序中，使樹脂含浸于從心軸20分離的分割干式預成型坯51中，通過使該樹脂固化，形成復合材料。使樹脂含浸固化的方法沒有限定，例如可通過R T M法(ResinTransferMolding)進行?；蛘撸部梢酝ㄟ^浸潰等預先使樹脂附著在由環(huán)方向纖維供給部30供給的強化纖維上，將該強化纖維在環(huán)方向上拉齊，井向心軸20的外周供給。在該情況下，通過將環(huán)方向的強化纖維向心軸20的外周供給，從而在該強化纖維上附著的樹脂含浸于干式預成型坯50，因此可以同時進行樹脂含浸エ序和干式預成型坯形成エ序，之后進行加熱，從而可得到由復合材料構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體I。通過以上エ序，完成由復合材料構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體I (參照圖I)。本發(fā)明不限于上述實施方式。以下，說明本發(fā)明的其他實施方式，對于具有與上述實施方式同樣的功能的部位標注同一符號，省略重復說明。在上述的實施方式中，在分離エ序后進行樹脂含浸エ序，但也可以與此相反，使樹脂含浸于圖8所示的中空環(huán)狀的干式預成型坯50中，形成中空環(huán)狀的復合材料后，將該復合材料沿環(huán)方向進行分割，從內(nèi)部取出心軸20。另外，在上述的實施方式中，示出了截面コ字形狀的環(huán)狀構(gòu)造體1，但不限于此，例如，也可以形成圖10所示的截面H形狀的環(huán)狀構(gòu)造體101。在該情況下，分別使樹脂含浸于截面コ字形狀的ー對分割干式預成型坯51中，形成環(huán)狀構(gòu)造體1，之后，將它們在背面彼此固定，由此可得到截面H形狀的環(huán)狀構(gòu)造體101?；蛘?，將截面コ字形狀的ー對分割干式預成型坯51的背面彼此合起來配置，在該狀態(tài)下使樹脂含浸，由此可得到截面H形狀的環(huán)狀構(gòu)造體I。另外，在上述的實施方式中，示出了在分離エ序?qū)⒅锌窄h(huán)狀的干式預成型坯50分割為兩個的情況，但不限于此，例如圖11所示，也可以分割為三個。在圖示例中，分割為圓筒狀的分割干式預成型坯61以及截面L字形狀的ー對分割干式預成型坯62。通過在這些分割干式預成型坯61、62中使樹脂含浸，從而可得到環(huán)狀構(gòu)造體261、262。這些環(huán)狀構(gòu)造體261、262可以分別単獨使用，也可以如圖12那樣組合形成一體，從而可構(gòu)成截面H字形狀的環(huán)狀構(gòu)造體201。另外，在上述的實施方式中，示出了從纖維卷繞部40供給沿環(huán)方向排列強化纖維而成的片狀的纖維束A的情況，但不限于此。例如圖13所示，也可以在心軸20的外周等間隔配置多個(圖示例中為8個)纖維卷繞部40。引導件部41以包圍心軸20的外周的方式被設(shè)成環(huán)狀，等間隔設(shè)有引導孔。通過使該多個纖維卷繞部40及引導件部41 一起向箭頭方向旋轉(zhuǎn)，從而將強化纖維卷繞在心軸20的外周。在該情況下，能夠通過從多個纖維卷繞部40供給的強化纖維，遍及全周大致同時按壓向心軸20外周供給的環(huán)方向的強化纖維(第三強化纖維層13)。另外，在上述的實施方式中，示出了心軸20的截面為矩形的情況，但不限于此，例如可以為截面梯形或截面圓形。另外，在上述的實施方式中，示出了具有在相對于環(huán)方向傾斜的方向(+Θ方 向、-Θ方向)上配向的第一強化纖維層11及第ニ強化纖維層12、在環(huán)方向(0°方向)上 配向的第三強化纖維層13的情況，但不限于此，可以根據(jù)所要求的強度的方向進行適當變更。例如，可省略第二強化纖維層12及第三強化纖維層13的任一方或雙方?；蛘撸说谝?第三強化纖維層11 13タト，還可以追加向其他方向傾斜的強化纖維層。另外，在上述的實施方式中，示出了將環(huán)狀構(gòu)造體I用作航空器的環(huán)狀框架的情況，但不限于此，例如，也可以用于自行車或汽車的輪圈等。
權(quán)利要求
1.ー種干式預成型坯，是在環(huán)狀的心軸的外周層疊多個強化纖維層而成的中空環(huán)狀的干式預成型坯，其特征在干， 所述心軸是之后從所述干式預成型坯被分離的部分， 所述干式預成型坯具有第一強化纖維層，該第一強化纖維層是由呈螺旋狀卷繞在所述心軸的外周、在環(huán)方向上至少一周是無接縫連續(xù)、且在與環(huán)方向交叉的方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的。
2.如權(quán)利要求I所述的干式預成型坯,其中， 通過將多根強化纖維平行拉齊而成的片狀的強化纖維束卷繞在所述心軸的外周，由此形成所述第一強化纖維層。
3.如權(quán)利要求I或2所述的干式預成型坯，其中， 所述干式預成型坯具有第二強化纖維層，該第二強化纖維層是由呈螺旋狀卷繞在所述心軸的外周、在環(huán)方向上至少一周連續(xù)、且在關(guān)于環(huán)方向與所述第一強化纖維層的強化纖維對稱的方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項所述的干式預成型坯，其中， 所述干式預成型坯具有第三強化纖維層，該第三強化纖維層是由在環(huán)方向上至少一周連續(xù)、且在環(huán)方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的。
5.ー種環(huán)狀構(gòu)造體，其由復合材料構(gòu)成，該復合材料具有沿環(huán)方向分割權(quán)利要求I 4中任一項所述的干式預成型坯的多個分割干式預成型坯；及含浸在所述分割干式預成型坯中的樹脂。
6.如權(quán)利要求5所述的環(huán)狀構(gòu)造體，其中， 所述環(huán)狀構(gòu)造體用作航空器的環(huán)狀框架。
7.—種環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法，其包括 干式預成型坯形成エ序，在該エ序中，通過在環(huán)狀的心軸的外周螺旋狀地卷繞強化纖維，從而形成具有第一強化纖維層的干式預成型坯，該第一強化纖維層是由在環(huán)方向上至少一周是無接縫連續(xù)、且在與環(huán)方向交叉的方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的； 分離エ序，在該エ序中，將所述干式預成型坯沿著環(huán)方向分割為多個，將所述干式預成型坯與所述心軸分離； 樹脂含浸エ序，在該エ序中，使樹脂含浸于所述干式預成型坯而形成復合材料。
8.如權(quán)利要求7所述的環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法，其中， 通過在所述心軸的外周螺旋狀地卷繞將多根強化纖維平行拉齊而成的強化纖維束，從而形成所述第一強化纖維層。
9.如權(quán)利要求7或8所述的環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法，其中， 在所述分離エ序之后，進行所述樹脂含浸エ序。
10.如權(quán)利要求7或8所述的環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法，其中， 在所述樹脂含浸エ序之后進行所述分離エ序。
11.如權(quán)利要求7 10中任一項所述的環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法，其中， 所述干式預成型坯具有第三強化纖維層，該第三強化纖維層是由在環(huán)方向上至少一周連續(xù)、且在環(huán)方向上被拉齊的強化纖維構(gòu)成的， 將在所述環(huán)方向上被拉齊的強化纖維供給到所述心軸的外周，并且在該外周螺旋狀地卷繞所述第一強化纖維層的強化纖維，從而將所述第三強化纖維層固定在所述心軸的外周。
12.如權(quán)利要求11所述的環(huán)狀構(gòu)造體的制造方法，其中， 在使樹脂附著在強化纖維的表面上后，將該強化纖維在環(huán)方向上拉齊并供給到所述心軸的外周，形成所述第三強化纖維層，由此，同時進行所述干式預成型坯形成エ序與所述樹脂含浸エ序。
全文摘要
提供一種干式預成型坯、復合材料構(gòu)成的環(huán)狀構(gòu)造體及其制造方法，干式預成型坯具有第一強化纖維層(11)，該第一強化纖維層是由卷繞在心軸(20)的外周、平行于與心軸(20)的環(huán)方向(0°方向)交叉的方向(+θ方向)被拉齊、且在心軸(20)的環(huán)方向上至少一周是無接縫連續(xù)的強化纖維構(gòu)成的。
文檔編號B29C53/80GK102689444SQ20121006938
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者廣川哲朗, 西山茂 申請人:敷紡株式會社