纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法及纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法在第一模具(10)和第二模具(12)的合模中途，使設(shè)有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀(14)的第二模具(12)的型腔形成面(13)與纖維強(qiáng)化復(fù)合件(15)接觸，并在設(shè)有凹陷形狀(14)的第二模具(12)的型腔形成面(13)的溫度被設(shè)定為比第一模具(10)的型腔形成面(11)的溫度高的環(huán)境下，對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件(15)進(jìn)行加熱。然后，通過(guò)將第一模具(10)和第二模具(12)合模，加壓纖維強(qiáng)化復(fù)合件(15)使其流動(dòng)，并使纖維強(qiáng)化復(fù)合件(15)流入凹陷形狀(14)內(nèi)，來(lái)將厚壁部一體成形于成形品的主體部。
【專利說(shuō)明】纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法及纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及纖維強(qiáng)化復(fù)合件(fibre reinforced composite)的成形方法及其成形
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]包含強(qiáng)化纖維和基質(zhì)樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件具有比強(qiáng)度、比彈性模量較高、力學(xué)特性優(yōu)異、以及耐老化、耐化學(xué)性等高功能特性等，因此，其在飛機(jī)的零件、汽車的零件、建材、體育用品等用途上被關(guān)注，需求量每年都在提高。
[0003]在纖維強(qiáng)化復(fù)合件的預(yù)浸料坯(pr印reg)的制造方法中，例如存在使強(qiáng)化纖維的絲束(Tow)或織布浸在未固化的熱固性樹脂中的方法，將熱固性的樹脂粉末涂布于強(qiáng)化纖維或其織物、接著在加壓下熔融該樹脂粉末并使其含浸在組織中的方法等。然而，通過(guò)上述方法制造出的預(yù)浸料坯是粘著性的或難以加工成復(fù)雜的形狀等，不容易處理。
[0004]在強(qiáng)化纖維中，使用了玻璃纖維、碳素纖維等無(wú)機(jī)纖維、芳香族聚酰胺纖維等有機(jī)纖維。另外，強(qiáng)化纖維從其使用形態(tài)出發(fā)大致被分為連續(xù)纖維和不連續(xù)纖維。連續(xù)纖維是指長(zhǎng)度為數(shù)m以上的纖維。由作為強(qiáng)化纖維包含連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件構(gòu)成的成形品例如通過(guò)手工敷層法(hand lay-up method)、壓熱器法(autoclave method)制造出。在手工敷層法中，在利用刷毛、輥?zhàn)拥葘⑽垂袒臒峁绦詷渲坎加诩庸こ煽椢铩⑨樋椢锏瓤棽嫉倪B續(xù)纖維之后，通過(guò)使該熱固性樹脂固化來(lái)制造出成形品。在壓熱器法中，在連續(xù)纖維上層疊所需片數(shù)的含浸有未固化的熱固性樹脂的預(yù)浸料坯，并用壓熱器進(jìn)行加熱、加壓，以制造出成形品。不連續(xù)纖維是將連續(xù)纖維切斷為數(shù)mm至數(shù)cm后的纖維，其被稱為切碎線、切割線等。由作為強(qiáng)化纖維包含不連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件構(gòu)成的成形品是例如通過(guò)在手工敷層法中，使不連續(xù)纖維在模具內(nèi)規(guī)則或不規(guī)則地設(shè)置之后，用刷毛或輥?zhàn)拥韧坎嘉垂袒臒峁绦詷渲?，并使該熱固性樹脂固化而制造出的?；蛘撸瑢㈩A(yù)先混合有未固化的熱固性樹脂和不連續(xù)纖維的片材狀的SMC(片狀模塑料:sheet molding compound)基材、或預(yù)先混煉有未固化的熱固性樹脂和不連續(xù)纖維的塊狀的BMC(團(tuán)狀模塑料:bulk molding compounds)基材在模具內(nèi)進(jìn)行加熱、加壓，以制造出成形品。
[0005]使用SMC基材、BMC基材這樣的強(qiáng)化纖維是不連續(xù)纖維的基材來(lái)制造出成形品的方法具有以下特長(zhǎng):由于預(yù)先將樹脂含浸于強(qiáng)化纖維，因此，工序簡(jiǎn)單(不需要使樹脂流入的工序)，生產(chǎn)率較高，強(qiáng)化纖維較短，因此，基材容易流動(dòng)，能制造出復(fù)雜形狀的成形品，該方法被廣泛地運(yùn)用到浴缸等建材、阻流板等汽車零件的制造等。
[0006]特別地，SMC基材是在聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂等未固化的熱固性樹脂片材上隨機(jī)或沿一個(gè)方向散布由切斷為1mm?50mm的玻璃纖維、碳素纖維構(gòu)成的強(qiáng)化纖維的、厚度數(shù)_的片材狀的基材，在使用SMC基材的成形品的制造方法(SMC法)中，SMC基材配置于模具內(nèi)，并被加熱、加壓而擴(kuò)展。藉此，基材流動(dòng)而形成為最終形狀，并且通過(guò)加熱使基材固化，從而制造出成形品。如上所述，SMC法與金屬?zèng)_壓成型法類似，因此，開始普及到引擎蓋、門面板等汽車零件的制造。
[0007]另外，在強(qiáng)化纖維是連續(xù)纖維的基材中，已知有一種除了在連續(xù)纖維中含浸未固化的熱固性樹脂的預(yù)浸料坯之外，還層疊由熱塑性樹脂纖維和強(qiáng)化纖維或其混紡線構(gòu)成的織物(織布)和熱塑性樹脂片材，并在特定溫度下進(jìn)行加熱及加壓而成形的基材(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0008]當(dāng)在基質(zhì)樹脂中使用熱塑性樹脂時(shí)，基質(zhì)樹脂的選擇方案很多，并也能使用被稱為工程塑料的高性能樹脂，因此，預(yù)計(jì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件的用途會(huì)擴(kuò)大。另外，與使用熱固性樹脂的情況相比，可大幅縮短成形周期，因此，纖維強(qiáng)化復(fù)合件朝汽車等大量生產(chǎn)品的應(yīng)用備受:期待、關(guān)注。
[0009]另外，將碳素纖維作為強(qiáng)化纖維、并將尼龍、PC(聚碳酸酯)等熱塑性樹脂作為基質(zhì)樹脂的碳素纖維強(qiáng)化熱塑性樹脂組成物(CFRTP Carbon Fiber ReinforcedThermoplastics)通過(guò)注塑成形法，即便是復(fù)雜形狀的成形也能靈活地加以應(yīng)對(duì)，即、具有較高的成形性，因此，近年來(lái)，使用于計(jì)算機(jī)、OA設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、移動(dòng)電話、AV設(shè)備、電話機(jī)、傳真機(jī)、家電產(chǎn)品、玩具用品等電氣或電子設(shè)備的零件，收容這些零件、高密度安裝電路的框體(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0010]但是，需要在作為電氣或電子設(shè)備的框體的主體部上一體成型地設(shè)置電氣或電子設(shè)備的零件與主體部的連接部分即所謂被稱為凸起或肋的厚壁部，將作為強(qiáng)化纖維包含連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件成形為凸起或肋的厚壁部是非常困難的。因此，將基質(zhì)樹脂是熱塑性樹脂、且強(qiáng)化纖維是不連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件作為材料另行成形凸起或肋，并利用粘接劑等與框體的頂面部一體化(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開昭63 - 87228號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2004-358828號(hào)公報(bào)
[0015]如上所述，在計(jì)算機(jī)、OA設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、移動(dòng)電話、AV設(shè)備、家電產(chǎn)品、玩具用品等電氣或電子設(shè)備的框體材料中使用纖維強(qiáng)化復(fù)合件的情況下，需將纖維強(qiáng)化復(fù)合件成形為被稱為凸起或肋的較細(xì)且復(fù)雜的形狀。然而，包括機(jī)械特性比不連續(xù)纖維優(yōu)異的連續(xù)纖維以作為強(qiáng)化纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件形成凸起或肋的形狀是非常困難的。因此，將強(qiáng)化纖維是不連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件作為材料另行成形出凸起或肋，并利用粘接劑等與框體的頂面部一體化。然而，在利用粘接劑等使凸起或肋與頂面部一體化的情況下，存在凸起或肋容易在應(yīng)力集中的該凸起或肋的根部處從頂面部折曲這樣的問題。另外，可考慮使成形性優(yōu)先，使用模具，將作為強(qiáng)化纖維包含不連續(xù)纖維的熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件成形為包括凸起或肋的框體的形狀，但作為強(qiáng)化纖維包含不連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件與作為強(qiáng)化纖維包含連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件相比，拉伸強(qiáng)度等機(jī)械特性較低，因此，即便在該情況下，也存在凸起或肋容易在應(yīng)力集中的該凸起或肋的根部處從頂面部折曲這樣的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有問題而作，其目的在于提供能與成形品的主體部同時(shí)，將凸起或肋等較細(xì)且復(fù)雜形狀的厚壁部和該成形品一體形成的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法及其成形裝置。
[0017]本發(fā)明的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法將包含強(qiáng)化纖維和熱塑性的基質(zhì)樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件配置于由第一模具和第二模具形成型腔的模具內(nèi)，在上述模具內(nèi)對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行完加熱及加壓之后，對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行冷卻，來(lái)獲得成形品，其特征是，包括:加熱工序，在該加熱工序中，在上述第一模具和上述第二模具的合模中途，使上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面中、設(shè)有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀的一方型腔形成面與上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件接觸，在設(shè)有上述凹陷形狀的上述一方型腔形成面的溫度被設(shè)定為比未設(shè)有上述凹陷形狀的另一方型腔形成面的溫度高的環(huán)境下，對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加熱；加壓工序，在該加壓工序中，通過(guò)將上述第一模具和上述第二模具合模，并對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓，使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件在上述模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，從而使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件流入上述凹陷形狀；以及冷卻工序，在該冷卻工序中，對(duì)上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面進(jìn)行冷卻，以使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻，在上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法中，將上述第一模具和上述第二模具開模，以獲得上述成形品。
[0018]另外，本發(fā)明的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法將包含強(qiáng)化纖維和熱塑性的基質(zhì)樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件配置于由第一模具和第二模具形成型腔的模具內(nèi)，在上述模具內(nèi)對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行完加熱及加壓之后，對(duì)熱塑性的上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行冷卻，來(lái)獲得成形品，其特征是，包括:加熱工序，在該加熱工序中，在上述第一模具和上述第二模具的合模中途，使上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面與上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件接觸，在設(shè)有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀的上述第一模具和上述第二模具的型腔形成面中、上述凹陷形狀的體積較大的一方型腔形成面的溫度被設(shè)定為比另一方型腔形成面的溫度高的環(huán)境下，對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加熱；加壓工序，在該加壓工序中，通過(guò)將上述第一模具和上述第二模具合模，并對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓，從而使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件在上述模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件流入上述凹陷形狀內(nèi)；以及冷卻工序，在該冷卻工序中，對(duì)上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面進(jìn)行冷卻，以使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻，在上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法中，將上述第一模具和上述第二模具開模，以獲得上述成形品。
[0019]本發(fā)明的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形品利用包含強(qiáng)化纖維和基質(zhì)樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件，將主體部和凸起或肋的厚壁部一體成型于上述主體部，其特征是，基質(zhì)樹脂是熱塑性樹脂，強(qiáng)化纖維是連續(xù)纖維，上述主體部與上述厚壁部的邊界面通過(guò)上述強(qiáng)化纖維相連。
[0020]本發(fā)明的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置在對(duì)配置于模具內(nèi)的、包含強(qiáng)化纖維和基質(zhì)樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行完加熱及加壓之后，使其冷卻，來(lái)獲得成形品，其特征是，包括:第一模具，該第一模具設(shè)有型腔形成面；第二模具，該第二模具設(shè)有與上述第一模具的型腔形成面一起形成型腔的型腔形成面；加熱回路，該加熱回路使上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面中、設(shè)有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀的一方型腔形成面的溫度比未設(shè)有用于使上述厚壁部成形的凹陷形狀的另一方型腔形成面的溫度高；合模機(jī)構(gòu)，合模機(jī)構(gòu)開始上述第一模具和上述第二模具的合模動(dòng)作，在該合模中途，當(dāng)上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面中、設(shè)有上述凹陷形狀的一方型腔形成面與上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件接觸時(shí)，使上述合模動(dòng)作暫時(shí)停止，并在該合模動(dòng)作停止時(shí)的位置將上述第一模具和上述第二模具保持規(guī)定期間，然后，通過(guò)將上述第一模具和上述第二模具合模，并對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓，使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件在上述模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件流入上述凹陷形狀內(nèi)；冷卻回路，在上述合模之后，該冷卻回路對(duì)上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面進(jìn)行冷卻，以使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻；以及開模機(jī)構(gòu)，在上述冷卻之后，該開模機(jī)構(gòu)將上述第一模具和第二模具開模。
[0021]另外，本發(fā)明的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置在對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行完加熱及加壓之后，使其冷卻，來(lái)獲得成形品，上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件包含強(qiáng)化纖維和熱塑性的基質(zhì)樹月旨，并配置于由第一模具和第二模具形成型腔的模具內(nèi)，其特征是，包括:第一模具，該第一模具設(shè)有型腔形成面，該型腔形成面具有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀；第二模具，該第二模具設(shè)有具有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀、且與上述第一模具的型腔形成面一起形成型腔的型腔形成面；加熱回路，該加熱回路使上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面中、上述凹陷形狀的體積較大的一方型腔形成面的溫度比另一方型腔形成面的溫度高；合模機(jī)構(gòu)，合模機(jī)構(gòu)開始上述第一模具和上述第二模具的合模動(dòng)作，在該合模中途，當(dāng)上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面與上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件接觸時(shí)，使上述合模動(dòng)作暫時(shí)停止，并在該合模動(dòng)作停止時(shí)的位置將上述第一模具和上述第二模具保持規(guī)定期間，然后，通過(guò)將上述第一模具和上述第二模具合模，并對(duì)上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓，使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件在上述模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件流入上述凹陷形狀內(nèi)；冷卻回路，在上述合模之后，該冷卻回路對(duì)上述第一模具的型腔形成面和上述第二模具的型腔形成面進(jìn)行冷卻，以使上述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻；以及開模機(jī)構(gòu)，在上述冷卻之后，該開模機(jī)構(gòu)將上述第一模具和第二模具開模。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，能使強(qiáng)化纖維是連續(xù)纖維的熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件成形，并能與成形品的主體部同時(shí)，將凸起或肋等較細(xì)且復(fù)雜的形狀和該成形品一體形成。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的一結(jié)構(gòu)例的主要部分的剖視圖。
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的合模中途狀態(tài)的剖視圖。
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置合模時(shí)的狀態(tài)的剖視圖。
[0026]圖4是從本發(fā)明實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置取出的成形品的一例的剖視圖。
[0027]圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的成形品的凸起或肋的一例的剖視圖。
[0028]圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的成形品的凸起或肋的另一例的剖視圖。
[0029]圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的一結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0030]圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式一的成形品的凸起或肋的成形工藝的剖視圖。
[0031]圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法的一例的流程圖。
[0032]圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的變形例的主要部分的剖視圖。
[0033]圖11是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的另一變形例的放大剖視圖。
[0034]圖12是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式二的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的一結(jié)構(gòu)例的放大剖視圖。
[0035](符號(hào)說(shuō)明)
[0036]10第一模具
[0037]11第一模具的凹形狀的型腔形成面
[0038]12第二模具
[0039]13第二模具的凸形狀的型腔形成面
[0040]14凹陷形狀
[0041]15熱塑性的纖維強(qiáng)化復(fù)合件
[0042]16a、16b、25 加熱回路
[0043]17a、17b 冷卻回路
[0044]18被加工件按壓板
[0045]19成形品
[0046]19b成形品19的主體部
[0047]19c成形品19的與主體部19b的邊界面
[0048]20凸起或肋的厚壁部
[0049]21纖維束
[0050]22、22a ?22c 織物
[0051]23基質(zhì)樹脂
[0052]24厚壁部的根部
[0053]26關(guān)起部
[0054]27凹陷形狀周邊的兩側(cè)的型腔形成面間的間隙
[0055]28突起部的寬度
[0056]29突起部與第一模具之間的間隙
[0057]30第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件
[0058]t厚壁部的寬度或直徑
[0059]h厚壁部的高度

【具體實(shí)施方式】
[0060]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。然而，有時(shí)對(duì)于相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。另外，為了容易理解附圖，在主體上示意地示出了各構(gòu)成要素。此外，圖示出的各構(gòu)成要素的厚度、長(zhǎng)度等考慮到制圖方便，與實(shí)際情況有所不同。另外，以下實(shí)施方式所示的各構(gòu)成要素的形狀、尺寸等是一例，并沒有特別限定，能在實(shí)質(zhì)上不脫離本發(fā)明的效果的范圍中進(jìn)行各種變更。另外，能恰當(dāng)?shù)亟M合以下的實(shí)施方式中說(shuō)明的事項(xiàng)。
[0061](實(shí)施方式一)
[0062]圖1是表示實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的一結(jié)構(gòu)例的主要部分的剖視圖。該成形裝置包括具有型腔形成面的模具，通過(guò)將配置于該模具內(nèi)的包含連續(xù)纖維的強(qiáng)化纖維和熱塑性樹脂的基質(zhì)樹脂的熱塑性的纖維強(qiáng)化復(fù)合件加熱及加壓之后、進(jìn)行冷卻，而能獲得由該纖維強(qiáng)化復(fù)合件構(gòu)成的成形品。以下，對(duì)該實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0063]如圖1所示，該成形裝置的模具由固定側(cè)的第一模具10和可動(dòng)側(cè)的第二模具12構(gòu)成。在第一模具10上形成有凹形狀的型腔形成面11，在第二模具12上形成有凸形狀的型腔形成面13。凸形狀的型腔形成面13與凹形狀的型腔形成面11 一起形成用于對(duì)成形品進(jìn)行成形的型腔。另外，凸形狀的型腔形成面13具有用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14。
[0064]為了在模具內(nèi)對(duì)熱塑性的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行加熱或冷卻，在第二模具12的凸形狀的型腔形成面13及第一模具10的凹形狀的型腔形成面11各自的最附近處分別配置有電氣式加熱器等的加熱回路16a及16b，在加熱回路16a及16b各自的外側(cè)分別配置有冷卻回路17a及17b。另外，也可與圖1所示的配置相反地，將冷卻回路17a及17b分別配置于比加熱回路16a及16b更靠近型腔形成面13及11的位置。
[0065]圖2是表示實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置在合模中途的狀態(tài)的剖視圖。如圖2所示，配置于第一模具10側(cè)的被加工件按壓板18朝第一模具10移動(dòng)，在凹形狀的型腔形成面11的周圍將纖維強(qiáng)化復(fù)合件15夾在被加工件按壓板18與第一模具10之間，以對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行約束。另外，也可省略被加工件按壓板18。
[0066]在被加工件按壓板18對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行了約束之后，利用未圖示的合模機(jī)構(gòu)使第二模具12朝第一模具10移動(dòng)至凸形狀的型腔形成面13與纖維強(qiáng)化復(fù)合件15接觸的位置，并在該位置保持規(guī)定期間。此時(shí)，利用加熱回路16a將凸形狀的型腔形成面13加熱至纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的強(qiáng)化纖維的熔融溫度的范圍內(nèi)的溫度。藉此，靠形成有用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14的凸形狀的型腔形成面13 —側(cè)的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的表面溫度處于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上，提高了靠凸形狀的型腔形成面13 —側(cè)的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的流動(dòng)性。
[0067]圖3是表示實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置在合模時(shí)的狀態(tài)的剖視圖。第一模具10和第二模具12在合模中途的狀態(tài)下被保持了上述規(guī)定的期間之后，被未圖示的合模機(jī)構(gòu)合模。此時(shí)，纖維強(qiáng)化復(fù)合件15被加熱至纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的熱塑性的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的強(qiáng)化纖維的熔融溫度的溫度，纖維強(qiáng)化復(fù)合件15因合模力而被加壓，從而使基質(zhì)樹脂在模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，因該基質(zhì)樹脂的流動(dòng)也會(huì)使強(qiáng)化纖維在模具的型腔內(nèi)流動(dòng)。另外，此時(shí)，配置于第一模具10的加熱回路16b被設(shè)定為纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且比配置于第二模具12的加熱回路16a的溫度更低的溫度。藉此，纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的基質(zhì)樹脂的熔融度在型腔形成面13 —側(cè)要比型腔形成面11 一側(cè)高。即，纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的基質(zhì)樹脂的粘性在型腔形成面11 一側(cè)要比型腔形成面13 —側(cè)低，因此，促進(jìn)了基質(zhì)樹脂及強(qiáng)化纖維朝型腔形成面13 —側(cè)的流動(dòng)，其結(jié)果是，基質(zhì)樹脂及強(qiáng)化纖維也能流入用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14的較細(xì)且復(fù)雜的間隙，提高了凸起或肋的成形性。
[0068]當(dāng)該模具合模時(shí)，在纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的內(nèi)部，基質(zhì)樹脂處于熔融狀態(tài)，強(qiáng)化纖維處于在該熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂中浮游的狀態(tài)。此外，首先，通過(guò)加壓使基質(zhì)樹脂流入用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14的空間。然后，在該基質(zhì)樹脂的流入的影響下，強(qiáng)化纖維也流入凹陷形狀14的空間。
[0069]然后，利用分別配置于第二模具12及第一模具10的冷卻回路17a及17b對(duì)第二模具12的凸形狀的型腔形成面13和第一模具10的凹形狀的型腔形成面11進(jìn)行冷卻，藉此，將纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂固化。
[0070]然后，利用未圖示的開模機(jī)構(gòu)，使第二模具12遠(yuǎn)離第一模具10，將第一模具10和第二模具12開模。在該開模后，處于基質(zhì)樹脂的固化溫度以下的成形品被從模具內(nèi)取出。圖4是從本實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置取出的成形品19的剖視圖。在該成形品19的主體部19b上一體成形有厚壁部20。
[0071]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)在模具內(nèi)對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行加熱，使該纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂熔融并同時(shí)進(jìn)行壓縮，使基質(zhì)樹脂在模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并利用該基質(zhì)樹脂的流動(dòng)使該纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的強(qiáng)化纖維也在模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，使強(qiáng)化纖維是連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15具有凸起或肋等較細(xì)且復(fù)雜的形狀，因此，能獲得在凸起或肋中具有連續(xù)纖維的成形品19。
[0072]另外，用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14也可形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11，在該情況下，利用加熱回路16b將凹形狀的型腔形成面11加熱至纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的強(qiáng)化纖維的熔融溫度的范圍內(nèi)的溫度，并利用加熱回路16a將第二模具12的凸形狀的型腔形成面13加熱至纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且比第一模具10的凹形狀的型腔形成面11的溫度低的溫度。此外，在第一模具10和第二模具12合模中途，當(dāng)?shù)谝荒＞?0的凹形狀的型腔形成面11與纖維強(qiáng)化復(fù)合件15接觸時(shí)，暫時(shí)停止合模，并在該合模停止時(shí)的位置將第一模具10和第二模具12保持規(guī)定期間。利用未圖示的合模機(jī)構(gòu)進(jìn)行該模具的合模動(dòng)作。
[0073]另外，用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14也可形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11和第二模具12的凸形狀的型腔形成面13這兩個(gè)型腔形成面。在該情況下，利用加熱回路16a及16b將凸形狀的型腔形成面13和凹形狀的型腔形成面11分別加熱至纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的強(qiáng)化纖維的熔融溫度的范圍內(nèi)的溫度。另外，利用加熱回路16a及16b，使凹陷形狀14的空間的總體積較大的一方的型腔形成面11或13的溫度比另一方的型腔形成面13或11的溫度高，并在第一模具10和第二模具12的合模中途，當(dāng)?shù)谝荒＞?0的凹形狀的型腔形成面11和第二模具12的凸形狀的型腔形成面13與纖維強(qiáng)化復(fù)合件15接觸時(shí)，暫時(shí)停止合模，并在該合模停止時(shí)的位置將第一模具10和第二模具12保持規(guī)定期間。利用未圖示的合模機(jī)構(gòu)進(jìn)行該模具的合模動(dòng)作。
[0074]另外，也可將凹形狀的型腔形成面11形成于第二模具12，將凸形狀的型腔形成面13形成于第一模具10。
[0075]圖5是表示實(shí)施方式一的成形品的凸起或肋的一例的剖視圖。如圖5所示，凸起或肋的厚壁部20例如具有寬度t或直徑Φ t為Imm左右、高度h為1mm左右的從平面部突出的形狀。但是，上述具體的尺寸是一例，h/t的值為大約10左右的形狀是可以形成的。另外，厚壁部20也可以呈圖6所示的底切形狀。能利用包括滑動(dòng)芯部的模具對(duì)底切形狀的厚壁部20進(jìn)行成形。
[0076]圖7是表示作為強(qiáng)化纖維包含連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的一構(gòu)成例的示意圖。強(qiáng)化纖維是連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15也可以是以下構(gòu)件:如A部的放大圖所示，捆束有數(shù)千根連續(xù)纖維的纖維束21沿縱橫方向排列的織物22無(wú)論如B部的放大圖所示重疊幾層，連續(xù)纖維的周圍都被熱塑性樹脂的基質(zhì)樹脂覆蓋。另外，如B部的放大圖所示，若在微觀上進(jìn)行觀察的話，織物22的層之間被基質(zhì)樹脂23埋沒。重疊織物22的片數(shù)因期望的厚度等而改變。另外，纖維束21也可沿一個(gè)方向排列。
[0077]圖8(a)?圖8(d)是用于對(duì)本實(shí)施方式一的凸起或肋的成形工藝進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。另外，在圖8(a)?圖8(d)中，未圖示出加熱回路16a及16b和冷卻回路17a及17b。如上所述，當(dāng)對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行加壓時(shí)，第二模具12側(cè)的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的表面的熔融度比第一模具10側(cè)的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的表面的熔融度高，第二模具12的凸形狀的型腔形成面?zhèn)鹊睦w維強(qiáng)化復(fù)合件15的流動(dòng)性升高。藉此，促進(jìn)了基質(zhì)樹脂23及織物22朝用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14的流動(dòng)，如圖8(b)?圖8(d)所示，纖維強(qiáng)化復(fù)合件15因合模力而被加壓，基質(zhì)樹脂23流入凹陷形狀14，并在該基質(zhì)樹脂23的流入的影響下，織物22也流入凹陷形狀14的空間。
[0078]其結(jié)果是，如圖8 (d)所示，由連續(xù)纖維構(gòu)成的織物22的層在重疊的狀態(tài)下沿著厚壁部20的截面形狀分布，連續(xù)纖維遍布厚壁部20的截面形狀的全部范圍。另外，在厚壁部20的根部24，與其它部分比較，在厚壁部20的外表面附近，織物22的層分布得較密。藉此，提高了厚壁部20的剛度。
[0079]如圖8 (b)?圖8 (d)所示，關(guān)于連續(xù)纖維在厚壁部20的根部24的分布，由流入凹陷形狀14的基質(zhì)樹脂23拉伸的多個(gè)織物22a?22c的層從配置于凹陷形狀14 一側(cè)的織物22a開始依次流入凹陷形狀14的空間內(nèi)，并使多個(gè)織物22a?22c的層靠近厚壁部20的根部24，從而形成為與原來(lái)的織物22a?22c的層的分布不同的較密分布。另外，遠(yuǎn)離凹陷形狀14的織物22c朝凹陷形狀14的空間內(nèi)流入的量比織物22a少。
[0080]另外，在織物的情況下，連續(xù)纖維的纖維束被配置在正交的兩個(gè)方向上，因此，在厚壁部20上，連續(xù)纖維被配置在正交的兩個(gè)方向上，連續(xù)纖維的纖維束三維地分布于厚壁部的內(nèi)部。
[0081]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在由作為強(qiáng)化纖維包含連續(xù)纖維的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15構(gòu)成的成形品19中，連續(xù)纖維分布在厚壁部20的截面形狀的全部范圍中，且在厚壁部20的根部24處，與其它部分比較，連續(xù)纖維在厚壁部20的外表面附近分布得較密，因此，提高了厚壁部20的剛度。另外，如專利文獻(xiàn)2記載的那樣，在由纖維強(qiáng)化復(fù)合件構(gòu)成的框體以外，通過(guò)注塑成形等形成凸起或肋的厚壁部的情況下，厚壁部20與框體即主體部19b的邊界面的強(qiáng)度取決于樹脂的強(qiáng)度。與此相對(duì)，根據(jù)該實(shí)施方式一，凸起或肋的厚壁部20與成形品19的主體部19b的邊界面19c通過(guò)強(qiáng)化纖維的連續(xù)纖維相連，能充分地應(yīng)用纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的機(jī)械特性。
[0082]接著，對(duì)使用以上說(shuō)明的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法進(jìn)行說(shuō)明。該成形方法中，通過(guò)將包含強(qiáng)化纖維的連續(xù)纖維和基質(zhì)樹脂的熱塑性樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件配置于具有型腔形成面的模具內(nèi)，并在該模具內(nèi)加熱及加壓纖維強(qiáng)化復(fù)合件之后，對(duì)該纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行冷卻，從而獲得由纖維強(qiáng)化復(fù)合件構(gòu)成的成形品。以下，使用圖9，對(duì)該實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖9是表示本實(shí)施方式一的成形方法的一例的流程圖。
[0083]首先，在步驟SI中，將纖維強(qiáng)化復(fù)合件15搬運(yùn)至模具內(nèi)。此時(shí)，纖維強(qiáng)化復(fù)合件15被搬運(yùn)至第一模具10與被加工件按壓板18之間。另外，纖維強(qiáng)化復(fù)合件15只要由例如機(jī)器人、機(jī)械臂等夾持、搬運(yùn)至模具內(nèi)即可。
[0084]接著，在步驟S2中，環(huán)狀的被加工件按壓板18移動(dòng)，與第一模具10 —起夾住纖維強(qiáng)化復(fù)合件15，以約束纖維強(qiáng)化復(fù)合件15。
[0085]接著，在步驟S3中，開始模具的合模動(dòng)作，使第二模具12移動(dòng)至第二模具12的凸形狀的型腔形成面13與纖維強(qiáng)化復(fù)合件15接觸的位置，并在該位置暫時(shí)保持第二模具12，將纖維強(qiáng)化復(fù)合件15加熱至纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的強(qiáng)化纖維的熔融溫度的溫度。此時(shí)，第二模具12的凸形狀的型腔形成面13處于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的強(qiáng)化纖維的熔融溫度的溫度，第一模具10的凹形狀的型腔形成面11處于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15中含有的基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且比第二模具12的凸形狀的型腔形成面13的溫度低的溫度。
[0086]接著，在步驟S4中，再次開始模具的合模動(dòng)作，通過(guò)將第一模具10和第二模具12合模，并對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行加壓，使基質(zhì)樹脂在模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并利用該基質(zhì)樹脂的流動(dòng)，使強(qiáng)化纖維也在模具的型腔內(nèi)流動(dòng)。藉此，基質(zhì)樹脂和強(qiáng)化纖維流入用于使凸起或肋的厚壁部20成形的凹陷形狀14內(nèi)。
[0087]然后，在步驟S5中，利用分別配置于第二模具12及第一模具10的冷卻回路17a及17b對(duì)第二模具12的凸形狀的型腔形成面13和第一模具10的凹形狀的型腔形成面11進(jìn)行冷卻，并對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行冷卻，從而使基質(zhì)樹脂固化。
[0088]接著，在步驟S6中，將第一模具10和第二模具12開模，以將附著于第二模具12的凸形狀的型腔形成面13的成形品19取出。
[0089]另外，在用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11和第二模具12的凸形狀的型腔形成面13這兩個(gè)型腔形成面的情況下，只要進(jìn)行以下步驟即可:在上述步驟S3中，在第一模具10和第二模具12的合模中途，當(dāng)?shù)谝荒＞?0的型腔形成面11和第二模具12的型腔形成面13與纖維強(qiáng)化復(fù)合件15接觸時(shí)，暫時(shí)停止合模，并在該合模停止時(shí)的位置將第一模具10和第二模具12保持規(guī)定期間，對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行加熱。此時(shí)，第一模具10的型腔形成面11和第二模具12的型腔形成面13中、凹陷形狀14的空間的體積較大的一方的型腔形成面11或13的溫度被設(shè)定為比另一方的型腔形成面13或11的溫度高。
[0090]接著，參照?qǐng)D10，對(duì)本實(shí)施方式一的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的變形例的主要部分的剖視圖。在圖10所示的成形裝置中，配置于用于使凸起或肋的厚壁部20成形的凹陷形狀14附近的加熱回路25由與其它的加熱回路16a不同的回路構(gòu)成，該加熱回路25的溫度在基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于強(qiáng)化纖維的熔融溫度的范圍內(nèi)被設(shè)定為比加熱回路16a的溫度高。如上所述，加熱回路16a的溫度被設(shè)定為基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于強(qiáng)化纖維的熔融溫度的溫度。
[0091]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，第二模具12的凸形狀的型腔形成面13中、設(shè)有用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14的部分的溫度比該凸形狀的型腔形成面13中的其它部分的溫度高，在凹陷形狀14附近，增加了基質(zhì)樹脂的流動(dòng)性，且隨著遠(yuǎn)離凹陷形狀14，基質(zhì)樹脂的粘性提高。因此，當(dāng)加壓纖維強(qiáng)化復(fù)合件15時(shí)，基質(zhì)樹脂及強(qiáng)化纖維朝粘性較低的凹陷形狀14 一側(cè)流動(dòng)，因此，進(jìn)一步提高了凸起或肋的厚壁部的成形性。
[0092]另外，在用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11的情況下，也同樣地只要在第一模具10的凹陷形狀14附近配置與加熱回路16b不同回路的加熱回路，使第一模具10的型腔形成面11中的設(shè)有凹陷形狀14的部分的溫度局部比該型腔形成面11中的其它部分的溫度高即可。如上所述，加熱回路16a及16b的溫度均被設(shè)定為基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于強(qiáng)化纖維的熔融溫度的溫度。
[0093]另外，在用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11和第二模具12的凸形狀的型腔形成面13這兩個(gè)型腔形成面的情況下，只要在第二模具12的凹陷形狀14附近配置與加熱回路16a不同回路的加熱回路，且在第一模具10的凹陷形狀14附近配置與加熱回路16b不同回路的加熱回路，使第二模具12的型腔形成面13中的設(shè)有凹陷形狀14的部分的溫度局部比該型腔形成面13中的其它部分的溫度高，且使第一模具10的型腔形成面11中、設(shè)有凹陷形狀14的部分的溫度局部比該型腔形成面11中的其它部分的溫度高即可。如上所述，加熱回路16a及16b的溫度均被設(shè)定為基質(zhì)樹脂的熔融溫度以上、且低于強(qiáng)化纖維的熔融溫度的溫度。
[0094]另外，也可將凹形狀的型腔形成面11形成于第二模具12，將凸形狀的型腔形成面13形成于第一模具10。
[0095]接著，參照?qǐng)D11，對(duì)本實(shí)施方式一的另一變形例進(jìn)行說(shuō)明。圖11是用于表示本實(shí)施方式一的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的另一變形例的放大剖視圖。但是，在圖11中，僅示出了為說(shuō)明與圖1或圖10所示的結(jié)構(gòu)不同的部分所需的結(jié)構(gòu)。在圖11所示的成形裝置中，在用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14的外周部的型腔形成面上設(shè)置有突起部26。該突起部26配置于從凹陷形狀14起遠(yuǎn)離5?25mm左右的位置。另外，將突起部26的高度設(shè)定為0.1mm?凹陷形狀14周邊的兩側(cè)的型腔形成面11、13間的間隙27的1/3左右，將突起部26的寬度28設(shè)定為0.5mm左右以上。在第一模具10和第二模具12的合模中途，當(dāng)該突起部26與第二模具12的凸形狀的型腔形成面13接觸時(shí)，暫時(shí)停止合模，并在該合模停止時(shí)的位置將第一模具10和第二模具12保持規(guī)定期間。
[0096]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行加壓時(shí)，比起用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14的周邊，突起部26先對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15進(jìn)行壓縮，因此，基質(zhì)樹脂及強(qiáng)化纖維流入凹陷形狀14 一側(cè)，接著，當(dāng)凹陷形狀14的周邊的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15被壓縮時(shí)，由于第二模具12的突起部26與第一模具10的型腔形成面11之間的間隙29比凹陷形狀14周邊的兩側(cè)的型腔形成面11、13間的間隙27薄，因此，凹陷形狀14的周邊的基質(zhì)樹脂及強(qiáng)化纖維難以朝突起部26 —側(cè)流出，促進(jìn)了基質(zhì)樹脂及強(qiáng)化纖維朝凹陷形狀14的流動(dòng)，因此，進(jìn)一步提高了凸起或肋的成形性。
[0097]另外，在用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11的情況下、或在用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11和第二模具12的凸形狀的型腔形成面13這兩個(gè)型腔形成面的情況下，也同樣地只要在凹陷形狀14的外周部的型腔形成面上設(shè)置突起部26即可。
[0098]另外，也可將凹形狀的型腔形成面11形成于第二模具12，將凸形狀的型腔形成面13形成于第一模具10。
[0099](實(shí)施方式二)
[0100]以下，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式二，參照?qǐng)D12說(shuō)明與上述實(shí)施方式一不同的事項(xiàng)。圖12是用于說(shuō)明本實(shí)施方式二的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置的放大剖視圖。然而，在圖12中僅示出了為說(shuō)明與上述實(shí)施方式一說(shuō)明的結(jié)構(gòu)不同的部分所需的結(jié)構(gòu)。如圖12所示，在該實(shí)施方式二的成形裝置中，在與用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14相對(duì)的位置局部重疊有纖維強(qiáng)化復(fù)合件。與纖維強(qiáng)化復(fù)合件15重疊的第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30的體積比凹陷形狀14的體積大。在第一模具10和第二模具12的合模中途，當(dāng)該第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30與第二模具12的凸形狀的型腔形成面13接觸時(shí)，暫時(shí)停止合模，并在該合模停止時(shí)的位置將第一模具10和第二模具12保持規(guī)定期間。第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30以外的結(jié)構(gòu)、成形方法與實(shí)施方式一相同。
[0101]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)纖維強(qiáng)化復(fù)合件15及第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30被加壓時(shí)，基質(zhì)樹脂及強(qiáng)化纖維容易流入用于使凸起或肋成形的凹陷形狀14內(nèi)，進(jìn)一步提高了凸起或肋的厚壁部的成形性。另外，和纖維強(qiáng)化復(fù)合件15重疊的第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30與重疊著第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30的纖維強(qiáng)化復(fù)合件15的邊界面通過(guò)加熱和加壓而被一體化。
[0102]另外，第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30也可例如在纖維強(qiáng)化復(fù)合件15被搬運(yùn)至模具內(nèi)之前，利用例如粘接劑等臨時(shí)固定于纖維強(qiáng)化復(fù)合件15。另外，例如，也可將纖維強(qiáng)化復(fù)合件15和第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30中的任一方為先并依次搬運(yùn)至模具內(nèi)?；蛘?，纖維強(qiáng)化復(fù)合件15和第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30例如也可被機(jī)器人、機(jī)械臂等一起夾持，并同時(shí)搬運(yùn)至模具內(nèi)。
[0103]另外，在用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11的情況下、或在用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀14形成于第一模具10的凹形狀的型腔形成面11和第二模具12的凸形狀的型腔形成面13這兩個(gè)型腔形成面的情況下，也同樣地只要在與凹陷形狀14相對(duì)的部位重疊第二熱塑性纖維強(qiáng)化復(fù)合件30即可。
[0104]另外，也可將凹形狀的型腔形成面11形成于第二模具12，將凸形狀的型腔形成面13形成于第一模具10。
[0105]工業(yè)上的可利用性
[0106]本發(fā)明能使凸起或肋等較細(xì)且復(fù)雜形狀的厚壁部與成形品的主體部同時(shí)一體形成為該成形品，對(duì)于需要輕量、薄型、高剛度的各種成形品是有用的。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法，將包含強(qiáng)化纖維和熱塑性的基質(zhì)樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件配置于由第一模具和第二模具形成型腔的模具內(nèi)，在所述模具內(nèi)對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行完加熱及加壓之后，使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻，來(lái)獲得成形品，其特征在于，包括: 加熱工序，在該加熱工序中，在所述第一模具和所述第二模具的合模中途，使所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面中、設(shè)有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀的一方型腔形成面與所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件接觸，在設(shè)有所述凹陷形狀的所述一方型腔形成面的溫度被設(shè)定為比未設(shè)有所述凹陷形狀的另一方型腔形成面的溫度高的環(huán)境下，對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加熱； 加壓工序，在該加壓工序中，通過(guò)將所述第一模具和所述第二模具合模，并對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓，從而使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件在所述模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件流入所述凹陷形狀內(nèi)；以及 冷卻工序，在該冷卻工序中，對(duì)所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面進(jìn)行冷卻，以使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻， 在所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法中，將所述第一模具和所述第二模具開模，以獲得所述成形品。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法，其特征在于， 在所述加熱工序中，所述一方型腔形成面中的設(shè)有所述凹陷形狀的部分的溫度被設(shè)定為局部比其它部分的溫度高。
3.—種纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法，將包含強(qiáng)化纖維和熱塑性的基質(zhì)樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件配置于由第一模具和第二模具形成型腔的模具內(nèi)，在所述模具內(nèi)對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行完加熱及加壓之后，對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行冷卻，來(lái)獲得成形品，其特征在于，包括: 加熱工序，在該加熱工序中，在所述第一模具和所述第二模具的合模中途，使所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面與所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件接觸，在設(shè)有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀的所述第一模具和所述第二模具的型腔形成面中、所述凹陷形狀的體積較大的一方型腔形成面的溫度被設(shè)定為比另一方型腔形成面的溫度高的環(huán)境下，對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加熱； 加壓工序，在該加壓工序中，通過(guò)將所述第一模具和所述第二模具合模，并對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓，從而使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件在所述模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件流入所述凹陷形狀內(nèi)；以及 冷卻工序，在該冷卻工序中，對(duì)所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面進(jìn)行冷卻，以使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻， 在所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法中，將所述第一模具和所述第二模具開模，以獲得所述成形品。
4.如權(quán)利要求3所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法，其特征在于， 在所述加熱工序中，所述第一模具的型腔形成面中的設(shè)有所述凹陷形狀的部分的溫度被設(shè)定為局部比所述第一模具的型腔形成面中的其它部分的溫度高，且所述第二模具的型腔形成面中的設(shè)有所述凹陷形狀的部分的溫度被設(shè)定為局部比所述第二模具的型腔形成面中的其它部分的溫度高。
5.如權(quán)利要求1或3所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法，其特征在于， 在所述加壓工序中，利用形成于設(shè)有所述凹陷形狀的型腔形成面中的所述凹陷形狀的外周部的突起部，比起與所述凹陷形狀相對(duì)的部位的所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件，先對(duì)與該外周部相對(duì)的部位的所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓。
6.如權(quán)利要求1或3所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形方法，其特征在于， 熱塑性的第二纖維強(qiáng)化復(fù)合件與和所述凹陷形狀相對(duì)的部位的熱塑性的所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件局部重疊。
7.—種纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形品，利用包含強(qiáng)化纖維和基質(zhì)樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合件，將主體部和凸起或肋的厚壁部一體成型于所述主體部，其特征在于， 基質(zhì)樹脂是熱塑性樹脂，強(qiáng)化纖維是連續(xù)纖維， 所述主體部與所述厚壁部的邊界面通過(guò)所述強(qiáng)化纖維相連。
8.—種纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置，在對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行完加熱及加壓之后，使其冷卻，來(lái)獲得成形品，所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件包含強(qiáng)化纖維和基質(zhì)樹脂，并配置于由第一模具和第二模具形成型腔的模具內(nèi)，其特征在于，所述成形裝置包括: 第一模具，該第一模具設(shè)有型腔形成面； 第二模具，該第二模具設(shè)有與所述第一模具的型腔形成面一起形成型腔的型腔形成面； 加熱回路，該加熱回路使所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面中、設(shè)有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀的一方型腔形成面的溫度比未設(shè)有用于使所述厚壁部成形的凹陷形狀的另一方型腔形成面的溫度高； 合模機(jī)構(gòu)，合模機(jī)構(gòu)開始所述第一模具和所述第二模具的合模動(dòng)作，在該合模中途，當(dāng)所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面中、設(shè)有所述凹陷形狀的一方型腔形成面與所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件接觸時(shí)，使所述合模動(dòng)作暫時(shí)停止，并在該合模動(dòng)作停止時(shí)的位置將所述第一模具和所述第二模具保持規(guī)定期間，然后，通過(guò)將所述第一模具和所述第二模具合模，并對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓，使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件在所述模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件流入所述凹陷形狀內(nèi)； 冷卻回路，在所述合模之后，該冷卻回路對(duì)所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面進(jìn)行冷卻，以使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻；以及 開模機(jī)構(gòu)，在所述冷卻之后，該開模機(jī)構(gòu)將所述第一模具和所述第二模具開模。
9.如權(quán)利要求8所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置，其特征在于， 所述加熱回路使所述一方型腔形成面中的設(shè)有所述凹陷形狀的部分的溫度局部比該一方型腔形成面中的其它部分的溫度高。
10.一種纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置，在對(duì)纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行完加熱及加壓之后，使其冷卻，來(lái)獲得成形品，所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件包含強(qiáng)化纖維和熱塑性的基質(zhì)樹脂，并配置于由第一模具和第二模具形成型腔的模具內(nèi)，其特征在于，所述成形裝置包括: 第一模具，該第一模具設(shè)有型腔形成面，該型腔形成面具有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀； 第二模具，該第二模具設(shè)有具有用于使凸起或肋的厚壁部成形的凹陷形狀、且與所述第一模具的型腔形成面一起形成型腔的型腔形成面； 加熱回路，該加熱回路使所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面中、所述凹陷形狀的體積較大的一方型腔形成面的溫度比另一方型腔形成面的溫度高； 合模機(jī)構(gòu)，合模機(jī)構(gòu)開始所述第一模具和所述第二模具的合模動(dòng)作，在該合模中途，當(dāng)所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面與所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件接觸時(shí)，使所述合模動(dòng)作暫時(shí)停止，并在該合模動(dòng)作停止時(shí)的位置將所述第一模具和所述第二模具保持規(guī)定期間，然后，通過(guò)將所述第一模具和所述第二模具合模，并對(duì)所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓，使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件在所述模具的型腔內(nèi)流動(dòng)，并使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件流入所述凹陷形狀內(nèi)； 冷卻回路，在所述合模之后，該冷卻回路對(duì)所述第一模具的型腔形成面和所述第二模具的型腔形成面進(jìn)行冷卻，以使所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件冷卻；以及 開模機(jī)構(gòu)，在所述冷卻之后，該開模機(jī)構(gòu)將所述第一模具和第二模具開模。
11.如權(quán)利要求10所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置，其特征在于， 所述加熱回路使所述第一模具的型腔形成面中的設(shè)有所述凹陷形狀的部分的溫度局部比所述第一模具的型腔形成面中的其它部分的溫度高，且使所述第二模具的型腔形成面中的設(shè)有所述凹陷形狀的部分的溫度局部比所述第二模具的型腔形成面中的其它部分的溫度高。
12.如權(quán)利要求8或10所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合件的成形裝置，其特征在于， 所述成形裝置還包括形成于設(shè)有所述凹陷形狀的型腔形成面中的、所述凹陷形狀的外周部的突起部，并且，比起與所述凹陷形狀相對(duì)的部位的所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件，所述突起部先對(duì)與該外周部相對(duì)的部位的所述纖維強(qiáng)化復(fù)合件進(jìn)行加壓。
【文檔編號(hào)】B29C70/54GK104275809SQ201410235152
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】峯英生, 切通毅, 原田一行 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社