[发明专利]纤维增强复合材料的制造方法及纤维增强复合材料

说明书

本发明的目的在于获得一种纤维增强复合材料，其可在抑制纤维蛇行、皱折等外观不良的同时，以高生产率成型为立体形状，且外观、机械特性优异。本发明的纤维增强复合材料的制造方法中，将基体树脂组合物含浸于连续排列的多根增强纤维而得的多个片状的预浸料(X)以纤维方向不同的方式层叠而成层叠件(12)，利用具备下模(110)和上模(112)的成型模具(100)将该层叠件(12)成型为立体形状时，利用用于层叠件(12)的树脂膜(Y)、伸缩片(10)。本发明的纤维增强复合材料的制造方法中，可以将层叠件预成型而制成预制件，进一步将上述预制件压缩成型而获得纤维增强复合材料。

技术领域

本发明涉及纤维增强复合材料的制造方法及纤维增强复合材料。

本申请主张以于2015年7月8日在日本提出的日本特愿2015-136824号为基础的优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

在飞机构件、汽车构件等各种各样的领域中，使用例如对由含有增强纤维和热固性树脂的片状的预浸料、或上述预浸料的层叠体形成的层叠件加热、加压从而成型为三维形状等复杂的形状的纤维增强复合材料。在纤维增强复合材料的制造中，尤其在制成三维曲面形状、半球状等伴有剪切变形那样的复杂的形状的纤维增强复合材料的情况下，一次性成型是困难的。该情况下，会在制成最终形状的压缩成型之前，制造将上述层叠件预成型为立足最终形状的中间形状的预制件。

然而，在纤维增强复合材料、预制件的制造中，成型时层叠件中的增强纤维并不完全追随变形，有时所得的纤维增强复合材料、预制件会产生纤维蛇行、皱折而导致外观不良。尤其在使用增强纤维按照一个方向或两个以上方向取向的预浸料的情况下，对于朝向增强纤维未取向的方向上的变形，增强纤维难以追随。

具体而言，成型时，为了获得机械特性的各向同性优异的纤维增强复合材料，例如，可使用如下层叠件，其是将增强纤维在一个方向上拉齐而成的片状的UD预浸料按照俯视时各层的纤维方向成为[0°/45°/90°/135°]的一般的类各向同性的方式层叠而成。但是，如果将该层叠件成型为具有曲面的立体形状，则所得的预制件容易产生皱折。此外，在将该预制件压缩成型而得的纤维增强复合材料中，容易发生增强纤维的蛇行，有时纤维增强复合材料的外观、机械特性大大降低。该问题虽然通过成型将UD预浸料按照各层的纤维方向成为[0°/90°/45°/135°]来代替一般的类各向同性的方式层叠而成的层叠件而可得到部分改善，但改善效果有限。

如果层叠后的UD预浸料的纤维方向分成成为[0°/90°]的成对部分、和成为[45°/135°]的成对部分，并将各个成对部分成型，则能够抑制皱折的产生且成型为具有曲面的立体形状。这可认为是因为成型时[0°/90°]的成对部分在45°和135°方向上、[45°/135°]的成对部分在0°和90°方向上能够较容易地伸长、或外张。但是，由于该方法需要将多个成对部分分别成型，因此会导致作业时间的增加、成本提高。

另一方面，也提出了如下方法：在制造预制件时，通过对要成型的层叠件赋予张力，促进增强纤维在未取向的方向上的追随性，从而使成型性提高(专利文献1、2)。

但是，上述方法中，由于每次都需要用夹具把持要成型的层叠件，因此制造工序繁琐。此外，为了赋予张力而直接用夹具把持层叠件，因此所把持的部分中有时增强纤维会蛇行、或产生损伤。也有对层叠件预先设置除了成为制品的部分以外的剩余部分，用夹具把持上述剩余部分的方法。但是，上述方法需要在成型后将剩余部分切断去除，工序进一步增多，制造更加繁琐化，因此不适合量产化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-51077号公报

专利文献2：日本特开2014-73580号公报

发明内容

发明所要解决的课题