[发明专利]预成型坯赋形方法、复合材料和成形方法及航空器结构体

说明书

本发明涉及预成型坯赋形方法、复合材料和成形方法及航空器结构体。即使是局部具有曲率较大的曲面的预成型坯，也能够以不产生间隙的方式赋形。实施方式的预成型坯赋形方法具有：将含浸树脂之前或含浸树脂之后的多个片状纤维载置于具有至少一方为曲面的第一赋形面及第二赋形面的赋形模上进行层叠的步骤；以及将载置于第一赋形面上的片状纤维沿着第二赋形面折弯，由此作为具有多层的纤维层叠体，制作具有与赋形模的曲面对应的曲面的预成型坯的步骤，其中将片状纤维以一部分相互重叠的方式载置于第一赋形面或层叠方向上相邻的片状纤维上，并将以重叠方式载置的片状纤维的一部分沿着第二赋形面折弯，由此形成了构成层叠体的至少一部分的层。

技术领域

本发明的实施方式涉及预成型坯赋形方法、复合材料成形方法、复合材料及航空器结构体。

背景技术

玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass fiber reinforced plastics)或碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)等将树脂利用纤维增强的复合材料，通过将含浸于纤维的未固化的热固化性树脂加热并固化而制作。

作为复合材料的代表性的成形方法，可举出在片状纤维层叠含浸有固化前的热固化性树脂的半固化片(プリプレグ，prepreg)并利用高压釜装置或烤炉进行加热固化的方法；和在层叠片状纤维之后含浸热固化性树脂并进行加热固化的RTM(Resin TransferMolding，树脂传递模塑成型)法。特别是进行抽真空并使纤维含浸树脂的方法称为VaRTM(Vacuum assisted Resin Transfer Molding，真空辅助树脂传递模塑成型)法。另外，作为复合材料的成形方法，还已知并用层叠半固化片且进行加热固化的方法和RTM法的混合方法。

按照复合材料的形状赋形的半固化片的层叠体、RTM法中含浸树脂之前的纤维的层叠体及RTM法中含浸树脂之后的纤维的层叠体在复合材料成形的技术领域中称为预成型坯(プリフォーム)。特别是含浸树脂之前的纤维的层叠体称为干式预成型坯(ドライプリフォーム)。另外，为了与通过加热固化进行的复合材料的“成形”相区分，调整预成型坯的形状的作业称为“赋形”。

与金属相比，复合材料为轻量且强度大，因此，作为各种零件的原材料扩大了使用范围。因此，提出有即使是具有曲率较大的曲面的复合材料也能够成形的方法(例如参照专利文献1、专利文献2及专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-150685号公报

专利文献2：日本特开2009-191092号公报

专利文献3：日本特开2002-240068号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在通过将含浸树脂之后或含浸树脂之前的平面状的纤维折弯而成形具有曲率较大的曲面的复合材料的情况中，在平面状的纤维的折弯方向与复合材料的弯曲方向及纤维的长度方向不同时，如果不在平面状的纤维施加切口，则难以折弯。这是由于，平面状的纤维不会在各纤维的长度方向上伸缩。

在片状的纤维施加切口且层叠于赋形模的情况下，不在赋形后的预成型坯上产生间隙会带来质量的提高。即，为了确保成形后的复合材料所要求的尺寸精度和强度，避免预成型坯的间隙的产生，且在加热固化后防止纤维增强层的脱落是非常重要的。

因此，本发明的目的在于，即使是局部具有曲率较大的曲面的预成型坯，也能够以不产生间隙的方式赋形。

用于解决课题的方案