纤维增强塑料的成形方法及其成形装置制造方法

纤维增强塑料的成形方法及其成形装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及纤维增强塑料的成形方法。将包括多个粒子的粒子群容纳于挠性袋体而形成所希望形状的芯子。在包括树脂和纤维的预浸料的内部配置上述芯子，将收纳有上述芯子的上述预浸料配置在成形用金属模具内部而进行压缩成形。此时，上述粒子群包括满足下式(1)的第一以及第二粒子(a)、(b)。1.1≤(Da/Db)≤2.0……(1)，此处，Da是粒子(a)的粒子的直径，Db是粒子(b)的粒子的直径。通过上述成形方法，在成形用金属模具的成形具有中空部的成形品时，能够不使用加压气体、加压流体地提高芯子的内压而使芯子的外周表面积变形。
【专利说明】纤维增强塑料的成形方法及其成形装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及在纤维浸透有树脂的预浸料使用芯子而进行加热加压、从而制造具有 闭合剖面的纤维增强塑料（FRP:Fiber Reinforced Plastics)的成形体的成形方法及其成 形装置。

【背景技术】
[0002] 作为具有闭合剖面的纤维增强塑料的成形体，广泛应用于航空机的机体、机翼之 类的大型的成形体至自行车的框架、网球拍、钓竿、高尔夫球杆等小型的成形体。另外，作为 具有开放剖面的纤维增强塑料的成型体广泛应用于头盔等。
[0003] 作为用于形成闭合剖面的芯子，使用由包装薄膜包裹粉末颗粒群并进行真空封装 包装而形成为规定形状的芯子、使用了通过吹塑成形而形成的成形品的芯子等。例如日本 特开平2-238912号公报（专利文献1)中公开了使用将用真空封装包装的粉末颗粒群形成 为所希望的形状的芯子的成形品的成形方法。另外，作为通过吹塑成形而形成的芯子，例如 通过日本特开平7-100856号公报（专利文献2)所公开的多层塑料成形品的制造方法来使 用。
[0004] 专利文献1所记载的发明作为本发明的具有闭合剖面的纤维增强塑料成形品的 成形方法的以往例1，基于图12?图14进行说明。图12中表示了利用成形用金属模具30 对作为闭合剖面的一个形态的具有中空部的成形品进行制造的中途的状态。即，进行预备 加热而处于熔融状态的片状的下部纤维增强热塑性树脂材（以下，称作下部FRTP。）34载 置在成形用金属模具30的下模31上。下部FRTP34处于熔融状态，从而下部FRTP34成为 因自重而向下模31的凹部内垂下并沉入的状态。
[0005] 芯子33用包装材料料33b包入粉末颗粒群33a，并通过真空封装包装而固化成规 定形状，该芯子33载置在下部FRTP34的凹部。在载置有芯子33的下部FRTP34的上部， 载置有对加热而处于熔融状态的新的片状的上部纤维增强热塑性树脂材（以下，称作上部 FRTP。）35。该状态下，芯子33的周围成为由下部FRTP34和上部FRTP35围起的状态。
[0006] 从该状态开始，使成形用金属模具30的上模32下降，并在与下模31之间对上部 FRTP35和下部FRTP34进行加热固化，从而以在内部收纳有芯子33的状态一体成形下部 FRTP34和上部FRTP35。为了从完成的半成形品排出芯子33,在半成形品开设通到芯子33 的内部的较小的孔。若在半成形品开设孔，则空气进入真空封装后的芯子33的粉末颗粒群 33a，从而粉末颗粒群33a之间的捆扎松动。
[0007] 而且，通过开设于半成形品的孔，向半成形品外排出构成芯子33的至少粉末颗粒 群33a，从而完成成形品。此时，若对粉末颗粒群33a进行包装的包装材料33b由相对于成 形品而剥离性优异的材料构成，则也能够残留成形品的中空部地取下包装材料33b。
[0008] 专利文献2所记载的发明作为与本发明相关的以往例2,使用图15进行说明。图 15中表示了如下状态：在形成外层的成形用金属模具41a、41b间放置了通过吹塑成形而成 形的芯子43。如图15所示，成形用金属模具41a、41b构成为能够收纳芯子43,在成形用金 属模具41a、41b的合模时，在成形用金属模具41a、41b的各配合面42a、42b与芯子43之间 形成作为填充熔融树脂的中空部的模腔。
[0009] 由挤出机44向模腔内供给可塑化的熔融树脂45。通过向处于合模状态的成形用 金属模具41a、41b的模腔内供给熔融树脂45,能够将在芯子43具有与熔融树脂一体化的 中空部的产品成形为所希望的形状。但是，当成形产品时，在相对于熔融树脂的温度而芯子 43的耐热性较低的情况、芯子43的壁厚较薄的情况下，有在赋形时芯子43因对芯子43施 加的压力而变形的情况。另外，当芯子43的形状存在宽广的平坦部分时，由于该平坦部分 中刚性不足，从而同样有芯子43变形的情况。
[0010] 为了防止芯子43的变形，在专利文献2所记载的发明中，采用了能够提高芯子43 的内压的结构。作为这样的结构，设有与芯子43的内部连通的加压单元46,通过从加压单 元46向芯子43的内部导入加压后的气体、液体，来增加芯子43的内压而防止了变形。 [0011] 另一方面，例如在日本专利第4118685号公报（专利文献3)中公开了上述的具有 开放剖面的纤维增强塑料成形体的成形方法。图16与该专利文献3中举出的附图对应。该 成形方法中，模具组装体57在形成纤维增强塑料成形体的模具模腔的至少一个分离的模 具部分57a、57b之间配置有纤维增强塑料材料（复合材料），将该模具组装体57配置为夹 在与第一以及第二压力腔室51、52对置地固设的能够弹性变形的一对腔室壁55、55间。使 升高至规定的温度以及压力的流体在上述第一以及第二压力腔室51、52间循环。上述一对 模具部分57a、57b相当于通常成形的所谓的凸模和凹模。
[0012] 上述模具组装体57经由第一以及第二压力腔室51、52的各腔室壁55、55,由升高 为所需要的温度和压力而循环的流体加热加压。在该加热加压时，上述压力腔室51、52维 持配设有上述能够弹性变形的腔室壁55、55的状态，而经由模具部分57a、57b使上述纤维 增强塑料材料压缩而固化，从而成形纤维增强塑料构造体。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015] 专利文献1 :日本特开平2-238912号公报
[0016] 专利文献2 :日本特开平7-100856号公报
[0017] 专利文献3 :日本专利第4118685号公报


【发明内容】

[0018] 发明所要解决的课题
[0019] 专利文献1所记载的发明中，以在下部FRTP34与上部FRTP35之间夹持有芯子33 的状态使上模32下降，并在上模32与下模31之间对下部FRTP34以及上部FRTP35加压。 但是，当在向下模31的凹部沉入而形成的下部FRTP34的凹部载置有芯子33后，并且使上 部FRTP35从芯子33上进行覆盖后，在下模31的凹部的角部与下部FRTP34之间、芯子33 与下部FRTP34以及上部FRTP35之间产生空隙。
[0020] 若在残留有该空隙的状态下进行上模32和下模31的加热加压，则无法利用芯子 33从内侧充分地支撑下部FRTP34以及上部FRTP35,尤其是在沿与上模32移动的上下方向 相同的方向成形的下部FRTP34的部位、即纵向的部位，产生壁厚的变化，并且下部FRTP34 的外表面形状无法形成为沿下模31的凹部的角部形状的形状，或在外表面产生皱褶，或成 形为在上下方向上压曲的形状。或者，以纵向的部位的长度尺寸被压缩为比规定的长度尺 寸短的长度尺寸的状态成形，从而产品的尺寸精度降低。
[0021] 尤其是，在下部FRTP34以及上部FRTP35由使用了长纤维的长纤维增强树脂材料 构成时，若保持在芯子33与下部FRTP34以及上部FRTP35之间、上模32以及下模31与下 部FRTP34以及上部FRTP35之间存在空隙不变地进行加压成形，则长纤维的纤维取向凌乱 而产生屈曲，从而导致作为纤维增强塑料的强度的降低、成形品的外观的恶化等。
[0022] 使用示意性地表示以往例1的结构的图13、图14来进一步详细地对这些课题进行 说明。图13、图14中，由符号37表示上述的纵向的部位。而且表示如下状态：将在内部配 设有芯子33的环状的预浸料36容纳在形成于下模31的凹部内，并使上模32朝向下模31 下降。
[0023] 此外，图14中，表示在图13所示的预浸料36的结构中在预浸料36的中央部设有 加强用的肋39的结构，但其它结构是与图6的结构相同的结构。
[0024] 如图13、图14所示，通过在上模32与下模31之间夹持并加热加压预浸料36,能 够制造半成形品。而且，通过在完成的半成形品开设孔，而从开设于半成形品的孔向外排出 构成芯子33的粉末颗粒群，来完成中空状的成形品。
[0025] 但是，预浸料36收纳于下模31，当在形成于该预浸料36的凹部内载置有芯子33 时，在将半成形品赋形为具有角部的形状的情况等下，容易在芯子33的外表面与预浸料36 的内周面之间产生空隙。尤其是，为了使预浸料36顺畅地向成形用金属模具投入，需要在 成形用金属模具与预浸料36之间空开某程度的空隙，从而在成形面的角部与预浸料36之 间也容易产生相同的空隙。
[0026] 此处，当使上模32朝向下模31下降、而对预浸料36进行加热加压时，因上述空隙 的影响，预浸料36的上下方向的纵向的部位37中产生皱褶、弯曲，从而预浸料36的外面侧 的角部无法形成为所希望的直角形状，模具内的预浸料36成为未填充状态，在成形品与模 具的成形面之间形成了空隙。
[0027] 尤其是，当构成芯子33的粉末颗粒群的使用量较少时，在预浸料36与芯子33之 间也形成空隙，在预浸料36的纵向的部位37产生了弯曲。而且，如图13、图14所示，纵向 的部位37的一部分变形为向芯子33侧弯曲的形状。并且，在构成芯子33的粉末颗粒群的 流动性较低的情况下，变形的影响变得显著。假使图14所示的纵向的部位37的一部分不 变形为向芯子33侧弯曲的形状，纵向的部位37的长度尺寸也被压缩为比规定的长度尺寸 短的长度尺寸。
[0028] 另外，如图14所示，在构成为设有加强用的肋39的情况下，当用上模32和下模31 对预浸料36加压后，芯子33在肋39的两侧移动，从而变形为更加弯曲的形状。而且，若成 为图13以及图14所示的变形状态，则作为成形品是不合格品。
[0029] 专利文献1所记载的发明中，为了不产生不合格品，需要以不在预浸料36与芯子 33之间形成空隙的方式提高预浸料36的预成形件精度，或需要预先将芯子33的形状形成 为所希望的形状。但是，对于以对构成芯子33的粉末颗粒群的使用量进行正确测定的方式 构成、形状也形成为所希望的形状、使预浸料36紧贴于芯子33、并使预浸料36的外形形状 沿成形用金属模具的内表面形状而言，由于未完全固定的粉末颗粒群、未固化的预浸料的 形状不稳定，从而需要费工夫，并需要长时间。
[0030] 专利文献2以及3所记载的发明中，通过导入加压后的气体、液体，能够对芯子43、 腔室壁55、55的内压进行加压。加压后的气体、液体中，具有任意一点的压力在全部的方向 上作用相同的压力的物理性质。因此，若为了提高内压而加压了的气体、液体的一部分从芯 子43、腔室壁55、55漏出，则漏出的气体、液体成为高速且高压的喷射流，并且，保持高温状 态不变地从成形用金属模具41a、41b、压力腔室51、52的缝隙向外部喷出。该情况下，尤其 是若喷出液体，则会对成形用金属模具、压力腔室的周围给与较大的损害、或会损害作业者 的安全性，从而需要采取了足够的安全对策的设备。
[0031] 如上所述，由专利文献1?3所记载的发明代表的以往的具有闭合剖面或者开放 剖面的纤维增强塑料的成形方法以及成形装置中，加热加压方法不同，但均使用凹凸的一 对金属模具（压力腔室），通过使其一方或者双方向加压方向移动，来对夹装在一对金属模 具之间的预浸料、复合材料等成形材料进行加热加压。
[0032] 于是，如上述专利文献1以及2所公开的发明那样，通常，例如作为可动模具的上 模32、41b的开闭动作使用可耐通常所需要的内压的液压缸，控制其伸缩距离，而将成形时 的上模以及下模之间的间隔保持为恒定。然而，随着成形时的芯子的内压的增加，承受预浸 料对上模的内表面的按压力的增加，而难以将上模的位置维持为恒定、即难以将上模以及 下模之间的间隔保持为恒定。其结果，作为产品的成形品无法得到规定的尺寸，而且其尺寸 的偏差也较多，从而导致合格率的降低。
[0033] 另外，这样的成形中使用的金属模具本身的制作成本极高，而且每当变更成形品 的形状时不得不进行金属模具的变更，从而对成形成本也带来较大的影响。另外，尤其是具 有开放剖面的成形品中，外部表面侧需求优异的外观精度、而其内表面侧不需要这种程度 的优异的外观精度的情况也较多。
[0034] 本发明解决上述的以往的问题点，并且其目的在于提供如下纤维增强塑料的成形 方法，即、当成形具有成形用金属模具的闭合剖面或者开放剖面的成形品时，不使用气体、 液体便能够相对于预浸料（复合材料）均匀地提高压力，而且即使对芯子施加压力，并且 即使在使用通常的成形用金属模具的情况下，也防止构成芯子的介质的一部分从成形用金 属模具漏出，并且要求具有优异的外观精度的模腔的一侧的成型模能够使用通常的成型模 具，并且允许一些外观精度的降低的一侧的成型模具能够使用可共用的变更的自由度较高 的成型模具来成形。
[0035] 用于解决课题的方案以及效果
[0036] 本发明的纤维增强塑料的成形方法的第一基本结构的纤维增强塑料的成形方法 的特征在于，将包括多个粒子的粒子群容纳于挠性袋体而形成所希望形状的芯子，将包括 树脂和纤维的预浸料配置于上述芯子的周围，将上述芯子和配置于其周围的上述预浸料配 置在成形用金属模具的上模与下模之间，对上述成形用金属模具进行合模并进行压缩成 形。
[0037] 这样的结构中，优选为，用金属模具间隔保持机构进行保持以使上述上模与下模 之间的间隔不扩大，用相对于上述上模以及下模间的模腔进退自如的按压机构按压上述芯 子的外表面的一部分而提高上述芯子内的内压，从而使之变形，并且，通过上述芯子的按压 变形来提高上述预浸料与上述金属模具以及上述芯子之间的紧贴性，还优选为，通过使配 置于上述上模的左右侧部的上述金属模具间隔保持机构向相互接近的方向移动规定量，来 完全限制上述上模向上方移动。另外，上述上模的左右侧面与金属模具间隔保持机构的抵 接面能够相互形成为楔状的滑动面。
[0038] 另外，容纳于上述挠性袋体的粒子群的粒径优选不均匀。并且，在上述成形用金属 模具的压缩成形后所成形的成形品中，将按压上述芯子的外周面的一部分的部位设为从上 述成形品排出上述粒子群的排出孔的形成部位即可。优选为，向上述成形用金属模具的内 部插入杆，来按压上述芯子的外表面的一部分，上述杆优选是活塞杆，在上述压缩成形后， 通过上述杆的插入位置向成形品的外部排出上述粒子群即可。
[0039] 另外，优选为，容纳于上述挠性袋体的粒子群是高刚性粒子，上述粒子群包括粒子 径相互不同的第一粒子群（a)以及第二粒子群（b)，上述第一粒子群（a)的直径Da与上述 第二粒子群（b)的直径Db的比Da/Db为I. 1以上2.0以下。另外，第二粒子群（b)的总量 与容纳于上述挠性袋体的粒子群的总量的比例优选为20?60质量％的范围，更加优选为， 用金属模具间隔保持机构进行保持以使上述上模与下模之间的间隔不扩大，用相对于上述 上模以及下模间的模腔进退自如的按压机构按压上述芯子的外表面的一部分而提高上述 芯子内的内压，从而使之变形，并且，通过上述芯子的按压变形来提高上述预浸料与上述金 属模具以及上述芯子之间的紧贴性。另外，上述粒子群优选由φ〇. Imm?(plOmni的高刚性 粒子构成，尤其优选为由φ〇.5mm?cp2mm的高刚性粒子构成。
[0040] 上述高刚性粒子的弯曲弹性模量优选为50000MPa以上，上述高刚性粒子优选使 用陶瓷粒子。优选为，用金属模具间隔保持机构进行保持以使上述上模与下模之间的间隔 不扩大，用相对于上述上模以及下模间的模腔进退自如的按压机构按压上述芯子的外表面 的一部分而提高上述芯子内的内压，从而使之变形，并且，通过上述芯子的按压变形来提高 上述预浸料与上述金属模具以及上述芯子之间的紧贴性。
[0041] 另外，具备该第二基本结构的本发明的纤维增强塑料的成形方法的特征在于，在 具有成形品的单侧表面进行成形的单侧模腔的单侧成型模具、与在挠性袋体容纳有包括多 个高刚性粒子的粒体的所希望形状的变形模具之间，夹装包括树脂和纤维的预浸料，对上 述单侧成型模具施加按压力，而在单侧成型模具与上述变形模具之间以规定的按压力按压 上述预浸料，并且，在该按压时利用上述单侧成型模具对上述预浸料的单侧表面进行成形， 同时与上述变形模具内部的粒体的流动对应地使变形模具模仿上述单侧模腔的形状地变 形，从而对上述预浸料的相反侧表面进行成形。
[0042] 该纤维增强塑料的成形方法中，优选在成形前对上述变形模具内的上述粒体进行 预先加热。另外，也可以除上述单侧成型模具的按压之外，还利用辅助按压机构对上述变 形模具的外周面的一部分进行局部按压，上述辅助按压机构优选具有能够相对于上述单侧 成型模具的上述模腔内进退自如的杆，用该杆按压上述变形模具的外周面的一部分使之变 形。另外，上述粒子群优选由Φ〇. Imm?φ IOmm的金属粒子构成。
[0043] 另外，该纤维增强塑料的成形方法通过如下记载的成形装置而有效地实施。
[0044] 即，纤维增强塑料的成形装置的基本结构的纤维增强塑料的成形装置具备：上述 单侧成型模具；上述变形模具；壳体，其具有容纳载置该变形模具的底面部、与该底面部对 置地以所需要的间隔配置的敞开面部、以及配置于上述底面部与上述敞开面部之间的侧壁 部；以及第一按压机构，其以所需要的按压力朝向上述变形模具按压上述单侧成型模具，上 述单侧成型模具具有金属模具主体和以能够滑动接触的方式紧密嵌合于上述壳体的敞开 面部的紧密嵌合部，在该紧密嵌合部的与上述底面部对置的成形面具有上述单侧模腔。
[0045] 此处，上述粒体优选由φ0.1 mm?φ I Omm的金属粒子构成，上述壳体优选具备相 对于在其内部容纳的上述变形模具进退而局部按压该变形模具使之变形的第二按压机构。
[0046] 另外，根据本发明的第一基本结构，使用将包括多个粒子的粒子群容纳于挠性袋 体而成为所希望形状的芯子。并且，在成形用金属模具的压缩成形时，通过经由预浸料、或 者不经由预浸料地按压芯子的一部分外表面，来在芯子的外表面形成凹陷，而强制地提高 芯子的内压。而且，通过提高芯子的内压，来在构成芯子的粒子间产生滑动，从而使芯子变 形。作为构成芯子的粒子群，使用具有流动性的粒子，从而若按压芯子的外表面而在外表面 形成凹陷从而提高芯子的内压，则使构成粒子群的粒子移动，而提高芯子内的粒子群的流 动性和压力传递性。另外，对于粒子群而言，通过按压芯子的外表面，来在芯子的外表面形 成凹陷而提高芯子的内压从而使构成粒子群的粒子移动，同时与提高压缩成形时的压力相 互作用，从而能够得到形状和尺寸精度优异的成形品。
[0047] 另外，通过使芯子变形，即使在包入有芯子的预浸料与芯子之间存在空隙，也能够 通过芯子的变形来可靠地填满该空隙。另外，尤其即使在成形用金属模具的成形面的角部 与预浸料之间形成有空隙，也能够通过芯子的变形来使预浸料向填满该空隙的方向移动， 而能够填满上述空隙。
[0048] 因芯子的变形而在预浸料与芯子之间形成的空隙被芯子所引起的较高的内压压 溃，或构成空隙的空气通过预浸料而从成形用金属模具向大气中释放。空气通过预浸料时 形成的通路在空气通过后，自然地被熔融的预浸料堵住。
[0049] 芯子通过在挠性袋体容纳多个粒子而构成。因此，即使按压芯子的外表面而在外 表面形成凹陷使芯子变形，对于芯子内的内部压力而言，如通常使用液体、气体时那样在全 部部位中不会成为均匀的压力状态。即，即使对粒子群施加压力，其它部位中也产生比施加 了压力的部位的压力小的压力。此处，若施加的压力超过某值，则在构成粒子群的粒子间产 生滑动。
[0050] 因此，当按压芯子的外表面时，即使在因按压而在芯子的外表面形成有凹陷的部 位中内部压力较大地上升，从该部位离开的芯子的外表面侧的部位的压力上升也比形成有 凹陷的部位的内部压力低。尤其，芯子内的压力的传递性、粒子群的流动性被构成粒子群的 粒子表面的粗糙度、粒子径、粒子的刚性影响。若使用由具有均匀的粒子径或者相同的刚性 的粒子构成的粒子群，则在芯子内最高密度低填充粒子群的构成粒子，从而阻碍构成粒子 群的粒子的流动性，损害压力的传递性。因此，考虑芯子内的粒子径的分布状况、粒子表面 的粗糙度的分布状况，通过使用组合有高刚性的粒子和具有不同刚性的例如热塑性树脂的 粒子的粒子群，来提高构成芯子内的粒子群的粒子的流动性和压力传递性。
[0051] 这样若流动性和压力传递性提高，则在从因按压而形成有凹陷的部位离开的芯子 内的部位，芯子也因粒子群的构成粒子的滑动而变形。由此，能够沿成形用金属模具的成 形面按压预浸料，例如能够使支承上述的纵向的部位的芯子的部位与预浸料之间的压力上 升。由此，在上模和下模的加压时，能够可靠地防止上述的纵向的部位的屈曲变形。
[0052] 本发明的成形方法中，作为容纳于芯子的粒子群，优选使用单独具有流动性的高 刚性粒子、或者由该高刚性粒子和树脂粒子构成的粒子。
[0053] 作为高刚性粒子，能够使用具有弯曲弹性模量为50000MPa以上的较高的刚性的、 氧化铝、氧化锆等陶瓷、玻璃、硬质耐热树脂、金属、铸造砂等。尤其在使用由陶瓷构成的、氧 化锆、石英的情况下，上述物质的热传导率较低，从而作为构成芯子4的粒子群的粒子是优 选的材料。
[0054] 作为树脂粒子，能够使用聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃、丙烯酸、尼龙、特氟龙（注册商 标）等各种热塑性树脂、硅酮等各种弹性体。尤其，在使用弯曲弹性模量为10?3000MPa 的热塑性树脂的情况下，刚性粒子的流动性和传递性提高，从而作为芯子的粒子群是优选 的材料。
[0055] 若构成芯子的粒子群通过使用具有流动性的高刚性粒子和树脂粒子，按压芯子的 外表面而在外表面形成凹陷从而提高芯子的内压，则树脂粒子弹性变形而在构成粒子群的 粒子间产生滑动，高刚性粒子移动而提高芯子内的粒子群的流动性和压力传递性。另外， 对于树脂粒子而言，由于按压芯子的一部分外表面而在外表面形成凹陷从而提高芯子的内 压，且高刚性粒子移动，所以构成粒子群的粒子移动，且通过提高压缩成形时的压力而塑性 变形并被压溃，从而能够得到形状和尺寸精度优异的成形品。
[0056] 并且，通过以使上述的纵向的部位的纵向的长度尺寸成为规定的长度尺寸的方 式，以上述金属模具间隔保持机构固定成型用金属模具的合模位置，能够维持芯子的外表 面与预浸料的内表面间的压力的高度。由此，能够避免上述的纵向的部位的纵向的长度尺 寸被压缩为规定的尺寸以下而变短的情况的产生，从而能够将预浸料成形为所希望的壁 厚。
[0057] 另外，即使在预浸料的外表面的角部例如形成直角的角部的情况下，也能够使足 够量的预浸料移动至成形角部的成形用金属模具的角部，从而能够可靠地成形预浸料的外 表面的直角等角部。
[0058] 若提高芯子的内压，则构成粒子群的各粒子在前后左右方向上产生滑动而移动， 但容纳有各粒子群的挠性袋体由能够延展的材质构成。因此，利用能够延展的挠性袋体，能 够允许伴随构成各粒子群的粒子的移动而产生的芯子的外形形状的变形。假使在芯子的挠 性袋体因成形用金属模具的合模、形成凹陷时的按压而袋内的粒子群的按压力上升时，当 袋体没有克服上述压力而保持粒子群的强度时，有粒子群破坏袋体的情况。但是，若成形用 金属模具的缝隙比粒子的直径小，则只要粒子不粉碎，就不会从成形用金属模具漏出。
[0059] 作为按压芯子的外表面的一部分的机构，使用相对于成形用金属模具的成形面内 能够进退自如的杆即可。在使用相对于成形用金属模具的成形面内能够进退自如的杆的情 况下，例如作为杆能够使用活塞杆，这样的按压机构也能够设于多个部位。
[0060] 本发明中，当按压芯子的外表面时，能够经由预浸料或者不经由预浸料地按压芯 子的一部分外表面。在经由预浸料按压大致平面形状的部位的情况下，在预浸料形成凹部。 在经由预浸料按压凸形状的部位的情况下，预浸料变得平坦。在作为上述按压部位的凹部、 平坦部、或者除按压部位以外，能够设置用于从成形品排出构成芯子的粒子群的排出孔。
[0061] 另外，在不经由预浸料而是直接按压芯子的一部分外表面的情况下，预先在预浸 料开设与杆等按压部的剖面形状相当的形状的孔，在半成形品成形后用杆直接按压芯子。 挠性袋体从该半成形品的孔位置开始破坏，从而能够排出粒子，并且能够取出挠性袋体。挠 性袋体进行涂覆脱模剂等的脱模处理，或者成为双重包装，能够从半成形品除去与粒子接 触的挠性袋体。
[0062] 另外，根据本发明优选的其它方式，上述成形用金属模具的合模时或者加压成形 时，用金属模具间隔保持机构进行保持以使上述上模与下模之间的间隔不扩大即可。该金 属模具间隔保持机构配置于上述上模的左右侧部，并且通过使配置于上模的左右侧部的上 述金属模具间隔保持机构向相互接近的方向移动规定量，而完全限制上述上模向上方移 动。上模的左右侧面与金属模具间隔保持机构的抵接面优选相对地由楔形的滑动面构成。 [0063] 在上述成形用金属模具的合模时或者加压成形时，预浸料针对金属模具面的按压 力增大，但根据该方式，若使上述左右一对金属模具间隔保持机构向接近方向沿水平移动 规定的距离，则在其中途抵接于上模，而阻止上模进一步向上方移动，从而上述的纵向的部 位的上模与下模之间维持为规定的间隔。这样，固定成形用金属模具的合模位置，确保芯子 的外周面与预浸料的内表面间的按压力的上升。由此，能够避免上述的纵向的部位的纵向 的长度尺寸被压缩为规定的尺寸以下而变短的情况的产生，从而预浸料能够成形为所希望 的壁厚。此时，若没有上述金属模具间隔保持机构，欲仅由液压缸控制上模的上下移动，则 芯子的扩张所产生的压力上升为规定以上，克服缸体使上模上动，从而上下金属模具间的 间隔扩展，而制造商度比规定的尺寸商的广品。
[0064] 并且，作为上述金属模具间隔保持机构的合适的例子，优选采用楔形面。根据具体 的方式，上模的左右侧面的上端肩部朝向外侧而形成为下倾斜面，另一方面，左右一对金属 模具间隔保持机构的对置面的下端角部同样地朝向外侧而形成为下倾斜面。例如，使金属 模具间隔保持机构向接近方向水平移动，而在上模与金属模具间隔保持机构的相对的倾斜 面彼此抵接后，若进一步使左右的金属模具间隔保持机构向接近方向移动，则与其移动量 对应，金属模具间隔保持机构的倾斜面按压上模的倾斜面，而使上模向下方移动。此处，若 使左右的金属模具间隔保持机构停止，则决定上模的向上方移动的移动界限位置，限制上 模进一步向上方移动。因此，即使由于经由预浸料从芯子受到的针对上模的模腔面的按压 力的增加，上模也维持上述移动界限位置。
[0065] 本发明能够采用上述的第二基本结构、尤其成为最具有特征的部分，以往的凹凸 的成型模具中，其一个成型模具使用与以往相同的有刚性的成型模具（称作单侧金属模 具。），另一个使用在具有挠性袋体封闭状地容纳有具有较高的流动性的多个粒体的能够变 形的变形模具。该情况下，准备能够变形地支承上述变形模具的壳体。以下的说明中，对于 具备该第二基本结构的本发明而言，以单侧金属模具为上模且变形模具为下模的成型模具 为代表例进行说明。
[0066] 为了利用具备上述结构的成型模具进行纤维增强塑料的成形，首先，上述壳体能 够加热，在该壳体的底面部载置上述变形模具。此时，容纳于变形模具的挠性袋体的粒体也 与袋体一起预先被加热为100°c?200°C即可。接下来，在该变形模具上，载置由纤维集合 体单体或者层叠体构成且浸透有基体树脂的预浸料。接着，使形成有所需要的模腔的单侧 金属模具的内表面朝向预浸料，使该金属模具紧密嵌合于壳体的开口部，以所需要的加重 向按压预浸料的方向按压使之移动。
[0067] 该按压移动时，预浸料的单侧金属模具侧的表面在金属模具的模腔面的较大的按 压力下被赋形为规定的形状。此时同时，对于在与单侧金属模具相反的一侧的预浸料的表 面配设的上述变形模具而言，构成该变形模具的挠性袋体被壳体的底面部以及侧壁部拘 束，而尤其底面部扩大为整个面，不进一步变形。另一方面，与预浸料相对的一侧的变形模 具的表面受到来自上述底面部等的反作用力，而追随预浸料的变形并且使袋体内的粒体移 动从而使袋体变形。此时的变形通过内部的粒体自动地向使预浸料的内部应力均衡的方向 流动而完成。
[0068] 最终阶段中，预浸料的单侧金属模具侧的表面也受到配设于单侧金属模具的相反 侧的变形模具的反作用力，被赋形为金属模具的模腔形状，并且，与该相反侧的变形模具接 触的一侧的表面追随预浸料的金属模具侧表面整体的变形而变形，基于变形模具的变形来 将在变形模具与预浸料间产生的所谓的缝隙填满，被赋形为和单侧金属模具与变形模具之 间所产生的预浸料内部的均衡的应力对应的形状。
[0069] 这样，在制造了预先计划的数量的具有规定形状的成形品后，切换到具有不同的 形状和构造的下一个新的成形品的制造。此时，首先准备新的单侧金属模具，并且从成形机 拆下之前使用的单侧金属模具，更换为新的单侧金属模具。该更换时，不需要更换上述变形 模具。即，不更换变形模具地保持原样地用于之后的成形。这样，本发明中，当仅更换一对 成型模具中的单侧金属模具时，接下来能够成形下次具有新的形状和构造的成形品。该成 形的切换时，不需要如以往那样准备具备新的形状的一对金属模具，仅准备一个单侧金属 模具，就能够成形具有具备新的形状以及构造的开放剖面的纤维增强塑料成形品。
[0070] 其结果，成形所需要的成型模具的制作成本减半，从而能够大幅度降低成形品的 价格。另外，按压成形时，在与预浸料的金属模具侧表面相反的一侧的表面，变形模具的内 部粒子因外力（按压力）而自由地流动，从而能够使必要足够的按压力均匀地作用，并且即 使在使用作为辅助按压机构的例如杆材使变形模具的一部分局部地作用而进一步提高变 形模具的内压的情况下，对预浸料也总是作用面压，而能够不影响构成预浸料的纤维的方 向性，从而在纤维方向为重点的这种纤维增强塑料产品的成形中，能够总是保证高品质的 广品的制造。

【专利附图】

【附图说明】
[0071] 图1是表示具备第一基本结构的本发明的加压成形时的示意图。
[0072] 图2是表示该发明的预浸料和芯子的内部构造的示意图。
[0073] 图3是表示制造具有中空部的成形品的各阶段的示意图。
[0074] 图4是表示该发明的其它实施方式的加压成形时的示意图。
[0075] 图5是表示该发明的其它实施方式的加压成形时的示意图。
[0076] 图6是表示该发明的其它实施方式的加压成形时的示意图。
[0077] 图7是表示该发明的金属模具间隔保持机构的构成例的示意图。
[0078] 图8是表示内压与行程的关系的示意图。
[0079] 图9是示意性地表示该实施方式的成形开始时的金属模具、变形模具以及预浸料 的配置关系的说明图。
[0080] 图10是示意性地表示该实施方式的成形结束时的金属模具、变形模具以及预浸 料的配置关系的说明图。
[0081] 图11是示意性地表示该发明的其它实施方式的成形结束时的金属模具、变形模 具以及预浸料的配置关系的说明图。
[0082] 图12是表示以往例1的具有中空部的成形品成形时的成形状态的说明图。
[0083] 图13是示意性地表示图12的加压成形时的说明图。
[0084] 图14是示意性地表示图13的加压成形时的其它成形状态的说明图。
[0085] 图15是表示在以往例2的成形用金属模具间放置有芯子的状态的说明图。
[0086] 图16是示意性地表示具有开放剖面的成形品的成形时的状态的说明图。

【具体实施方式】
[0087] 以下，基于附图具体地对本发明的优选的实施方式进行说明。作为本发明的纤维 增强塑料的成形方法，即使是以下说明的成形用金属模具、芯子等结构以外，若是能够在成 形用金属模具的加压成形中扩大芯子的外周表面积的结构，则在上述结构中也能够很好地 使用本发明。
[0088] 实施例
[0089] 如图1所示，内包有芯子4的预浸料3载置在形成于金属模具15的下模1的凹部 Ia内，成形用金属模具15对在室温下被赋形为与成形用金属模具15的内周面形状大致相 同的形状的预成形件进行预先加热。
[0090] 预浸料3能够预先形成为使未固化的热固化性树脂浸透碳纤维、玻璃纤维、芳纶 纤维、碳化硅纤维等纤维的片状。图示例子中，预浸料3的剖面形状形成为环状，在内部夹 装芯子4。例如，通过在两个片状的预浸料间包入芯子4,能够如图示例子那样构成预浸料 3 〇
[0091] 而且，通过成型用金属模具15的加热，在成形用金属模具15内对处于熔融状态 的预浸料3进行加压成形而使之固化，从而能够制造具有所希望的形状的纤维增强塑料 (FRP)的成形品。在代替热固化性树脂而浸透有热塑性树脂的情况下，由成形用金属模具对 预先加热预浸料3而赋形了的预成形件进行加压成形，之后冷却，从而能够制造所希望的 形状的FRP成形品。
[0092] 作为浸透纤维的热固化性树脂，能够使用环氧树脂、脲醛树脂、乙烯基酯树脂、不 饱和聚酯、聚氨酯、酚醛树脂等，作为热塑性树脂，能够使用聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯 乙烯、聚酰胺树脂等。
[0093] 芯子4构成为在挠性袋体4b容纳粒子群4a。
[0094] 作为高刚性粒子，能够使用具有弯曲弹性模量在50000MPa以上的较高的刚性的 氧化铝、氧化锆等陶瓷、玻璃、硬质耐热树脂、金属、铸造砂等。尤其是，在使用了由氧化锆、 石英构成的陶瓷的情况下，这些物质的热传导率较低，从而作为构成芯子4的粒子群4a的 粒子而是优选的材料。
[0095] 作为用于保持芯子4的形态的挠性袋体4b，能够使用尼龙制的薄膜、聚乙烯制的 薄膜、氟树脂薄膜、硅酮橡胶等。
[0096] 另外，芯子4的粒子群4a使用满足下式（1)的粒径比的粒子（a)、（b)。此时，若 粒子群4a所含有的粒子（b)的总量的比例为20?60质量％的范围，则提高粒子群4a的 流动性和压力传递性而构成为优选的粒子群。
[0097] I. 1 彡（Da/Db)彡 2. 0......(1)
[0098] 此处，Da是粒子（a)的粒子的直径，Db是粒子（b)的粒子的直径。
[0099] 在下模1设有缸体5,该缸体5具备相对于成形用金属模具15的模腔内能够进退 的活塞杆5a。此外，图1中，省略了为了使活塞杆5a滑动而相对于缸体5的压力室供给排 出工作流体的配管的图示。
[0100] 首先，上模2和下模1向相互接近的方向移动，而进行完全的合模，能够对载置在 下模1的凹部Ia内的预浸料3进行加压而使之加热固化。该阶段中压力不高，由下一个阶 段的活塞杆来提高压力，从而作为合模机，是模具的开闭机构即可，不需要高压冲压机。
[0101] 此时，通过使活塞杆5a向成形用金属模具15的模腔内突出，来对夹装在预浸料3 内的芯子4的外表面的一部分部位进行按压。通过该按压，如放大图1中用圆圈包围的部 位A的图2所示，提高具有由上述的不同的粒子径组合而成的粒子结构的粒子群4a的流动 性，从而芯子4内的粒子群4a产生滑动。因该粒子群4a的滑动，扩大芯子4的外周表面积， 尤其是在容易产生空隙的预浸料3的内表面的四角部分、沿凹部Ia的壁面形成的纵向的部 位的内表面所在的区域，能够使芯子4与预浸料3的内表面紧密接触，而能够不产生弯曲、 皱褶、空隙地成形，从而能够得到尺寸精度较高的成型品。
[0102] 即使在包入芯子4的预浸料3与芯子4之间形成有空隙，通过扩大芯子4的外周 表面积来提高内压，从而构成空隙的空气被芯子所引起的较高的内压压溃，或通过预浸料3 而从成形用金属模具15向大气中释放。空气通过预浸料3时形成的通路在空气通过后，自 然地由熔融的预浸料3堵住。
[0103] 另外，即使在成形用金属模具15的角部、在成形用金属模具15与预浸料3之间存 在空隙的情况下，利用来自外表面形状扩大了的芯子4的按压来使预浸料3向空隙侧变形 移动。而且，形成该空隙的空气被较高的内压压溃，或从成形用金属模具15向大气中挤出。 预浸料3向挤出空气后的空隙的部分移动，而形成为沿成形用金属模具15的角部形状的形 状。由此，对预浸料3进行加热加压而形成的成形品例如成为角部完整地形成为直角的成 形品。
[0104] 此外，实施方式的说明中使用的各图中，为了容易理解挠性袋体4b，夸张地较厚地 表示挠性袋体4b的壁厚。实际上，挠性袋体4b形成为Imm厚以下的较薄的薄片状。此处， 对成形方管形状的成形品的结构进行了说明，但作为成形品，能够成形为具有闭合剖面的 其它多样且复杂的形状。
[0105] 作为与闭合剖面相近的形状，有剖面形状呈C字状的形状等。例如，在形成具有C 字状的剖面形状的成形品的情况下，能够是使芯子的一部分与上模2或者下模1的成形面 直接抵接的配置结构。而且，通过由预浸料3覆盖未与成形面抵接的芯子的周围，能够成形 具有C字状的剖面形状的成形品。因此，作为本发明的闭合剖面，除方管形状等形状以外， 例如C字状的剖面形状也包括在本申请发明的闭合剖面内。
[0106] 如图1所示，通过用活塞杆5a按压芯子4的外表面的一部分，来在预浸料3的外 表面形成凹部6。若用活塞杆5a按压芯子4的外表面，则作为芯子4内的容积，成为在粒子 群4a的容积强制地加上突入的活塞杆5a的容积的状态。其结果，能够提高芯子4内的内 压。
[0107] 通过提高芯子4的内压，从而各粒子群4a在相互的粒子间产生滑动而沿前后左右 方向移动。但是，由于容纳有各粒子群4a的挠性袋体4b由能够进行真空封装包装的容易 变形的材质构成，所以挠性袋体4b实际上不限制各粒子群4a的移动而能够延展。这样，能 够提高芯子4的内压，且能够在构成粒子群4a的粒子间产生滑动，从而能够扩大芯子4的 外周表面积，进而如图2所示，能够消除芯子4与预浸料3之间的空隙。
[0108] 并且，由于芯子4的外表面形状的扩大在产生空隙之类的与预浸料3之间的压力 较低的部位产生，所以能够消除空隙，并且能够将预浸料3的壁厚维持为规定的壁厚。
[0109] 这样，通过使用成形用金属模具15进行压缩，来对具有规定的壁厚的、具备所希 望的外表面形状且在内部收纳有芯子的预浸料3的半成形品进行加压成形。
[0110] 图3(a)中，表示从成形用金属模具15取出成形用金属模具15的加压成形结束了 的半成形品IOa的状态。在由活塞杆5a按压的预浸料3的部位形成有凹部6。
[0111] 如图3(b)所示，若在凹部6开设排出用的孔6a，则从该孔6a向容纳于挠性袋体4b 的粒子群4a的粒子（a)以及粒子（b)之间流入空气，从而构成粒子群4a的粒子间的结合 状态崩溃。而且，从形成于凹部6的排出用的孔6a向外部排出结合状态崩溃的粒子群4,而 如图3(c)所示，完成具有中空部IOb的成形品10。作为容纳有粒子群4a的挠性袋体4b， 使用剥离性相对于成形品10良好的材料，或者若是双重构成挠性袋体4b，则也能够从半成 形品IOa取出与粒子群4a接触的挠性袋体4b。
[0112] 这样，由于能够以在芯子4与预浸料3之间没有空隙的状态实施针对预浸料3的 加压成形，所以作为成形品10,能够以没有弯曲、皱褶的所希望的壁厚制造具有所希望的外 表面形状的产品。另外，在关闭成形用金属模具15的状态下，即使在芯子4内的内压较低 的情况下，由于利用从活塞杆5a施加的按压力能够提高芯子4内的内压，所以作为成形品 10能够以所希望的壁厚得到具有所希望的外表面形状的产品。
[0113] (粒子群的流动性评价）
[0114] 上述芯子4的粒子群4a的流动性的评价通过如下的方法测定。
[0115] 首先，对于粒子群4a的流动性测定而言，使用具有厚度30mm、长度300mm、宽度 IOOmm的模腔、且能够测定在成形板的（1)中央、（2)长度方向上离中央65mm、以及（3)长度 方向上离中央130mm的各位置的芯子的外表面的压力的金属模具，金属模具温度为140°C， 成形压力为I. 5MPa，在金属模具的中央填装规定量的样本，并迅速关闭模具，接下来用直径 38mm的活塞杆，以8. OMPa且以IOmm按压上述模腔的中央的芯子的外表面的一部分，接下来 加压至成形压力5. OMPa，而记录样本的压力变化且观测压力峰值，之后结束测定。
[0116] 各例中得到的粒子群4a的流动性如上述，在能够测定芯子4的外表面的压力的金 属模具的⑴中央、（2)长度方向上离中央65mm、（3)长度方向上离中央130mm的三个位置 测定的表面的压力峰值根据下述基准评价。
[0117] 〇：三个位置的表面的压力峰值的范围在10%以下、均匀地施加了内压。
[0118] X :三个位置的表面的压力峰值的范围在10%以上、未均匀地施加内压。
[0119] (成形品的外观评价）
[0120] 各例中得到的中空成形品的外观通过目视观察而根据下述基准评价。
[0121] 〇：成形品的外表面没有皱褶等缺陷，外观良好。
[0122] X :成形品的外表面有皱褶等缺陷，外观较差。
[0123] 以下，基于附图具体地对具备第一基本结构的本发明进行说明。
[0124] (实施例1)
[0125] 如图1所示，在由尼龙薄膜构成的袋体容纳粒径比为1. 5的氧化锆粒子的混合物 (粒子（a):直径3mm，粒子（b):直径2mm)且氧化锆粒子的混合物所含有的粒子（b)的总 量的比例（粒子（b)的混合比例）为20质量％的粒子群，从而制成芯子。以五层碳纤维增 强环氧树脂预浸料3(三菱丽阳公司制，产品名：TR3110 39UMU)内包上述芯子，在室温下 形成与成形用金属模具15的内周面形状大致相同形状的预成形件。在形成于预先加热至 140°C的成形用金属模具15的下模1的模腔面的凹部Ia内载置预成形件，完全合模上模2 和下模1，接下来用活塞杆5a以8. OMPa按压芯子4的外表面的一部分。10分钟后进行开 模，取出半成形品。在因活塞杆的按压而形成的凹部6(图3(a))开设排出用的孔，从排出 用孔向外部排出氧化锆粒子（粒子群4a)(图3(b))，从而得到了中空成形品（图3(c))。
[0126] (实施例2?4)
[0127] 表1所示的、除芯子4的粒子群4a所含有氧化锆粒子（b)的混合比例以外，与实 施例1相同地得到了中空成形品（图3(c))。
[0128] (比较例1)
[0129] 表1所示的、除芯子4的粒子群4a所含有氧化锆粒子（b)的混合比例为10质量％ 以外，与实施例1相同地得到了中空成形品（图3(C))。
[0130] (比较例2)
[0131] 表1所示的、除芯子4的粒子群4a使用粒子径均匀的氧化锆粒子以外，与实施例 1相同地得到了中空成形品（图3(C))。
[0132] [表 1]

【权利要求】
1. 一种纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 将包括多个粒子的粒子群容纳于挠性袋体而形成所希望形状的芯子， 将包括树脂和纤维的预浸料配置于上述芯子的周围， 将上述芯子和配置于其周围的上述预浸料配置在成形用金属模具的上模与下模之间， 对上述成形用金属模具进行合模并进行压缩成形。
2. 根据权利要求1所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 用金属模具间隔保持机构进行保持以使上述上模与下模之间的间隔不扩大， 用相对于上述上模以及下模间的模腔进退自如的按压机构来按压上述芯子的外表面 的一部分而提高上述芯子内的内压从而使之变形，并且， 通过上述芯子的按压变形来提高上述预浸料与上述金属模具以及上述芯子之间的紧 贴性。
3. 根据权利要求2所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 通过使配置于上述上模的左右侧部的上述金属模具间隔保持机构向相互接近的方向 移动规定量，来完全限制上述上模向上方的移动。
4. 根据权利要求3所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 将上述上模的左右侧面与金属模具间隔保持机构的抵接面相互形成为楔状的滑动面。
5. 根据权利要求1所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 容纳于上述挠性袋体的粒子群的粒径不均匀。
6. 根据权利要求1所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 在上述成形用金属模具的压缩成形后所成形的成形品中，将按压上述芯子的外周面的 一部分的部位设为从上述成形品排出上述粒子群的排出孔的形成部位。
7. 根据权利要求1所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 容纳于上述挠性袋体的粒子群是高刚性粒子，上述粒子群包括粒子径相互不同的第一 粒子群（a)以及第二粒子群（b)， 上述第一粒子群（a)的直径Da与上述第二粒子群（b)的直径Db的比Da/Db为1. 1以 上2. 0以下。
8. 根据权利要求7所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 第二粒子群（b)的总量与容纳于上述挠性袋体的粒子群的总量的比例为20?60质 量％的范围。
9. 根据权利要求8所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 用金属模具间隔保持机构进行保持以使上述上模与下模之间的间隔不扩大， 用相对于上述上模以及下模间的模腔进退自如的按压机构来按压上述芯子的外表面 的一部分而提高上述芯子内的内压从而使之变形，并且， 通过上述芯子的按压变形来提高上述预浸料与上述金属模具以及上述芯子之间的紧 贴性。
10. 根据权利要求9所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 通过使配置于上述上模的左右侧部的上述金属模具间隔保持机构向相互接近的方向 移动规定量，来完全限制上述上模向上方的移动。
11. 根据权利要求10所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 将上述上模的左右侧面与金属模具间隔保持机构的抵接面相互形成为楔状的滑动面。
12. 根据权利要求9所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 向上述成形用金属模具的内部插入杆，来按压上述芯子的外表面的一部分。
13. 根据权利要求12所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述杆是活塞杆。
14. 根据权利要求13所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 在上述压缩成形后，通过上述杆的插入位置向成形品的外部排出上述粒子群。
15. 根据权利要求7?14中任一项所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述高刚性粒子的弯曲弹性模量为50000MPa以上。
16. 根据权利要求15所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述高刚性粒子是陶瓷粒子。
17. 根据权利要求1所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述粒子群包括高刚性粒子和树脂粒子。
18. 根据权利要求17所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述树脂粒子的弯曲弹性模量为10?3000MPa。
19. 根据权利要求18所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述树脂粒子是聚烯烃粒子。
20. 根据权利要求18所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 用金属模具间隔保持机构进行保持以使上述上模与下模之间的间隔不扩大， 用相对于上述上模以及下模间的模腔进退自如的按压机构来按压上述芯子的外表面 的一部分而提高上述芯子内的内压从而使之变形，并且， 通过上述芯子的按压变形来提高上述预浸料与上述金属模具以及上述芯子之间的紧 贴性。
21. 根据权利要求20所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 通过使配置于上述上模的左右侧部的上述金属模具间隔保持机构向相互接近的方向 移动规定量，来完全限制上述上模向上方的移动。
22. 根据权利要求21所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 将上述上模的左右侧面与金属模具间隔保持机构的抵接面相互形成为楔状的滑动面。
23. 根据权利要求20所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 向上述成形用金属模具的内部插入杆，来按压上述芯子的外表面的一部分。
24. 根据权利要求23所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于，上述杆是活塞杆。
25. 根据权利要求24所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 在上述压缩成形后，通过上述杆的插入位置向成形品的外部排出上述粒子群。
26. 根据权利要求17?25中任一项所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述高刚性粒子的弯曲弹性模量为50000MPa以上。
27. 根据权利要求26所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述高刚性粒子是陶瓷粒子。
28. -种纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 在具有对成形品的单侧表面进行成形的单侧模腔的单侧成型模具、与在挠性袋体容纳 有包括多个高刚性粒子的粒体的所希望形状的变形模具之间，夹装包括树脂和纤维的预浸 料， 对上述单侧成型模具施加按压力，而在单侧成型模具与上述变形模具之间以规定的按 压力按压上述预浸料，并且， 在该按压时利用上述单侧成型模具对上述预浸料的单侧表面进行成形，同时使变形模 具适应于其内部的粒体的流动而追随上述单侧模腔的形状地变形，从而对上述预浸料的相 反侧表面进行成形。
29. 根据权利要求28所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 在成形前对上述变形模具内的上述粒体进行预先加热。
30. 根据权利要求28所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 除上述单侧成型模具的按压之外，还利用辅助按压机构对上述变形模具的外周面的一 部分进行局部按压。
31. 根据权利要求30所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述辅助按压机构具有能够相对于上述单侧成型模具的上述模腔内进退自如的杆，用 该杆按压上述变形模具的外周面的一部分使之变形。
32. 根据权利要求28?31中任一项所述的纤维增强塑料的成形方法，其特征在于， 上述粒体由(pO.lmm?(plOmm的金属粒子构成。
33. -种纤维增强塑料的成形装置，用于权利要求28?32中任一项所述的纤维增强塑 料的成形方法，上述纤维增强塑料的成形装置的特征在于，具备： 上述单侧成型模具； 上述变形模具； 壳体，其具有容纳载置该变形模具的底面部、与该底面部对置地以所需要的间隔配置 的敞开面部、以及配置于上述底面部与上述敞开面部之间的侧壁部；以及 第一按压机构，其以所需要的按压力朝向上述变形模具按压上述单侧成型模具， 上述单侧成型模具具有金属模具主体和以能够滑动接触的方式紧密嵌合于上述壳体 的敞开面部的紧密嵌合部，在该紧密嵌合部的与上述底面部对置的成形面具有上述单侧模 腔。
34. 根据权利要求33所述的纤维增强塑料的成形装置，其特征在于， 上述粒体由1 mm?(p 1 Omm的金属粒子构成。
35. 根据权利要求33或34所述的纤维增强塑料的成形装置，其特征在于， 上述壳体具备相对于在其内部容纳的上述变形模具进退而局部按压该变形模具使之 变形的第二按压机构。
【文档编号】B29C70/06GK104349879SQ201380030538
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年6月11日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】高野恒男, 风早佑二, 西村光史 申请人:三菱丽阳株式会社