(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅が３００〜５００ｍｍであるナイロンエアダクトを、製作しようとする曲がり梁の内部空洞形状の大きさの原型エアダクトにせん断し、その後、密封機を利用して原型エアダクトの周縁を密封し、エアバルブを残しておくことにより３Ｄナイロンエアダクトを形成する、３Ｄナイロンエアダクトを製作するステップ１と、
エポキシ難燃性樹脂と炭素繊維前駆体を使用して予備含浸してなる材料を難燃性炭素繊維の予備含浸材料と称する、難燃性炭素繊維の予備含浸材料を選択するステップ２と、
大きさに合わせてせん断した前記難燃性炭素繊維の予備含浸材料を設計したレイアウト構造の順に従って順次に金型空洞内およびスライダーに貼り込み、レイアウト過程においてはプラスチックスクレーパーで確実に押さえ、その後、３Ｄナイロンエアダクトを曲がり梁の中間部の中空位置に入れ、３Ｄナイロンエアダクトに安全な気圧０．１ＭＰａを加え、エアダクトに空気が流通するか否かを確かめる、前記難燃性炭素繊維の予備含浸材料をレイアウト、予備成形するステップ３と、
ステップ３における製品を型締めた後、金型をホットプレス機の台面に置き、曲がり梁成形管の製造基準に従って設定された温度、気圧パラメータに基づいて製品の加熱成形を行う、複合材料を硬化成形するステップ４と、
を含み、
具体的なパラメータは、
成形時間：３６００Ｓ、圧力保持１．２ＭＰａの成形時間、
成形温度：１４５±５℃、
機械台面外部の圧力：４ＭＰａ、
３Ｄナイロンエアダクトの加圧プログラムは、
０〜５０Ｓの場合、０．２ＭＰａにゆっくり加圧し、
５０〜３００Ｓの場合、０．６ＭＰａにゆっくり加圧し、
３００〜６００Ｓの場合、１．０ＭＰａにゆっくり加圧し、
６００〜３６００Ｓの場合、１．２ＭＰａにゆっくり加圧する、
ことを特徴とする３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセス。
【請求項２】
前記３Ｄナイロンエアダクトの厚さは製品形状によって、２０ｕｍ、４０ｕｍ、６０ｕｍを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセス。
【請求項３】
レイアウト過程においてプラスチックスクレーパーで確実に押さえ、プラスチック板の材質はＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥおよびゴムのうちの一種類または複数種類の混合物である、ことを特徴とする請求項１に記載の３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセス。
【請求項４】
請求項１に記載の３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセスで用いられる３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型であって、
上型、下型、２つのスライダー、および下型に位置するエアバルブ装置口を含み、
前記エアバルブ装置口には３Ｄナイロンエアダクトのエアバルブが置かれており、下型を製品の置く基準として、２つのスライダーが下型の左右両側に置かれており、上型で下型および２つのスライダーを被覆して金型を固定して難燃性曲がり梁の成形を行った、
ことを特徴とする３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型。
【請求項５】
前記上型は弧状スペースを有する上型本体を含み、上型本体には弧状凹溝が開設されており、弧状スペースの左右両側には切り板が設置されており、弧状スペースの上下両側にはバッフルプレートが設置されており、バッフルプレートのうちの一つには階段が設置されており、階段ともう一つのバッフルプレートには下型に嵌合する上型凹溝が設置されており、製作しようとする難燃性曲がり梁は切り板とバッフルプレートとの間に位置しており、上型全体は一体成形されている、ことを特徴とする請求項４に記載の３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型。
【請求項６】
前記弧状凹溝の長さ範囲は３８０〜４４０ｍｍであり、弧状凹溝の幅範囲は２〜４ｍｍである、ことを特徴とする請求項５に記載の３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型。
【請求項７】
前記下型は製品を置くための基準面であり、下型は下型台座、上下両端の階段および２つの階段の間のボスを含み、エアバルブ装置口は上下両端の階段のうちの一つに開口されており、下型にはスライダーの凹溝に対応する凸条が開設されており、下型全体は一体成形されており、エアバルブ装置口が開口された階段と下型台座との結合部にはエッジが設置されている、ことを特徴とする請求項４に記載の３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型。
【請求項８】
２つのスライダーの構造は完全に対称しており、スライダーは凸面と突起を含み、側面にはねじ穴を有し、ボトルを採用してねじ穴を貫通しスライダーを下型にロックしている、ことを特徴とする請求項４に記載の３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は成形プロセスおよび製作用金型に関し、具体的には３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセスおよび製作用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属材料に比べ、炭素繊維複合材料は様々な優れた性能を有し、例えば、軽量で、比強度が高く、良好な寸法安定性、優れた化学的安定性を有するため、その適用範囲が広く、製作プロセスも益々成熟している。しかし、製品の最終的用途および構造の違いによって、多くの炭素繊維複合材料の成形プロセスが多様に生じている。従来の高速鉄道用金属製曲がり梁に比べて、３Ｄナイロンエアダクトの一体成形された難燃性高強度の高速鉄道用曲がり梁は、開口、折り曲げ、溶接などの複雑なプロセスを必要とせず、しかも成形された製品の輪郭は統一の標準に基づく（金型保証）、一方、純粋な手作業により成形された製品には金属の開口、折り曲げ、溶接には輪郭が一致しない現象がある。
【０００３】
本発明は、主に構造が複雑で、造形が独特であり、重量が軽減され、機械的特性が強化された製品の製造における問題を解決するためのものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、成形プロセスと製作用金型を提供することを主な目的とし、具体的には３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセスおよび製作用金型に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明に係る３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセスは、以下のステップを含む。
３Ｄナイロンエアダクトを製作するステップ１であって、幅が３００〜５００ｍｍであるナイロンエアダクトを、製作しようとする曲がり梁の内部空洞状の大きさの原型エアダクトにせん断し、その後、密封機を利用して原型エアダクトの周縁を密封し、エアバルブを残しておくことにより、３Ｄナイロンエアダクトを形成する。
難燃性炭素繊維の予備含浸材料を選択するステップ２であって、エポキシ難燃性樹脂と炭素繊維前駆体を使用して予備含浸してなる材料を難燃性炭素繊維の予備含浸材料と称する。
難燃性炭素繊維の予備含浸材料をレイアウト、予備成形するステップ３であって、大きさに合わせてせん断した難燃性炭素繊維の予備含浸材料を設計したレイアウト構造の順に従って順次に金型空洞内およびスライダーに貼り込み、レイアウト過程においてはプラスチックスクレーパーで確実に押さえなければならない。
その後、３Ｄナイロンエアダクトを曲がり梁の中間部の中空位置に入れ、３Ｄナイロンエアダクトに安全気圧０．１ＭＰａを加え、エアダクトに空気が流通するか否かを確かめる。
複合材料を硬化成形するステップ４であって、ステップ３における製品を型締め後、金型をホットプレスの台面に置き、曲がり梁成形管の製造基準通りに設定された温度、気圧パラメータに基づいて製品に対し加熱成形を行い、具体的なパラメータは以下の通りである。
成形時間：３６００Ｓ、圧力保持１．２ＭＰａの成形時間
成形温度：１４５±５℃
機械台面外部の圧力：４ＭＰａ
３Ｄナイロンエアダクトの加圧プログラム：
０〜５０Ｓの場合、０．２ＭＰａまでゆっくり加圧する、
５０〜３００Ｓの場合、０．６ＭＰａまでゆっくり加圧する、
３００〜６００Ｓの場合、１．０ＭＰａまでゆっくり加圧する、
６００〜３６００Ｓの場合、１．２ＭＰａまでゆっくり加圧する。
【０００６】
本発明の具体的な一実施例において、前記３Ｄナイロンエアダクトの厚さは製品の形状によって異なり、２０ｕｍ、４０ｕｍ、６０ｕｍである。
【０００７】
本発明の具体的な一実施例において、レイアウト過程にはプラスチックスクレーパーで確実に押さえなければならず、プラスチック板の材質はＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥおよびゴムのうちの一種類または複数種類の混合物である。
【０００８】
上記の３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセスで用いられる３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型であって、上型、下型、２つのスライダー、および下型に位置するエアバルブ装置口を含み、前記エアバルブ装置口には３Ｄナイロンエアダクトのエアバルブが置かれ、下型を製品の置く基準として、２つのスライダーを下型の左右両側に置き、上型で下型および２つのスライダーを被覆して金型を固定し難燃性曲がり梁の成形を行う。
【０００９】
本発明の具体的な一実施例において、前記上型は弧状スペースを有する上型本体を含み、上型本体には弧状凹溝が開設されており、弧状スペースの左右両側には切り板が設置されており、弧状スペースの上下両側にはバッフルプレートが設置されており、バッフルプレートのうち一つには階段が設置されており、階段ともう一つのバッフルプレートには下型に嵌合する上型凹溝が設置されており、製作しようとする難燃曲がり梁は切り板とバッフルプレートとの間に位置しており、上型全体は一体成形されている。
【００１０】
本発明の具体的な一実施例において、前記弧状凹溝の長さ範囲は３８０〜４４０ｍｍであり、弧状凹溝の幅範囲は２〜４ｍｍである。
【００１１】
本発明の具体的な一実施例において、前記下型は製品を置くための基準面であり、下型は下型台座、上下両端の階段および２つの階段の中間部のボスを含み、エアバルブ装置口は上下両端の階段のうちの一つに開口されており、下型にはスライダーにおける凹溝に対応する凸条が開設されており、下型全体は一体成形されており、エアバルブ装置口が開口された階段と下型台座との結合部にはエッジが設置されている。
【００１２】
本発明の具体的な一実施例において、２つのスライダーの構造は完全に対称しており、スライダーは凸面と突起を含み、側面にはねじ穴が開けられており、ボルトを採用してねじ穴を貫通してスライダーを下型にロックしている。
【００１３】
本発明の具体的な一実施例において、ナイロンエアダクトを高速鉄道用曲がり梁の内部形状が一致する３Ｄ効果形状に製作し、炭素繊維複合材料を圧縮成形する場合、３Ｄナイロンエアダクトをライナとして炭素繊維複合材料が敷かれた金型空洞に置き、加熱成形の際にエアバルブを介して製品内部に加圧し、炭素繊維複合材料の高速鉄道用曲がり梁を一体成形し硬化させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により提供される３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセスおよび製作用金型によれば、以下の利点を有する。本発明は３Ｄナイロンエアダクトにより一体成形された難燃性高強度の高速鉄道用曲がり梁であり、加熱成形は主に３Ｄナイロンエアダクトを利用して炭素繊維のプリプレグ材料の圧縮成形を補助し、３Ｄナイロンエアダクトの製作に関わり、主に曲面の複雑な構造の成形を補助する複合材料製品に用いられる。３Ｄナイロンエアダクトによって一体成形された難燃性高強度の高速鉄道用曲がり梁は、従来の金属成形された曲がり梁と同様に難燃効果を有し、操作しやすく、製品の造形が柔軟であり、強度がより高く、重量がより軽量であり、耐腐食である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型の全体構造を示す図である。
【図２−１】本発明における上型の全体構造を示す斜視図である。
【図２−２】本発明における上型の全体構造を示す正面図である。
【図２−３】本発明における上型の全体構造を示す左側面図である。
【図２−４】本発明における上型の全体構造を示す底面図である。
【図３−１】本発明における下型の全体構造を示す斜視図である。
【図３−２】本発明における下型の全体構造を示す正面図である。
【図３−３】本発明における下型の全体構造を示す左側面図である。
【図３−４】本発明における下型の全体構造を示す底面図である。
【図４−１】本発明におけるスライダーの全体構造を示す斜視図である。
【図４−２】本発明におけるスライダーの全体構造を示す正面図である。
【図４−３】本発明におけるスライダーの全体構造を示す左側面図である。
【図４−４】本発明におけるスライダーの全体構造を示す底面図である。
【図５】本発明における金型を製作する難燃性曲がり梁の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例により本発明の技術的解決手段について詳細に説明する。
【００１７】
３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセスであって、上記３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の成形プロセスは以下のステップを含む。
【００１８】
＜ステップ１＞
３Ｄナイロンエアダクトを製作する。幅が３００〜５００ｍｍであるナイロンエアダクトを、製作しようとする曲がり梁の内部空洞状の大きさの原型エアダクトにせん断し、その後、密封機を利用して原型エアダクトの周縁を密封し、エアバルブを残しておく。このようにすれば、３Ｄナイロンエアダクトが形成される。
【００１９】
＜ステップ２＞
難燃性炭素繊維の予備含浸材料を選択する。エポキシ難燃性樹脂と炭素繊維前駆体を使用して予備含浸してなる材料を難燃性炭素繊維の予備含浸材料と称する。
【００２０】
＜ステップ３＞
プリプレグ材料をレイアウト、予備成形する。大きさに合わせてせん断した炭素繊維のプリプレグ材料を設計したレイアウト構造の順に従って順次に金型空洞内およびスライダーに貼り込み、レイアウト過程においてはプラスチックスクレーパーで確実に押さえなければならない。
【００２１】
その後、３Ｄナイロンエアダクトを曲がり梁の中間部の中空位置に入れ、３Ｄナイロンエアダクトに少量の気圧を加え、エアダクトに空気が流通するか否かを確かめる。
【００２２】
＜ステップ４＞
複合材料を硬化成形する。製品に金型を貼り付けて異常がないことを確認した後、型締めし（クランプ型がないことを確認する）金型をホットプレス機の台面に置き、曲がり梁成形管の製造基準に従って設定された温度、気圧パラメータに基づいて製品に対し加熱成形を行い、成形時間に達した後ホットプレス機の台面から金型を引き出し、冷却台に入れて金型を冷却し、冷却された後金型を開けて製品を取り出す。そうすれば、図５における高強度の難燃性曲がり梁５が取得される。具体的なパラメータは以下の通りである。
【００２３】
成形時間：３６００Ｓ（圧力保持１．２ＭＰａの成形時間）
成形温度：１４５±５℃
機械台面外部の圧力：４ＭＰａ
３Ｄナイロンエアダクトの加圧プログラム：
０〜５０Ｓの場合、０．２ＭＰａまでゆっくり加圧する、
５０〜３００Ｓの場合、０．６ＭＰａまでゆっくり加圧する、
３００〜６００Ｓの場合、１．０ＭＰａまでゆっくり加圧する、
６００〜３６００Ｓの場合、１．２ＭＰａまでゆっくり加圧する。
【００２４】
上記製品に使用される材料は高強度、高弾性（Ｈｉｇｈ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の炭素繊維複合材料であり、同時に難燃効果を有する。また、金属製曲がり梁に比べ、炭素繊維製曲がり梁の重量は直接４０％減量される。
【００２５】
上記３Ｄナイロンエアダクトの厚さは製品の形状によって異なり、２０ｕｍ、４０ｕｍ、６０ｕｍである。
【００２６】
上記レイアウト過程にはプラスチックスクレーパーで確実に押さえなければならず、プラスチック板の材質はＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥおよびゴムのうちの一種類または複数種類の混合物である。
【００２７】
図１は本発明における３Ｄナイロンエアダクト成形の難燃性曲がり梁の製作用金型の全体構造を示す図であり、図１に示すように、製作用金型は、上型１、下型２、２つのスライダー３、および下型２に位置するエアバルブ装置口４を含み、エアバルブ装置口４には３Ｄナイロンエアダクトのエアバルブが置かれ、下型２を製品の置く基準として、２つのスライダー３を下型２の左右両側に置き、上型１により下型２および２つのスライダー３被覆して金型を固定し難燃性曲がり梁の成形を行う。
【００２８】
図２−１は本発明における上型の全体構造を示す斜視図であり、図２−２は本発明における上型の全体構造を示す正面図であり、図２−３は本発明における上型の全体構造を示す左側面図であり、図２−４は本発明における上型の全体構造を示す底面図である。図２−１〜図２−４に示すように、製作用金型の上型１の構造の特徴は、難燃性曲がり梁の上表面の形状および外観を保証することであり、上型１には製品の強化リブとする２つの形状に応じた凹溝がある。具体的には図に示される通りであって、上型１は弧状スペース１０４を有する上型本体１０１を含み、上型本体１０１には弧状凹溝１０２が開設され、弧状スペース１０４の左右両側には切り板１０３が設置され、弧状スペース１０４の上下両側にはバッフルプレート１０５が設置され、バッフルプレート１０５のうちの一つには階段１０６が設置され、階段１０６ともう一つのバッフルプレート１０５には下型２に嵌合する上型凹溝１０７が設置され、製作しようとする難燃曲がり梁は切り板１０３とバッフルプレート１０５との間に位置し、上型１全体は一体成形されている。具体的な製作過程において弧状凹溝１０２の長さ範囲は３８０〜４４０ｍｍであり、弧状凹溝１０２の幅範囲は２〜４ｍｍである。
【００２９】
図３−１は本発明における下型の全体構造を示す斜視図であり、図３−２は本発明における下型の全体構造を示す正面図であり、図３−３は本発明における下型の全体構造を示す左側面図であり、図３−４は本発明における下型の全体構造を示す底面図である。図３−１〜図３−４に示すように、下型２の構造の特徴は、製品（難燃性曲がり梁）の下表面の基本形状および外観を保証することである。下型２は製品を置くための基準面であり、下型２は下型台座２０５、上下両端の階段２０１、２０２および２つの階段の中間部のボス２０３を含み、エアバルブ装置口４は上下両端の階段のうちの一つに開口され、下型２にはスライダー３における凹溝３０４に対応する凸条２０５が開設され、下型２全体は一体成形されている。エアバルブ装置口４が開口された階段２０２と下型台座２０５との結合部にはエッジ２０６（上下型が結合される場合、エッジ２０６は上型凹溝１０７に対応する）が設置されている。
【００３０】
図４−１は本発明におけるスライダーの全体構造を示す斜視図であり、図４−２は本発明におけるスライダーの全体構造を示す正面図であり、図４−３は本発明におけるスライダーの全体構造を示す左側面図であり、図４−４は本発明におけるスライダーの全体構造を示す底面図である。図４−１〜図４−４に示すように、スライダー３の構造の特徴は、製品（難燃性曲がり梁）の両側面の基本形状および外観を保証することである。２つのスライダー３の構造は完全に対称し、スライダー３は凸面３０１と突起３０２を含み、側面にはねじ穴３０３が設けられ、ボトルを採用してねじ穴３０３を貫通してスライダー３を下型２にロックしてる。
【００３１】
以上、本発明の基本原理と主な特徴および本発明の利点を示し説明している。当業者であれば、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、上記実施例および明細書に記載されたものは本発明の原理を説明するためのものであり、本発明の技術的思想を逸脱しない前提において、本発明に対し様々な変更や改良を行うことができ、これらの変更や改良は何れも本発明の保護範囲に属し、本発明の保護範囲は特許請求の範囲およびその均等の範囲により定められることを理解すべきである。
【図１】
0006603809.tif 000002
【図２−１】
0006603809.tif 000003
【図２−２】
0006603809.tif 000004
【図２−３】
0006603809.tif 000005
【図２−４】
0006603809.tif 000006
【図３−１】
0006603809.tif 000007
【図３−２】
0006603809.tif 000008
【図３−３】
0006603809.tif 000009
【図３−４】
0006603809.tif 000010
【図４−１】
0006603809.tif 000011
【図４−２】
0006603809.tif 000012
【図４−３】
0006603809.tif 000013
【図４−４】
0006603809.tif 000014
【図５】
0006603809.tif 000015