(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化基材を下型に配置し、前記下型とプリフォーム成形部の上型とによって前記強化基材を押圧してプリフォームし、
前記下型に前記強化基材を配置したままの状態で、前記強化基材をトリミングし、
トリミングされた前記強化基材を前記下型に配置したまま、前記下型と複合材料成形部の上型とによってキャビティを形成し、
前記キャビティ内に樹脂を注入する、複合材料の成形方法。
【請求項２】
前記強化基材は、レーザー加工によってトリミングする、請求項１に記載の複合材料の成形方法。
【請求項３】
前記強化基材のプリフォーム処理およびトリム処理のうち少なくとも１つの処理において、前記下型を加熱する、請求項１または請求項２に記載の複合材料の成形方法。
【請求項４】
前記強化基材は、炭素繊維から形成されてなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合材料の成形方法。
【請求項５】
強化基材を配置する下型と、前記強化基材を押圧してプリフォームするプリフォーム成形部の上型と、
前記下型に前記強化基材が配置された状態で、前記強化基材をトリミングするトリム加工部と、
前記強化基材を配置するキャビティを前記下型との間に形成する複合材料成形部の上型と、
前記キャビティ内に樹脂を注入する樹脂注入部と、を有する、複合材料の成形装置。
【請求項６】
前記トリム加工部は、レーザー加工部を有する、請求項５に記載の複合材料の成形装置。
【請求項７】
前記下型を加熱する型温度調整部を有する、請求項５または請求項６に記載の複合材料の成形装置。
【請求項８】
前記下型を、前記強化基材をプリフォームする位置と、前記強化基材をトリミングする位置と、前記キャビティを形成する位置との間において相互に移動する型移動部をさらに有する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の複合材料の成形装置。
【請求項９】
前記強化基材は、炭素繊維から形成されてなる、請求項５〜８のいずれか１項に記載の複合材料の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料の成形方法および成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の車体軽量化のために強化基材に樹脂を含浸させた複合材料が自動車部品として用いられている。複合材料の成形方法として、量産化に適したＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）成形法が注目されている。ＲＴＭ成形法にあっては、まず、開閉可能な一対の下型（雌型）、上型（雄型）からなる成形型内のキャビティに強化基材を設置する。型を閉締した後、樹脂注入口から樹脂を注入し、強化基材に樹脂を含浸させる。そして、キャビティ内において樹脂を硬化させることによって、複合材料を成形する。
【０００３】
強化基材は、予め所定の形状を付与するために積層してプリフォームを行う。強化基材をプリフォーム成形型から次工程に搬送することによって、積層した強化基材の配置にばらつきが生じるという問題がある。プリフォーム成形型から強化基材のトリミングをするトリム加工台へ搬送する際に強化基材の配置にばらつきが生じると、トリム処理においてトリミング代を大きく取る必要がある。このため、歩留まりが悪くなり、材料費が高くなってしまう。
【０００４】
また、トリム加工台からキャビティへ搬送する際に強化基材の配置にばらつきが生じてしまうと、上型が強化基材をはさみこむ原因となってしまう。そこで、強化基材はキャビティより小さくプリフォームする必要があり、成形品である複合材料の端部に樹脂のみから構成される樹脂リッチ部分が生じる。これによって、端部の強度が他の部分に比べて低くなってしまう。このため、例えば、下記特許文献１のように樹脂リッチ部分を除去するために複合材料の端部をカットする２次加工が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７６３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、成形品の２次加工処理を追加すると、工程数が増えるので、製造時間がかかり、生産コストも増加してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、強化基材の搬送によって生じる配置のばらつきを無くすことで、歩留まりを向上し、成形品である複合材料の２次加工処理を省くことのできる複合材料の成形方法および成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明に係る複合材料の成形方法は、強化基材を第１の型に配置し、前記第１の型と第２の型とによって前記強化基材を押圧してプリフォームし、前記第１の型に前記強化基材を配置したままの状態で、前記強化基材をトリミングする。その後、トリミングされた前記強化基材を前記第１の型に配置したまま、前記第１の型と第３の型とによってキャビティを形成し、前記キャビティ内に樹脂を注入する。
【０００９】
上記目的を達成する本発明に係る複合材料の成形装置は、強化基材を配置する第１の型と、前記強化基材を押圧してプリフォームする第２の型と、前記第１の型に前記強化基材が配置された状態で、前記強化基材をトリミングするトリム加工部と、前記強化基材を配置するキャビティを前記第１の型との間に形成する第３の型と、前記キャビティ内に樹脂を注入する樹脂注入部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プリフォーム処理、トリム処理、およびキャビティ内への樹脂注入処理の各処理において強化基材は第１の型上にあるので、各処理間の搬送による強化基材の配置のばらつきを無くすことができる。プリフォーム処理からトリム処理へ搬送する際に強化基材の配置にばらつきが無いので、トリム処理においてトリミング代を低減することができ、強化基材の歩溜まりを向上し、材料費を削減することができる。
【００１１】
また、トリム処理からキャビティへ搬送する際に強化基材の配置にばらつきが無いので、強化基材をキャビティの端部まで配置することができ、複合材料端部の樹脂リッチ部分の形成を抑制することができる。したがって、複合材料の２次加工処理を省くことができ、製造時間を短縮し、生産コストの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る複合材料の成形装置の構成を示す概略図である。図１（Ａ）は、強化基材のプリフォームを行っている状態の図であり、図１（Ｂ）は、強化基材のトリミングを行っている状態の図であり、図１（Ｃ）は、複合材料の成形を行っている状態の図である。
【図２】本実施形態に係るプリフォーム成形部の斜視図である。
【図３】本実施形態に係るトリム加工部の斜視図である。
【図４】本実施形態に係る複合材料成形部の概略図である。
【図５】本実施形態に係る複合材料成形部の斜視図である。
【図６】本実施形態に係る複合材料の成形方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る複合材料４００の成形装置５００の構成を示す概略図である。図２は、本実施形態に係るプリフォーム成形部１００の斜視図である。図３は、本実施形態に係るトリム加工部２００の斜視図である。図４は、本実施形態に係る複合材料成形部３００の概略図である。図５は、本実施形態に係る複合材料成形部３００の斜視図である。図６は、実施形態に係る複合材料４００の成形方法を示すフローチャートである。
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本実施形態に係る成形方法および成形装置５００によって得られる複合材料４００は、強化基材４１０と、樹脂４２０と、によって構成されている。複合材料２００は、強化基材４１０と樹脂４２０が組み合わせられることにより、樹脂単体で構成される成形品に比べて高い強度および剛性を備えたものとなる。
【００１７】
強化基材４１０は、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維等を用いることができる。本実施形態においては、強化基材４１０としてシート状に予め加工された炭素繊維を使用した例を説明する。炭素繊維は、熱膨張係数が小さく寸法安定性に優れ、高温下においても機械的特性の低下が少ないという特徴があるため、自動車の車体等に使用される複合材料４００の強化基材として好適に使用することができる。
【００１８】
樹脂４２０は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、フェノール樹脂等または熱可塑性樹脂が用いられる。本実施形態においては、機械的特性、寸法安定性に優れたエポキシ樹脂を用いる。エポキシ樹脂は２液タイプが主流であり、主剤および硬化剤を混合して使用する。主剤はビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂、硬化剤はアミン系のものが一般的に用いられるが、特にこれに限定されるものではなく、所望の材料特性に合わせて適宜選択できる。
【００１９】
図１を参照して、複合材料４００の成形装置５００は、炭素繊維４１０を配置する下型１０（第１の型に相当）と、炭素繊維４１０を押圧してプリフォームする分割上型１１０（第２の型に相当）と、下型１０に炭素繊維４１０が配置された状態で、炭素繊維４１０をトリミングするトリム加工部２００と、炭素繊維４１０を配置するキャビティ３３０を下型１０との間に形成する上型３１０（第３の型に相当）と、キャビティ３３０内に樹脂４２０を注入する樹脂注入部３４０と、を有する。複合材料４００の成形装置５００は、下型１０を移動可能な型移動部２０と、制御部３０と、をさらに有する。
【００２０】
本実施形態に係る複合材料４００の成形装置５００は、プリフォーム成形部１００と、トリム加工部２００と、複合材料成形部３００と、によって構成されている。プリフォーム成形部１００、トリム加工部２００および複合材料成形部３００は、下型１０を共用し、型移動部２０によって下型１０を各構成部に移動する。まず、図１（Ａ）に示すように、下型１０がプリフォーム成形部１００に配置されており、炭素繊維４１０のプリフォームを行う。次に、型移動部２０によって下型１０をトリム加工部２００へ移動し、図１（Ｂ）に示すように、下型１０に配置された炭素繊維４１０のトリミングを行う。最後に、型移動部２０によって下型１０を複合材料成形部３００へ移動し、図１（Ｃ）に示すように、複合材料４００の成形を行う。
【００２１】
型移動部２０は、例えば、下型１０を載せる台車２１と、台車２１が走行するためのレール２２と、を有する。制御部３０によって台車２１の走行は制御され、図１（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、各処理で一旦停止させて成形または加工を行った後、次の処理へと下型１０を搬送する。これによって、連続成形が可能となり、成形時間をさらに短縮することができる。なお、型移動部２０の構成はこれに限定されず、台車２１やレール２２の代わりにローラーコンベアやベルトコンベア等を用いてもよい。
【００２２】
制御部３０は、図２〜図４にも示すように、複合材料４００の成形装置５００全体の動作を制御する。制御部３０は、記憶部３１と、演算部３２と、各種データや制御指令の送受信を行う入出力部３３と、を有する。入出力部３３は、下型１０と、型移動部２０と、分割上型１１０と、上型３１０と、後述するレーザー加工部２１０と、樹脂注入部３４０と、型温度調整部１２０、２２０、３２０と、に電気的に接続している。
【００２３】
記憶部３１は、ＲＯＭやＲＡＭから構成し、下型１０の位置等のデータを記憶する。演算部３２は、ＣＰＵを主体に構成され、入出力部３３を介して下型１０（または台車２１）の位置等を受信する。演算部３２は、記憶部３１から読み出したデータおよび入出力部３３から受信したデータに基づいて、下型１０の位置、後述するレーザー光の出力や波長、型温度調整部１２０、２２０、３２０による型の加熱・冷却温度等を算出する。算出したデータに基づく制御信号は、入出力部３３を介して型移動部２０、分割上型１１０、上型３１０、レーザー加工部２１０、樹脂注入部３４０、型温度調整部１２０、２２０、３２０等に送信する。このようにして、制御部３０は、下型１０の移動、型の温度等を制御する。
【００２４】
以下、各構成部について詳述する。
【００２５】
まず、プリフォーム成形部１００について説明する。
【００２６】
図２を参照して、プリフォーム成形部１００は、プリフォームの対象となるシート状の炭素繊維４１０が配置される下型１０（第１の型に相当）と、下型１０に対して接近離反移動自在な分割上型１１０（第２の型に相当）と、下型１０および分割上型１１０を加熱する型温度調整部１２０と、を有する。シート状の炭素繊維４１０には、予め表面に接着剤ｇが塗布され、所定枚数積層される。接着剤ｇは、例えば熱可塑性樹脂からなり、所定の温度に加熱されると溶融または軟化するという特性を有し、炭素繊維４１０同士を層間で接着する機能を有する。なお、接着剤ｇは、熱可塑性樹脂に限定されず、同様の接着機能を有する他の接着剤を使用してもよい。
【００２７】
下型１０は、後述するトリム加工部２００および複合材料成形部３００において、同じ下型１０が共用される。下型１０は、移動可能に形成され、型移動部２０によってトリム加工部２００および複合材料成形部３００に搬送される。プリフォーム処理、トリム処理、およびキャビティ内への樹脂注入処理の各処理において炭素繊維４１０は下型１０上にあるので、各処理間の搬送による炭素繊維４１０の配置のばらつきを無くすことができる。
【００２８】
分割上型１１０は、複数の分割された型からなり、各型１１１、１１２、１１３、１１４、１１５は独立して動作可能となっている。各型１１１、１１２、１１３、１１４、１１５は、所定の順序にしたがって積層された炭素繊維４１０を順次押圧する。これによって、炭素繊維４１０のしわやよれ等の発生を防止することができる。ただし、分割上型１１０を同時に押圧動作させてもよいし、分割されていない１つの型からなる上型を使用してもよい。
【００２９】
型温度調整部１２０は、下型１０および分割上型１１０を所定の温度に加熱または冷却する。型温度調整部１２０は、加熱を行うための加熱部として、例えば、下型１０および分割上型１１０を直接的に加熱する電気ヒーターや、油などの熱媒体を循環させることによって温度調整を行う温度調整機構等を備える。下型１０および分割上型１１０を加熱することによって、下型１０と、分割上型１１０とによって炭素繊維４１０を押圧するときに、接着剤ｇが溶融または軟化し、炭素繊維４１０層間に接着剤ｇが均一に広がり、炭素繊維４１０同士を層間で接着することができる。
【００３０】
また、型温度調整部１２０は、冷却を行うための冷却部をさらに有する。冷却部は、例えば、水等の循環冷媒によって強制冷却させる冷却装置を備える。下型１０および分割上型１１０を加熱後、冷却することによって、炭素繊維４１０に浸透した接着剤ｇが固化し、炭素繊維４１０同士が一体化されて所定の形状に固定することができる。冷却は、分割上型１１０を開いて自然放冷することも可能であるが、成形時間短縮の面から強制冷却を行うことが好ましい。
【００３１】
次に、トリム加工部２００について説明する。
【００３２】
図３を参照して、トリム加工部２００は、プリフォーム成形部１００と共用するトリム加工台である下型１０（第１の型に相当）と、レーザー加工部２１０と、型温度調整部２２０と、を有する。
【００３３】
レーザー加工部２１０は、レーザー光を炭素繊維４１０の周縁部（図３中の二点鎖線Ｌ）に当てることで端部をカットする。具体的には、レーザー光源から発したレーザー光を、ミラーや集光レンズ等の照射光学系によって所定のビーム径に調整した上で下型１０に配置された炭素繊維４１０に照射することによって、炭素繊維４１０の端部をトリミングする。レーザー光源から発振されるレーザー光の出力、モード、波長などは、炭素繊維４１０の積層の厚さや加工形状に応じて適宜選択することができる。レーザー加工部２１０は、スキャナミラー（図示せず）によって、線Ｌ（図３中の二点鎖線）に沿ってレーザー光を照射することもできるし、レーザー加工部２１０を線Ｌに沿って走査させてもよい。
【００３４】
型温度調整部２２０は、プリフォーム成形部１００および後述する複合材料成形部３００と共用し、あるいは別の温度調整機構等を有する。型温度調整部２２０は、下型１０を所定の温度に加熱することができる。
【００３５】
次に、複合材料成形部３００について説明する。
【００３６】
図４に示すように、複合材料成形部３００は、プリフォーム成形部１００およびレーザー加工部２１０と共用する下型１０（第１の型に相当）と、炭素繊維４１０を配置するキャビティ３３０を下型１０との間に形成する上型３１０（第３の型に相当）と、キャビティ３３０内に樹脂４２０を注入する樹脂注入部３４０と、型温度調整部３２０と、を有する。
【００３７】
上型３１０は、下型１０に対して、接近離反移動自在に構成されており、上型３１０が下型１０から離反すると、型開きした状態（図５を参照）となる。図４中の矢印ｕは、上型３１０の離反移動方向（型開き方向）を示し、矢印ｄは、上型３１０の接近移動方向（型閉じ方向）を示す。
【００３８】
上型３１０は、キャビティ３３０側周縁部に弾性体からなるシール部材３１１を有する。シール部材３１１は弾性体であるため、下型１０に当接することにより撓んで弾性的に密着するので、当接する部分の凹凸および寸法公差が吸収されて、型締力を大きくすることなく充分なシールを行うことができる。これによって、上型３１０は、下型１０と密閉自在なキャビティ３３０を形成する。
【００３９】
上型３１０の上方部には、注入口３１２を設ける。注入口３１２を樹脂注入部３４０に連結し、上方からキャビティ３３０内に樹脂４２０を注入する。樹脂４２０は、炭素繊維４１０の上面から内部に含浸する。
【００４０】
樹脂注入部３４０は、主剤を充填した主剤タンク３４１と、硬化剤を充填した硬化剤タンク３４２と、主剤、硬化剤、およびそれらが混合された樹脂４２０の搬送流路を形成するチューブ３４３と、樹脂４２０の注入圧力を調整自在なバルブ３４４と、を有する。樹脂注入部３４０は、主剤タンク３４１から供給される主剤と、硬化剤タンク３４２から供給される硬化剤とを一定の圧力下において循環させつつ、成形型へ供給可能な公知の循環式のポンプ機構により構成することができる。
【００４１】
型温度調整部３２０は、プリフォーム成形部１００およびトリム加工部２００と共用し、あるいは別の温度調整機構等を有する。
【００４２】
次に、本実施形態に係る複合材料４００の成形方法を説明する。
【００４３】
図６を参照して、複合材料４００の成形方法は、炭素繊維４１０を下型１０に配置し、下型１０と分割上型１１０とによって炭素繊維４１０を押圧するプリフォーム処理（ステップＳ１１、Ｓ１２）と、下型１０に炭素繊維４１０を配置したままの状態で、炭素繊維４１０をトリミングするトリム処理（ステップＳ２１、Ｓ２２）と、トリミングされた炭素繊維４１０を下型１０に配置したまま、下型１０と上型３１０とによってキャビティ３３０を形成し、キャビティ３３０内に樹脂４２０を注入する複合材料４００の成形処理（ステップＳ３１〜Ｓ３４）と、を有する。以下、各処理について詳述する。
【００４４】
まず、炭素繊維４１０をプリフォーム成形部１００の下型１０に配置する（ステップＳ１１）。プリフォームする炭素繊維４１０は、シート状に予め加工されたものを、下型１０上に複数枚積層してセットする。
【００４５】
次に、下型１０と分割上型１１０とによって炭素繊維４１０を押圧してプリフォームする（ステップＳ１２）。分割上型１１０の各型は、下型１０に配置された炭素繊維４１０を所定の順序にしたがって順次押圧し、所定の形状にプリフォームする。炭素繊維４１０が配置された下型１０に対して、例えば、分割上型１１０の中央の型１１１から端の型１１２、１１３、１１４、１１５を順次押圧し、型締めする。中央から端部へ積層された炭素繊維４１０を押圧することによって積層された炭素繊維４１０にしわやよれ等の発生を防止し、高精度のプリフォームが可能になる。図２中の一点鎖線で示す炭素繊維４１０は、プリフォーム成形前のものであり、実線で示す炭素繊維４１０は、プリフォーム成形後のものである。
【００４６】
下型１０および分割上型１１０は、プリフォーム処理において型締めを行った後、型締め状態の保持段階で型温度調整部１２０によって所定の温度に加熱され、炭素繊維４１０を押圧して加熱する。加熱することによって、炭素繊維４１０表面に塗布した接着剤ｇが軟化または溶融し、炭素繊維４１０の層間に広がって含浸する。この状態で、型温度調整部１２０によって下型１０および分割上型１１０を冷却し、炭素繊維４１０のプリフォーム形状を固定する。
【００４７】
プリフォーム処理の後、炭素繊維４１０を配置したままの状態で、型移動部２０によって下型１０をトリム加工部２００へ移動する（ステップＳ２１）。これによって、プリフォーム処理からトリム処理へ搬送する際に炭素繊維４１０の配置にばらつきが無いので、トリム処理においてトリミング代を低減することができ、炭素繊維４１０の歩溜まりを向上し、材料費の削減ができる。
【００４８】
次に、炭素繊維４１０をレーザー加工部２１０によってトリミングする（ステップＳ２２）。レーザー加工部２１０は、線Ｌに沿ってレーザー光を照射し、下型１０に配置された炭素繊維４１０の端部をトリミングする。レーザー光が照射された下型１０の線Ｌ周りには、レーザー光が生じる熱によって加熱されて局所的に温められた局部高温部ｈ（図４を参照）が形成される。
【００４９】
トリム処理の際に、型温度調整部２２０によって下型１０を加熱してもよい。次処理である複合材料４００の成形処理において、樹脂４２０を硬化させるために下型１０を加熱する必要がある。そのため、予め下型１０を加熱しておくことによって次処理において下型１０を加熱する時間を短縮し、成形処理全体としての成形時間を短縮することができる。
【００５０】
トリム処理の後、炭素繊維４１０を下型１０に配置したままの状態で、型移動部２０によって下型１０を複合材料成形部３００へ移動する（ステップＳ３１）。これによって、トリム処理からキャビティ３３０へ搬送する際に炭素繊維４１０のばらつきが無いので、炭素繊維４１０をキャビティの端部まで配置することができ、複合材料４００端部の樹脂リッチ部分の形成を抑制することができる。したがって、複合材料４００の樹脂リッチ部分をカットする２次加工処理を省くことができ、製造時間を短縮し、生産コストの増加を抑えることができる。
【００５１】
また、下型１０を複合材料成形部３００へ移動する際に、局部高温部ｈが熱を保持した状態で、複合材料成形部３００へ配置するために、トリム加工部２００の近くに複合材料成形部３００を配置し、短時間によって下型１０を移動する。
【００５２】
キャビティ３３０内に樹脂４２０が完全に充填されるまでキャビティ３３０内に樹脂４２０を注入する（ステップＳ３２）。局部高温部ｈが熱を保った状態で、複合材料成形部３００に搬送されることによって、注入された樹脂４２０が炭素繊維４１０の端部周りで温められる。一般的に、熱可塑性樹脂の場合は、温度が高いほど樹脂の粘度は低下して流動性が増す。また、本実施形態で使用する熱硬化性樹脂の場合でも、加熱によって一旦溶融して流動性を増す。流動性が増すことで、樹脂４２０が炭素繊維４１０に含浸しやすくなるので、樹脂リッチ部分の形成をさらに抑制することができる。ただし、熱硬化性樹脂の場合は、時間とともに加熱に伴う化学反応によって樹脂の分子構造の網状化（架橋）が進み、硬化して流動性を失うので硬化前に短時間によって成形する必要がある。また、局部高温部ｈの保持温度は、樹脂４２０の硬化温度よりも低い温度（例えば、５０℃〜８０℃）に維持することが好ましい。
【００５３】
キャビティ３３０内に樹脂４２０を規定量注入し終えると、キャビティ３３０内の樹脂４２０が十分硬化するまで放置する（ステップＳ３３）。なお、下型１０および上型３１０全体は、型温度調整部３２０によって樹脂４２０の硬化温度に予め温度調節してある。
【００５４】
型を開き、成形された複合材料４００を脱型すると、成形が完了する（ステップＳ３４）。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態に係る複合材料４００の成形方法および成形装置５００では、炭素繊維４１０のプリフォーム処理、トリム処理、およびキャビティ３３０内への樹脂注入処理において、プリフォーム成形部１００、トリム加工部２００および複合材料成形部３００は、下型１０を共用する。
【００５６】
このように構成した複合材料４００の成形方法および成形装置５００によれば、各処理において炭素繊維４１０は下型１０上にあるので、各処理間の搬送による炭素繊維４１０の配置のばらつきを無くすことができる。これによって、炭素繊維４１０の歩溜まりを向上し、成形品である複合材料４００の２次加工処理を省くことができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る複合材料４００の成形方法および成形装置５００では、炭素繊維４１０は、レーザー加工によってトリミングする。
【００５８】
このように構成した複合材料４００の成形方法および成形装置５００によれば、レーザー加工によってレーザーが照射された下型１０の線Ｌ周りには、加熱されて局所的に温められた局部高温部ｈが形成される。これによって、局部高温部ｈ周りの樹脂４２０の流動性が増し、樹脂４２０が炭素繊維４１０に含浸しやすくなるので、樹脂リッチ部分の形成をさらに抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態に係る複合材料４００の成形方法および成形装置５００では、炭素繊維４１０のプリフォーム処理およびトリム処理のうち少なくとも１つの処理において、下型１０を加熱する。
【００６０】
このように構成した複合材料４００の成形方法および成形装置５００によれば、炭素繊維４１０のプリフォーム処理時に下型１０を加熱することによって、プリフォームに使用される接着剤ｇを軟化または溶融して炭素繊維４１０に均一に含浸しやすくなる。トリム処理時に下型１０を加熱することによって、次の処理であるキャビティ３３０内への樹脂注入処理のときに下型１０を加熱する時間を短縮することができる。
【００６１】
また、本実施形態に係る複合材料４００の成形装置５００は、下型１０を、炭素繊維４１０をプリフォームする位置と、炭素繊維４１０をトリミングする位置と、キャビティ３３０を形成する位置との間において相互に移動する型移動部２０をさらに有する。
【００６２】
このように構成した複合材料４００の成形装置５００によれば、下型１０の移動が容易になり、成形時間をさらに短縮することができる。
【００６３】
また、本実施形態に係る複合材料４００の成形方法および成形装置５００では、強化基材は炭素繊維４１０から形成されてなる。
【００６４】
このように構成した複合材料４００の成形方法および成形装置５００によれば、熱膨張係数が小さく寸法安定性に優れ、高温下においても機械的特性の低下が少ない複合材料４００を成形することができる。
【００６５】
以上、実施形態を通じて複合材料４００の成形方法および成形装置５００を説明したが、本発明は実施形態において説明した構成のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。
【００６６】
たとえば、本実施形態においては、トリム処理はレーザー加工によって行うとしたが、カッター等の他の加工方法を使用してもよい。
【００６７】
また、プリフォーム処理およびトリム処理の両方の処理において下型１０を加熱するとしたが、いずれかの処理のうち少なくとも１つの処理において、下型１０を加熱すればよい。
【００６８】
また、本実施形態においては、下型１０は１つとして説明したが、複数個有していてもよい。炭素繊維４１０のプリフォーム処理、トリム処理、およびキャビティ３３０内への樹脂注入処理において、複数の下型１０を順送りすることによって、連続成形が可能となり、より効率的な成形が可能となる。
【符号の説明】
【００６９】
１０    下型（第１の型）、
２０    型移動部、
２１    台車、
２２    レール、
３０    制御部、
３１  記憶部、
３２  演算部、
３３  入出力部、
１００  プリフォーム成形部、
１１０  分割上型（第２の型）、
２００  トリム加工部、
２１０  レーザー加工部、
３００  複合材料成形部、
３１０  上型（第３の型）、
３１１  シール部材、
３１２  注入口、
３３０  キャビティ、
３４０  樹脂注入部、
３４１  主剤タンク、
３４２  硬化剤タンク、
３４３  チューブ、
３４４  バルブ、
１２０、２２０、３２０  型温度調整部、
４００  複合材料、
４１０  炭素繊維（強化基材）、
４２０  樹脂、
５００  成形装置、
ｇ    接着剤、
ｈ    局部高温部。
【図１】
0006543940.tif 000002
【図２】
0006543940.tif 000003
【図３】
0006543940.tif 000004
【図４】
0006543940.tif 000005
【図５】
0006543940.tif 000006
【図６】
0006543940.tif 000007