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CN113211827A - 纤维强化树脂成型品的制造方法以及制造装置 - Google Patents

纤维强化树脂成型品的制造方法以及制造装置 Download PDF

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CN113211827A
CN113211827A CN202110081762.9A CN202110081762A CN113211827A CN 113211827 A CN113211827 A CN 113211827A CN 202110081762 A CN202110081762 A CN 202110081762A CN 113211827 A CN113211827 A CN 113211827A
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CN
China
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preform
resin
mold
die
gap
Prior art date
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CN202110081762.9A
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English (en)
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八田健
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

本发明提供能够使集中于树脂注入口附近的压力分散来防止预成型坯的变形的纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置。通过使作为设置于下模(第1模具)(11)的可动芯的下模芯(13)下降(与预成型坯(2)相对地分离)来使树脂(3)向下模(第1模具)(11)侧流动，从而使集中于树脂注入口(14)附近的压力分散，防止预成型坯(2)的变形。

Description

纤维强化树脂成型品的制造方法以及制造装置
技术领域
本发明涉及由纤维加强(强化)的高压罐等纤维强化树脂成型品的制造方法以及制造装置。
背景技术
在燃料电池车中使用储藏天然气、氢气等燃料气体的高压罐(以下，存在简称为罐的情况)。这样的高压罐将具有阻气性的中空的内衬作为芯材，并作为由碳纤维强化塑料、玻璃纤维强化塑料(以下，总体上作为纤维强化树脂层)包覆了内衬的纤维强化树脂成型品被制造。作为内衬，从轻型化等的观点出发，通常使用树脂制的中空容器。
作为高压罐的制造方法，以往，公知有FW(Filament Winding-长丝缠绕)法、RTM(Resin Transfer Molding-树脂传递成型)法。例如专利文献1公开了利用了RTM法的高压罐的制造方法。在该制造方法中，将在形成高压罐的内部空间的内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯配置于模具内，一边从浇口朝向配置于上述模具内的上述预成型坯射出树脂，一边以上述预成型坯的中心轴线为旋转中心使上述预成型坯在上述模具内沿着周向旋转。
专利文献1：日本特开2019-056415号公报
在利用了上述RTM法的制造方法中，为了使树脂浸入至预成型坯的树脂层(束)的内层部，考虑以高压射出(注入)树脂。但是，若以高压射出树脂，则压力容易集中于浇口(以下，存在称为树脂注入口的情况)，因此浇口(树脂注入口)附近与树脂流动末端部的压力差变大，从而预成型坯有可能在成为了高压的区域变形。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够使集中于树脂注入口附近的压力分散来防止预成型坯的变形的纤维强化树脂成型品的制造方法以及制造装置。
为了达成上述目的，本发明的一个形态一种纤维强化树脂成型品的制造方法，形成在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，并使树脂浸入并固化于上述预成型坯的上述纤维层，上述纤维强化树脂成型品的制造方法的特征在于，包括：准备模具的工序，上述模具包括第1模具和第2模具；以在上述第2模具与上述预成型坯之间形成比上述第1模具与上述预成型坯之间的第1间隙大的第2间隙的方式，将上述预成型坯配置在上述第1模具与上述第2模具之间的工序；从树脂注入口向上述模具内的上述第2间隙注入树脂的工序；使上述第1模具中的与上述预成型坯对置的部分的至少一部分与上述预成型坯相对地分离，从而在上述第1模具的上述至少一部分与上述预成型坯之间形成比上述第1间隙大的第3间隙，并向上述第1模具与上述预成型坯之间填充向上述模具内的上述第2间隙注入的上述树脂的工序；以及使上述第1模具的上述至少一部分和上述第2模具一起与上述预成型坯相对地接近，从而压缩填充上述模具内的上述树脂的工序。
另外，本发明的另一形态是一种纤维强化树脂成型品的制造方法，形成在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，并使树脂浸入并固化于上述预成型坯的上述纤维层，上述纤维强化树脂成型品的制造方法的特征在于，包括：准备模具的工序，上述模具包括第1模具和第2模具，该第1模具具有可动芯，上述可动芯与上述预成型坯对置配置，并且能够相对于上述预成型坯相对地移动，由此能够增减形成在上述可动芯与上述预成型坯之间的间隙；以在上述第2模具与上述预成型坯之间形成比上述第1模具与上述预成型坯之间的第1间隙大的第2间隙的方式，将上述预成型坯配置在上述第1模具与上述第2模具之间的工序；从树脂注入口向上述模具内的上述第2间隙注入树脂的工序；使上述可动芯与上述预成型坯相对地分离，从而在上述可动芯与上述预成型坯之间形成比上述第1间隙大的第3间隙，并向上述第1模具与上述预成型坯之间填充向上述模具内的上述第2间隙注入的上述树脂的工序；以及使上述第2模具和上述可动芯一起与上述预成型坯相对地接近，从而压缩填充上述模具内的上述树脂的工序。
在优选的形态中，在通过使上述可动芯与上述预成型坯相对地分离来向上述第1模具与上述预成型坯之间填充向上述模具内的上述第2间隙注入的上述树脂的工序中，使上述第2模具与上述预成型坯相对地接近。
在另一优选的形态中，在通过使上述可动芯与上述预成型坯相对地分离来向上述第1模具与上述预成型坯之间填充朝向上述模具内的上述第2间隙注入的上述树脂的工序中，一边检测注入至上述第2模具与上述预成型坯之间的上述树脂的压力，一边使上述可动芯与上述预成型坯相对地分离。
在另一优选的形态中，在通过使上述第2模具和上述可动芯一起与上述预成型坯相对地接近来压缩填充上述模具内的上述树脂的工序中，使上述第2模具和上述可动芯一起与上述预成型坯相对地接近，使得注入至上述可动芯与上述预成型坯之间的上述树脂的压力、与注入至上述第2模具与上述预成型坯之间的上述树脂的压力一致。
另外，本发明的另一形态是一种纤维强化树脂成型品的制造装置，其形成在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，并使树脂浸入并固化于上述预成型坯的上述纤维层，上述纤维强化树脂成型品的制造装置的特征在于，具备：模具，其包括第1模具和第2模具；驱动机构，其用于在开闭方向上驱动上述模具；树脂注入机构，其用于从树脂注入口向上述模具内注入树脂；以及控制装置，其控制上述驱动机构和上述树脂注入机构的运转状态，上述控制装置进行如下控制，即：通过上述驱动机构，以在上述第2模具与上述预成型坯之间形成比上述第1模具与上述预成型坯之间的第1间隙大的第2间隙的方式，将上述预成型坯配置在上述第1模具与上述第2模具之间，通过上述树脂注入机构，从树脂注入口向上述模具内的上述第2间隙注入树脂，通过上述驱动机构，使上述第1模具中的与上述预成型坯对置的部分的至少一部分与上述预成型坯相对地分离，从而在上述第1模具的上述至少一部分与上述预成型坯之间形成比上述第1间隙大的第3间隙，并向上述第1模具与上述预成型坯之间填充向上述模具内的上述第2间隙注入的上述树脂，通过上述驱动机构，使上述第1模具的上述至少一部分和上述第2模具一起与上述预成型坯相对地接近，从而压缩填充上述模具内的上述树脂。
另外，本发明的另一形态是一种纤维强化树脂成型品的制造装置，其形成在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，并使树脂浸入并固化于上述预成型坯的上述纤维层，上述纤维强化树脂成型品的制造装置的特征在于，具备：模具，其包括第1模具和第2模具，该第1模具具有可动芯，上述可动芯与上述预成型坯对置配置，并且能够相对于上述预成型坯相对地移动，由此能够增减形成在上述可动芯与上述预成型坯之间的间隙；驱动机构，其用于在开闭方向上驱动上述模具；树脂注入机构，其用于从树脂注入口向上述模具内注入树脂；以及控制装置，其控制上述驱动机构和上述树脂注入机构的运转状态，上述控制装置进行如下控制，即：通过上述驱动机构，以在上述第2模具与上述预成型坯之间形成比上述第1模具与上述预成型坯之间的第1间隙大的第2间隙的方式，将上述预成型坯配置在上述第1模具与上述第2模具之间，通过上述树脂注入机构，从树脂注入口向上述模具内的上述第2间隙注入树脂，通过上述驱动机构，使上述可动芯与上述预成型坯相对地分离，从而在上述可动芯与上述预成型坯之间形成比上述第1间隙大的第3间隙，并向上述第1模具与上述预成型坯之间填充向上述模具内的上述第2间隙注入的上述树脂，通过上述驱动机构，使上述第2模具和上述可动芯一起与上述预成型坯相对地接近，由此压缩填充上述模具内的上述树脂。
在优选的形态中，上述控制装置在通过使上述可动芯与上述预成型坯相对地分离来向上述第1模具与上述预成型坯之间填充向上述模具内的上述第2间隙注入的上述树脂时，通过上述驱动机构，使上述第2模具与上述预成型坯相对地接近。
在另一优选的形态中，设置有压力传感器，该压力传感器检测注入至上述第2模具与上述预成型坯之间的上述树脂的压力，上述控制装置在通过使上述可动芯与上述预成型坯相对地分离来向上述第1模具与上述预成型坯之间填充向上述模具内的上述第2间隙注入的上述树脂时，一边通过上述压力传感器检测上述树脂的压力，一边通过上述驱动机构使上述可动芯与上述预成型坯相对地分离。
在另一优选的形态中，设置有第1压力传感器和第2压力传感器，上述第1压力传感器检测注入至上述可动芯与上述预成型坯之间的上述树脂的压力，上述第2压力传感器检测注入至上述第2模具与上述预成型坯之间的上述树脂的压力，上述控制装置在通过使上述第2模具和上述可动芯一起与上述预成型坯相对地接近来压缩填充上述模具内的上述树脂时，通过上述驱动机构使上述第2模具和上述可动芯一起与上述预成型坯相对地接近，使得由上述第1压力传感器检测到的上述树脂的压力与由上述第2压力传感器检测到的上述树脂的压力一致。
根据本发明的一个形态，通过使第1模具的至少一部分或者设置于第1模具的可动芯与预成型坯分离来使树脂向第1模具侧流动，能够使集中于树脂注入口附近的压力分散，从而能够防止预成型坯的变形。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造装置的纵剖视图。
图2是对实施方式所涉及的高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造方法进行说明的流程图。
图3是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示预成型坯配置工序和真空脱气工序的状态的纵剖视图。
图4是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示预紧固状态下的树脂注入工序的状态的纵剖视图。
图5是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示上模下降以及下模芯下降状态下的树脂注入工序的状态的纵剖视图。
图6是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示上模下降以及下模芯上升状态下的树脂注入工序的状态的纵剖视图。
图7是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示正式紧固和树脂注入停止工序以及树脂固化工序的状态的纵剖视图。
附图标记说明
1…高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造装置；2…预成型坯；3…树脂；4…高压罐(纤维强化树脂成型品)；10…模具；11…下模(第1模具)；12…上模(第2模具)；13…下模芯(可动芯)；14…浇口(树脂注入口)；15…真空脱气配管(真空脱气机构)；16…树脂注入配管(树脂注入机构)；17…压力传感器(第1压力传感器)；18…压力传感器(第2压力传感器)；20…搬运机构；25…轴；30…驱动机构；40…温度控制装置；50…真空泵(真空脱气机构)；60…树脂注入机(树脂注入机构)；61、66…树脂储藏器；62、67…树脂积存部；63、68…加压装置；65…开闭阀；90…控制装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
以下，举出作为纤维强化树脂成型品的一个例子的燃料电池车用高压罐为例来进行说明。其中，成为本发明的应用对象的纤维强化树脂成型品并不限定于燃料电池车用高压罐，构成纤维强化树脂成型品的内衬乃至预成型坯的形状、材料等也不局限于图示例。
在RTM法中，通过在内衬缠绕(卷绕)几重(几层)碳纤维，从而制作在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，通过使环氧树脂浸入并固化于预成型坯的纤维层来制造在内衬的外周形成有包括碳纤维和环氧树脂在内的纤维强化树脂层的燃料电池车用高压罐。内衬是形成高压罐的内部空间的树脂制(例如尼龙树脂制)的中空容器。
对于燃料电池车用高压罐而言，将碳纤维层叠于厚壁，因此树脂难以浸入至碳纤维的内层。即，为了确保强度，燃料电池车用高压罐的碳纤维的层叠厚度非常厚(通常的RTM成型主体部件的大约10倍)，树脂浸入困难，但在专利文献1那样的罐旋转中，到碳纤维的内层为止的树脂浸入效果较少。另外，若为了使树脂浸入至碳纤维的内层而以高压注入树脂，则压力分布变得不均匀，在局部成为了高压的部位，产生罐内侧的树脂制内衬变形等品质、性能的降低。例如，压力容易集中于浇口(树脂注入口)附近，浇口附近变为高压，并且浇口附近与树脂流动末端部(与浇口所在部位相反的一侧)的压力差变大。
另外，模具与罐的间隙较窄，并且罐形状是圆筒形，因此树脂难以向与浇口相反的一侧流动，从而难以遍及整体均匀地填充树脂，树脂浸入变为不均匀。因此，为了在固化前使树脂遍及整体流动，例如需要使罐在模具内高速旋转，但空间较少，另外，也有可能损伤碳纤维。
因此，本实施方式采用以下的结构。
[高压罐的制造装置]
图1是表示作为实施方式所涉及的纤维强化树脂成型品的一个例子的高压罐的制造装置的纵剖视图。
作为在本实施方式中所制造的高压罐的中间体的预成型坯2包括内衬、和形成于内衬的外表面并与内衬成为一体的纤维层。内衬是形成高压罐的内部空间的具有阻气性的树脂制的中空容器。纤维层例如具有10mm～30mm左右的厚度。通过长丝缠绕法，在内衬的外表面缠绕几重纤维，由此形成纤维层。
作为卷绕于内衬的纤维，例如能够使用碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等。纤维可以由连续纤维构成，也可以由长纤维或短纤维构成。如后述那样，通过使树脂浸入并固化于卷绕于内衬的纤维(层)，从而形成包覆内衬的周围的纤维强化树脂层。作为树脂，能够使用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰胺树脂等热固性树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂等热塑性树脂。
制造装置1使用RTM(Resin Transfer Molding)法，使树脂3(附图标记在图4等中图示)浸入于构成预成型坯2的纤维层，并且使浸入的树脂3固化，由此制造高压罐。
制造装置1具备模具10，模具10由多个模具、例如由作为固定模的下模11、和作为可动模的上模12构成。通过将下模11和上模12闭合(也称为合模)，从而形成用于纤维强化树脂层的型腔。为了将层叠纤维而成的预成型坯2配置于模具10内，例如，将模具10的型腔制成为增大了预成型坯2的公差的量。
此外，这里，将下模11作为固定模，将上模12作为可动模(能够相对于固定模移动的模具)，但例如也可以将上模12作为固定模，将下模11作为可动模，还可以将下模11与上模12双方作为可动模。另外，这里，由下模11和上模12这两个模具构成模具10，但也可以由三个以上的模具构成模具10。
另外，在本例子中，在下模11中的与预成型坯2对置的位置具备下模芯13，下模芯13形成上述型腔的一部分，并且是能够相对于配置在模具10内的预成型坯2(在上下方向上)相对地移动的可动芯。即，下模芯13与配置于模具10内的预成型坯2对置配置，下模芯13的与预成型坯2对置的面(上表面)成为与下模11(的型腔面)一起形成上述型腔的型腔面。通过使该下模芯13能够相对于预成型坯2(在上下方向上)相对地移动，从而增减形成在下模芯13与预成型坯2之间的间隙。在图示例中，下模芯13设置为与预成型坯2的下表面的中央部分对置，当然下模芯13的设置位置并不局限于此，优选设置为与预成型坯2的下表面整体对置。
预成型坯2被沿着内衬的轴配置的轴25轴支承于模具10内。即，轴25构成将预成型坯2支承于模具10内(型腔内)的支承机构。
在模具10(在图示例中下模11)埋设有真空脱气配管15。在真空脱气配管15连接有真空泵50。通过驱动真空泵50，能够经由真空脱气配管15将模具10内(型腔内)真空脱气(排气)。即，真空泵50和真空脱气配管15构成将模具10内(型腔内)真空脱气的真空脱气机构。
另外，在模具10(在图示例中上模12)埋设有形成向型腔开口的浇口(树脂注入口)14的树脂注入配管16。在本例子中，浇口14配置于与预成型坯2的(轴向的)中央部对置的位置。在树脂注入配管16连接有树脂注入机60。能够从树脂注入机60经由树脂注入配管16并通过浇口14向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3。即，树脂注入机60和树脂注入配管16构成向模具10内(型腔内)注入树脂3的树脂注入机构。树脂3例如是由主剂和固化剂构成的两组分的热固化性的环氧树脂。因此，树脂注入机60具备主剂用的树脂储藏器61、树脂积存部62、加压装置63、固化剂用的树脂储藏器66、树脂积存部67、加压装置68、以及作为将主剂与固化剂混合而成的树脂3向树脂注入配管16供给的开闭阀65。
在本例子中，在下模11(的下模芯13)埋设有压力传感器(第1压力传感器)17。压力传感器17检测预成型坯2的下表面侧、即预成型坯2的下表面与下模11(的下模芯13)之间的树脂3的压力。另外，在上模12埋设有压力传感器(第2压力传感器)18。压力传感器18检测预成型坯2的上表面侧、即预成型坯2的上表面与上模12之间的树脂3的压力。将由压力传感器17、18获得的压力信息(树脂压力)向后述的控制装置90输入。
另外，制造装置1具备：搬运机构20，用于将预成型坯2搬运至规定位置；驱动机构30，用于在开闭方向(上下方向)上驱动模具10(详细而言，为下模11的下模芯13以及上模12)；温度控制装置40，控制模具10(下模11以及上模12)的温度；以及控制装置90，其作为对制造装置1整体的运转状态(详细而言，搬运机构20、驱动机构30、温度控制装置40、作为真空脱气机构的真空泵50、作为树脂注入机构的树脂注入机60的加压装置63、68以及开闭阀65的运转状态等)进行控制的控制器。
[高压罐的制造方法]
图2是对作为实施方式所涉及的纤维强化树脂成型品的一个例子的高压罐的制造方法进行说明的流程图。另外，图3至图7分别是表示预成型坯配置工序和真空脱气工序、预紧固状态下的树脂注入工序、上模下降和下模芯下降状态下的树脂注入工序、上模下降和下模芯上升状态下的树脂注入工序、正式紧固及树脂注入停止工序和树脂固化工序的状态的纵剖视图。
(模具准备工序：S201)
首先，准备模具10，模具10由具有上述的结构的下模芯13的下模11、和上模12构成。
(预成型坯准备工序：S202)
另外，如上述那样，预先准备通过在内衬的外表面缠绕(卷绕)纤维而形成了纤维层的预成型坯2。
(模具保温工序：S203)
接下来，通过控制装置90控制温度控制装置40，从而将模具10(下模11、上模12)保温为规定温度。在树脂3是热固性树脂的情况下，该规定温度是树脂3的固化温度以上的温度。
此外，这里，最初将模具10保温为树脂3的固化温度以上，但例如也可以最初将模具10保温为小于树脂3的固化温度，并在后述的工序中的适当的时机(例如在将模具10完全合模后等)将模具10保温为树脂3的固化温度以上。
(预成型坯配置工序：S204)
接着，通过控制装置90控制搬运机构20和驱动机构30，将预成型坯2配置于模具10内(即，下模11与上模12之间)(图1、图3)。具体而言，在打开了上模12的状态下，搬运机构20根据控制装置90的控制，将预成型坯2载置于下模11。此时，预成型坯2被轴25轴支承。其后，驱动机构30根据控制装置90的控制而开始合模，将上模12预紧固。所谓预紧固是指处于上模12打开的状态与正式紧固的状态的中间的状态，作为下模11与上模12空开间隙的状态，如图3所示，是移动至在上模12与预成型坯2之间空开数mm的间隙(第2间隙)的位置。形成于该上模12与预成型坯2之间的间隙(第2间隙)大于下模11与预成型坯2的间隙(第1间隙)。
(真空脱气工序：S205)
接下来，在上述的预紧固的状态下(换言之，在合模完成前)，通过控制装置90控制真空泵50来将模具10内真空脱气(图3)。
(预紧固状态下的树脂注入工序：S206)
在上述的真空脱气停止(完成)后，向模具10内射出、注入树脂3(图4)。具体而言，控制装置90打开开闭阀65，通过加压装置63对存积于树脂积存部62的主剂进行加压，并通过加压装置68对存积于树脂积存部67的固化剂进行加压，从而将主剂与固化剂混合而成为(未固化的)树脂3。由此，(未固化的)树脂3在设置于上模12的树脂注入配管16内流动，并从浇口(在图示例中，设置于预成型坯2的中央部的浇口)14向预成型坯2射出、注入树脂3。由于上模12处于预紧固状态，因此向形成于上模12与预成型坯2(的上表面)之间的间隙(第2间隙)射出、注入树脂3。
(上模下降和下模芯下降状态下的树脂注入工序：S207)
接下来，通过控制装置90控制驱动机构30，一边将上模12闭合(射出压缩)，一边使设置于下模11的下模芯13下降(即，与预成型坯2相对地分离)(图5)。由此，下模芯13与预成型坯2的间隙(第3间隙)增大(换言之，在下模芯13与预成型坯2之间形成比第1间隙大的数mm左右的第3间隙)，一边从预成型坯2的上表面使树脂浸入，一边也向下模11(特别是下模芯13)与预成型坯2(的下表面)的间隙均匀地填充树脂3。此时，为了使预成型坯2的上表面侧的树脂3的压力缓和，并且也使树脂3均匀地向预成型坯2的下表面侧流动，一边通过压力传感器18检测预成型坯2的上表面侧的(即，注入于上模12与预成型坯2之间的)树脂3的压力，一边使下模芯13下降。例如，控制装置90能够基于压力传感器18的检测压力(树脂压力)，来控制上模12、下模芯13的下降速度等。
(上模下降和下模芯上升状态下的树脂注入工序：S208)
接着，通过控制装置90控制驱动机构30，使上模12下降至下降端来将模具闭合，并且同时，使设置于下模11的下模芯13上升(至成为与下模11的型腔面相同的面的原来的位置)(即，与预成型坯2相对地接近)(图6)。此时，通过压力传感器18检测预成型坯2的上表面侧的树脂3的压力，并且通过压力传感器17检测预成型坯2的下表面侧的树脂3的压力。然后，使上模12下降并使下模芯13上升(即，使上模12及下模芯13一起与预成型坯2相对地接近)，使得由这些压力传感器18、17检测到的树脂3的压力一致。由此，能够使树脂3均匀地被压缩填充于模具10内，并使其浸入于预成型坯2的纤维层内。例如，控制装置90在使上模12和下侧芯13一起(同时)闭合来与预成型坯2接近时，能够基于压力传感器18、17的检测压力(树脂压力)来控制上模12的下降速度和下模芯13的上升速度等。
(正式紧固和树脂注入停止工序：S209)
在树脂3的填充完成后，通过控制装置90控制驱动机构30，从而将上模12和设置于下模11的下模芯13完全合模(正式紧固)。而且，在树脂3浸入于纤维层内完成后，停止树脂3的注入(图7)。
(树脂固化工序：S210)
在上述的树脂3的注入停止后，使树脂3固化(图7)。
(脱模工序：S211)
在树脂3固化后，通过控制装置90控制驱动机构30来打开上模12。通过使树脂3的固化完成，从而获得在内衬的外周形成有纤维强化树脂层的高压罐4。
如以上说明的那样，在燃料电池车用高压罐中，在基于RTM浸入技术的罐制造时，难以向将碳纤维(纤维层)层叠(缠卷)于厚壁的大型罐整体均匀地施加树脂压力来使环氧树脂填充、浸入、固化。并且，罐将碳纤维层叠于厚壁，因此若不高压填充树脂，则树脂不会浸入至最内层，但因此浇口(树脂注入口)正下方等的压力变得过高，则产生罐内部的树脂制内衬变形、纤维偏离等导致生产率降低、罐性能降低的重要品质问题。
本实施方式为了避免浇口14的压力集中并且使树脂3均匀地浸入碳纤维厚壁层叠部，换言之，为了使在树脂注入时施加于浇口14等的压力分散，并且使施加于罐整体的树脂压力均匀化、低压化，在模具10的下模11设置作为上下可动的可动芯的下模芯13，并且在上模12和下模11设置用于检测树脂压力的压力传感器18、17。在将罐(预成型坯2)设于模具10并进行合模时，通过空开上模12与下模11的间隙，从而在上模12与罐(预成型坯2)之间形成间隙，由此降低环氧树脂注入时的树脂流动阻力，缓和压力急剧上升。与此同时，为了使罐整体的压力均匀化、低压化来使树脂3浸入于层叠内，将上模12闭合(射出压缩)而使树脂3浸入于罐上表面，并且为了使罐上表面的压力缓和，一边检测罐上表面的压力，一边以使树脂3均匀地向罐下表面流动的方式形成下模11与罐的间隙(成为树脂流路的间隙)，因此通过使成为镶块的下模芯13下降，从而实现低压化和树脂的均匀浸入。
由此，使在树脂注入时施加于浇口14的压力分散，并且实现施加于罐整体的压力的均匀化。另外，能够实现模具10内的流动举动的最佳化，并且能够实现层叠方向的树脂浸入性的提高。另外，也能够一边反馈控制模具10内的压力举动一边使树脂3浸入。另外，通过在层叠方向上均匀地加压，能够实现树脂浸入性提高和罐表面品质提高。
另外，本实施方式为了在树脂3填充于上下模内后，使罐上表面和下表面的注入压力均匀，并且使压力低压化(分散)，一边通过压力传感器18、17检测罐的上表面和下面的压力，一边以使罐的上表面和下面的压力相同的方式将上模12与下模芯13同时合模来进行压缩填充，由此能够实现低压化和树脂的均匀浸入化，从而能够获得树脂浸入性提高及罐性能提高和良好的表面品质。
由此，能够实现施加于罐整体的压力的均匀化。另外，能够实现模具10内的流动举动的最佳化，并且实现层叠方向的树脂浸入性的提高。另外，也能够一边反馈控制模具10内的压力举动一边使树脂3浸入。另外，通过在层叠方向上均匀地加压，能够实现树脂浸入性提高和罐表面品质提高。
因此，在本实施方式中，在通过RTM浸入技术使环氧树脂浸入时，能够均匀地并且以低压在层叠方向(板厚方向)上使环氧树脂浸入罐整体，因此能够实现高压罐的性能提高和品质的稳定化，并且也能够进行高速填充，实现大幅度的成型周期缩短。
这样，根据本实施方式，使作为设置于下模(第1模具)11的可动芯的下模芯13下降(与预成型坯2相对地分离)来使树脂3向下模(第1模具)11侧流动，由此能够使集中于树脂注入口14附近的压力分散，从而能够防止预成型坯2的变形。
另外，基于上模(第2模具)12与预成型坯2之间的树脂3的压力，使作为设置于下模(第1模具)11的可动芯的下模芯13下降(与预成型坯2相对地分离)，由此能够使树脂3均匀地浸入预成型坯2整体。
另外，通过以使下模(第1模具)11与预成型坯2之间的树脂3的压力、与上模(第2模具)12与预成型坯2之间的树脂3的压力一致的方式，使作为设置于下模(第1模具)11的可动芯的下模芯13上升(与预成型坯2相对地接近)，能够使施加于预成型坯2整体的压力变得均匀，因此能够使树脂3均匀地浸入预成型坯2整体。
以上，使用附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的结构并不限定于该实施方式，即使存在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等，它们也包含在本发明中。

Claims (10)

1.一种纤维强化树脂成型品的制造方法，形成在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，并使树脂浸入并固化于所述预成型坯的所述纤维层，
所述纤维强化树脂成型品的制造方法的特征在于，包括：
准备模具的工序，所述模具包括第1模具和第2模具；
以在所述第2模具与所述预成型坯之间形成比所述第1模具与所述预成型坯之间的第1间隙大的第2间隙的方式，将所述预成型坯配置在所述第1模具与所述第2模具之间的工序；
从树脂注入口向所述模具内的所述第2间隙注入树脂的工序；
使所述第1模具中的与所述预成型坯对置的部分的至少一部分与所述预成型坯相对地分离，从而在所述第1模具的所述至少一部分与所述预成型坯之间形成比所述第1间隙大的第3间隙，并向所述第1模具与所述预成型坯之间填充向所述模具内的所述第2间隙注入的所述树脂的工序；以及
使所述第1模具的所述至少一部分和所述第2模具一起与所述预成型坯相对地接近，从而压缩填充所述模具内的所述树脂的工序。
2.一种纤维强化树脂成型品的制造方法，形成在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，并使树脂浸入并固化于所述预成型坯的所述纤维层，
所述纤维强化树脂成型品的制造方法的特征在于，包括：
准备模具的工序，所述模具包括第1模具和第2模具，该第1模具具有可动芯，所述可动芯与所述预成型坯对置配置，并且能够相对于所述预成型坯相对地移动，由此能够增减形成在所述可动芯与所述预成型坯之间的间隙；
以在所述第2模具与所述预成型坯之间形成比所述第1模具与所述预成型坯之间的第1间隙大的第2间隙的方式，将所述预成型坯配置在所述第1模具与所述第2模具之间的工序；
从树脂注入口向所述模具内的所述第2间隙注入树脂的工序；
使所述可动芯与所述预成型坯相对地分离，从而在所述可动芯与所述预成型坯之间形成比所述第1间隙大的第3间隙，并向所述第1模具与所述预成型坯之间填充向所述模具内的所述第2间隙注入的所述树脂的工序；以及
使所述第2模具和所述可动芯一起与所述预成型坯相对地接近，从而压缩填充所述模具内的所述树脂的工序。
3.根据权利要求2所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
在通过使所述可动芯与所述预成型坯相对地分离来向所述第1模具与所述预成型坯之间填充向所述模具内的所述第2间隙注入的所述树脂的工序中，使所述第2模具与所述预成型坯相对地接近。
4.根据权利要求2所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
在通过使所述可动芯与所述预成型坯相对地分离来向所述第1模具与所述预成型坯之间填充朝向所述模具内的所述第2间隙注入的所述树脂的工序中，一边检测注入至所述第2模具与所述预成型坯之间的所述树脂的压力，一边使所述可动芯与所述预成型坯相对地分离。
5.根据权利要求2所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
在通过使所述第2模具和所述可动芯一起与所述预成型坯相对地接近来压缩填充所述模具内的所述树脂的工序中，使所述第2模具和所述可动芯一起与所述预成型坯相对地接近，使得注入至所述可动芯与所述预成型坯之间的所述树脂的压力、与注入至所述第2模具与所述预成型坯之间的所述树脂的压力一致。
6.一种纤维强化树脂成型品的制造装置，其形成在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，并使树脂浸入并固化于所述预成型坯的所述纤维层，
所述纤维强化树脂成型品的制造装置的特征在于，具备：
模具，其包括第1模具和第2模具；
驱动机构，其用于在开闭方向上驱动所述模具；
树脂注入机构，其用于从树脂注入口向所述模具内注入树脂；以及
控制装置，其控制所述驱动机构和所述树脂注入机构的运转状态，
所述控制装置进行如下控制，即：
通过所述驱动机构，以在所述第2模具与所述预成型坯之间形成比所述第1模具与所述预成型坯之间的第1间隙大的第2间隙的方式，将所述预成型坯配置在所述第1模具与所述第2模具之间，
通过所述树脂注入机构，从树脂注入口向所述模具内的所述第2间隙注入树脂，
通过所述驱动机构，使所述第1模具中的与所述预成型坯对置的部分的至少一部分与所述预成型坯相对地分离，从而在所述第1模具的所述至少一部分与所述预成型坯之间形成比所述第1间隙大的第3间隙，并向所述第1模具与所述预成型坯之间填充向所述模具内的所述第2间隙注入的所述树脂，
通过所述驱动机构，使所述第1模具的所述至少一部分和所述第2模具一起与所述预成型坯相对地接近，从而压缩填充所述模具内的所述树脂。
7.一种纤维强化树脂成型品的制造装置，其形成在内衬的外表面形成有纤维层的预成型坯，并使树脂浸入并固化于所述预成型坯的所述纤维层，
所述纤维强化树脂成型品的制造装置的特征在于，具备：
模具，其包括第1模具和第2模具，该第1模具具有可动芯，所述可动芯与所述预成型坯对置配置，并且能够相对于所述预成型坯相对地移动，由此能够增减形成在所述可动芯与所述预成型坯之间的间隙；
驱动机构，其用于在开闭方向上驱动所述模具；
树脂注入机构，其用于从树脂注入口向所述模具内注入树脂；以及
控制装置，其控制所述驱动机构和所述树脂注入机构的运转状态，
所述控制装置进行如下控制，即：
通过所述驱动机构，以在所述第2模具与所述预成型坯之间形成比所述第1模具与所述预成型坯之间的第1间隙大的第2间隙的方式，将所述预成型坯配置在所述第1模具与所述第2模具之间，
通过所述树脂注入机构，从树脂注入口向所述模具内的所述第2间隙注入树脂，
通过所述驱动机构，使所述可动芯与所述预成型坯相对地分离，从而在所述可动芯与所述预成型坯之间形成比所述第1间隙大的第3间隙，并向所述第1模具与所述预成型坯之间填充向所述模具内的所述第2间隙注入的所述树脂，
通过所述驱动机构，使所述第2模具和所述可动芯一起与所述预成型坯相对地接近，由此压缩填充所述模具内的所述树脂。
8.根据权利要求7所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
所述控制装置在通过使所述可动芯与所述预成型坯相对地分离来向所述第1模具与所述预成型坯之间填充向所述模具内的所述第2间隙注入的所述树脂时，通过所述驱动机构，使所述第2模具与所述预成型坯相对地接近。
9.根据权利要求7所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
设置有压力传感器，该压力传感器检测注入至所述第2模具与所述预成型坯之间的所述树脂的压力，
所述控制装置在通过使所述可动芯与所述预成型坯相对地分离来向所述第1模具与所述预成型坯之间填充向所述模具内的所述第2间隙注入的所述树脂时，一边通过所述压力传感器检测所述树脂的压力，一边通过所述驱动机构使所述可动芯与所述预成型坯相对地分离。
10.根据权利要求7所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
设置有第1压力传感器和第2压力传感器，所述第1压力传感器检测注入至所述可动芯与所述预成型坯之间的所述树脂的压力，所述第2压力传感器检测注入至所述第2模具与所述预成型坯之间的所述树脂的压力，
所述控制装置在通过使所述第2模具和所述可动芯一起与所述预成型坯相对地接近来压缩填充所述模具内的所述树脂时，通过所述驱动机构使所述第2模具和所述可动芯一起与所述预成型坯相对地接近，使得由所述第1压力传感器检测到的所述树脂的压力与由所述第2压力传感器检测到的所述树脂的压力一致。
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