超音波振動によるRTM成形の樹脂流動制御および繊維界面強度向上に関する研究

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今年度は，前年度の検討結果を踏まえ，成形型への超音波振動の付与方法の検討を行うとともに，新たに購入したレーザドップラ振動計により成形型の振動状態を評価した．前年度は一方向の樹脂流れを計測対象としていたが，今年度は成形型中央部から注入された樹脂が左右対称に流動する形式とし，成形型の片側のみに超音波振動を付与することで，樹脂含浸に与える局所超音波振動の効果を検証した．この際，振動子設置位置に掘り込み加工を行うことで，より強い超音波振動の付与を可能とした．はじめに，成形型の振動状態を調査するため，下型のみの場合と上下の型をボルト結合した場合で振動状態を比較した．その結果，下型のみの場合は加振点付近に加えて下型の固有振動モードに対応する位置で強い振動がみられたのに対し，上型がある場合は加振点付近のみに局所的に強い振動が付与できることを確認した．次に，本成形型を用いてRTM成形実験を行い，超音波振動の付与により樹脂の流動速度が増加することを確認した．また，前年度に確立した超音波による含浸モニタリング手法を用いた評価においても，超音波振動付与による含浸促進効果が確認された．さらに，成形型の振動様式と樹脂含浸促進効果が確認された領域の比較から，樹脂含浸促進に影響を及ぼす振動強度があること見出した．以上のように，今年度は成形型への超音波振動付与方法の確立とその振動状態の評価を行うとともに，樹脂の流動および含浸に及ぼす超音波振動の影響を明らかにした．得られた結果は，繊維形態によらず同様の傾向を示したが，繊維含有率の高いガラスクロス材においてより振動の影響が顕著になる傾向が見られた．また，樹脂粘度が高い場合ほど含浸促進効果が高いことも確認された．