長繊維強化高分子複合材料の精密プレス成形法の研究

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長繊維強化高分子複合材料(以下長繊維FRTPと略称する)の精密プレス成形では, プレス成形中の材料の流動挙動が成形品精度, 強度・異方性の支配要因であることに着目し, 本研究では, 試作および市販長繊維FRTP(Xシート)について, 基本的な平板成形を行なった場合のフローフロントおよび流れにおける中立面の位置に及ぼす材料・成形條件の影響を理論的・実験的検討を行ない, さらに繊維配向の測定法について検討し, 精密プレス成形に関する基本的知見を与えた.1.フローフロントチャージパターンを定め, ウェルドラインの生成をさけるには, フローフロントを求める必要がある. 型内の材料流動に伴う繊維とマトリックスの分離, 繊維の配向およびこれらに起因する粘度変化と異方性, 成形時間経過に伴う材料温度の変化などを考慮したフローフロントの解析法を提案し, 実験とよく合うことを示した. また, フローフロントには異方性の影響が大きいことを明らかにした.2.中立面の位置成形型と材料との接触界面における摩擦状態によって, 型内における材料の流動速度が零となる面, つまり中立面の位置が変化し, これに応じてフローフロントも変化する. そこで摩擦状態を円板圧縮のさいの中立面位置の測定と解析とによってしらべ, 流体潤滑状態にあることを明らかにした.3.繊維配向の測定法成形品の繊維は, 互いに絡み合い, 曲がりくねっていて, その配向の表示および測定法はまだ確立されていない. そこで, ステレオロジーによる配向測定法を, 成形品のX線写真に適用し, その適用性について検討した. 本法は, かなり有望と考えている.