1. ハンドレイアップ成形
ハンドレイアップ成形は、ガラス繊維強化プラスチック（FRP）フランジを成形する最も伝統的な方法です。この技術では、樹脂を含浸させた材料を手作業で配置します。ガラス繊維布またはマットを金型に流し込み、硬化させます。具体的なプロセスは以下のとおりです。まず、樹脂とグラスファイバークロスを用いて、樹脂を豊富に含んだインナーライナー層を形成します。ライナー層が硬化したら、金型から取り出し、構造層を構築します。次に、樹脂を金型表面とインナーライナーの両方に刷毛で塗布します。あらかじめカットされたグラスファイバークロス層を所定の積層計画に従って重ね、各層をローラーで圧縮して、樹脂が十分に浸透するようにします。所定の厚さに達したら、硬化させて型から取り出します。
ハンドレイアップ成形用のマトリックス樹脂には、通常エポキシまたは不飽和ポリエステルが使用され、強化材には中アルカリまたは無アルカリガラス繊維布。
利点: 設備要件が低く、非標準フランジを製造でき、フランジの形状に制限がありません。
デメリット: 樹脂の硬化中に形成される気泡により多孔性が生じ、機械的強度が低下し、生産効率が低下し、表面仕上げが不均一で粗くなります。
2. 圧縮成形
圧縮成形は、計量した成形材料をフランジ型に充填し、プレス機を用いて加圧硬化させる方法です。成形材料は多岐にわたり、予め混合または含浸させたショートカット繊維コンパウンド、リサイクルされたグラスファイバークロスのスクラップ、樹脂含浸させた多層グラスファイバークロスリング／ストリップ、積層SMC（シートモールディングコンパウンド）シート、または予め織り込んだグラスファイバーファブリックプリフォームなどが含まれます。この方法では、フランジディスクとネックが同時に成形されるため、接合部の強度と全体的な構造的完全性が向上します。
利点: 高い寸法精度、再現性、自動大量生産への適合性、複雑なテーパーネックフランジを 1 ステップで形成する能力、後処理を必要としない審美的に滑らかな表面。
デメリット: プレスベッドの制約により、金型コストが高く、フランジ サイズに制限があります。
3. 樹脂トランスファー成形（RTM）
RTMは、ガラス繊維強化材を密閉金型に入れ、樹脂を注入して繊維に浸透させ、硬化させる工程です。この工程には以下のプロセスが含まれます。
- フランジの形状に合わせてグラスファイバープリフォームを金型キャビティ内に配置します。
- 温度と圧力を制御しながら低粘度樹脂を注入し、プリフォームを飽和させて空気を排除します。
- 完成したフランジを加熱して硬化させ、型から外します。
樹脂は典型的には不飽和ポリエステルまたはエポキシであり、強化材にはグラスファイバー連続マットまたは織物。炭酸カルシウム、雲母、水酸化アルミニウムなどの充填剤を添加することで、特性の向上やコスト削減を図ることができます。
利点: 滑らかな表面、高い生産性、密閉型操作 (排出物と健康リスクの最小化)、強度を最適化する方向性繊維配列、低い資本投資、材料/エネルギー消費の削減。
4. 真空アシスト樹脂トランスファー成形（VARTM）
VARTMは、真空下で樹脂を注入することでRTMを改良した成形方法です。このプロセスでは、真空バッグを用いてグラスファイバープリフォームを雄型に密封し、金型キャビティ内の空気を排出し、真空圧によって樹脂をプリフォームに注入します。
RTM と比較すると、VARTM は、より低い多孔性、より高い繊維含有量、および優れた機械的強度を備えたフランジを生成します。
5. エアバッグ支援樹脂トランスファー成形
エアバッグ支援RTM成形も、RTM成形をベースに開発された成形技術の一種です。この成形法によるフランジ製造プロセスは、フランジ形状のガラス繊維プリフォームをエアバッグ表面に置き、エアバッグに空気を充填して外側に膨張させ、陰極金型の空間に閉じ込めます。そして、陰極金型とエアバッグの間にあるフランジプリフォームを圧縮・硬化させます。
利点：エアバッグの膨張により、樹脂がプリフォームの未含浸部分に流れ込み、プリフォームへの樹脂の含浸が良好になります。エアバッグの圧力によって樹脂含有量を調整できます。エアバッグの圧力はフランジの内面に作用し、硬化後のフランジは低気孔率で良好な機械的特性を示します。一般的に、準備後FRP上記の成形方法でフランジを成形する場合、フランジの外面も、使用要件に応じて、フランジの円周に沿って旋削加工や貫通穴あけ加工などの加工を施す必要があります。
投稿日時: 2025年5月27日
