1. 手作業による積層成形
手作業による積層成形は、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。グラスファイバークロスまたはマットを型に流し込み、硬化させます。具体的なプロセスは次のとおりです。まず、樹脂とグラスファイバークロスを使用して、樹脂を豊富に含んだ内側ライナー層を作成します。ライナー層が硬化したら、型から取り外し、構造層を構築します。次に、樹脂を型の表面と内側ライナーの両方にブラシで塗布します。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配置し、各層をローラーで圧縮して、完全に含浸させます。所望の厚さに達したら、アセンブリを硬化させて型から取り外します。
ハンドレイアップ成形用のマトリックス樹脂は通常エポキシ樹脂または不飽和ポリエステル樹脂を使用し、強化材は中アルカリ樹脂またはアルカリフリーのグラスファイバークロス。
利点：必要な設備が少なく、非標準フランジの製造が可能で、フランジ形状に制限がない。
欠点：樹脂硬化中に発生する気泡は多孔性を引き起こし、機械的強度を低下させる。また、生産効率が低く、表面仕上げが不均一で粗雑になる。
2. 圧縮成形
圧縮成形とは、フランジ型に一定量の成形材料を充填し、プレス機で加圧して硬化させる成形方法です。成形材料は多種多様で、あらかじめ混合または含浸された短繊維複合材、再生ガラス繊維布の端材、樹脂含浸された多層ガラス繊維布のリング／ストリップ、積層されたSMC（シート成形コンパウンド）シート、または織り込まれたガラス繊維布のプリフォームなどが用いられます。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の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性、複雑なテーパーネックフランジをワンステップで成形できる能力、後処理を必要としない美しく滑らかな表面。
欠点：金型コストが高いこと、プレスベッドの制約によりフランジサイズに制限があること。
3. 樹脂トランスファー成形（RTM）
RTM（樹脂トランスファー成形）は、ガラス繊維強化材を密閉型金型に配置し、樹脂を注入して繊維に含浸させ、硬化させる工程を含む。このプロセスには以下のものが含まれる。
- フランジ形状に合うグラスファイバー製のプリフォームを金型キャビティ内に配置します。
- 制御された温度と圧力下で低粘度樹脂を注入し、プリフォームを飽和させて空気を除去する。
- 加熱して硬化させ、完成したフランジを型から取り出す。
樹脂は一般的に不飽和ポリエステルまたはエポキシであり、補強材にはグラスファイバー製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、特性を向上させたり、コストを削減したりすることができる。
利点：滑らかな表面、高い生産性、密閉型金型による製造（排出物と健康リスクの最小化）、強度を最適化するための方向性のある繊維配列、低い設備投資、および材料／エネルギー消費量の削減。
4. 真空補助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を改良した技術です。このプロセスでは、グラスファイバー製のプリフォームを雄型に真空バッグで密閉し、金型キャビティから空気を抜き、真空圧によってプリフォーム内に樹脂を注入します。
RTMと比較して、VARTMは気孔率が低く、繊維含有量が高く、機械的強度に優れたフランジを製造できる。
5. エアバッグアシスト樹脂トランスファー成形
エアバッグ補助RTM成形も、RTMをベースに開発された成形技術の一種です。この成形方法によるフランジの製造工程は以下のとおりです。フランジ形状のガラス繊維プリフォームをエアバッグの表面に置き、エアバッグに空気を充填して外側に膨張させ、陰極金型の空間内に閉じ込めます。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、樹脂が含浸されていないプリフォームの部分に流れ込み、プリフォームが樹脂で十分に含浸されることが保証されます。樹脂含有量はエアバッグの圧力によって調整できます。エアバッグによって加えられる圧力はフランジの内面に作用し、硬化後のフランジは低多孔性と優れた機械的特性を有します。一般的に、準備後、FRP上記成形方法によるフランジの場合、フランジの外面も、フランジの周囲に旋削加工や貫通穴加工を施すなど、使用要件に従って加工する必要がある。
投稿日時：2025年5月27日
