JP3625819B2 - Powder slush molding machine and powder slush molding method - Google Patents
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Description
本発明は、パウダースラッシュ成形機およびパウダースラッシュ成形方法に関し、特に、大型化および複雑化した金型に対しても、パウダー(粉末樹脂)を均一に付着させることが可能なパウダースラッシュ成形機およびパウダースラッシュ成形方法に関する。 The present invention relates to a powder slush molding machine and a powder slush molding method, and in particular, a powder slush molding machine and powder capable of uniformly adhering powder (powder resin) even to a large-sized and complicated mold. The present invention relates to a slush molding method.
従来、自動車の内装材等の大型で、複雑形状のシート状物を大量生産するにあたり、加熱された金型面上に、パウダー(粉末樹脂)をもとにした樹脂熱溶融物を形成させた後、熱溶融物を冷却固化して、金型面と同一若しくは相似形状の樹脂成形物を成形するというパウダースラッシュ成形方法が広く実施されている。
かかるパウダースラッシュ成形方法は、金型加熱工程、パウダリング工程(樹脂粉末充填工程)、金型冷却工程及び脱型工程(成形品取出工程)の各工程を備えており、パウダーからなる樹脂熱溶融物の厚さを均一化するために、金型を均一温度に加熱することが望まれている。
Conventionally, in mass production of large and complex shaped sheet-like materials such as automobile interior materials, a resin hot melt based on powder (powder resin) was formed on the heated mold surface. Thereafter, a powder slush molding method is widely practiced in which the hot melt is cooled and solidified to form a resin molded product having the same or similar shape to the mold surface.
Such a powder slush molding method includes a mold heating process, a powdering process (resin powder filling process), a mold cooling process, and a demolding process (molded product take-out process), and a resin hot melt made of powder. In order to make the thickness of the object uniform, it is desired to heat the mold to a uniform temperature.
ここで、金型を均一に加熱する方法として、所定温度に制御された仮加熱工程および予備加熱工程をそれぞれ備えて、金型を均一温度に加熱するとともに、金型を使用した後、所定温度の水中に浸漬して徐冷することを特徴とした皮革の形成方法がある(例えば、特許文献1参照)。
また、他の方法として、スラッシュ成形金型を多孔性金型として、当該金型の材料投入口に熱風供給用ダクトの開口部を当接させ、当該ダクトから熱風を金型内に圧送することを特徴とするスラッシュ成形金型の加熱方法がある(例えば、特許文献2参照)。
As another method, the slush mold is a porous mold, the opening of the hot air supply duct is brought into contact with the material inlet of the mold, and hot air is pumped from the duct into the mold. There is a method of heating a slush molding die characterized by (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に開示された加熱方法は、仮加熱工程、予備加熱工程を有し、それぞれの工程において所定温度に制御する必要があり、温度制御が複雑である。また、かかる複雑な温度制御は、大型の金型に対して高速加熱するには効率的とはいえない。
また、特許文献2に開示された加熱方法では、金型の内面のみに熱風を吹出して加熱するため、複雑な形状の金型の場合には、熱風が到達しにくい箇所があり、加熱不十分の箇所が生じ、不均一な加熱となることがある。
However, the heating method disclosed in
Further, in the heating method disclosed in Patent Document 2, since hot air is blown out only to the inner surface of the mold and heated, in the case of a mold having a complicated shape, there are places where hot air is difficult to reach, and heating is insufficient. May occur, resulting in uneven heating.
そこで、本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、大型、複雑形状の金型に対しても均一加熱を可能として、パウダーを均一かつ迅速に付着させることができるパウダースラッシュ成形機およびパウダースラッシュ成形方法を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and is a powder slush molding machine capable of uniformly heating even a large-sized and complex-shaped mold and capable of uniformly and quickly depositing powder. And it aims at providing the powder slush molding method.
本発明によれば、金型加熱部と、パウダースラッシュ部と、金型冷却部と、を備えたパウダースラッシュ成形機であって、金型加熱部は、金型を支持したフレーム部材を出し入れ可能に収容する加熱炉と、当該加熱炉内に収容された金型の下方から金型内面に熱風を吹き出す第1熱風吹出部と、金型の外面に熱風を吹き出す第2熱風吹出部と、当該第2熱風吹出部から吹き出す熱風を、金型外面の所望の箇所に案内するための管材からなる熱風ガイド部材であって、一端側が第2熱風吹出部側に臨み、他端側が金型の所望の箇所に臨むように、フレーム部材に取り付けられた熱風ガイド部材と、を備えたパウダースラッシュ成形機(第1の発明と称する場合がある。)が提供され、上述した問題点を解決することができる。 According to the present invention, a powder slush molding machine including a mold heating unit, a powder slush unit, and a mold cooling unit, wherein the mold heating unit can take in and out a frame member that supports the mold. A first hot air blowing section that blows hot air from the lower side of the mold housed in the heating furnace to the inner surface of the mold, a second hot air blowing section that blows hot air to the outer surface of the mold, A hot air guide member made of a tube material for guiding hot air blown from the second hot air blowing portion to a desired location on the outer surface of the mold, one end facing the second hot air blowing portion, and the other end being a mold desired A powder slush molding machine (sometimes referred to as a first invention) provided with a hot air guide member attached to a frame member so as to face this point is provided to solve the above-described problems. it can.
また、本発明の別の態様は、金型加熱部と、パウダースラッシュ部と、金型冷却部と、を備えたパウダースラッシュ成形機であって、金型加熱部は、金型を支持したフレーム部材を出し入れ可能に収容する加熱炉と、当該加熱炉内に収容された金型の下方から金型内面に熱風を吹き出す第1熱風吹出部と、金型の外面に熱風を吹き出す第2熱風吹出部と、当該第2熱風吹出部または前記加熱炉の本体側に取り付けられて、第2熱風吹出部から吹出される熱風を金型の所望の箇所に案内するための管材からなる熱風ガイド部材と、を備え、当該熱風ガイド部材の一端側が第2熱風吹出部側に臨み、他端側が金型の所望の箇所に臨むように、熱風ガイド部材を、金型に対して進退移動可能に構成したパウダースラッシュ成形機(第2の発明と称する場合がある。)である。 Another aspect of the present invention is a powder slush molding machine including a mold heating unit, a powder slush unit, and a mold cooling unit, wherein the mold heating unit is a frame that supports the mold. A heating furnace that houses members in a removable manner, a first hot air blowing section that blows hot air from below the mold housed in the heating furnace to the inner surface of the mold, and a second hot air blowing that blows hot air to the outer surface of the mold And a hot air guide member that is attached to the main body side of the second hot air blowing section or the heating furnace and that is made of a tube material for guiding the hot air blown from the second hot air blowing section to a desired location of the mold. The hot air guide member is configured to be movable back and forth with respect to the mold so that one end side of the hot air guide member faces the second hot air blowing portion side and the other end side faces a desired part of the mold. Powder slush molding machine (referred to as second invention) If it is there.).
また、第1および第2の発明のパウダースラッシュ成形機を構成するにあたり、熱風ガイド部材を移動もしくは取り外し可能とすることが好ましい。 In configuring the powder slush molding machine of the first and second inventions, it is preferable that the hot air guide member be movable or removable.
また、第1および第2の発明のパウダースラッシュ成形機を構成するにあたり、熱風ガイド部材に熱風の出口および入口が設けてあり、当該出口の開口面積を、入口の開口面積よりも小さくすることが好ましい。 Further, in configuring the powder slush molding machine of the first and second inventions, the hot air guide member is provided with an outlet and an inlet of hot air, and the opening area of the outlet can be made smaller than the opening area of the inlet. preferable.
また、第1および第2の発明のパウダースラッシュ成形機を構成するにあたり、第2熱風吹出部を複数設け、当該複数の第2熱風吹出部の全部または一部に対応させて、熱風ガイド部材を設けることが好ましい。 Further, in configuring the powder slush molding machine of the first and second inventions, a plurality of second hot air blowing parts are provided, and the hot air guide member is provided corresponding to all or part of the plurality of second hot air blowing parts. It is preferable to provide it.
また、第1および第2の発明のパウダースラッシュ成形機を構成するにあたり、熱風ガイド部材が枝分かれしており、第2熱風吹出部からの熱風を、金型の所望の複数箇所に案内して吹き出すことが好ましい。 Further, in configuring the powder slush molding machine according to the first and second inventions, the hot air guide member is branched, and the hot air from the second hot air blowing section is guided and blown to a desired plurality of locations of the mold. It is preferable.
本発明のパウダースラッシュ成形機(第1の発明)によれば、金型の内面は第1熱風吹出部から吹出される熱風により、金型の外面は第2熱風吹出部から吹出される熱風により、それぞれ効率的に加熱することができる。また、金型底部の内面熱風が到達しにくい箇所は、熱風ガイド部材で案内される熱風によって、集中的に加熱することができる。したがって、金型が大型化、複雑化した場合であっても、均一かつ迅速な加熱が可能になり、パウダーを均一かつ迅速に付着させることができる。
また、熱風ガイド部材を管材から構成したことにより、第2熱風吹出部から吹出す熱風を金型の所望の箇所に確実に案内することができる。したがって、所望の箇所を確実に加熱できるので、金型の均一加熱をより効果的に行うことができる。
According to the powder slush molding machine (first invention) of the present invention, the inner surface of the mold is heated by hot air blown from the first hot air blowing part, and the outer surface of the mold is heated by hot air blown from the second hot air blowing part. , Each can be heated efficiently. Moreover, the location where the internal hot air at the bottom of the mold is difficult to reach can be intensively heated by the hot air guided by the hot air guide member. Therefore, even when the mold becomes large and complicated, uniform and rapid heating is possible, and the powder can be uniformly and rapidly adhered.
In addition, since the hot air guide member is made of the pipe material, the hot air blown from the second hot air blowing portion can be reliably guided to a desired portion of the mold. Therefore, since a desired location can be reliably heated, uniform heating of the mold can be performed more effectively.
また、本発明のパウダースラッシュ成形機(第2の発明)によれば、熱風ガイド部材を第2熱風吹出部または加熱炉本体側に取り付け、当該熱風ガイド部材を金型に対して進退可能に構成したので、金型の加熱工程においては熱風ガイド部材を金型側に延出させ、冷却工程においては金型側から後退させることができる。その結果、第1の発明の効果に加えて、冷却工程や金型運搬途中において、熱風ガイド部材が邪魔にならず、例えば、従前の冷却工程と同様に、効率的かつ均一な冷却ができる。
また、熱風ガイド部材を管材から構成したことにより、第2熱風吹出部から吹出す熱風を金型の所望の箇所に確実に案内することができる。したがって、所望の箇所を確実に加熱できるので、金型の均一加熱をより効果的に行うことができる。
Moreover, according to the powder slush molding machine (second invention) of the present invention, the hot air guide member is attached to the second hot air blowing part or the heating furnace main body, and the hot air guide member can be moved forward and backward with respect to the mold. Therefore, the hot air guide member can be extended to the mold side in the mold heating process, and can be retracted from the mold side in the cooling process. As a result, in addition to the effects of the first invention, the hot air guide member does not get in the way during the cooling process or mold transportation, and for example, efficient and uniform cooling can be performed as in the previous cooling process.
In addition, since the hot air guide member is made of the pipe material, the hot air blown from the second hot air blowing portion can be reliably guided to a desired portion of the mold. Therefore, since a desired location can be reliably heated, uniform heating of the mold can be performed more effectively.
また、第1および第2の発明に係るパウダースラッシュ成形機によれば、熱風ガイド部材が移動もしくは取り外し可能であることから、冷却工程や金型運搬途中において、熱風ガイド部材が邪魔にならず、例えば、従前の冷却工程と同様に、効率的かつ均一な冷却ができる。 Further, according to the powder slush molding machine according to the first and second inventions, since the hot air guide member can be moved or removed, the hot air guide member does not get in the way during the cooling process or mold transportation, For example, as in the conventional cooling step, efficient and uniform cooling can be performed.
また、第1および第2の発明に係るパウダースラッシュ成形機によれば、熱風ガイド部材に熱風の出口および入口が設けてあり、当該出口の開口面積を、入口の開口面積よりも小さく設定したことにより、熱風ガイド部材に導入される熱風の流速を増すことができる。したがって、熱風が到達しにくい箇所にも熱風を確実に到達させることができ、加熱しにくい箇所を確実に加熱できる。 Moreover, according to the powder slush molding machine according to the first and second inventions, the hot air guide member has the hot air outlet and the inlet, and the opening area of the outlet is set smaller than the opening area of the inlet. Thus, the flow rate of hot air introduced into the hot air guide member can be increased. Therefore, the hot air can surely reach a place where the hot air is difficult to reach, and the place where it is difficult to heat can be surely heated.
また、第1および第2の発明に係るパウダースラッシュ成形機によれば、第2熱風吹出部を複数設け、当該複数の第2熱風吹出部の全部または一部に対応させて熱風ガイド部材を設けるようにしたことにより、どの第2熱風吹出部に対応させて熱風ガイド部材を設ける箇所を金型の形状等に基づいて適宜選択でき、金型形状に応じたより均一な金型の加熱が実現できる。 Further, according to the powder slush molding machine according to the first and second inventions, a plurality of second hot air blowing parts are provided, and a hot air guide member is provided corresponding to all or a part of the plurality of second hot air blowing parts. By doing in this way, the location which provides a hot air guide member corresponding to which 2nd hot air blowing part can be suitably selected based on the shape of a metal mold | die, etc., and more uniform metal mold | die heating according to metal mold | die shape is realizable. .
また、第1および第2の発明に係るパウダースラッシュ成形機によれば、熱風ガイド部材が枝分かれしていることから、熱風が到達しにくい箇所が複数箇所あったとしても、効率的に熱風を到達させることができる。 Further, according to the powder slush molding machine according to the first and second inventions, since the hot air guide member is branched, even if there are a plurality of places where the hot air is difficult to reach, the hot air is efficiently reached. Can be made.
[第1の実施の形態]
第1の実施形態に係るパウダースラッシュ成形機1は、図2に例示されるように、パウダースラッシュ部(A部)と、金型加熱部(B部)と、金型冷却部(C部)と、を備えたパウダースラッシュ成形機であって、
金型加熱部は、金型を支持したフレーム部材を出し入れ可能に収容する加熱炉と、
当該加熱炉内に収容された金型の下方から金型内面に熱風を吹き出す第1熱風吹出部と、
金型の外面に熱風を吹き出す第2熱風吹出部と、
当該第2熱風吹出部から吹き出す熱風を、金型外面の所望の箇所に案内するための管材からなる熱風ガイド部材であって、一端側が第2熱風吹出部側に臨み、他端側が金型の所望の箇所に臨むように、フレーム部材に取り付けられた熱風ガイド部材と、
を備えることを特徴とするパウダースラッシュ成形機である。
そして、パウダースラッシュ成形機1は、各部を構成する装置を地表に一列に並べて配置した場合、向かって左側から、パウダースラッシュ部(A部)、金型加熱部(B部)、金型冷却部(C部)の順に配置するとともに、移動ロボットおよびロボットアームにより金型を各部に移動させるだけで、パウダースラッシュ成形を効率的に実施することができる。
以下、パウダースラッシュ成形機1を構成する各部について、金型加熱部、パウダースラッシュ部、金型冷却部の順に説明し、最後に装置の全体配置および後加熱工程について説明する。なお、装置の説明の中でパウダースラッシュ成形方法についても適宜説明する。
[First embodiment]
As illustrated in FIG. 2, the powder
The mold heating unit includes a heating furnace that accommodates a frame member that supports the mold in a removable manner,
A first hot air blowing section that blows hot air from below the mold housed in the heating furnace to the inner surface of the mold;
A second hot air blowing section for blowing hot air on the outer surface of the mold;
A hot air guide member made of a tube material for guiding the hot air blown out from the second hot air blowing portion to a desired location on the outer surface of the mold, one end facing the second hot air blowing portion and the other end side of the mold A hot air guide member attached to the frame member so as to face a desired location;
It is a powder slush molding machine characterized by comprising.
And when the powder
Hereinafter, each part which comprises the powder
1.金型加熱部
図1は、金型加熱部の装置構成の説明図である。金型加熱部は、図1に示すように、熱風を発生させるとともにこの熱風を回収及び循環させる熱風発生循環装置3と、熱風発生循環装置3の上部に設けられて金型5を出し入れ可能に収納する加熱炉7と、加熱炉7に設置された金型5に対して熱風を吹き出す熱風吹出部(第1熱風吹出部9、第2熱風吹出部11)と、第2熱風吹出部11から吹出される熱風を金型の所望の箇所に案内する熱風ガイド部材13と、を備えている。
1. Mold Heating Unit FIG. 1 is an explanatory diagram of a device configuration of a mold heating unit. As shown in FIG. 1, the mold heating unit is provided on a hot air generating and circulating
(1)熱風発生循環装置
熱風発生循環装置3の好ましい構成は、図1に示すように、空気供給ファン14から供給される空気及び後述のエネルギー回収口15から回収される熱エネルギーを用いて熱風を発生させる熱風発生装置17と、当該熱風発生装置17により得られた熱風を主配管19及び分岐配管21を介して加熱炉側に供給する熱風循環ファン23を備えてなるものである。
このように構成することにより、金型5における内面側の加熱モードに関して、熱風が金型5の内面に沿って流れる際に、かかる熱風が有する熱が、金型5へ伝熱されることによって行われるためである。すなわち、加熱炉7の内部に供給された熱が、加熱炉7の外へ放散することが少なくなるためである。
したがって、加熱炉7及び熱風発生循環装置3が小型であっても、従来の大型加熱炉と比較して、同等以上の加熱性を有することになる。また、加熱炉7において、熱風発生循環装置3を含めた全体を著しく小型化することができるので、図2に示すように、特定の熱風発生循環装置を備えた金型加熱部(B部)と、パウダースラッシュ部(A部)と、金型冷却部(C部)と、を地表に一列に並べた場合であっても、コンパクトなパウダースラッシュ成形機1を構成することが可能となる。
(1) Hot Air Generating / Circulating Device As shown in FIG. 1, the hot air generating / circulating
With this configuration, when the hot air flows along the inner surface of the
Therefore, even if the
また、熱風発生循環装置3のエネルギー回収口15には加熱炉7内の金型5に吹出された熱風が再び導入される。そして、エネルギー回収口15から導入された熱風は、回収用管25を介して熱風発生装置17に供給されることが好ましい。
ここで、エネルギー回収口15の好ましい態様として、図3または図4に示すように、炉内底面27の角部または辺部に沿って設けることが考えられる。
このような態様にすれば、金型内面に吹き出された熱風は、金型5を加熱した後、かかる金型5の内面に沿って、エネルギー回収口15に向かって移動し、その間に、金型5内に所定時間滞留することができる。すなわち、金型5内で、かかる金型5の内面に沿って、第1熱風吹出部9からエネルギー回収口15に向かって移動する熱風の流れが形成されやすくなる。よって、滞留時間がさらに長くなり、その結果、金型5内の隅々まで、熱風によって効果的に伝熱モードで加熱することができるようになる。また、熱風の風速が速いために、伝熱モードが拡散律速になることを有効に防止することができる。
The hot air blown out to the
Here, as a preferable aspect of the
According to such an aspect, the hot air blown to the inner surface of the mold heats the
なお、エネルギー回収口15の開口部の形状を、図4に示すような実質的にV字状、あるいはコの字状にすることが好ましい。この理由は、金型内面に吹き出された熱風が、このような所定形状のエネルギー回収口15に向かって容易かつ迅速に移動し、その間に、適度な熱風の流れが生じて、金型を効果的に加熱することができるからである。
また、エネルギー回収口15に連通する回収用管25の途中に、ダンパー29を配設することが好ましい。ダンパー29の開閉によって回収用管25を通過する回収熱風量を制御でき、この結果、金型内の熱風量や、流速を制御することができ、効率的な金型5の加熱を実現できる。
また、エネルギー回収口15の開口部の形状を、図4に示すような実質的にV字状、あるいはコの字状にした場合、適度な熱風の流れがさらに容易に生成しやすいように構成することが好ましい。すなわち、かかるエネルギー回収部が、連通する主回収部および副回収部から構成されており、当該主回収部において、金型を加熱した後の熱風を回収し、次いで、副回収部を介して、回収した熱風を、熱風発生循環装置に循環させることが好ましい。例えば、図3に示すような小さいエネルギー回収口(副回収部)15の上方については塞いでしまい、図4に示すV字状またはコの字状のエネルギー回収口(主回収部)15のみを介して回収し、それを副回収部の側方から、当該副回収部の開口部に導入して、熱風を循環させることがより好ましい。なお、図1等において、熱風が側方からエネルギー回収口15に導入されているのは、この方式を具体的に示すものである。
Note that the shape of the opening of the
A
Further, when the shape of the opening portion of the
(2)熱風吹出部
(2)−1 基本的構造
熱風吹出部の好ましい構成は、図1に示すように、加熱炉7の底面に設けられた第1熱風吹出部9と、加熱炉7の両側面所定高さ位置に設けられた第2熱風吹出部11とを備えてなるものである。第1熱風吹出部9は熱風発生循環装置3の主配管19に、また第2熱風吹出部11は熱風発生循環装置3の分岐配管21にそれぞれ連通しており、熱風発生循環装置3から供給される熱風を加熱炉7内に所定風速で吹き出す構成である。
なお、第1、第2熱風吹出部の構造は、所定の風速を有する熱風を吹き出す機能を有していれば、特に制限されるものではないが、好ましいものとして、例えば、熱風吹出部における開口部の形状を、円形、楕円形、四角形(正方形や長方形、帯状等を含む)、多角形、異形とすることが考えられる。
(2) Hot air blowing part (2) -1 Basic structure As shown in FIG. 1, the preferred structure of the hot air blowing part is a first hot
The structure of the first and second hot air blowing parts is not particularly limited as long as it has a function of blowing hot air having a predetermined wind speed, but as a preferable one, for example, an opening in the hot air blowing part The shape of the part may be a circle, an ellipse, a quadrangle (including a square, a rectangle, a belt, etc.), a polygon, or an irregular shape.
(2)−2 具体的構造
第1熱風吹出部9の配置に関して、第1熱風吹出部9は、金型内面に対して下方から熱風を吹き付けられるように配置されていれば特に制限されるものではないが、例えば、加熱炉7における炉内底面の中央部に配置されていることが好ましい。
より具体的には、図1に示すように、加熱炉7の炉内底面27の上方に、所定距離を保持して配設されたフレーム部材31に懸架された金型5の内面を、主配管19から供給される熱風によって効果的に加熱できるような配置であることが好ましい。
さらに具体的には、炉内底面の長さ方向や横方向に、一列以上に配設したり、円形に配設したりすることも好ましい。例えば、図3および図4においては、比較的短い帯状の開口部を長さ方向に並列して設け、合計2箇所の開口部によって第1熱風吹出部9を構成してある。
また、後述するように、金型加熱部の炉内底面27に、図5に示すような傾斜部を設けた場合には、当該炉内底面27の最深部およびその近傍に、一つ以上の第1熱風吹出部9を設けることが好ましい。この理由は、炉内底面27の最深部に位置する第1熱風吹出部9から吹き出された熱風が、予想外に斜め方向に広がったとしても、炉内底面27の傾斜部に沿って、金型5まで効率的に到達することができるためである。
(2) -2 Specific Structure Regarding the arrangement of the first hot
More specifically, as shown in FIG. 1, the inner surface of the
More specifically, it is also preferable to arrange them in one or more rows or in a circular shape in the length direction or the lateral direction of the bottom surface in the furnace. For example, in FIGS. 3 and 4, relatively short strip-shaped openings are provided in parallel in the length direction, and the first hot
Further, as will be described later, when an inclined portion as shown in FIG. 5 is provided on the
また、第1熱風吹出部9において風速計等を用いて測定される熱風の流速(風速)を15m/sec.以上の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる熱風の流速が、15m/sec.未満の値になると、大型化した金型や複雑形状の金型、例えば、内側面積が1〜10m2程度の大型の金型に対して、迅速かつ均一に加熱することが困難となる場合があるためである。ただし、熱風の流速が過度に速くなると、金型の不均一加熱を生じたり、金型の熱疲労を生じさせたりする場合がある。
したがって、熱風の流速を18〜100m/sec.の範囲内の値とすることがより好ましく、20〜50m/sec.の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
Moreover, the flow velocity (wind speed) of the hot air measured by using an anemometer or the like in the first hot
This is because the flow velocity of the hot air is 15 m / sec. When the value is less than the value, it may be difficult to quickly and uniformly heat a large-sized mold or a complex-shaped mold, for example, a large-sized mold having an inner area of about 1 to 10 m 2. Because there is. However, if the flow rate of the hot air is excessively high, the mold may be heated unevenly or the mold may be thermally fatigued.
Therefore, the flow rate of hot air is 18-100 m / sec. Is more preferably in the range of 20 to 50 m / sec. It is more preferable to set the value within the range.
また、第1熱風吹出部9における熱風の出口には、図1等に示すように、熱風制御板33を設けることが好ましい。この理由は、これらの熱風制御板33によって、下方から金型5の内面に吹き上げられる熱風の方向性、広がり性、送風量等を容易に制御することができるからである。例えば、図5(a)では、熱風制御板33が、向かって左側を向いているため、熱風34も、金型5の左方向の内面を集中的に加熱することができる。また、同様に、図5(b)では、熱風制御板33が、真っ直ぐ上方を向いているため、熱風34も、金型5の中央付近の内面を集中的に加熱することができ、図5(c)では、熱風制御板33が、向かって右側を向いているため、熱風34により、金型5の右方向の内面を集中的に加熱することができる。
Moreover, it is preferable to provide the hot
また、第2熱風吹出部11の配置に関して、かかる第2熱風吹出部11は、金型5に対して側方から熱風を吹き付けられるように配置されていれば特に制限されるものではないが、例えば図6に示すように、加熱炉7における炉内両側面の中央部に配置されていることが好ましい。
そして、第2熱風吹出部11の形状としては、例えば図6に示すように、矩形状の有底枠体のものが好ましい。
このような配置及び形状にすることで、分岐配管21から供給される熱風が第2熱風吹出部11を構成する天井壁にあたり炉内奥行き方向に広がって金型5の外面を均等に加熱できる。
また、第2熱風吹出部11の他の好ましい配置として、例えば図7に示すように、加熱炉7の4隅に設けることが考えられる。
このように、第2熱風吹出部11を加熱炉7の四隅に設けることで、各第2熱風吹出部11に通ずる各分岐配管21の流量を調整することにより、各第2熱風吹出部11から吹き出す熱風の流量を容易に調整でき、金型5の形状に応じた適切な加熱が可能となる。なお、各分岐配管21の流量を調整するために、例えば各分岐配管21の流路にダンパー37を設けることが好ましい。
In addition, regarding the arrangement of the second hot
And as a shape of the 2nd hot
With such an arrangement and shape, the hot air supplied from the
Further, as another preferred arrangement of the second hot
Thus, by providing the 2nd hot
(3)熱風ガイド部材
熱風ガイド部材13は、図1に示すように、第2熱風吹出部11の熱風吹出口に対向して設けられている。かかる熱風ガイド部材13は、第2熱風吹出部11から吹き出される熱風を金型の所望の箇所に案内するものである。したがって、熱風ガイド部材13は一端側が第2熱風吹出部11側に臨み、他端側が金型の所望の箇所に臨むように、金型を支持するフレーム部材31に取り付けられている。ここで、金型5の所望の箇所とは、例えば図1に示すように、金型5の底面先端部(図中では上端部)などである。このような箇所は、第1熱風吹出部9からの熱風が到達しにくく加熱不十分になりやすいため、第2熱風吹出部11から吹き出される熱風によって金型外面から加熱することで、金型全体として均一な加熱が可能になる。
(3) Hot-air guide member The hot-
また、熱風ガイド部材13の形状に関し、管状であることを特徴とする。
図1及び図8には管状の熱風ガイド部材13の一例が示されており、より具体的には、熱風ガイド部材13は断面矩形状のダクトからなるものである。また、熱風ガイド部材13における熱風入口側は第2熱風吹出部11の形状に対応させて断面矩形状に形成されている。
また、熱風出口側は二股になっており、斜め下方に向く断面矩形の出口が2箇所設けられている。この例では、図1に示されるように、内面からの加熱が難しい金型5の先端部、および第2熱風吹出部11から吹出される熱風が届きにくい金型5の谷間に向けて出口が設けられている。
このように、熱風ガイド部材13の出口形状を金型形状に対応させることで、金型5の均一加熱がより効果的に実現できる。
なお、熱風ガイド部材13はフレーム部材31に取り付けられている。
The hot
FIG. 1 and FIG. 8 show an example of a tubular hot
Further, the hot air outlet side is bifurcated, and two outlets having a rectangular cross section facing obliquely downward are provided. In this example, as shown in FIG. 1, the exit is directed toward the tip of the
Thus, the uniform heating of the
The hot
また、熱風ガイド部材13を管材で構成した場合の他の好ましい態様として、例えば図9に示すように、出口側の開口面積を入口側の開口面積よりも小さく設定することが考えられる。このようにすれば、熱風ガイド部材13から吹き出される熱風の風速を増すことができ、金型の所望箇所をより効率的に加熱できる。
また、第2熱風吹出部11を複数設けた場合には、全ての第2熱風吹出部11に対応して熱風ガイド部材13を設けることも可能であるが、例えば図10に示すように、第2熱風吹出部11の一部のみに対応させて熱風ガイド部材13を設けることも好ましい。このように、第2熱風吹出部11が複数ある場合には、どの第2熱風吹出部11に対応させて熱風ガイド部材13を設けるかを金型の形状等に基づいて適宜選択でき、より均一な金型の加熱が実現できる。
Further, as another preferred mode in the case where the hot
Further, when a plurality of second hot
また、上記の例では、分岐配管21を加熱炉7内の上方まで延ばすとともに、その先端部に第2熱風吹出部11を設け、この第2熱風吹出部11に対応させて熱風ガイド部材13を設けた例を示した。すなわち、このようにすることで、熱風ガイド部材が枝分かれしていることから、熱風が到達しにくい箇所が複数箇所あったとしても、効率的に熱風を到達させることができる。また、このようにすることで、複雑な金型底面に対しても均一な加熱が可能になる。なお、図11に示すように、分岐配管21の上方への延びを短くして、加熱炉7の炉内底面27近傍に第2熱風吹出部11を併設することも好ましい。
この場合、第2熱風吹出部11は、図11に示すように、例えば、直径0.1〜10mmの穴列から構成してあることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、圧力の関係で、吹出された熱風を広範に広げることができるからである。
すなわち、このように構成することで、内面加熱が難しい金型底部(図中上部)については熱風ガイド部材13によって熱風を案内して個別集中的に加熱し、比較的形状が単純で広面積の金型縁部(図中下部)については、広範に広がる熱風で加熱でき、大型、複雑形状の金型についての均一加熱がより効果的に実現できるためである。
なお、熱風ガイド部材は、フレーム部材において、その位置が移動可能であることが好ましく、もしくはフレーム部材等において、取り外し可能であることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、冷却工程や金型運搬途中において、熱風ガイド部材が邪魔にならず、例えば、従前の冷却工程と同様に、効率的かつ均一な冷却ができるためである。
Moreover, in said example, while extending the branch piping 21 to the upper direction in the
In this case, as shown in FIG. 11, it is preferable that the 2nd hot
That is, by configuring in this way, the mold bottom portion (upper part in the figure) that is difficult to heat on the inner surface is heated by the hot
The position of the hot air guide member is preferably movable in the frame member, or is preferably removable in the frame member or the like. This is because the hot air guide member does not get in the way during the cooling process or mold transportation, and, for example, as in the previous cooling process, efficient and uniform cooling can be achieved. is there.
(4)加熱炉
加熱炉7の好ましい構成は、図1に示すように、熱風発生循環装置3の上方に配置され、全体として一つのコンパクトな加熱装置となるものである。このように構成することにより、加熱炉7への熱エネルギーの供給が容易になるばかりか、加熱炉7からの熱エネルギーの回収についても容易に実施することができる。
具体的には、加熱炉7の炉本体21は、例えば、上面に、開閉可能な開口部を有する平面長方形の箱状体に形成されており、上面の開口部を開口した状態で、金型5を設置したフレーム部材31を炉内に搬入した後、開口部を閉じて、熱風発生循環装置3によって熱風を吹き込むことにより、金型5に対する加熱が行われるように構成されていることが好ましい。
なお、加熱炉7に含まれる炉本体39の形態としては、適宜変更することが可能である。例えば、炉本体39を、金型の形状に対応させて、円筒状や立方体、あるいは異形とすることも好ましい。
(4) Heating furnace The preferable structure of the
Specifically, the furnace
The form of the
(5)金型
金型5は、図1に示すように、かかる金型5の移動及び操作のためのフレーム部材31が取りつけられた状態で、加熱炉7内の炉内底面27に配設された金型支持部材43上に、載置されていることが好ましい。
また、かかる金型5は、例えば、ロボットア−ム(図示せず)にフレーム部材31を把持または懸架した状態で動かし、金型加熱部においては、ロボットア−ムによりフレーム部材31を上面部まで移動させ、そこで上面部に設けられた開口部より加熱炉7内に搬入できる構造であることが好ましい。そして、搬入に際しては、熱風ガイド部材13の熱風入口が第2熱風吹出部11に対向するように位置調整できるように、ロボットアームが精密な位置調整可能な構造であることが好ましい。
(5) Mold As shown in FIG. 1, the
The
2.パウダースラッシュ部
パウダースラッシュ部は、図12(b)に示すように、図12(a)で加熱されたフレーム部材31を含む金型5と、流動状を有するパウダー45を収容したリザーバタンク47とを、金型(成形型)5の成形面5aを下向きにするとともに、リザーバタンク47の開口面を上向きにした状態で、上下に一体的に連結する工程を実施するための部位である。
その際、リザーバタンク47内のパウダー45の分散性を向上させ、均一な厚さの樹脂膜(シート状物)49を形成するために、リザーバタンク47の下方に設けた攪拌室51に空気を導入して、パウダー45を流動状態とすることが好ましい。図14(a)に空気の導入方向を具体的に示すが、攪拌室51の上方は、穴開き部材(メッシュ部材)から構成してあり、導入された空気によって、パウダー45を巻き上げる構造であることが好ましい。
2. As shown in FIG. 12 (b), the powder slash part includes a
At that time, in order to improve the dispersibility of the
また、パウダースラッシュ部は、図12(c)に示すように、フレーム部材31を含む金型5と、リザーバタンク47とを連結した状態で回転させて、金型5の成形面5aに所定の厚さの樹脂膜49を形成する工程を実施するための部位でもある。
すなわち、フレーム部材31を含む金型5と、リザーバタンク47とを組み合わせた状態で、上下方向に反転させることが好ましい。この理由は、このように実施すると、リザーバタンク47内のパウダー45は自重で金型5の成形面5aに落下し、かかる金型5の成形面5aに接するパウダー45およびその近傍のパウダー45のみが、金型5の熱によって溶融状態となって付着し、金型5の成形面5aに対して、樹脂膜49を一瞬にして形成することができるためである。
また、フレーム部材31を含む金型5を反転させる際、かかる金型5における所望の成形面5aのみに、樹脂膜49を形成できるように、金型5と、リザーバタンク47との間に、所定の厚さ(高さ)を有する方枠53a、53bを設けることが好ましい。ここで、かかる方枠の下部53bを、例えば、アルミニウムから構成し、方枠の上部53aをシリコーンゴム/フッ素樹脂フィルムの組合せから構成することにより、金型5と、リザーバタンク47との間の隙間を充填する役目を果たすこともできる。
また、フレーム部材31を含む金型5を反転させる際、パウダー45が所定箇所以外に飛散しないように、かかる金型5における所望の成形面5aのみに、樹脂膜49を形成できるように、図14(b)に示すように、攪拌室51を介して吸引し、金型5内の圧力を低下させることが好ましい。すなわち、金型5を回転させてパウダースラッシュ成形している最中には、金型5の内圧を低下させるために吸引し、パウダースラッシュ成形前には、リザーバタンク47のパウダー45内に空気を吹き込むための圧力調整装置(図示せず)が設けてあることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 12C, the powder slash part is rotated on the
That is, it is preferable that the
Further, when the
Further, when the
3.金型冷却部
金型冷却部は、図13(b)に示すように、フレーム部材31を含む金型5を、水冷あるいは空冷等の冷却手段59により冷却して、樹脂膜49を硬化させる工程を実施するための部位である。また、金型冷却部は、図13(c)に示すように、金型冷却部の最終工程として、金型5から樹脂膜49を剥離、すなわち脱型する工程を実施するための部位でもある。
ここで、金型の熱損傷を有効に防止するためには、金型冷却部に、図15に示すように噴霧装置61と、図13(b)に示すようにシャワー装置59とを備えることが好ましい。すなわち、第一冷却段階として、噴霧装置61によって、水または温水を噴霧して、例えば、50〜100℃程度まで、比較的マイルドに金型5を冷却することが好ましい。次いで、第二冷却段階として、シャワー装置59によって、水または温水を比較的多量に吹き付け、蒸発エンタルピーを利用して、樹脂膜49が剥離できる程度、例えば、50℃未満の温度にまで、金型5を効率的に冷却することが好ましい。
この理由は、このように実施することにより、大型化かつ複雑化した金型5が不均一に加熱されている場合であっても、金型5の熱損傷や割れ等の発生を有効に防止することができるためである。なお、シャワー装置59および噴霧装置61は、一つの給水タンクに連結されてあって、吹き出し口に設けた制御弁等の切替えによって、噴霧量やシャワー量を決定するように構成してあることも好ましい。
3. Mold Cooling Unit The mold cooling unit is a step of curing the
Here, in order to effectively prevent the thermal damage of the mold, the mold cooling section is provided with a
The reason for this is to effectively prevent the occurrence of thermal damage and cracking of the
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、図16に示すように、熱風ガイド部材13を、第2熱風吹出部11または加熱炉7の本体側に取り付け、当該熱風ガイド部材13の一端側が第2熱風吹出部11側に臨み、他端側が金型5の所望の箇所に臨むように、金型5に対して進退移動可能に構成したものである。
以下、第1の実施の形態と異なる熱風ガイド部材の移動構造を中心に説明する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, as shown in FIG. 16, the hot
In the following, the hot air guide member moving structure different from the first embodiment will be mainly described.
すなわち、熱風ガイド部材13を金型5に対して進退可能にする好ましい構成として、この例では図16及び図17に示すように、熱風ガイド部材13の両側面にガイドレール65を設けるとともに、分岐配管21の上端部にガイドレール65を介して熱風ガイド部材13を支持する支持部材67を設け、熱風ガイド部材13は、これらのガイドレール65および支持部材67により支持された状態で移動できるようにしている。ここで、図16に示す例では、熱風ガイド部材13の後端部に、例えばプランジャ66等を設け、当該プランジャ66を移動させることにより、熱風ガイド部材13を移動させる構成となっている。また、熱風ガイド部材13の後端側を炉本体39の側壁に設けた貫通穴69にて支持している。
このように構成することにより、熱風ガイド部材13は支持部材67及び貫通穴69に支持されて、図16に示す矢印の方向に移動できる。
That is, as a preferable configuration for enabling the hot
With this configuration, the hot
また、金型5を加熱する場合には、図16に示すように、熱風ガイド部材13を金型5に近づける方向(図中右方向)に移動させることが好ましい。このとき、熱風ガイド部材13の下面に形成した熱風入口13a(図18参照)が、分岐配管21の上端にある第2熱風吹出部11に位置し、分岐配管21と熱風ガイド部材13が連通する。これによって、熱風ガイド部材13の一端側が第2熱風吹出部11側に臨み、他端側が金型5の所望の箇所に臨むようになり、分岐配管21から供給される熱風が熱風ガイド部材13に導入されて、金型5に向けて吹き出すことができる。
他方、加熱工程のあとの冷却工程においては、熱風ガイド部材13を金型5から離す方向(図中左方向)に移動させることができる。こうすることで、冷却工程において金型5に噴射する冷却水が熱風ガイド部材13によって遮られることがなく、効率的な冷却が可能になる。
Moreover, when heating the metal mold | die 5, as shown in FIG. 16, it is preferable to move the hot
On the other hand, in the cooling step after the heating step, the hot
また、熱風ガイド部材13の進退方向の位置を調整することで、熱風ガイド部材13の熱風入口13aと分岐配管21の位置調整ができ、熱風入口13aの開度を調整できる。その結果、熱風ガイド部材13から噴射する熱風量の調整が可能となる。つまり、熱風ガイド部材13の熱風入口13aと分岐配管21の上端部がダンパーとして機能する。
なお、熱風ガイド部材13を金型5に対して進退可能にする構成は、上記のものに限られることはなく、適宜変更可能である。例えば、熱風ガイド部材と分岐配管とを一体に構成して、熱風ガイド部(水平部)自体を伸縮可能な構成、例えばテレスコピックパイプから構成することも好ましい。このようにすれば、熱風ガイド部材が炉本体39の側壁から突出することがなく、炉本体39の側壁に貫通穴を設ける必要がなく、装置構成を単純化できる。
Further, by adjusting the position of the hot
In addition, the structure which enables the hot
本発明のパウダースラッシュ成形機およびパウダースラッシュ成形方法によれば、金型の底部の内面熱風が到達しにくい箇所については第2熱風吹出部から吹出される熱風を、熱風ガイド部材で案内して個別的、集中的に加熱するため、金型が大型化、複雑化した場合であっても、均一かつ迅速な加熱が可能になり、パウダーを均一かつ迅速に付着させることができる。
また、第1熱風吹出部から吹き出す熱風量を少なくしたり、熱風温度を低下させることができるため、加熱炉をコンパクトに設計したり、ランニングコストを低下させることができる。
さらに、金型を不均一に加熱したり、過度に加熱したりすることが少なくなり、冷却工程での熱歪に起因した金型損傷についても効果的に防止することができる。
According to the powder slush molding machine and the powder slush molding method of the present invention, the hot air blown from the second hot air blowing portion is guided by the hot air guide member for the portion where the hot air on the bottom of the mold is difficult to reach individually. Therefore, even when the mold becomes large and complicated, uniform and rapid heating is possible, and powder can be uniformly and rapidly adhered.
Moreover, since the amount of hot air blown out from the first hot air blowing portion can be reduced and the hot air temperature can be reduced, the heating furnace can be designed to be compact and the running cost can be reduced.
Furthermore, it is less likely that the mold is heated unevenly or excessively, and it is possible to effectively prevent damage to the mold due to thermal strain in the cooling process.
1:パウダースラッシュ成形機
3:熱風発生循環装置
5:金型
7:加熱炉
9:第1熱風吹出部
11:第2熱風吹出部
13:熱風ガイド部材
1: Powder slush molding machine 3: Hot air generating / circulating device 5: Mold 7: Heating furnace 9: First hot air blowing part 11: Second hot air blowing part 13: Hot air guide member
Claims (6)
前記金型加熱部は、金型を支持したフレーム部材を出し入れ可能に収容する加熱炉と、
当該加熱炉内に収容された金型の下方から金型内面に熱風を吹き出す第1熱風吹出部と、
前記金型の外面に熱風を吹き出す第2熱風吹出部と、
当該第2熱風吹出部から吹き出す熱風を、前記金型外面の所望の箇所に案内するための管材からなる熱風ガイド部材であって、一端側が前記第2熱風吹出部側に臨み、他端側が金型の所望の箇所に臨むように、前記フレーム部材に取り付けられた熱風ガイド部材と、
を備えることを特徴とするパウダースラッシュ成形機。 A powder slush molding machine including a mold heating unit, a powder slush unit, and a mold cooling unit,
The mold heating section includes a heating furnace that accommodates a frame member that supports the mold in a removable manner;
A first hot air blowing section that blows hot air from below the mold housed in the heating furnace to the inner surface of the mold;
A second hot air blowing section for blowing hot air to the outer surface of the mold;
A hot air guide member made of a tube for guiding the hot air blown out from the second hot air blowing portion to a desired location on the outer surface of the mold, one end facing the second hot air blowing portion, and the other end being a metal A hot air guide member attached to the frame member so as to face a desired part of the mold,
A powder slush molding machine characterized by comprising:
前記金型加熱部は、金型を支持したフレーム部材を出し入れ可能に収容する加熱炉と、
当該加熱炉内に収容された金型の下方から金型内面に熱風を吹き出す第1熱風吹出部と、
前記金型の外面に熱風を吹き出す第2熱風吹出部と、
当該第2熱風吹出部または前記加熱炉の本体側に取り付けられて、第2熱風吹出部から吹出される熱風を前記金型の所望の箇所に案内するための管材からなる熱風ガイド部材と、を備え、
当該熱風ガイド部材の一端側が前記第2熱風吹出部側に臨み、他端側が金型の所望の箇所に臨むように、前記熱風ガイド部材を、前記金型に対して進退移動可能に構成したことを特徴とするパウダースラッシュ成形機。 A powder slush molding machine including a mold heating unit, a powder slush unit, and a mold cooling unit,
The mold heating section includes a heating furnace that accommodates a frame member that supports the mold in a removable manner;
A first hot air blowing section that blows hot air from below the mold housed in the heating furnace to the inner surface of the mold;
A second hot air blowing section for blowing hot air to the outer surface of the mold;
A hot air guide member, which is attached to the second hot air blowing part or the main body side of the heating furnace, and is made of a tube material for guiding the hot air blown from the second hot air blowing part to a desired location of the mold; Prepared,
The hot air guide member is configured to be movable back and forth with respect to the mold so that one end side of the hot air guide member faces the second hot air blowing part side and the other end side faces a desired part of the mold. Powder slush molding machine characterized by
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