CN103372944A - 含有纤维的树脂成型品的压缩成型装置和压缩成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明在采用材料供给装置对开模了的下模供给熔融材料，其后将下模和上模闭合，对所述熔融材料进行压缩时，能够将压制装置的结构简化，并且成型出良好的含有纤维的成型品。在由材料供给装置（15）对开模了的下模（13）供给含有纤维的树脂材料（M），其后将下模（13）和上模（12）闭合，对所述材料（M）进行压缩时，设有：使所述材料（M）成为熔融状态的材料加热单元（15）；安装有所述上模（12）的上座（21）和安装有下模（13）的下座（18）；检测上模（12）或者上座（21）与下模（13）或者下座（18）之间的距离的3个以上的位置传感器（20）；和设置于上座（21）或者下座（18），并根据所述位置传感器（20）的信息被分别控制的3个以上的压缩用缸（22）。

Description

含有纤维的树脂成型品的压缩成型装置和压缩成型方法

技术领域

本发明涉及对于模开了的下模由材料供给装置供给含有纤维的树脂材料，其后将下模和上模闭合，对上述材料进行压缩的含有纤维的成型品的压缩成型装置和压缩成型方法。

背景技术

作为将树脂等的熔融材料在模内压缩来成型的方法，已知从注射装置向闭模了的腔内射出熔融材料，进而进行压缩的注射压缩成型方法。可是，上述注射压缩成型方法存在下述问题：在注射时对熔融材料施加高压，存在纤维材料等受到损伤的情况；在熔融材料的流动性因纤维材料等而较差的情况下，在注射时存在填充较困难的情况。另外，除了上述以外，还已知：在打开了模的状态下将熔融材料向下模的腔面供给后将上模和下模闭合来进行压缩的压缩成型方法。在压缩成型的情况下，有：比较硬且保留了原形的熔融材料从釜供给到模内的被称为传递成型的压缩成型、和流动状态的熔融材料从注射装置或者挤出装置供给到模内的被称为冲压成型的压缩成型。

在上述的冲压成型的情况下，由于向下模供给了的树脂为流动状态，因此优选使可动金属模以高精度移动来进行加压。作为适应于这样的要求的方法，已知在专利文献1中所记载的方法。在专利文献1中，能够对由材料供给装置供给的树脂材料，通过位置控制使金属模的移动以高精度移动来进行加压。可是，在专利文献1中，根据成型品的形状、和与之对应的树脂的供给位置，有时产生可动金属模相对于固定金属模的平行度难以保证的情况。即，在冲压成型中，树脂材料最初被加压的部分未必是金属模的中心，若从中心部分以外开始加压，则固定金属模与可动金属模之间的平行度难以保证。并且，若在加压初期固定金属模与可动金属模的平行度被破坏，则存在难以使最终成型品的板厚达到所希望的状态的问题。并且，这些问题，在为大面积的成型品、和使用了含有碳纤维的树脂等的流动性差的材料的情况下变得显著。

已知为了解决这样的问题而在专利文献2中所记载的方法。在专利文献2中记载了：利用在底座上出没自如地设置的平衡支持装置，来保证可动金属模相对于固定金属模的平行度。在专利文献2中，平衡支持装置与长行程的加压缸分别地设置着。另外，在专利文献2中，关于使用上述平衡支持装置怎样地位置控制而进行加压成型即冲压成型的压力机加压控制基本没有记载。而且，专利文献2没有记载在开模时怎样地进行位置控制等。再有，被成型的材料的种类也只是记载为塑性材料，也不清楚使用怎样的材料进行成型。

在先技术文献

专利文献

专利文献1特开平10-100173号公报（0026段、图1）

专利文献2特开昭60-222215号公报（2页左上栏、2页右上栏、3页右上栏、第1图）

发明内容

在上述专利文献2中，用于保证压制成型装置的平行度的结构被设置于底座上，并从底座突出，因此存在底座的结构复杂化的问题。另外，在安装下模的垫板（承梁板：bolster）的侧也安装有作为平衡支持装置的一部分的中间支持件，存在垫板的结构复杂化的问题。并且，由于将垫板搬入压制装置内之后使平衡支持装置的支持部突出来支持中间支持件，因此两者的调整较难。而且，在下模的周围中间支持件变为突出了的形式，存在下述情况：使材料成为熔融状态并进行供给的材料供给装置的加热筒的部分触接等，造成干扰。

而且，关于专利文献2，未记载在加压时怎样地进行位置控制等的控制，本领域技术人员即使看到专利文献2也不能够从加压初期到加压终期进行良好的成型。另外，专利文献2，如2页右上栏所记载的那样，平衡支持装置与加压时的行程对应，未设想到开模时的使用。

因此，本发明的目的是提供一种压缩成型装置以及压缩成型方法，其中，在对模开了的下模采用材料供给装置供给含有纤维的树脂材料，其后将下模和上模闭合，对上述材料进行压缩来压缩成型含有纤维的成型品时，能够将压制装置的结构简化，并且成型出良好的含有纤维的成型品。此外，作为第2课题，其目的是提供一种确立加压时的控制方法、能够成型出良好的含有纤维的成型品的压缩成型装置以及压缩成型方法。再有，作为第3课题，其目的是提供一种确立模开时的控制方法、能够成型出良好的含有纤维的成型品的压缩成型装置以及压缩成型方法。

本发明的权利要求1所记载的压缩成型装置，是采用材料供给装置对模开了的下模供给含有纤维的树脂材料，其后将下模和上模闭合，对上述材料进行压缩的含有纤维的成型品的压缩成型装置，其特征在于，设有：在开始压缩成型之前使含有纤维的树脂材料成为熔融状态的材料加热单元；安装有上述上模的上座和安装有下模的下座；检测上模或者上座与下模或者下座之间的距离的3个以上的位置传感器；和设置于上座或者下座，并根据上述位置传感器的信息被分别控制的3个以上的压缩用缸，通过上述压缩用缸将上述材料加压，进行压缩成型。

本发明的权利要求2所记载的含有纤维的成型品的压缩成型装置，在权利要求1基础上，其特征在于，在上述压缩用缸上设有检测工作油的压力的压力传感器，上述压缩用缸根据上述压力传感器的信息被分别控制。

本发明的权利要求3所记载的含有纤维的成型品的压缩成型方法，是对模开了的下模采用材料供给装置供给含有纤维的树脂材料，其后将下模和上模闭合，对上述材料进行压缩的含有纤维的成型品的压缩成型方法，其特征在于，设有：在开始压缩成型之前使含有纤维的树脂材料成为熔融状态的材料加热单元；安装有上模的上座和安装有下模的下座；检测上模或者上座与下模或者下座之间的距离的3个以上的位置传感器；和设置于上座或者下座，并根据上述位置传感器的信息被分别控制的3个以上的压缩用缸，通过上述压缩用缸将上述材料加压，进行压缩成型。

本发明的权利要求4所记载的压缩成型方法，在权利要求3基础上，其特征在于，在上述压缩用缸上设有检测工作油的压力的压力传感器，熔融材料的压缩成型，根据上述3个以上的位置传感器的信息分别控制压缩用缸进行位置控制之后，只根据多个压力传感器的信息分别控制压缩用缸，或者在上述3个以上的位置传感器的信息上加上压力传感器的信息来分别控制压缩用缸，进行上述材料的压缩成型。

本发明的含有纤维的树脂成型品的压缩成型装置和压缩成型方法，在对模开了的下模采用材料供给装置供给含有纤维的树脂材料，其后将下模和上模闭合，对上述材料进行压缩的含有纤维的成型品的压缩成型中，设有：在开始压缩成型之前使含有纤维的树脂材料成为熔融状态的材料加热单元；安装有上述上模的上座和安装有下模的下座；检测上模或者上座与下模或者下座之间的距离的3个以上的位置传感器；和设置于上座或者下座，并根据上述位置传感器的信息被分别控制的3个以上的压缩用缸，通过上述压缩用缸将上述材料加压，进行压缩成型，因此与以往的装置比较，能够将压制装置的结构简化，并且成型出良好的含有纤维的树脂成型品。

附图说明

图1是本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型装置的平面图。

图2是本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型装置的主视图。

图3是本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型装置的控制框图。

图4是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示由材料供给装置刚刚开始供给熔融材料后的状态的图。

图5是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示由材料供给装置即将结束供给熔融材料之前的状态的图。

图6是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示下模向压制装置的加压位置移动了的状态的图。

图7是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示在下模与上模之间进行了熔融材料的压缩成型（冲压成型）的状态的图。

图8是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示在压缩成型后在腔面与被压缩成型了的一次成型品之间形成有空间的状态的图。

图9是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示开始了注射压缩成型（射出）的状态的图。

图10是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示注射压缩成型中的射出后的压缩工序或者冷却工序的状态的图。

图11是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示注射压缩成型完成、且模开了的状态的图。

图12是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示下模从压制装置搬运出，且进行了复合成型品的取出的状态的图。

图13是表示本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法的图，是表示图7至图11的控制方法的图。

具体实施方式

通过图1至图3对本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩装置11进行说明。本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩装置11，设有：将含有纤维的树脂材料M在上模12与下模13之间压缩的立式的压制装置14；含有纤维的树脂材料M的材料供给装置15，其也是使上述含有纤维的树脂材料M成为熔融状态的材料加热单元；进行熔融材料的射出的卧式的注射装置16。而且，在压制装置14与材料供给装置15的向下模13供给含有纤维的树脂材料M的位置a1之间设有下模13的移动装置17。

对压制装置14进行说明，如图2所示，在作为下座的安装有下模13的固定座18的四角近旁，设有压缩用缸22。而且，压缩用缸22的杆（rod）形成了系杆（tie bar）19，系杆19朝向上方竖立设置着。另外，在系杆19上形成有系合用的沟槽构成的系合部19a。而且，系杆19的上方，在作为上座的安装有上模的可动座21的四角近旁的孔中插入通过。另外，在固定座18与可动座21之间设有多个的、作为开闭模机构的开闭模用伺服电动机23和由滚珠螺杆、滚珠螺杆螺母等构成的电动开闭模机构24。而且，通过上述电动开闭模机构24的动作，可动座21沿着系杆19升降。另外，在可动座21上安装有对开螺母25，其能够与形成于系杆19的系合部19a系合。再者，关于压缩用缸22，也可以设置于作为上座的可动座21上，被设置对开螺母25的座也不被限定。在本实施方式中，压缩用缸22在固定座18上设有4个，但只要是3个以上的多数即可。再者，本发明的进行平行控制的压制装置，可以是如下那样的压制装置。压制装置，可以是除了安装有下模的下座和安装有上模的上座以外，还在上述上座的上部设有受压座的压制装置。该情况下，在受压座与下座之间插通有系杆，作为可动座的上座利用开闭模机构沿着系杆升降。在具有该受压座的压制装置中，在受压座的中央部安装有加压用缸，其压头固定于上座的背面。而且，以与上述加压用缸分开地，在上座和下座的任一方安装3个以上、优选4个的压缩用缸的缸部的形式设置，在上座和下座的另一方安装有上述压缩用缸的杆。另外，在不采用压制装置进行平行控制的情况下，也可以使用一般的设有肘式的合模机构的立式合模装置、设有合模缸和开闭模机构的立式合模装置。

另外，在固定座18与可动座21之间，设有测定固定座18与可动座21之间的距离的位置传感器20。位置传感器20的数量，优选根据压缩用缸22的数量来设置，在本实施方式中设有4个，但只要为3个以上的多数即可。而且，各个位置传感器20与控制装置34连接着，由位置传感器20检测出的位置信息被送向控制装置34。在压制装置14中，设置位置传感器20的位置，优选接近于系杆19而分别设置。另外，关于位置传感器20，可以是检测上模12与下模13之间的距离的位置传感器，也可以是检测上模12与下座、下模13与上座之间的距离的位置传感器。关于位置传感器20的种类，不进行限定，关于检测装置和刻度盘（scale），各自设置在哪个座上都可以。在固定座18与可动座21之间，在4个地方设有位置传感器20。

接着，对于压缩用缸22的油压回路和控制进行说明。如图3所示，对于设置于固定座18的4个压缩用缸22，设有从罐81供给工作油的泵82，在与泵82连接的主管路83上设有止回阀84等。另外，在从主管路83分支出的管路上设有安全阀85，其控制主管路83的工作油的压力的上限。可使安全阀85进行压力控制，或者，利用另外的压力控制用阀，总括（综合）或者分别地控制向压缩用缸22供给的工作油的压力。在从主管路83分支并通向各个压缩用缸22的分支管路上分别设有伺服阀86，分支管路与伺服阀86的P口连接着。另外，从伺服阀86的A口和B口分别通过管路与压缩用缸22的压缩侧油室22a和压缩用缸22的开模侧油室22b连接着。而且，伺服阀86的T口与罐81连接着。在通向压缩用缸22的压缩侧油室22a的管路上设有压力传感器87，在通向开模侧油室22b的管路上设有油压传感器88。

压力传感器87、88，分别与控制装置34连接着，由压力传感器87、88检测出的压力信息被送向控制装置34。另外，从控制装置34向各伺服阀86发送指令。因此，各压缩用缸22由各伺服阀86分别控制。在本实施方式中，控制装置34包括含有伺服放大器的广义概念的控制装置，也具有定时（timer）的功能。另外，在设置压力控制阀等的情况下，控制装置34也对它们进行控制。

压制装置14的下模13，安装于下模安装板26，能够在压制装置14的内部的加压位置a2与压制装置14的外部的供给位置a1之间在图1中的X轴方向上移动。而且，在固定座18的一侧（在图1中，左侧）连结、固定有下模13的移动装置17。上述下模13的移动装置17的上面为与固定座18的上面相同的高度，用于使下模13移动的2根导轨27遍及两者的上面而设置。而且，下模安装板26沿着上述导轨27移动。虽未图示，但下模安装板26的下面侧，经由弹簧设置有转动球、或者车轴和车轮，下模安装板26，在压制装置14的内部的加压位置a2与压制装置14的外部的供给位置a1之间移动下模13的情况下，下模安装板26的下面从固定座18的上面、移动装置17的上面浮起。另外，在固定座18的加压位置a2上模12与下模13被闭模，进行压缩成型（包括注射压缩成型）时，在上述弹簧被收缩的同时，通过未图示的夹钳（clamp）来夹紧，固定座18的上面与下模安装板26的下面密着。

下模13的移动装置17的驱动源是伺服电动机28，伺服电动机28被固定在移动装置17的供给位置a1侧的侧面。而且，与上述导轨27平行地设置有滚珠螺杆29，滚珠螺杆29的一方经由轴承旋转自如地固定于移动装置17的上面，另一方经由轴承旋转自如地固定在固定座18的上面。另外，在比上述轴承更靠一方的滚珠螺杆29的端部近旁固定有从动带轮30，在其与伺服电动机28的驱动带轮31之间搭挂着驱动力传递用的正时带32。而且，在上述下模安装板26的侧面固定有滚珠螺杆螺母33，上述滚珠螺杆29在滚珠螺杆螺母33中插入通过。而且，当伺服电动机28驱动时，滚珠螺杆29旋转，滚珠螺杆螺母33、下模安装板26和下模13在X轴方向上直线运动。再者，下模13的移动装置17的滚珠螺杆螺母33，也可以安装在下模安装板26的背面，关于结构，不限于此。另外，下模13也可以是利用转台被向压制装置14外引出的，该情况下的通过移动装置形成的下模的移动轨迹成为圆弧。

对安装于压制装置14而使用的金属模12、13进行说明，下模13优选形成为凹型（腔模），使得供给了的熔融状态的含有纤维的树脂材料M（纤维和树脂材料）不溢出，上模12优选形成为凸型（芯模）。而且，下模13由于供给含有纤维的树脂材料M后移动，因此优选具有加热机构，使得在移动期间熔融状态的含有纤维的树脂材料M不进行固化。作为加热机构，可使用加热器、将向金属模内供给的介质在加热介质和冷却介质之间切换的机构。另外，在下模13的移动装置17的上方可以设置红外线照射和加热器等的热源，使得供给了的含有纤维的树脂材料M不进行固化。而且，在下模13设有加热机构的情况下，从成型品发生翘曲的问题来看，优选上模12也设置有加热机构。

在下模13，将腔面13a与喷嘴接触面75之间连通地设有热流道（HotRunner）76。热流道76设有未图示的闸阀，压缩成型时，闸阀被闭合。

在下模13中内置有顶推装置61的顶推板和在顶推板上竖立设置多个的突出销62。另外，在移动装置17的材料供给位置a1的下方，设有顶推装置61的驱动源63和顶推杆。于是，复合成型品P、下模13到达材料供给位置a1时，顶推装置61动作，使复合成型品P从下模13突出来。再者，顶推装置61所设置的位置，也可以是压制装置14的固定座18侧和/或可动座21侧。另外，金属模的腔也可以形成为真空状态。具体地讲，在上模与下模被嵌合了时所形成的腔，被密封部件密封，使其与外界隔绝。该情况下，可从腔或者密封体内的一部分通过管路利用真空泵对腔进行抽真空。或者，通过以覆盖金属模全部的形式、或覆盖压制装置14整体的形式设置于真空室中也能够实现腔内的真空化。

另外，在移动装置17的材料供给位置a1的上方，取出机64能够移动。取出机64，能够利用未图示的伺服电动机在水平方向和垂直方向上移动，利用与负压抽吸单元连接并被负压抽吸的吸盘65对复合成型品P进行抽吸。因此，在本实施方式中，材料供给位置a1也是复合成型品P的取出位置，材料供给位置a1的上方的空间，成为取出机64和材料供给装置15交替地侵入的形态（在图1中，取出机64省略记载，在图2中，取出机64显示出在材料供给装置15的上方待机了的状态。）。通过这样地在压制装置14外进行向一个下模13的冲压成型用的含有纤维的树脂材料M的供给和复合成型品P的取出，压制装置14的模开间隔较小即完成，因此能够降低压制装置14的高度。

接着，利用图1、图2对也为材料加热单元的材料供给装置15进行说明。材料供给装置15，可利用前后行进用的移动装置35向下模13的移动装置17移动以及在与其移动方向相同的方向即X轴方向上移动。

如图2所示，材料供给装置15的移动装置35，在基座（base）或者地面上设有2根导轨36，材料供给装置15的基台37能够在导轨36上移动。另外，在基座或者地面上可旋转地配置有滚珠螺杆38，固定于基台37的滚珠螺杆螺母50被上述滚珠螺杆38插入通过。另外，在滚珠螺杆38的端部近旁固定有从动带轮39，在其与伺服电动机40的驱动带轮41之间搭挂有正时带42。因此，通过伺服电动机40的驱动，材料供给装置15的基台37和滚珠螺杆螺母50进行直线运动。再者，移动装置35也可以安装于基台37与移动装置17的侧面之间，就结构而言，不被限定。

载置于材料供给装置15的基台37上的是具有与注射成型机的注射装置大致相同的功能的具有塑化功能和射出功能的装置。安装有加热器（材料加热单元）的加热筒44在固定性地竖立设置于基台37上的前板43中插入通过。另外，在前板43上，在垂直方向上设有成型材料的供给口45，供给口45的下方，通过加热筒44的孔与加热筒内部连通。另外，在供给口45的上方，连接有具有进给丝杠的成型材料送料装置46。在加热筒44的前端安装有：安装了加热器的喷嘴47。在喷嘴47的前端，安装有供给孔48朝向下方的口模49。口模49的供给孔48具有规定的宽度和长度。在本实施方式中，安装有：具有相对于下模13的矩形的腔面13a的与X轴方向正交的方向的长度稍短的长度的供给孔48的口模49。因此，能够连续地供给比腔面13a的与X轴方向正交的方向的长度稍短的长度的含有纤维的树脂片料。再者，在喷嘴47的前端所安装的口模49的部分，可根据下模13的腔面13a的形状和面积更换成最佳的。另外，口模49，从含有纤维的树脂材料M的流动性、含有纤维的树脂材料M中所含的纤维的断开等的问题出发，可更换成根据成型材料而不同的口模49。在喷嘴47的前端的口模49或者其跟前的喷嘴47的部分，设有将流路开闭的阀（未图示）的情况较多。

在前板43的后方，隔开规定的距离而与前板平行地设有后板51。在前板43的前面侧的加热筒44的两侧，分别设有射出用的伺服电动机52，在后板51的两侧分别设有滚珠螺杆螺母53。而且，与上述伺服电动机52的驱动轴直接连接的滚珠螺杆54，在上述滚珠螺杆螺母53中插入通过。另外，在加热筒44的内部，配置有安装有防逆流阀的作为注射成型用的一般的螺杆（未图示），螺杆的轴的后端，经由套筒（sleeve）、联轴器等被固定于在后板51的后面所固定的计量用的伺服电动机55的驱动轴。

因此，加热筒内的螺杆，通过上述计量用的伺服电动机55的驱动而旋转，通过射出用的伺服电动机52的驱动而前后行进。再者，材料供给装置15的结构，不限于上述的结构，可以是具有3块板的结构，射出用的伺服电动机可以是1个。另外，射出用和计量用的驱动源，可以是采用油压的。而且，可以使用将含有纤维的树脂材料M用推杆（plunger）挤出的材料供给装置、只旋转加热筒内的螺杆将熔融材料挤出的挤出式的材料供给装置来作为材料供给装置。

另外，在本实施方式中，在立式的压制装置14的另一侧（在图1中，右侧）配置有卧式的注射装置16。因此，夹着压制装置14，在一侧设有熔融材料的材料供给装置15，在另一侧设有将喷嘴58朝向压制装置14的卧式的注射装置16。关于注射装置16的结构，由于与作为材料供给装置的材料供给装置15类似，因此记载大概情况。注射装置16的前后行进装置，在基台56固定有移位缸57的缸筒57a，在固定座18的侧面固定有移位缸57的杆57b。于是，移位缸57产生使注射装置16的喷嘴58向下模13的喷嘴接触面75触接时的喷嘴接触力。

而且，安装有加热器的加热筒67，在固定性地竖立设置于基台56上的前板66中插入通过。另外，在前板66上，在垂直方向上设有成型材料的供给口68，供给口68的下方通过加热筒67的孔与加热筒内部连通。另外，在供给口68的上方，连接有具有进给丝杠的成型材料送料装置69。在加热筒44的前端，安装有：安装了加热器的喷嘴58。

在前板66的后方，隔开规定的距离而与前板66平行地设有后板70。在前板66的前面侧的加热筒67的两侧，分别设有射出用的伺服电动机71，在后板70的两侧分别设有滚珠螺杆螺母72。而且，与上述射出用的伺服电动机71的驱动轴直接连接的滚珠螺杆73，在上述滚珠螺杆螺母72中插入通过。另外，在加热筒67的内部，配置有：安装有防逆流阀的作为注射成型用的一般的螺杆（未图示），螺杆的轴的后端，经由套筒、联轴器等被固定于在后板70的后面所固定的计量用的伺服电动机74的驱动轴。

因此，加热筒67内的螺杆，通过上述计量用的伺服电动机74的驱动而旋转，通过射出用的伺服电动机71的驱动而前后行进。再者，关于注射装置16的结构和配置，并不被限定，例如，注射装置16可以是：经由在垂直方向上设置、并在固定座或者可动座的中央等设置的孔，喷嘴与金属模触接的注射装置。可是，从注射装置16的维护的容易度和其与工厂的天棚高度的关系出发，注射装置16优选是卧式的注射装置。

另外，关于注射装置16的喷嘴58，是可更换的，也可以安装如材料供给装置15中那样的口模49来供给冲压成型用的2次成型的材料。另外，固定性地设置压缩成型装置11的下模13，可以将压缩成型装置11作为单独的注射成型机（包括注射压缩成型机）利用或采用各种的使用方法。

接着，对于使用了本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩装置11的含有纤维的树脂成型品的压缩成型，利用图4至图13进行说明。作为在本实施方式中所使用的材料，对于在热塑性树脂（例如，聚碳酸酯）中含有碳纤维的树脂材料M的例子（CFRTP）进行记载。作为含有纤维的树脂材料的粘合剂树脂，在为热塑性树脂的情况下，除了聚碳酸酯以外，也可选择聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、ABS等的至少一种的树脂。另外，在为热固性树脂的情况下，从环氧树脂、聚氨酯、酚等的至少一种的树脂中选择，也可以是热塑性树脂与热固性树脂的混合树脂。另外，作为纤维，除了碳纤维以外，也可以是含有玻璃纤维、植物纤维、化学纤维等的别的纤维的材料。另外，本实施方式的含有纤维的树脂成型品的压缩装置11也适合于碳与树脂的混合物等的、流动性差的材料与树脂的混合物的成型。

作为成型的步骤，首先，在压制装置14被开模了的状态下，伺服电动机28驱动，下模安装板26和下模13向压制装置14的外部的供给位置a1移动，先定位并停止。（对于复合成型品P的取出，在后面叙述。）在下模13向供给位置a1移动之前，材料供给装置15，使计量用的伺服电动机40旋转，并且采用射出用的伺服电动机52施加背压，进行加热筒44内的螺杆的前方的作为含有纤维的树脂材料M的含碳纤维的聚碳酸酯树脂的计量（贮留），在供给位置a1待机。材料供给装置15，在材料供给位置a1进行复合成型品P的取出的情况下，在取出中处于后方位置，在取出后沿着X轴方向前进，到达供给位置。材料供给装置15的停止位置，根据压制装置14与其上模12和下模13的位置关系确定，但从能够缩短下模13的移动距离的关系出发，优选离压制装置14尽可能近的位置。

如上述那样，此时的下模13，腔面13a被加热着。然后，从材料供给装置15向下模13的腔面13a上供给熔融状态的含碳纤维的树脂材料M（碳纤维和树脂材料）。含碳纤维的树脂材料M的供给，通过下述过程来进行：打开材料供给装置15的喷嘴47的未图示的阀，射出用的伺服电动机52驱动，螺杆前进移动，含碳纤维的树脂材料M从口模49的供给孔48落下。本实施方式的口模49的供给孔48的长度（与X轴正交的方向的长度），如上述那样，比大致矩形的腔面13a的与X轴正交的方向的长度短。因此，所供给的含碳纤维的树脂材料M，以覆盖腔面13a的方式呈片状地被供给。

如图4所示，本实施方式的从材料供给装置15向下模13的熔融状态的含碳纤维的树脂材料M的供给，在下模13的腔面13a的前端近旁（离压制装置14近的一侧）最初以含碳纤维的树脂材料M落下的方式来进行。然后，在将材料供给装置15停止于当前位置的状态下，使移动装置17的伺服电动机28驱动，使下模13向压制装置14侧移动，由此能够以覆盖下模13的腔面13a的过半的部分的方式供给含碳纤维的树脂材料M。再者，含碳纤维的树脂材料M的供给，既可以将下模13和材料供给装置15固定来进行，也可以使材料供给装置15移动来进行。此外，一边使下模13朝向压制装置14前进一边使材料供给装置15后退等等，使两者移动也可以。另外，下模13和材料供给装置15的移动，也可以向与X轴方向正交的方向等等别的方向移动。

接着，如图5所示，当下模13前进，成为材料供给装置15的口模49的供给孔48位于腔面13a的后端近旁（从压制装置14看，远的一侧）的上方的位置的状态时，停止从材料供给装置15供给材料。从材料供给装置15侧说明，在下模13到达图4的位置时，进行控制使得加热筒44内的螺杆前进到规定位置，且喷嘴47的阀闭合。

接着，如图6所示，含碳纤维的树脂材料M的供给完了的下模13，利用移动装置17连续地移动到压制装置14的加压位置a2。在压制装置14的加压位置a2，下模安装板26定位并停止，而且由未图示的定位销、夹钳等固定。通过采用这样的材料供给方法，能够缩短向下模13供给含碳纤维的树脂材料M后直到下模13到达压制装置14的加压位置a2的时间。另外，此时，在上述的供给位置a1取出完成了成型的含碳纤维的复合成型品P的情况下，准备取出机64的进入，使材料供给装置15预先后退。再者，也可以：只将碳纤维预先供给到下模13上，从材料供给装置15供给熔融状态的树脂材料，形成为含碳纤维的树脂材料M。

接着，如图2、图3、图7、图13所示，作为压制装置14的开闭模机构的伺服电动机23动作，上模12下降，在上模12的凸部与下模13的凹部嵌合或即将嵌合前，对开螺母25动作，对开螺母25与系杆19的系合部19a系合。优选在此时尚未进行熔融状态的树脂材料M的加压。也可以在该状态下将腔内进行真空化。通过将腔内进行真空化，在将熔融状态的含有纤维的树脂材料M加压时，气泡等脱出，纤维材料与树脂材料的密着性变得良好。或者，在不进行加压的状态下用规定时间将熔融状态、半熔融状态、非熔融状态的任一状态的树脂材料M只进行加热。然后，接着，压缩用缸22动作，开始压缩成型。压缩用缸22的动作，通过来自泵82的工作油分别经由伺服阀86被送向压缩侧油室22a来进行。压缩成型中的第1加压工序，通过位置控制来进行，进行检测位置传感器25的位置的反馈控制。此时，根据由控制装置34计测的时间进行对指令位置的控制。再者，在第1加压工序中，也可以进行速度控制。

另外，此时，进行位置控制使得位置传感器20的值（从原点起的值）变为相同的值，并进行平行控制使得能保持可动座21相对于固定座18的平行度。或者，进行平行控制使得作为可动金属模的上模12相对于作为固定金属模的下模13平行。进而进行平行控制使得相对于根据含有纤维的复合成型品P的板厚的实测值等设定的控制原点变得平行。采用位置传感器20进行的平行控制，有各种的方法，可以：将1轴的压缩用缸22作为主缸，通过伺服阀86进行位置控制，其他的压缩用缸作为从动缸（辅助缸：slave cylinder），以追从主缸的方式控制伺服阀86。或者，也可以是将各个的压缩用缸22的平均值作为目标位置，控制伺服阀86使得各压缩用缸22到达目标位置来进行位置控制的方式。后者的情况下，以求出各位置传感器20和目标位置的差量，生成控制信号，控制各压缩用缸22的伺服阀86的形式进行反馈控制。另外，前者、后者都可以在它们的情况时一律对各压缩用缸22施加前馈要素等，确保前进速度。

于是，通过这样进行压缩成型中的第1加压工序，上模12的腔面12a一边压溃熔融状态的含有纤维的树脂材料M一边下降，但此时，能够在保持上模12相对于下模13的平行度的同时，以希望的速度进行加压。如接下来的图13所示，在位置传感器20的任一个检测出可动座21的位置前进到设定位置，或者位置传感器20的平均值达到了设定位置的情况、和/或检测压缩用缸22的压缩侧油室22a的工作油的压力传感器87的任一个检测出设定压力或者压力传感器87的平均值达到了设定压力的情况下，压缩用缸22的控制，从只有位置控制（速度控制）切换为并用了位置控制（速度控制）和压力控制的第2加压工序。该情况下，位置控制（速度控制）的要素，可以采用使其他的压缩用缸22的位置（由位置传感器20检测出）与主轴的压缩用缸22一致的方式，也可以采用进行控制使得相对于各轴的平均值的目标位置，各压缩用缸22的位置（由位置传感器20检测出）到达的方式。

另外，关于压力控制，由压力传感器87检测出压缩用缸22的压缩侧油室22a的工作油的压力，算出其平均值，用于反馈控制。然后，获取其与成为目标的压力的差量，生成压力环的控制信号。在该压力控制时，优选开模侧油室22b的工作油的压力也由压力传感器88检测出，并用于控制。然后，压力环的控制信号加到上述的位置环的控制信号中，用于压缩成型的第2加压工序中。再者，关于压力控制，可以按各压缩用缸22将伺服阀86分别控制，使得各压力传感器87的值达到目标压力。该情况也在个别的压缩用缸22的压力控制的控制信号上加上速度控制（位置控制）的要素来用于压缩成型中。

因此，在本实施方式的压缩成型的第2加压工序中，可通过位置控制（速度控制）来一边确保可动座21相对于固定座18的平行度，一边进行压力控制，即使是在流动性上存在问题的成型品，也能够确保平行度。

进而，在第2加压工序之后，检测出压力传感器87的压力变为了设定压力，作为第3加压工序可以只进行压力控制。在通过只压力控制来控制压缩用缸的情况下，通过控制伺服阀86使得相对于目标压力，各压缩用缸的压缩侧油室22a的压力达到，能够实现均等的加压。或者，也可以按各压缩用缸分别确定目标压力来进行控制。而且，第2加压工序、第3加压工序都可以在各位置传感器20的值之间的差量超过了规定值的情况下视为异常而中止成型。另外，在基于上述的位置控制的第1加压工序之后，也可以不使用位置控制（速度控制）的要素而只通过上述的压力控制进行第2加压工序。该情况下，成为控制变更的触发器（trigger）的因素也与上述相同。

再者，在下模13和上模12最初被加热了的情况下，可从被压缩的途中切换为冷却，促进含碳纤维的树脂材料M的冷却固化，成型出含碳纤维的一次成型品M1。再者，立式的压制装置14的闭模时的模的移动，也可以是下模13上升，与上模12相闭模。

接着，如图8、图13所示，当经过规定时间时，使压制装置14的压缩用缸22向开模方向动作，在上模12未从下模13完全开模的状态下使其稍微上升。此时，压缩用缸22通过速度控制（位置控制）而动作，检测各位置传感器20的值，分别控制压缩用缸22。控制的方式，与第1加压工序同样，但主要供给工作油的油室是开模侧油室22b。此时，下模13中留置有含碳纤维的一次成型品P，上述一次成型品P与上模12的腔面12a之间相脱模，形成高度H的空间C（2次腔）。再者，此时，也可以：在上模12粘附一次成型品P而脱模，在含碳纤维的一次成型品P与下模13的腔面13a之间形成空间C（2次腔）。无论哪种情况，都能够从尚软的状态的含碳纤维的一次成型品P均等地脱离出金属模的腔面12a或者13a，因此能够将一次成型品P保持为良好的状态。

接着，如图9、图13所示，使注射装置16的喷嘴58与在下模13的另一（在图1中，右侧）的侧面形成的喷嘴接触面75触接。然后，将下模13的热流道76的闸阀开放。然后，注射装置15的射出，使射出用的伺服电动机71动作，使加热筒67内的未图示的螺杆前进。由此，经由热流道，开始向在下模13上的一次成型品P与上模12的腔面12a之间形成的空间C（2次腔）射出熔融树脂M2。在本实施方式中，在2次成型中也使用：在一次成型（压缩成型）中与碳纤维一同使用且作为粘合剂树脂使用的聚碳酸酯。可是，在一次成型中使用的含碳纤维的树脂M1的粘合剂树脂、与在2次成型中使用的树脂M2也可以是不同的树脂。

关于此时的金属模12、13的形状和注射装置16的喷嘴58的触接位置，不限于上述，可以采用各种的情形。例如，可以是使喷嘴58触接分型面、使喷嘴58触接固定座18、可动座21、上模12中任一个的侧面。另外，金属模12、13，可以是上模12和下模13嵌合的凹坑型的金属模，可以是上模12和下模13触接的平触型的金属模。在平触金属模的情况下，下模13（或者上模12）的腔面13a等的周围的侧壁利用弹簧而上下移动，上模12（或者下模13）的腔面12a等的周围的部分与上述侧壁的触接面进行面触接。

接着，如图10所示，开始压制装置14的压缩用缸22的动作，但动作开始的定时（时机），优选与射出同时或者在射出中检测螺杆位置等，并利用压缩用缸22开始压缩成型（注射压缩成型）。然后，通过压缩用缸22的动作使上模12再度下降，将射出到空间C（2次腔）中的熔融树脂M2加压来压缩。通过这样地在最初的阶段扩张空间C（2次腔）后开始射出，容易将熔融树脂M2良好射出。另外，通过从途中的阶段开始由压制装置14进行的压缩成型（注射压缩成型），也能够促进熔融树脂M2流动到空间C（2次腔）的端部。然后，通过对含碳纤维的一次成型品M1和熔融树脂M2施加压缩，含碳纤维的一次成型品M1的面与2次射出了的熔融树脂M2的层的密着性变得良好。

在该注射压缩成型的前半，如图13所示，还开有空间C（2次腔），因此通过压缩用缸22进行第1加压工序的位置控制（速度控制）。在注射压缩成型的前半，由于来自注射装置16的射出压力，作为可动金属模的上模12受到不均匀的力，相对于作为固定金属模的下模13的平行度丧失的情况较多。可是，通过采用位置控制（速度控制）来控制各压缩用缸22，进行可动座21相对于固定座18的平行控制，能够针对一次成型品M1形成均匀厚度的树脂M2的层。并且，当在空间C（2次腔）中充满熔融树脂M2时，在本实施方式中，作为接下来的第2加压工序，并用位置控制（速度控制）和压力控制来进行压缩成型。然后，进而最后通过只压力控制来挤压由冷却所致的收缩量。再者，可以从只有位置控制（速度控制）的平行控制直接向只有压力控制的控制直接切换，这与上述的含有纤维的树脂成型品的压缩成型时同样。

另外，金属模12、13所加热了的情形，可从压缩成型（注射压缩成型）的途中切换为冷却，促进熔融状态的含有纤维的树脂材料M的冷却固化。或者，在没有加热功能的金属模的情况下，原样地被冷却。因此，在本实施方式中，在下模13与上模12之间未完全开模的状态下，压缩成型、空间形成和注射压缩成型被连续地进行。并且，在上述工序的全部中，通过对各压缩用缸22进行反馈控制的位置控制或者速度控制，来进行平行控制。

如图12所示，当经过规定时间时，压制装置14的各压缩用缸22动作，进行脱模。此时，也与在压缩成型后进行了空间形成时同样地，通过使用反馈控制的位置控制（速度控制）进行平行控制。由此，上模12从下模13以保持平行的状态开模，含碳纤维的复合成型品P的树脂M2的层也能够进行良好的脱模。于是，接着，开闭模机构的伺服电动机23动作，上模12从下模13上升，变得能够取出留置于下模13的含碳纤维的复合成型品P。

接着，如图2、图12所示，通过移动装置17的伺服电动机28的驱动，在腔面13a上保持有含碳纤维的复合成型品P的下模13从加压位置a2向材料供给位置a2（取出位置）移动。然后，顶推装置61的驱动源63驱动，通过顶推杆、顶推板，突出销62被突出，含碳纤维的复合成型品P从腔面13a突出来。与此大致同时，取出机64的吸盘65吸附于含碳纤维的复合成型品P的上面，保持含碳纤维的复合成型品P，并向别的工序搬出。再者，此时，含碳纤维的复合成型品P，成为里面的含碳纤维的一次成型品M1的侧通过突出销62被突出，因此即使稍微残留突出痕迹，也没有使用上的问题。

产业上的利用可能性

关于本发明，未进行一一列举，但不限于上述的本实施方式的发明，对于本领域技术人员根据本发明的主旨加以变更后的发明也可适用，这是不用说的。在本实施方式中，记载了：从也作为材料加热单元的材料供给装置15供给熔融状态的含碳纤维的树脂材料M，由压制装置14压缩成型后连续地进行注射压缩成型，成型出含碳纤维的复合成型品P的例子。可是，本发明是以一边利用多个压缩用缸22保证金属模12、13间的平行度，一边成型出含碳纤维的成型品P为目的的发明，可以只进行含碳纤维的树脂材料M的压缩成型从而成型完成。作为将熔融状态的含碳纤维的树脂材料M，采用压制装置14通过平行控制来压缩成型出的成型品，成型品的种类不作限定，可设想汽车的外板（包括门）。

另外，本发明，可以是通过别的握持-搬送用机器人等的供给装置，将作为一例的含碳纤维的环氧树脂等的树脂构成的固形或者半熔融状态的预浸料片（CFRP）（包含热固性树脂或者热塑性树脂）向下模13供给。在这些情况下，优选：预浸料片，还在下模13上使用未图示的作为材料加热单元的红外线加热装置等施加预热，在压制装置14中熔融到可附形的熔融状态。然后，在压制装置14中，对半熔融状态或者熔融状态的预浸料片进行加压成型（压缩成型）时，也需要在第1加压工序中保持作为可动金属模的上模12相对于作为固定金属模的下模13的平行度，并使上模12下降。因此，在供给预浸料片进行压缩成型的类型的含碳纤维的树脂成型品的压缩成型装置和压缩成型方法中，也设有多个（3个以上）的位置传感器20、和多个（3个以上）的压缩用缸22，使用上述压缩用缸22根据上述位置传感器20的信息而被分别控制的压制装置14进行压缩成型，这在成型出良好的含有纤维的成型品P方面变得重要。而且，所谓含碳纤维的树脂材料M，也包括：利用供给装置将碳纤维和树脂材料分别分开地供给到下模上的情形。具体地讲，也可以将重合各1枚以上的碳纤维的垫料（mat）和树脂板而成的材料向下模上供给。另外，含碳纤维的树脂材料M，也包括：碳纤维和熔融树脂分别分开地向下模上供给的情形。

此外，本发明也可以从材料供给装置15向固定于压制装置14的下模13之上直接供给熔融状态的含有纤维的树脂材料M。该情况下，在下模13之上，熔融状态的含有纤维的树脂材料M的供给完成时，材料供给装置15向压制装置14外移动，立即通过压制装置14对熔融状态的含有纤维的树脂材料M进行加压。此时，也优选通过平行控制来进行加压。另外，本发明也可以从别的握持和搬送用机器人等的供给装置向固定于压制装置14的下模13之上直接供给作为含有纤维的树脂材料M的预浸料片。该情况下，上述含有纤维的树脂材料M在开始压缩成型之前也利用材料加热单元形成为充分熔融状态。

附图标记说明

11  压缩成型装置

12  上模

12a、13a  腔面

13  下模

14  压制装置

15  材料供给装置（材料加热单元）

18  固定座

20  位置传感器

21  可动座

22  压缩用缸

34  控制装置

86  伺服阀

87，88  压力传感器

M  含有纤维的树脂材料（含碳纤维的树脂材料）

M1  一次成型品

M2  熔融树脂

P  含有纤维的复合成型品（含碳纤维的复合成型品）

Claims (4)

1.一种含有纤维的树脂成型品的压缩成型装置，采用材料供给装置对模开了的下模供给含有纤维的树脂材料，其后将下模和上模闭合，对所述材料进行压缩，所述压缩成型装置的特征在于，设有：

在开始压缩成型之前使含有纤维的树脂材料成为熔融状态的材料加热单元；

安装有所述上模的上座和安装有下模的下座；

检测上模或者上座与下模或者下座之间的距离的3个以上的位置传感器；和

设置于上座或者下座，并根据所述位置传感器的信息被分别控制的3个以上的压缩用缸，

通过所述压缩用缸将所述材料加压，进行压缩成型。

2.根据权利要求1所述的含有纤维的树脂成型品的压缩成型装置，其特征在于，

在所述压缩用缸上设有检测工作油的压力的压力传感器，

所述压缩用缸根据所述压力传感器的信息被分别控制。

3.一种含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法，采用材料供给装置对模开了的下模供给含有纤维的树脂材料，其后将下模和上模闭合，对所述材料进行压缩，所述压缩成型方法的特征在于，设有：

在开始压缩成型之前使所述材料成为熔融状态的材料加热单元；

安装有上模的上座和安装有下模的下座；

检测上模或者上座与下模或者下座之间的距离的3个以上的位置传感器；和

设置于上座或者下座，并根据所述位置传感器的信息被分别控制的3个以上的压缩用缸，

通过所述压缩用缸将所述材料加压，进行压缩成型。

4.根据权利要求3所述的含有纤维的树脂成型品的压缩成型方法，其特征在于，

在所述压缩用缸上设有检测工作油的压力的压力传感器，

所述材料的压缩成型，根据所述3个以上的位置传感器的信息分别控制压缩用缸进行位置控制之后，只根据多个压力传感器的信息分别控制压缩用缸，或者在所述3个以上的位置传感器的信息上加上压力传感器的信息来分别控制压缩用缸，进行所述材料的压缩成型。

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