CN106239878B - 树脂成型体的制造方法及冲压成型装置 - Google Patents

树脂成型体的制造方法及冲压成型装置 Download PDF

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Abstract

本发明能够提高通过使用模具对板状的成型基材进行冲压成型来制造纤维强化树脂成型体时的成型性。通过对加热软化的板状的成型基材进行冲压成型来制造纤维强化树脂成型体的纤维强化树脂成型体的制造方法依次包括：工序(A)，相对于具有中央部的垫座和垫座的两侧的模主体的下模，将板状的成型基材的中央部载置在垫座上，然后利用从模主体的成型面向上方突出的支撑部支撑板状的成型基材的两端侧，安装板状的成型基材；工序(B)，使上模和下模接近，利用垫座和上模夹住板状的成型基材的中央部；工序(C)，进一步使上模和下模接近，并且减少支撑部的突出量；工序(D)，利用下模和上模对板状的成型基材进行冲压而形成纤维强化树脂成型体。

Description

树脂成型体的制造方法及冲压成型装置
技术领域
本发明涉及使用板状的成型基材对纤维强化树脂成型体进行冲压成型的纤维强化树脂成型体的制造方法及冲压成型装置。
背景技术
汽车车体的结构部件以往由钢材等金属材料构成。近年来，为了使车体轻型化，逐渐使用具有由碳纤维强化树脂(CFRP)等纤维强化树脂构成的立体形状的结构部件。由纤维强化树脂构成的结构部件通过如下步骤而制造，即，例如使热塑性基体树脂浸入强化纤维而形成纤维强化树脂片，对层叠了该纤维强化树脂片的板状的成型基材进行加热软化后，利用模具进行冲压成型。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-166702号公报
发明内容
技术问题
对纤维强化树脂成型体进行冲压成型时，在将加热软化后的成型基材直接安装在模具的成型面的情况下，从安装之后立即开始进行热塑性树脂的冷却固化。在利用冲压成型制造具有立体形状的树脂成型体的情况下，虽然使用的模具的成型面具有凹凸形状，但安装成型基材之后立即进行的热塑性树脂的冷却固化成为降低成型基材的成型性的重要因素。
具体而言，在下模的成型面朝向下而呈凸状的情况下，若使成型基材的端部和下模的成型面的端部贴合而安装成型基材，则成型基材的端部侧的区域的材料的流动因冷却固化而受到限制。因此，在进行冲压时，存在成型为凹凸状的部分的材料的密度变低或成型基材裂开的可能性。
另外，在下模的成型面朝向上而呈凸状的情况下，由于安装正在加热软化的成型基材时端部垂向下方，使成型基材的端部和成型面的端部一致较为困难。另外，根据成型基材的长度和成型体的长度，使成型基材的端部和成型面的端部一致进行冲压时，存在成型基材上产生褶皱的可能性。
因此，本发明鉴于上述问题而完成，本发明的目的在于提供一种能够提高通过对板状的成型基材进行冲压成型来制造纤维强化树脂成型体时的成型性的纤维强化树脂成型体的制造方法及冲压成型装置。
技术方案
为了解决上述课题，根据本发明的观点，提供一种纤维强化树脂成型体的制造方法，是通过使用模具对加热软化后的板状的成型基材进行冲压成型来制造具有立体形状的纤维强化树脂成型体的纤维强化树脂成型体的制造方法，依次包括以下的工序(A)～(D)。
工序(A)，相对于具有中央部的垫座和垫座的两侧的模主体的下模，将板状的成型基材的中央部载置在垫座上，并且利用从模主体的成型面向上方突出的支撑部支撑板状的成型基材的两端侧而安装板状的成型基材，
工序(B)，使上模和下模接近，利用垫座和上模夹住板状的成型基材的中央部，
工序(C)，进一步使上模和下模接近，并且减少支撑部的突出量，
工序(D)，利用下模和上模对板状的成型基材进行冲压，形成纤维强化树脂成型体。
在工序(A)中，被支撑部支撑的区域的板状的成型基材的端部可以位于设置于模主体的剪切边缘的外侧，在工序(C)中，可以减少支撑部的突出量而将板状的成型基材的端部落入剪切边缘的内侧。
板状的成型基材可以由使基体树脂浸入单向取向的强化纤维的纤维强化树脂构成，在工序(A)中，可以将单向交叉的方向的中央部载置在垫座上，并且利用支撑部支撑单向交叉的方向的两端侧。
在工序(D)中，支撑部可以后退至模主体的成型面后，进行冲压。
在工序(A)中，垫座的上表面和支撑部的上表面位于比模主体的成型面更靠近上方的位置，利用输送用器具支撑板状的成型基材中的载置在垫座上的部分与被支撑部支撑的部分之间的区域，将板状的成型基材安装在垫座和支撑部上，并将输送用器具从垫座与支撑部之间的空间抽出。
另外，为了解决上述课题，根据本发明的其它观点，提供一种冲压成型装置，所述冲压成型装置用于通过使用模具对加热软化的板状的成型基材进行冲压成型来制造具有立体形状的纤维强化树脂成型体，并且具备：垫座，配置在下模的单向的中央部，朝向上方施加负载；模主体，隔着垫座配置在下模的单向的两侧，在比垫座的上表面更靠近下方的位置具有成型面；支撑部，从模主体的成型面朝向上方突出，并且随着上模接近上述下模，突出量减少。
在上模接近下模时，可以通过利用设置于上模的挤压部，对连结到下模的支撑部的被挤压部进行挤压，从而支撑部的突出量减少。
上模的挤压部与下模的被挤压部之间的距离可以比垫座与上模之间的距离短。
可以具备相对于上模的挤压部朝向下方施加负载的弹性部。
支撑部的上表面可以是向上方突出的曲面。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够提高通过对板状的成型基材进行冲压成型来制造纤维强化树脂成型体时的成型性。
附图说明
图1是表示纤维强化树脂成型体的一个例子的立体图。
图2是表示本发明的实施方式的冲压成型装置的说明图。
图3是表示上述实施方式的冲压成型装置的下模的上表面图。
图4是表示上述实施方式的冲压成型装置的支撑部的说明图。
图5是表示上述实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法的工序(A)的说明图。
图6是表示上述实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法的工序(A)的说明图。
图7是表示上述实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法的工序(B)的说明图。
图8是表示上述实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法的工序(B)的说明图。
图9是表示上述实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法的工序(C)的说明图。
图10是表示上述实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法的工序(C)的说明图。
图11是表示上述实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法的工序(D)的说明图。
图12是表示上述实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法的工序(E)的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。应予说明，在本说明书和附图中，通过对实际上具有相同的功能构成的构成要素标记相同的符号而省略重复说明。另外，在本说明书和附图中，也存在对实际上具有相同的功能构成的多个构成要素在相同的符号后标记不同的字母进行区别的情况。但是，在不需要特别区分实际上具有相同的功能构成的多个构成要素的情况下，仅标记相同符号。
＜1.纤维强化树脂成型体＞
图1是表示通过本实施方式的纤维强化树脂成型体的制造方法可制造的纤维强化树脂成型体100的一个例子的立体图。纤维强化树脂成型体100使用纤维强化树脂而成型，与由钢板构成的结构体比较是轻型的，并且具有高强度。纤维强化树脂成型体100具有包括凹凸状的部分的立体形状。
在纤维强化树脂成型体100的冲压成型中使用的板状的成型基材例如具有1.0～10.0mm的厚度。所述板状的成型基材例如可使用层叠多个使基体树脂浸入强化纤维的纤维强化树脂片而成的成型基材。使用的强化纤维没有特别限定，例如可以是碳纤维和/或玻璃纤维、芳纶纤维等，还可以组合这些强化纤维而使用。其中碳纤维的机械特性优异，所以优选强化纤维包含碳纤维。
另外，在本实施方式中，板状成型基材中所含的强化纤维可使用从一端连续到另一端的连续纤维。例如，对层叠了强化纤维沿单向取向的多片纤维强化树脂片而成的板状的成型基材进行冲压成型，制造纤维强化树脂成型体100。图1所示的纤维强化树脂成型体100的立体形状中的角部101的延伸方向与强化纤维的取向方向大致一致。
纤维强化树脂的基体树脂可使用热塑性树脂。作为基体树脂，例如可例示聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、ABS树脂、聚苯乙烯树脂、AS树脂、聚酰胺树脂、聚甲醛树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酯树脂、PPS(聚苯硫醚)树脂、氟树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂等。
基体树脂可使用这些热塑性树脂中的一种或两种以上的混合物。或者，基体树脂也可以是这些热塑性树脂的共聚物。另外，在使基体树脂为这些热塑性树脂的混合物的情况下也可以并用增溶剂。另外，基体树脂还可以包含作为阻燃剂的溴系阻燃剂和/或硅系阻燃剂、红磷等。
在该情况下，作为使用的热塑性树脂，例如可举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂，尼龙6、尼龙66等聚酰胺系树脂，聚对苯二甲酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂，聚醚酮、聚醚砜、芳香族聚酰胺等树脂。其中热塑性基体树脂优选为选自聚酰胺、聚苯硫醚、聚丙烯、聚醚醚酮以及苯氧基树脂中的至少一种。
应予说明，在层叠多片纤维强化树脂片而将纤维强化树脂成型体100成型的情况下，各纤维强化树脂片中包含的强化纤维的种类、含有率等可以不同。另外，对于层叠的多片纤维强化树脂片，可以是基体树脂彼此是具有增溶性的不同材料，或者，也可以向相同的基体树脂中混合不同的添加物等。在这种情况下，为了高效地进行成型基材的熔融和固化，优选使用熔点相近的基体树脂。
纤维强化树脂片例如利用一般的膜浸入法、熔融浸入法等工序，通过边连续地送出强化纤维，边利用使基体树脂浸入该强化纤维的方法而制造。可以通过将该纤维强化树脂片切断为所希望的尺寸，得到作为成型材料的纤维强化树脂片。利用粘接剂等将切断为所希望的尺寸的多片纤维强化树脂片的宽度方向的端部相互接合，形成所希望的宽度和长度的纤维强化树脂片。纤维强化树脂片的厚度例如可以为0.03～0.5mm的范围内的值。
在本实施方式中，通过对层叠了多片纤维强化树脂片而成的板状的成型基材进行加热软化后，利用冲压成型装置对该板状的成型基材进行模压缩，从而得到具有所希望的立体形状的纤维强化树脂成型体100。其中，板状的成型基材不限于纤维强化树脂片的层叠体，也可以是具有预定的厚度的单一层的成型基材。以下，对能够用于制造纤维强化树脂成型体100的冲压成型装置的例子进行说明之后，对使用了该冲压成型装置的纤维强化树脂成型体100的制造方法进行说明。
＜2.冲压成型装置＞
图2是表示本实施方式的冲压成型装置10的构成例的说明图。图2表示用于制造图1所示的纤维强化树脂成型体100的冲压成型装置10的剖视图。冲压成型装置10具备上模20和下模40，是通过利用上模20和下模40夹住板状的成型基材而进行冲压，从而制造所希望的形状的纤维强化树脂成型体100的装置。
应予说明，在以下的说明中，上模20和下模40的“中央部”和“两端部”是指图2等所示的冲压成型装置10的左右方向的中央部和两端部，即，图1所示的纤维强化树脂成型体100的相对于角部101的延伸方向交叉的方向的中央部和两端部。另外，也可以将该冲压成型装置10的左右方向、或纤维强化树脂成型体100的相对于角部101的延伸方向正交的方向称为宽度方向。
(2-1.上模)
上模20在与下模40对置的表面具有与制造的纤维强化树脂成型体100的立体形状对应的成型面22。在成型面22的背侧，埋入有用于对模具进行加热和保温的加热器等热源。并且，在成型面22的背侧，还可以具备供冷却剂流通的冷却剂通路30。在成型基材的体积大，模具过度受热的情况下，通过使冷却剂在冷却剂通路30中流通，能够使成型面22的温度降低，使加热软化的成型基材冷却固化。
在上模20的两端部，具备能够进退地保持在挤压部支撑孔24a、24b内的挤压部28a、28b。挤压部28a、28b利用盘簧26a、26b悬挂在挤压部支撑孔24a、24b内。盘簧26a、26b具有能够相对于挤压部28a、28b朝向下方施加负载的加压部的功能。上述加压部并不限于盘簧26a、26b，也可以是板簧等，还可以使用其他的压力供给源而构成。
在本实施方式中，挤压部28a、28b由棒状的销构成。另外，图2中，虽然在上模20的两端部分别各示出了一个挤压部28a、28b，但在附图的纸面向里的方向设置有多个挤压部28a、28b。另外，在本实施方式的冲压成型装置10中，上模20以能够在上下方向进退的方式构成，在冲压成型时，相对于上模20施加下方向的负载。
(2-2.下模)
下模40具备垫座42、模主体50a、50b和支撑机构60。垫座42设置于下模40的中央部，利用盘簧46朝向上方施加负载。垫座42在与上模20对置的上表面，具有与制造的纤维强化树脂成型体100的中央部的形状对应的垫座成型面42a。在垫座成型面42a的背侧，埋入有用于对模具进行加热和保温的加热器等热源。并且，在垫座成型面42a的背侧，可以具备供冷却剂流通的冷却剂通路32。在成型基材的体积大，模具过度受热的情况下，通过使冷却剂在冷却剂通路32中流通，能够使垫座成型面42a的温度降低，使加热软化的成型基材冷却固化。
模主体50a、50b隔着垫座42设置于下模40的两端侧。模主体50a、50b在与上模20对置的上表面，具有与制造的纤维强化树脂成型体100的两端部的形状对应的成型面52a、52b。在成型基材的冲压成型时，为了使成型基材不从成型面的外侧突出而进行模压缩，从而在成型面52a、52b的外侧端部，设置有剪切边缘56a、56b。在成型面52a、52b的背侧，埋入有用于对模具进行加热和保温的加热器等热源。并且，在成型面52a、52b的背侧，可以具备供冷却剂流通的冷却剂通路34。在成型基材的体积大，模具过度受热的情况下，通过使冷却剂在冷却剂通路34中流通，能够使成型面52a、52b的温度降低，使加热软化的成型基材冷却固化。
垫座42在模主体50a、50b之间隔着极小的缝隙而配置。垫座42相对于模主体50a、50b能够相对地上下移动。在冲压成型前的状态下，垫座成型面42a的高度位置比模主体50a、50b的成型面52a、52b的高度位置高。另外，垫座42在冲压成型时，在随着上模20接近下模40，利用垫座成型面42a和与该垫座成型面42a对置的上模20的中央部的面22a来压缩成型基材时，对抗盘簧46的作用力，向下方按压。
支撑机构60具有基板62、固定于基板62的上表面的支撑部66a、66b和被挤压部64a、64b。支撑机构60利用未图示的负载单元向上方侧推压，支撑机构60能够相对于模主体50a、50b相对地上下移动。推压支撑机构60的负载单元没有特别限制，例如，可以使用盘簧或板簧等，还可以使用油压缸等其他的压力供给源。
支撑部66a、66b是支撑板状的成型基材的端部侧的部分。在冲压成型前的状态下，支撑部66a、66b从模主体50a、50b的成型面52a、52b朝向上方突出。支撑部66a、66b被保持在设置于模主体50a、50b的支撑部保持孔54a、54b。
被挤压部64a、64b是在使上模20和下模40接近时，为了使支撑机构60相对地向下方移动而设置的部分。被挤压部64a、64b的上表面与上模20的挤压部28a、28b的下表面对置，在使上模20和下模40接近时，可利用上模20的挤压部28a、28b挤压下模40的被挤压部64a、64b。若挤压被挤压部64a、64b的负载的大小超过向上方侧推压支撑机构60的负载，则支撑机构60向下方向移动。
在本实施方式的冲压成型装置10中，模主体50a、50b已被固定，垫座42和支撑机构60相对于模主体50a、50b相对地上下移动。垫座42和支撑机构60能够相互独立地上下移动。另外，在冲压成型前的状态下，垫座成型面42a中的位于最上方的部分和支撑部66a、66b的上表面为大致相同的高度。
图3是表示从上模20侧观察本实施方式的冲压成型装置10的下模40的上表面图。该下模40是用于将图1所示的纤维强化树脂成型体100成型的模具，具备中央部的垫座42和垫座42的两侧的模主体50a、50b。垫座42和模主体50a、50b分别具有长条的平面形状。模主体50a、50b具有保持支撑机构60的支撑部66a的多个支撑部保持孔54a、54b。支撑机构60的被挤压部64a、64b设置在垫座42和模主体50a、50b的外侧。
在本实施方式的冲压成型装置10中，支撑机构60的支撑部66a、66b由棒状的销构成。如果支撑部66a、66b为销，则能够以小的面积支撑成型基材。因此，能够抑制冲压成型时的成型基材的偏移。此时，如图4所示，优选支撑部66a、66b的上表面为朝向上方突出的曲面。如果支撑部66a、66b的上表面为曲面，则即使在冲压成型时支撑部66a、66b上的成型基材110被拖动，也能够防止成型基材被支撑部66a、66b划伤。
另外，在本实施方式的冲压成型装置10中，支撑机构60的被挤压部64a、64b由棒状的销构成。被挤压部64a、64b在使上模20和下模40接近时能够与上模20的挤压部28a、28b抵接即可。其中，通过利用棒状的销构成支撑部66a、66b和被挤压部64a、64b，能够实现支撑机构60的轻型化，并且能够抑制成本。
在图3所示的例子中，在模主体50a、50b分别设置7根支撑部66a、66b，总计设置14根，在两端部分别设置3根被挤压部64a、64b，总计设置6根。其中，支撑部66a、66b和被挤压部64a、64b的个数没有特别限定。另外，支撑机构60的基板62在垫座42和模主体50a、50b的下部具有未图示的开口部，对垫座42施加负载的盘簧46以通过该开口部的方式设置。应予说明，还可使用其他的压力供给源取代盘簧46。
＜3.纤维强化树脂成型体的制造方法＞
接下来，对使用上述的冲压成型装置10而进行的纤维强化树脂成型体100的制造方法进行说明。本实施方式的纤维强化树脂成型体100的制造方法涉及如下的方法，即使用模具对层叠了使基体树脂浸入强化纤维而成的纤维强化树脂片的成型基材进行冲压而将纤维强化树脂成型体100成型。
本实施方式的纤维强化树脂成型体100的制造方法至少包括以下的工序(A)～(D)。
工序(A)：相对于具有中央部的垫座42和垫座42的两侧的模主体50a、50b的下模40，将板状的成型基材110的中央部载置在垫座42上，然后利用从模主体50a、50b的成型面52a、52b朝向上方突出的支撑部66a、66b支撑板状的成型基材110的两端侧，从而安装板状的成型基材110，
工序(B)：使上模20和下模40接近，利用垫座42和上模20夹住板状的成型基材110的中央部，
工序(C)：进一步使上模20接近下模40，并且减少支撑部66a、66b的突出量，
工序(D)：利用下模40和上模20对板状的成型基材110进行冲压而形成纤维强化树脂成型体100。
以下，适当地参照图5～图12，按工序顺序对具有图1所示的立体形状的纤维强化树脂成型体100的制造方法进行说明。
(3-1.加热工序)
加热工序是加热板状的成型基材110而使其软化的工序。在加热工序中，例如，将板状的成型基材110投入到加热装置中。在本实施方式中，可使用分别将连续纤维单向取向的纤维强化树脂片任意层叠而成的板状的成型基材110。板状的成型基材110由于与展开纤维强化树脂成型体100后的形状大致一致，所以成型基材110的宽度方向的长度比纤维强化树脂成型体100的宽度方向的长度长。在本实施方式中，在下模40设置有剪切边缘56a、56b，上述成型基材110在成型区域内被模压缩。因此，对于成型的纤维强化树脂成型体100，树脂材料的填充率的降低、裂开等成型不良减少。
在加热工序中，例如，板状的成型基材110从上表面侧和下表面侧，通过电热线和/或远红外线加热器、热风等加热单元进行加热。加热单元的温度被设定为基体树脂的熔点以上。在加热工序中，为了使基体树脂不分解，成型基材110形成为熔融状态。使用的加热装置没有特别限定。
(3-2.冲压工序)
冲压工序包括上述的工序(A)～(D)，是对熔融状态的板状的成型基材110进行冲压，制造具有所希望的立体形状的纤维强化树脂成型体100的工序。在冲压工序中，冲压成型装置10的上模20和下模40的表面温度被设为小于基体树脂的熔点。在上述冲压工序中，在下模40上安装有熔融状态的成型基材110后，使对置的上模20和下模40相互接近而对成型基材110进行冲压。由此，成型基材110被冷却固化，能够得到所希望的形状的纤维强化树脂成型体100。
(3-2-1.工序(A))
工序(A)是将成型基材110安装在下模40上的工序。图5和图6是表示工序(A)的形态的说明图。首先，如图5所示，利用输送用器具80支撑加热软化后的熔融状态的板状的成型基材110，输送到下模40上。此时，下模40的垫座成型面42a和支撑部66a、66b的上表面位于比模主体50a、50b的成型面52a、52b的高度位置更靠近上方的位置。在图5所示的例子中，垫座成型面42a和支撑部66a、66b的上表面的高度位置大致一致。应予说明，垫座成型面42a的高度位置和支撑部66a、66b的上表面的高度位置可以不完全一致。
输送用器具80是在长条的垫座42的长边方向延伸，遍及整个长度地支撑板状的成型基材110的多个(图中为2根)的输送销。输送用器具80的至少上表面可以构成为曲面状。因此，在输送时，在成型基材110的下表面不易产生凹痕。熔融状态的成型基材110虽然在被输送用器具80支撑的状态下产生些许变形，但能够在不与上模20和下模40中的任一个接触的情况下被输送到下模40上。操作者可以把持输送用器具80来输送成型基材110，也可以使用具有输送用器具80的输送装置来输送成型基材110。
2根输送用器具80分别在与下模40的垫座42与模主体50a、50b之间的区域对应的位置上支撑成型基材110。因此，如图6所示，将成型基材110输送到下模40上后，通过降低输送用器具80，将成型基材110安装到垫座成型面42a和支撑部66a、66b上。输送用器具80从垫座42与模主体50a、50b之间的缝隙沿轴向抽出。
此时，通过预先使2根输送用器具80之间的距离与垫座42的宽度匹配，在安装成型基材110时，能够正确地进行成型基材110的定位。具体而言，如果预先确定成型基材110相对于输送用器具80的载置位置，则即使在下模40上的输送用器具80的位置有所偏移，在降下输送用器具80时，输送用器具80边沿着垫座42的两侧部矫正位置边下降，从而将成型基材110安装在预定位置。
(3-2-2.工序(B))
工序(B)是表示使上模20和下模40接近，利用垫座成型面42a和上模20的中央部的面22a夹住板状的成型基材110的中央部的工序。图7和图8是表示工序(B)的形态的说明图。在本实施方式的冲压成型装置10中，通过相对于上模20朝向下方施加负载，从而上模20向下方移动，上模20和下模40接近。
若上模20以预定程度下降，则如图7所示，上模20的挤压部28a、28b与下模40的被挤压部64a、64b抵接。因此，通过使上模20继续下降，下模40的支撑机构60被挤压向下方。此时，由于上模20的挤压部28a、28b与下模40的被挤压部64a、64b之间的距离比垫座42与上模20之间的距离短，所以在板状的成型基材110被夹住之前，支撑机构60被挤压向下方。由此，支撑部66a、66b开始下降，板状的成型基材110的端部侧开始垂向下方。此时，载置在垫座42上的板状的成型基材110的中央部不与上模20接触。
若进一步使上模20向下方移动，则如图8所示，下模40的支撑部66a、66b进一步下降，板状的成型基材110的两端部进一步向下方下降。此时，由于相对于上模20的挤压部28a、28b朝向下方施加负载的盘簧26a、26b被压缩，所以支撑部66a、66b的下降量比上模20的下降量(行程量)小。
另外，载置在垫座42上的板状的成型基材110的中央部被挤压到上模20的中央部的面22a，利用垫座42的负载开始加压。由此，板状的成型基材110的中央部开始边被模压缩边冷却固化。以下，成型基材110的中央部在被垫座42和上模20夹住的状态下，上模20和下模40逐渐接近。
此外，在冲压成型时，上模20的成型面22、下模40的垫座42的成型面42a以及模主体50a、50b的成型面52a、52b被加热或保温至小于成型基材110的基体树脂的熔点的温度。因此，预热到基体树脂的熔点以上的熔融状态的成型基材110通过与上模20或者下模40的成型面接触而被冷却。如上所述，在成型基材110的体积大的情况下，可以使冷却剂在冷却剂通路30、32、34中流通，从而将成型基材110冷却。
(3-2-3.工序(C))
工序(C)是使上模20和下模40进一步接近，进一步减少支撑部66a、66b从模主体50a、50b的成型面52a、52b突出的突出量的工序。图9和图10是表示工序(C)的形态的说明图。在前工序(B)中，板状的成型基材110的中央部被垫座42和上模20夹住后，在本工序(C)中，通过进一步使上模20和下模40接近，从而支撑机构60进一步被压入下方。
由此，进一步减少支撑部66a、66b从模主体50a、50b的成型面52a、52b突出的突出量。随之，相对于上模20的挤压部28a、28b施加向下的负载的盘簧26a、26b也进一步压缩。此时，在板状的成型基材110中被垫座42和上模20夹住的中央部与垂向下方的两端部之间产生了阶梯差，板状的成型基材110的两端部落入到模主体50a、50b的剪切边缘56a、56b的位置。
在该过程中，上模20的成型面22和模主体50a、50b的成型面52a、52b之间的距离逐渐变小，板状的成型基材110的两端侧开始与上模20的成型面22或者下模40的模主体50a、50b的成型面52a、52b接触。然后，如图10所示，板状的成型基材110的两端部落入到剪切边缘56a、56b的位置后，成型基材110随着被上模20和下模40夹住而被压入中央部侧。其中，在本工序(C)中，板状的成型基材110的两端侧与上模20和下模40接触的面积小，成型基材110的冷却固化变成难以进行的状态。
(3-2-4.工序(D))
工序(D)是利用上模20和下模40对成型基材110进行冲压，形成纤维强化树脂成型体100的工序。图11是表示工序(D)的形态的说明图。在本工序(D)中，通过使上模20和下模40进一步接近，从而在由上模20和下模40围起的密闭空间内成型基材110被模压缩。由此，整体上冷却固化成型基材110，形成纤维强化树脂成型体100。
此时，利用相对于上模20的挤压部28a、28b而施加向下的负载的盘簧26a、26b的压缩，支撑部66a、66b的上表面的高度位置与模主体50a、50b的成型面52a、52b的高度位置大致一致。因此，在成型基材110被模压缩的状态下，支撑部66a、66b的上表面可成为成型面的一部分。因此，在纤维强化树脂成型体100的表面，不易残留支撑部保持孔54a、54b的痕迹。
在对成型基材110进行了模压缩的状态下保持预定时间后，使上模20上升，取出成型的纤维强化树脂成型体100。此时，如图12所示，纤维强化树脂成型体100是载置在支撑部66a、66b上的状态。因此，在纤维强化树脂成型体100的下方的空间易于插入输送用器具，能够容易地输送纤维强化树脂成型体100。
如上所述，根据本实施方式的纤维强化树脂成型体100的制造方法和冲压成型装置10，加热软化后的板状的成型基材110的中央部载置在垫座42上，两端部载置在支撑部66a、66b上。因此，能够延迟板状的成型基材110的两端侧开始冷却固化的时期。由此，能够保持成型基材110软化的状态直到成型基材110被模压缩，能够防止成型性降低。
另外，根据本实施方式的纤维强化树脂成型体100的制造方法和冲压成型装置10，利用支撑部66a、66b支撑的板状的成型基材110的两端部逐渐下降，落入下模40的模主体50a、50b的剪切边缘56a、56b。因此，能够使比成型区域的宽度宽(长)的宽度的板状的成型基材110的两端部与剪切边缘56a、56b的位置对齐，能够载置在下模40的模主体50a、50b的成型面52a、52b上。
另外，通过将比成型区域的宽度宽的宽度的板状的成型基材110的端部落入剪切边缘56a、56b而进行模压缩，能够将材料压入中央部侧，并且进行模压缩。因此，能够防止纤维强化树脂成型体100的一部分的材料的填充率变低，或成型基材110裂开。由此，能够提高制造纤维强化树脂成型体100时的成型性。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了详细说明，本发明并不限于上述例子。具有本发明所属的技术领域的普通知识的本领域技术人员在权利要求中记载的技术思想的范围内能够想到各种变形例或者修正例是显而易见的，这些当然也认为属于本发明的技术范围。
例如，在上述实施方式中，随着上模20的下降，挤压部28a、28b通过挤压支撑机构60的被挤压部64a、64b，减少了支撑部66a、66b从模主体50a、50b的成型面52a、52b的突出量，但本发明并不限于上述例子。例如，还可以构成为除了上模20的下降还组合使用控制机构使支撑部66a、66b下降的装置。上述构成也能够得到本发明的效果。

Claims (9)

1.一种纤维强化树脂成型体的制造方法，其特征在于，是通过使用模具对加热软化后的板状的成型基材进行冲压成型来制造具有立体形状的纤维强化树脂成型体的方法，所述制造方法依次包括以下的工序(A)～(D)：
工序(A)，相对于具有中央部的垫座和所述垫座的两侧的模主体的下模，将所述板状的成型基材的中央部载置在所述垫座上，然后利用从所述模主体的成型面向上方突出的支撑部支撑所述板状的成型基材的两端侧而安装所述板状的成型基材；
工序(B)，使上模和所述下模接近，利用所述垫座和所述上模夹住所述板状的成型基材的中央部；
工序(C)，进一步使所述上模和所述下模接近，并且通过利用设置于所述上模的挤压部对连结到所述下模的所述支撑部的被挤压部进行挤压，从而减少所述支撑部的突出量；以及
工序(D)，利用所述下模和所述上模对所述板状的成型基材进行冲压，形成所述纤维强化树脂成型体。
2.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型体的制造方法，其中，在所述工序(A)中，被所述支撑部支撑的区域的所述板状的成型基材的端部位于设置于所述模主体的剪切边缘的外侧，
在所述工序(C)中，减少所述支撑部的突出量而将所述板状的成型基材的端部落入到所述剪切边缘的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的纤维强化树脂成型体的制造方法，其中，所述板状的成型基材由使基体树脂浸入单向取向的强化纤维而成的纤维强化树脂构成，
在所述工序(A)中，将与所述强化纤维的取向方向交叉的方向的中央部载置在所述垫座上，然后利用所述支撑部支撑与所述强化纤维的取向方向交叉的方向的两端侧。
4.根据权利要求1或2所述的纤维强化树脂成型体的制造方法，其中，在所述工序(D)中，在所述支撑部后退至所述模主体的成型面后进行所述冲压。
5.根据权利要求1或2所述的纤维强化树脂成型体的制造方法，其中，在所述工序(A)中，所述垫座的上表面和所述支撑部的上表面位于比所述模主体的成型面更靠近上方的位置，
利用输送用器具支撑所述板状的成型基材中的载置在所述垫座上的部分与被所述支撑部支撑的部分之间的区域，将所述板状的成型基材安装在所述垫座和所述支撑部上，之后
将所述输送用器具从所述垫座与所述支撑部之间的空间抽出。
6.一种冲压成型装置，其特征在于，所述冲压成型装置用于通过使用模具对加热软化的板状的成型基材进行冲压成型来制造具有立体形状的纤维强化树脂成型体，所述板状的成型基材由使基体树脂浸入单向取向的强化纤维而成的纤维强化树脂构成，所述冲压成型装置具备：
垫座，配置在下模的与所述强化纤维的取向方向交叉的方向的中央部，朝向上方施加负载；
模主体，隔着所述垫座配置在所述下模的与所述强化纤维的取向方向交叉的方向的两侧，在比所述垫座的上表面更靠近下方的位置具有成型面；
支撑部，从所述模主体的成型面朝向上方突出，
在所述上模接近所述下模时，在所述板状的成型基材被所述垫座与所述上模夹住之前，通过利用设置于所述上模的挤压部对连结到所述下模的所述支撑部的被挤压部进行挤压，从而使所述支撑部的突出量减少。
7.根据权利要求6所述的冲压成型装置，其中，所述上模的挤压部与所述下模的被挤压部之间的距离比所述垫座与所述上模之间的距离短。
8.根据权利要求6或7所述的冲压成型装置，其中，具备相对于所述上模的所述挤压部朝向下方施加负载的弹性部。
9.根据权利要求6或7所述的冲压成型装置，其中，所述支撑部的上表面是向上方突出的曲面。
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