CN108290328A - 复合成型体的制造方法 - Google Patents

复合成型体的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108290328A
CN108290328A CN201680070995.6A CN201680070995A CN108290328A CN 108290328 A CN108290328 A CN 108290328A CN 201680070995 A CN201680070995 A CN 201680070995A CN 108290328 A CN108290328 A CN 108290328A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shaped body
composite shaped
base materials
frp base
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680070995.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108290328B (zh
Inventor
服部公彦
菅森政人
中野和良
黑田义人
松冈英夫
小野寺智幸
本田佳之
清水信彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN108290328A publication Critical patent/CN108290328A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108290328B publication Critical patent/CN108290328B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/12Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated means for positioning inserts, e.g. labels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/34Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor movable, e.g. to or from the moulding station
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14008Inserting articles into the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B29C45/14262Clamping or tensioning means for the insert
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14778Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
    • B29C45/14786Fibrous material or fibre containing material, e.g. fibre mats or fibre reinforced material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/541Positioning reinforcements in a mould, e.g. using clamping means for the reinforcement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14065Positioning or centering articles in the mould
    • B29C2045/14147Positioning or centering articles in the mould using pins or needles penetrating through the insert
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14065Positioning or centering articles in the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872Prepregs

Abstract

复合成型体的制造方法,其特征在于,包括下述工序:第1工序,其中,从设置于模具的狭缝部向模具内插入FRP基材,沿着模具模腔嵌入该FRP基材;第2工序,其中,将熔融热塑性树脂组合物A注射至模具模腔内,在将FRP基材赋形为三维形状的同时,将所注射的热塑性树脂组合物A与FRP基材进行一体化。本发明能够在同一模具内容易且高精度地成型为期望部位被高效且精度良好地增强的复合成型体。

Description

复合成型体的制造方法
技术领域
本发明涉及复合成型体的制造方法,尤其是涉及在模具内将带状的纤维增强树脂(FRP)基材赋形为三维形状、同时与热塑性树脂进行一体化而制造复合成型体的方法。
背景技术
已知有各种将FRP基材与其他树脂成型体、尤其是其他热塑性树脂成型体进行一体化而成的复合成型体的制造方法。例如,专利文献1中公开了下述方法:在模具外对碳纤维增强树脂(CFRP)片材状基材进行临时赋形,然后将其嵌入模具内并通过进行快速升降温从而进行赋形,将赋形体嵌入模具内,注射树脂而得到复合成型体。然而,就该方法而言,由于至少临时赋形是在成型模具外进行的,因此并不是能够在同一模具内进行复合化的工艺,从而导致成型工艺变得复杂。
另外,专利文献2中公开了将CFRP基材固定于注射成型模具内、注射树脂而进行复合化的方法,但其中仅仅记载了单纯的层状复合成型体,尤其是并未涉及赋形为三维形状的CFRP基材的方法。
另外,专利文献3中公开了下述复合成型体的制造方法,即,在模具内将CFRP进行冲压(stamping)成型,使模具分开而形成空间,并向同一模具内注射树脂。但是,该方法虽然适合于增强纤维被无规地排列而得到的无规纤维基材的成型,但需要进行用于冲压成型的预热,在将例如连续纤维基材进行成型的情况下,会发生纤维折断、取向混乱这样的问题,并且,在想要将基材贴合于多个、或规定位置的情况下,存在注射时CFRP随着树脂一起流动、难以将CFRP精度良好地贴合于成型品的期望位置这样的问题。
此外,专利文献4中公开了在成型机内将注射成型品与CFRP基材进行热熔接的复合成型体的制造方法。然而,就该方法而言,其是在制作注射成型品之后通过激光熔接、加压成型等来贴合CFRP基材的,因此,尤其是在注射成型品的三维形状部分难以贴合CFRP基材。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-153069号公报
专利文献2:日本特开2013-252644号公报
专利文献3:日本特开平5-185466号公报
专利文献4:日本特开2011-143559号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此,着眼于如上所述的现有技术中的问题点,本发明的课题在于提供尤其是能够在同一模具内将带状的FRP基材赋形为三维形状、同时以高接合强度和高精度与热塑性树脂进行一体化,从而高效地制造目标的具有三维形状部的复合成型体的方法。
另外,本发明的另一课题在于提供为了能够在成型中、成型后保持期望的一体化形状或一体化形态而在如上所述地经接合一体化的热塑性树脂中局部地施加了特别的设计的复合成型体的制造方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明涉及的复合成型体的制造方法包括下述方法(第1方法),其特征在于,其是在注射成型模具内将带状的FRP基材赋形为三维形状、同时与热塑性树脂组合物A进行一体化而制造复合成型体的方法,所述方法包括下述工序:
(1)第1工序,其中,从设置于模具的狭缝部向模具内插入FRP基材,沿着模具模腔嵌入所插入的FRP基材;
(2)第2工序,其中,将熔融热塑性树脂组合物A注射至模具模腔内,在将FRP基材赋形为三维形状的同时,将所注射的热塑性树脂组合物A与FRP基材进行一体化。
另外,更优选的本发明涉及的复合成型体的制造方法包括下述方法(第2方法),其特征在于,其是在注射成型模具内将带状的FRP基材赋形为三维形状、同时与热塑性树脂组合物A进行一体化而制造复合成型体的方法,所述方法包括下述工序:
(1)第1工序,其中,从设置于模具的狭缝部向模具内插入FRP基材,沿着模具模腔嵌入所插入的FRP基材;
(2)第1a工序,其中,使滑动芯移动而将FRP基材收入模腔内;
(3)第2工序,其中,将熔融热塑性树脂组合物A注射至模具模腔内,在将FRP基材赋形为三维形状的同时,将所注射的热塑性树脂组合物A与FRP基材进行一体化。
即,该第2方法是在上述第1方法的第1工序与第2工序之间加入了第1a工序的方法。
在这样的本发明涉及的复合成型体的制造方法中,在第1工序中,带状的FRP基材被从狭缝部向模具内插入,并沿着模具模腔、即沿着模具模腔的延伸形状而被嵌入至模具模腔内。在该状态下,FRP基材在模具内处于其大部分被嵌入至模具模腔内的状态,但FRP基材的端部部分处于接近自由的状态。接着,在上述第2方法中,在第1a工序中通过使滑动芯移动从而使被插入至模具内的FRP基材被完全设置、保持在模腔内。而且,在上述第1、第2方法中,在第2工序中熔融热塑性树脂组合物A被注射至模具模腔内,与被插入至模腔内的FRP基材进行一体化,从而成型为目标的复合成型体。尤其是在第2工序中,通过树脂组合物A的注射压力而使得被保持于模腔内的FRP基材被推压至模腔的内表面,因此,只要将模腔形成为规定的三维形状,则可以使FRP基材、进而使通过与该FRP基材进行一体化而成型得到的复合成型体的三维形状部以极高的精度赋形、成型为期望的形状。尤其是,利用熔融热塑性树脂组合物A的注射树脂压力在模具内将FRP基材赋形为三维形状时,与使用了加压机等的常规的三维赋形方法相比,能够实现短时间内的赋形。并且,由于上述一系列的工序均是在同一模具内施行的,因此从这方面考虑也能够实现进一步的成型精度的提高、成型的简化、容易化。此外,还能够实现一系列工序的自动化。
在上述本发明的第2方法涉及的复合成型体的制造方法中,作为优选的实施方式,可列举下述实施方式:在上述第1a工序中,在将FRP基材收入模腔内之前,使附设于模具的具有切断FRP基材的功能的滑动芯移动,将FRP基材切断。该情况下,即使是使用了将带卷绕而成的卷状FRP基材的情况下,也无需预先切割成规定长度即可得到复合成型体,因此,能够在实现成型工序整体的进一步简化的同时,实现自动化。
另外,在上述本发明涉及的复合成型体的制造方法中,作为优选的实施方式,可列举在由上述热塑性树脂组合物A形成的成型部中形成成型形状局部地与周围部不同的附加成型部的实施方式。在这样地以形成成型形状局部地与周围部不同的附加成型部的方式进行成型时,通过该附加成型部,能够避免在成型中或成型后发生不良情况,例如,能够避免由FRP基材与热塑性树脂组合物A的线性膨胀系数之差引起的成型体的翘曲、FRP基材或由热塑性树脂组合物A形成的成型部的剥离等不良情况的发生,从而能够保持目标的一体化形状或一体化形态,更为切实且容易地得到期望的、即目标的形状或形态的复合成型体。此外,在将复合成型体作为一次成型品、并通过将该一次成型品嵌入至另外的模腔内并向该模腔内注射熔融热塑性树脂组合物B等的方法来制造二次成型品的情况下,能够消除模腔与一次成型品之间的空隙,抑制熔融热塑性树脂组合物B流入至空隙中。
作为在由上述热塑性树脂组合物A形成的成型部中形成的附加成型部,可列举例如形成凸状部、凸台、肋条、铰链、凸缘、卡爪、成型体侧壁等的成型部,这些可以单独形成,也可以组合多种而形成。例如,如果形成凸状部、凸台、肋条等附加成型部,则能够部分地增强由热塑性树脂组合物A形成的成型部,从而可有助于避免复合成型体的翘曲、剥离;如果形成铰链、凸缘、卡爪、成型体侧壁等附加成型部,则能够向由热塑性树脂组合物A形成的成型部赋予特殊部位,以使得部分地满足所要求的功能。从在制造二次成型品时抑制树脂流入至空隙中的效果显著的观点出发,优选为肋条、成型体侧壁。
另外,在上述本发明涉及的复合成型体的制造方法中,作为优选的实施方式,可列举上述带状的FRP基材包含连续增强纤维的实施方式,通过包含连续增强纤维,能够使FRP基材自身具有优异的机械特性,能够利用该FRP基材提高复合成型体的增强效果。
其中,带状的FRP基材由使连续增强纤维沿一个方向排列而得到的单向基材形成的实施方式是优选的。这样的单向基材在连续增强纤维排列的特定方向上可特别地显示出高机械特性,因此,通过使带状的FRP基材在目标的规定位置以高精度进行一体化,能够使复合成型体整体在期望的特定方向上高效地显示出高机械特性。而且,由于增强用的FRP基材是带状的形状,因此,对于要成型的复合成型体,可以集中于要求增强的部位而高效地进行规定的增强。需要说明的是,在本发明中,在第2工序中注射的热塑性树脂组合物A也可以是根据需要而包含有不连续增强纤维的树脂组合物。如果为包含有不连续增强纤维的热塑性树脂组合物,则由所注射填充的熔融热塑性树脂组合物A形成的部分也作为纤维增强树脂部分而构成,因此,可使得复合成型体整体均由纤维增强树脂构成,能够提高复合成型体整体的机械特性。
另外,在本发明涉及的复合成型体的制造方法中,作为可用于带状的FRP基材的增强纤维的种类,碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、或其他增强纤维、以及这些增强纤维的组合均可采用,但为了通过FRP基材而使得最终成型的复合成型体的特定部位的机械特性得到最高效的提升,优选包含碳纤维作为增强纤维。
本发明中,作为上述热塑性树脂组合物A,优选由选自聚酰胺类树脂、聚芳硫醚类树脂、聚烯烃类树脂中的至少1种树脂形成。
此外,在本发明涉及的复合成型体的制造方法中,在如上所述地制造被赋形为三维形状的复合成型体时,可以使用具备滑动机构的模具模腔。该情况下,在同一模具内使上述模腔与上述复合成型体一同滑动至新设定的第2模腔,将上述复合成型体配置在上述第2模腔内,向该第2模腔内注射填充经熔融的热塑性树脂组合物A而进行一体化,由此可以制造作为二次成型品的复合成型体。如前文所述,作为一次成型品的复合成型体可成型为通过带状的FRP基材而使得期望部位被高效且精度良好地增强的复合成型体,而且,能够在具备滑动机构的同一模具内进行使用了该复合成型体的二次复合成型品的制造,因此,能够实现成型工序整体的简化,还能够实现自动化。
此外,在本发明涉及的复合成型体的制造方法中,如前文所述,还可以将被赋形为三维形状的复合成型体作为一次成型品,将该作为一次成型品的复合成型体嵌入另一模具的模腔中,向该模腔内注射熔融热塑性树脂组合物B,由此制造作为二次成型品的复合成型体。如前文所述,作为一次成型品的复合成型体可成型为通过带状的FRP基材而使得期望部位被高效且精度良好地增强的复合成型体,因此,使用该复合成型体经嵌件成型而得到的作为二次成型品的复合成型体也可成型为期望部位被高效且精度良好地增强的复合成型体。
在本发明涉及的复合成型体的制造方法中,优选热塑性树脂组合物A的成型时的模具温度在100~200℃的范围内,即,虽然也因热塑性树脂组合物A的种类而异,但优选为较高的温度范围。通过使模具温度在该范围内,容易将带状的FRP基材赋形为三维形状,并且可抑制赋形时的纤维的折损。更优选为120℃以上,进一步优选为140℃以上。
需要说明的是,在本发明中,所注射的上述热塑性树脂组合物A、热塑性树脂组合物B均可以是根据需要而包含有不连续增强纤维的树脂组合物。如果为包含有不连续增强纤维的热塑性树脂组合物,则由所注射填充的熔融热塑性树脂组合物形成的部分也作为纤维增强树脂部分而构成,因此,除了由其带来的增强程度以外,还可使得复合成型体整体均由纤维增强树脂构成,能够提高复合成型体整体的机械特性。
发明的效果
如上所述,根据本发明涉及的复合成型体的制造方法,能够在同一模具内容易且高精度地成型为期望部位被高效且精度良好地增强的复合成型体。另外,使用了如上所述地成型得到的复合成型体的作为二次成型品的复合成型体的成型也能够容易且高精度地进行。此外,根据需要而在由热塑性树脂组合物A形成的成型部中形成附加成型部时,能够有效地防止成型中、成型后的翘曲、剥离等不良情况的发生,能够更为切实且容易地制造期望的复合成型体。
附图说明
[图1]为示出了本发明的第1实施方式涉及的复合成型体的制造方法的剖面示意图。
[图2]为示出了作为一次成型品的复合成型体的一例的立体图。
[图3]为示出了作为二次成型品的复合成型体的一例的立体图。
[图4]示出了本发明的第2实施方式涉及的复合成型体的制造方法,(A)为带状的FRP基材的俯视示意图、(B)为将要成型的复合成型体以平面展开时的俯视示意图、(C)为(B)的侧面示意图、(D)为实际成型的具有三维形状部的复合成型体的立体示意图。
[图5]为利用本发明的第3实施方式涉及的复合成型体的制造方法而制造的具有三维形状部的复合成型体的立体示意图。
[图6]为利用本发明的第4实施方式涉及的复合成型体的制造方法而制造的具有三维形状部的复合成型体的立体示意图。
[图7]示出了利用本发明涉及的复合成型体的制造方法而制造的复合成型体中的附加成型部的各种例子,(A)及(B)为复合成型体的侧面示意图、(C)为侧面示意图和局部俯视示意图。
具体实施方式
以下,结合附图对本发明的实施方式进行说明。
就本发明涉及的复合成型体的制造方法而言,在第1方法中,包括(1)从设置于模具的狭缝部向模具内插入带状的FRP基材,沿着模具模腔嵌入所插入的FRP基材的第1工序,(2)将熔融热塑性树脂组合物A注射至模具模腔内,在将FRP基材赋形为三维形状的同时,将所注射的热塑性树脂组合物A与FRP基材进行一体化的第2工序;在第2方法中,包括(1)从设置于模具的狭缝部向模具内插入带状的FRP基材,沿着模具模腔嵌入所插入的FRP基材的第1工序,(2)使滑动芯移动而将FRP基材收入模腔内的第1a工序,(3)将熔融热塑性树脂组合物A注射至模具模腔内,在将FRP基材赋形为三维形状的同时,将所注射的热塑性树脂组合物A与FRP基材进行一体化的第2工序,上述的一系列工序在同一模具内施行。
在上述第1工序中,例如如图1(A)所示地,带状的FRP基材1、例如由增强纤维沿长度方向在一个方向上排列而成的单向基材形成的带状的FRP基材1(在图例中,为2根带状FRP基材1)被从设置于模具2的狭缝部3(在图例中,为2个狭缝部3)沿箭头方向向模具2内插入,如图1(B)所示地,使从狭缝部3插入的FRP基材1以其前端侧部分沿着模具模腔4被嵌入至模具模腔4内的方式前进,并被嵌入规定长度(在图例中被嵌入至模具模腔4的深处)。狭缝部3例如在闭合了模具2的状态下作为例如在模具2上雕刻的缝隙而形成。
在规定长度的FRP基材1被嵌入模具模腔4内的状态下,被送入的FRP基材1有时尚处于模具2内部分和模具2外部分相连的状态。该情况下,在上述第2方法的第1a工序中,将FRP基材1的输送动作停止后,例如如图1(C)所示地,使附设于模具2的具有切断FRP基材1的功能的滑动芯5(在图例中是分别被设置于图中的上下侧的位置的滑动芯5)沿着图中的箭头方向移动,从而将FRP基材1切断。
上述被切断的FRP基材1的模具2侧端部6在被切断后的状态下实质上处于自由状态,继续例如如图1(D)所示地使滑动芯5进一步沿相同方向移动,从而将被切断的FRP基材1、尤其是其切断端部6收入模腔4内。在滑动芯5的内面侧形成有例如适当的曲面,经由该曲面,FRP基材1的切断端部6被顺利地收入模腔4内的规定位置。
FRP基材1被收入模腔4内之后,在第2工序中,例如如图1(D)所示地,向闭合的模具2的模腔4内注射经熔融的热塑性树脂组合物A(7),利用该熔融树脂注射压力而将被收入模腔4内的FRP基材1推压至模腔4的内表面,并将其赋形为遵循了模腔4的内表面形状的三维形状,同时使所注射的热塑性树脂组合物A(7)与经赋形的FRP基材1牢固地进行一体化,从而得到目标的复合成型体。
如上所述地成型得到的复合成型体是具有例如如图2所示的三维形状的复合成型体11。在这样的复合成型体11中,FRP基材1以规定的三维形状被内包、一体化,因此,可得到通过该FRP基材1而使得目标部位被高效且精度良好地增强的复合成型体11。
另外,通过将如上所述的被赋形为三维形状的复合成型体11嵌入另一模具的模腔中,并向该模腔内注射熔融热塑性树脂(可以是与上述热塑性树脂7相同的树脂,也可以是与其不同的树脂),还可以制作作为二次成型品的复合成型体。例如,如图3所示地,通过将如上所述的复合成型体11左右对称地配置在另一模具的模腔内,并相对于所配置的复合成型体11a、11b而向该模腔内注射熔融热塑性树脂(热塑性树脂组合物B),使该热塑性树脂成型部12与复合成型体11a、11b进行一体化,从而可制作二次成型品13。在该二次成型品13中,FRP基材1与作为一次成型品的复合成型体11以高精度进行了一体化,因此,在二次成型品13的成型后,增强用的FRP基材1也以高精度与目标部位进行了一体化,可得到目标部位被精度良好地增强的二次成型品13。
另外,还可以利用与作为一次成型品的复合成型体11的成型中使用的模具相同的模具、尤其是具备滑动机构的模具来进行二次成型品的成型。例如,在赋形为如上所述的三维形状的复合成型体11之后,使用滑动机构来新设定第2模腔,并使原来的模具模腔与复合成型体11一同滑动至第2模腔,同时将复合成型体11配置在第2模腔内,向该第2模腔内注射填充经熔融的热塑性树脂组合物A(7)而进行一体化,从而可制作作为二次成型品的复合成型体。该情况下,由于使用了同一个注射用模具,因此在二次成型中所注射的热塑性树脂组合物为与一次成型相同的热塑性树脂组合物A(7)。
在本发明中,在通过将带状的FRP基材嵌入注射成型模具的模腔内并注射经熔融的热塑性树脂组合物A从而将FRP基材赋形为三维形状、同时与热塑性树脂组合物A进行一体化的复合成型体的制造方法中,可采用在由热塑性树脂组合物A形成的成型部中形成成型形状局部地与周围部不同的附加成型部的实施方式。作为附加成型部,如前文所述,可示例出凸状部、凸台、肋条、铰链、凸缘、卡爪、成型体侧壁等,以下结合图4对形成肋条的情况进行说明。
对于例如如图4(A)所示的带状的FRP基材21(例如,宽度为20mm、厚度为0.3mm、连续纤维含量为50重量%的尼龙6碳纤维连续纤维)而言,在料筒温度被设定为270℃、模具温度被设定为150℃的注射成型机中,通过被注射至注射成型模具内的熔融热塑性树脂组合物A(例如玻璃纤维为40%的增强聚酰胺6)的树脂压力而将FRP基材21推压至模具模腔的内表面并将其赋形为三维形状,同时与热塑性树脂A进行一体化,但在由热塑性树脂A形成的成型部中形成作为附加成型部的肋条。为了容易理解,图4(B)和图4(C)以带状的FRP基材21如图4(A)那样地处于平板状的状态的方式示出。如图4(B)、(C)所示地,在与FRP基材21进行一体化的由热塑性树脂组合物A形成的成型部22中,不仅形成了被成型为沿着FRP基材21的形状的部分23,还形成了作为附加成型部的肋条24。
实际上,如图4(D)所示地,成型为具有三维形状部的复合成型体25,其中,被赋形为三维形状的FRP基材21a与沿着该FRP基材21a的形状的由热塑性树脂A形成的成型部分23进行了一体化,并在所述成型部分23上一体地成型有肋条24。
在如上所述的成型中,可以在同一模具内将带状的FRP基材21赋形为三维形状并进行热塑性树脂组合物A的注射成型,与使用加压机等的常规的三维赋形方法相比,能够在短时间内容易且高效地进行赋形、一体化。另外,在未设置图4所示那样的作为附加成型部的肋条24的情况下,有可能因热塑性树脂组合物A与FRP基材21的线性膨胀系数之差而导致发生翘曲或剥离(情况根据形状的不同而不同),而与此相对,通过设置肋条24,能够切实且高精度地得到目标形状的复合成型体25。此外,在将复合成型体25作为一次成型体并进一步注射热塑性树脂组合物B而制作二次注射成型品的情况下,容易将如上所述地成型的作为一次成型体的复合成型体25嵌入二次成型模具的规定位置,并且可提高精度。即使在按照在具备滑动机构的同一模具内使模腔滑动至新设定的第2模腔、向第2模腔内注射热塑性树脂组合物A的方式进行二次成型的情况下,也同样能够实现高效且高精度的成型。
图4所示的作为附加成型部的肋条24也可以采取图5所示那样的形态。在图5所示的复合成型体31中,在被赋形为三维形状的带状的FRP基材32上一体化有由热塑性树脂A形成的成型部分33,在所述成型部分33上以直立设置的形态一体地成型有一根带状的作为附加成型部的肋条34。
另外,作为附加成型部,并不限定于如上所述的肋条,也可以采取凸台部的形态。例如,在图6所示的复合成型体41中,在被赋形为三维形状的带状的FRP基材42上一体化有由热塑性树脂A形成的成型部分43,在所述成型部分43上一体地成型有仅相对于要求部位而言为必要个数的作为附加成型部的凸台44。
此外,作为附加成型部,可采取如图7所示那样的各种形态。在图7(A)所示的复合成型体51中,在带状的FRP基材与由热塑性树脂A形成的成型部分进行了一体化的部分、尤其是在由所述热塑性树脂A形成的成型部分52,一体地形成有作为附加成型部的凸状部53。在图7(B)所示的复合成型体61中,一体地形成有作为附加成型部的凸缘62、卡爪63。在图7(C)所示的复合成型体71中,一体地形成有作为附加成型部的凸台72、肋条73、铰链74、侧壁75。如上所述,可以以单独或根据需要而进行组合的形态适当地设置各种形态的附加成型部。
另外,虽省略了图示,但也可以如前所述地,通过将如上所述地被赋形为三维形状的复合成型体作为一次成型品而嵌入另一模腔(另一模具的模腔或同一模具的被设定为其他形状、尺寸的模腔)中,并向该模腔内注射经熔融的热塑性树脂组合物B(可以是与热塑性树脂组合物A相同的热塑性树脂组合物,也可以是与热塑性树脂组合物A不同的热塑性树脂组合物),从而制作作为二次成型品的复合成型体。该情况下,通过将如上所示的附加成型部预先设置于另一模腔,可以在期望的位置以高精度设置于一次成型体。另外,在为了进行二次成型而注射热塑性树脂组合物A、热塑性树脂组合物B时,一次成型体不会发生流动,因此能够得到以高精度一体化有FRP基材的二次成型品。
产业上的可利用性
本发明涉及的复合成型体的制造方法可适用于在将带状的FRP基材赋形为三维形状的同时与热塑性树脂进行一体化的所有复合成型体的制造。
附图标记说明
1 带状的FRP基材
2 模具
23 狭缝部
4 模具模腔
5 滑动芯
6 FRP基材的切断端部
7 热塑性树脂(组合物)
11、11a、11b 复合成型体
12 热塑性树脂成型部
13 二次成型品
21 带状的FRP基材
21a 被赋形为三维形状的FRP基材
22 由热塑性树脂组合物A形成的成型部
23 被成型为沿着FRP基材的形状的部分
24 作为附加成型部的肋条
25 复合成型体
31、41、51、61、71 复合成型体
32、42 被赋形为三维形状的带状的FRP基材
33、43、52 由热塑性树脂组合物A形成的成型部分
34 作为附加成型部的肋条
44 作为附加成型部的凸台
53 作为附加成型部的凸状部
62 作为附加成型部的凸缘
63 作为附加成型部的卡爪
72 作为附加成型部的凸台
73 作为附加成型部的肋条
74 作为附加成型部的铰链
75 作为附加成型部的侧壁

Claims (12)

1.复合成型体的制造方法,其特征在于,其是在注射成型模具内将带状的FRP基材赋形为三维形状、同时与热塑性树脂组合物A进行一体化而制造复合成型体的方法,所述方法包括下述工序:
(1)第1工序,其中,从设置于模具的狭缝部向模具内插入FRP基材,沿着模具模腔嵌入所插入的FRP基材;
(2)第2工序,其中,将熔融热塑性树脂组合物A注射至模具模腔内,在将FRP基材赋形为三维形状的同时,将所注射的热塑性树脂组合物A与FRP基材进行一体化。
2.复合成型体的制造方法,其特征在于,其是在注射成型模具内将带状的FRP基材赋形为三维形状、同时与热塑性树脂组合物A进行一体化而制造复合成型体的方法,所述方法包括下述工序:
(1)第1工序,其中,从设置于模具的狭缝部向模具内插入FRP基材,沿着模具模腔嵌入所插入的FRP基材;
(2)第1a工序,其中,使滑动芯移动而将FRP基材收入模腔内;
(3)第2工序,其中,将熔融热塑性树脂组合物A注射至模具模腔内,在将FRP基材赋形为三维形状的同时,将所注射的热塑性树脂组合物A与FRP基材进行一体化。
3.根据权利要求2所述的复合成型体的制造方法,其中,在所述第1a工序中,在将FRP基材收入模腔内之前,使附设于模具的具有切断FRP基材的功能的滑动芯移动,将FRP基材切断。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的复合成型体的制造方法,其中,在由所述热塑性树脂组合物A形成的成型部中,形成成型形状局部地与周围部不同的附加成型部。
5.根据权利要求4所述的复合成型体的制造方法,其中,所述附加成型部为凸状部、凸台、肋条、铰链、凸缘、卡爪及成型体侧壁中的至少任一者。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的复合成型体的制造方法,其中,所述FRP基材包含连续增强纤维。
7.根据权利要求6所述的复合成型体的制造方法,其中,所述FRP基材是由使连续增强纤维沿一个方向排列而得到的单向基材形成的。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的复合成型体的制造方法,其中,所述FRP基材的增强纤维包含碳纤维。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的复合成型体的制造方法,其中,所述热塑性树脂组合物A是由选自聚酰胺类树脂、聚芳硫醚类树脂、聚烯烃类树脂中的至少1种树脂形成的。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的复合成型体的制造方法,其中,作为所述模具模腔,使用具备滑动机构的模具模腔。
11.根据权利要求10所述的复合成型体的制造方法,其特征在于,将具备所述滑动机构的模腔作为第1模腔时,使该第1模腔与所述复合成型体一同滑动至新设定的第2模腔,将所述复合成型体配置在所述第2模腔内,向该第2模腔内注射填充经熔融的热塑性树脂组合物A而进行一体化,由此制造作为二次成型品的复合成型体。
12.根据权利要求1~9中任一项所述的复合成型体的制造方法,其中,将被赋形为三维形状的复合成型体嵌入另一模具的模腔中,向该模腔内注射经熔融的热塑性树脂组合物B,由此制作作为二次成型品的复合成型体。
CN201680070995.6A 2015-12-28 2016-12-14 复合成型体的制造方法 Active CN108290328B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015256765 2015-12-28
JP2015-256181 2015-12-28
JP2015256181 2015-12-28
JP2015-256765 2015-12-28
PCT/JP2016/087147 WO2017115650A1 (ja) 2015-12-28 2016-12-14 複合成形体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108290328A true CN108290328A (zh) 2018-07-17
CN108290328B CN108290328B (zh) 2020-09-18

Family

ID=59225020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680070995.6A Active CN108290328B (zh) 2015-12-28 2016-12-14 复合成型体的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10675787B2 (zh)
EP (1) EP3398748B1 (zh)
JP (1) JP6792827B2 (zh)
CN (1) CN108290328B (zh)
ES (1) ES2823283T3 (zh)
WO (1) WO2017115650A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110381434A (zh) * 2019-07-15 2019-10-25 海安佶立电子科技有限公司 一种扬声器网罩的制造方法
TWI680049B (zh) * 2019-07-15 2019-12-21 佶立製網實業有限公司 揚聲器網罩之製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10967585B2 (en) 2017-03-16 2021-04-06 Guerrilla Industries LLC Composite structures and methods of forming composite structures
JP2019171739A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 東レ株式会社 複合成形品の製造方法
EP3908439A4 (en) * 2019-01-11 2022-10-05 Air Design, S.A. de C.V. CARBON FIBER SHELL HAVING AN ELASTOMER INTERNAL OVERMOLD, AND METHOD OF MAKING A CARBON FIBER SHELL HAVING AN ELASTOMER INTERNAL OVERMOLD
US11572124B2 (en) 2021-03-09 2023-02-07 Guerrilla Industries LLC Composite structures and methods of forming composite structures

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2548751A1 (de) * 1975-10-31 1977-05-05 Demag Kunststofftech Verfahren und einrichtung zur herstellung von faserverstaerkten giess- oder pressformteilen aus kunststoff
JPH08252837A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Tsutsui Plast:Kk 可撓性補強材が積層されたインジェクション成形品の成形法
JP2013252644A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Toyota Boshoku Corp 樹脂複合体の製造方法
FR3011500A1 (fr) * 2013-10-03 2015-04-10 Valeo Systemes Thermiques Procede de compression a chaud et surmoulage d'un insert composite et moule de compression a chaud et surmoulage associe
EP2860009A1 (de) * 2013-10-11 2015-04-15 Ems-Patent Ag Verstärkter Formkörper, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05185466A (ja) 1992-01-14 1993-07-27 Nippon Steel Corp 複合樹脂成形加工法
JP5362596B2 (ja) 2010-01-12 2013-12-11 株式会社日本製鋼所 貼合成形方法、貼合成形用金型および貼合成形装置
JP5738610B2 (ja) 2011-01-27 2015-06-24 小野産業株式会社 複合体及びその製造方法
JP5810840B2 (ja) * 2011-11-02 2015-11-11 トヨタ紡織株式会社 成形構造体の製造方法及び成形型
AT513534A1 (de) * 2012-11-13 2014-05-15 Htp High Tech Plastics Gmbh Spritzgußformteil und Werkzeug sowie Verfahren zur Herstellung
JP5873887B2 (ja) * 2013-05-15 2016-03-01 東芝機械株式会社 成形品製造装置及び成形品の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2548751A1 (de) * 1975-10-31 1977-05-05 Demag Kunststofftech Verfahren und einrichtung zur herstellung von faserverstaerkten giess- oder pressformteilen aus kunststoff
JPH08252837A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Tsutsui Plast:Kk 可撓性補強材が積層されたインジェクション成形品の成形法
JP2013252644A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Toyota Boshoku Corp 樹脂複合体の製造方法
FR3011500A1 (fr) * 2013-10-03 2015-04-10 Valeo Systemes Thermiques Procede de compression a chaud et surmoulage d'un insert composite et moule de compression a chaud et surmoulage associe
EP2860009A1 (de) * 2013-10-11 2015-04-15 Ems-Patent Ag Verstärkter Formkörper, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110381434A (zh) * 2019-07-15 2019-10-25 海安佶立电子科技有限公司 一种扬声器网罩的制造方法
TWI680049B (zh) * 2019-07-15 2019-12-21 佶立製網實業有限公司 揚聲器網罩之製造方法
CN110381434B (zh) * 2019-07-15 2021-03-12 海安佶立电子科技有限公司 一种扬声器网罩的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10675787B2 (en) 2020-06-09
WO2017115650A1 (ja) 2017-07-06
EP3398748A1 (en) 2018-11-07
JP6792827B2 (ja) 2020-12-02
JPWO2017115650A1 (ja) 2018-10-18
US20190030760A1 (en) 2019-01-31
EP3398748A4 (en) 2019-08-28
ES2823283T3 (es) 2021-05-06
EP3398748B1 (en) 2020-09-23
CN108290328B (zh) 2020-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108290328A (zh) 复合成型体的制造方法
CN103269841B (zh) 用于制造纤维增强的、包括配件的机动车用内部装饰构件的方法和装置
KR20150135455A (ko) 섬유 강화 성형 부품의 제조 동안 3차원 예비 성형품의 다단계 제조를 위한 방법, 장치 및 예비 성형품
CN105479674A (zh) 用于制造光学元件的模具和方法
JP4458391B2 (ja) 中空製品の射出成形方法および成形装置
CN206159807U (zh) 一种结构设计与注塑成型的复合体
CN104552747B (zh) 光学组件的制造方法
FI93090C (fi) Menetelmä T-liitoksen valmistamiseksi ja toisiinsa liitettävien osien liitosaineen avulla muodostettu T-liitos
JP6776944B2 (ja) 樹脂成形体の製造方法
KR20160141701A (ko) 사출 성형용 금형 및 수지 성형품의 제조 방법
JP2016196115A (ja) ハイブリッド成形方法
JP6357984B2 (ja) 複合材料の成形方法および成形装置
KR102076490B1 (ko) 버어 제거가 가능한 성형 장치
CN114286742A (zh) 用于形成热塑性制品的模制方法
CN105549362A (zh) 一种激光打印机空心磁芯
JP2908839B2 (ja) 複合製品の射出成形方法
CN111168935A (zh) 用于塑料注射成型的工具和用于制造该工具的方法
CN108973023A (zh) 一种注塑模具
CN218196668U (zh) 一种带有3d打印镶件的注塑模具模仁总成
CN211591120U (zh) 一种双料注塑的精密模具
CN209971410U (zh) 一种组合式注塑模具
WO2006021979A1 (en) Process and mould for producing poles and the like, as well as pole produced with said process and/or mould
EP3663070B1 (en) Method in blow molding
CN107775896A (zh) 一种用于不同颜色的多色注塑模具
JP4517293B2 (ja) 複合成形のための型構造

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant