CN112060614A - 成形方法及成形品 - Google Patents

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Abstract

本发明的成形方法包括：第一步骤，将复合材料和被成形件重叠地配置在具有第一模部的冲模和具有与该第一模部相向的第二模部的冲头之间；以及第二步骤，向接近所述冲模的方向按压所述冲头，从而将所述复合材料和所述被成形件成形为与所述第一、第二模部对应的形状，并且使所述复合材料和所述被成形件相互接合；其中，所述复合材料具有0.01mm以上且1mm以下的厚度。由此，能够在使被成形件和复合材料相互接合的情况下使该被成形件和该复合材料成形为所希望的形状。

Description

成形方法及成形品
技术领域
本发明涉及成形方法及通过该方法而被成形的成形品。
背景技术
美国专利申请公开公报第2017/0291387号(以下简称为专利文献)中公开了通过冲压成形来将包含纤维增强塑料及热固性树脂的复合材料(在该专利文献中被称为加强件)和金属制的被成形件(在该文献中被称为基础构件)相互接合的技术。具体而言，上述专利文献的成形方法包含：将被成形件设置于下模的步骤；将复合材料配置在下模上所设置的被成形件和上模之间的步骤；通过将上模和下模进行合模来将复合材料成形为沿被成形件的形状的步骤。上模和下模中分别设有加热器，在进行合模时复合材料中的热固性树脂被加热器加热，由此，复合材料和被成形件相互接合。由于这样的上述专利文献的成形方法能够成形具有高机械强度的成形品，因此，其例如在车辆的结构件的制造上能够被良好地应用。
另一方面，为了尽可能地减少加工所需要的工序数(加工时间)，而存在着提高成形效率这样的要求。为此，而希望同时并进地进行成形工序和接合工序，该成形工序是将复合材料和被成形件分别成形为所希望的形状的工序，该接合工序是将复合材料和被成形件相互接合的工序。然而，由于上述专利文献的成形方法必须预先将金属制的被成形件成形为与下模相对应的形状，因此，其不能满足上述那样的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在使被成形件和复合材料相互接合的情况下使该被成形件和该复合材料成形为所希望的形状的成形方法、以及通过该方法而被成形的成形晶。
为了达成上述目的，本发明的一个方面所涉及的成形方法包括：第一步骤，将复合材料和被成形件重叠地配置在具有第一模部的冲模和具有与该第一模部相向的第二模部的冲头之间；以及第二步骤，向接近所述冲模的方向按压所述冲头，从而将所述复合材料和所述被成形件成形为与所述第一、第二模部对应的形状，并且使所述复合材料和所述被成形件相互接合；其中，所述复合材料具有0.01mm以上且1mm以下的厚度。
本发明的另一个方面所涉及的成形品包含：通过所述的成形方法而被相互接合的所述复合材料和所述被成形件。
根据本发明，能够在使被成形件和复合材料相互接合的情况下使该被成形件和该复合材料成形为所希望的形状。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的成形方法中所使用的冲压成形装置的简略图，表示了冲头和冲模相互离开时的状态。
图2是放大表示图1中以圆II所包围的部分的放大剖视图。
图3是表示通过对图1所示的冲压成形装置进行合模来进行复合材料和被成形件的成形及接合的状态的图。
图4是放大表示图3中以圆IV所包围的部分的放大剖视图。
图5是表示别的实施方式中所使用的复合材料的结构的简略剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的成形方法、以及通过该成形方法而获得的成形晶进行说明。
(1)成形装置
图1是表示本发明的实施方式所涉及的成形方法中所使用的冲压成形装置100的简略结构的图。冲压成形装置100是在使被成形件110和复合材料112相互接合的情况下使之成形为所希望的形状的装置。
如图1所示，冲压成形装置100具备冲模(dice)14和冲头(punch)18。冲模14被配置在基台10的上侧面，冲头18被配置在冲模14的上方。
冲模14是沿着与图1的纸面正交的方向延伸的块状刚性构件。冲模14在其的宽度方向(图1的左右方向)的大致中央部具有第一模部16。第一模部16是用于对被配置在冲模14的上侧面的被成形件110及复合材料112给予所希望的形状的凹部，其具有向上方开放的形状。冲模14具有用于固定被成形件110的端部的未图示的夹具(例如台钳)。
冲头18是沿着与图1的纸面正交的方向延伸的块状刚性构件。冲头18在其的宽度方向(图1的左右方向)的大致中央部具有第二模部20。第二模部20是用于对被成形件110及复合材料112给予所希望的形状的凸部，其朝着冲模14的第一模部16而向下方突出。
冲头18通过未图示的冲头保持器而被保持。冲头保持器被连结于气压式或液压式的升降装置22。即，冲头18以对应于升降装置22的驱动而能够在图1所示的上升位置和后述的图3所示的下降位置之间移动的方式而被支撑。
本实施方式中，冲头18在其内部具备导热部24。该导热部24包括：对应于第二模部20而形成为下凸的中央部26；配置在中央部26的左右且沿着冲头18的基准面(除了第二模部20以外的部分的下表面)水平地延伸的一对侧部28L、28R。导热部24与电源30电连接，基于来自电源30的馈电而升温。导热部24能够升温至使后述的热固性的粘接剂114、124硬化的温度。
(2)成形方法
其次，对使用上述的冲压成形装置100来成形成形品130(图3、图4)的方法的一个例子进行说明。在成形时，首先如图1所示，被成形件110被配置在冲模14的上侧面，并且复合材料112被配置在该被成形件110的上侧面。此时，热固性的粘接剂114被配置在成形件110和复合材料112之间。粘接剂114被涂敷于复合材料112的整个下表面。
被成形件110是沿着与图1的纸面正交的方向延伸的板状的构件，复合材料112是沿着与图1的纸面正交的方向延伸的薄板状的层叠体。本实施方式中，被成形件110为金属制板材，例如是钢制板材，复合材料112是两块金属板与强化纤维的层叠体(详细情况后述)。复合材料112被形成为其的宽度(图1中的左右方向的尺寸)小于被成形件110的宽度，并且被载置在被成形件110的大致中央部的上侧面。此外，复合材料112的厚度(图1中的上下方向的尺寸)大幅度小于被成形件110的厚度。
图2是表示复合材料112的结构的剖视图。如图2所示，复合材料112包括第一基础构件116、加强件118、以及第二基础构件120。第一基础构件116、加强件118、以及第二基础构件120按此顺序以从接近被成形件110的上表面这一侧起并排(重叠)的状态而在上下方向上被层叠。
第一基础构件116是沿着与图1及图2的纸面正交的方向延伸的金属板。为了使该第一基础构件116和被成形件110之间的电蚀难以发生，较为理想的是第一基础构件116和被成形件110采用相同的材质。
加强件118是沿着与图1及图2的纸面正交的方向延伸的多个绞合状的丝束118a。多个丝束118a被排列配置在第一基础构件116的上表面上的双点划线的区域122内。配置加强件118的区域122是与冲模14的第一模部16相对应的区域。热固性的粘接剂124被配置在第一基础构件116和第二基础构件120之间。粘接剂124以覆盖加强件118的方式被涂敷于第一基础构件116的整个上表面。
第二基础构件120是沿着与图1及图2的纸面正交的方向延伸的金属板。第二基础构件120的宽度与第一基础构件116的宽度大致相同。第二基础构件120以其的下表面整体隔着加强件118及粘接剂124而与第一基础构件116的上表面相向的方式而被配置。
复合材料112的厚度也就是第一基础构件116、加强件118、以及第二基础构件120的合计厚度被设定为0.01mm以上且1mm以下，较为理想的是被设定为0.1mm以上且1mm以下。各构件116、118、120的厚度(或直径)以复合材料112的厚度处于上述的数值范围(0.01至1mm)的方式而被适当地调整。作为一个适当的例子，复合材料112的厚度可以被设定为大约0.8mm。
此外，作为一个适当的例子，复合材料112的各构件116、118、120的材质可以分别是钢、碳纤维、铝合金。在将该材质的例子应用到厚度为大约0.8mm的复合材料112时，第一基础构件116可以采用具有大约0.3mm的厚度的钢制板材。构成加强件118的多个丝束118a可以分别是将多量的碳制纤维单丝集束而成的长纤维束(细丝)的聚集体，各丝束118a的直径可以设为大约0.2mm。第二基础构件120可以采用具有大约0.3mm的厚度的铝合金制板材。
图3是表示图1所示的工序(将被成形件110和复合材料112配置在冲模14和冲头18之间的工序)之后所进行的工序的图，表示冲压成形装置100被合模后的状态。如图3所示，在进行合模时，基于升降装置22的驱动，冲头18朝冲模14下降。由此，冲头18以在其与冲模14之间隔着被成形件110和复合材料112的状态被按压向冲模14。其结果，被成形件110和复合材料112被成形为与冲模14和冲头18的各个相向面相对应的形状。即，被合模后(成形后)的被成形件110和复合材料112具有与冲模14和冲头18的各个模部16、20的形状相对应的下凸的凸部126、128(参照图4)。此时，由于复合材料112的厚度为1mm以下，因此，复合材料112能够容易地变形为与被成形件110同样的形状。
此外，进行上述合模时，基于冲头18与复合材料112接触，冲头18内的导热部24对复合材料112内的(与第一基础构件116和第二基础构件120的间)热固性的粘接剂124施加热量。其结果，粘接剂124硬化，基于该硬化而使第一基础构件116和第二基础构件120接合。
而且，进行上述合模时，导热部24经由复合材料112而对被成形件110和复合材料112之间的热固性的粘接剂114施加热量。其结果，粘接剂114硬化，基于该硬化而使被成形件110和复合材料112接合。
通过以上那样的方法，被成形件110和复合材料112被冲压成形并且相互接合，由此而获得成形品130。
此处，复合材料112由于包含例如由碳纤维构成的加强件118因而具有高机械强度。此外，复合材料112由于包含加强件118及热固性的粘接剂124因而具有基于该加强件118及该粘接剂124的弹性的高衰减能力。因此，通过将这样的复合材料112接合于被成形件110而被成形的成形品130具有高机械强度和高衰减能力。这里所说的机械强度是一个包含屈服强度和刚性(杨氏模量)这两方的概念。
(3)关于材质及尺寸的其它优选例子
上述实施方式中，例示了被成形件110和复合材料112的第一基础构件116分别为钢制的材质的情形，但是，被成形件110及第一基础构件116的材质也可以是钢以外的金属材料，例如可以是铝合金。而且，被成形件110及第一基础构件116的材质也可以是树脂。在上述任一情况下，为了使电蚀难以发生，较为理想的是被成形件110和第一基础构件116的材质为相同的材质。
此外，上述实施方式中，例示了复合材料112的加强件118为碳纤维制的材质的情形，但是，加强件118的材质也可以是碳纤维以外的纤维材料，例如可以是玻璃纤维。
此外，上述实施方式中，例示了第一基础构件116及第二基础构件120的各厚度为大约0.3mm且加强件118的丝束的直径为大约0.2mm的情形，但是，复合材料112整体的厚度只要能够处于规定的范围(0.01至1mm)内，上述厚度(直径)可以采用各种值。例如，第一基础构件116及第二基础构件120的各厚度也可以为大约0.08mm，加强件118的丝束的直径也可以为大约0.05mm。此情况下，复合材料112整体的厚度便成为大约0.2mm。若复合材料112的厚度小，则即使在被成形件110具有复杂的形状(例如包含微小的凹凸等的形状)的情况下，复合材料112也能够容易地与被成形件110贴合(fit)，从而能够良好地确保两者的接合强度。
(4)成形方法的变形例
上述实施方式中，为了通过加热来使热固性的粘接剂114、124硬化，而在冲头18上设置了通过通电而能够升温的导热部24，但是，也可以在冲模14上设置同样的导热部。
上述实施方式中，例示了被成形件110和复合材料112之间的粘接剂114、以及复合材料112中第一基础构件116和第二基础构件120之间的粘接剂124分别为热固性的粘接剂的情形，但是，两粘接剂114、124也可以是热固性以外的粘接剂，例如可以是压敏型粘接剂(粘着剂)。此情况下，由于不需要对粘接剂进行加热，因此便不需要在冲头18或冲模14上设置导热部24和电源30。
上述实施方式中，通过粘接剂114来将被成形件110和复合材料112接合，但是，也可以通过利用例如从冲头18施加的压力的压入而将被成形件和复合材料接合。
上述实施方式中，将复合材料112载置在被成形件110的上侧面，并且从复合材料112的上方按下冲头18，从而对被成形件110和复合材料112进行冲压成形，但是，进行冲压成形时也可以将复合材料配置在冲头的下侧面。此情况下，为了使复合材料不会掉下，较为理想的是利用夹具(保持器)来使复合材料的端部保持于冲头的下侧面。
上述实施方式中，将被成形件和复合材料按此顺序从冲模14侧(下侧)起并排(重叠)地配置，但是，被成形件110和复合材料112的排列顺序也可以是相反的顺序。即，也可以将被成形件和复合材料按此顺序从冲头侧(上侧)起并排地配置。
上述实施方式中，通过粘接剂124来将复合材料112中的第一基础构件116和第二基础构件120接合，但是，将第一基础构件116和第二基础构件120接合的手段并不仅限于此。图5是表示通过不使用粘接剂的接合法而获得的复合材料的一个例子的图。图5所示的复合材料216是包括通过爆炸压接而被接合的第一基础构件210和第二基础构件212、以及被夹在两基础构件210、212之间而被固定的加强件214。通过爆炸压接而被成形的复合材料216在第一基础构件210和第二基础构件212的接合界面上具有特征性的波形形状218。这样的复合材料216与上述实施方式的复合材料112同样地通过与别的构件接合而能够提高该构件的机械强度。
(5)总结
所述实施方式总结如下。
所述实施方式的成形方法包括：第一步骤，将复合材料和被成形件重叠地配置在具有第一模部的冲模和具有与该第一模部相向的第二模部的冲头之间；以及第二步骤，向接近所述冲模的方向按压所述冲头，从而将所述复合材料和所述被成形件成形为与所述第一、第二模部对应的形状，并且使所述复合材料和所述被成形件相互接合；其中，所述复合材料具有0.01mm以上且1mm以下的厚度。
根据该成形方法，通过将冲头按压到冲模的作业(冲压成形)，能够同时并进地进行将复合材料和被成形件分别成形为所希望的形状的成形工序和将该复合材料和该被成形件相互接合的接合工序，从而能够有效地提高成形品的成形效率。此外，由于复合材料的厚度为1mm以下的小厚度，因此，能够容易地将复合材料成形为与被成形件同样的形状，能够良好地确保成形品的形状自由度。
较为理想的是，所述复合材料具有第一基础构件、与该第一基础构件接合的第二基础构件、以及被夹在所述第一基础构件和所述第二基础构件之间而被固定的加强件。
根据该结构，能够提高被成形件的机械强度或衰减能力。
所述加强件可以包含碳纤维或玻璃纤维。
根据该结构，通过碳纤维或玻璃纤维能够充分地提高成形品的机械强度。
较为理想的是，所述复合材料具有0.01mm以上且0.2mm以下的厚度。
根据该结构，复合材料在成形时容易变形，因此，能够进一步提高成形品的形状自由度。
较为理想的是，在所述第一步骤中，将粘接剂配置在所述复合材料和所述被成形件之间。
根据该结构，能够充分地确保复合材料和被成形件的接合强度。
所述粘接剂可以是热固性粘接剂。此情况下较为理想的是，在所述第二步骤中，在从所述冲模或所述冲头施加热量给所述热固性粘接剂的情况下使所述冲头接近所述冲模。
根据该结构，通过来自冲模或冲头的热量输入能够使热固性粘接剂硬化，通过该硬化后的粘接剂能够恰当地将复合材料和被成形件接合。

Claims (7)

1.一种成形方法，其特征在于包括：
第一步骤，将复合材料和被成形件重叠地配置在具有第一模部的冲模和具有与该第一模部相向的第二模部的冲头之间；以及
第二步骤，向接近所述冲模的方向按压所述冲头，从而将所述复合材料和所述被成形件成形为与所述第一、第二模部对应的形状，并且使所述复合材料和所述被成形件相互接合；其中，
所述复合材料具有0.01mm以上且1mm以下的厚度。
2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于：
所述复合材料具有第一基础构件、与该第一基础构件接合的第二基础构件、以及被夹在所述第一基础构件和所述第二基础构件之间而被固定的加强件。
3.根据权利要求2所述的成形方法，其特征在于：
所述加强件包含碳纤维或玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于：
所述复合材料具有0.01mm以上且0.2mm以下的厚度。
5.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于：
在所述第一步骤中，将粘接剂配置在所述复合材料和所述被成形件之间。
6.根据权利要求5所述的成形方法，其特征在于：
所述粘接剂是热固性粘接剂，
在所述第二步骤中，在从所述冲模或所述冲头施加热量给所述热固性粘接剂的情况下使所述冲头接近所述冲模。
7.一种成形品，其特征在于包含：
通过权利要求1至6中任一项所述的成形方法而被相互接合的所述复合材料和所述被成形件。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202805844U (zh) * 2012-07-19 2013-03-20 马道平 一种具有面板复合的层结构复合材料保险杠
JP2017154409A (ja) * 2016-03-03 2017-09-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 熱プレス成形方法および熱プレス成形装置
JP2018167442A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 三菱自動車工業株式会社 プレス成形金型および樹脂成形品
CN109572076A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 本特勒尔汽车技术有限公司 用于制造复合车辆构件的方法和压制模具以及复合车辆构件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61158446A (ja) * 1984-12-29 1986-07-18 積水化成品工業株式会社 Ｆｒｐ積層品の製造方法
JP6005086B2 (ja) 2014-03-13 2016-10-12 アイシン高丘株式会社 複合構造体の製造方法
CN106640731B (zh) * 2016-12-27 2018-10-02 南京航空航天大学 具有整体式金属包覆层的复合材料压气机风扇叶片
JP6441969B2 (ja) * 2017-01-10 2018-12-19 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 複合材料製の構造部材及び複合材料製の構造部材の製造方法
JP2019108088A (ja) 2017-12-20 2019-07-04 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202805844U (zh) * 2012-07-19 2013-03-20 马道平 一种具有面板复合的层结构复合材料保险杠
JP2017154409A (ja) * 2016-03-03 2017-09-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 熱プレス成形方法および熱プレス成形装置
JP2018167442A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 三菱自動車工業株式会社 プレス成形金型および樹脂成形品
CN109572076A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 本特勒尔汽车技术有限公司 用于制造复合车辆构件的方法和压制模具以及复合车辆构件

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