JP2012206532A - Method for manufacturing clay model - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クレイモデルの製造方法に関し、特に、一部範囲を造形変更する構成部材のクレイモデルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a clay model, and more particularly to a method for manufacturing a clay model of a structural member whose shape is partially changed.
従来、自動車の開発過程において、各種の性能試験は不可欠であり、その性能試験として風洞試験が行われる。この風洞試験は、特許文献1に開示されるように風が流れる風洞内にクレイモデルを静止状態に配置して、主に外観造形によってもたらされる空力特性上の性能を確認するために行われる。 Conventionally, various performance tests are indispensable in the development process of automobiles, and wind tunnel tests are performed as the performance tests. This wind tunnel test is performed in order to confirm the performance on the aerodynamic characteristics mainly brought about by appearance modeling by disposing the clay model in a stationary state in the wind tunnel through which the wind flows as disclosed in Patent Document 1.
そして、風洞試験により所望の空力特性が得られるクレイモデルに基づいて主に外観造形が決定された試作車を製作し、この試作車によって種々の走行試験等が行われる。 Then, a prototype vehicle whose appearance modeling is mainly determined based on a clay model that obtains a desired aerodynamic characteristic by a wind tunnel test is manufactured, and various running tests and the like are performed by this prototype vehicle.
一方、試作最終段階や、現行車の構成部材の一部の外観造形変更に伴う試験用のクレイモデルを装着して風洞試験を行うことがある。この車体の一部の造形変更に伴うクレイモデルの製作工程を、バンパのコーナ部を造形変更する場合を例に図3及び図4を参照して説明する。 On the other hand, a wind tunnel test may be performed with a test clay model attached to the final stage of trial production or a change in the appearance modeling of some of the components of a current vehicle. The manufacturing process of the clay model accompanying the modeling change of a part of the vehicle body will be described with reference to FIG. 3 and FIG. 4 as an example of the modeling change of the corner portion of the bumper.
図3は、一部範囲を造形すべき構成部材であるバンパ101の斜視図であって、斜線で示すコーナ部103が造形変更範囲104であり、造形変更範囲104を除く他の部分が基準造形範囲102である。
FIG. 3 is a perspective view of the
このコーナ部103の造形変更範囲104を有するバンパ101の試験用のバンパ、所謂、試験用のクレイモデル120の製作過程を図4に示す工程図を参照して説明する。
A manufacturing process of the
この製作工程は、クレイモデル120の基本構成となるFRP部を成型する転作用型製作工程A、転作用型によりFRP部を成型するFRP化工程B、FRP部に仕上げ加工を施すFRP部仕上げ工程C、FRP部にクレイを盛り付けるクレイ盛り付け工程D、クレイを研削加工するクレイ研削工程E、クレイを仕上げ加工するクレイ仕上げ工程Fを有する。
This production process consists of a rolling action type manufacturing process A for molding the FRP part which is the basic structure of the
転作用型製作工程Aでは、バンパ101の製品造形を基にバンパ101の造形変更範囲104に対応する造形変更対応部114が隆起すると共に、基準造形範囲102に対応する基準造形対応部112を有する成形面111を備えた転作用型110を製作する。この基準造形対応部112に対する造形変更対応部114の隆起量は、後述するクレイ125の盛り代等を考慮して例えば40〜60mmに設定される。この基準造形対応部112及び造形変更対応部114を有する成形面111の成形は、例えばバンパ101の造形形状及び設定された造形変更対応部114の加工データによるエンドミル115等によるNC加工によって行われる。
In the rolling action manufacturing process A, the modeling change
FRP化工程Bでは、転作用型110の基準造形対応部112及び造形変更対応部114を備えた成形面111に離型剤を塗布する処理等の前処理を施し、前処理が施された基準造形対応部112及び造形変更対応部114を備えた成形面111に、例えば半硬化状態の樹脂を強化繊維に含浸させてシート状にしたプリプレグと呼ばれる基材を繰り返し積層及び賦形し、かつ硬化せしめて基準成形対応部112及び造形変更対応部114を有する成形面111の形状に倣った基準造形部122及び凹状のクレイ装着部124が形成されたFRP部121を成型する。FRP部121が硬化した後、この成形面111に倣って成型されたFRP部121を転作用型110から離型する。
In the FRP process B, a pretreatment such as a process of applying a release agent to the
FRP部仕上げ工程Cでは、転作用型110から離型されたFRP部121に形成されたバリ等の余剰部分を除去し、更に図示しない加工台等にFRP部121をセットして所定姿勢状態に保持すると共に、FRP部121の形状を整える。この形状が整えられたFRP部121は、基準造形対応部112に倣った基準造形部122及び造形変更対応部114に倣った凹状のクレイ装着部124を備える。
In the FRP part finishing process C, surplus parts such as burrs formed on the
クレイ盛り付け工程Dでは、FRP部121のクレイ装着部124にシート状のクレイ125を、後工程であるクレイ研削工程Eにおいて製品形状に倣った研削が可能となる量まで盛り付け、かつクレイ125が研削可能な状態まで硬化せしめる。このクレイ125は、インダストリアルクレイと称され、適度の固さと粘性を有し、高精度できめが細かく切削等の造形作業性に優れる。
In the clay assembling step D, the clay-
クレイ研削工程Eでは、FRP部121のクレイ装着部124に盛り付けられて硬化したクレイ125の表面125aを製品形状に倣う形状に研削加工する。即ち、FRP部121の基準造形部122の表面122aとクレイ125の表面125aとの段差がなくなり、基準造形部122の表面122aとクレイ125の表面125aが連続する形状に研削する。このクレイ125の研削加工は、例えばバンパ101の製品形状の加工データに基づくエンドミル126等によるNC切削加工等によって行われる。
In the clay grinding step E, the
クレイ仕上げ工程Fでは、クレイ研削工程EにおいてNC切削されたクレイ125の表面125aと基準造形部122の表面122aとが平滑に連続する形状に修正すると共に、NC切削されクレイ125の表面125aの切削目を除去して平滑な面に仕上げる。この仕上げ加工は、グラインダ等の電動工具や、ヤスリや研磨布等の手工具によって行われる。
In the clay finishing step F, the
このように転作用型製作工程A、FRP化工程B、FRP部仕上げ工程C、クレイ盛り付け工程D、クレイ研削工程E及びクレイ仕上げ工程Fによってクレイモデル120が制作される。
Thus, the
上記試験用のクレイモデルの製作においては、転作用型110によって成型したFRP部121にクレイ125を盛り付け、FRP部121に盛り付けられたクレイ125をNC切削及び仕上げ加工することによって試験用のクレイモデル120が製作される。
In the production of the above test clay model, the
しかし、転作用型110によってFRP部121を成型し、このFRP部121を転作用型110から離型した後に、FRP部121のクレイ装着部124にクレイ125を盛り付けることから、FRP部121の基準造形部122の表面122aとクレイ125の表面125aとの間に段差等が発生すると共に、クレイ部125をNC切削加工するためにFRP部121を加工台に姿勢位置決めしてセットすることから、クレイ125をNC切削加工のために加工台等にセットする際の姿勢位置決めによる取り付け誤差やFRP部121の若干の変形等によりFRP部121の形状精度の低下が懸念される。
However, since the
また、クレイ125をNC切削加工するために高精度で位置姿勢を確保して加工台にセットする作業は厄介であると共に作業の熟練を有する。更に、クレイ125をNC切削加工するに多くの作業時間及び作業コストを要する。
In addition, in order to perform NC cutting of the
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、形状精度を確保すると共に作業時間及び作業コストの低減が得られるクレイモデルの製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to provide a method for manufacturing a clay model that ensures shape accuracy and can reduce working time and working cost.
上記目的を達成する請求項1に記載のクレイモデルの製造方法の発明は、一部範囲を造形変更する構成部材のクレイモデルの製造方法であって、上記構成部材の形状に倣った成形面を備えた転作用型を製作する転作用型製作工程と、上記構成部材の造形変更範囲に対応した開口部を備えたクレイモデル用基部を上記転作用型の成形面にセットすると共に、該成形面にセットされた上記クレイモデル用基部の開口部に半硬化状態のクレイを押し込み盛り付けて該クレイに成形面に倣った形状を賦形する基部セット及びクレイ盛り付け工程と、上記クレイモデル用基部の開口部から露出するクレイ上にプリプレグを積層して開口部を塞蓋すると共に該クレイとクレイモデル用基部とを一体結合するFRP部を形成するFRP化工程と、該クレイが一体結合されたクレイモデル用基部を上記転作用型から離型して、上記クレイの表面を仕上げ加工するクレイ仕上げ工程と、を有することを特徴とする。 The invention of the method for manufacturing a clay model according to claim 1, which achieves the above object, is a method for manufacturing a clay model of a component member whose modeling is partially changed, wherein a molding surface following the shape of the component member is formed. A rolling model manufacturing process for manufacturing the provided rolling model, and a clay model base having an opening corresponding to the modeling change range of the component member is set on the molding surface of the rolling model, and the molding surface A base set and clay placing step for shaping the shape following the molding surface on the clay by pressing and placing semi-cured clay into the opening of the clay model base set in the clay, and opening of the clay model base FRP forming step of forming an FRP portion that laminates the prepreg on the clay exposed from the portion to cover the opening and integrally bonds the clay and the clay model base; and The body combined clay models for the base and released from the rolling action type, characterized by having a a clay finishing step of finishing the surface of the clay.
これによると、予め、造形すべき構成部材の造形変更範囲に対応した開口部を備えたクレイモデル用基部を準備し、このクレイモデル用基部を転作用型の成形面にセットすると共に、クレイモデル用基部の開口部にクレイを押し込むことでクレイの表面に加工面の形状が転作されて構成部材に倣った形状に賦形されることから、転作用型にクレイモデル用基部をセットした状態でクレイの盛り付け及び賦形が行われ、クレイモデルの形状精度の向上が得られる。 According to this, a clay model base having an opening corresponding to a modeling change range of a component to be modeled is prepared in advance, and the clay model base is set on a rolling action molding surface, and a clay model is prepared. By pressing the clay into the opening of the base, the shape of the processed surface is reshaped on the surface of the clay and shaped into a shape that follows the components, so the clay model base is set in the rolling type The clay is placed and shaped, and the shape accuracy of the clay model is improved.
更に、クレイをNC切削する必要がなく、従来のクレイをNC切削加工するための高精度での位置姿勢を確保するための加工台等にセットする厄介な作業や、クレイをNC切削加工する多くの作業時間及び作業コストが不要になり、作業時間の短縮及び作業コストの低減が得られる。 Furthermore, there is no need to NC-clay the clay, and there are many troublesome operations such as setting a processing table for securing a high-accuracy position and orientation for NC-cutting conventional clay, and NC-cutting clay. Thus, the work time and work cost are not required, and the work time and work cost can be reduced.
請求項2の発明は、請求項1のクレイモデルの製造方法において、上記転作用型製作工程は、上記構成部材の形状に基づく加工データによるNC加工によって上記構成部材の形状に倣った成形面を加工して転作用型を製作し、FRP化工程は、上記クレイモデル用基部の開口部から露出するクレイ上に半硬化状態の樹脂を強化繊維に含浸させたプリプレグを積層して開口部を塞蓋すると共に該クレイとクレイモデル用基部とを一体結合するFRP部を形成する、ことを特徴する。 According to a second aspect of the present invention, in the clay model manufacturing method according to the first aspect, the rolling action manufacturing step includes forming a molding surface following the shape of the constituent member by NC processing based on processing data based on the shape of the constituent member. In the FRP process, a prepreg impregnated with a reinforcing fiber with a semi-cured resin is laminated on the clay exposed from the opening of the clay model base, and the opening is closed. An FRP portion that covers the clay and the clay model base is integrally formed while being covered.
これによると、転作用型製作工程において、構成部材の製品形状に基づく加工データによってNC加工制御することで転作用型製作が容易に行える。また、FRP化工程において、開口部から露出するクレイ上に半硬化状態の樹脂を強化繊維に含浸させたプリプレグを積層して開口部を塞蓋すると共に該クレイとクレイモデル用基部とを一体結合する強固なFRP部が形成できる。 According to this, in the rolling action manufacturing process, the rolling action manufacturing can be easily performed by controlling the NC machining based on the machining data based on the product shape of the constituent members. In addition, in the FRP process, a prepreg impregnated with a reinforcing fiber with a semi-cured resin is laminated on the clay exposed from the opening to close the opening, and the clay and the clay model base are integrally bonded. A strong FRP portion can be formed.
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のクレイモデルの製造方法において、上記開口部に代えて切り欠き部であることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the clay model manufacturing method according to the first or second aspect, wherein the clay model is a notch instead of the opening.
これによると、切り欠き部によって開口部と同様の機能が得られ、開口部の設定が困難な部位にも形成することができる。 According to this, a function similar to that of the opening can be obtained by the notch, and it can be formed even in a region where it is difficult to set the opening.
請求項4に発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のクレイモデルの製造方法において、上記構成部材が自動車用バンパであって、一部範囲を造形変更する造形変更範囲が該バンパのコーナ部であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the method for manufacturing a clay model according to any one of claims 1 to 3, wherein the constituent member is a bumper for an automobile, and a modeling change range in which a part of the modeling change is performed It is a corner part of a bumper.
これは、構成部材の具体的な例を示し、構成部材がバンパであり、造形変更範囲がバンパのコーナ部である。 This shows a specific example of a constituent member, where the constituent member is a bumper, and the modeling change range is a corner portion of the bumper.
本発明によると、造形すべき構成部材の造形変更範囲に対応した開口部を備えたクレイモデル用基部を準備し、このクレイモデル用基部を転作用型の成形面にセットすると共に、クレイモデル用基部の開口部にクレイを押し込むことでクレイの表面に加工面の形状が転作されて賦形されることから、転作用型にクレイモデル用基部をセットした状態でクレイの盛り付け及び賦形が行われクレイモデルの形状精度の向上が得られる。 According to the present invention, a clay model base having an opening corresponding to a modeling change range of a component to be modeled is prepared, and the clay model base is set on a rolling-type molding surface, and for a clay model. By pushing clay into the opening of the base, the shape of the processed surface is reshaped and shaped on the surface of the clay, so clay is placed and shaped with the clay model base set on the rolling type. The shape accuracy of the crack clay model can be improved.
更に、クレイをNC切削する必要がなく、従来のクレイをNC切削加工するための高精度での位置姿勢を確保するための加工台等にセットする厄介な作業や、クレイをNC切削加工する多くの作業時間及び作業コストが不要になり、作業時間の短縮及び作業の簡素化による作業コストの低減が得られる。 Furthermore, there is no need to NC-clay the clay, and there are many troublesome operations such as setting a processing table for securing a high-accuracy position and orientation for NC-cutting conventional clay, and NC-cutting clay. The work time and work cost are not required, and the work time can be reduced by shortening the work time and simplifying the work.
本発明の一実施の形態をバンパのコーナ部を造形変更するクレイモデルを製作する場合を例に図1乃至図3を参照して説明する。 One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 by taking as an example the case of producing a clay model for modeling a corner of a bumper.
図1はクレイモデル1の製作工程図であり、図2はクレイモデル用基部の説明図、図3は造形すべクレイモデルに対応するバンパの斜視図である。 FIG. 1 is a manufacturing process diagram of the clay model 1, FIG. 2 is an explanatory view of a clay model base, and FIG. 3 is a perspective view of a bumper corresponding to the modeling clay model.
図3は一部範囲を造形すべき構成部材であるバンパ101の斜視図であって、斜線で示すコーナ部103が造形変更範囲104であり、造形変更範囲104を除く他の部分が基準造形範囲102である。
FIG. 3 is a perspective view of the
このコーナ部103に対応する造形変更範囲104を有するバンパ101の試験用のバンパ、所謂、試験用のクレイモデル1の製作工程図を参照して説明する。
A description will be given with reference to a manufacturing process diagram of a
この製作工程は、クレイモデル1を成型する転作用型を製作する転作用型製作工程I、転作用型にクレイモデル用基部をセットすると共にクレイを盛り付ける基部セット及びクレイ盛り付け工程II、FRP化工程III、クレイに仕上げ加工を施すクレイ仕上げ工程IVを有する。 This manufacturing process includes a rolling action type manufacturing process I for manufacturing a rolling action mold for molding the clay model 1, a base set for setting the clay model base to the rolling action type, and a clay setting process II, a FRP process. III, a clay finishing step IV for finishing the clay.
一方、予め図2に示すように、バンパ101における造形変更範囲104に対応する範囲に造形変更範囲設定部となる開口部55を形成したクレイモデル用基部50を準備する。即ちクレイモデル用基部50は、バンパ101の基準造形範囲102と開口部55によって形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 2, a
転作用型製作工程Iでは、バンパ101の製品形状に倣った成形面11を備えた転作用型10を製作する。成形面11は、バンパ101の造形変更範囲104の造形に倣った造形変更対応部14と基準造形部102の造形に倣った基準造形対応部12を備え、成形面11の成形は、例えばバンパ101の製品形状に基づく加工データによるNCフライス盤等によるエンドミル15等によるにNC加工によって行える。この成形面11の基準造形対応部12にはクレイモデル用基部50の基準造形範囲102の表面52が嵌合可能に形成される。このNC加工にあたり、バンパ101の製品形状に基づく加工データによって加工制御することで容易に行える。
In the rolling action manufacturing process I, the rolling
基部セット及びクレイ盛り付け工程IIでは、転作用型10の成形面11に離型剤を塗布する離型剤処理等の前処理を施し、成形面11の基準造形対応部12にクレイモデル用基部50の基準造形範囲102を嵌合させてセットする。このクレイモデル用基部50の表面52を成型面11に密着した状態に維持し、クレイモデル用基部50の開口部55から例えば半硬化状態のクレイ21を押し込み乃至詰め込み、成形面11の造形変更対応部14及び開口部55の開口縁56に密着するように開口部55内にクレイ21を充填させる。このクレイ21は成形面11の造形変更対応部14及び開口部55の開口縁56に密着すると共にクレイ21内に気泡が混在しないようにする。これによりクレイ21の表面22には造形変更対応部14の形状が転作されてバンパ101のコーナ部103に倣った形状に賦形されると共に、開口部55から露出する内面23が平滑に形成される。この造形変更部14によって賦形されたクレイ21の表面22はクレイモデル用基部50の表面52と段差がなく平滑に連続する。
In the base set and clay assembling step II, a pretreatment such as a release agent treatment for applying a release agent is performed on the
FRP化工程IIIでは、クレイモデル用基部50の開口部55から露出するクレイ21の内面23上に例えば半硬化状態の樹脂を強化繊維に含浸させてシート状にしたプリプレグを繰り返し積層して開口部55を積層したプリプレグによって塞蓋し、このプリプレグが硬化したFRP部30によって開口部55が塞蓋する。これによりクレイ21を塞蓋すると共に開口部55に掛け渡されたFRP部30によってクレイ21とクレイモデル用基部50の基準造形範囲102とを一体に強固に結合する。
In the FRP forming step III, for example, a prepreg made into a sheet form by impregnating a reinforcing fiber with a semi-cured resin is repeatedly laminated on the
しかる後、クレイ21が一体結合されたクレイモデル用基部50を転作用型10から離型し取り出す。
Thereafter, the
クレイ仕上げ工程IVでは、造形変更部14によって賦形されたクレイ21の表面22を平滑な面に仕上げてクレイモデル1とする。この仕上げ加工は、グラインダ等の電動工具や、ヤスリや研磨布等の手工具によって行われる。
In the clay finishing process IV, the clay model 1 is formed by finishing the
従って、実施の形態によると、予め、造形すべきバンパ101の造形範囲104に対応する範囲に開口部55を形成したクレイモデル用基部50を準備し、このクレイモデル用基部50を転作用型10の成形面11にセットすると共に、クレイモデル用基部50の開口部55にクレイ21を押し込むことでクレイ21の表面22に造形変更対応部14の形状が転作されてバンパ101のコーナ部103に倣った形状に賦形されることから、転作用型10にクレイモデル用基部50を転作用型10にセットした状態でクレイ21の盛り付け及び賦形が行われてクレイモデル1の形状精度の向上が得られる。
Therefore, according to the embodiment, the
更に、クレイ21の表面22とクレイモデル用基部50の表面52との段差がなく、このクレイ21の表面22をNC切削する必要がなく、従来のクレイをNC切削加工するための高精度での位置姿勢を確保するための加工台等にセットする厄介な作業や、クレイをNC切削加工する多くの作業時間及び作業コストが不要になり、作業時間の短縮及び作業の簡素化による作業コストの低減が得られる。
Furthermore, there is no level difference between the
なお、本発明は上基実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、クレイモデル用基部50のバンパ101における造形変更範囲104に対応する範囲に造形変更範囲設定部となる開口部50を形成したが、開口部55に代えて凹状の切り欠き部によって造形変更設定部を形成することもできる。この切り欠き部によって開口部50と同様の機能が得られ、開口部55の設定が困難な部位にも形成することができる。また。バンパのクレイモデルを製作する場合を例に説明したが、フロントフェンダや、フード等他のクレイモデルの製作に適用することができる。
The present invention is not limited to the above basic embodiment, and can be variously modified without departing from the spirit of the invention. For example, in the above embodiment, the
I 転作用型製作工程
II 基部セット及びクレイ盛り付け工程
III FRP化工程
IV クレイ仕上げ工程
1 クレイモデル
10 転作用型
11 成形面
12 基準造形対応部
14 造形変更対応部
21 クレイ
22 表面
23 内面
30 FRP部
50 クレイモデル用基部
52 表面
55 開口部(造形変更範囲設定部)
56 開口縁
101 バンパ(構成部材)
103 コーナ部
104 造形変更範囲
I Rolling type manufacturing process II Base set and clay assembling process III FRP process IV Clay finishing process 1
56
103
Claims (4)
上記構成部材の形状に倣った成形面を備えた転作用型を製作する転作用型製作工程と、
上記構成部材の造形変更範囲に対応した開口部を備えたクレイモデル用基部を上記転作用型の成形面にセットすると共に、該成形面にセットされた上記クレイモデル用基部の開口部に半硬化状態のクレイを押し込み盛り付けて該クレイに成形面に倣った形状を賦形する基部セット及びクレイ盛り付け工程と、
上記クレイモデル用基部の開口部から露出するクレイ上にプリプレグを積層して開口部を塞蓋すると共に該クレイとクレイモデル用基部とを一体結合するFRP部を形成するFRP化工程と、
該クレイが一体結合されたクレイモデル用基部を上記転作用型から離型して、上記クレイの表面を仕上げ加工するクレイ仕上げ工程と、を有することを特徴とするクレイモデルの製造方法。 A method for producing a clay model of a component member for which a part of the shape is changed,
A rolling action production process for producing a rolling action mold having a molding surface that follows the shape of the component;
The clay model base having an opening corresponding to the modeling change range of the component member is set on the rolling action molding surface and semi-cured on the clay model base opening set on the molding surface. A base set and a clay assembling step for shaping the shape of the clay according to the molding surface by pushing and placing the clay in a state;
FRP-forming step of forming a FRP portion that laminates the prepreg on the clay exposed from the opening of the clay model base and closes the opening and integrally couples the clay and the clay model base;
A clay finishing step of releasing the clay model base unit integrally bonded with the clay from the rolling action mold and finishing the surface of the clay.
FRP化工程は、上記クレイモデル用基部の開口部から露出するクレイ上に半硬化状態の樹脂を強化繊維に含浸させたプリプレグを積層して開口部を塞蓋すると共に該クレイとクレイモデル用基部とを一体結合するFRP部を形成する、ことを特徴する、請求項1に記載のクレイモデルの製造方法。 In the rolling action manufacturing step, a rolling action mold is manufactured by processing a molding surface that follows the shape of the constituent member by NC processing based on processing data based on the shape of the constituent member,
The FRP process comprises laminating a prepreg impregnated with a reinforcing fiber with a semi-cured resin on the clay exposed from the opening of the clay model base and closing the opening, and the clay and the clay model base The method for producing a clay model according to claim 1, wherein an FRP portion that integrally couples with each other is formed.
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