JP2014094489A

JP2014094489A - Press molding device and press molding method

Info

Publication number: JP2014094489A
Application number: JP2012246595A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Kita; 久芳北; Fumio Kita; 文雄北; Yasuo Fukuno; 保男福野; Isamu Komatsu; 勇小松
Original assignee: KITA TEKKOJO KK
Current assignee: KITA TEKKOJO KK
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: JP5699363B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a press molding device capable of efficiently working carbon fiber-reinforced thermoplastic plastics.SOLUTION: A molding device 1 comprises: a cutting part 3a provided in a die 3; and a cutting part 3b provided in a trimming die 23, and, upon molding of the object 2 to be molded, the peripheral part of the object 2 to be molded is cut by the cutting part 3a and the cutting part 3b, and the peripheral part of the cut object 2 to be molded is pressurized. By this process, the cut part of the object 2 to be molded is replenished with a thermoplastic resin. The molding device 1 can prevent the generation of dust or the like caused by a carbon fiber stock by the replenishment of the cut part in the object 2 to be molded with the thermoplastic resin, and further can cover the cut face of the carbon fiber stock with the thermoplastic resin.

Description

本発明は、プレス成形装置、及び、プレス成形方法に関するものである。 The present invention relates to a press molding apparatus and a press molding method.

例えば、特許文献１では、Ｃ／Ｃ成形素材を成形用金型に入れたのち、高温で押圧用金型によりホットプレスしてＣ／Ｃ成形体に成形するに際し、Ｃ／Ｃ成形素材の側縁部と成形用金型との間に、ホットプレス後の冷却時におけるＣ／Ｃ成形体と成形用金型との間の熱膨張係数の違いにより生ずる熱収縮差を吸収するテーパー面をそなえた熱収縮吸収部材を介在させると共に、Ｃ／Ｃ成形素材の押圧用ホットプレスすることを特徴とするＣ／Ｃ成形体のホットプレス成形方法として開示されている。 For example, in Patent Document 1, when a C / C molding material is placed in a molding die and then hot pressed with a pressing die at a high temperature to form a C / C molded body, the C / C molding material side A tapered surface is provided between the edge portion and the molding die to absorb a difference in thermal shrinkage caused by a difference in thermal expansion coefficient between the C / C molded body and the molding die during cooling after hot pressing. In addition, there is disclosed a hot press molding method for a C / C molded body characterized in that a hot shrink for absorbing a C / C molding material is inserted while interposing a heat shrinkage absorbing member.

特開平７−２７７８４５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-277845

本発明は、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを効率的に加工できるプレス成形装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the press molding apparatus which can process a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic efficiently.

本発明に係るプレス成形装置は、繊維強化熱可塑性樹脂を含む被成形物をプレス加工するプレス成型装置であって、前記被成形物を切断する切断手段と、前記切断手段による切断処理の後に、前記被成形物の少なくとも一部を加圧する加圧手段とを有する。 A press molding apparatus according to the present invention is a press molding apparatus that presses a molding containing a fiber-reinforced thermoplastic resin, and a cutting means that cuts the molding, and after a cutting process by the cutting means, Pressurizing means for pressurizing at least a part of the molding.

好適には、前記加圧手段は、前記切断手段により切断された領域の近傍で、前記被成形物を加圧する。 Suitably, the said pressurizing means pressurizes the said to-be-molded object in the vicinity of the area | region cut | disconnected by the said cutting | disconnection means.

好適には、前記加圧手段は、前記被成形物の冷却が完了する前に、前記被成形物を加圧する。 Preferably, the pressurizing unit pressurizes the molding object before the cooling of the molding object is completed.

好適には、前記切断手段は、前記被成形物のフランジ部の一部を切断し、前記加圧手段は、少なくとも、前記フランジ部を加圧する。 Suitably, the said cutting means cut | disconnects a part of flange part of the said to-be-molded object, and the said pressurizing means pressurizes at least the said flange part.

また、本発明に係るプレス成形方法は、繊維強化熱可塑性樹脂を含む被成形物をプレス加工する工程であって、前記被成形物を切断する工程と、切断された前記被成形物の少なくとも一部を加圧する工程とを有する。 The press molding method according to the present invention is a step of pressing a molding containing a fiber-reinforced thermoplastic resin, the step of cutting the molding, and at least one of the cut molding Pressing the part.

好適には、前記被成形物を型部材に押し込む工程と型部材に押し込まれた前記被成形物をプレスする工程とをさらに有し、前記切断する工程において、前記被成形物が型部材内で加圧された前記被成形物のうち、前記型部材からはみ出した領域の一部を切断し、前記加圧する工程において、前記型部材からはみ出した領域を加圧する。 Preferably, the method further includes a step of pushing the molding object into the mold member and a step of pressing the molding object pushed into the mold member. In the cutting step, the molding object is formed in the mold member. A part of the region that protrudes from the mold member is cut out of the pressed object to be molded, and the region that protrudes from the mold member is pressed in the pressing step.

本発明によれば、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを効率的に加工できる。 According to the present invention, carbon fiber reinforced thermoplastic can be processed efficiently.

本実施形態に係る成形装置１の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the shaping | molding apparatus 1 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る成形装置１の内部構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the internal structure of the shaping | molding apparatus 1 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る成形装置１の成形工程を例示する図である。It is a figure which illustrates the shaping | molding process of the shaping | molding apparatus 1 which concerns on this embodiment. 施工工程Ｓ１００を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining construction process S100. 従来の金属材料のプレス絞り加工工程を説明する図である。It is a figure explaining the press drawing process of the conventional metal material.

本実施形態の背景と概要とについて説明する。
例えば、自動車に使用される部品には、車体部品、駆動部品、懸架部品、又は、機構部品がある。これらの部品には、搭乗者の安全面の観点から、衝撃に耐えるよう部品の高硬度化が必要である。また、これらの部品は、高硬度化することにより伴う重量の増加を抑えるため、軽量化も求められる。さらに、これらの部品は、車輌の受けた衝撃を吸収するための適度な柔軟性を必要とする。 The background and outline of this embodiment will be described.
For example, parts used in automobiles include body parts, drive parts, suspension parts, and mechanism parts. From the viewpoint of passenger safety, it is necessary to increase the hardness of these parts to withstand impacts. In addition, these components are required to be light in weight in order to suppress an increase in weight caused by increasing the hardness. In addition, these parts require moderate flexibility to absorb the impact received by the vehicle.

近時、高硬度、及び、軽量を兼ねる性質を有する炭素繊維強化複合材料が使用される。
炭素繊維強化複合材料には、熱硬化性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料が用いられることが多い。熱硬化性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料の成形には、加熱、及び、加圧を同時に行うオートクレーブ装置を使用する。熱硬化性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料の成形は、真空引き後に高温高圧ガスを注入することにより、熱硬化性樹脂を成形し、高温高圧ガスを排出後に冷却することにより、形状を固定させる。このため、熱硬化性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料の成形は、設備費や、大量の高温高圧気体の充填及び排出をおこなうために成形時間がかかるため、安価に大量生産を行うには難しい。また、熱硬化性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、冷却することにより硬化するため、適度は柔軟性を得るには難しい。 Recently, a carbon fiber reinforced composite material having the properties of both high hardness and light weight is used.
As the carbon fiber reinforced composite material, a carbon fiber reinforced composite material using a thermosetting resin is often used. For molding a carbon fiber reinforced composite material using a thermosetting resin, an autoclave apparatus that simultaneously performs heating and pressurization is used. Molding of carbon fiber reinforced composite material using thermosetting resin, molds thermosetting resin by injecting high temperature and high pressure gas after evacuation, and fixes shape by cooling after discharging high temperature and high pressure gas Let For this reason, molding of a carbon fiber reinforced composite material using a thermosetting resin takes equipment time and molding time for filling and discharging a large amount of high-temperature and high-pressure gas. difficult. Moreover, since the carbon fiber reinforced composite material using the thermosetting resin is cured by cooling, it is difficult to obtain a suitable flexibility.

そこで、本実施形態では、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料を用いる。
熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、大気中で加熱し、プレス加工により成形することができる。プレス加工を行うことにより成形時間を短縮することができる。このように、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、設備費及び成形時間を抑えることができる。また、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、リサイクル性も高い。 Therefore, in this embodiment, a carbon fiber reinforced composite material using a thermoplastic resin is used.
A carbon fiber reinforced composite material using a thermoplastic resin can be heated in the air and molded by pressing. By performing the press working, the molding time can be shortened. Thus, the carbon fiber reinforced composite material using the thermoplastic resin can reduce the equipment cost and the molding time. A carbon fiber reinforced composite material using a thermoplastic resin is also highly recyclable.

熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、加熱による熱可塑性樹脂の軟化により、既定の形状に成形される。また、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、成形された状態で、冷却されることにより、形状が固化し金型から離型される。熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、金型から離型された後に、熱可塑性温度まで再加熱を行う場合に、金型から離型した形状の被成形物を得ることはできない。
具体的には、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、熱可塑性樹脂の軟化する温度に再加熱して加工を行う加工、例えば、成形加工、曲げ加工、穴開け加工、又は、トリミング加工のような再加工を行う場合に、金型からの離型直後の形状を保つことができない。
したがって、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料は、再加熱を行わないような成形加工を行い、被成形物に必要な全ての加工を一回の成形により行わなければならない。 A carbon fiber reinforced composite material using a thermoplastic resin is molded into a predetermined shape by softening the thermoplastic resin by heating. In addition, the carbon fiber reinforced composite material using the thermoplastic resin is cooled in a molded state, so that the shape is solidified and released from the mold. When the carbon fiber reinforced composite material using the thermoplastic resin is reheated to the thermoplastic temperature after being released from the mold, it is not possible to obtain a molded object having a shape released from the mold.
Specifically, a carbon fiber reinforced composite material using a thermoplastic resin is processed by being reheated to a temperature at which the thermoplastic resin softens, for example, molding, bending, drilling, or trimming. When performing reworking such as processing, it is not possible to maintain the shape immediately after releasing from the mold.
Therefore, a carbon fiber reinforced composite material using a thermoplastic resin must be molded so as not to be reheated, and all the processes necessary for the molding must be performed by a single molding.

そこで、本実施形態では、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化複合材料を用いた被成形物は、成形時に、既定の成形形状の鍔部（フランジ部）に相当する箇所を切断加工される。
ダイは、ダイの外周にトリミング機能を有する部材を設置される。トリミング機能を有する部材は、被成形物の切断を行うために角部を鋭利に加工されるため、成形時に、被成形物の鍔部を、既定の形状に切断加工することができる。本実施形態では、被成形物の切断加工を一例に説明するが、これに限定するものではなく、穴加工も行うこともできる。 Therefore, in the present embodiment, a molding using a carbon fiber reinforced composite material using a thermoplastic resin is cut at a portion corresponding to a flange (flange) having a predetermined molding shape at the time of molding.
The die is provided with a member having a trimming function on the outer periphery of the die. Since the member having the trimming function is sharply processed at the corners in order to cut the molding, the collar portion of the molding can be cut into a predetermined shape during molding. In the present embodiment, the cutting process of the object to be molded will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and hole machining can also be performed.

まず、従来の金属材料のプレス加工工程について説明する。
図５は、従来の金属材料のプレス絞り加工工程を説明する図である。
図５に例示するように、従来のプレス絞り加工は、大きく分けて４つの工程があり、図５（ａ）材料投入工程、図５（ｂ）上金型の降下工程、図５（ｃ）絞り工程、及び、図５（ｄ）取出し工程である。 First, a conventional metal material pressing process will be described.
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional press drawing process of a metal material.
As illustrated in FIG. 5, the conventional press drawing process is roughly divided into four steps: FIG. 5 (a) material feeding step, FIG. 5 (b) upper die lowering step, FIG. 5 (c). It is a drawing process and FIG.5 (d) extraction process.

まず、絞り加工の成形に用いられる金型について説明する。
絞り加工の成形に用いられる金型は、上金型１００ａ、及び、下金型１００ｂで構成される。
上金型１００ａは、少なくとも、ダイ（ダイス）１０３、及び、ノックアウトピン１０６で構成される。
ダイ（ダイス）１０３は、後述するパンチ１０４と対となる受け金型である。
ダイ（ダイス）１０３は、例えば、金属部材で構成される。ダイ１０３は、被成形物１０２を包みこみ、形状・寸法を定めるための成形用金型である。ダイ１０３は、後述するパンチ１０４を内部に挿入することできる凹部を有する。
ノックアウトピン１０６は、例えば、金属部材で構成される。ノックアウトピン１０６は、ダイ１０３の内部に付着する被成形物１０２を離すために、スライド内に設けられる棒状の部品である。ノックアウトピン１０６は、ダイ１０３の内部で摺動する。 First, the metal mold | die used for shaping | molding of a drawing process is demonstrated.
The mold used for the drawing process is composed of an upper mold 100a and a lower mold 100b.
The upper mold 100a includes at least a die (die) 103 and a knockout pin 106.
A die (die) 103 is a receiving mold that is paired with a punch 104 described later.
The die (die) 103 is made of a metal member, for example. The die 103 is a molding die for wrapping the workpiece 102 and determining the shape and dimensions. The die 103 has a recess into which a punch 104 described later can be inserted.
The knockout pin 106 is made of, for example, a metal member. The knockout pin 106 is a rod-shaped component provided in the slide in order to release the molding object 102 attached to the inside of the die 103. The knockout pin 106 slides inside the die 103.

下金型１００ｂは、少なくとも、パンチ１０４、及び、しわ押え部１０５で構成される。
パンチ１０４は、例えば、金属部材で構成される。パンチ１０４は、棒状の形状であり、被成形物の内部の形状・寸法を定める。パンチ１０４は、ダイ１０３の有する凹部に挿入され、ダイ１０３と挟み込んだ被成形物１０２を加圧する。
しわ押え部１０５は、例えば、金属部材で構成される。しわ押え部１０５は、被成形物１０２の周縁部を挟み込み、被成形物の板厚方向に適度な圧力を一定に掛けるため、絞り加工時の被成形物１０２の周縁部に発生する重層、又は、波形のような変形を防止する。 The lower mold 100b includes at least a punch 104 and a wrinkle presser 105.
The punch 104 is made of, for example, a metal member. The punch 104 has a rod-like shape, and determines the shape and dimensions of the inside of the workpiece. The punch 104 is inserted into the recess of the die 103 and pressurizes the workpiece 102 sandwiched between the die 103.
The wrinkle pressing portion 105 is made of, for example, a metal member. The wrinkle holding portion 105 sandwiches the peripheral portion of the molding 102 and applies an appropriate pressure in the thickness direction of the molding constant, so that a multilayer generated at the peripheral portion of the molding 102 during drawing, or Prevents deformation like a waveform.

次に、従来の金属材料のプレス絞り加工工程を説明する。
図５に示すように、図５（ａ）材料投入工程において、下金型１００ｂは、被成形物１０２を載置される。下金型１００ｂは、被成形物１０２を載置されるとき、しわ押え部１０５の既定の領域内に被成形物１０２を載置される。
図５（ｂ）上金型の降下工程において、上金型１００ａは、下金型１００ｂの鉛直方向に位置する。具体的には、ダイ１０３は、パンチ１０４の鉛直上方にあり、ダイ１０３の有する凹部に、パンチ１０４を挿入されるような位置に配置される。また、ダイ１０３は、しわ押え部１０５の鉛直上方に位置し、降下することにより被成形物１０２をしわ押え部１０５と挟み込める位置に配置される。
上金型１００ａは、下金型１００ｂに鉛直下方に向かって降下する。上金型１００ａ、及び、しわ押え部１０５は、被成形物１０２を挟み込む。このとき、しわ押え部１０５は、ダイクッション（不図示）により被成形物１０２を押える圧力を調整される。ここで、鋼板の一般的絞り加工における押え圧力は、１平方センチメートル辺り１００〜２００Ｎの圧力となるよう設定される。また、しわ押え部１０５は、被成形物１０２を押える圧力を、図５（ｃ）絞り工程においてもほぼ一定に保つ。
図５（ｃ）絞り工程において、上金型１００ａは、下降限界範囲まで下降する。ダイ１０３は、ダイ１０３の有する穴部にパンチ１０４を挿入される。ダイ１０３は、パンチ１０４の上方に載置される被成形物１０２の領域と、パンチ１０４とを凹部に挿入されることにより、被成形物１０２を内部に引き込み加圧する。
また、しわ押え部１０５、及び、ダイ１０３は、被成形物１０２の周縁部を押えており、成形過程においてほぼ一定に圧力を掛けることにより、被成形物１０２の変形を防止する。
図５（ｄ）取出し工程において、上金型１００ａは、鉛直上方に上昇する。具体的には、しわ押え部１０５、及び、ダイ１０３は、被成形物１０２の周縁部を押えた状態を保ちながら上昇し、被成形物１０２をパンチ１０４から取り外す。このとき、ダイ１０３は、被成形物１０２を凹部に挿入された状態で上昇する。ノックアウトピン１０６は、被成形物１０２を取り出せる距離を確保してから、被成形物１０２を押し出す。
以上、説明したように、従来の金属材料のプレス絞り加工は、上金型１００ａの移動する鉛直方向の圧力を被成形物１０２に加えることができる。 Next, a conventional press drawing process of a metal material will be described.
As shown in FIG. 5, in the material charging step shown in FIG. 5A, the molding object 102 is placed on the lower mold 100 b. When the workpiece 102 is placed on the lower mold 100b, the workpiece 102 is placed in a predetermined area of the wrinkle pressing portion 105.
5B, in the lowering process of the upper mold, the upper mold 100a is positioned in the vertical direction of the lower mold 100b. Specifically, the die 103 is located vertically above the punch 104 and is disposed at a position where the punch 104 can be inserted into the concave portion of the die 103. The die 103 is positioned vertically above the wrinkle pressing portion 105 and is disposed at a position where the workpiece 102 can be sandwiched between the wrinkle pressing portion 105 by descending.
The upper die 100a descends vertically downward to the lower die 100b. The upper mold 100a and the wrinkle pressing portion 105 sandwich the workpiece 102. At this time, the pressure of the wrinkle pressing portion 105 is adjusted to press the workpiece 102 by a die cushion (not shown). Here, the presser pressure in general drawing processing of a steel sheet is set to be a pressure of 100 to 200 N per square centimeter. Further, the wrinkle pressing portion 105 keeps the pressure for pressing the workpiece 102 substantially constant even in the drawing step shown in FIG.
In FIG. 5 (c), the upper mold 100a is lowered to the lower limit range. In the die 103, the punch 104 is inserted into the hole portion of the die 103. The die 103 pulls the molding object 102 into the interior and pressurizes it by inserting the punch 104 and the region of the molding object 102 placed above the punch 104 into the recess.
Further, the wrinkle pressing portion 105 and the die 103 press the peripheral edge portion of the molding object 102, and prevent deformation of the molding object 102 by applying a substantially constant pressure during the molding process.
In FIG. 5D, the upper mold 100a is moved vertically upward. Specifically, the wrinkle holding portion 105 and the die 103 are raised while keeping the peripheral edge portion of the workpiece 102 pressed, and the workpiece 102 is removed from the punch 104. At this time, the die 103 ascends with the workpiece 102 inserted into the recess. The knockout pin 106 pushes out the molding object 102 after securing a distance that allows the molding object 102 to be taken out.
As described above, in the conventional press drawing of a metal material, the vertical pressure in which the upper mold 100a moves can be applied to the workpiece 102.

次に、本実施形態について説明する。
以下、本発明の実施形態の構成を、図面を参照して説明する。ただし、本発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。
本実施形態では、合成樹脂を用いた繊維強化複合材料の成形について説明する。合成樹脂を用いた複合材料には、繊維強化熱硬化性プラスチック（ＦＲＰ：ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、及び、繊維強化熱可塑性プラスチック（ＦＲＴＰ：ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＴｈｅｒｍｏＰｌａｓｔｉｃｓ）があり、本実施形態では、繊維強化熱可塑性プラスチックについて説明する。
また、本実施形態では、繊維強化熱可塑性プラスチックを用いるため、合成樹脂に熱可塑性樹脂を用いて説明する。熱可塑性樹脂には、例えば、メタクリル酸メチル、又は、メチルメタアクリレートなどが含まれる。また、繊維強化熱可塑性プラスチックに用いられる繊維素材には、例えば、天然繊維、ガラス繊維、化学繊維、及び、炭素繊維が含まれる。本実施形態では、繊維素材に炭素繊維を用いて説明する。従って、本実施形態では、本発明に係る被成形物の一例として、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（ＣＦＲＴＰ：ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＴｈｅｒｍｏＰｌａｓｔｉｃｓ）を成形素材として説明する。 Next, this embodiment will be described.
Hereinafter, the configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the illustrated examples.
In this embodiment, molding of a fiber reinforced composite material using a synthetic resin will be described. Composite materials using synthetic resins include fiber reinforced thermosetting plastics (FRP) and fiber reinforced thermoplastics (FRTP). In this embodiment, fiber reinforced heat plastics are used. The plastic plastic will be described.
Further, in the present embodiment, since fiber reinforced thermoplastic is used, description will be made using a thermoplastic resin as a synthetic resin. The thermoplastic resin includes, for example, methyl methacrylate or methyl methacrylate. The fiber material used for the fiber reinforced thermoplastic includes, for example, natural fiber, glass fiber, chemical fiber, and carbon fiber. In the present embodiment, description will be made using carbon fiber as the fiber material. Therefore, in the present embodiment, carbon fiber reinforced thermoplastics (CFRTP) will be described as an example of a molded article according to the present invention.

図１は、本実施形態に係る成形装置１の構成を例示する図である。
図２は、本実施形態に係る成形装置１の内部構成を例示する図である。
図１、及び、図２に例示するように、本実施形態のプレス成形装置１は、上型１ａ、及び、下型１ｂを有する。
上型１ａは、ダイ３、ダイホルダ４、押えプレート５、及び、上部ダイプレート６を有する。
ダイ３は、本発明に係る加圧手段の一例である。
ダイ３は、例えば、金属部材で構成される。具体的には、ダイ３は、少なくとも一部をアルミニウム合金により構成される。ダイ３は、後述するパンチ２２より、熱膨張係数の高い材料で構成される。
ここで、本実施形態で用いられるアルミニウム合金は、被成形物２であるＣＦＲＴＰに使用される熱可塑性樹脂の熱膨張係数（約２０×１０^−６）と近似するために選択される。また、成形する成形素材の熱膨張係数に合わせて、適宜にダイ３の構成素材を変更することもできる。
ダイ３は、被成形物２と熱膨張係数が近似する金属部材を用いることにより、被成形物２の冷却を行う場合に、被成形物２と、ダイ３とが略等しい割合で収縮するため、被成形物２に対して一定の圧力をそれぞれの面に対して直角に加圧する。 FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a molding apparatus 1 according to this embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating the internal configuration of the molding apparatus 1 according to this embodiment.
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the press molding apparatus 1 of the present embodiment includes an upper mold 1 a and a lower mold 1 b.
The upper mold 1 a includes a die 3, a die holder 4, a presser plate 5, and an upper die plate 6.
The die 3 is an example of a pressurizing unit according to the present invention.
The die 3 is made of a metal member, for example. Specifically, at least a part of the die 3 is made of an aluminum alloy. The die 3 is made of a material having a higher thermal expansion coefficient than the punch 22 described later.
Here, the aluminum alloy used in the present embodiment is selected in order to approximate the thermal expansion coefficient (about 20 × 10 ⁻⁶ ) of the thermoplastic resin used for the CFRTP that is the molding object 2. Further, the constituent material of the die 3 can be appropriately changed in accordance with the thermal expansion coefficient of the molding material to be molded.
Since the die 3 uses a metal member having a thermal expansion coefficient approximate to that of the molding object 2, when the molding object 2 is cooled, the molding object 2 and the die 3 contract at a substantially equal rate. A constant pressure is applied to the molding object 2 at right angles to the respective surfaces.

ダイ３は、成形後の被成形物２の形状、及び、寸法を定める成形用凹型金型である。ダイ３は、凹部、及び、平面部のプレス面を有する。ダイ３は、被成形物２を、パンチ２２ａ、及び、コーナーパンチ２２ｂとにより押し込まれる凹部を有する。ダイ３は、凹部を成形したい形状に適宜に変更することができる。
また、ダイ３は、凹部の外側の外縁に平面部を有する。ダイ３は、凹部よりはみ出した被成形物２をしわ押え板２０と加圧を行うための平面部を有する。
ダイ３は、平面部の周縁に切断機能を有する切断部３ａを具備する。ダイ３は、切断部３ａと、後述するトリミングダイ２３とにより、被成形物２の凹部よりはみ出した被成形物２の切断を行う。本実施形態では、ダイ３の切断部３ａによる凹部よりはみ出した被成形物２の切断を行うため、ダイ３と、被成形物２とは、同じ大きさに成形される。また、ダイ３の有する切断部３ａは、ダイ３と別に構成されてもよく、適宜に構成を変更することができる。
ダイ３は、ダイホルダ４に設置される。具体的には、ダイ３は、凹部分を下型１ｂに対向するように設置される。さらに具体的には、ダイ３は、パンチ２２ａにより凹部分を加圧されるように鉛直上方の位置に設置される。
また、ダイ３は、後述するキラーピン８、及び、ノックアウトピン１０を内部に具備する。さらに、ダイ３は、冷却流体用流路４０、ヒーター４１、及び、温度センサー４２を具備する。 The die 3 is a concave mold for molding that determines the shape and dimensions of the molding 2 after molding. The die 3 has a recessed portion and a pressing surface of a flat portion. The die 3 has a concave portion into which the workpiece 2 is pushed by the punch 22a and the corner punch 22b. The die 3 can be appropriately changed to a shape in which the concave portion is desired to be formed.
The die 3 has a flat portion on the outer edge of the outer side of the recess. The die 3 has a wrinkle pressing plate 20 and a flat surface portion for pressing the workpiece 2 protruding from the recess.
The die 3 includes a cutting portion 3a having a cutting function at the periphery of the flat portion. The die 3 cuts the molding 2 that protrudes from the concave portion of the molding 2 by a cutting portion 3a and a trimming die 23 described later. In this embodiment, in order to perform the cutting | disconnection of the to-be-molded object 2 protruded from the recessed part by the cutting part 3a of the die | dye 3, the die | dye 3 and the to-be-molded object 2 are shape | molded by the same magnitude | size. Moreover, the cutting part 3a which the die | dye 3 has may be comprised separately from the die | dye 3, and can change a structure suitably.
The die 3 is installed in the die holder 4. Specifically, the die 3 is installed so that the concave portion faces the lower mold 1b. More specifically, the die 3 is installed at a position vertically above so that the concave portion is pressurized by the punch 22a.
The die 3 includes a killer pin 8 and a knockout pin 10 which will be described later. The die 3 further includes a cooling fluid flow path 40, a heater 41, and a temperature sensor 42.

ここで、冷却流体用流路４０、ヒーター４１、及び、温度センサー４２について説明する。
冷却流体用流路４０は、冷却装置の一例である。
冷却流体用流路４０は、金型の温度を降下させるために設けられた穴部である。本実施形態では、冷却流体用流路４０は、穴部に冷却媒体を循環させるより、金型の温度を降下させる。冷却流体用流路４０は、金型の温度を降下させる効果を有するならば、適宜に設置方法、設置場所、及び、装置を適宜に変更することができる。
ヒーター４１は、加熱装置の一例である。
ヒーター４１は、金型の温度を上昇させる装置である。ヒーター４１は、例えば、金型に穴部を設けてから設置される。ヒーター４１は、金型の温度を上昇させる機能を有するならば、設置方法、設置場所、及び、装置を適宜に変更することができる。
温度センサー４２は、温度測定装置の一例である。
温度センサー４２は、金型の温度を測定する装置である。温度センサー４２は、金型の温度を測定し、測定結果を制御装置（不図示）に出力する。温度センサー４２は、金型の温度を測定できる機能を有するならば、適宜に変更できる。また、温度センサー４２は、金型の温度を測定できる位置に設置されるならば、適宜に設置場所を変更することができる。 Here, the cooling fluid channel 40, the heater 41, and the temperature sensor 42 will be described.
The cooling fluid channel 40 is an example of a cooling device.
The cooling fluid channel 40 is a hole provided to lower the temperature of the mold. In the present embodiment, the cooling fluid channel 40 lowers the temperature of the mold rather than circulating the cooling medium through the hole. If the cooling fluid flow path 40 has an effect of lowering the temperature of the mold, the installation method, the installation location, and the apparatus can be changed as appropriate.
The heater 41 is an example of a heating device.
The heater 41 is a device that raises the temperature of the mold. For example, the heater 41 is installed after providing a hole in a mold. If the heater 41 has a function of increasing the temperature of the mold, the installation method, installation location, and apparatus can be changed as appropriate.
The temperature sensor 42 is an example of a temperature measuring device.
The temperature sensor 42 is a device that measures the temperature of the mold. The temperature sensor 42 measures the temperature of the mold and outputs the measurement result to a control device (not shown). The temperature sensor 42 can be appropriately changed as long as it has a function of measuring the temperature of the mold. Moreover, if the temperature sensor 42 is installed in the position which can measure the temperature of a metal mold | die, it can change an installation place suitably.

ダイホルダ４は、例えば、金属部材で構成される。具体的には、ダイホルダ４は、鉄又は、鋼などの合金により構成される。ダイホルダ４は、ダイ３を支持する。また、ダイホルダ４は、ダイ３と上部ダイプレート６とに挟み込まれるように設置される。
また、ダイホルダ４は、後述するキラーピン８、及び、ノックアウトピン１０を内部に具備する。 The die holder 4 is made of a metal member, for example. Specifically, the die holder 4 is made of an alloy such as iron or steel. The die holder 4 supports the die 3. The die holder 4 is installed so as to be sandwiched between the die 3 and the upper die plate 6.
The die holder 4 includes a killer pin 8 and a knockout pin 10 which will be described later.

押えプレート５は、例えば、金属部材で構成される。具体的には、押えプレート５は、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。押えプレート５は、トリミングダイ２３と対向するように設置される。押えプレート５は、ダイ３の周縁部に設置される。押えプレート５は、しわ押え板２０より外側にはみ出した被成形物２を加圧する。 The presser plate 5 is made of a metal member, for example. Specifically, the presser plate 5 is made of an alloy such as iron or steel. The presser plate 5 is installed so as to face the trimming die 23. The presser plate 5 is installed at the peripheral edge of the die 3. The presser plate 5 pressurizes the workpiece 2 that protrudes outward from the wrinkle presser plate 20.

上部ダイプレート６は、例えば、金属部材で構成される。具体的には、上部ダイプレート６は、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。上部ダイプレート６は、ダイホルダ４を支持する。 The upper die plate 6 is made of a metal member, for example. Specifically, the upper die plate 6 is made of an alloy such as iron or steel. The upper die plate 6 supports the die holder 4.

ダイ３、及び、ダイホルダ４の内部には、キラーピン８、及び、ノックアウトピン１０を具備する。
キラーピン８は、離間手段の一例である。
キラーピン８は、例えば、金属部材で構成される。キラーピン８は、弾性部材をダイホルダ４の内部に、棒状部材をダイ３の内部に設置される。ここで、キラーピン８は、しわ押え板２０を加圧できるならば、設置場所、及び、個数を適宜に変更することができる。キラーピン８は、ダイホルダ４の内部に設置される弾性部材を調節することにより、しわ押え板２０を加圧する力を適宜に変更することができる。
キラーピン８は、上型１ａの内部に設置され、棒状部材を既定の長さだけダイ３の端面より突出した状態で設置される。キラーピン８の突出量は、素材寸法と、成形品のフランジ寸法との関係によって決められる。
キラーピン８は、上型１ａが鉛直方向に下降した場合に、ダイ３の端面より突出した棒状部材の端面を、しわ押え板２０の上端平面部に接触させ、既定の圧力でしわ押え板２０を加圧する。［図３（ａ）］キラーピン８は、ダイ３と、パンチ２２ａとによる被成形物２の過度の挟み付けを防止する。 A killer pin 8 and a knockout pin 10 are provided inside the die 3 and the die holder 4.
The killer pin 8 is an example of a separation unit.
The killer pin 8 is made of, for example, a metal member. The killer pin 8 is provided with an elastic member inside the die holder 4 and a rod-like member inside the die 3. Here, if the killer pin 8 can press the wrinkle pressing plate 20, the installation location and the number of the killer pins 8 can be changed as appropriate. The killer pin 8 can appropriately change the force for pressing the wrinkle pressing plate 20 by adjusting an elastic member installed inside the die holder 4.
The killer pin 8 is installed inside the upper mold 1a, and is installed in a state where the rod-shaped member protrudes from the end face of the die 3 by a predetermined length. The protrusion amount of the killer pin 8 is determined by the relationship between the material dimension and the flange dimension of the molded product.
When the upper die 1a is lowered in the vertical direction, the killer pin 8 makes the end surface of the rod-shaped member protruding from the end surface of the die 3 contact the upper end flat portion of the wrinkle presser plate 20, and the wrinkle presser plate 20 is moved with a predetermined pressure. Pressurize. [FIG. 3A] The killer pin 8 prevents excessive pinching of the molding 2 by the die 3 and the punch 22a.

ノックアウトピン１０は、例えば、金属部材で構成される。ノックアウトピン１０は、ダイホルダ４の内部に動作を行う機構部材が設置され、棒状部材をダイ３に内部に設置される。ノックアウトピン１０は、成形後にダイ３の凹部分に付着する被成形物２を離型させる。ノックアウトピン１０は、成形後の凹部分に付着する被成形物２を離型させる機能を有するならば適宜に変更することができる。 The knockout pin 10 is made of, for example, a metal member. The knockout pin 10 is provided with a mechanism member that operates inside the die holder 4, and a rod-like member is installed inside the die 3. The knockout pin 10 releases the molding object 2 attached to the concave portion of the die 3 after molding. The knockout pin 10 can be appropriately changed as long as it has a function of releasing the molding 2 attached to the concave portion after molding.

下型１ｂは、しわ押え板２０、パンチ２２、トリミングダイ２３、パンチホルダ２４、下部ダイプレート２６、及び、クッションピン２８を有する。
しわ押え板２０は、例えば、金属部材で構成される。具体的には、しわ押え板２０は、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。
しわ押え板２０は、パンチ２２ａ、及び、コーナーパンチ２２ｂを挿入できる穴部を有する。しわ押え板２０は、被成形物２を載置でき、ダイ３の平面部との加圧を行うために対向して設置される。しわ押え板２０は、ダイ３の凹部よりはみ出した被成形物２の外縁部分を、ダイ３の平面部と挟み込み加圧する。しわ押え板２０は、ダイ３の凹部に被成形物２の押し込みが完了したときに、被成形物２の外縁部分の加圧を増加させる。
また、しわ押え板２０は、ヒーター４１、冷却流体用流路４０、及び、温度センサー４２を具備する。 The lower mold 1 b includes a wrinkle pressing plate 20, a punch 22, a trimming die 23, a punch holder 24, a lower die plate 26, and a cushion pin 28.
The wrinkle pressing plate 20 is made of, for example, a metal member. Specifically, the wrinkle pressing plate 20 is made of iron or an alloy such as steel.
The wrinkle holding plate 20 has a hole portion into which the punch 22a and the corner punch 22b can be inserted. The wrinkle retainer plate 20 can be placed on the workpiece 2 and is placed opposite to the plate 3 so as to pressurize the flat portion of the die 3. The wrinkle pressing plate 20 sandwiches and presses the outer edge portion of the molding 2 that protrudes from the concave portion of the die 3 with the flat portion of the die 3. The wrinkle pressing plate 20 increases the pressurization of the outer edge portion of the molding 2 when the molding 2 is completely pushed into the recess of the die 3.
Further, the wrinkle pressing plate 20 includes a heater 41, a cooling fluid channel 40, and a temperature sensor 42.

パンチ２２は、パンチ２２ａ及びコーナーパンチ２２ｂで構成される。
パンチ２２ａは、例えば、金属部材で構成される。具体的にはパンチ２２ａは、パンチ２２ａは、アルミニウム合金以外の金属で構成され、例えば、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。ここで、パンチ２２ａは、ダイ３よりも熱膨張係数の低い材料で構成され、例えば、鉄、及び、鋼により構成されるため、熱膨張係数は約１２×１０^−６である。
パンチ２２ａは、ダイ３の凹部に対応する先端形状を有する。本実施形態では、パンチ２２ａは、略円柱形状をしており、平面を有する上端面と、上端面から胴部にかけて、連続して滑らかな円弧を描くような角部を形成する。
パンチ２２ａは、被成形物２の必要形状に応じて適宜に形状を変更することができる。
また、パンチ２２ａは、ヒーター４１、冷却流体用流路４０、及び、温度センサー４２を内部に具備する。 The punch 22 includes a punch 22a and a corner punch 22b.
The punch 22a is made of, for example, a metal member. Specifically, the punch 22a is made of a metal other than an aluminum alloy, for example, iron or an alloy such as steel. Here, since the punch 22a is made of a material having a lower thermal expansion coefficient than that of the die 3, and is made of, for example, iron and steel, the thermal expansion coefficient is about 12 × 10 ⁻⁶ .
The punch 22 a has a tip shape corresponding to the concave portion of the die 3. In the present embodiment, the punch 22a has a substantially cylindrical shape, and forms an upper end surface having a flat surface and a corner portion that continuously draws a smooth arc from the upper end surface to the body portion.
The shape of the punch 22a can be changed as appropriate according to the required shape of the workpiece 2.
The punch 22a includes a heater 41, a cooling fluid channel 40, and a temperature sensor 42 therein.

コーナーパンチ２２ｂは、例えば、金属部材で構成される。具体的には、コーナーパンチ２２ｂは、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。コーナーパンチ２２ｂは、筒部と、脚部とを有する。コーナーパンチ２２ｂは、パンチ２２ａの外径より大きい内径を有し、しわ押え板２０の穴部の内径より小さい外径をする筒部である。コーナーパンチ２２ｂは、パンチ２２ａより短筒であり、内径から外径に向かってテーパ加工される。コーナーパンチ２２ｂは、ダイ３の凹部から平面部に連続する角部を加圧するため、ダイ３の凹部から平面部に連続する角部に応じた形状をする。また、コーナーパンチ２２ｂは、筒部を支持する脚部をさらに有する。 The corner punch 22b is made of, for example, a metal member. Specifically, the corner punch 22b is made of an alloy such as iron or steel. The corner punch 22b has a cylinder part and a leg part. The corner punch 22b is a cylindrical portion having an inner diameter larger than the outer diameter of the punch 22a and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the hole portion of the wrinkle pressing plate 20. The corner punch 22b is shorter than the punch 22a and is tapered from the inner diameter toward the outer diameter. Since the corner punch 22b pressurizes the corner portion that continues from the concave portion of the die 3 to the flat portion, the corner punch 22b has a shape corresponding to the corner portion that continues from the concave portion of the die 3 to the flat portion. The corner punch 22b further includes a leg portion that supports the cylindrical portion.

トリミングダイ２３は、例えば、金属部材で構成される。具体的には、トリミングダイ２３は、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。トリミングダイ２３は、押えプレート５と対向するように設置される。トリミングダイ２３は、ダイ３に具備される切断部３ａと同様の機能を有する切断部３ｂを具備する。
ここで、切断部３ａ及び切断部３ｂは、本発明に係る切断手段の一例である。
また、トリミングダイ２３は、しわ押え板２０の近傍に設置される。具体的には、トリミングダイ２３は、上型１ａが降下した場合に、ダイ３に具備される切断部３ａと、トリミングダイ２３に具備される切断部３ｂとが互いにかみ合った状態となる位置関係となるように設置される。トリミングダイ２３の切断部３ａは、しわ押え板２０の降下を制限された場合に、しわ押え板２０の平面部上端より、上型１ａに近くなる位置に設定される。トリミングダイ２３は、切断部３ｂの設置する場所、及び、形状を適宜に変更することができる。 The trimming die 23 is made of, for example, a metal member. Specifically, the trimming die 23 is made of an alloy such as iron or steel. The trimming die 23 is installed so as to face the presser plate 5. The trimming die 23 includes a cutting part 3 b having the same function as the cutting part 3 a provided in the die 3.
Here, the cutting part 3a and the cutting part 3b are examples of cutting means according to the present invention.
The trimming die 23 is installed in the vicinity of the wrinkle pressing plate 20. Specifically, in the trimming die 23, when the upper die 1a is lowered, the positional relationship in which the cutting part 3a provided in the die 3 and the cutting part 3b provided in the trimming die 23 are engaged with each other. It is installed to become. The cutting portion 3a of the trimming die 23 is set at a position closer to the upper die 1a than the upper end of the flat portion of the wrinkle presser plate 20 when the lowering of the wrinkle presser plate 20 is restricted. The location and shape of the trimming die 23 can be changed appropriately.

パンチホルダ２４は、例えば、金属部材で構成される。具体的にはパンチホルダ２４は、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。
パンチホルダ２４は、パンチ２２ａを支持する。また、パンチホルダ２４は、パンチ２２ａの具備するヒーター４１、冷却流体用流路４０、及び、温度センサー４２の穴部を備えてもよい。パンチホルダ２４は、穴部の方向や数を適宜に変更することができる。
また、パンチホルダ２４は、しわ押え板２０の降下を制限する。パンチホルダ２４は、しわ押え板２０の上昇降下を補助するクッションピン２８、及び、ダイクッションピン３０を内部に設置するための貫通孔を有する。パンチホルダ２４は、貫通孔の大きさや数を、適宜に変更することができる。 The punch holder 24 is made of a metal member, for example. Specifically, the punch holder 24 is made of iron or an alloy such as steel.
The punch holder 24 supports the punch 22a. The punch holder 24 may include a heater 41 provided in the punch 22 a, a cooling fluid flow path 40, and a hole portion of the temperature sensor 42. The punch holder 24 can appropriately change the direction and number of the holes.
Further, the punch holder 24 limits the lowering of the wrinkle pressing plate 20. The punch holder 24 has a cushion pin 28 for assisting the raising and lowering of the wrinkle pressing plate 20 and a through hole for installing the die cushion pin 30 therein. The punch holder 24 can appropriately change the size and number of the through holes.

下部ダイプレート２６は、例えば、金属部材で構成される。具体的には下部ダイプレート２６は、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。下部ダイプレート２６は、パンチホルダ２４を支持する。下部ダイプレート２６は、パンチホルダ２４と同様に、しわ押え板２０の上昇降下を補助するクッションピン２８、及び、ダイクッションピン３０を内部に設置するための貫通孔を具備してもよい。 The lower die plate 26 is made of, for example, a metal member. Specifically, the lower die plate 26 is made of an alloy such as iron or steel. The lower die plate 26 supports the punch holder 24. Similarly to the punch holder 24, the lower die plate 26 may include a cushion pin 28 that assists in raising and lowering the wrinkle pressing plate 20 and a through hole for installing the die cushion pin 30 therein.

クッションピン２８は、例えば、金属部材で構成される。具体的にはクッションピン２８は、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。クッションピン２８は、しわ押え板２０により鉛直下方に加えられる圧力をダイクッションピン３０に伝達する。クッションピン２８は、スプリング３２の代用として弾性部材を纏わせてもよい。具体的には、クッションピン２８は、例えば、ばねやゴムなどの弾性性能を有する部材をピンに纏わせ、しわ押え板２０の降下に対応してもよい。本実施例のクッションピン２８は、しわ押え板２０を支える機能を有する一例である。クッションピン２８は、しわ押え板２０に固定されることにより、しわ押え板２０の脱落を防止する。 The cushion pin 28 is made of, for example, a metal member. Specifically, the cushion pin 28 is made of iron or an alloy such as steel. The cushion pin 28 transmits the pressure applied vertically downward by the wrinkle pressing plate 20 to the die cushion pin 30. The cushion pin 28 may be an elastic member as a substitute for the spring 32. Specifically, for example, the cushion pin 28 may correspond to the lowering of the wrinkle presser plate 20 by putting members having elastic performance such as a spring or rubber together on the pin. The cushion pin 28 of the present embodiment is an example having a function of supporting the wrinkle pressing plate 20. The cushion pin 28 is fixed to the wrinkle presser plate 20 to prevent the wrinkle presser plate 20 from falling off.

ダイクッションピン３０は、例えば、金属部材で構成される。具体的にはダイクッションピン３０は、鉄、又は、鋼などの合金により構成される。ダイクッションピン３０は、クッションピン２８より伝達された鉛直下方の圧力を、クッション３２に伝達する。ダイクッションピン３０は、クッションピン２８と一体としてもよい。 The die cushion pin 30 is made of a metal member, for example. Specifically, the die cushion pin 30 is made of an alloy such as iron or steel. The die cushion pin 30 transmits the vertically downward pressure transmitted from the cushion pin 28 to the cushion 32. The die cushion pin 30 may be integrated with the cushion pin 28.

クッション３２は、鉛直下方の圧力を緩衝する弾性部材の一例であり、適宜に仕様形態を変更できる。例えば、クッションピン２８に弾性部材を纏わせて、代用してもよい。クッション３２は、上型１ａにより鉛直下方の圧力を下型１ｂに加えた場合に、鉛直下方の圧力を緩衝する機能を有する。 The cushion 32 is an example of an elastic member that buffers a vertically downward pressure, and the specification form can be changed as appropriate. For example, a cushion pin 28 may be substituted with an elastic member. The cushion 32 has a function of buffering the vertically lower pressure when the vertically lower pressure is applied to the lower mold 1b by the upper mold 1a.

次に、本実施形態の流れについて説明する。
図３は、本実施形態に係る成形装置１の成形工程を例示する図である。
図４は、施工工程Ｓ１００を説明するフローチャートである。 Next, the flow of this embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating a molding process of the molding apparatus 1 according to this embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating the construction process S100.

図４に例示するように、ステップ１００（Ｓ１００）において、ダイ３、しわ押え板２０、及び、パンチ２２は、内臓されるヒーター４１により、予熱される。
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、しわ押え板２０は、被成形物２を設置される。このとき、パンチ２２ａの中心と、被成形物２の中心とを合わせるようにして設置される。 As illustrated in FIG. 4, in step 100 (S <b> 100), the die 3, the wrinkle pressing plate 20, and the punch 22 are preheated by a built-in heater 41.
In step 102 (S102), the to-be-molded product 2 is installed in the wrinkle pressing plate 20. At this time, the punch 22a is placed so that the center of the punch 2a and the center of the workpiece 2 are aligned.

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、ダイ３、しわ押え板２０、及び、パンチ２２は、ヒーター４１により被成形物２の成形しやすい温度になるように加熱される。ダイ３、しわ押え板２０、及び、パンチ２２は、加熱されることにより、温度上昇に伴って長さ・体積などが増加する（熱膨張）。ここで、ダイ３は、少なくとも一部をアルミニウム合金で構成される。また、パンチ２２は、鉄、又は、鋼により構成される。ダイ３は、パンチ２２より熱膨張係数の高い部材を用いて構成されることにより、加熱時に、パンチ２２より長さ・体積などを増加させることができる。 In step 104 (S 104), the die 3, the wrinkle pressing plate 20, and the punch 22 are heated by the heater 41 to a temperature at which the molding object 2 can be easily molded. When the die 3, the wrinkle pressing plate 20, and the punch 22 are heated, the length and volume increase as the temperature rises (thermal expansion). Here, the die 3 is at least partially made of an aluminum alloy. The punch 22 is made of iron or steel. The die 3 is configured using a member having a higher thermal expansion coefficient than that of the punch 22, so that the length and volume of the die 3 can be increased compared to the punch 22 during heating.

図３は、模式的に被成形物２の成形工程を例示したものである。
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、図３（ａ）に例示するように、上型１ａは、鉛直下方に降下する。キラーピン８は、上型１ａの鉛直下方に降下することにより、ダイ３の端面より突出した棒状部材の端面を、しわ押え板２０の平面部の上端に接触させ、既定の圧力でしわ押え板２０を加圧する。キラーピン８は、キラーピン８の有する弾性体により、しわ押え板２０の平面部の上端にかける圧力を調節され、ダイ３と、しわ押え板２０とを既定量だけ離間させる。
ここで、キラーピン８によるしわ押え板２０の加圧する位置は、被成形物２と接触しない位置に設定される。図３では、キラーピン８、及び、被成形物２は、重複して図示されているが、本来接触していないものとする。 FIG. 3 schematically illustrates the molding process of the molding 2.
In step 106 (S106), as illustrated in FIG. 3A, the upper mold 1a descends vertically downward. The killer pin 8 descends vertically below the upper die 1a so that the end surface of the rod-shaped member protruding from the end surface of the die 3 is brought into contact with the upper end of the flat portion of the wrinkle presser plate 20, and the wrinkle presser plate 20 is pressed with a predetermined pressure. Pressurize. The killer pin 8 is adjusted by the elastic body of the killer pin 8 to adjust the pressure applied to the upper end of the flat portion of the wrinkle presser plate 20, and separates the die 3 and the wrinkle presser plate 20 by a predetermined amount.
Here, the position where the wrinkle pressing plate 20 is pressed by the killer pin 8 is set to a position where it does not contact the workpiece 2. In FIG. 3, the killer pin 8 and the molding object 2 are illustrated in an overlapping manner, but are not originally in contact with each other.

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、キラーピン８は、クッションピン２８、ダイクッションピン３０、及び、クッション３２による鉛直上方の圧力より強い圧力をしわ押え板２０にかける。そのため、キラーピン８は、パンチホルダ２４によるしわ押え板２０の降下を制限される直前まで、ダイ３の端面より棒状部材を突出した状態を維持するため、しわ押え板２０を鉛直下方に加圧する。 In step 108 (S108), the killer pin 8 applies a pressure stronger than the vertically upward pressure by the cushion pin 28, the die cushion pin 30, and the cushion 32 to the wrinkle presser plate 20. Therefore, the killer pin 8 presses the wrinkle holding plate 20 vertically downward in order to maintain the state in which the rod-shaped member protrudes from the end face of the die 3 until just before the lowering of the wrinkle holding plate 20 by the punch holder 24 is restricted.

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、上型１ａの降下によって、下型１ｂと接触することにより、被成形物２を加圧する。
図３（ｂ）に例示するように、キラーピン８は、ダイ３の端面より棒状部材を突出した状態を維持しながら降下し、ダイ３の内部に収納されながら、しわ押え板２０鉛直下方に加圧する。
ヒーター４１は、ダイ３、しわ押え板２０、及び、パンチ２２を加熱し、被成形物２の熱可塑性樹脂を軟化させている。そのため、パンチ２２ａは、しわ押え板２０の降下により、軟化したことで変形する被成形物２を、平面状である上端面、しわ押え板２０の平面部、及び、トリミングダイ２３で支える。
ダイ３は、上型１ａの降下により、凹部に被成形物２と、パンチ２２ａとを押し込まれる。このとき、ダイ３、及び、しわ押え板２０は、キラーピン８により、しわ押え板２０との既定の離間距離を保つことができる。そのため、ダイ３は、パンチ２２ａを押込まれる場合に、被成形物２の底面部、側面部、及び、鍔部（フランジ部）にかけて順に圧力を加えることができる。 In step 110 (S110), the molding 2 is pressurized by contacting the lower mold 1b by the lowering of the upper mold 1a.
As illustrated in FIG. 3B, the killer pin 8 is lowered while maintaining the state in which the rod-like member protrudes from the end face of the die 3, and is added vertically below the wrinkle pressing plate 20 while being housed inside the die 3. Press.
The heater 41 heats the die 3, the wrinkle pressing plate 20, and the punch 22 to soften the thermoplastic resin of the molding object 2. Therefore, the punch 22a supports the workpiece 2 that is deformed by being softened by the lowering of the wrinkle holding plate 20 with a flat upper end surface, a flat portion of the wrinkle holding plate 20, and the trimming die 23.
In the die 3, the molding 2 and the punch 22 a are pushed into the concave portion by the lowering of the upper die 1 a. At this time, the die 3 and the wrinkle pressing plate 20 can maintain a predetermined distance from the wrinkle pressing plate 20 by the killer pin 8. Therefore, the die 3 can apply pressure sequentially to the bottom surface portion, the side surface portion, and the flange portion (flange portion) of the molding 2 when the punch 22a is pushed.

ステップ１１２（Ｓ１１２）において、図３（ｃ）に例示するように、ダイ３の切断部３ａ、及び、トリミングダイ２３の切断部３ｂは、被成形物２の周縁部であるフランジ部の一部を切断する。具体的には、ダイ３は、パンチ２２ａにより、ダイ３の内部に被成形物２を押し込まれてから、ダイ３に具備される切断部３ａと、トリミングダイ２３に具備される切断部３ｂとが互いにかみ合うことにより、まだ押し込まれていない被成形物２のフランジ部の一部を切断する。
ダイ３、及び、しわ押え板２０は、切断後に、切断された被成形物２の少なくとも一部をさらに加圧する。ダイ３は、少なくとも、被成形物２のフランジ部を、さらに加圧することにより、軟化する熱可塑性樹脂を切断された部分に押出し、切断された被成形物２の切断部分を軟化する熱可塑性樹脂により覆わせる。そのため、被成形物２の炭素繊維素材の切断に伴う粉塵等の発生を防止することができる。
キラーピン８は、ダイ３に被成形物２の押し込みを完了した後で、離間作用を解消する。 In step 112 (S112), as illustrated in FIG. 3C, the cutting part 3a of the die 3 and the cutting part 3b of the trimming die 23 are part of the flange part that is the peripheral part of the molding 2. Disconnect. Specifically, after the die 3 is pushed into the die 3 by the punch 22a, the cutting part 3a provided in the die 3 and the cutting part 3b provided in the trimming die 23 are provided. Are engaged with each other, thereby cutting a part of the flange portion of the molding 2 that has not yet been pushed.
The die 3 and the wrinkle pressing plate 20 further pressurize at least a part of the cut workpiece 2 after cutting. The die 3 is a thermoplastic resin that extrudes a softened thermoplastic resin into a cut portion by further pressurizing at least the flange portion of the molded product 2 and softens the cut portion of the cut molded product 2. Cover with. Therefore, generation | occurrence | production of the dust etc. accompanying the cutting | disconnection of the carbon fiber raw material of the to-be-molded product 2 can be prevented.
The killer pin 8 eliminates the separating action after the pressing of the molding 2 into the die 3 is completed.

このように、ダイ３は、パンチ２２ａにより被成形物２を凹部に押込まれ、被成形物２に対して、順に圧力を掛けることができる。ダイ３は、凹部にパンチ２２ａを押し込むことにより被成形物２を加圧する。次に、ダイ３に具備される切断部３ａと、トリミングダイ２３に具備される切断部３ｂとが互いにかみ合うことにより、まだ押し込まれていない被成形物２のフランジ部の一部を切断する。ダイ３は、ダイ３にある凹部の外縁にある平面部と、しわ押え板２０とにより、切断された被成形物２のフランジ部を加圧する。
ダイ３は、成形物２に対して、順に圧力を掛けることにより、ダイ３の内部に押込まれた部分に引っ張られて生ずる圧縮力をフランジ部に発生することを防止する。具体的には、ダイ３は、被成形物２に対して順に圧力を掛けることにより、ダイ３と被成形物２との接触面の摩擦力、及び、しわ押え板２０と被成形物２との接触面との摩擦力による熱可塑性樹脂の静止力と、被成形物２の成形による炭素繊維のダイ３の内部に引き込まれる力とによるせん断応力の発生を減少させることができる。また、ダイ３、及び、しわ押え板２０は、被成形物２に対して、過度な圧力を掛けることを防止でき、被成形物２の重層、又は、波形のような変形の発生を減少させることができる。 In this way, the die 3 can press the workpiece 2 into the concave portion by the punch 22a and apply pressure to the workpiece 2 in order. The die 3 pressurizes the workpiece 2 by pushing the punch 22a into the recess. Next, the cutting part 3 a provided in the die 3 and the cutting part 3 b provided in the trimming die 23 are engaged with each other, thereby cutting a part of the flange part of the molding 2 that is not yet pushed. The die 3 presses the flange portion of the cut object 2 by the flat portion at the outer edge of the concave portion in the die 3 and the wrinkle pressing plate 20.
The die 3 applies pressure to the molded product 2 in order to prevent the flange portion from generating a compression force generated by being pulled by a portion pushed into the die 3. Specifically, the die 3 applies pressure to the molding object 2 in order, so that the frictional force of the contact surface between the die 3 and the molding object 2 and the wrinkle pressing plate 20 and the molding object 2 The generation of shear stress due to the static force of the thermoplastic resin due to the frictional force with the contact surface and the force pulled into the carbon fiber die 3 due to the molding of the molding 2 can be reduced. In addition, the die 3 and the wrinkle pressing plate 20 can prevent excessive pressure from being applied to the molding object 2, and reduce the occurrence of deformation such as a multilayer of the molding object 2 or a waveform. be able to.

ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ダイ３、しわ押え板２０、及び、パンチ２２は、被成形物２を加圧した状態で、冷却流体用流路４０に流れる冷却媒体により、冷却される。冷却流体用流路４０は、被成形物２の固化しうる温度になるまで、ダイ３、しわ押え板２０、及び、パンチ２２を冷却する。冷却流体用流路４０は、熱可塑性樹脂の性質、板厚、及び、成形形状により、軟化時間、流動性、及び、冷却条件も変化するため、適宜に温度制御を行う。
ダイ３は、熱可塑性樹脂の熱膨張係数と近似するアルミニウム合金を採用することにより、冷却時に被成形物２と同様に、形状の収縮を行う。そのため、ダイ３は、冷却作用により収縮した場合に、ダイ３と、被成形物２との間に生ずる隙間を軽減させることができる。従って、ダイ３は、ダイ３に接触する被成形物２の接触面に対して、垂直方向に圧力を均一に掛けることができる。
また、ダイ３は、冷却作用による形状の収縮により、収縮した量だけ熱可塑性樹脂を外部へ押し出し、被成形物２の切断部分に熱可塑性樹脂を補充させる。 In step 114 (S114), the die 3, the wrinkle pressing plate 20, and the punch 22 are cooled by a cooling medium flowing in the cooling fluid flow path 40 in a state where the molding 2 is pressurized. The cooling fluid channel 40 cools the die 3, the wrinkle pressing plate 20, and the punch 22 until the temperature at which the molding 2 can be solidified is reached. The cooling fluid flow path 40 is appropriately controlled in temperature because the softening time, fluidity, and cooling conditions also vary depending on the properties of the thermoplastic resin, the plate thickness, and the molding shape.
The die 3 adopts an aluminum alloy that approximates the thermal expansion coefficient of the thermoplastic resin, so that the die 3 contracts in the same manner as the molding 2 during cooling. Therefore, the die 3 can reduce a gap generated between the die 3 and the workpiece 2 when contracted by a cooling action. Therefore, the die 3 can uniformly apply pressure in the vertical direction to the contact surface of the molding 2 that contacts the die 3.
Further, the die 3 extrudes the thermoplastic resin to the outside by the contracted amount due to the contraction of the shape due to the cooling action, and replenishes the cut portion of the molding 2 with the thermoplastic resin.

ステップ１１６（Ｓ１１６）において、上型１ａは、鉛直上方に上昇を行う。上型１ａは、上昇することにより、ダイ３の内部からキラーピン８の棒状部材を排出する。しわ押え板２０は、キラーピン８の棒状部材の端面の上昇に伴って、クッションピン２８、ダイクッションピン３０、及び、クッション３２による鉛直上方の圧力を受けて上昇する。 In step 116 (S116), the upper mold 1a moves up vertically. The upper die 1 a is lifted to discharge the rod-shaped member of the killer pin 8 from the inside of the die 3. As the end face of the rod-shaped member of the killer pin 8 rises, the wrinkle pressing plate 20 rises in response to the vertically upward pressure by the cushion pin 28, the die cushion pin 30, and the cushion 32.

ステップ１１８（Ｓ１１８）において、ノックアウトピン１０は、被成形物２をダイ３の凹部より離型する。 In step 118 (S 118), the knockout pin 10 releases the workpiece 2 from the concave portion of the die 3.

以上、説明したように、本実施形態の成形装置１は、被成形物２であるＣＦＲＴＰの成形に適したものである。
成形装置１は、上型１ａにキラーピン８を有する。成形装置１は、キラーピン８をしわ押え板２０に接触させ、しわ押え板２０をパンチホルダ２４に接触するまで押し下げる。成形装置１は、キラーピン８を既定量だけ突出させた状態で、しわ押え板２０をパンチホルダ２４に接触するまで押し下げることにより、既定の間隔を保持できるため過度な圧力を被成形物２に掛けることを防止する。また、成形装置１は、しわ押え板２０をパンチホルダ２４に接触するまで押し下げることにより、ダイ３による被成形物２の成形時に、底面部、側面部、及び、鍔部（フランジ部）にかけて順に圧力を掛けることができるため、被成形物２の内部に発生するせん断応力、及び、被成形物２に発生するしわや割れを抑えることができる。 As described above, the molding apparatus 1 of the present embodiment is suitable for molding CFRTP, which is the molding object 2.
The molding apparatus 1 has a killer pin 8 in the upper mold 1a. The molding apparatus 1 brings the killer pin 8 into contact with the wrinkle holding plate 20 and pushes down the wrinkle holding plate 20 until it comes into contact with the punch holder 24. Since the molding apparatus 1 can hold the predetermined interval by pushing down the wrinkle presser plate 20 until it contacts the punch holder 24 with the killer pin 8 protruding by a predetermined amount, an excessive pressure is applied to the workpiece 2. To prevent that. Further, the molding apparatus 1 pushes down the wrinkle retainer plate 20 until it comes into contact with the punch holder 24, so that when the molding 2 is molded by the die 3, the molding apparatus 1 sequentially reaches the bottom surface, the side surface, and the flange (flange). Since pressure can be applied, it is possible to suppress shearing stress generated in the molded article 2 and wrinkles and cracks generated in the molded article 2.

また、成形装置１は、ダイ３を降下させ被成形物２を加圧する場合に、ダイ３に具備される切断部３ａと、トリミングダイ２３に具備される切断部３ｂとにより、被成形物２の周縁部を切断する。切断後、成形装置１は、しわ押え板２０により、切断された被成形物２のフランジ部を加圧し、加圧されることにより被成形物２にある熱可塑性樹脂を切断された部分に補充する。成形装置１は、被成形物２の切断された部分に熱可塑性樹脂を補充することにより、炭素繊維素材による粉塵等の発生を防止するとともに、炭素繊維素材の切断面を熱可塑性樹脂により覆うことができる。 Further, when the molding apparatus 1 lowers the die 3 and pressurizes the workpiece 2, the molding device 2 includes the cutting portion 3 a provided in the die 3 and the cutting portion 3 b provided in the trimming die 23. Cut the periphery of the. After the cutting, the molding device 1 presses the flange portion of the cut molding 2 with the wrinkle pressing plate 20 and replenishes the cut portion with the thermoplastic resin in the molding 2 by the pressurization. To do. The molding apparatus 1 replenishes a cut portion of the molding 2 with a thermoplastic resin, thereby preventing generation of dust and the like due to the carbon fiber material, and covering the cut surface of the carbon fiber material with the thermoplastic resin. Can do.

また、成形装置１は、ダイ３と、パンチ２２とを熱膨張係数の異なる材料で構成し、上型１ａにあるダイ３の構成部材を、被成形物２の熱膨張係数と近似する構成部材であるアルミニウム合金を用いることにより、金型、及び、被成形物２の冷却時に生ずる隙間を減少させることができる。成形装置１は、被成形物２の熱膨張係数と近似する構成部材を用いることにより、ダイ３に接触する被成形物２の接触面に対して、垂直方向に圧力を均一に掛けることができるため、板厚の均一化を図ることができる。
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。 Further, the molding apparatus 1 is configured with the die 3 and the punch 22 made of materials having different thermal expansion coefficients, and the constituent members of the die 3 in the upper mold 1a are approximated to the thermal expansion coefficient of the article 2 to be molded. By using the aluminum alloy, it is possible to reduce the gap generated when the mold and the molding 2 are cooled. The molding apparatus 1 can uniformly apply pressure in the vertical direction to the contact surface of the molding 2 that contacts the die 3 by using a component that approximates the thermal expansion coefficient of the molding 2. Therefore, it is possible to make the plate thickness uniform.
As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, it is not limited to these, A various change, addition, etc. are possible within the range which does not deviate from the meaning of invention.

１ａ上型
３ダイ
３ａ切断部
４ダイホルダ
５押えプレート
６上部ダイプレート
８キラーピン
１０ノックアウトピン
４０冷却流体用流路
４１ヒーター
４２温度センサー
１ｂ下型
２０しわ押え板
２２ａパンチ
２３トリミングパンチ
３ｂ切断部
２４パンチホルダ
２６下部ダイプレート
２８クッションピン
３０ダイクッションピン
３２クッション

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Upper die 3 Die 3a Cutting part 4 Die holder 5 Presser plate 6 Upper die plate 8 Killer pin 10 Knockout pin 40 Cooling fluid channel 41 Heater 42 Temperature sensor 1b Lower die 20 Wrinkle presser plate 22a Punch 23 Trimming punch 3b Cutting part 24 Punch Holder 26 Lower die plate 28 Cushion pin 30 Die cushion pin 32 Cushion

Claims

A press molding apparatus for pressing a molding including a fiber reinforced thermoplastic resin,
Cutting means for cutting the molding,
A press molding apparatus comprising: a pressurizing unit that pressurizes at least a part of the molding after the cutting process by the cutting unit.

The press molding apparatus according to claim 1, wherein the pressurizing unit pressurizes the molding object in the vicinity of a region cut by the cutting unit.

The press molding apparatus according to claim 2, wherein the pressurizing unit pressurizes the molding object before the cooling of the molding object is completed.

The cutting means cuts a part of the flange portion of the molding,
The press molding apparatus according to claim 3, wherein the pressurizing unit pressurizes at least the flange portion.

A step of pressing a molding containing a fiber-reinforced thermoplastic resin,
Cutting the molded article;
Pressurizing at least a part of the cut object to be molded.

A step of pushing the object to be molded into a mold member;
A step of pressing the object to be molded that has been pushed into the mold member,
In the cutting step, a part of a region protruding from the mold member is cut out of the molding object in which the molding object is pressed in the mold member,
The press molding method according to claim 5, wherein, in the pressurizing step, a region protruding from the mold member is pressurized.