JP2016043639A - Molding method and molding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軟化させた繊維強化樹脂シートを下金型及び上金型に当接させて成形する成形方法及び成形装置に関する。 The present invention relates to a molding method and a molding apparatus for molding a softened fiber reinforced resin sheet by bringing it into contact with a lower mold and an upper mold.
繊維強化樹脂シートを成形して成形品を得る方法として、例えば、加熱軟化させた繊維強化樹脂シートを、下金型及び上金型に当接させてプレス成形する、いわゆるスタンピング成形方法が知られている。すなわち、この成形方法では、下金型及び上金型によって形成されるキャビティ内に繊維強化樹脂シートを充填させて成形することで、所望の形状の成形品を得る。 As a method of obtaining a molded product by molding a fiber reinforced resin sheet, for example, a so-called stamping molding method is known in which a heat-softened fiber reinforced resin sheet is press-molded by contacting a lower mold and an upper mold. ing. That is, in this molding method, a molded product having a desired shape is obtained by filling a fiber reinforced resin sheet into a cavity formed by a lower mold and an upper mold.
この際、軟化させた繊維強化樹脂シートは、下金型及び上金型(以下、これらを総称して金型ともいう)に接触すると、該金型に熱を奪われて冷却固化が促進されるため、流動性が低下し易くなる。従って、例えば、金型を型締めすることに先立って、下金型のキャビティ形成面に繊維強化樹脂シートを載置すると、型締め時の流動性が不足してしまう懸念がある。すなわち、キャビティ内(特にキャビティ形成面に設けられた凹部内等)に、繊維強化樹脂シートを十分に充填することが困難になり、所望の形状や良好な物性の成形品が得られない懸念がある。 At this time, when the softened fiber-reinforced resin sheet comes into contact with the lower mold and the upper mold (hereinafter collectively referred to as a mold), the mold is deprived of heat and cooling solidification is promoted. For this reason, the fluidity tends to decrease. Therefore, for example, if a fiber reinforced resin sheet is placed on the cavity forming surface of the lower mold prior to clamping the mold, there is a concern that the fluidity at the time of mold clamping will be insufficient. That is, there is a concern that it becomes difficult to sufficiently fill the fiber reinforced resin sheet in the cavity (especially in the recess provided on the cavity forming surface), and a molded product having a desired shape and good physical properties cannot be obtained. is there.
そこで、特許文献1には、繊維強化樹脂シートの成形性(流動性)を維持するべく、型締め直前まで、キャビティ形成面に繊維強化樹脂シートが接触することを回避する成形方法が提案されている。具体的には、この成形方法では、下金型に対して昇降可能に複数のホールドピンが設けられた金型を使用する。この金型を型締めすることに先立ち、複数のホールドピンを、互いの上端面の水平方向位置が揃うように下金型のキャビティ形成面から突出させ、該上端面に繊維強化樹脂シートをキャビティ形成面と接触しないように載置する。次いで、これら複数のホールドピンを同時に下降させつつ、金型を閉じていき、上金型のキャビティ形成面が繊維強化樹脂シートと接する直前でホールドピンを下金型内に収納する。その後、上金型と下金型とのクリアランスが最終製品厚になるまで型締めを行ない、冷却後、金型を開放すると成形品が得られる。 Therefore, Patent Document 1 proposes a molding method for avoiding contact of the fiber reinforced resin sheet with the cavity forming surface until just before clamping in order to maintain the moldability (fluidity) of the fiber reinforced resin sheet. Yes. Specifically, in this molding method, a mold having a plurality of hold pins that can be moved up and down with respect to the lower mold is used. Prior to clamping the mold, a plurality of hold pins are protruded from the cavity forming surface of the lower mold so that the horizontal positions of the upper end surfaces of the molds are aligned, and a fiber reinforced resin sheet is cavityd on the upper end surface. Place so as not to contact the forming surface. Next, the mold is closed while simultaneously lowering the plurality of hold pins, and the hold pins are accommodated in the lower mold immediately before the cavity forming surface of the upper mold comes into contact with the fiber reinforced resin sheet. Thereafter, the mold is clamped until the clearance between the upper mold and the lower mold reaches the final product thickness. After cooling, the mold is opened to obtain a molded product.
上記の成形方法では、金型を閉じる際に、繊維強化樹脂シートの周縁部位と、内側部位との間の周縁寄り部位が、周縁部位及び内側部位に比して先に、キャビティ形成面と接触して、金型に挟持されることがある。この場合、型締めの途中で、周縁寄り部位がキャビティ形成面に対して位置決め固定される。従って、以降の型締めにおいて、内側部位をキャビティ形成面と接触させて成形するときに、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をキャビティ内に引き込むことが困難になる。その結果、キャビティに繊維強化樹脂シートを十分に充填することができず、一部の材料を引き伸ばすことになり、キャビティ内が材料不足(薄肉)となるため、内側部位に金型による所定の加圧力を付与することが困難となる。 In the above molding method, when the mold is closed, the peripheral portion between the peripheral portion of the fiber reinforced resin sheet and the inner portion contacts the cavity forming surface first as compared with the peripheral portion and the inner portion. In some cases, it may be sandwiched between molds. In this case, the peripheral portion is positioned and fixed with respect to the cavity forming surface during the mold clamping. Therefore, in the subsequent mold clamping, it is difficult to draw the peripheral portion side of the fiber reinforced resin sheet into the cavity when the inner portion is brought into contact with the cavity forming surface. As a result, the fiber reinforced resin sheet cannot be sufficiently filled into the cavity, and a part of the material is stretched, and the inside of the cavity is short of material (thin wall). It becomes difficult to apply pressure.
繊維強化樹脂シートでは、加熱されることによって、強化繊維を拘束していた樹脂が溶融すると、強化繊維の拘束が解放されてスプリングバックが生じる。このため、上記のように、繊維強化樹脂シートの成形時に金型によって所定の加圧力を付与できない場合、その部位の見た目は金型通りの厚さになったとしても、材料(強化繊維)が不足していることとなり、成形品に材料のスプリングバックが残ったままになってしまう。この場合、材料密度や、強化樹脂と繊維との結びつき等が低下するため、成形品の物性の低下を招く懸念がある。 In the fiber reinforced resin sheet, when the resin that has restrained the reinforcing fibers is melted by being heated, the restraining of the reinforcing fibers is released and a spring back is generated. For this reason, as described above, when a predetermined pressing force cannot be applied by a mold at the time of molding a fiber reinforced resin sheet, the material (reinforcing fiber) is made even if the appearance of the part is as thick as the mold. This means that there is a shortage, and the spring back of the material remains in the molded product. In this case, the material density, the connection between the reinforced resin and the fiber, and the like are lowered, and there is a concern that the physical properties of the molded product are lowered.
また、上記の成形方法では、金型を型締めする際に、上型との接触によって繊維強化樹脂シートの熱が奪われることについて十分に考慮されていない。特に、繊維強化樹脂シートがカーボン等の熱伝導性が大きい材料を含む場合には、その影響が顕著となり、所望の形状や良好な物性の成形品を得られない懸念がある。 Further, in the molding method described above, when the mold is clamped, it is not sufficiently considered that the heat of the fiber reinforced resin sheet is taken away by contact with the upper mold. In particular, when the fiber-reinforced resin sheet contains a material having high thermal conductivity such as carbon, the influence becomes remarkable, and there is a concern that a molded product having a desired shape and good physical properties cannot be obtained.
さらに、上記の成形方法で凹部や凸部を有する成形品を得る場合、金型のキャビティ形成面には、成形品の形状に応じた凸部や凹部が設けられる。すなわち、図12Aに示すように、下金型1のキャビティ形成面2は、凸部2aや凹部2b等が設けられた凹凸形状となっている。この場合、先ず、キャビティ形成面2から複数のホールドピン3を突出させ、水平方向位置が互いに揃えられた上端面に繊維強化樹脂シート4を載置する。
Furthermore, when obtaining the molded article which has a recessed part and a convex part with said shaping | molding method, the convex part and recessed part according to the shape of the molded article are provided in the cavity formation surface of a metal mold | die. That is, as shown in FIG. 12A, the
次いで、複数のホールドピン3を同時に下降させつつ金型を閉じていく。このとき、図12Bに示すように、凸部2aでは、キャビティ形成面2の他の部位よりも先に、ホールドピン3が下金型1内に収納され繊維強化樹脂シート4と接触する。さらにホールドピン3が下降し、図12Cに示すように、全て下金型1内に収納されると、上金型5のキャビティ形成面6に設けられた凸部6a等、キャビティ形成面2、6に設けられた各凸部が先行して繊維強化樹脂シート4に接触する。
Next, the mold is closed while simultaneously lowering the plurality of
このように、さらに金型が閉じられると、上記の凸部2a、6a等の各凸部が、対応する凹部6b、2b等の各凹部内に向かって繊維強化樹脂シート4を押圧する。これによって、キャビティ形成面2、6の全体に繊維強化樹脂シート4を接触させてキャビティ内に充填するべく、金型の型締めによる加圧力が付与される。
In this way, when the mold is further closed, the convex portions such as the
従って、上記の成形方法では、繊維強化樹脂シート4に対して、キャビティ形成面2、6の各凸部が先行して接触し、その後各凹部が接触するまでに時間差が生じる。このため、各凸部が先行して接触した繊維強化樹脂シート4の接触部位4aでは、他部位に比して冷却固化が進行し易い。
Therefore, in the molding method described above, there is a time difference until the convex portions of the
これによって、型締め時に、接触部位4aの流動性が低下すると、他部位の流動量(変形量)が過剰に大きくなってしまう懸念がある。また、上記の加圧力が付与される前に、接触部位4aが最終製品厚よりも大きい厚さで固化してしまうこと等によって、金型を十分に型締めすることが困難になると、他部位に付与される加圧力が不足する懸念がある。結局、上記の成形方法では、凹凸形状のキャビティ形成面を備える金型を用いる場合に、繊維強化樹脂シート4の成形性が低下することを回避し難く、成形品に強化繊維の配向乱れや樹脂含有量のばらつき等が生じ易い。すなわち、所望の形状や良好な物性の成形品を高精度に得ることが困難である。
Accordingly, when the fluidity of the
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、凹凸形状のキャビティ形成面を備える金型を用いても、繊維強化樹脂シートの全体に十分な加圧力を付与して、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることが可能な成形方法及び成形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem. Even when a mold having an uneven cavity forming surface is used, sufficient pressure is applied to the entire fiber reinforced resin sheet to obtain a desired shape. It is another object of the present invention to provide a molding method and a molding apparatus capable of obtaining a molded product having good physical properties with high accuracy.
前記の目的を達成するために、本発明は、軟化させた繊維強化樹脂シートを下金型及び上金型に当接させて成形する成形方法であって、前記下金型に対して昇降可能に設けられた複数の載置ピンの上端面を、前記下金型のキャビティ形成面から突出させ、前記繊維強化樹脂シートが前記キャビティ形成面に接触しない載置位置で、前記上端面に前記繊維強化樹脂シートを載置し、前記上端面を前記キャビティ形成面と面一になる成形位置まで下降させるとともに前記下金型及び前記上金型を閉じる工程を有し、前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記上端面同士が前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差となるように、前記複数の載置ピンの互いの突出長さの比を調整して、前記繊維強化樹脂シートの予備成形を行うことを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a molding method in which a softened fiber reinforced resin sheet is brought into contact with a lower die and an upper die, and can be raised and lowered relative to the lower die. The upper end surfaces of a plurality of mounting pins provided on the upper mold are protruded from the cavity forming surface of the lower mold, and the fibers are placed on the upper end surface at a mounting position where the fiber reinforced resin sheet does not contact the cavity forming surface. Placing the reinforced resin sheet and lowering the upper end surface to a molding position flush with the cavity forming surface and closing the lower mold and the upper mold; and the upper end surface is the molding position Before reaching the upper end surface, the ratio of the protruding lengths of the plurality of mounting pins is adjusted so that the upper end surfaces have a height difference corresponding to the uneven shape of the cavity forming surface, and the fibers Pre-molding of reinforced resin sheet The features.
この成形方法では、載置位置まで突出させた載置ピンの上端面に繊維強化樹脂シートを載置することで、下金型及び上金型(金型)の型締めに先立って、繊維強化樹脂シートがキャビティ形成面に接触し、冷却されることを抑制できる。すなわち、繊維強化樹脂シートの成形性が低下してしまうことを抑制できる。 In this molding method, the fiber reinforced resin sheet is placed on the upper end surface of the placement pin that protrudes to the placement position, so that fiber reinforced prior to clamping of the lower die and the upper die (die). It can suppress that a resin sheet contacts a cavity formation surface and is cooled. That is, it can suppress that the moldability of a fiber reinforced resin sheet falls.
なお、載置位置にある上端面に繊維強化樹脂シートを載置する際、繊維強化樹脂シートの全ての部位において、キャビティ形成面との接触が回避されている必要はない。すなわち、流動性が大きく悪化しない程度に、繊維強化樹脂シートの一部がキャビティ形成面に接触していてもよい。 In addition, when mounting a fiber reinforced resin sheet on the upper end surface in a mounting position, the contact with a cavity formation surface does not need to be avoided in all parts of the fiber reinforced resin sheet. That is, a part of the fiber reinforced resin sheet may be in contact with the cavity forming surface to such an extent that the fluidity is not greatly deteriorated.
また、上端面が成形位置に到達する前に、上端面同士がキャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差で配置されるように、複数の載置ピンの突出長さの比を調整する。このように高低差が設けられた上端面に載置することで、繊維強化樹脂シートの一部が自重によって流動して変形する。これによって、例えば、繊維強化樹脂シートの周縁寄り部位が金型に挟持される前に、予め、周縁部位側をキャビティ内に引き込んで、キャビティ形成面に沿う形状に繊維強化樹脂シートを予備成形することができる。従って、型締めの際に、繊維強化樹脂シートの材料の一部が引き伸ばされて、キャビティ内が材料不足となることを効果的に抑制できる。 Further, before the upper end surfaces reach the forming position, the ratio of the protruding lengths of the plurality of mounting pins is adjusted so that the upper end surfaces are arranged with a height difference corresponding to the uneven shape of the cavity forming surface. Thus, by mounting on the upper end surface provided with the height difference, a part of the fiber reinforced resin sheet flows and deforms by its own weight. Accordingly, for example, before the peripheral portion of the fiber reinforced resin sheet is sandwiched between the molds, the peripheral portion side is drawn into the cavity in advance, and the fiber reinforced resin sheet is preformed into a shape along the cavity forming surface. be able to. Accordingly, it is possible to effectively suppress a part of the material of the fiber reinforced resin sheet from being stretched during the mold clamping and causing the inside of the cavity to be insufficient.
さらに、キャビティ形成面が凹凸形状からなる場合であっても、該凹凸形状に応じて、予備成形された後の繊維強化樹脂シートを金型に当接させることができる。つまり、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを抑制できる。これによって、繊維強化樹脂シートに加圧力が付与される前に流動性が低下する部位が生じることを抑制でき、繊維強化樹脂シートの全体の流動性を良好に維持した状態で型締めを行うことができる。 Furthermore, even if the cavity forming surface has an uneven shape, the fiber-reinforced resin sheet that has been preformed can be brought into contact with the mold in accordance with the uneven shape. That is, it can suppress that a difference arises in the timing which contacts a cavity formation surface by the site | part of a fiber reinforced resin sheet. By this, it is possible to suppress the occurrence of a site where the fluidity is lowered before pressure is applied to the fiber reinforced resin sheet, and to perform mold clamping in a state where the entire fluidity of the fiber reinforced resin sheet is maintained well Can do.
以上から、この成形方法では、繊維強化樹脂シートの全体に対して十分な大きさの加圧力を略均等に付与して型締めすることができる。このため、繊維強化樹脂シートが加熱されてスプリングバックが生じても、該スプリングバックが成形品に残ったままになることを効果的に抑制でき、成形品の高品質化を図ることができる。つまり、所望の形状及び良好な物性を示す成形品を高精度に得ることが可能になる。 As described above, in this molding method, the mold can be clamped by applying a sufficiently large pressing force to the entire fiber reinforced resin sheet. For this reason, even if the fiber reinforced resin sheet is heated and a springback occurs, it can be effectively suppressed that the springback remains in the molded product, and the quality of the molded product can be improved. That is, it becomes possible to obtain a molded product having a desired shape and good physical properties with high accuracy.
上記の成形方法において、前記載置位置では、前記上端面を水平方向に揃えて配置することが好ましい。この場合、繊維強化樹脂シートを載置した後に、上端面同士に高低差を生じさせる。換言すると、繊維強化樹脂シートの載置時には、上端面同士に高低差が生じていない。これによって、上端面上の所望の位置に、繊維強化樹脂シートを容易且つ高精度に載置して、効率的に成形を行うことが可能になる。 In the above molding method, it is preferable that the upper end face is aligned in the horizontal direction at the placement position. In this case, after placing the fiber reinforced resin sheet, a difference in height is generated between the upper end surfaces. In other words, there is no difference in height between the upper end surfaces when the fiber-reinforced resin sheet is placed. Thus, the fiber reinforced resin sheet can be easily and highly accurately placed at a desired position on the upper end surface, and can be efficiently molded.
上記の成形方法において、前記上端面同士に高低差を設ける際、前記キャビティ形成面の水平方向の中央側に比して、端部側から突出する前記載置ピンの前記上端面の高さを高くすることが好ましい。この場合、高低差を形成する上端面のうち、高く配置される上端面同士の間隔を大きくすることができる。これによって、上端面に載置された繊維強化樹脂シートの中央側で流動が起こり易くなり、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をより効果的にキャビティ内に引き込みながら、自重による変形を効率的に生じさせることが可能になる。従って、繊維強化樹脂シートが、例えば、変形し難い高硬度材料からなる場合であっても、良好且つ効率的に予備成形することが可能になる。 In the molding method described above, when providing a height difference between the upper end surfaces, the height of the upper end surface of the mounting pin protruding from the end side compared to the horizontal center side of the cavity forming surface is set. Higher is preferred. In this case, the space | interval of the upper end surfaces arrange | positioned high among the upper end surfaces which form a height difference can be enlarged. This facilitates flow at the center side of the fiber reinforced resin sheet placed on the upper end surface, and efficiently pulls the peripheral part of the fiber reinforced resin sheet into the cavity while efficiently deforming due to its own weight. Can be generated. Therefore, even if the fiber reinforced resin sheet is made of a high-hardness material that is difficult to deform, for example, it can be preformed well and efficiently.
上記の成形方法において、前記繊維強化樹脂シートの複数箇所を複数の保持部材で保持し、前記複数の保持部材同士の距離を調整することで、前記キャビティ形成面の形状に応じて前記繊維強化樹脂シートを予備成形した後に、前記上端面に載置することが好ましい。この場合、保持部材によって、予備成形した繊維強化樹脂シートをさらに、上記の通り複数の載置ピンの上端面同士の高低差によって予備成形するため、一層高精度に成形された成形品を得ることが可能になる。 In the above molding method, the fiber reinforced resin sheet is held at a plurality of positions by a plurality of holding members, and the distance between the plurality of holding members is adjusted, so that the fiber reinforced resin is formed according to the shape of the cavity forming surface. It is preferable to place the sheet on the upper end surface after preforming the sheet. In this case, the preformed fiber reinforced resin sheet is further preformed by the height difference between the upper end surfaces of the plurality of mounting pins as described above by the holding member, so that a molded product molded with higher accuracy can be obtained. Is possible.
上記の成形方法において、前記上金型から前記下金型に向かって突出可能に設けられる押圧ピンによって、前記繊維強化樹脂シートが載置された前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記繊維強化樹脂シートを押圧して予備成形することが好ましい。この場合、下金型のキャビティ形成面に設けられた凹部の深さが大きい場合であっても、該凹部の内部に向かって、押圧ピンによって繊維強化樹脂シートを押圧することができる。これによって、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をより積極的にキャビティ内に引き込んで一層高精度に予備成形することができる。また、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを効果的に抑制できる。その結果、繊維強化樹脂シートの全体の流動性を良好に維持し、十分な加圧力を略均等に付与して型締めすることができ、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることが可能になる。 In the above molding method, before the upper end surface on which the fiber reinforced resin sheet is placed reaches the molding position by a pressing pin provided so as to protrude from the upper mold toward the lower mold. Preferably, the fiber-reinforced resin sheet is pressed and preformed. In this case, even if the depth of the recess provided on the cavity forming surface of the lower mold is large, the fiber reinforced resin sheet can be pressed by the pressing pin toward the inside of the recess. Thereby, the peripheral part side of the fiber reinforced resin sheet can be more actively drawn into the cavity and preformed with higher accuracy. Moreover, it can suppress effectively that a difference arises in the timing which contacts a cavity formation surface by the site | part of a fiber reinforced resin sheet. As a result, the overall fluidity of the fiber reinforced resin sheet can be maintained satisfactorily, sufficient pressure can be applied almost uniformly, and the mold can be clamped, and a molded product with a desired shape and good physical properties can be obtained with high accuracy. It becomes possible to obtain.
上記の成形方法において、前記複数の載置ピンの少なくとも一つの上端面に、位置決め部材によって位置決め固定した前記繊維強化樹脂シートの部位を位置決め部位とし、前記キャビティ形成面に対する前記位置決め部位の相対位置を固定した状態で、前記下金型及び前記上金型を閉じることが好ましい。このように位置決め部位を基準として設けることで、金型を閉じる際に、繊維強化樹脂シートがキャビティ内に引き込まれる方向を規制することが可能になる。これによって、キャビティ内に繊維強化樹脂シートを良好且つ容易に充填することができ、一層高精度に成形された成形品を得ることが可能になる。 In the molding method described above, a portion of the fiber reinforced resin sheet positioned and fixed by a positioning member on at least one upper end surface of the plurality of mounting pins is a positioning portion, and a relative position of the positioning portion with respect to the cavity forming surface is It is preferable to close the lower mold and the upper mold in a fixed state. By providing the positioning portion as a reference in this way, it is possible to regulate the direction in which the fiber-reinforced resin sheet is drawn into the cavity when closing the mold. Thus, the fiber-reinforced resin sheet can be satisfactorily and easily filled in the cavity, and a molded product molded with higher accuracy can be obtained.
なお、上記した成形方法が適用された成形装置もこの発明に含まれる。すなわち、本発明は、軟化させた繊維強化樹脂シートに下金型及び上金型を当接させて成形する成形装置であって、上端面が、前記下金型のキャビティ形成面と面一となる成形位置と、前記成形位置から突出し、該上端面に載置された前記繊維強化樹脂シートが前記キャビティ形成面に接触しない載置位置との間を移動するように、前記下金型に対して昇降可能に設けられる複数の載置ピンを備え、前記載置位置から前記成形位置まで前記上端面を下降させるとともに、前記下金型及び前記上金型を閉じ、前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記複数の載置ピンの互いの突出長さの比を調整して、前記上端面同士を前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差とすることを特徴とする。 A molding apparatus to which the above-described molding method is applied is also included in the present invention. That is, the present invention is a molding apparatus for molding by bringing a lower mold and an upper mold into contact with a softened fiber reinforced resin sheet, and an upper end surface is flush with a cavity forming surface of the lower mold. To the lower mold so that the fiber reinforced resin sheet protruding from the molding position and placed on the upper end surface moves between the molding position and the placement position that does not contact the cavity forming surface. A plurality of mounting pins that can be moved up and down, and lowers the upper end surface from the mounting position to the molding position, closes the lower mold and the upper mold, and the upper end surface is the molding position. Before reaching the position, the ratio of the protruding lengths of the plurality of mounting pins is adjusted so that the upper end surfaces have a height difference corresponding to the concavo-convex shape of the cavity forming surface. .
この成形装置では、型締め前に、予め、周縁部位側をキャビティ内に引き込んで、キャビティ形成面に沿う形状に繊維強化樹脂シートを予備成形することができる。これによって、型締めの際に、繊維強化樹脂シートの材料の一部が引き伸ばされることを抑制でき、キャビティ内が材料不足となることを効果的に抑制できる。 In this molding apparatus, the fiber reinforced resin sheet can be preformed into a shape along the cavity forming surface by drawing the peripheral portion side into the cavity in advance before clamping. Thereby, at the time of mold clamping, it can suppress that a part of material of a fiber reinforced resin sheet is extended, and can suppress effectively that the inside of a cavity becomes material shortage.
また、予備成形された繊維強化樹脂シートに対して金型のキャビティ形成面を当接させることができるため、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを抑制できる。すなわち、型締め時に、繊維強化樹脂シートの流動性が部分的に低下してしまうことを抑制できる。 In addition, since the cavity forming surface of the mold can be brought into contact with the preformed fiber reinforced resin sheet, there is a difference in the timing of contact with the cavity forming surface depending on the portion of the fiber reinforced resin sheet. Can be suppressed. That is, it can suppress that the fluidity | liquidity of a fiber reinforced resin sheet falls partially at the time of mold clamping.
従って、この成形装置では、繊維強化樹脂シートの全体に十分な加圧力を略均等に付与して型締めを行うことができるため、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることが可能になる。 Therefore, in this molding apparatus, a sufficient pressing force can be applied to the entire fiber reinforced resin sheet almost uniformly to perform clamping, so that a molded product having a desired shape and good physical properties can be obtained with high accuracy. Is possible.
上記の成形装置において、前記載置位置では、前記上端面が水平方向に揃って配置することが好ましい。この場合、上端面上の所望の位置に、繊維強化樹脂シートを容易且つ高精度に載置して、効率的に成形を行うことが可能になる。 In the molding apparatus, it is preferable that the upper end surface is arranged in the horizontal direction at the placement position. In this case, the fiber-reinforced resin sheet can be easily and highly accurately placed at a desired position on the upper end surface, and can be efficiently molded.
上記の成形装置において、前記上端面同士に高低差を設ける際、前記キャビティ形成面の水平方向の中央側に比して、端部側から突出する前記載置ピンの前記上端面の高さを高くすることが好ましい。この場合、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をより効果的にキャビティ内に引き込みながら、自重による変形を効率的に生じさせることが可能になる。従って、繊維強化樹脂シートが、例えば、変形し難い高硬度材料からなる場合であっても、良好に予備成形することが可能になる。 In the molding apparatus described above, when the height difference is provided between the upper end surfaces, the height of the upper end surface of the mounting pin protruding from the end side compared to the horizontal center side of the cavity forming surface is set. Higher is preferred. In this case, it is possible to efficiently cause deformation due to its own weight while drawing the peripheral portion side of the fiber reinforced resin sheet into the cavity more effectively. Therefore, even when the fiber reinforced resin sheet is made of a high-hardness material that is difficult to deform, for example, it can be preformed well.
上記の成形装置において、前記上端面に載置する前の前記繊維強化樹脂シートの複数箇所を保持することが可能な複数の保持部材をさらに備え、前記保持部材は、前記繊維強化樹脂シートを保持した状態で、互いの距離を調整することで、前記キャビティ形成面の形状に応じて予備成形した前記繊維強化樹脂シートを前記上端面に載置して、前記繊維強化樹脂シートの保持を解放することが好ましい。この場合、一層高精度に成形された成形品を得ることが可能になる。 The molding apparatus further includes a plurality of holding members capable of holding a plurality of positions of the fiber reinforced resin sheet before being placed on the upper end surface, and the holding member holds the fiber reinforced resin sheet. In this state, by adjusting the distance between each other, the fiber reinforced resin sheet preformed according to the shape of the cavity forming surface is placed on the upper end surface, and the holding of the fiber reinforced resin sheet is released. It is preferable. In this case, it becomes possible to obtain a molded product molded with higher accuracy.
上記の成形装置において、前記上金型から前記下金型に向かって突出可能に設けられる押圧ピンをさらに備えることが好ましい。この場合、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をより積極的にキャビティ内に引き込んで、一層高精度に予備成形することができる。また、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを効果的に抑制できる。その結果、繊維強化樹脂シートの全体の流動性を良好に維持して、十分な加圧力を略均等に付与することができ、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることが可能になる。 In the molding apparatus, it is preferable that the molding apparatus further includes a pressing pin provided so as to protrude from the upper mold toward the lower mold. In this case, the peripheral portion side of the fiber reinforced resin sheet can be more actively drawn into the cavity, and can be preformed with higher accuracy. Moreover, it can suppress effectively that a difference arises in the timing which contacts a cavity formation surface by the site | part of a fiber reinforced resin sheet. As a result, the entire fluidity of the fiber reinforced resin sheet can be maintained satisfactorily, sufficient pressure can be applied substantially evenly, and a molded product having a desired shape and good physical properties can be obtained with high accuracy. It becomes possible.
上記の成形装置において、前記複数の載置ピンの少なくとも一つの上端面に、前記繊維強化樹脂シートを位置決め固定する位置決め部材をさらに備え、前記位置決め部材によって位置決め固定した前記繊維強化樹脂シートの部位を位置決め部位とし、前記キャビティ形成面に対する前記位置決め部位の相対位置を固定した状態で、前記下金型及び前記上金型を閉じることが好ましい。この場合、キャビティ内に繊維強化樹脂シートを良好且つ容易に充填することができ、一層高精度に成形された成形品を得ることが可能になる。 In the molding apparatus, the fiber reinforced resin sheet portion further positioned and fixed by the positioning member is further provided on at least one upper end surface of the plurality of mounting pins, the positioning member fixing the fiber reinforced resin sheet. It is preferable to close the lower mold and the upper mold in a state where the positioning part is set and the relative position of the positioning part with respect to the cavity forming surface is fixed. In this case, the fiber-reinforced resin sheet can be satisfactorily and easily filled in the cavity, and a molded product molded with higher accuracy can be obtained.
本発明では、載置位置まで突出させた載置ピンの上端面に繊維強化樹脂シートを載置することで、金型の型締めに先立って、繊維強化樹脂シートがキャビティ形成面に接触して冷却されることを抑制できる。 In the present invention, the fiber reinforced resin sheet comes into contact with the cavity forming surface prior to mold clamping by placing the fiber reinforced resin sheet on the upper end surface of the mounting pin that protrudes to the mounting position. It can suppress being cooled.
また、繊維強化樹脂シートを配置した上端面をキャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差となるように配置することで、繊維強化樹脂シートを自重によって変形させる。これによって、型締め前に、予め、周縁部位側をキャビティ内に引き込んで、キャビティ形成面に沿う形状に繊維強化樹脂シートを予備成形することができる。従って、型締めの際に、繊維強化樹脂シートの材料の一部が引き伸ばされることを抑制でき、キャビティ内が材料不足となることを効果的に抑制できる。さらに、このように予備成形した繊維強化樹脂シートを金型に当接させて成形するため、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを抑制できる。 Moreover, the fiber reinforced resin sheet is deformed by its own weight by disposing the upper end surface on which the fiber reinforced resin sheet is disposed so as to have a height difference corresponding to the uneven shape of the cavity forming surface. Thus, the fiber reinforced resin sheet can be preformed into a shape along the cavity forming surface by drawing the peripheral portion side into the cavity in advance before mold clamping. Therefore, it is possible to suppress a part of the material of the fiber-reinforced resin sheet from being stretched during mold clamping, and it is possible to effectively suppress the material in the cavity from being insufficient. Furthermore, since the fiber-reinforced resin sheet preformed in this way is formed in contact with the mold, it is possible to suppress the occurrence of a difference in the timing of contact with the cavity forming surface depending on the part of the fiber-reinforced resin sheet.
その結果、型締め時に、繊維強化樹脂シートの全体の流動性を良好に維持して、十分な加圧力を略均等に付与することが可能になり、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることができる。 As a result, at the time of mold clamping, it becomes possible to maintain the overall fluidity of the fiber reinforced resin sheet satisfactorily and to apply a sufficient pressing force substantially evenly, and to obtain a molded product having a desired shape and good physical properties. It can be obtained with high accuracy.
以下、本発明に係る成形方法につき、その成形装置との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the molding method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る成形方法では、軟化させた繊維強化樹脂シートを下金型及び上金型に当接させてプレス成形することで、所望の形状の成形品を得る。繊維強化樹脂シートとしては、例えば、強化繊維をシート状にした繊維基材に熱可塑性樹脂を含浸させたものを採用することができる。この繊維基材は、1枚であっても複数枚が積層されていてもよい。 In the molding method according to the present invention, a softened fiber-reinforced resin sheet is brought into contact with the lower mold and the upper mold and press-molded to obtain a molded product having a desired shape. As a fiber reinforced resin sheet, what impregnated the thermoplastic resin to the fiber base material which made the reinforcing fiber into the sheet form is employable, for example. This fiber substrate may be a single sheet or a plurality of sheets.
<第1実施形態>
図1〜図4を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る成形方法について、該成形方法を実施するための成形装置10との関係で説明する。成形装置10は、下金型12及び上金型14からなる金型と、下金型12に対して昇降可能に設けられる複数の載置ピン16a、16b、16cとを備えている。なお、図1及び図2では、上金型14の図示を省略している。
<First Embodiment>
The molding method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 in relation to the molding apparatus 10 for performing the molding method. The molding apparatus 10 includes a mold including a
下金型12は固定型であり、可動型である上金型14が、鉛直方向に沿って下金型12に接近することで、金型が閉じられる。これによって、下金型12のキャビティ形成面18と、上金型14のキャビティ形成面20との間にキャビティが形成される。このキャビティ内に繊維強化樹脂シート22を充填するように金型の型締めが行われることで、該繊維強化樹脂シート22が所望の形状に成形される。すなわち、キャビティ形成面18、20のそれぞれは、繊維強化樹脂シート22を成形して得られる成形品の形状に応じた凹凸形状となっている。
The
具体的には、下金型12のキャビティ形成面18の凸形状としては、最下面18aからの突出する高さが大きい順に、第1凸部24a、第2凸部26a、第3凸部28aが設けられている。これらの凸形状にそれぞれ対応する凹形状として、上金型14のキャビティ形成面20には、第1凹部24b、第2凹部26b、第3凹部28bが設けられている(図3及び図4を参照)。また、上金型14のキャビティ形成面20に設けられた第4凸部30aに対応して、下金型12のキャビティ形成面18には、第4凹部30bが設けられている。
Specifically, as the convex shape of the
載置ピン16a、16b、16cのそれぞれは、下金型12のキャビティ形成面18の第1凸部24a、第2凸部26a、第3凸部28aに対応する位置に設けられている。また、載置ピン16a〜16cは、それぞれの上端面が成形位置と載置位置との間を移動するように、下金型12に対して互いに独立に昇降可能となっている。これらの載置ピン16a〜16cは、下金型12及び上金型14よりも熱伝導性が小さい材料からなることが好ましく、例えば、陶磁器等のセラミックを好適に採用することができる。
Each of the mounting
成形位置では、載置ピン16a〜16cのそれぞれの上端面(以下、単に上端面ともいう)がキャビティ形成面18と面一になる(図4を参照)。この成形位置から、下金型12に対して載置ピン16a〜16cを上昇させると、換言すると、キャビティ形成面18から突出する載置ピン16a〜16cの長さ(突出長さ)を大きくすると、上端面が載置位置に達する(図1を参照)。この載置位置では、上端面に繊維強化樹脂シート22を載置した場合に、該繊維強化樹脂シート22とキャビティ形成面18とが接触しないように突出長さが設定されている。また、載置位置では、上端面が水平方向に揃って配置される。
At the molding position, the upper end surfaces (hereinafter also simply referred to as upper end surfaces) of the mounting
なお、ここでは、キャビティ形成面18、20が上記の凹凸形状から形成される場合を例に挙げて説明するが、勿論これらに限定されるものではない。キャビティ形成面18、20は、所望の形状の成形品を得ることが可能な形状に適宜設定されればよく、キャビティ形成面の形状に応じて複数の載置ピンが設けられればよい。このような場合であっても、本実施形態と同様の効果を奏することが可能である。
In addition, although the case where the cavity formation surfaces 18 and 20 are formed from the above-described concavo-convex shape is described as an example here, of course, the present invention is not limited thereto. The
基本的には以上のように構成される成形装置10を用いて、繊維強化樹脂シート22を成形する成形方法について説明する。
A molding method for molding the fiber reinforced
先ず、図1に示すように、載置ピン16a〜16cの突出長さを調整し、載置位置まで突出させた上端面に繊維強化樹脂シート22を載置する。これによって、金型を型締めすることに先立ち、下金型12と上金型14との間に、繊維強化樹脂シート22を金型に接触させずに配置することができる。すなわち、繊維強化樹脂シート22の熱が金型に奪われて冷却固化されることを回避できるため、金型の型締め前に繊維強化樹脂シート22の流動性が低下してしまうことを抑制できる。また、上記の通り、上端面を水平方向に沿って配置させることで、該上端面に繊維強化樹脂シート22を容易且つ高精度に載置することができる。
First, as shown in FIG. 1, the protruding lengths of the mounting pins 16 a to 16 c are adjusted, and the fiber reinforced
この際、上記の通り、載置ピン16a〜16cを、金型よりも熱伝導性が小さい材料から構成することで、軟化させた繊維強化樹脂シート22の熱が載置ピン16a〜16cに奪われることを抑制できる。これによって、繊維強化樹脂シート22の流動性を良好に維持することができる。なお、繊維強化樹脂シート22の流動性を一層効果的に維持するためには、図示しないヒータ等によって載置ピン16a〜16cを加熱してもよい。
At this time, as described above, the placement pins 16a to 16c are made of a material having lower thermal conductivity than the mold, so that the heat of the softened fiber reinforced
次に、図2に示すように、上端面同士がキャビティ形成面18の形状に応じた高低差となるように、載置ピン16a〜16cのそれぞれの突出長さを調整する。すなわち、キャビティ形成面18の第1凸部24a、第2凸部26a、第3凸部28aのそれぞれの高さに対応して、上端面が配置されるように、載置ピン16a〜16cの突出長さを調整する。
Next, as shown in FIG. 2, the protruding lengths of the mounting pins 16 a to 16 c are adjusted so that the upper end surfaces have a height difference corresponding to the shape of the
載置ピン16a〜16cの突出長さは、例えば、載置ピン16a〜16cを下降させる際のそれぞれの下降速度を設定することで調整できる。例えば、第1凸部24aよりも高さが低い第2凸部26aに設けられる載置ピン16bの下降速度を、該第1凸部24aに設けられる載置ピン16aに比して大きくすればよい。同様に、載置ピン16cの下降速度を、載置ピン16bに比して大きくすればよい。なお、載置ピン16a〜16cの突出長さの調整は、上記のように下降速度を設定することに限られるものではなく、例えば、載置ピン16cよりも突出長さが大きくなるように載置ピン16a、16bの上端面を上昇させてもよい。
The protruding lengths of the mounting
これによって、上端面に載置された繊維強化樹脂シート22が自重によって載置ピン16a〜16c同士の間に垂下する。このため、繊維強化樹脂シート22を、その周縁部位側をキャビティ内に引き込んで、キャビティ形成面18の形状に近づけるように予備成形することができる。すなわち、載置ピン16a〜16c同士の間隔や高低差は、例えば、キャビティ形成面18の第4凹部30bに対し、繊維強化樹脂シート22が垂下して接近するように調整されている。
Accordingly, the fiber reinforced
そして、図3に示すように、上記の上端面の高低差を維持した状態で、換言すると、互いの突出長さの比を維持した状態で、載置ピン16a〜16cを下降させつつ、下金型12に対して上金型14を接近させる。すなわち、例えば、上記のように載置ピン16a〜16cの下降速度をそれぞれ設定して突出長さを調整した後に、これらの下降速度を互いに一致させることで、上記の高低差を維持しつつ上端面を成形位置まで下降させることができる。なお、載置ピン16a〜16cのそれぞれは、下金型12の内部に収容されながら下降する。
Then, as shown in FIG. 3, in a state where the height difference of the upper end surface is maintained, in other words, in a state where the ratio of the projecting lengths is maintained, the mounting pins 16 a to 16 c are lowered while being lowered. The
従って、上端面の高低差によって、繊維強化樹脂シート22を予備成形しつつ、金型を閉じることができる。このため、例えば、繊維強化樹脂シート22の周縁寄り部位が金型に挟持される前に、周縁部位側をキャビティ内に引き込んでおくことができる。
Therefore, the mold can be closed while preforming the fiber reinforced
また、例えば、上金型14のキャビティ形成面20から突出する第4凸部30aが、繊維強化樹脂シート22に接近しても、互いが接触することを効果的に抑制することができる。つまり、繊維強化樹脂シート22の熱が上金型14に奪われることを回避でき、繊維強化樹脂シート22の成形性(流動性)が低下してしまうことを効果的に抑制できる。
For example, even if the 4th
さらに、載置ピン16a〜16cを下降させつつ、下金型12に上金型14を接近させ、上金型14のキャビティ形成面20が繊維強化樹脂シート22に接する直前で載置ピン16a〜16cの上端面を成形位置まで下降させる。これによって、図4に示すように、下金型12及び上金型14に繊維強化樹脂シート22を当接させ、下金型12と上金型14のクリアランスが最終製品厚になるまで型締めを行う。その結果、繊維強化樹脂シート22がキャビティ内に充填され、プレス成形が行われる。
Furthermore, while lowering the mounting pins 16 a to 16 c, the
以上から、この成形方法では、繊維強化樹脂シート22の周縁部位側をキャビティ内に引き込みながら、キャビティ形成面18、20の凹凸形状に応じて、繊維強化樹脂シート22を予備成形する。そして、このようにして予備成形された後の繊維強化樹脂シート22を金型に当接させる。
As described above, in this molding method, the fiber reinforced
これによって、型締めの際に、繊維強化樹脂シート22の材料の一部が引き伸ばされることを抑制できるため、キャビティ内が材料不足となることを効果的に抑制できる。また、繊維強化樹脂シート22の部位ごとにキャビティ形成面18、20と接触するタイミングに差が生じてしまうことを抑制できるため、繊維強化樹脂シート22の全体の流動性を良好に維持した状態で型締めを行うことができる。
Thereby, since it can suppress that a part of material of the fiber reinforced
その結果、繊維強化樹脂シート22の全体に対して十分な大きさの加圧力を略均等に付与して型締めすることができる。すなわち、このように型締めした状態で、繊維強化樹脂シート22を冷却した後、金型を開放することで、所望の形状及び良好な物性を示す成形品を高精度に得ることが可能になる。
As a result, it is possible to clamp the mold by applying a sufficiently large pressing force to the entire fiber reinforced
<第2実施形態>
次に、図1〜図5を参照しつつ本発明の第2実施形態に係る成形方法について、該成形方法を実施するための成形装置32との関係で説明する。なお、図5に示す構成要素のうち、図1〜図4に示す構成要素と同一又は同様の機能及び効果を奏するものに対しては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a molding method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 in relation to a molding apparatus 32 for performing the molding method. 5 that have the same or similar functions and effects as those shown in FIG. 1 to FIG. 4 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
成形装置32は、基本的には上記の成形装置10と同様に構成される。この成形装置32を用いて、繊維強化樹脂シート22を成形する成形方法について説明する。
The molding device 32 is basically configured in the same manner as the molding device 10 described above. A molding method for molding the fiber reinforced
先ず、図1に示すように、上記の成形装置10を用いた成形方法と同様に、載置ピン16a〜16cの突出長さを調整し、載置位置まで突出させた上端面に繊維強化樹脂シート22を載置する。
First, as shown in FIG. 1, in the same manner as the molding method using the molding apparatus 10, the protruding lengths of the mounting
次に、図5に示すように、水平方向の両端部側から突出する載置ピン16a、16cの上端面が、中央側の載置ピン16bの上端面よりも高くなるように配置する。ここで、載置ピン16aから載置ピン16c間での距離をL1、載置ピン16aから載置ピン16b間での距離をL2、載置ピン16bから載置ピン16c間での距離をL3とする。このとき、上記のように載置ピン16a〜16cの上端面の高さを設定した場合、高い位置にある上端面同士の間隔はL1である。一方、仮に、中央部の載置ピン16bの上端面を最高位置としたときには、高い位置にある上端面同士の間隔はL2又はL3となり、L1よりも小さくなる。
Next, as shown in FIG. 5, the mounting
繊維強化樹脂シート22は、高い位置にある上端面同士の間隔が大きくなるほど、中央側が自重によって垂下し易くなる。すなわち、図5に示すようにして、載置ピン16a、16cの上端面の高さを、載置ピン16bの上端面の高さよりも大きくすることで、繊維強化樹脂シート22の周縁部位側をより効果的にキャビティ内に引き込みながら、繊維強化樹脂シート22を効率的に予備成形することができる。すなわち、第2実施形態に係る成形方法では、繊維強化樹脂シート22が、例えば、変形し難い高硬度材料からなる場合であっても、良好且つ効率的に予備成形することが可能になる。
The fiber reinforced
このようにして繊維強化樹脂シート22を予備成形した後は、図2〜図4に示すように、上記の成形装置10を用いた成形方法と同様の工程を経て成形品を得ることができる。すなわち、第2実施形態に係る成形方法においても、繊維強化樹脂シート22全体の流動性を良好に維持し、略均等に加圧力を付与するように型締めを行って、高精度に成形された成形品を得ることができる。
After preforming the fiber reinforced
<第3実施形態>
次に、図2〜図4、図6、図7を参照しつつ本発明の第3実施形態に係る成形方法について、該成形方法が適用された成形装置34との関係で説明する。なお、図6、図7に示す構成要素のうち、図1〜図5に示す構成要素と同一又は同様の機能及び効果を奏するものに対しては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a molding method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4, 6, and 7 in relation to a
成形装置34は、上記の成形装置10の構成に加えて、繊維強化樹脂シート22の複数箇所を保持することが可能な複数の保持部材36a、36b、36cをさらに備えている(図6及び図7を参照)。保持部材36a〜36cのそれぞれは、互いに同様に構成することができ、刺通ピン38を備えている。なお、このような保持部材36a〜36cとしては、例えば、特開平5−228952号公報の段落[0008]〜[0013]に記載されるピンを備える移送装置等を採用することができる。従って、保持部材36a〜36cの構成についての詳細な説明は省略する。
In addition to the configuration of the molding apparatus 10 described above, the
この成形装置34を用いて、繊維強化樹脂シート22を成形する成形方法について説明する。先ず、図6に示すように、保持部材36a〜36cによって、載置ピン16a〜16cの上端面に載置する前の繊維強化樹脂シート22の複数箇所を保持する。
A molding method for molding the fiber reinforced
次に、図7に示すように、保持部材36a〜36c同士の距離を調整することで、キャビティ形成面18の形状に応じて繊維強化樹脂シート22を予備成形する。すなわち、例えば、上記の通り繊維強化樹脂シート22の複数箇所を保持した状態で、保持部材36a、36b同士を接近させることで、該保持部材36a、36b同士の間の繊維強化樹脂シート22を垂下させることができる。例えば、第4凹部30b等のキャビティ形成面18に設けられた凹部形状に対応する、繊維強化樹脂シート22の部位を垂下させる。これによって、繊維強化樹脂シート22をキャビティ形成面18の形状に合わせて予備成形することができる。
Next, as shown in FIG. 7, the fiber-reinforced
上記のように保持部材36a〜36cを用いて予備成形した後の繊維強化樹脂シート22を、キャビティ形成面18の形状に応じた高低差を予め設けた載置ピン16a〜16cの上端面に載置して、図2に示す状態とする。このため、第3実施形態に係る成形方法では、一層高精度に繊維強化樹脂シート22を予備成形することが可能になる。
The fiber reinforced
その後、図3及び図4に示すように、上記の成形装置10を用いた成形方法と同様の工程を経て、金型の型締めを行うことで、成形品を得ることができる。その結果、第3実施形態に係る成形方法においても、繊維強化樹脂シート22全体の流動性を良好に維持し、略均等に加圧力を付与するように型締めを行って、高精度に成形された成形品を得ることができる。
Then, as shown in FIG.3 and FIG.4, a molded product can be obtained by performing the same process as the shaping | molding method using said shaping | molding apparatus 10, and performing mold clamping of a metal mold | die. As a result, in the molding method according to the third embodiment as well, the fluidity of the entire fiber reinforced
<第4実施形態>
次に、図1、図4、図8、図9を参照しつつ本発明の第4実施形態に係る成形方法について、該成形方法が適用された成形装置40との関係で説明する。なお、図8、図9に示す構成要素のうち、図1〜図7に示す構成要素と同一又は同様の機能及び効果を奏するものに対しては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a molding method according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 4, 8, and 9 in relation to a
成形装置40は、上記の成形装置10の構成に加えて、上金型14から下金型12に向かって突出可能に設けられる押圧ピン42をさらに備えている(図8及び図9を参照)。押圧ピン42は、下金型12に上金型14を接近させる際、第4凸部30aから第4凹部30bに向かって突出して、載置ピン16a〜16cの上端面に載置された繊維強化樹脂シート22を押圧する。この押圧ピン42は、金型が閉じるにつれて、突出長さが小さくなるように、上金型14の内部に基端側から収容されることが可能になっている。
In addition to the configuration of the molding apparatus 10 described above, the
この成形装置40を用いて、繊維強化樹脂シート22を成形する成形方法について説明する。先ず、図1に示すように、上記の成形装置10を用いた成形方法と同様に、載置ピン16a〜16cの突出長さを調整し、載置位置まで突出させた上端面に繊維強化樹脂シート22を載置する。
A molding method for molding the fiber reinforced
次に、図8に示すように、上端面同士の間にキャビティ形成面18の形状に応じた高低差を設けつつ、下金型12に上金型14を接近させる。この際、押圧ピン42を突出させて、その先端面を繊維強化樹脂シート22に当接させる。これによって、繊維強化樹脂シート22を第4凹部30b側に向かって押圧することができる。このため、上端面の高低差に加え、押圧ピン42の押圧力によって、繊維強化樹脂シート22の周縁部位を一層積極的にキャビティ内に引き込んで、該繊維強化樹脂シート22をキャビティ形成面18の形状に近づくように予備成形できる。
Next, as shown in FIG. 8, the
さらに、図9に示すように、上記の上端面の高低差と、押圧ピン42による押圧を維持するべく、載置ピン16a〜16c及び押圧ピン42の互いの突出長さの比を維持しつつ金型を閉じていく。
Furthermore, as shown in FIG. 9, while maintaining the above-described height difference of the upper end surface and the
その後、図4に示すように、上記の成形装置10を用いた成形方法と同様の工程を経て、金型の型締めを行うことで、成形品を得ることができる。なお、押圧ピン42は、第4凹部30bが繊維強化樹脂シート22に接する直前で、先端面と第4凸部30aとが面一となるように、上金型14内に収容されればよい。
Thereafter, as shown in FIG. 4, a molded product can be obtained by performing the same process as the molding method using the molding apparatus 10 and clamping the mold. The
すなわち、第4実施形態に係る成形方法では、下金型12のキャビティ形成面18に設けられた凹部形状の深さが大きい場合であっても、繊維強化樹脂シート22を高精度に予備成形することができる。これによって、繊維強化樹脂シート22の部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを効果的に抑制できる。すなわち、繊維強化樹脂シート22全体の流動性を良好に維持して、略均等に加圧力を付与するように型締めを行うことができる。その結果、所望の形状となるように一層高精度に成形された成形品を得ることができる。
That is, in the molding method according to the fourth embodiment, the fiber reinforced
なお、上記の第4実施形態では、繊維強化樹脂シート22に対して、押圧ピン42による押圧を維持したまま、金型を閉じることとしたが、特に、これに限定されるものではない。例えば、繊維強化樹脂シート22の弾性が比較的小さい場合等は、金型を閉じている間に、押圧ピン42による押圧を解放してもよい。すなわち、載置ピン16a〜16cの上端面に繊維強化樹脂シート22を載置してから、該上端面が成形位置に到達するまでの何れかの期間に、押圧ピン42による押圧が付与されればよい。このようにして予備成形を行うことで、上記と同様の作用効果を得ることができる。
In addition, in said 4th Embodiment, although it decided to close a metal mold | die, maintaining the press by the
<第5実施形態>
次に、図1、図4、図10、図11を参照しつつ本発明の第5実施形態に係る成形方法について、該成形方法が適用された成形装置44との関係で説明する。なお、図10、図11に示す構成要素のうち、図1〜図9に示す構成要素と同一又は同様の機能及び効果を奏するものに対しては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a molding method according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 4, 10, and 11 in relation to a
成形装置44は、上記の成形装置40の構成に加えて、載置ピン16a〜16cの少なくとも一つの上端面に、繊維強化樹脂シート22を位置決め固定する位置決め部材46をさらに備えている(図10及び図11を参照)。
In addition to the configuration of the
図10及び図11の例示では、位置決め部材46は、載置ピン16aの上端面に向かって突出可能なピンから構成されている。すなわち、位置決め部材46は、上金型14に対して昇降可能に設けられ、下金型12から突出した載置ピン16aの上端面との間に、繊維強化樹脂シート22を挟持する。この挟持によって、繊維強化樹脂シート22に対して、載置ピン16aの上端面に位置決め固定された位置決め部位を設けることができる。すなわち、キャビティ形成面18、20に対する位置決め部位の相対位置を固定した状態で、金型を閉じることが可能になる。
In the illustration of FIG.10 and FIG.11, the positioning
なお、位置決め部材46も、上記の押圧ピン42と同様に、金型が閉じるにつれて、突出長さが小さくなるように、上金型14の内部に基端側から収容されることが可能になっている。
The positioning
この成形装置44を用いて、繊維強化樹脂シート22を成形する成形方法について説明する。先ず、図1に示すように、上記の成形装置10を用いた成形方法と同様に、載置ピン16a〜16cの突出長さを調整し、載置位置まで突出させた上端面に繊維強化樹脂シート22を載置する。
A molding method for molding the fiber reinforced
次に、図10に示すように、載置ピン16aの上端面に向かって上金型14から位置決め部材46を突出させ、該上端面と位置決め部材46の下端面とで挟持する。このようにして、載置ピン16aの上端面に対する繊維強化樹脂シート22の位置決め固定を行うことで、該繊維強化樹脂シート22に位置決め部位を設ける。この状態で、載置ピン16a〜16cの上端面同士の間にキャビティ形成面18の形状に応じた高低差を設けつつ、下金型12に上金型14を接近させるとともに、押圧ピン42の先端面を繊維強化樹脂シート22に当接させる。
Next, as shown in FIG. 10, the positioning
これによって、上記の上端面の高低差に加え、押圧ピン42の押圧力によって、繊維強化樹脂シート22を予備成形しつつ金型を閉じることができる。この際、位置決め部位が載置ピン16aの上端面上から移動しないため、繊維強化樹脂シート22がキャビティ内に引き込まれる方向を規制することができる。
Thereby, in addition to the above-described height difference of the upper end surface, the mold can be closed while the fiber reinforced
さらに、図11に示すように、上記の上端面の高低差と、押圧ピン42による押圧と、位置決め部材46による位置決め固定とを維持するべく、載置ピン16a〜16c、押圧ピン42、位置決め部材46の互いの突出長さの比を維持しつつ金型を閉じていく。これによって、第5実施形態に係る成形方法では、キャビティ内に繊維強化樹脂シート22を良好且つ容易に充填しつつ、金型を閉じることができる。
Further, as shown in FIG. 11, the placement pins 16 a to 16 c, the
その後、図4に示すように、上記の成形装置10を用いた成形方法と同様の工程を経て、金型の型締めを行うことで、成形品を得ることができる。なお、位置決め部材46は、載置ピン16aが下金型12内に収容されるのと略同じタイミングで、上金型14内に収容されればよい。
Thereafter, as shown in FIG. 4, a molded product can be obtained by performing the same process as the molding method using the molding apparatus 10 and clamping the mold. The positioning
その結果、繊維強化樹脂シート22全体の流動性を良好に維持し、略均等に加圧力を付与するように型締めを行って、一層高精度に成形された成形品を得ることができる。
As a result, the fluidity of the entire fiber reinforced
なお、本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは勿論である。 In addition, this invention is not specifically limited to above-described embodiment, Of course, a various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary.
例えば、上記の実施形態では、載置位置にある載置ピン16a〜16cの上端面が水平方向に揃うように配置されることとしたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、上記の上端面は、予めキャビティ形成面18、20に沿った高低差が形成されるように配置されていてもよく、繊維強化樹脂シート22や成形品の形状等に応じて、上端面に繊維強化樹脂シート22を載置し易いように配置されていてもよい。
For example, in the above embodiment, the upper end surfaces of the mounting
また、上記の第5実施形態に係る成形装置44は、押圧ピン42を備えていなくてもよい。
Further, the
さらに、上記の第5実施形態では、位置決め部材46が、載置ピン16aの上端面に向かって突出可能なピンから構成されていることとした。しかしながら、位置決め部材46は、載置ピン16a以外の載置ピン16b、16cの上端面との間に繊維強化樹脂シート22を挟持してもよく、複数の上端面との間に繊維強化樹脂シート22を挟持するべく複数設けられていてもよい。
Furthermore, in said 5th Embodiment, the positioning
また、位置決め部材46は、載置ピン16a〜16cの少なくとも一つの上端面に繊維強化樹脂シート22を固定することが可能な構成であればよく、上記のピンから構成されていなくてもよい。例えば、上記の上端面から突出して、繊維強化樹脂シート22に刺通される突起等から位置決め部材を構成することができる。
Moreover, the positioning
さらに、位置決め部材46は、載置ピン16a〜16cの少なくとも一つの上端面に繊維強化樹脂シート22を固定する構成に限られない。例えば、位置決め部材46は、下金型12のキャビティ形成面18との間に繊維強化樹脂シート22を挟持するべく、該キャビティ形成面18に向かって突出可能に設けられていてもよい。
Further, the positioning
上記の第2実施形態では、載置ピン16a〜16cの上端面を載置位置として繊維強化樹脂シート22を載置した後、中央側の載置ピン16bに比して、水平方向の両端部側の載置ピン16a、16cの上端面の高さを高くした。しかしながら、特にこれに限定されるものではない。例えば、中央側の載置ピン16bの上端面が、両端部側の載置ピン16a、16cの上端面よりも高くなるように配置してもよい。これによって、型締めを行う前に、予め、繊維強化樹脂シート22のうち、周縁部位をキャビティ内に引き込んでおくことができる。
In the second embodiment, after placing the fiber reinforced
従って、その後、載置ピン16a〜16cの上端面同士をキャビティ形成面18の形状に応じた高低差とし、該高低差を維持しつつ、型締めを行う際、キャビティに繊維強化樹脂シート22を十分に充填することができる。つまり、上記の通り、予め、周縁部位がキャビティ内に引き込まれていた分、キャビティ内が材料不足(薄肉)になることを回避できるため、内側部位に金型による所定の加圧力を良好に付与することが可能になる。これによって、繊維強化樹脂シート22のスプリングバックを抑制でき、得られる成形品の単位体積あたりの強化繊維の含有率が低下することを抑制できる。その結果、成形品の強度や剛性等の物性が低下することを効果的に回避することが可能になる。
Therefore, after that, the upper end surfaces of the mounting
また、上記のように、載置ピン16bの上端面が、載置ピン16a、16cの上端面よりも高くなるように配置した後、例えば、位置決め部材46をキャビティ形成面18等に向かって突出させてもよい。すなわち、キャビティ形成面18等と位置決め部材46とで繊維強化樹脂シート22の周縁部位を挟持し、該上端面に対する繊維強化樹脂シート22の位置決め固定を行ってもよい。この状態で型締めを行うことで、引き込んだ繊維強化樹脂シート22の周縁部位が元に戻ることを効果的に抑制できる。このため、キャビティ内に一層良好に充填された繊維強化樹脂シート22に対して、金型による所定の加圧力を良好に付与することが可能になる。
Further, as described above, after arranging the upper end surface of the mounting
ところで、型締めを行って、キャビティ形成面18の凹部内に繊維強化樹脂シート22を収容する際、該凹部を形成する側面と繊維強化樹脂シート22とが接触して摩擦が生じ易い。この摩擦の影響によって、キャビティ形成面18の凹部付近では、繊維強化樹脂シート22の薄肉化が生じ易くなっている。
By the way, when mold clamping is performed and the fiber reinforced
そこで、上記のように、上端面の高さを高くする中央側の載置ピン16bが、キャビティ形成面18の凹部内から突出可能となるように設けられることが好ましい。この場合、型締め前に、繊維強化樹脂シート22のうち、凹部に収容されることになる部位を中心にキャビティ内に引き込んでおくことができる。その結果、凹部内にも良好に繊維強化樹脂シート22を収容することが可能になり、上記の薄肉化を効果的に抑制することができる。
Therefore, as described above, it is preferable that the center-
本発明に係る成形方法及び成形装置10、32、34、40、44では、載置位置にある上端面に繊維強化樹脂シート22を載置する際、繊維強化樹脂シート22の全ての部位において、キャビティ形成面18との接触が回避されている必要はない。すなわち、流動性が大きく悪化しない程度に、繊維強化樹脂シート22の一部がキャビティ形成面18、20に接触していてもよい。
In the molding method and the
1、12…下金型 2、6、18、20…キャビティ形成面
2a、6a…凸部 2b、6b…凹部
3…ホールドピン 4、22…繊維強化樹脂シート
4a…接触部位 5、14…上金型
10、32、34、40、44…成形装置 16a、16b、16c…載置ピン
18a…最下面 24a…第1凸部
24b…第1凹部 26a…第2凸部
26b…第2凹部 28a…第3凸部
28b…第3凹部 30a…第4凸部
30b…第4凹部 36a、36b、36c…保持部材
38…刺通ピン 42…押圧ピン
46…位置決め部材
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記下金型に対して昇降可能に設けられた複数の載置ピンの上端面を、前記下金型のキャビティ形成面から突出させ、前記繊維強化樹脂シートが前記キャビティ形成面に接触しない載置位置で、前記上端面に前記繊維強化樹脂シートを載置し、前記上端面を前記キャビティ形成面と面一になる成形位置まで下降させるとともに前記下金型及び前記上金型を閉じる工程を有し、
前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記上端面同士が前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差となるように、前記複数の載置ピンの互いの突出長さの比を調整して、前記繊維強化樹脂シートの予備成形を行うことを特徴とする成形方法。 A molding method in which the softened fiber reinforced resin sheet is molded by contacting the lower mold and the upper mold,
The upper end surfaces of a plurality of mounting pins provided so as to be movable up and down with respect to the lower mold are protruded from the cavity forming surface of the lower mold, and the fiber-reinforced resin sheet is not in contact with the cavity forming surface The fiber reinforced resin sheet is placed on the upper end surface at a position, the upper end surface is lowered to a molding position flush with the cavity forming surface, and the lower mold and the upper mold are closed. And
The ratio of the protruding lengths of the mounting pins to each other so that the upper end surfaces have a height difference corresponding to the concavo-convex shape of the cavity forming surface before the upper end surfaces reach the molding position. And a preforming method for the fiber-reinforced resin sheet.
前記載置位置では、前記上端面を水平方向に揃えて配置することを特徴とする成形方法。 The molding method according to claim 1,
The molding method characterized in that the upper end surface is arranged in the horizontal direction at the placement position.
前記上端面同士に高低差を設ける際、前記キャビティ形成面の水平方向の中央側に比して、端部側から突出する前記載置ピンの前記上端面の高さを高くすることを特徴とする成形方法。 The molding method according to claim 1 or 2,
When providing the height difference between the upper end surfaces, the height of the upper end surface of the mounting pin protruding from the end side is made higher than the horizontal central side of the cavity forming surface, Forming method.
前記繊維強化樹脂シートの複数箇所を複数の保持部材で保持し、前記複数の保持部材同士の距離を調整することで、前記キャビティ形成面の形状に応じて前記繊維強化樹脂シートを予備成形した後に、前記上端面に載置することを特徴とする成形方法。 In the shaping | molding method in any one of Claims 1-3,
After preforming the fiber reinforced resin sheet according to the shape of the cavity forming surface by holding a plurality of locations of the fiber reinforced resin sheet with a plurality of holding members and adjusting the distance between the plurality of holding members. The molding method characterized by being placed on the upper end surface.
前記上金型から前記下金型に向かって突出可能に設けられる押圧ピンによって、前記繊維強化樹脂シートが載置された前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記繊維強化樹脂シートを押圧して予備成形することを特徴とする成形方法。 In the molding method according to any one of claims 1 to 4,
The fiber reinforced resin sheet is placed before the upper end surface on which the fiber reinforced resin sheet is placed reaches the molding position by a pressing pin provided so as to protrude from the upper mold toward the lower mold. A molding method characterized by pre-molding by pressing.
前記複数の載置ピンの少なくとも一つの上端面に、位置決め部材によって位置決め固定した前記繊維強化樹脂シートの部位を位置決め部位とし、前記キャビティ形成面に対する前記位置決め部位の相対位置を固定した状態で、前記下金型及び前記上金型を閉じることを特徴とする成形方法。 In the shaping | molding method in any one of Claims 1-5,
In a state where the position of the fiber reinforced resin sheet positioned and fixed by a positioning member is set as a positioning site on at least one upper end surface of the plurality of mounting pins, and the relative position of the positioning site with respect to the cavity forming surface is fixed, A molding method comprising closing a lower mold and the upper mold.
上端面が、前記下金型のキャビティ形成面と面一となる成形位置と、前記成形位置から突出し、該上端面に載置された前記繊維強化樹脂シートが前記キャビティ形成面に接触しない載置位置との間を移動するように、前記下金型に対して昇降可能に設けられる複数の載置ピンを備え、
前記載置位置から前記成形位置まで前記上端面を下降させるとともに、前記下金型及び前記上金型を閉じ、
前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記複数の載置ピンの互いの突出長さの比を調整して、前記上端面同士を前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差とすることを特徴とする成形装置。 A molding apparatus for molding by bringing a lower mold and an upper mold into contact with a softened fiber reinforced resin sheet,
A molding position where the upper end surface is flush with the cavity forming surface of the lower mold, and a placement where the fiber reinforced resin sheet placed on the upper end surface does not contact the cavity forming surface A plurality of mounting pins provided to be movable up and down with respect to the lower mold so as to move between positions;
While lowering the upper end surface from the placement position to the molding position, close the lower mold and the upper mold,
Before the upper end surface reaches the molding position, the ratio of the protruding lengths of the plurality of mounting pins is adjusted so that the upper end surfaces differ in height according to the uneven shape of the cavity forming surface. A molding apparatus characterized by that.
前記載置位置では、前記上端面が水平方向に揃って配置することを特徴とする成形装置。 The molding apparatus according to claim 7, wherein
The molding apparatus, wherein the upper end surface is arranged in a horizontal direction at the installation position.
前記上端面同士に高低差を設ける際、前記キャビティ形成面の水平方向の中央側に比して、端部側から突出する前記載置ピンの前記上端面の高さを高くすることを特徴とする成形装置。 The molding apparatus according to claim 7 or 8,
When providing the height difference between the upper end surfaces, the height of the upper end surface of the mounting pin protruding from the end side is made higher than the horizontal central side of the cavity forming surface, Forming equipment.
前記上端面に載置する前の前記繊維強化樹脂シートの複数箇所を保持することが可能な複数の保持部材をさらに備え、
前記保持部材は、前記繊維強化樹脂シートを保持した状態で、互いの距離を調整することで、前記キャビティ形成面の形状に応じて予備成形した前記繊維強化樹脂シートを前記上端面に載置して、前記繊維強化樹脂シートの保持を解放することを特徴とする成形装置。 The molding apparatus according to any one of claims 7 to 9,
A plurality of holding members capable of holding a plurality of locations of the fiber reinforced resin sheet before being placed on the upper end surface;
The holding member places the fiber reinforced resin sheet preformed on the upper end surface according to the shape of the cavity forming surface by adjusting the distance between the holding members while holding the fiber reinforced resin sheet. And releasing the holding of the fiber-reinforced resin sheet.
前記上金型から前記下金型に向かって突出可能に設けられる押圧ピンをさらに備えることを特徴とする成形装置。 In the shaping | molding apparatus of any one of Claims 7-10,
The molding apparatus further comprising a pressing pin provided so as to protrude from the upper mold toward the lower mold.
前記複数の載置ピンの少なくとも一つの上端面に、前記繊維強化樹脂シートを位置決め固定する位置決め部材をさらに備え、
前記位置決め部材によって位置決め固定した前記繊維強化樹脂シートの部位を位置決め部位とし、前記キャビティ形成面に対する前記位置決め部位の相対位置を固定した状態で、前記下金型及び前記上金型を閉じることを特徴とする成形装置。 In the shaping | molding apparatus of any one of Claims 7-11,
A positioning member for positioning and fixing the fiber-reinforced resin sheet on at least one upper end surface of the plurality of mounting pins;
A portion of the fiber reinforced resin sheet positioned and fixed by the positioning member is used as a positioning portion, and the lower mold and the upper mold are closed in a state where the relative position of the positioning portion with respect to the cavity forming surface is fixed. A forming device.
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