JP2018043260A - Apparatus and method for manufacturing three-dimensional molding formed of aluminum resin composite laminated plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウム樹脂複合積層板からなる三次元成形品を製造する装置と製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a manufacturing method for manufacturing a three-dimensional molded article made of an aluminum resin composite laminate.
従来から、金属板の絞り加工装置として、図10に示すように加工対象の金属板100が水平に設置されるダイプレート101と、ダイプレート101の中央孔102に上下移動自在に収容されたパッド103と、ダイプレート101の上方に設けられたしわ押さえプレート105および絞りパンチ106を備えた絞り加工装置が知られている。
この絞り加工装置は、図11に示すように絞りパンチ106を中央孔102の内側まで下降させ、金属板100に絞り加工を施し、箱型の成形品107を製造する。図10、図11に示す絞り加工装置において絞りパンチ106は平面視略矩形状に形成され、成形品107は矩形箱型の三次元成形品として作製される。
Conventionally, as a metal plate drawing device, as shown in FIG. 10, a
In this drawing apparatus, as shown in FIG. 11, the
図10、図11に示す絞り加工装置によって金属板100に絞り加工を施す場合、欠陥を生じ易いのは、絞りパンチ106の周縁部が金属板100を大きく絞り出し変形させた部分である。
例えば、成形品107において単純な折り曲げ加工により形成した側面や底面に欠陥を生じるおそれはない。しかし、2つの側面と底面との交わるコーナー部分や2つの側面が交わる稜線部分は金属板100から成形に必要な材料を絞り出した部分であるので、割れやしわ、あるいは肌荒れなどの欠陥が生じ易い部分となる。
現状の絞り加工技術において、潤滑油の開発や絞り加工技術の改良などによって一般的な加工性の金属板であれば、特に支障なく絞り加工ができる技術開発がなされている。
When the
For example, there is no possibility of causing defects in the side surface and the bottom surface formed by simple bending in the molded
In the current drawing processing technology, technology development that enables drawing without particular hindrance has been made as long as it is a metal plate having a general workability by developing a lubricating oil or improving the drawing processing technology.
例えば、以下の特許文献1に記載の如く伸びの低い金属材料からなる合金板を角絞り加工する場合、部分的にテーパーのあるダイプレート、絞りパンチ、パッドを用いて角部や稜線部分を第一の絞り加工時に局部的に肉増し加工し、次いで角部や稜線部分の肉増しされた部分を加工して絞り加工を行う技術が提供されている。
また、以下の特許文献2に記載の如く絞り加工で形成する立壁部に生成するしわを防止
するために、湾曲コーナー部の中央に対する初期フランジ長と直辺部に対応する初期フランジ長との比を規定し、湾曲コーナー部中央のショックライン長と直辺部におけるショックライン長の比を規定する技術が提供されている。
For example, when an alloy plate made of a low-elongation metal material is square-drawn as described in Patent Document 1 below, the corners and ridges are first formed using a partially tapered die plate, drawing punch, and pad. There has been provided a technique for performing a drawing process by locally increasing the thickness at the time of one drawing process, and then processing the increased portions of the corners and ridge lines.
Further, in order to prevent wrinkles generated in the standing wall portion formed by drawing as described in
また、以下の特許文献3に記載の如く金属板を箱状体に絞り成形する場合、絞り可能な大きさのRである金属板の厚さの3倍以上のRで箱状体に絞り成形後、V状ポンチで叩いてRを小さくする技術が提供されている。
前述の如く一般的な金属板は勿論のこと、加工が難しいと想定される金属板であっても欠陥の生じ難い絞り加工技術の提供がなされている。
In addition, when a metal plate is drawn into a box-like body as described in
As described above, not only a general metal plate but also a metal plate that is assumed to be difficult to machine has been provided with a drawing technique that hardly causes defects.
ところで近年、次世代自動車の開発などのテーマにおいて、より軽量な板材の開発が検討され、中でも発泡樹脂板の表裏面をアルミニウム板で挟んだサンドイッチ構造のアルミニウム樹脂複合積層板が研究されている。
このアルミニウム樹脂複合積層板は、軽量である上に表面光沢があり、意匠性にも優れているので、アルミニウム樹脂複合積層板からなる三次元成形品の製造技術開発が期待されている。
ところが、発泡樹脂とアルミニウム板は樹脂材料と金属材料であり、両者は熱膨張率、伸び、縮みが大きく異なるので、従来から知られている種々の絞り加工技術を適用したとしても、部分的にしわや割れ、表面疵などを引き起こすことなく三次元成形品を絞り加工することは容易ではなかった。
By the way, in recent years, development of a lighter plate material has been studied in themes such as development of next-generation automobiles, and in particular, an aluminum resin composite laminate having a sandwich structure in which front and back surfaces of a foamed resin plate are sandwiched between aluminum plates has been studied.
Since this aluminum resin composite laminate is lightweight, has a surface gloss, and is excellent in design, development of manufacturing technology for a three-dimensional molded product made of the aluminum resin composite laminate is expected.
However, the foamed resin and the aluminum plate are a resin material and a metal material, and the two have greatly different coefficients of thermal expansion, elongation, and shrinkage, so even if various conventional drawing techniques are applied, It was not easy to draw a three-dimensional molded product without causing wrinkles, cracks, surface flaws, and the like.
アルミニウム樹脂複合積層板からなる三次元成形品を絞り加工により製造する場合、コーナー部分や稜線部分にしわや割れ、表面疵などの欠陥を生じさせないための工夫として、ダイプレート101としわ押さえプレート105によって発生させるしわ押さえ力を所望の値に制御しつつアルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工することが考えられる。
ところが、上述した如くアルミニウム樹脂複合積層板は金属と発泡樹脂の積層体であり、最近になって注目されてきた材料であることから、絞り成形時のしわ押さえ力をどの程度に設定してどのように制御すればしわや割れ、疵などの欠陥を制御できるのか充分に解析されていない実情がある。
When manufacturing a three-dimensional molded product made of an aluminum resin composite laminate by drawing, as a device for preventing defects such as wrinkles, cracks, and surface wrinkles at corners and ridges,
However, as described above, the aluminum resin composite laminate is a laminate of metal and foamed resin, and since it is a material that has been attracting attention recently, what is the level of wrinkle holding force during drawing? However, there is a situation that has not been sufficiently analyzed to control defects such as wrinkles, cracks and wrinkles.
本願発明は、これらの背景に鑑み、アルミニウム樹脂複合積層板から絞り成形により三次元成形品を製造する場合に、しわや割れ、表面疵、形状不良などの欠陥を生じることなく形の整った三次元成形品を製造できる装置の提供を目的とする。 In view of these backgrounds, the present invention is a tertiary that is well-formed without producing defects such as wrinkles, cracks, surface defects, and shape defects when producing a three-dimensional molded product from an aluminum resin composite laminate by drawing. It aims at providing the apparatus which can manufacture an original molded product.
本発明者はアルミニウム樹脂複合積層板から絞り成形により三次元成形品を製造する方法において、割れやしわ、表面疵、形状不良などの欠陥発生としわ押さえ力の関連性について研究した結果、絞り成形の前半よりも後半においてしわ押さえ力を強くすることにより良好な結果が得られることを知見した。そのため、本発明者は絞り成形の進行に応じてしわ押さえ力の制御が可能な製造装置と製造方法を開発し、本願発明に到達した。 As a result of studying the relationship between the generation of defects such as cracks, wrinkles, surface wrinkles, and shape defects in the method of producing a three-dimensional molded article from an aluminum resin composite laminate by drawing, the inventor has drawn It was found that better results can be obtained by strengthening the wrinkle holding force in the second half than in the first half. For this reason, the present inventor has developed a manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of controlling the wrinkle holding force according to the progress of the drawing and has reached the present invention.
本発明に係る製造装置は前述の背景に基づき、発泡樹脂からなる芯材の両面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材を積層したアルミニウム樹脂複合積層板からなり、天壁あるいは底壁とこれらのいずれかに連続された側壁を有する三次元成形品を製造する装置において、パンチを備えたベース基台と、前記パンチに対向して設けられ前記パンチを挿入する型孔を備えたダイプレートと、前記パンチの周囲に設けられた枠型のしわ押さえ板と、前記ベース基台に取り付けられ前記しわ押さえ板を前記ベース基台と前記ダイプレート間で移動自在に支持する支持軸部材と、前記支持軸部材に巻装された圧縮バネ型のバネ部材とを備え、前記パンチが前記ダイプレートの型孔に対し接近離間自在に設けられ、前記パンチと前記ダイプレートの間に挟んだ前記アルミニウム樹脂複合積層板を前記型孔に押し込んで前記アルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工する製造装置であって、前記パンチの前記型孔への挿入前に前記アルミニウム樹脂複合積層板を前記しわ押さえ板によって前記バネ部材の付勢力に抗しつつ前記ダイプレートに押圧可能な位置に前記しわ押さえ板が支持されるとともに、前記バネ部材のばね定数が60N/mm以上、150N/mm以下に設定され、前記バネ部材の単位荷重が120kg以上、300kg以下に設定されたことを特徴とする。 Based on the above-mentioned background, the manufacturing apparatus according to the present invention is composed of an aluminum resin composite laminate in which a face material made of aluminum or an aluminum alloy is laminated on both surfaces of a core material made of foamed resin. In an apparatus for producing a three-dimensional molded product having a continuous side wall, a base base provided with a punch, a die plate provided opposite to the punch and provided with a mold hole for inserting the punch, A frame-type wrinkle pressing plate provided around the punch, a support shaft member attached to the base base and movably supporting the wrinkle pressing plate between the base base and the die plate; and the support shaft A compression spring type spring member wound around the member, wherein the punch is provided so as to be able to approach and separate from a die hole of the die plate, and the punch and the die A manufacturing apparatus for pressing the aluminum resin composite laminate sandwiched between rates into the mold hole and drawing the aluminum resin composite laminate, wherein the aluminum resin composite laminate is inserted before the punch is inserted into the mold hole. The wrinkle holding plate is supported at a position where the laminated plate can be pressed against the die plate while resisting the biasing force of the spring member by the wrinkle holding plate, and the spring constant of the spring member is 60 N / mm or more, 150 N / Mm or less, and the unit load of the spring member is set to 120 kg or more and 300 kg or less.
本発明において、前記ダイプレートと前記ベース基台の間に立設されて前記パンチの前記ダイプレート側への移動の終点位置を規定するストッパ部材が設けられ、前記パンチの前記ダイプレート側への移動に応じて生じる前記バネ部材のたわみ量が前記バネ部材のたわみ限界より小さくなる位置に前記終点位置が設定されたことが好ましい。 In the present invention, a stopper member is provided between the die plate and the base base so as to define an end point position of the movement of the punch toward the die plate, and the punch toward the die plate is provided. It is preferable that the end point position is set at a position where a deflection amount of the spring member generated in accordance with the movement is smaller than a deflection limit of the spring member.
本発明において、前記発泡樹脂の発泡倍率が1.5〜10倍、総厚が2〜10mm、前記面材の厚さが0.1〜4mmであるアルミニウム樹脂複合積層板に適用されることが好ましい。
本発明において、前記ベース基台が前記複数の支持軸部材を支える支持板と支持板上に立設された複数の支持壁とこれら支持壁上に接合されたベースプレートからなり、該ベースプレートが取付ベースに水平方向にスライド位置決め自在に支持され、前記複数の支持軸部材の先端部にねじ部が形成され、前記複数の支持軸部材がそれらのねじ部を前記しわ押さえ板に形成されたねじ穴に螺合して前記しわ押さえ板が支持された構成とすることが好ましい。
本発明において、前記パンチの前記型孔への挿入進行により連動して前記しわ押さえ板が発生させるしわ押さえ力が増大されることが好ましい。
In the present invention, the foaming resin may be applied to an aluminum resin composite laminate having a foaming ratio of 1.5 to 10 times, a total thickness of 2 to 10 mm, and a thickness of the face material of 0.1 to 4 mm. preferable.
In the present invention, the base base includes a support plate for supporting the plurality of support shaft members, a plurality of support walls erected on the support plate, and a base plate joined to the support walls, and the base plate is a mounting base. Are supported in such a manner that they can be slidably positioned in a horizontal direction, and thread portions are formed at the tip portions of the plurality of support shaft members, and the plurality of support shaft members are threaded into screw holes formed in the wrinkle holding plate. It is preferable that the wrinkle holding plate is supported by screwing.
In the present invention, it is preferable that the wrinkle pressing force generated by the wrinkle pressing plate is increased in conjunction with the progress of insertion of the punch into the mold hole.
本発明の三次元成形品の製造方法は、発泡樹脂からなる芯材の両面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材を積層したアルミニウム樹脂複合積層板からなり、天壁あるいは底壁とこれらのいずれかに連続された側壁を有する三次元成形品の製造方法において、型孔を有するダイプレートと前記型孔に前記アルミニウム樹脂複合積層板のブランク材を押し込むパンチと前記ダイプレートに前記ブランク材の周縁部を押し付けるしわ押さえ板を用い、前記ブランク材の周縁部に前記しわ押さえ板でしわ押さえ力を付加しつつ前記型孔に前記パンチによって前記ブランク材を押し込んで絞り成形する三次元成形品の製造方法であって、圧縮バネ型のバネ部材を圧縮することにより生じる付勢力を用いて前記しわ押さえ板を前記ブランク材に押し付けてしわ押さえ力を発生させるとともに、前記バネ部材のばね定数を60N/mm以上、150N/mm以下に設定し、前記バネ部材の単位荷重を120kg以上、300kg以下に設定することを特徴とする。 The method for producing a three-dimensional molded article of the present invention comprises an aluminum resin composite laminate in which a face material made of aluminum or an aluminum alloy is laminated on both surfaces of a core material made of foamed resin, and either the top wall or the bottom wall and In a manufacturing method of a three-dimensional molded product having side walls that are continuous with each other, a die plate having a mold hole, a punch for pushing the blank material of the aluminum resin composite laminate into the mold hole, and a peripheral portion of the blank material on the die plate A method for producing a three-dimensional molded product, in which a wrinkle pressing plate is used to press and the blank material is pressed into the mold hole by the punch while a wrinkle pressing force is applied to the peripheral portion of the blank material by the punch. The urging force is generated by compressing a compression spring type spring member, and the wrinkle holding plate is moved to the blank. A pressing force is generated by pressing against the material, the spring constant of the spring member is set to 60 N / mm or more and 150 N / mm or less, and the unit load of the spring member is set to 120 kg or more and 300 kg or less. And
本発明の三次元成形品の製造方法において、前記発泡樹脂の発泡倍率が1.5〜10倍、総厚が2〜10mm、前記面材の厚さが0.1〜4mmのアルミニウム樹脂複合積層板からなるブランク材に適用することが好ましい。
本発明の三次元成形品の製造方法は、前記バネ部材により前記しわ押さえ板を用いて発生させるしわ押さえ力を前記ブランク材の絞り成形の初期段階から終期段階にかけて順次強くすることを特徴とする。
In the method for producing a three-dimensional molded article according to the present invention, an aluminum resin composite laminate in which the foaming ratio of the foamed resin is 1.5 to 10 times, the total thickness is 2 to 10 mm, and the thickness of the face material is 0.1 to 4 mm. It is preferable to apply to a blank made of a plate.
The method for producing a three-dimensional molded product of the present invention is characterized in that the wrinkle pressing force generated by the spring member using the wrinkle pressing plate is sequentially increased from the initial stage to the final stage of the blank material. .
本発明の製造装置と製造方法によれば、アルミニウム樹脂複合積層板から三次元成形品を製造する場合であっても、しわや割れ、表面疵、形状不良などの欠陥を生じることなく形の整った三次元成形品を得ることができる。 According to the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present invention, even when a three-dimensional molded product is manufactured from an aluminum resin composite laminated plate, the shape is prepared without causing defects such as wrinkles, cracks, surface defects, and shape defects. A three-dimensional molded product can be obtained.
以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、図2以降に示す製造装置Aによって製造対象とする三次元成形品の一例を示す斜視図である。
この例の三次元成形品Bは、ポリプロピレン発泡樹脂などの発泡樹脂板からなる芯材2aと、この芯材2aの表裏両面側に積層されたアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材2b、2bとからなる3層構造のアルミニウム樹脂複合積層板2を後述する製造装置Aで角絞り成形して得られる。
図1に示す三次元成形品Bは、浅底の上面開口型の箱形に形成され、平面視矩形状の底壁2Aとこの底壁2Aの周縁から底壁2Aに対し直角に立設された4つの側壁2Bとからなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a three-dimensional molded product to be manufactured by the manufacturing apparatus A shown in FIG.
The three-dimensional molded product B of this example is composed of a
The three-dimensional molded product B shown in FIG. 1 is formed in a shallow bottom-opening box shape, and is erected at right angles to the
底壁2Aの周縁において側壁2Bが延設された部分に第1のコーナー部2Dが形成され、隣接する側壁2B、2Bが接続された稜線部分に第2のコーナー部2Eが形成されている。
上述のアルミニウム樹脂複合積層板2として望ましくは厚さ(総厚)が2mm以上、10mm以下、望ましくは面材2bの厚さが0.1mm以上、4mm以下、望ましくは芯材2aの厚さが1.9mm以上、9.8mm以下の積層板を用いることができる。
A
The above-mentioned aluminum
なお、一例として芯材2aの厚さ2.5mm、外側の面材2bの厚さ0.3mm、内側の面材2bの厚さ0.2mm、総厚3.0mm程度、芯材2aの表裏両面に面材2bが接着された構造のアルミニウム樹脂複合積層板2を適用することができる。前記芯材2aの厚さ、面材2bの厚さは一例であって、前記の厚さに限らないが、アルミニウム樹脂複合積層板全体をできるだけ軽量化するために、芯材2aより面材2bの方を薄くすることが好ましい。また、芯材2aをポリプロピレン樹脂の発泡体から形成すると芯材2aの比重を1.6程度に形成することができ、アルミニウムの比重が約2.7程度であるので、芯材2aを面材2bより厚く形成することでアルミニウム樹脂複合積層板全体として軽量化に有利となる。なお、芯材2aを構成する樹脂としては、ポリプロピレン樹脂に限定されず、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート等を用いることができ、発泡倍率は1.5倍から10倍で均一に発泡させたものを適宜選択できる。本実施形態において適用する芯材2aの発泡倍率は1.5倍以上、5倍以下の範囲がより好ましい。
As an example, the thickness of the
面材2b、2bを形成するアルミニウムあるいはアルミニウム合金板は、両方同じ種類のアルミニウムあるいはアルミニウム合金から形成されていても良く、異なるアルミニウム合金から形成されていてもよい。一例として、外側の面材2bをAA5151などの5000系アルミニウム合金から形成し、内側の面材2bをAA1050などの1000系アルミニウム合金から構成することができる。
この実施形態において内外の面材2b、2bで材質、厚さを前記のように異ならせたのは、内側の面材2bに変形による歪を逃がし、成形を容易とするためであるが、上述の記載は一例であって、上述の記載に制限されるものではない。
Both aluminum or aluminum alloy plates forming the
In this embodiment, the reason why the materials and thicknesses of the inner and
図1に示す三次元成形品Bは、図3に示す平板状のアルミニウム樹脂複合積層板からなるブランク材4を図2〜図5に示す構成の製造装置Aを用いて角絞り成形することによって製造される。
ただし、アルミニウム樹脂複合積層板からなるブランク材4の芯材2aは面材2bより比重が小さく樹脂の発泡体であるので、単純に絞り加工を施した場合、芯材2aがクッション材のように変形し、変形しようとする面材2bの緩衝層となる。このため、例えば、絞り成形を実施しようとすると、三次元成形品Bのコーナー部2D、2Eにしわや割れが生じ易く、表面疵を生じ易い問題がある。
そこで、本実施形態では、図2〜図5に示す製造装置Aを用い、製造装置Aに図4に拡大して示すダイプレート12を装着し、アルミニウム樹脂複合積層板からなるブランク材4を用い、後述する角絞り成形を施すことによって、上述した欠陥の生じていない形の整った三次元成形品Bを得ることができる。
The three-dimensional molded product B shown in FIG. 1 is obtained by subjecting the blank 4 made of the flat aluminum resin composite laminate shown in FIG. 3 to corner drawing using the manufacturing apparatus A having the configuration shown in FIGS. Manufactured.
However, since the
Therefore, in this embodiment, the manufacturing apparatus A shown in FIGS. 2 to 5 is used, the
製造装置Aは、図2、図3に示すように上部定盤3と下部定盤5の間に上型6と下型7を備え、上部定盤3と下部定盤5を図示略の油圧圧下装置に接続することで上型6と下型7を接近離間する方向に移動自在に構成されている。
上型6には上部定盤3の下面側に平面視長方形状の取付ベース8を介し取り付けられたパンチ9が設けられている。この実施形態においては図1に示す箱形の三次元成形品Bを製造対象とするので、箱形の三次元成形品Bを型取るための図5に示す平坦な底面9aと側面9bを備えた凸型のパンチ9が取付ベース8の下方に取り付けられている。なお、パンチ9の形状は目的とする三次元成形品の形状に合わせて適宜の形状を採用できるので、各図に示す凸型の形状は一例に過ぎない。
下型7にはブロック型の中子10を内部に上下移動自在に備えたダイ側基台11が設けられ、その上部に枠型のダイプレート12が取り付けられ、ダイプレート12の中央部に型孔12aが形成されている。
The manufacturing apparatus A includes an
The
The
上型6において上部定盤3の下面側に設けられた取付ベース8の短辺側下面にL字形のフック部15が下向きに形成され、取付ベース両側のフック部15に吊り持ち支持される状態で平面視略長方形状のベースプレート16が水平に支持され、このベースプレート16の下面側に4枚の支持壁17を介し支持板18が水平に支持されている。ベースプレート16はその長さ方向両端側をフック部15、15によって吊り持ち支持された状態で取付ベース8の下面に沿ってスライド自在に支持されている。このため、ベースプレート16の取付ベース8に対する支持位置を微調整することができ、後述するパンチ9のダイプレート12に対する正確な芯出しができるように構成されている。
図2、図3に示すフック部15、15の奥側に位置する支持板18の背部側にはベースプレート16の前後移動を阻止するストッパが形成されていて、ベースプレート16はこのストッパに到達するまでフック部15、15に沿ってスライド移動自在に支持されている。ベースプレート16は前記ストッパに接触した位置で芯出しができるサイズ(奥行き幅)に形成され、この芯出し位置でベースプレート16を貫通して取付ベース8のねじ穴に螺合される図示略のボルトにより取付ベース8に取り付けられている。換言すると、ストッパにベースプレート16を突き当てた状態でベースプレート16に形成されている複数の透孔と取付ベース8に形成されている複数のねじ孔が位置合わせされ、この位置でベースプレート16が芯出しされるようになっている。
In the
A stopper that prevents the
支持壁17はベースプレート16の下面側にベースプレート16の短辺と平行に等間隔かつベースプレート16と直角に4枚配置され、4枚の支持壁17の下端側に平面視長方形状の支持板18が水平に一体化されている。
一例として一体化された支持板18と支持壁17を貫通してベースプレート16の図示略のねじ孔に螺合される複数のボルトにより支持壁17と支持板18がベースプレート16に一体化されている。
本実施形態では図3に示すように4枚の支持壁17と支持板18が櫛形に一体化され、支持壁17をベースプレート16にボルト止めしてベース基台19が構成されている。
また、隣接する支持壁17、17の間には左右方向に開口を有する空間部Kが形成されている。この空間部Kを設けて4枚の支持壁17と支持板18を櫛形に構成することによりベース基台19を軽量化できるとともに、後述するバネ部材25の交換を容易としている。
なお、支持壁17と支持板18をベースプレート16に固定する部分の構造はボルト止めに限らない。
Four
As an example, the
In this embodiment, as shown in FIG. 3, four
A space K having an opening in the left-right direction is formed between the
The structure of the portion for fixing the
支持板18の短辺側に位置する支持壁17の近傍であって、支持板18において空間部Kに望む位置に複数の支持孔18aが形成され、各支持孔18aを上下に挿通するように支持軸部材20が吊り下げられている。支持孔18aは支持板18の各コーナー部に近い位置に形成されているので、支持板18には4つの支持孔18aが形成されている。
支持軸部材20は図6〜図9に示すようにストリッパーボルトからなる。支持軸部材20は、ねじ部を有しないロッド状の軸部20aと、この軸部20aの上端部に形成された頭部20bと、軸部20aの下端部に形成されたねじ部20cとからなる。
支持軸部材20は支持板18の支持孔18aにフランジ部21aを有する円筒形状のブッシュ部材21を介し挿通され、支持板18の上方に頭部20bを出し、支持板18の下方にねじ部20cを向けて支持板18に吊り下げ支持されている。ブッシュ部材21は支持軸部材20の上下移動を円滑とするために摩擦係数の小さい材料からなる。支持板18の支持孔18aに内挿されたブッシュ部材21のフランジ部21aによって支持軸部材2の頭部20bが支持され、ブッシュ部材21により支持軸部材20が支持板18の支持孔18aに対し抜け止め自在に支持されている。支持孔18aは段付孔型に形成され、段の部分に支持軸部材20のフランジ部21aが設置され、フランジ部21aの上面が支持板18の上面と面一にされている。支持軸部材20の頭部20bの外径はブッシュ部材21の円筒部分の内径より大きく、円筒部分の外径より小さく形成されているので、支持板18の支持孔18aに装着されたブッシュ部材21に支持される状態で支持軸部材20が吊り下げ支持されている。
A plurality of
The
The
支持板18の下面中央側であって4本の支持軸部材20の間に下向きに凸型のパンチ9が取り付けられ、このパンチ9の下端側に枠状のしわ押さえ板22がパンチ9の外周を取り囲むように4本の支持軸部材20によって水平に吊り下げ支持されている。パンチ9の底面9aは平面状に形成され、パンチ9の底面9aよりしわ押さえ板22の下面が僅かに下方に(数mm程度下方に)設置されている。
しわ押さえ板22のコーナー部分上面側にはそれぞれ上面側にのみ開口するねじ穴22aが形成され、各ねじ穴22aに支持軸部材20のねじ部20cを螺合することでしわ押さえ板20が吊り下げ支持されている。しわ押さえ板22の内側部分にはパンチ9を挿通可能な大きさの挿通孔22bが形成され、この挿通孔22bを挿通するようにパンチ9が設置されている。
A
4本の支持軸部材20の個々の外周側であって支持板18としわ押さえ板22の間の部分にコイル状のバネ部材25が巻装されている。これらのバネ部材25のバネ定数は60N/mm以上、150N/mm以下に設定され、単位荷重が120kg以上、300kg以下に設定されている。これらのバネ部材25は、しわ押さえ板22への加圧力を調節してしわ押さえ力を制御するために使用するので圧縮バネとされている。
バネ部材25のバネ定数が60N/mm未満では後述するようにアルミニウム樹脂複合積層板のブランク材4を角絞り成形して図1に示す三次元成形品Bを製造する場合、三次元成形品Bにしわが入り易くなる。バネ部材25のバネ定数が150N/mmを超えるようでは後述するようにアルミニウム樹脂複合積層板のブランク材4を角絞り成形して図1に示す三次元成形品Bを製造する場合、バネ部材25が硬すぎてバネ部材25が縮まなくなり、三次元成形品Bに割れを生じる。単位荷重を120kg未満にすると三次元成形品Bに形状不良を引き起こし易くなり、単位荷重で300kgを超えるとバネ部材による表面疵が目立つようになる。
A coil-shaped
When the spring constant of the
なお、バネ自体の長さがバネに係る力の大きさによって変化する(正比例する)ので、バネ定数の数値が大きい方が硬いバネ、数値が小さい方が軟らかいバネと解釈できる。荷重=バネ定数×タワミの関係があり、バネ定数(N/mm)=(横弾性係数×線径の4乗)/(8×有効巻数×中心径の3乗)の関係があり、バネ定数=タワミ1mmあたりに発生する力の関係があり、バネ定数は最大荷重を求める際に使用できる。そのバネ部材を使用できる限界の荷重は通常最大荷重の80%までとすることが好ましい。これらの関係から、バネ定数は長さを調整するための基準となり、単位荷重はバネ部材からアルミニウム樹脂複合積層板にかける荷重を調整するための基準として使用することができる。これらを勘案して目的とする三次元成形品Bの角絞り成形に合わせたバネ定数と単位加重のバネ部材を選択することができる。
上述のバネ定数の範囲と単位荷重の範囲に各値を設定したバネ部材25を用いることで後述するように得られた三次元成形品Bには割れやしわを生じることがなく、表面疵を生じていないとともに、形状不良も生じていない、形の整った三次元成形品Bを製造することができる。
Since the length of the spring itself changes depending on the magnitude of the force applied to the spring (it is directly proportional), it can be interpreted that a larger spring constant value is a hard spring and a smaller value is a soft spring. There is a relationship of load = spring constant × warm, spring constant (N / mm) = (lateral elastic modulus × fourth of wire diameter) / (8 × effective number of turns × third power of center diameter). = There is a relationship of the force generated per 1 mm of thigh, and the spring constant can be used when obtaining the maximum load. It is preferable that the limit load at which the spring member can be used is usually up to 80% of the maximum load. From these relationships, the spring constant is a reference for adjusting the length, and the unit load can be used as a reference for adjusting the load applied from the spring member to the aluminum resin composite laminate. In consideration of these, a spring member having a spring constant and unit load can be selected according to the angular drawing of the target three-dimensional molded product B.
The three-dimensional molded product B obtained as described later by using the
上述のように三次元成形品Bを構成するアルミニウム樹脂複合積層板はその総厚、芯材2aの厚さ、面材2bの厚さに望ましい範囲があり、製造対象とする三次元成形品Bの大きさも種々の大きさが考えられる。これらの全てに対し、特定のバネ定数、特定の単位荷重のバネ部材25のみを適用して製造することは望ましくはなく、総厚、芯材の厚さ、面材の厚さ、製造対象とする三次元成形品の大きさ等に応じてバネ定数と単位荷重の異なる複数種類のバネ部材を予め用意しておき、製造対象とする三次元成形品に合わせて好適なバネ部材に交換して製造することが好ましい。
このため、前記構成の製造装置Aにおいては、対象とする三次元成形品Bの各部寸法や規模に合わせてバネ定数と単位荷重の異なる複数種類のバネ部材から選択した好適なものを利用して製造することが好ましい。
このため、バネ部材25を支持している支持軸部材20をできるだけ容易に取り外し、別のバネ定数または別の単位荷重のバネ部材に交換する場合に簡単に交換作業できることが望ましい。この点、支持板18の上に支持壁17を離間させて設け、支持軸部材20の頭部周りに空間部Kを設けているので、この空間部Kを利用して支持軸部材20の回転作業を容易に実施でき、支持軸部材20としわ押さえ板22の分離が容易であるので、バネ部材25の交換作業が容易にできる。また、空間部Kを設けて支持壁17と支持板18を櫛形に一体化し、ベース基台19を軽量化しているので、バネ部材25によるバネ抑え力を小さいものに交換したい場合でも、バネ部材25を含めた上型6側の全体重量を抑えることができ、上型6の重量影響を抑制することができる。
As described above, the aluminum resin composite laminate constituting the three-dimensional molded product B has desirable ranges in the total thickness, the thickness of the
For this reason, in the manufacturing apparatus A having the above configuration, a suitable one selected from a plurality of types of spring members having different spring constants and unit loads according to the size and scale of each part of the target three-dimensional molded product B is used. It is preferable to manufacture.
For this reason, it is desirable that the replacement work can be easily performed when the
ダイプレート12は中央部に型孔12aを有する肉厚の矩形枠状の金属ブロック体から構成され、この型孔12aにパンチ9がブランク材4を押し込んで角絞り成形がなされる。このため型孔12aは図1に示す三次元成形品Bを成形するために必要な寸法に形成されている。具体的に、型孔12aの開口部は箱型の三次元成形品Bの底面の輪郭より若干大きな輪郭形状とされ、型孔12aにパンチ9を挿入した場合に型孔12aの内周面とパンチ9の外周面との間にアルミニウム樹脂複合積層板の厚さに対応する隙間が形成される。このため、型孔12aの開口部から型孔内にパンチ9の底部側とともにアルミニウム樹脂複合積層板を押し込むことができ、パンチ9によってアルミニウム樹脂複合積層板を絞り成形することができる。
The
また、ダイプレート12の上面側コーナー部分に4本の支柱状のストッパ部材24が立設されている。これらのストッパ部材24は、上型6の下降時に取付板18のコーナー部分に当接してパンチ9の底面9aの最大下降位置(下死点)を規定するために設けられている。このため、ストッパ部材24はしわ押さえ板22の上下移動の支障とならないダイプレート12のコーナー位置であって、パンチ9とともに下降するダイプレート18のコーナー部分に対峙するように立設されている。
Further, four
下部定盤5の上面中央部に中空構造のダイ側基台11が設けられ、このダイ側基台11の上にダイプレート12が取り付けられている。ダイプレート12の型孔12aの下方には複数のイジェクタピン26によって上下に移動自在に中子10が支持され、パンチ9の下降によって成形されるアルミニウム樹脂複合積層板の下面側を支持しながら中子10が下方に移動できるようになっている。なお、イジェクタピン26は絞り成形終了後に中子10を上昇させ、絞り成形後の三次元成形品Bをダイプレート12の上方に押し出すために設けられている。
A hollow die-
以上の構成により、上部定盤3とともに上型6を下降させることでパンチ9としわ押さえ板22を同時に下降できるが、パンチ9はその底部側を型孔12aに所定の深さまで挿入できるように構成されている。また、パンチ9の下降とともにしわ押さえ板22はダイプレート12の上面に達するまで下降することができ、しわ押さえ板22がダイプレート12の上面に接して下降を停止した状態であってもパンチ9はその底部側を型孔12aの内部側に所定の深さ挿入することができる。また、パンチ9の底部を型孔12aの内部側に挿入している間、しわ押さえ板22をバネ部材25のバネ力に対応した付勢力によってダイプレート12の上面側に押し付けることができる。
その場合のパンチ9としわ押さえ板22の下降動作について図6〜図9を基に以下に説明する。
With the above configuration, the
The lowering operation of the
図6に示すようにパンチ9としわ押さえ板22をダイプレート12の上方に離間配置している状態から図7に示すようにパンチ9としわ押さえ板22を下降させると先にしわ押さえ板22がダイプレート12の上面に接触する。しわ押さえ板22はこの状態から下降はできなくなるが、パンチ9は図8〜図9に示すように型孔12aの内部側に必要深さまで下降することができる。パンチ9が型孔12aの内部側に下降する間、4本のバネ部材25のバネ力に対応した所定の押圧力をしわ押さえ板22が発生できる。
When the
図6〜図9ではアルミニウム樹脂複合積層板からなるブランク材4の記載を略しているが、図3に示すようにダイプレート12の上にアルミニウム樹脂複合積層板のブランク材4を設置した場合、しわ押さえ板22がブランク材4の周縁部をダイプレート12の上面に押し付けて所定のしわ押さえ力でもってブランク材4の周縁部を押さえ付けることができる。そして、ブランク材4の周縁部にしわ押さえ力を作用させた状態でパンチ9がブランク材4をダイプレート12の型孔12a側に押し込むことでブランク材4の絞り成形を行うことができる。
Although the description of the blank material 4 which consists of an aluminum resin composite laminated board is abbreviate | omitted in FIGS. 6-9, when the blank material 4 of an aluminum resin composite laminated board is installed on the
パンチ9と支持板18の下降動作は支持板18のコーナー部分下面がストッパ部材24の上端に接触するまでなされ、パンチ9の下死点はストッパ部材24の上端に支持板18のコーナー部分が接触した時点で設定される。パンチ9の下死点をストッパ部材24が規定するので、バネ部材25に対する支持板18の過剰な押圧力の付加が阻止され、バネ部材25の損傷を防止できる。バネ部材25のタワミ限界の80%程度の位置で支持板18をストッパ部材24の上端に接触して下死点を規定するようにストッパ部材24の高さを設定することが好ましい。これによりバネ部材25の損傷を確実に防止できる。
The lowering operation of the
なお、しわ押さえ板22が作用させているしわ押さえ力よりもパンチ9がブランク材4を下方に押圧する力の方が大きく設定されるので、ブランク材4はその周縁部を所定のしわ押さえ力で押さえ付けられたままパンチ9によって型孔12内に押し込まれつつ角絞り成形されて図1に示す三次元成形品Bが得られる。
また、4本のバネ部材25を圧縮バネとして設けているので、成形の初期段階においてバネ部材25の初期長さは長く、この状態でブランク材4に付加できるしわ押さえ力は弱いが、成形の中期段階、終期段階になるにつれてバネ部材25の長さは順次短くなり、徐々にしわ押さえ力を強くできる。加えて、ブランク材4の周縁部においてしわ押さえ板22により押さえられる部分の面積は絞り成形の進行とともに小さくなるので、この意味においてもブランク材4の周縁部分に作用される単位面積あたりのしわ押さえ力は増大する。
In addition, since the force by which the
In addition, since the four
図6〜図9に示すようにパンチ9を下降させ、ダイプレート12の上に設置したブランク材4を角絞り成形するならば、成形の進行に合わせて徐々に増加するしわ押さえ力をしわ押さえプレート22により印加した状態でアルミニウム樹脂複合積層板の角絞り成形ができる。
本実施形態の製造装置Aではバネ部材25を介しブランク材4の周縁部分にしわ押さえ力を発生させる構造であるので、絞り成形の進行に合わせてしわ押さえ力を徐々に自動的に強くしながら角絞り成形できる。
加えて、しわ押さえ力を発生させるバネ部材25においてバネ定数を60N/mm以上、150N/mm以下の範囲に設定し、単位荷重を120kg以上、300kg以下の範囲に設定したバネ部材25を用いて好適な大きさのしわ押さえ力を順次強くなるように加えつつアルミニウム樹脂複合積層板を角絞り成形するので、しわや割れの生じていない、表面疵の無い、形状の整った三次元成形品Bを製造できる。
If the
In the manufacturing apparatus A of the present embodiment, the wrinkle pressing force is generated in the peripheral portion of the blank member 4 via the
In addition, in the
一般的な絞り成形の場合、成形が進行するに従ってブランク材の材料が金型に流入していくためにダイとブランクホルダーにより挟まれているブランク材周縁部分におけるしわ押さえ面積は徐々に小さくなる。従ってダイとブランクホルダーによるしわ押さえのためのプレス荷重を一定とした場合、単位面積あたりのしわ押さえ力は成形が進むに従って大きくなるので、過剰なしわ押さえ力を回避するために、しわ押さえ力を徐々に小さくする必要がある、と考えるのが絞り成形時の一般的な考察である。
しかしながら、成形方法や成形品によってはしわ押さえ力を成形開始から終了までほぼ一定とする場合もある(張出が主体の成形の場合)。その場合、絞り深さが深くなればなるほど材料の変形量が大きくなり、余分に変形しようとした分は、「しわ」となって三次元成形品の表面に現れる。従って、その場合は徐々にしわ押さえ力を大きくしてゆく必要がある。本実施形態においてもこのような考え方を採用し、絞り成形の進行に合わせてしわ押さえ力を徐々に強くしながらブランク材4を角絞り成形する。このため圧縮バネであるバネ部材25によるしわ押さえ力を利用している。
In the case of general draw forming, the blank material flows into the mold as the forming progresses, so that the wrinkle holding area at the peripheral portion of the blank material sandwiched between the die and the blank holder gradually decreases. Therefore, if the press load for wrinkle pressing by the die and blank holder is constant, the wrinkle pressing force per unit area will increase as the molding progresses, so to avoid excessive wrinkle pressing force, It is a general consideration at the time of drawing forming that it is necessary to gradually reduce the size.
However, depending on the molding method and the molded product, the wrinkle holding force may be substantially constant from the start to the end of molding (in the case of molding with overhanging as the main component). In this case, the amount of deformation of the material increases as the squeezing depth increases, and the amount of excessive deformation appears as “wrinkles” on the surface of the three-dimensional molded product. Therefore, in that case, it is necessary to gradually increase the wrinkle holding force. Also in this embodiment, such a way of thinking is adopted, and the blank material 4 is subjected to corner drawing while gradually increasing the wrinkle holding force as the drawing process proceeds. For this reason, the wrinkle pressing force by the
次に、しわ押さえ力をブランク材4の周縁部に均等に付加するために、4本の支持軸部材20によりしわ押さえ板22を傾斜がないようにできる限り水平に支持することが好ましく、パンチ9の上下移動に追従してしわ押さえ板22を円滑に上下移動させる必要がある。この点において、支持軸部材20の軸部20aにねじ部を設けていないストリッパーボルトを適用し、支持板20の支持軸部材挿通部分にブッシュ部材21を設けることで図7〜図9に示すように支持軸部材20を移動させる場合に円滑な移動ができる。支持軸部材20の姿勢を保持したまま円滑に上下移動できる構成としたことにより、しわ押さえ板22をブランク材4の周縁部に4本のバネ部材25を介し均等に押し付けることができ、ブランク材4の周縁部に均等にしわ押さえ力を付加できる。このため、角絞り成形により製造した三次元成形品Bにおいて形状不良を生じるおそれを少なくできる。
Next, in order to apply the wrinkle pressing force evenly to the peripheral edge of the blank 4, it is preferable to support the
支持軸部材20はパンチ9の底面9aに対するしわ押さえ板22の下面位置を調節する機能を有する。パンチ9の底面9aよりもしわ押さえ板22の下面を所定の高さ下方に配置しておくならば、パンチ9がブランク材4の中央部に到達するよりも先にしわ押さえ板22をブランク材4の周縁部に確実に到達させることができ、ブランク材4の絞り成形時に目的のしわ押さえ力を発揮できる。
The
また、ブランク材4自体に歪があって形状が微妙に異なるブランク材4を角絞り成形する場合がある。この場合、しわ押さえ板22のねじ穴22aに支持軸部材20のねじ部20cをねじ込む量の微調節により、しわ押さえ板22の傾斜を微調整し、歪を有するブランク材4に対ししわ押さえ板22の押圧状態を微調整できる。
このため、歪を有するブランク材4を用いて角絞り成形する場合であっても、形状不良のない、形の整った三次元成形品Bを製造できる。
Moreover, the blank material 4 itself may be distorted and the blank material 4 having a slightly different shape may be subjected to corner drawing. In this case, by finely adjusting the amount of
For this reason, even if it is a case where corner drawing using the blank material 4 which has distortion, the shape-free three-dimensional molded product B without a shape defect can be manufactured.
なお、絞り成形の進行に合わせてしわ押さえ力を増大させるために、バネ部材25の代わりに油圧装置などを別途用意してしわ押さえ板22のみを油圧装置によって個別に移動自在に構成することも可能である。しかし、この場合、油圧装置の構成が複雑となり、装置単価が上昇するので、前述のバネ部材25を用いた構成が装置簡略化の面で好ましい。
また、しわ押さえ力の制御のために油圧装置を用いることなくバネ部材25を用いる構成とすることで、上型全体を軽量化することができ、軽量化した上型6を用いることにより低荷重であっても安定したしわ押さえ力を得ることができる。
In order to increase the wrinkle holding force in accordance with the progress of drawing, a hydraulic device or the like may be separately prepared instead of the
Further, by using the
3倍発泡のポリプロピレン製の厚さ2.5mmの発泡樹脂板の一面にAA1050からなる厚さ0.25mmのアルミニウム合金板を接着し、他面に厚さ0.25mmのAA5151からなるアルミニウム合金板を接着した3層構造のアルミニウム樹脂複合積層板(総厚3mm、縦160mm、横230mm)のブランク材を複数用意した。
これらのブランク材に対し図2〜図9に示す構成の製造装置を用いて縦100mm、横170mm、深さ30mmの箱型の三次元成形品を角絞り成形により製造した。
ブランク材を角絞り成形するためのダイプレートの型孔の大きさは、縦106mm、横176mmの長方形状であり、型孔の開口部にアールを形成してブランク材を型孔に押し込む際の抵抗を低減した。
An aluminum alloy plate made of AA1050 and made of AA1050 is bonded to one side of a 2.5 mm thick foamed resin plate made of 3 times foamed polypropylene, and an AA5151 made of AA5151 to the other side. A plurality of blank materials of an aluminum resin composite laminated plate (
A box-shaped three-dimensional molded product having a length of 100 mm, a width of 170 mm, and a depth of 30 mm was manufactured by square drawing with respect to these blanks using a manufacturing apparatus having the configuration shown in FIGS.
The size of the die hole of the die plate for corner drawing of the blank material is a rectangular shape with a length of 106 mm and a width of 176 mm. When the blank material is pushed into the mold hole by forming a round at the opening of the die hole Reduced resistance.
図2〜図9に示す構成の製造装置を用いる場合、しわ押さえ板によるしわ押さえ力を最適化するために、しわ押さえ板を支持する4本の支持軸部材に巻装するコイルバネについて以下の表1に示すバネ定数(55〜160N/mm)と単位荷重(100〜320kg)のバネ部材を各ブランク材の角絞り成形の度に付け替えてそれぞれ実施例1〜9、比較例10〜15の三次元成形品を製造した。
得られた三次元成形品を目視観察し、割れとしわと表面疵の発生を目視検査した。また形状不良について目視観察した。それらの結果を以下の表1に示す。
表1において、割れとしわについては1カ所でも割れやしわ、表面疵を確認できた三次元成形品は×印で示した。
表面疵については、小さい疵があっても大きな目立つ疵がなければ、合格と判断することとし、常備灯でも疵が見える場合は×印で示し、常備灯で見えないか、蛍光灯では見えるが見る角度によっては疵が見えなくなる場合は○印で示した。
形状不良については、ブランク材の芯がずれて、左右非対称となった場合、底面が平坦ではなく太鼓型となった場合、側壁部分が凹んだ状態となった場合等となった試料のことを意味する。肉眼で観察して形状不良が認められれば表1に×印で示し、形状不良が認められなければ○印で示した。
When the manufacturing apparatus having the configuration shown in FIGS. 2 to 9 is used, in order to optimize the wrinkle holding force by the wrinkle holding plate, coil springs wound around the four support shaft members that support the wrinkle holding plate are as follows. The spring constants (55 to 160 N / mm) and unit loads (100 to 320 kg) shown in No. 1 are replaced with the three-dimensional examples of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 10 to 15, respectively, for each blank drawing. An original molded product was produced.
The obtained three-dimensional molded product was visually observed, and the occurrence of cracks, wrinkles and surface wrinkles was visually inspected. Moreover, the shape defect was visually observed. The results are shown in Table 1 below.
In Table 1, for cracks and wrinkles, three-dimensional molded products that were confirmed to have cracks, wrinkles, and surface wrinkles even at one location are indicated by x.
As for the surface flaw, if there is a small flaw, but there is no large conspicuous flaw, it will be judged as acceptable, and if a flaw is visible even with a standing light, it will be indicated with a cross, and it will not be visible with a standing light or visible with a fluorescent light. If the wrinkle disappears depending on the viewing angle, it is indicated by a circle.
Regarding the shape defect, the sample that became the case where the core of the blank material was shifted and became asymmetrical left and right, the bottom surface was not flat but a drum shape, the side wall part was recessed, etc. means. If a shape defect was observed with the naked eye, it was indicated by a cross in Table 1, and if a shape defect was not observed, it was indicated by a circle.
表1に示す結果から明らかなように、ばね定数を60N/mm以上、150N/mm以下に設定し、単位荷重を120kg以上、300kg以下に設定したバネ部材を適用してしわ押さえ力を設定した実施例1〜9の場合、割れとしわと表面疵を生じていない上に形状の整った三次元成形品を製造できることが判明した。 As is clear from the results shown in Table 1, the spring constant was set to 60 N / mm or more and 150 N / mm or less, and the spring force with the unit load set to 120 kg or more and 300 kg or less was applied to set the wrinkle holding force. In the case of Examples 1 to 9, it has been found that a three-dimensional molded product having no cracks, no wrinkles and no surface flaws and having a well-formed shape can be produced.
これらに対し、バネ定数を60N/mm未満の55N/mmに設定して単位荷重を120kg未満の100kgに設定したバネ部材を適用した比較例10の三次元成形品は割れ、しわ、表面疵が発生し、形状不良も生じた。バネ定数を60N/mm未満の55N/mmとした比較例11はしわが発生し、形状不良も生じた。バネ定数を160N/mmに設定して大きくし過ぎた比較例12はしわと表面疵が発生した。
バネ定数を160N/mmに設定して大きくし過ぎ、単位荷重を320kgとして大きくし過ぎた比較例13は割れとしわが発生し、表面疵、形状不良も生じた。
単位荷重を110kgに設定した比較例14はしわと形状不良を生じ、単位荷重を310kgに設定した試料は割れと表面疵が発生し、形状不良も生じた。
On the other hand, the three-dimensional molded article of Comparative Example 10 to which the spring member in which the spring constant was set to 55 N / mm less than 60 N / mm and the unit load was set to 100 kg less than 120 kg was cracked, wrinkled, and surface wrinkled. Generated, and shape defects were also generated. In Comparative Example 11 in which the spring constant was 55 N / mm, which is less than 60 N / mm, wrinkles were generated and shape defects were also generated. In Comparative Example 12, in which the spring constant was set to 160 N / mm and increased too much, wrinkles and surface wrinkles occurred.
In Comparative Example 13 in which the spring constant was set too high by setting to 160 N / mm, and the unit load was set too high at 320 kg, cracks and wrinkles occurred, and surface defects and shape defects also occurred.
In Comparative Example 14 in which the unit load was set to 110 kg, wrinkles and shape defects occurred, and in the sample in which the unit load was set to 310 kg, cracks and surface flaws occurred, and shape defects also occurred.
これらの対比から、アルミニウム樹脂複合積層板を図2〜図5に示す製造装置で角絞り成形する場合、しわ押さえ板を支持する4本のバネ部材のばね定数を60N/mm以上、150N/mm以下の範囲に設定し、単位荷重を120kg以上、300kg以下の範囲に設定したバネ部材を適用するならば、割れとしわと表面疵を生じていない上に形状の整った三次元成形品を製造できることが明らかとなった。 From these comparisons, when the aluminum resin composite laminate is formed by square drawing with the manufacturing apparatus shown in FIGS. 2 to 5, the spring constants of the four spring members supporting the wrinkle holding plate are 60 N / mm or more and 150 N / mm. If a spring member with a unit load set in the range of 120 kg or more and 300 kg or less is applied within the following range, a three-dimensional molded product with no cracks, wrinkles and surface wrinkles and a well-formed shape will be manufactured. It became clear that we could do it.
本発明によれば、アルミニウム樹脂複合積層板の角絞り加工により三次元成形品を得る場合、しわや割れ、表面疵などの欠陥を生じることなく形の整った三次元成形品を製造でき、自動車部材などの部材に対し欠陥が無く、美観に優れ、軽量化した部材を提供することができる。 According to the present invention, when a three-dimensional molded product is obtained by corner drawing of an aluminum resin composite laminate, a three-dimensional molded product with a good shape can be produced without causing defects such as wrinkles, cracks, and surface defects. It is possible to provide a member that has no defects with respect to a member such as a member, is excellent in aesthetics, and is reduced in weight.
A…製造装置、B…三次元成形品、2…アルミニウム樹脂複合積層板、2a…芯材、2b…面材、2A…底壁、2B…側壁、3…上部定盤、4…ブランク材、5…下部定盤、6…上型、7…下型、8…取付ベース、9…パンチ、10…中子、11…ダイ側基台、12…ダイプレート、12a…型孔、16…ベースプレート、17…支持壁、18…支持板、19…ベース基台、20…支持軸部材、22…しわ押さえ板、22a…ねじ穴、24…ストッパ部材、25…バネ部材。 A ... Manufacturing apparatus, B ... Three-dimensional molded product, 2 ... Aluminum resin composite laminate, 2a ... Core material, 2b ... Face material, 2A ... Bottom wall, 2B ... Side wall, 3 ... Upper surface plate, 4 ... Blank material, 5 ... Lower surface plate, 6 ... Upper die, 7 ... Lower die, 8 ... Mounting base, 9 ... Punch, 10 ... Core, 11 ... Die side base, 12 ... Die plate, 12a ... Mold hole, 16 ... Base plate , 17 ... support wall, 18 ... support plate, 19 ... base base, 20 ... support shaft member, 22 ... wrinkle pressing plate, 22a ... screw hole, 24 ... stopper member, 25 ... spring member.
Claims (8)
パンチを備えたベース基台と、前記パンチに対向して設けられ前記パンチを挿入する型孔を備えたダイプレートと、前記パンチの周囲に設けられた枠型のしわ押さえ板と、前記ベース基台に取り付けられ前記しわ押さえ板を前記ベース基台と前記ダイプレート間で移動自在に支持する複数の支持軸部材と、前記支持軸部材に巻装された圧縮バネ型のバネ部材とを備え、前記パンチが前記ダイプレートの型孔に対し接近離間自在に設けられ、
前記パンチと前記ダイプレートの間に挟んだ前記アルミニウム樹脂複合積層板を前記型孔に押し込んで前記アルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工する製造装置であって、
前記パンチの前記型孔への挿入前に前記アルミニウム樹脂複合積層板を前記しわ押さえ板によって前記バネ部材の付勢力に抗しつつ前記ダイプレート側に押圧可能な位置に前記しわ押さえ板が支持されるとともに、
前記バネ部材のばね定数が60N/mm以上、150N/mm以下に設定され、前記バネ部材の単位荷重が120kg以上、300kg以下に設定されたことを特徴とする三次元成形品の製造装置。 A three-dimensional molded product comprising an aluminum resin composite laminated plate in which aluminum or an aluminum alloy face material is laminated on both sides of a core material made of foamed resin, and having a top wall or a bottom wall and a side wall continuous to either of them. In manufacturing equipment,
A base base provided with a punch; a die plate provided opposite to the punch and provided with a mold hole into which the punch is inserted; a frame-type wrinkle pressing plate provided around the punch; and the base base A plurality of support shaft members attached to a base and movably supporting the wrinkle holding plate between the base base and the die plate; and a compression spring type spring member wound around the support shaft member; The punch is provided so as to be close to and away from the die hole of the die plate,
A manufacturing apparatus for drawing the aluminum resin composite laminate by pressing the aluminum resin composite laminate sandwiched between the punch and the die plate into the mold hole,
Prior to insertion of the punch into the mold hole, the wrinkle holding plate is supported at a position where the aluminum resin composite laminated plate can be pressed to the die plate side against the urging force of the spring member by the wrinkle holding plate. And
The apparatus for manufacturing a three-dimensional molded product, wherein the spring constant of the spring member is set to 60 N / mm or more and 150 N / mm or less, and the unit load of the spring member is set to 120 kg or more and 300 kg or less.
型孔を有するダイプレートと前記型孔に前記アルミニウム樹脂複合積層板のブランク材を押し込むパンチと前記ダイプレートに前記ブランク材の周縁部を押し付けるしわ押さえ板を用い、前記ブランク材の周縁部に前記しわ押さえ板でしわ押さえ力を付加しつつ前記型孔に前記パンチによって前記ブランク材を押し込んで絞り成形する三次元成形品の製造方法であって、
圧縮バネ型のバネ部材を圧縮することにより生じる付勢力を用いて前記しわ押さえ板を前記ブランク材に押し付けてしわ押さえ力を発生させるとともに、前記バネ部材のばね定数を60N/mm以上、150N/mm以下に設定し、前記バネ部材の単位荷重を120kg以上、300kg以下に設定することを特徴とする三次元成形品の製造方法。 A three-dimensional molded product comprising an aluminum resin composite laminated plate in which aluminum or an aluminum alloy face material is laminated on both sides of a core material made of foamed resin, and having a top wall or a bottom wall and a side wall continuous to either of them. In the manufacturing method,
Using a die plate having a mold hole, a punch for pressing the blank material of the aluminum resin composite laminate into the mold hole, and a wrinkle pressing plate for pressing the peripheral edge of the blank material to the die plate, the peripheral edge of the blank material A method for producing a three-dimensional molded product, in which the blank material is pressed into the mold hole by the punch while applying a wrinkle pressing force with a wrinkle pressing plate,
The urging force generated by compressing the compression spring type spring member is used to press the crease pressing plate against the blank material to generate a crease pressing force, and the spring constant of the spring member is set to 60 N / mm or more and 150 N / mm. A method for producing a three-dimensional molded product, characterized in that the unit load of the spring member is set to 120 kg or more and 300 kg or less.
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