JP2019126923A - 成形用金型、成形装置、成形方法及び樹脂製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】成形に要するエネルギ量を低減でき、また成形時間を短縮できる成形用金型、成形装置、成形方法及び樹脂製品の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の成形用金型10は、型表面部に設けられ、発熱により成形面10sを加熱する抵抗発熱体12と、抵抗発熱体12よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体(断熱材14)と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、成形用金型、成形装置、成形方法及び樹脂製品の製造方法に関する。
特許文献1開示の成形装置では、機械構造用鋼、合金工具鋼、ステンレス鋼などの金属製の金型(上金型及び下金型)の内部にヒータが設けられている。このヒータにより金型の温度を上昇させて樹脂シート等の樹脂基材(成形材料)をプレス成形し、樹脂体(成形品)を成形している。
しかしながら、上記技術では、金型の温度を上昇させるためのエネルギ量や金型を高温に維持するためのエネルギ量に関し、改良の余地がある。また、金型の冷却に時間がかかってしまい、その結果、成形時間が長くなってしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、成形に要するエネルギ量を低減でき、また成形時間を短縮できる成形用金型、成形装置、成形方法及び製造方法を提供することを目的とする。
<成形用金型>
請求項1に記載の成形用金型は、型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体と、を備える。
請求項1に記載の成形用金型は、型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体と、を備える。
請求項1に記載の成形用金型では、抵抗発熱体が型表面部に設けられている。このため、誘導加熱等により抵抗発熱体に電流を流すことで、抵抗発熱体を発熱させることができる。抵抗発熱体が発熱すると、抵抗発熱体が設けられた型表面部が加熱され、その結果、成形面が加熱される。
更に、断熱体が、抵抗発熱体よりも型内部側に設けられている。これにより、抵抗発熱体の発熱により加熱された型表面部の熱が型内部側に伝わることが抑制されている。このため、熱が型内部側に逃げ難く、成形材料が接触する成形面を効率よく加熱することができる。また、この成形用金型は型表面部付近のみを加熱するものであるため、金型の温度上昇に必要なエネルギ量や高温に維持するためのエネルギ量が少なくて済む。また、金型の冷却スピードが速い。
更に、断熱体が、抵抗発熱体よりも型内部側に設けられている。これにより、抵抗発熱体の発熱により加熱された型表面部の熱が型内部側に伝わることが抑制されている。このため、熱が型内部側に逃げ難く、成形材料が接触する成形面を効率よく加熱することができる。また、この成形用金型は型表面部付近のみを加熱するものであるため、金型の温度上昇に必要なエネルギ量や高温に維持するためのエネルギ量が少なくて済む。また、金型の冷却スピードが速い。
なお、型表面部とは、当該型表面部に抵抗発熱体が設けられることで型表面が即座に温度上昇する部分を意味し、具体的には金型のうち型表面(成形面)又は型表面付近の部分を意味する。
請求項2に記載の成形用金型は、請求項1に記載の成形用金型において、前記抵抗発熱体は、メッシュ状に設けられている。
請求項2に記載の成形用金型では、抵抗発熱体がメッシュ状に設けられている。このため、抵抗発熱体が面状(つまりメッシュ状のような穴を有しない構造)に設けられている態様と比べて、抵抗発熱体の材料を節約できる。また、成形面の全面に対する抵抗発熱体の面積比率を調整することで、成形面の加熱温度などを調節することができる。また、メッシュ状であるため、抵抗発熱体を面状に設けない場合においても誘導加熱が行いやすい。
請求項3に記載の成形用金型は、請求項1又は請求項2に記載の成形用金型において、前記抵抗発熱体は、金型内に埋め込まれている。
請求項3に記載の成形用金型では、抵抗発熱体が金型内に埋め込まれている。すなわち、抵抗発熱体が型表面に露出していない。このため、抵抗発熱体の跡が樹脂体に残らない。
請求項4に記載の成形用金型は、請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の成形用金型において、型表面部は樹脂層によって構成され、前記抵抗発熱体は、前記樹脂層に埋め込まれている。
請求項4に記載の成形用金型では、型表面部は樹脂層によって構成されており、この樹脂層に抵抗発熱体が埋め込まれている。このため、抵抗発熱体が型表面(成形面)に露出しない金型の製造が容易である。
請求項5に記載の成形用金型は、請求項4に記載の成形用金型において、前記樹脂層よりも型内部側には金属製の型本体が配置され、前記断熱体は、前記樹脂層と前記型本体との間に介在するシート状又は板状の断熱材である。
請求項5に記載の成形用金型では、金属製の型本体が、樹脂層よりも型内部側には配置されている。そして、型表面部の樹脂層と型本体との間にシート状又は板状の断熱材が介在しており、このシート状又は板状の断熱材が、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体として機能する。このため、金属製の型本体を基に、本発明に係る成形用金型を容易に製造することができる。
<成形装置>
請求項6に記載の成形装置は、型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体、及び、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体、を備える成形用金型と、前記抵抗発熱体に電流を発生させることで前記抵抗発熱体を発熱させ、前記成形面を加熱する加熱手段と、を備える。
請求項6に記載の成形装置は、型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体、及び、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体、を備える成形用金型と、前記抵抗発熱体に電流を発生させることで前記抵抗発熱体を発熱させ、前記成形面を加熱する加熱手段と、を備える。
請求項6に記載の成形装置の成形用金型では、抵抗発熱体が型表面部に設けられている。また、この成形装置は、抵抗発熱体に電流を発生させることで抵抗発熱体を発熱させ、成形面を加熱する加熱手段を備えている。このため、加熱手段により、抵抗発熱体に電流を流すことで、抵抗発熱体を発熱させることができる。抵抗発熱体が発熱すると、抵抗発熱体が設けられた型表面部が加熱され、その結果、成形面が加熱される。
更に、断熱体が、抵抗発熱体よりも型内部側に設けられている。これにより、抵抗発熱体の発熱により加熱された型表面部の熱が型内部側に伝わることが抑制されている。このため、熱が型内部側に逃げ難く、成形材料が接触する成形面を効率よく加熱することができる。
また、この成形用金型は型表面部付近のみを加熱するものであるため、金型の温度上昇に必要なエネルギ量や高温に維持するためのエネルギ量が少なくて済む。また、金型の冷却スピードが速い。
更に、断熱体が、抵抗発熱体よりも型内部側に設けられている。これにより、抵抗発熱体の発熱により加熱された型表面部の熱が型内部側に伝わることが抑制されている。このため、熱が型内部側に逃げ難く、成形材料が接触する成形面を効率よく加熱することができる。
また、この成形用金型は型表面部付近のみを加熱するものであるため、金型の温度上昇に必要なエネルギ量や高温に維持するためのエネルギ量が少なくて済む。また、金型の冷却スピードが速い。
請求項7に記載の成形装置は、請求項6に記載の成形装置において、前記加熱手段は、電磁誘導により電流を発生させるコイルである。
請求項7に記載の成形装置は、加熱手段が、電磁誘導により電流を発生させるコイルである。このため、抵抗発熱体に直接接続された電圧発生装置を用いることなく、抵抗発熱体を発熱させることができる。またこのため、炭素繊維を含む樹脂基材を成形面に配置した状態で、コイルの電磁誘導により成形面を介して間接的に樹脂基材を加熱すると共に、樹脂基材を直接的に加熱することができる。
請求項8に記載の成形装置は、請求項6に記載の成形装置において、前記加熱手段は、前記抵抗発熱体に直接接続された電圧発生装置である。
請求項8に記載の成形装置では、加熱手段が、抵抗発熱体に直接接続された電圧発生装置である。このため、金型を閉めた状態でも抵抗発熱体を容易に発熱させることができる。
<成形方法>
請求項9に記載の成形方法は、型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体と、を備える成形用金型を用いて樹脂基材から樹脂体を成形する成形方法であって、前記抵抗発熱体に電流を発生させて前記成形面を加熱する工程と、前記成形用金型を閉めて前記成形面上の前記樹脂基材を加圧する加圧工程と、を含む。
請求項9に記載の成形方法は、型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体と、を備える成形用金型を用いて樹脂基材から樹脂体を成形する成形方法であって、前記抵抗発熱体に電流を発生させて前記成形面を加熱する工程と、前記成形用金型を閉めて前記成形面上の前記樹脂基材を加圧する加圧工程と、を含む。
請求項9に記載の成形方法の成形用金型は、抵抗発熱体が型表面部に設けられている。抵抗発熱体に電流を流すことで、抵抗発熱体を発熱させることができる。抵抗発熱体が発熱すると、抵抗発熱体が設けられた型表面部が加熱され、その結果、成形面が加熱される。
更に、断熱体が、抵抗発熱体よりも型内部側に設けられている。これにより、抵抗発熱体の発熱により加熱された型表面部の熱が型内部側に伝わることが抑制されている。このため、成形材料が接触する成形面を即座に加熱することができる。
また、この成形用金型は型表面部付近のみを加熱するものであるため、金型の温度上昇に必要なエネルギ量や高温に維持するためのエネルギ量が少なくて済む。また、金型の冷却スピードが速い。
更に、断熱体が、抵抗発熱体よりも型内部側に設けられている。これにより、抵抗発熱体の発熱により加熱された型表面部の熱が型内部側に伝わることが抑制されている。このため、成形材料が接触する成形面を即座に加熱することができる。
また、この成形用金型は型表面部付近のみを加熱するものであるため、金型の温度上昇に必要なエネルギ量や高温に維持するためのエネルギ量が少なくて済む。また、金型の冷却スピードが速い。
請求項10に記載の成形方法は、請求項9に記載の成形方法において、前記樹脂基材は、炭素繊維を含む基材であり、前記樹脂基材を前記成形面上に配置した状態で、前記成形面と前記樹脂基材とを誘導加熱によって同時に加熱する工程を含む。
請求項10に記載の成形方法では、樹脂基材が炭素繊維を含む基材であり、この樹脂基材を金型の成形面に配置した状態で、成形面と樹脂基材とを誘導加熱によって同時に加熱する工程を含む。このため、樹脂基材の加熱効率がよい。
<製造方法>
請求項11に記載の製造方法は、型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体、及び、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体、を備える成形用金型を用いて樹脂基材から樹脂体を成形する成形工程と、前記成形用金型と同じ型により前記樹脂体と他の樹脂体とを溶着する溶着工程と、を含む。
請求項11に記載の製造方法は、型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体、及び、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体、を備える成形用金型を用いて樹脂基材から樹脂体を成形する成形工程と、前記成形用金型と同じ型により前記樹脂体と他の樹脂体とを溶着する溶着工程と、を含む。
請求項11に記載の製造方法は、樹脂体を成形した成形用金型と同じ型により、当該成形した樹脂体と他の樹脂体とを溶着する。このため、樹脂体成形に利用する金型をそのまま溶着の型として活用でき、設備投資を削減できる。
なお、「前記成形用金型と同じ型」とは、成形に利用した金型そのものに限定されず、同一の設計とされた金型をも含む趣旨である。
なお、「前記成形用金型と同じ型」とは、成形に利用した金型そのものに限定されず、同一の設計とされた金型をも含む趣旨である。
以上説明したように、本発明によれば、成形に要するエネルギ量を低減でき、また成形時間を短縮できる。
〔第1実施形態の成形装置〕
以下、図1〜図4を用いて、第1実施形態の成形装置S1について説明する。
以下、図1〜図4を用いて、第1実施形態の成形装置S1について説明する。
<金型10(成形用金型)>
成形装置S1は、金型10を備える。
成形装置S1は、金型10を備える。
金型10は、上型10Aと下型10Bとから構成されている。上型10A及び下型10Bは、「加圧装置」としてのプレス装置20に取り付けられる。上型10Aと下型10Bとは、互いに対向して配置される。プレス装置20によって、下型10Bに対して上型10Aを移動させて、互いの成形面10sの間に樹脂シートなどの樹脂基材90(図2(A)参照)を挟み込み(図2(B)参照)、樹脂体92(図2(C)参照)を成形(所謂スタンピング成形)する。本実施形態では、上型10A及び下型10Bのそれぞれが「成形用金型」に相当する。
次に、下型10Bの構造について説明する。
なお、上型10Aの構造は下型10Bと類似した構成とされている。そのため、上型10Aの各構成部分に下型10Bと同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
なお、上型10Aの構造は下型10Bと類似した構成とされている。そのため、上型10Aの各構成部分に下型10Bと同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
下型10Bは、型本体18を備える。
型本体18は、鋼等の金属材料で形成されている。型本体18は、下型10Bの型表面部(成形面10s付近)以外の部分、すなわち下型10Bの大部分を占める型内部を構成している。
型本体18の表面(成形面10s側の面)には、断熱材14が配置されている。断熱材14は、シート状または板状の断熱材であり、型本体18の表面の全体を覆っている。断熱材14としては、ベークライト、グラスウール、サーモシールドテープ等を用いることができる。
断熱材14の表面側には、樹脂層16が形成されている。樹脂層16の表側の面が、樹脂基材90又は樹脂体92が接触する成形面10sとされている。これにより、断熱材14が、樹脂層16と型本体18との間に介在している。
樹脂層16は、熱硬化性樹脂で構成されている。また、樹脂層16は、炭素繊維やガラス繊維を含む繊維強化樹脂で構成されてもよいが、好ましくは、電気伝導性の低い材質(例えば炭素繊維を含まない材質)で構成されているとよい。
樹脂層16の内部には、抵抗発熱体12が設けられている。抵抗発熱体12は、図4に示すように、メッシュ状の金属体である。抵抗発熱体12は、その全体が樹脂層16に埋め込まれるように設けられており、成形面10s(型表面)に露出していない。抵抗発熱体12は、成形面10sの全域、すなわち樹脂体92が接触する部分の全域に対応して設けられている。抵抗発熱体12が誘導加熱により発熱することで、成形面10sの全域が加熱されるようになっている。
<コイル30(発熱手段)>
また、成形装置S1は、コイル30を備えている。コイル30は、抵抗発熱体12を発熱させて成形面10sを加熱する「加熱手段」として機能する。コイル30は、制御装置40によって移動(例えば、成形面10sを沿うような移動)や電流量などが制御され、抵抗発熱体12を誘導加熱により発熱させる。
また、成形装置S1は、コイル30を備えている。コイル30は、抵抗発熱体12を発熱させて成形面10sを加熱する「加熱手段」として機能する。コイル30は、制御装置40によって移動(例えば、成形面10sを沿うような移動)や電流量などが制御され、抵抗発熱体12を誘導加熱により発熱させる。
〔成形方法〕
次に、成形装置S1を用いた成形方法の一例について説明する。
次に、成形装置S1を用いた成形方法の一例について説明する。
本実施形態の成形方法は、樹脂シートである樹脂基材90から樹脂体92を成形する方法である。本実施形態の成形方法は、樹脂基材90を加熱する基材加熱工程と、金型10を加熱する金型加熱工程と、金型10を閉じて樹脂基材90を加圧する加圧工程と、を含む。
樹脂基材90は、炭素繊維を含むシート状の基材(すなわちCFRPシート)である。具体的には、炭素繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグを積層したものである。
基材加熱工程として、近赤外線ヒータなどによる加熱炉(図示省略)で樹脂基材90を事前加熱する。事前加熱により、樹脂基材90を軟化させて成形可能な状態とする。その後、加熱炉から軟化した樹脂基材90を取り出し、金型10へセットする。
金型加熱工程として、樹脂基材90がセットされる前の金型10が開いた状態で、金型10(具体的には上型10A及び下型10Bの成形面10s)を加熱する。具体的には、金型10が開いた状態で、コイル30の移動、電流量を制御装置40によって制御し、下型10Bの成形面10sと上型10Aの成形面10sを加熱する。
加圧工程として、成形可能な状態に軟化された樹脂基材90を下型10Bの成形面10sに配置し(図2(A)参照)、上型10Aを降下させて金型10を閉じる(図2(B)参照)。金型10を閉めた状態で一定時間保持して樹脂基材90が冷却されるのを待ち、樹脂体92(成形品、図2(C)参照)の形状を安定化する。
<作用効果>
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態では、抵抗発熱体12が型表面部(成形面10s付近)に設けられている。このため、電磁誘導等により抵抗発熱体12に電流を流すことで、抵抗発熱体12を発熱させることができる。抵抗発熱体12が発熱すると、抵抗発熱体12が設けられた型表面部が加熱され、その結果、成形面10sが加熱される。
更に、断熱材14が、抵抗発熱体12よりも型内部側に設けられている。これにより、抵抗発熱体12の発熱により加熱された型表面部の熱が型内部側に伝わることが抑制されている。このため、熱が型内部側に逃げ難く、樹脂基材90が接触する成形面10sを効率よく加熱することができる。
このように型表面部付近のみを加熱するものであるため、金型10の温度上昇に必要なエネルギ量や高温に維持するためのエネルギ量が少なくて済む。また、金型の冷却スピードが速い。
更に、断熱材14が、抵抗発熱体12よりも型内部側に設けられている。これにより、抵抗発熱体12の発熱により加熱された型表面部の熱が型内部側に伝わることが抑制されている。このため、熱が型内部側に逃げ難く、樹脂基材90が接触する成形面10sを効率よく加熱することができる。
このように型表面部付近のみを加熱するものであるため、金型10の温度上昇に必要なエネルギ量や高温に維持するためのエネルギ量が少なくて済む。また、金型の冷却スピードが速い。
また、本実施形態では、抵抗発熱体12がメッシュ状に設けられている。このため、抵抗発熱体12が面状に設けられる態様と比べて、抵抗発熱体12の材料を節約できる。また、メッシュ状の抵抗発熱体12の具体的構造を変えることで、成形面10sの加熱温度などを調節することができる。また、メッシュ状であるため、抵抗発熱体12を面状に設けない場合においても誘導加熱が行いやすい。
また、本実施形態では、抵抗発熱体12の全体が金型10内に埋め込まれている。すなわち、抵抗発熱体12が型表面(成形面10s)に露出していない。このため、抵抗発熱体12の跡が樹脂体92(成形品)に残らない。
また、本実施形態では、型表面部は樹脂層16によって構成されており、この樹脂層16に抵抗発熱体12が埋め込まれている。このため、抵抗発熱体12が露出しない金型の製造が容易である。
また、本実施形態では、金属製の型本体18が、樹脂層16よりも型内部側には配置されている。そして、型表面部の樹脂層16と型本体18との間にシート状又は板状の断熱材14が介在しており、このシート状又は板状の断熱材14が、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する「断熱体」として機能する。このため、金属製の型本体18を基に、本発明に係る金型10を容易に製造することができる。
(本実施形態の変形例)
本実施形態の金型10は、成形した樹脂体92と他の樹脂体(図示省略)との溶着に用いることもできる。すなわち、樹脂体92の成形に用いた上型10A又は下型10Bにより、当該樹脂体92と他の樹脂体との溶着を行ってもよい。なお、成形に用いた金型10そのものでなく、金型10を同一の設計とされた他の金型を用いて溶着を行ってもよい。また、成形に用いた金型10との相違点が抵抗発熱体12の配置位置のみである別の金型を用いて溶着を行ってもよい。この場合、溶着する部分のみに対応して抵抗発熱体12が配置された金型を用いることが好ましい。
本実施形態の金型10は、成形した樹脂体92と他の樹脂体(図示省略)との溶着に用いることもできる。すなわち、樹脂体92の成形に用いた上型10A又は下型10Bにより、当該樹脂体92と他の樹脂体との溶着を行ってもよい。なお、成形に用いた金型10そのものでなく、金型10を同一の設計とされた他の金型を用いて溶着を行ってもよい。また、成形に用いた金型10との相違点が抵抗発熱体12の配置位置のみである別の金型を用いて溶着を行ってもよい。この場合、溶着する部分のみに対応して抵抗発熱体12が配置された金型を用いることが好ましい。
また、上記実施形態の成形方法において、金型加熱工程は、樹脂基材90が投入され、金型10(下型10B)に樹脂基材90が配置された状態で行ってもよい。具体的には、図3に示すように、下型10Bの成形面10sに樹脂基材90を配置した状態で、コイル30を樹脂基材90の上に近づけて誘導加熱する。これにより、樹脂基材90が炭素繊維を含むCFRP基材である場合、抵抗発熱体12を発熱させて成形面10sを介して樹脂基材90を加熱すると共に、樹脂基材90に含まれる炭素繊維を発熱させて樹脂基材90を直接的にも加熱することができる。またこの場合、金型10の外での樹脂基材90の事前加熱(加熱炉での加熱)を行わなくてもよい。
また、樹脂基材90は、炭素繊維を含まない基材(強化繊維を含まない基材やガラス繊維を含む基材)であってもよい。また、樹脂基材90は、バルク状の基材であってもよい。
また、樹脂基材90は、熱硬化性樹脂であってもよい。
また、金型加熱工程は、金型10が閉じている状態(図2(B)参照)で行ってもよい。つまり、金型加熱工程と加圧工程とを同時に行ってもよい。
金型10が閉まっている状態で加熱することで、樹脂基材90が温度低下して成形性(流動性)が低下することを抑制できる。また、熱硬化性樹脂の硬化に必要な加熱を行うことができる。この方法は、樹脂基材90の流動性が問題となる成形方法(例えば、RTM法などの樹脂基材90を注入する成形方法やバルク状の樹脂基材90を用いる方法)に好適である。
金型10を閉じた状態で抵抗発熱体12を発熱させる方法としては、コイル30を用いた誘導加熱であってもよいが、抵抗発熱体12に直接接続した電圧発生装置32(図7参照)を用いる方法であってもよい。直接接続した電圧発生装置を用いる場合、コイル30の移動制御(コイル配置)の問題がなく、簡易である。直接接続した電圧発生装置を用いる場合、抵抗発熱体12の構造は、加熱手段がコイル30である場合と異なる適切な構造(メッシュ状とは異なる構造)にすることが好ましい。
金型10が閉まっている状態で加熱することで、樹脂基材90が温度低下して成形性(流動性)が低下することを抑制できる。また、熱硬化性樹脂の硬化に必要な加熱を行うことができる。この方法は、樹脂基材90の流動性が問題となる成形方法(例えば、RTM法などの樹脂基材90を注入する成形方法やバルク状の樹脂基材90を用いる方法)に好適である。
金型10を閉じた状態で抵抗発熱体12を発熱させる方法としては、コイル30を用いた誘導加熱であってもよいが、抵抗発熱体12に直接接続した電圧発生装置32(図7参照)を用いる方法であってもよい。直接接続した電圧発生装置を用いる場合、コイル30の移動制御(コイル配置)の問題がなく、簡易である。直接接続した電圧発生装置を用いる場合、抵抗発熱体12の構造は、加熱手段がコイル30である場合と異なる適切な構造(メッシュ状とは異なる構造)にすることが好ましい。
また、金型加熱工程は、樹脂基材90が投入される前の状態と、樹脂基材90が投入されて金型10上に配置された状態との両方で行ってもよい。
〔第2実施形態〕
次に、図5を用いて、第2実施形態の成形装置S2について説明する。
次に、図5を用いて、第2実施形態の成形装置S2について説明する。
図5に示すように、第2実施形態の金型10では、抵抗発熱体12が金型10内に埋まっておらず、型表面(成形面10s)に露出している。このため、抵抗発熱体12が樹脂基材90及び樹脂体92に接触する。抵抗発熱体12の形状を工夫することで、樹脂体92に抵抗発熱体12の形状に応じた模様(例えばメッシュ状の模様)を施すことができる。また、抵抗発熱体12を成形面10sの全域に面状に設けることで、樹脂体92に抵抗発熱体12の形状の跡(例えばメッシュ状の跡)が残ることを防止できる。
その他の構成は第1実施形態と同様である。
〔第3実施形態〕
次に、図6を用いて、第3実施形態の成形装置S3について説明する。
次に、図6を用いて、第3実施形態の成形装置S3について説明する。
図6に示すように、第3実施形態の金型10は、金属製の型本体(図1の型本体18参照)を備えておらず、樹脂製の型本体19を備えている。樹脂製の型本体19の表面(成形面10s側の面)に抵抗発熱体12が設けられている。抵抗発熱体12は、成形面10sに露出している。第3実施形態の金型10では、樹脂製の型本体19の全体(又は成形面10sに近い部分)が、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する「断熱体」として機能する。
抵抗発熱体12は、成形面10sの全面に面状に設けられてもよいし、メッシュ状に設けられてもよい。
〔上記実施形態の補足説明〕
なお、上記実施形態では、上型10A及び下型10Bが共に抵抗発熱体12を備える例を説明したが、樹脂基材90が配置される下型10Bのみが抵抗発熱体12を備えていてもよい。また、上型10Aのみが抵抗発熱体12を備えていてもよい。
なお、上記実施形態では、上型10A及び下型10Bが共に抵抗発熱体12を備える例を説明したが、樹脂基材90が配置される下型10Bのみが抵抗発熱体12を備えていてもよい。また、上型10Aのみが抵抗発熱体12を備えていてもよい。
S1 成形装置
S2 成形装置
S3 成形装置
10 金型
10A 上型(成形用金型)
10B 下型(成形用金型)
10s 成形面
12 抵抗発熱体
14 断熱材(断熱体)
16 樹脂層
18 型本体
19 型本体
20 プレス装置
30 コイル(加熱手段)
32 直接接続された電圧発生装置(加熱手段)
40 制御装置
90 樹脂基材
92 樹脂体
S2 成形装置
S3 成形装置
10 金型
10A 上型(成形用金型)
10B 下型(成形用金型)
10s 成形面
12 抵抗発熱体
14 断熱材(断熱体)
16 樹脂層
18 型本体
19 型本体
20 プレス装置
30 コイル(加熱手段)
32 直接接続された電圧発生装置(加熱手段)
40 制御装置
90 樹脂基材
92 樹脂体
Claims (11)
- 型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体と、
前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体と、
を備える成形用金型。 - 前記抵抗発熱体は、メッシュ状に設けられている、
請求項1に記載の成形用金型。 - 前記抵抗発熱体は、金型内に埋め込まれている、
請求項1又は請求項2に記載の成形用金型。 - 型表面部は樹脂層によって構成され、
前記抵抗発熱体は、前記樹脂層に埋め込まれている、
請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の成形用金型。 - 前記樹脂層よりも型内部側には金属製の型本体が配置され、
前記断熱体は、前記樹脂層と前記型本体との間に介在するシート状又は板状の断熱材である、
請求項4に記載の成形用金型。 - 型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体、及び、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体、を備える成形用金型と、
前記抵抗発熱体に電流を発生させることで前記抵抗発熱体を発熱させ、前記成形面を加熱する加熱手段と、
を備える成形装置。 - 前記加熱手段は、電磁誘導により電流を発生させるコイルである、
請求項6に記載の成形装置。 - 前記加熱手段は、前記抵抗発熱体に直接接続された電圧発生装置である、
請求項6に記載の成形装置。 - 型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体と、
前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体と、
を備える成形用金型を用いて樹脂基材から樹脂体を成形する成形方法であって、
前記抵抗発熱体に電流を発生させて前記成形面を加熱する工程と、
前記成形用金型を閉めて前記成形面上の前記樹脂基材を加圧する加圧工程と、
を含む成形方法。 - 前記樹脂基材は、炭素繊維を含む基材であり、
前記樹脂基材を前記成形面上に配置した状態で、前記成形面と前記樹脂基材とを誘導加熱によって同時に加熱する工程を含む、
請求項9に記載の成形方法。 - 型表面部に設けられ、発熱により成形面を加熱する抵抗発熱体、及び、前記抵抗発熱体よりも型内部側に設けられ、型表面部の熱が型内部側に伝わることを抑制する断熱体、を備える成形用金型を用いて樹脂基材から樹脂体を成形する成形工程と、
前記成形用金型と同じ型により前記樹脂体と他の樹脂体とを溶着する溶着工程と、
を含む樹脂製品の製造方法。
Priority Applications (7)
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