JP2021084236A - Molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートの成形方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a sheet.
シート（例えば、樹脂シート）を所望の形状に成形する方法は、種々知られている。特許文献１には、基材（金型）を収容可能な下枠と、該下枠の枠上縁部に対して加熱面を密接可能な熱板とを備えた熱成形装置を用いて、熱板におけるシートの吸着・加熱動作と並行してシートの下側の減圧動作を行い、シートを下枠内に設置された基材形状に成形する方法が開示されている。 Various methods for molding a sheet (for example, a resin sheet) into a desired shape are known. Patent Document 1 uses a thermoforming apparatus provided with a lower frame capable of accommodating a base material (mold) and a hot plate capable of bringing a heating surface into close contact with the upper edge of the frame of the lower frame. A method of forming a sheet into a base material shape installed in a lower frame by performing a depressurizing operation on the lower side of the sheet in parallel with the adsorption / heating operation of the sheet on a hot plate is disclosed.
特許文献１を含む従来の成形方法は、通常、図５に示す工程を経る。まず、図５（ａ）に示すように、金型１０１の上方（紙面上側）に配置されたシート１００の外周部を、例えばクランプなどの固定手段１０２により、保持固定する。ついで、図５（ｂ）に示すように、外周部を固定されたシート１００を、例えばシート１００の両面近傍にそれぞれ配置するように移動させた、中遠赤外線ヒーターなどの加熱手段１０３により加熱し、軟化させる。次に、図５（ｃ）に示すように、上記加熱手段１０３をシート１００の周囲から移動させた後、矢印に示すように、金型１０１を軟化したシート１００に接近する方向に移動させる（ここでは上昇させる）。そして、図５（ｄ）に示すように、例えば、シート１００の上側（金型１０１と反対側）を大気圧状態にし、シート１００の下側（金型１０１側）を真空状態とすることで、シート１００が金型１０１に押し付けられて所望の形状に成形される。次に、図５（ｅ）に示すように、シート１００が冷却された後、例えば、シート１００の上側を少しだけ真空状態にすることで、離型を行う。これにより、所望形状に成形されたシートを得ることができるが、そのシートのうち、符号１００ａに示す部分が製品となり、符号１００ｂに示す部分が製品にとって不要な部分となる。以降、これらの部分をそれぞれ製品部及び不要部と称する。
The conventional molding method including Patent Document 1 usually goes through the steps shown in FIG. First, as shown in FIG. 5A, the outer peripheral portion of the
このように、従来の成形方法では、シート１００を加熱するために、固定手段１０２により、例えばシートの両面を挟み込んで保持固定する方法が用いられていた。このような場合には、図１（ａ）及び図６（ａ）に示すように、固定手段１０２に保持されたシート端部から製品部１００ａ端部までの間に存在する不要部１００ｂとなる余分な伸びが発生してしまい、製品の歩留まりが低下することがあった。
As described above, in the conventional molding method, in order to heat the
さらに、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、従来の成形方法では、シート１００に対して、加熱手段１０３を移動させる、すなわち、加熱手段のシート周囲への進入及びシート周囲からの退避を行う方法が用いられていた。このような場合には、図２（ａ）に示すように、加熱手段の退避時にシート温度が低下するため、シートを加熱する際に、予め、シートの成形可能温度よりも高い温度にまで加熱することが求められた。従って、シートには、通常、高い温度での加熱にも耐え得る耐熱温度の高い材料が用いられおり、シート材料の選択肢が限定される場合があった。
Further, as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), in the conventional molding method, the heating means 103 is moved with respect to the
本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、シート材料が限定されず、製品の歩留まりに優れたシートの成形方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a method for forming a sheet, which is not limited in sheet material and has an excellent product yield.
上記目的を達成するための一態様は、各々独立した吸引手段を有しかつ相対的に移動可能な金型部および該金型部の周りを囲むように配置可能な周縁部と、加熱手段とを備えた成形装置を用いて、シートを所望の形状に成形する方法であって、
前記金型部の表面形状に沿うように撓んだ前記シートを、前記周縁部が有する吸引手段により吸引して、該シートの第１の面における外周部を該周縁部上に固定する工程と、
前記加熱手段により前記シートを加熱する工程と、
前記金型部および前記シートが固定された周縁部の少なくとも一方を移動させて、該シートの第１の面を、該金型部の表面に接触させるとともに、該金型部の吸引手段により吸引して該金型部に密着させる工程と、を含む。
One aspect for achieving the above object is a mold portion that has independent suction means and is relatively movable, a peripheral portion that can be arranged so as to surround the mold portion, and a heating means. It is a method of molding a sheet into a desired shape by using a molding apparatus equipped with.
A step of sucking the sheet bent so as to follow the surface shape of the mold portion by a suction means included in the peripheral edge portion and fixing the outer peripheral portion on the first surface of the sheet onto the peripheral edge portion. ,
The step of heating the sheet by the heating means and
At least one of the mold portion and the peripheral edge portion to which the sheet is fixed is moved so that the first surface of the sheet is brought into contact with the surface of the mold portion and is sucked by the suction means of the mold portion. This includes a step of bringing the mold into close contact with the mold portion.
本発明に係る成形方法では、シートを金型部の表面形状に沿うように撓んだ状態で保持し、加熱成形するため、従来の成形方法と比較して、余分なシート伸びを最小限に抑えることができ、製品の歩留まりを向上させることができる。さらに、加熱手段を退避させることなく成形が可能であるため、シートの成形可能温度よりも高く加熱温度を設定する必要がなくなり、比較的低温にて成形が可能となるため、シート材料の選択肢をより広げることができる。 In the molding method according to the present invention, since the sheet is held in a bent state along the surface shape of the mold portion and heat-molded, extra sheet elongation is minimized as compared with the conventional molding method. It can be suppressed and the yield of the product can be improved. Furthermore, since molding is possible without retracting the heating means, it is not necessary to set the heating temperature higher than the moldable temperature of the sheet, and molding is possible at a relatively low temperature. Can be expanded further.
本発明によれば、シート材料が限定されず、製品の歩留まりに優れたシートの成形方法を提供することができる。 According to the present invention, the sheet material is not limited, and it is possible to provide a method for forming a sheet having an excellent product yield.
上述したように、従来の成形方法、より具体的には、従来の真空成形方法では、余分なシートの伸びが発生することがあり、製品の歩留まりが低下し、原料費が高くなる傾向があった。また、シートを加熱した後に、ヒーターなどの加熱手段を退避させるため、真空成形を開始するまでにシート温度が低下してしまうことがあり、高温で加熱を行うために、高い耐熱温度を有するシート材料が用いられていた。一方、本実施形態に係る成形方法（以下、本成形方法ともいう）では、製品形状に応じた、例えば、アーチ状の予備形状を付与した金型部を有する成形装置により、金型部の表面形状に倣うように撓んだシートを保持加熱する。このため、余分なシートの伸びを抑えることができ、不要部が最小限となり、大幅に歩留まりを向上させることができる。さらに、金型部上から加熱手段を退避させることなく成形できるため、より低温での成形が可能となる。 As described above, in the conventional molding method, more specifically, in the conventional vacuum forming method, extra sheet elongation may occur, the yield of the product tends to decrease, and the raw material cost tends to increase. It was. In addition, since the heating means such as a heater is retracted after the sheet is heated, the sheet temperature may drop before the start of vacuum forming, and the sheet has a high heat resistant temperature because it is heated at a high temperature. The material was used. On the other hand, in the molding method according to the present embodiment (hereinafter, also referred to as the present molding method), the surface of the mold portion is provided by a molding apparatus having a mold portion having an arch-shaped preliminary shape, for example, according to the product shape. Hold and heat the bent sheet to follow the shape. Therefore, the elongation of the extra sheet can be suppressed, the unnecessary portion can be minimized, and the yield can be significantly improved. Further, since molding can be performed without retracting the heating means from the mold portion, molding at a lower temperature becomes possible.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１（ａ）は、従来の成形方法を用いた際に形成される、シート１００の製品部１００ａ及び不要部１００ｂを示す概略図である。また、図１（ｂ）は、本成形方法を用いた際に形成される、シートの製品部１０ａを示す概略図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれ、従来の成形方法及び本成形方法におけるシート温度の変遷を示すグラフである。図３（ａ）は、本成形方法に用いることのできる成形装置の一例を示す概略斜視図であり、図３（ｂ）は、金型部の表面形状の一例を説明するための図である。図４は、本成形方法を説明するための概略断面図である。また、図５は、従来の成形方法の一例を説明するための概略断面図である。図６(ａ)及び（ｂ）はそれぞれ、従来及び本成形方法を用いた際の、シートの製品部および不要部を説明するための概略図である。なお、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. Note that FIG. 1A is a schematic view showing the
＜成形装置＞
まず、図３及び図４を参照して、本成形方法に用いることのできる成形装置の構成について説明する。なお、図３では、加熱手段の記載が省略されている。本成形方法に使用できる成形装置は、以下の構成に限定されず、適宜設計を変更することができる。
<Molding equipment>
First, the configuration of the molding apparatus that can be used in this molding method will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, the description of the heating means is omitted. The molding apparatus that can be used in this molding method is not limited to the following configurations, and the design can be changed as appropriate.
本成形装置は、これらの図に示すように、金型部（中子部）１１ａ及び周縁部１１ｂを含む分割型の金型装置１１と、加熱手段１３ａとを備える。金型部１１ａと周縁部１１ｂとは、各々独立した吸引手段（不図示）を有し、かつ、相対的に移動可能となっており、それぞれ分割（分離）できる。また、周縁部１１ｂは、金型部１１ａの周りを囲むように配置可能となっている。
As shown in these figures, the molding apparatus includes a
成形対象となるシート１０の材質は、本実施形態の効果を得られる範囲で適宜選択することができ、例えば、Ｔｇ（ガラス転移温度）を有する熱可塑性樹脂等から構成される樹脂シートを用いることができる。
樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＰＣ−ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂及びＰＰ（ポリプロピレン）樹脂を挙げることができる。さらに、樹脂シート中にフィラーを添加してもよいし、添加しなくてもよい。
シートの厚みは、適宜設定することができ、例えば、０．５〜４．０ｍｍとすることができる。
The material of the
Examples of the thermoplastic resin constituting the resin sheet include PC (polycarbonate) resin, ABS resin, ASA resin, AES resin, PC-PET (polyethylene terephthalate) resin and PP (polypropylene) resin. Further, the filler may or may not be added to the resin sheet.
The thickness of the sheet can be appropriately set, and can be, for example, 0.5 to 4.0 mm.
金型部１１ａの形状は、作製する製品形状に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。なお、金型部の表面形状は、例えば、作製する製品の裏面形状に対応してもよいし、おもて面形状に対応してもよい。
これらの図では、アーチ状、すなわち、中央部分が上方向（シート１０側の方向）に膨らんだ曲線形状を有する金型部１１ａを使用している。また、金型部表面にシートをより密着し易くする観点から、図３（ｂ）に示すように、金型部１１ａの外表面（シート側の表面）に、微細な凹凸を配置することが好ましい。その際、この微細な凹凸の高低差ｌは、１０〜２０μｍとすることが好ましい。
The shape of the
In these figures, a
金型部１１ａを構成する材料は、特に限定されず、従来公知のものを適宜使用することができる。例えば、図４に示すように、金型部１１ａ及びシート１０よりも上方に配置された加熱手段１３ａにより加熱される金属製の熱板を、金型部１１ａとして使用してもよい。例えば、アルミ製の熱板を金型部１１ａとして使用する場合、その使用温度域は、室温（例えば、２５℃）〜２５０℃とすることができる。金型部の厚みなどは、作製する製品に応じて適宜設定することができる。例えば、図４（ｂ）に示すｚ／Ｌの長さ比を、０．５以下とすることができる。さらに、ｚ／Ｌの長さ比を０とすることもでき、すなわち、金型部には、ｚ部分を設けなくてもよい。
The material constituting the
また、図１（ｂ）に示すように、金型装置１１（特に金型部）の内部にヒーター等の加熱手段１３ｂを設置して、金型装置を直接加熱する構成としてもよい。このように、金型部１１ａとして、外部の加熱手段（例えば、加熱手段１３ａ）により加熱可能な金型を用いてもよいし、内部に加熱手段（例えば、加熱手段１３ｂ）を有する金型を用いてもよい。このように、金型装置（特に金型部）として、加熱金型を使用することができる。
Further, as shown in FIG. 1B, a heating means 13b such as a heater may be installed inside the mold device 11 (particularly the mold portion) to directly heat the mold device. As described above, as the
また、金型部１１ａは、吸引手段（不図示）を有し、図４（ｂ）に示すように、矢印Ｂ方向に気体を吸引することができる。吸引手段は特に限定されず、従来公知のものを適宜使用することができる。例えば、金型部１１ａに、真空ポンプ等の吸引手段に連通する１つ以上の通気孔（減圧孔）を形成してもよい。上述したように、金型部１１ａの外表面が微細な凹凸を有する場合には、その凹凸と重なる領域に通気孔を形成してもよい。なお、通気孔は凹凸の凹部及び凸部のいずれの部分に形成されてもよい。
Further, the
周縁部１１ｂは、図３（ａ）に示すように、金型部１１ａの周囲を取り囲むように配置できる。周縁部１１ｂを構成する材料は特に限定されず、金型装置において従来公知のものを適宜用いることができる。図４に示すように、周縁部１１ｂは、金型部１１ａと独立した吸引手段（不図示）を有しており、矢印Ａ方向に気体を吸引することができる。当該吸引手段は特に限定されず、従来公知のものを適宜使用することができる。例えば、周縁部１１ｂに、真空ポンプ等の吸引手段に連通する１つ以上の通気孔を形成し、当該通気孔を介して吸引手段により気体の吸引を行うことができる。この吸引により、シート１０が有する対向する２つの面のうち、金型装置側の面、すなわち、第１の面の外周部を周縁部上に固定できる。
このように、金型部１１ａと、周縁部１１ｂとは、それぞれ独立した真空系統を有することができる。なお、これらが有する通気孔の孔径は適宜設定でき、例えば、０．１〜２．０ｍｍとすることができる。
As shown in FIG. 3A, the
In this way, the
金型部１１ａ及び周縁部１１ｂは、相対的に移動可能な構造となっている。金型部１１ａ及び周縁部１１ｂはそれぞれ、例えば、図４に示すように、上下方向に移動すること、すなわち、上昇したり、下降したりすることができる。この際、金型部１１ａと、周縁部１１ｂとは、移動過程において、互いに離隔した状態で存在できてもよいし、できなくてもよく、本成形方法の効果が得られる範囲でその構造を適宜設定できる。
The
加熱手段１３ａは、特に限定されず、例えば、ヒーターなどを用いることができる。当該ヒーターから照射される電磁波の波長は特に限定されず、適宜選択することができる。例えば、遠赤外線ヒーターや中遠赤外線ヒーターなどを用いることができる。加熱手段の加熱温度は適宜設定できるが、例えば、１５０〜６５０℃とすることができる。加熱手段１３ａは、金型装置１１およびシート１０の上方に設置できる。なお、加熱手段１３ａとシート１０との間の距離、並びに加熱手段１３ａと金型部１１ａとの距離は適宜設定でき、特に限定されない。例えば、加熱手段１３ａと、金型部１１ａとの間の距離を１０〜８００ｍｍとすることができる。また、上述したように、この加熱手段（第１の加熱手段）の他に、金型部１１ａの内部に別途加熱手段(第２の加熱手段)を配置してもよい。
The heating means 13a is not particularly limited, and for example, a heater or the like can be used. The wavelength of the electromagnetic wave emitted from the heater is not particularly limited and can be appropriately selected. For example, a far-infrared heater, a medium-far-infrared heater, or the like can be used. The heating temperature of the heating means can be appropriately set, and can be, for example, 150 to 650 ° C. The heating means 13a can be installed above the
本成形方法に用いる成形装置は、上述した以外の部材を適宜有することができる。例えば、図４に示すように、シートの外周部の保持固定をより強固にする観点から、周縁部１１ｂとシート１０との間に、シールゴム等の真空シール材１４を設置してもよい。真空シール材としては、例えば、中空または中実状のシリコンチューブを用いることができる。
チューブの直径は適宜設定できるが、例えば、φ（直径）８．０ｍｍのものを使用することができる。
The molding apparatus used in this molding method may appropriately have members other than those described above. For example, as shown in FIG. 4, from the viewpoint of further strengthening the holding and fixing of the outer peripheral portion of the sheet, a
The diameter of the tube can be set as appropriate, but for example, a tube having a diameter of 8.0 mm can be used.
また、金型部１１ａ及び周縁部１１ｂを相対移動させる際に、シート１０がずれるのを防止する観点から、図４に示すように、周縁部１１ｂ上に、シート押え１５を配置してもよい。シート押えの材質は特に限定されず、本実施形態の効果が得られる範囲で適宜選択することができる。
Further, as shown in FIG. 4, the
＜成形方法＞
本成形方法は、上述した成形装置を用いて、シートを所望の形状に成形できるものであり、以下の工程を含む。
・金型部の表面形状に沿うように撓んだシートを、周縁部が有する吸引手段により吸引して、該シートの第１の面における外周部を該周縁部上に固定する工程（固定工程）。
・加熱手段により前記シートを加熱する工程（加熱工程）。
・金型部および前記シートが固定された周縁部の少なくとも一方を移動させて、該シートの第１の面を、該金型部の表面に接触させるとともに、該金型部の吸引手段により吸引して該金型部に密着させる工程（密着工程）。
<Molding method>
This molding method can mold a sheet into a desired shape by using the molding apparatus described above, and includes the following steps.
-A step of sucking a sheet bent along the surface shape of the mold portion by a suction means included in the peripheral edge portion and fixing the outer peripheral portion of the first surface of the sheet on the peripheral edge portion (fixing step). ).
-A step of heating the sheet by a heating means (heating step).
-Move at least one of the mold portion and the peripheral edge portion to which the sheet is fixed so that the first surface of the sheet is brought into contact with the surface of the mold portion and is sucked by the suction means of the mold portion. A step of bringing the mold into close contact (adhesion step).
上記固定工程は、以下の工程を含むことができる。
・特定の温度条件下で、前記シートを、前記金型部の表面形状に沿うように撓ませる工程（屈曲工程）。
・撓ませたシートを周縁部が有する吸引手段により吸引することで、シートの外周部を周縁部上に固定する工程（周縁部吸引工程）。
The fixing step can include the following steps.
-A step of bending the sheet along the surface shape of the mold portion under a specific temperature condition (bending step).
-A step of fixing the outer peripheral portion of the sheet on the peripheral edge portion by sucking the bent sheet by the suction means of the peripheral edge portion (peripheral portion suction step).
また、上記密着工程は、以下の工程を含むことができる。
・金型部および前記シートが固定された周縁部の少なくとも一方を移動させて、該シートの第１の面を、該金型部の表面に接触させる工程（接触工程）。
・シートの第１の面を、金型部の吸引手段により吸引して、該金型部に密着させる工程（金型部吸引工程）。
In addition, the close contact step can include the following steps.
A step of moving at least one of a mold portion and a peripheral edge portion to which the sheet is fixed to bring the first surface of the sheet into contact with the surface of the mold portion (contact step).
-A step of sucking the first surface of the sheet by the suction means of the mold portion and bringing it into close contact with the mold portion (mold portion suction step).
なお、上記密着工程は、以下の工程であることができる。
・特定の温度条件で加熱された前記シートを、金型部を上昇または周縁部を下降させて、金型部の吸引手段により吸引する工程。
The close contact step can be the following steps.
-A step of sucking the sheet heated under a specific temperature condition by a suction means of the mold portion by raising the mold portion or lowering the peripheral portion.
さらに、本成形方法は、以下の工程を含むこともできる。
・シート１０の外周部と、周縁部１１ｂとの間に、真空シール材１４を設置する工程（シール材設置工程）。
・シート１０の外周部上に、シート押え１５を設置する工程（シート押え設置工程）。
・加熱状態のシートを冷却する工程（冷却工程）。
・所望の形状に成形されたシートを金型部及び周縁部から離型する工程（離型工程）。
・シートの不要部を除去する工程（除去工程）。
Furthermore, the present molding method can also include the following steps.
-A step of installing the
-A step of installing the
-A process of cooling a heated sheet (cooling process).
-A step of releasing a sheet formed into a desired shape from a mold portion and a peripheral portion (mold release step).
-A process of removing unnecessary parts of the sheet (removal process).
これらの工程は順次を行われてもよいし、複数の工程が並行して行われてもよい。例えば、上記固定工程及び上記加熱工程を並行して行ってもよいし、上記加熱工程及び上記密着工程を並行して行ってもよい。このように、本成形方法では、複数の工程を通して、シートを加熱する加熱工程が行われていてもよい。
以下に、これらの工程について詳しく説明する。
These steps may be performed sequentially, or a plurality of steps may be performed in parallel. For example, the fixing step and the heating step may be performed in parallel, or the heating step and the adhesion step may be performed in parallel. As described above, in this molding method, a heating step of heating the sheet may be performed through a plurality of steps.
These steps will be described in detail below.
まず、図４（ａ）に示すように、分割型の金型部１１ａの外形、すなわち表面形状に沿うように撓んだシート１０を、分割型の周縁部１１ｂが有する吸引手段（不図示）により吸引（減圧）する。そして、該シートの第１の面における外周部を該周縁部上に保持固定する（固定工程）。続いて、加熱手段１３ａにより、シート１０を加熱する（加熱工程）。なお、これらの工程は並行して行ってもよく、すなわち、加熱手段１３ａ（及び必要に応じて加熱手段１３ｂ）によりシートを加熱した状態で、上記固定工程を行ってもよい。
First, as shown in FIG. 4A, the suction means (not shown) that the
より具体的には、まず、特定の温度条件下で、一方向または二方向以上の多方向にシートを屈曲させ、金型部の表面形状、すなわち、製品形状に沿うようにシートを撓ませる（屈曲工程）。上記特定の温度条件とは、室温（例えば２５℃）以上、用いるシート材料のＴｇ−１０℃以下の温度とすることができ、この温度範囲内とすることにより、シートを容易に所望の形状に撓ませることができる。なお、屈曲工程において、上記特定の温度条件にするために、シートの加熱が必要な場合は、シートの第２の面上に配置される加熱手段１３ａ（及び必要に応じて加熱手段１３ｂ）を用いて、適宜シートを加熱することができる。このように、屈曲工程と加熱工程とを並行して行うことができる。 More specifically, first, under a specific temperature condition, the sheet is bent in one direction or in multiple directions of two or more directions, and the sheet is bent so as to follow the surface shape of the mold portion, that is, the product shape ( Bending process). The specific temperature condition can be a temperature of room temperature (for example, 25 ° C.) or higher and Tg-10 ° C. or lower of the sheet material to be used, and by setting the temperature within this temperature range, the sheet can be easily formed into a desired shape. Can be bent. In the bending step, when heating of the sheet is required in order to obtain the specific temperature condition, the heating means 13a (and the heating means 13b if necessary) arranged on the second surface of the sheet is used. Can be used to heat the sheet as appropriate. In this way, the bending step and the heating step can be performed in parallel.
続いて、この撓ませたシートを周縁部１１ｂの吸引手段（不図示）により矢印Ａ方向に吸引し、周縁部上にシートの外周部を固定する（周縁部吸引工程）。なお、上記固定工程（特に屈曲工程）において、シート１０は、図４（ａ）に示すように、金型部１１ａの近傍に、金型部１１ａから離隔した状態で配置されることができる。シートを金型部の近傍に、金型部から離隔した状態で、上記屈曲工程を行うことで、シートをより金型部の表面形状に沿って撓ませやすくなる。この際、屈曲工程と、周縁部吸引工程と、必要に応じて加熱工程とを並行して行ってもよい。また、必要に応じて、所定の位置に、上記真空シール材１４及びシート押え１５を設置してもよい（シール材設置工程及びシート押え設置工程）。
Subsequently, the bent sheet is sucked in the direction of arrow A by the suction means (not shown) of the
続いて、金型装置及びシートの上部に配置された加熱手段１３ａ、並びに、必要に応じて、金型部内部に設置された加熱手段１３ｂにより、シート（前者の場合は、金型部も）を、例えば、成形可能な温度にまで加熱し、軟化させる。 Subsequently, the sheet (in the former case, also the mold portion) is provided by the mold device, the heating means 13a arranged on the upper part of the sheet, and, if necessary, the heating means 13b installed inside the mold portion. Is heated to, for example, a moldable temperature and softened.
次に、図４（ｂ）に示すように、金型部および前記シートが固定された周縁部の少なくとも一方を移動させて、軟化したシートの第１の面を、金型部の表面に接触させるとともに、該金型部の吸引手段により吸引して該金型部に密着させる（密着工程）。これにより、シートを所望の金型形状に成形することができる。 Next, as shown in FIG. 4B, at least one of the mold portion and the peripheral portion to which the sheet is fixed is moved so that the first surface of the softened sheet comes into contact with the surface of the mold portion. At the same time, it is sucked by the suction means of the mold portion and brought into close contact with the mold portion (adhesion step). As a result, the sheet can be formed into a desired mold shape.
なお、上記接触工程において、シートの第１の面を金型部の表面に接触することができれば、金型部のみを移動（図４では上昇）させてもよいし、周縁部のみを移動（図４では下降）させてもよい。また、両者をそれぞれ移動させてもよく、結果的に、両者が相対的に移動し、シートと金型部表面との接触が行われればよい。図４（ｂ）では、金型部を矢印ｃ方向に上昇させている。そして、金型部の表面形状に沿うように、金型部が有する吸引手段によりシートの例えば中央部（外周部以外の部分）を矢印Ｂの方向に吸引（減圧）して、シートを金型部に密着させる（金型部吸引工程）。この際、金型部の吸引手段による吸引操作は、例えば、金型部及び周縁部の移動が完了した時点、言い換えると、シートが金型部の表面に接触した時点から開始することができる。 In the above contact step, if the first surface of the sheet can be brought into contact with the surface of the mold portion, only the mold portion may be moved (raised in FIG. 4), or only the peripheral portion may be moved (ascended in FIG. 4). In FIG. 4, it may be lowered). Further, both may be moved respectively, and as a result, both may be moved relatively and the sheet and the surface of the mold portion may be brought into contact with each other. In FIG. 4B, the mold portion is raised in the direction of arrow c. Then, for example, the central portion (the portion other than the outer peripheral portion) of the sheet is sucked (decompressed) in the direction of arrow B by the suction means of the mold portion so as to follow the surface shape of the mold portion, and the sheet is molded. Adhere to the part (mold part suction process). At this time, the suction operation by the suction means of the mold portion can be started, for example, when the movement of the mold portion and the peripheral portion is completed, in other words, when the sheet comes into contact with the surface of the mold portion.
なお、上述したように、上記接触工程は、上記加熱工程と並行して行うことができ、すなわち、シートが加熱された状態で行うことができる。具体的には、特定の温度条件に加熱されたシートに対して、上記金型部及び周縁部の相対移動を行い、金型部へと接触させ、金型部の吸引手段による吸引を行う。この特定の温度条件としては、用いるシート材料のＴｇ−１０℃以上の温度とすることが好ましく、Ｔｇ以上の温度することがより好ましい。この温度以上とすることにより、より容易に所望の形状へとシートを成形できる。また、その際のシートの加熱温度は、例えば、用いたシート材料のＴｇ＋１０℃以下とすることができる。 As described above, the contacting step can be performed in parallel with the heating step, that is, can be performed in a state where the sheet is heated. Specifically, the mold portion and the peripheral portion are relatively moved with respect to the sheet heated to a specific temperature condition, brought into contact with the mold portion, and the mold portion is sucked by the suction means. As this specific temperature condition, the temperature of the sheet material to be used is preferably Tg-10 ° C. or higher, and more preferably Tg or higher. By setting the temperature above this temperature, the sheet can be more easily formed into a desired shape. Further, the heating temperature of the sheet at that time can be, for example, Tg + 10 ° C. or less of the sheet material used.
続いて、従来公知の手法により、シートを例えば室温まで冷却させる（冷却工程）。ついで、例えば、金型部及び周縁部における吸引を解除することにより、所望の形状に成形されたシートを離型する（離型工程）。さらに、作製したシートの不要部を除去する等の後処理操作を適宜行い（除去工程）、製品を取得することができる。 Subsequently, the sheet is cooled to, for example, room temperature by a conventionally known method (cooling step). Then, for example, by releasing the suction at the mold portion and the peripheral portion, the sheet formed into a desired shape is released (mold release step). Further, a post-treatment operation such as removing unnecessary parts of the produced sheet can be appropriately performed (removal step) to obtain the product.
このように、本成形方法では、シートを金型部の表面形状に倣うように撓んだ状態で保持して加熱するため、金型部でシートを吸引して密着させる際の余分なシートの伸びが低減され、結果的に製品の歩留まりが向上する。図１（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、本成形方法では、従来の成形方法を示す図１（ａ）及び図６（ａ）と比較して、不要部を、具体的には、図１（ｂ）の矢印ｘに示す分、削減することができる。 As described above, in this molding method, since the sheet is held and heated in a bent state so as to follow the surface shape of the mold portion, the extra sheet when the sheet is sucked and brought into close contact with the mold portion is used. Growth is reduced, resulting in improved product yield. As shown in FIGS. 1 (b) and 6 (b), in this molding method, as compared with FIGS. 1 (a) and 6 (a) showing the conventional molding method, unnecessary portions are specifically formed. Can be reduced by the amount indicated by the arrow x in FIG. 1 (b).
さらに、図２（ａ）に示すように、従来の成形方法では、シートを加熱した後に加熱手段の退避時間を要するため、加熱完了時間と成形開始時間とにタイムラグが発生し、シートの加熱温度を成形可能温度よりも高く設定していた。一方、本成形方法では、図２（ｂ）に示すように、加熱手段を退避させる必要がないため、シートの加熱完了時間がそのまま成形開始時間となり、シート成形可能温度よりも高い温度にシートを加熱しなくても済む。よって、矢印ｙで示す分、シートの加熱温度を下げることができる。このため、作業時間も短縮することができ、さらに、シート材料の選択肢をより広げることができる。 Further, as shown in FIG. 2A, in the conventional molding method, since it takes time to retract the heating means after heating the sheet, a time lag occurs between the heating completion time and the molding start time, and the heating temperature of the sheet. Was set higher than the moldable temperature. On the other hand, in this molding method, as shown in FIG. 2B, since it is not necessary to retract the heating means, the heating completion time of the sheet becomes the molding start time as it is, and the sheet is heated to a temperature higher than the sheet moldable temperature. You don't have to heat it. Therefore, the heating temperature of the sheet can be lowered by the amount indicated by the arrow y. Therefore, the working time can be shortened, and the choice of sheet material can be further expanded.
このように、本成形方法は、低温での真空成形が可能で、さらに、高い歩留まりを達成できるものである。また、本成形方法は、車両用外板などの様々な用途に使用することができ、その用途は特に限定されない。さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本実施形態における構成要素を他の周知の構成要素に適宜置き換えることができる。 As described above, this molding method enables vacuum forming at a low temperature and can achieve a high yield. Further, this molding method can be used for various purposes such as a vehicle outer panel, and the use is not particularly limited. Further, the components in the present embodiment can be appropriately replaced with other well-known components without departing from the spirit of the present invention.
１０、１００ シート（樹脂シート）
１０ａ、１００ａ 製品部
１０ｂ、１００ｂ 不要部
１１ 金型装置
１１ａ 金型部
１１ｂ 周縁部
１３ａ、１３ｂ、１０３ 加熱手段
１４ 真空シール材
１５ シート押え
１０１ 金型
１０２ 固定手段
10,100 sheets (resin sheet)
10a,
Claims (1)
前記金型部の表面形状に沿うように撓んだ前記シートを、前記周縁部が有する吸引手段により吸引して、該シートの第１の面における外周部を該周縁部上に固定する工程と、
前記加熱手段により前記シートを加熱する工程と、
前記金型部および前記シートが固定された周縁部の少なくとも一方を移動させて、該シートの第１の面を、該金型部の表面に接触させるとともに、該金型部の吸引手段により吸引して該金型部に密着させる工程と、
を含むことを特徴とする成形方法。 A sheet using a molding apparatus each having an independent suction means and having a relatively movable mold portion, a peripheral portion that can be arranged so as to surround the mold portion, and a heating means. Is a method of molding into a desired shape.
A step of sucking the sheet bent so as to follow the surface shape of the mold portion by a suction means included in the peripheral edge portion and fixing the outer peripheral portion on the first surface of the sheet onto the peripheral edge portion. ,
The step of heating the sheet by the heating means and
At least one of the mold portion and the peripheral edge portion to which the sheet is fixed is moved so that the first surface of the sheet is brought into contact with the surface of the mold portion and is sucked by the suction means of the mold portion. And the process of making it adhere to the mold part,
A molding method comprising.
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