JP2926301B2 - Thermoforming method and apparatus for thermoplastic resin sheet - Google Patents

Thermoforming method and apparatus for thermoplastic resin sheet

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JP2926301B2
JP2926301B2 JP6859394A JP6859394A JP2926301B2 JP 2926301 B2 JP2926301 B2 JP 2926301B2 JP 6859394 A JP6859394 A JP 6859394A JP 6859394 A JP6859394 A JP 6859394A JP 2926301 B2 JP2926301 B2 JP 2926301B2
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  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂シート素
材あるいは熱可塑性樹脂を主構成材料とする繊維強化複
合シート素材(以下、これらを熱可塑性樹脂シートと総
称する)の加熱成形方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for thermoforming a thermoplastic resin sheet material or a fiber-reinforced composite sheet material mainly comprising a thermoplastic resin (hereinafter, these are collectively referred to as thermoplastic resin sheets). About.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在実用化されている熱可塑性樹脂シー
ト成形における加熱成形方法として、真空圧空成形等に
用いられる最大エネルギー波長が4μm近傍である遠赤
外線ヒータによる方法もしくは、GMT(グラス マッ
ト サーモフォーミングシート)成形等に用いられる熱
風/遠赤外線ヒータ等を用いた加熱炉による方法があげ
られる。
2. Description of the Related Art As a heat molding method in thermoplastic resin sheet molding currently in practical use, a method using a far-infrared heater having a maximum energy wavelength of about 4 μm used for vacuum pressure molding or the like, or GMT (glass mat thermoforming). Sheet) A method using a heating furnace using a hot air / far-infrared heater or the like used for molding or the like can be used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】最大エネルギー波長が
4μm近傍にある遠赤外線ヒータによる加熱成形方法
は、そのヒータの出力波長と樹脂の吸収波長がほぼ一致
するため樹脂の加熱に有効とされているが、厚物素材の
場合、ヒータの出力波長は樹脂の表面層で吸収されるた
め素材内部まで浸透しにくく、素材内部の温度上昇は素
材表面からの熱伝導が支配的となる。一般に、樹脂の熱
伝導は金属と比較して低く、このため最大エネルギー波
長が4μm近傍にある遠赤外線ヒータで素材内部を成形
可能温度まで加熱するには時間がかかり、素材によって
は表面の温度が上がりすぎて発泡および酸化による変色
を生じる場合がある。
The heat molding method using a far-infrared heater having a maximum energy wavelength near 4 μm is effective for heating the resin because the output wavelength of the heater and the absorption wavelength of the resin substantially coincide. However, in the case of a thick material, the output wavelength of the heater is absorbed by the surface layer of the resin, so that it hardly penetrates into the material, and the temperature rise inside the material is dominated by heat conduction from the material surface. In general, the heat conduction of resin is lower than that of metal, so it takes time to heat the inside of the material to the moldable temperature with a far-infrared heater whose maximum energy wavelength is around 4 μm. It may rise too much and cause discoloration due to foaming and oxidation.

【0004】一方、熱風/遠赤外線ヒータ等を用いた加
熱炉による加熱成形方法は、素材表面の熱伝達によりエ
ネルギーを受け、素材内部の温度上昇は上記の場合と同
様、素材表面からの熱伝導となる。この場合も同様に、
素材によって発泡および酸化による変色を生じる場合が
ある。
On the other hand, in a heat molding method using a heating furnace using a hot air / far-infrared heater or the like, energy is received by heat transfer on the material surface, and the temperature rise inside the material is increased by heat conduction from the material surface as in the above case. Becomes In this case as well,
Depending on the material, discoloration due to foaming and oxidation may occur.

【0005】これらの問題を回避するため、吸水性のあ
る素材では加熱前工程で予備乾燥を行う必要があり、予
備乾燥無しでは加熱時に素材の発泡が生じ、成形品の性
状を著しく損なってしまう。
In order to avoid these problems, it is necessary to carry out preliminary drying in a pre-heating step for a material having a water-absorbing property. Without the preliminary drying, foaming of the material occurs at the time of heating, and the properties of a molded article are significantly impaired. .

【0006】例えば、熱可塑性樹脂シートの一例とし
て、ポリカーボネイトの場合には、空気中の水分を吸水
するため、加熱前に熱風炉による予備乾燥工程が必要で
ある。
For example, in the case of polycarbonate as an example of a thermoplastic resin sheet, a preliminary drying step using a hot air oven is required before heating in order to absorb water in the air.

【0007】以上のような問題点に鑑み、本発明の主た
る課題は、加熱中の素材の発泡および酸化による変色を
回避することのできる熱可塑性樹脂シートの加熱成形方
法及び装置を提供することにある。
[0007] In view of the above problems, a main object of the present invention is to provide a method and an apparatus for thermoforming a thermoplastic resin sheet capable of avoiding discoloration due to foaming and oxidation of a material during heating. is there.

【0008】本発明の他の課題は、予備乾燥工程を省略
することのできる熱可塑性樹脂シートの加熱成形方法及
び装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for heat-forming a thermoplastic resin sheet, which can omit a preliminary drying step.

【0009】本発明の更に他の課題は、省エネルギー効
果の高い熱可塑性樹脂シートの加熱成形方法及び装置を
提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for heat-forming a thermoplastic resin sheet having a high energy saving effect.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、熱可塑
性樹脂シート素材あるいは熱可塑性樹脂を主構成材料と
する繊維強化複合シート素材(以下、素材と略称する)
から、立体的成形品を加熱成形する加熱成形方法におい
て、最大エネルギー波長が1〜3μmである短波長ある
いは中波長ヒータを用いて前記素材を間接加熱し、前記
素材の軟化点近傍に予熱された下フレーム面に前記素材
を保持させ、次に、前記素材に上フレームを接触させ、
前記上下のフレームにて前記素材を保温した状態にて、
上下金型により立体的成形を行い、その立体的成形の
際、前記素材が前記上下のフレームを滑り込みながら成
形されるようにしたことを特徴とする熱可塑性樹脂シー
トの加熱成形方法が得られる。本発明によればまた、熱
可塑性樹脂シート素材あるいは熱可塑性樹脂を主構成材
料とする繊維強化複合シート素材(以下、素材と略称す
る)から、立体的成形品を加熱成形する加熱成形方法に
おいて、前記素材は厚物素材であり、最大エネルギー波
長が1〜3μmである短波長あるいは中波長ヒータを用
いて前記素材を間接加熱する際、前記ヒータの出力を加
熱の途中で低下させることにより、素材厚さ方向の温度
を均一にし、前記素材の軟化点近傍に予熱されたフレー
ムにて前記素材を保温した状態にて、金型により立体的
成形を行うようにしたことを特徴とする熱可塑性樹脂シ
ートの加熱成形方法が得られる。本発明によれば更に、
熱可塑性樹脂シート素材あるいは熱可塑性樹脂を主構成
材料とする繊維強化複合シート素材(以下、素材と略称
する)から、立体的成形品を加熱成形する加熱成形方法
において、前記素材は、表面に近いほど熱成形温度の高
いラミネートシートであり、最大エネルギー波長が1〜
3μmである短波長あるいは中波長ヒータを用いて前記
素材を間接加熱する際、前記ヒータの出力を加熱の途中
で上昇させることにより、前記ラミネートシートの各部
をそれぞれに適した成形可能温度に昇温させ、前記素材
の軟化点近傍に予熱されたフレームにて前記素材を保温
した状態にて、金型により立体的成形を行うようにした
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの加熱成形方法が
得られる。
According to the present invention, there is provided a thermoplastic resin sheet material or a fiber-reinforced composite sheet material mainly comprising a thermoplastic resin (hereinafter, abbreviated as a material).
From, in the heat molding method of heat molding a three-dimensional molded article, the material was indirectly heated using a short-wavelength or medium-wavelength heater having a maximum energy wavelength of 1 to 3 μm, and was preheated to near the softening point of the material. The above material on the lower frame surface
And then contact the upper frame with the material,
While keeping the material warm with the upper and lower frames,
There line sterically molded by the upper and lower dies, the three-dimensional molding
When the material slides on the upper and lower frames,
Thus, a method for heat-forming a thermoplastic resin sheet characterized by being formed is obtained. According to the present invention
Main component material is thermoplastic resin sheet material or thermoplastic resin
Fiber reinforced composite sheet material (hereinafter abbreviated as material)
) To a hot forming method for hot forming three-dimensional molded products.
Above, the material is a thick material, and the maximum energy wave
Use a short or medium wavelength heater with a length of 1-3 μm
When heating the material indirectly, the output of the heater is increased.
The temperature in the thickness direction of the material can be reduced by
And the preheated flame near the softening point of the material
In a state where the above material is kept warm in the
A thermoplastic resin screen characterized by being molded.
Thus, a heat molding method for the sheet is obtained. According to the present invention,
Main composition of thermoplastic resin sheet material or thermoplastic resin
Fiber-reinforced composite sheet material (hereinafter referred to as material)
To form a three-dimensional molded product by heating
In the above, the closer the material is to the surface, the higher the thermoforming temperature
Laminated sheet with a maximum energy wavelength of 1 to
Using a short or medium wavelength heater of 3 μm
When the material is heated indirectly, the output of the heater is changed during heating.
Each part of the laminate sheet is raised by
To the moldable temperature suitable for each
The material is kept warm by the frame preheated near the softening point of
3D molding with a mold
The method of thermoforming a thermoplastic resin sheet, characterized in that
can get.

【0011】本発明によればまた、熱可塑性樹脂シート
素材あるいは熱可塑性樹脂を主構成材料とする繊維強化
複合シート素材(以下、素材と略称する)から、立体的
成形品を加熱成形する加熱成形方法において、前記素材
をその端部において保持するための可動のクランプ部
と、前記素材をその上下両面又は片面から間接加熱する
最大エネルギー波長が1〜3μmである短波長あるいは
中波長のヒータと、前記素材の軟化点近傍に予熱され、
中央部に下金型用の空間を有すると共に、前記素材を保
温状態にて保持するための下フレームと、前記素材の軟
化点近傍に予熱され、中央部に前記下金型との間で成形
を行うための上金型用の空間を有すると共に、前記下フ
レームとの間に前記素材を挟み込んで保温するための上
フレームとを含み、前記上フレームを前記下フレームか
ら十分に離間させた状態にてこれらの間に位置させた前
記素材を前記ヒータにより上下両面又は片面から間接加
熱するステップと、前記ヒータを前記上フレームと前記
下フレームとの間の空間から退避させるステップと、前
記素材を前記上フレームと前記下フレームのうちの一方
のフレーム面に保持された状態にするステップと、前記
上フレームと前記下フレームのうちの他方のフレームを
前記素材と接する位置まで移動させると共に、前記上下
金型で成形を行うステップと、成形品を前記下金型と前
記上金型との間で冷却するステップとを含むことを特徴
とする熱可塑性樹脂シートの加熱成形方法が得られる。
According to the present invention, there is also provided a thermoforming method for thermoforming a three-dimensional molded article from a thermoplastic resin sheet material or a fiber reinforced composite sheet material (hereinafter, abbreviated as a material) mainly composed of a thermoplastic resin. In the method, a movable clamp portion for holding the material at its end, a short-wavelength or medium-wavelength heater whose maximum energy wavelength for indirectly heating the material from both upper and lower surfaces or one surface thereof is 1 to 3 μm, Preheated near the softening point of the material,
While having a space for a lower mold in the center, a lower frame for holding the material in a warm state, and preheating near the softening point of the material, forming between the lower mold in the center A space for the upper mold to perform the heat treatment, and an upper frame for holding the material between the lower frame and the lower frame to keep heat, and the upper frame is sufficiently separated from the lower frame. Indirectly heating the material located between them at the upper and lower surfaces or one surface by the heater; retracting the heater from the space between the upper frame and the lower frame; Bringing the upper frame and the lower frame into a state of being held on one of the frame surfaces, and bringing the other of the upper frame and the lower frame into contact with the material And heating the thermoplastic resin sheet, comprising the steps of: molding the molded article with the upper and lower molds; and cooling the molded article between the lower mold and the upper mold. A molding method is obtained.

【0012】本発明による加熱成形装置は、前記素材の
軟化点以下に予熱された下金型と、該下金型との間で成
形を行うために該下金型の上方に配置され、前記素材の
軟化点以下に予熱された上金型と、前記下金型と前記上
金型との間に配置されて前記素材をその両端部において
保持するための上下動可能なクランプ部と、該クランプ
部で保持された前記素材の上下方空間又は一方空間に出
入り可能に配置され、前記素材をその上下面又は片面か
ら加熱する最大エネルギー波長が1〜3μmである短波
長あるいは中波長の上下ヒータ又は一つのヒータと、前
記クランプ部で保持された前記素材の下方空間に前記下
金型と隣接して配置され、中央部には前記下金型のため
の開口を有すると共に、前記素材の軟化点近傍に予熱さ
れて前記開口の周囲において前記素材を載置保持する下
フレームと、前記クランプ部で保持された前記素材の上
方空間に配置され、中央部には前記上金型の出入り可能
な開口を有すると共に、前記素材の軟化点近傍に予熱さ
れて前記下フレームとの間に前記素材を挟み込むことの
できる上フレームと、前記一方のフレーム又は上下フレ
ームを上下動させる駆動装置と、前記上下ヒータ又は前
記一つのヒータの出力を制御する制御装置とを備えたこ
とを特徴とする。
The heat forming apparatus according to the present invention is disposed above the lower mold for performing molding between the lower mold preheated below the softening point of the material and the lower mold; An upper mold preheated to a temperature lower than the softening point of the material, a vertically movable clamp portion disposed between the lower mold and the upper mold to hold the material at both ends thereof, A short-wavelength or medium-wavelength upper / lower heater which is disposed so as to be able to enter and exit the upper and lower space or one space of the material held by the clamp portion, and has a maximum energy wavelength of 1 to 3 μm for heating the material from its upper and lower surfaces or one surface Alternatively, one heater and the lower die are disposed adjacent to the lower die in a space below the raw material held by the clamp portion, and a central portion has an opening for the lower die, and softens the raw material. Around the opening And a lower frame for placing and holding the material, disposed in a space above the material held by the clamp portion, and having a central portion having an opening through which the upper mold can enter and exit, and a softening point of the material. An upper frame preheated to the vicinity and capable of sandwiching the material between the lower frame, a driving device for vertically moving the one frame or the upper and lower frames, and controlling an output of the upper and lower heaters or the one heater; And a control device that performs the control.

【0013】[0013]

【実施例】本発明により熱可塑性樹脂シートから箱型形
状品を加熱成形する成形プロセスの工程の一例を図1〜
図6に示す。なお、この実施例は下金型及び下フレーム
が固定されたものの例である。図1において、1は成形
に供される熱可塑性の樹脂シート、1′(図6)は成形
品、2は箱型形状の下金型(以下、雌金型とする)で固
定状態におかれる。3は上金型(以下、雄金型とする)
で油圧もしくは空圧で上下に駆動される。雌金型2およ
び雄金型3はヒータ(シーズヒータ、カートリッジヒー
タ、温調水、水蒸気等)で樹脂シート1の軟化点以下に
予熱されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of a molding process for heat-forming a box-shaped article from a thermoplastic resin sheet according to the present invention.
As shown in FIG. This embodiment is an example in which a lower mold and a lower frame are fixed. In FIG. 1, 1 is a thermoplastic resin sheet to be molded, 1 '(FIG. 6) is a molded product, and 2 is a box-shaped lower mold (hereinafter referred to as a female mold) in a fixed state. I will 3 is the upper mold (hereinafter referred to as male mold)
And is driven up and down hydraulically or pneumatically. The female mold 2 and the male mold 3 are preheated by a heater (a sheath heater, a cartridge heater, temperature-regulated water, steam, etc.) to a temperature lower than the softening point of the resin sheet 1.

【0014】4,5は賦形における樹脂シート1の雌金
型2への滑り込み量に応じた温度勾配をヒータ(シーズ
ヒータ、カートリッジヒータ、温調水、水蒸気等)の埋
め込み密度もしくは流量径を変えることにより設定し、
樹脂シート1の軟化点近傍に予熱されたフレーム(熱
板)で、上フレーム4は雄金型3のスライド案内部にガ
イドおよびロッドを介して取付けられている。下フレー
ム5は雌金型2に取付けられている。13は樹脂シート
1をその両端において挟み込んで保持するクランパ、1
1,14は樹脂シート1を上下方向から加熱する上下間
接加熱用のヒータで、最大波長が4μm近傍である遠赤
外線ヒータよりも波長の短い最大波長が1〜3μmであ
る短波長もしくは中波長ヒータである。
Reference numerals 4 and 5 denote temperature gradients corresponding to the amount of the resin sheet 1 slipping into the female mold 2 during shaping, and the embedded density or flow rate diameter of heaters (seeds heater, cartridge heater, temperature regulating water, steam, etc.). Set by changing,
The upper frame 4 is attached to the slide guide of the male mold 3 via a guide and a rod by a frame (hot plate) preheated near the softening point of the resin sheet 1. The lower frame 5 is attached to the female mold 2. Reference numeral 13 denotes a clamper that holds the resin sheet 1 by sandwiching the resin sheet 1 at both ends.
Reference numerals 1 and 14 denote heaters for heating the resin sheet 1 from above and below in a vertical direction, and a short-wave or medium-wave heater in which the maximum wavelength is 1 to 3 μm, which is shorter than the far-infrared heater whose maximum wavelength is about 4 μm. It is.

【0015】図7は上記構成要素を備えた加熱成形装置
であり、図8、図9はその平面図、側面図を示す。本加
熱成形装置は既存の加熱炉を持つGMT成形装置100
に取付可能な構造となっている。11は短波長もしくは
中波長の上ヒータ、12は上ヒータ11を装置の成形エ
リア内外に出し入れするための上ヒータレール、14は
短波長もしくは中波長の下ヒータ、15は下ヒータ14
を成形エリア内外に出し入れするための下ヒータレー
ル、16はこれら上ヒータ11,下ヒータ14、上ヒー
タレール12,下ヒータレール15、およびクランパ1
3を保持している架台であり、キャスタ17にて既存の
GMT成形装置100への脱着が容易にできる構造とな
っている。
FIG. 7 shows a heat molding apparatus provided with the above-mentioned components, and FIGS. 8 and 9 show a plan view and a side view thereof. This heating molding apparatus is a GMT molding apparatus 100 having an existing heating furnace.
It can be attached to 11 is an upper heater having a short wavelength or a middle wavelength, 12 is an upper heater rail for moving the upper heater 11 in and out of the molding area of the apparatus, 14 is a lower heater having a short wavelength or a medium wavelength, and 15 is a lower heater 14.
The lower heater rail 16 for taking in and out of the molding area, the upper heater 11, the lower heater 14, the upper heater rail 12, the lower heater rail 15, and the clamper 1
3 and has a structure in which the caster 17 can be easily attached to and detached from the existing GMT molding apparatus 100.

【0016】図10はヒータ部の詳細であり、上ヒータ
11、下ヒータ14はそれぞれヒータの向き以外は同じ
ものであるので、図10(a)〜図10(c)では下ヒ
ータ14回りについて図示している。図10(a)にお
いて、21は下ヒータ14が取り付けられているヒータ
フレーム26を駆動するためのインバータモータで、カ
ップリング22を介して軸23の一端に連結している。
図10(c)に示すように、軸23の他端に固定されて
いる歯車24が下ヒータレール15の一端に配置されて
いる。歯車24と下ヒータレール15の他端に配置され
ているアイドラ27との間にはチェーン25がかけられ
ている。このチェーン25にはヒータフレーム26の一
部が連結されていることにより、歯車24の回転により
下ヒータ14が移動可能に構成されている。図10
(e)に示すように、ヒータフレーム26には車輪28
があり、下ヒータレール15に沿って成形エリア内外を
移動可能にしている。上ヒータ11についても同様に構
成されている。
FIG. 10 shows the details of the heater section. Since the upper heater 11 and the lower heater 14 are the same except for the direction of the heater, FIGS. 10 (a) to 10 (c) show the area around the lower heater 14. It is illustrated. In FIG. 10A, reference numeral 21 denotes an inverter motor for driving a heater frame 26 to which the lower heater 14 is attached, which is connected to one end of a shaft 23 via a coupling 22.
As shown in FIG. 10C, a gear 24 fixed to the other end of the shaft 23 is arranged at one end of the lower heater rail 15. A chain 25 extends between the gear 24 and an idler 27 disposed at the other end of the lower heater rail 15. Since a part of the heater frame 26 is connected to the chain 25, the lower heater 14 is configured to be movable by rotation of the gear 24. FIG.
As shown in (e), the heater frame 26 has wheels 28.
And can move inside and outside the forming area along the lower heater rail 15. The upper heater 11 is similarly configured.

【0017】なお、ヒータを移動させる方式としては、
他に、ロッドレスシリンダ方式や、ラック・ピニオン方
式、又は油圧、空圧シリンダのピストンロッドの先端を
ヒータフレーム26に固定して駆動するようにしても良
いし、他の公知の駆動方式を利用することもできる。本
実施例のチェーン式は、スペース的にも設備費の面から
も他の方式に比べ有効である。
As a method of moving the heater,
Alternatively, a rodless cylinder system, a rack and pinion system, or a hydraulic or pneumatic cylinder with the tip of a piston rod fixed to the heater frame 26 for driving may be used, or another known driving system may be used. You can also. The chain system of this embodiment is more effective than other systems in terms of space and equipment costs.

【0018】図11はクランパ部の詳細であり、本図の
如きものが図1の左右対称の両側位置にあり、樹脂シー
トの対向する2辺をクランプする。31はクランプ作動
用のエア又は空圧シリンダで、フローティングジョイン
ト32を介してラック33、ピニオン34を作動させ、
ピニオン34は軸35を介して軸35に定間隔をおいて
固定された複数のクランププレート36を回転させる。
各クランププレート36には、先端にテーパをつけた複
数のクランプボルト37を設けることにより、クランプ
時には樹脂シートにクランプボルト37の先端を食らい
つかせて、樹脂シートの滑りを防止する。
FIG. 11 shows the details of the clamper portion. The clamper shown in FIG. 11 is located at both symmetrical left and right positions in FIG. 1 and clamps two opposite sides of the resin sheet. 31 is an air or pneumatic cylinder for operating a clamp, and operates a rack 33 and a pinion 34 via a floating joint 32;
The pinion 34 rotates a plurality of clamp plates 36 fixed at regular intervals to the shaft 35 via the shaft 35.
By providing a plurality of clamp bolts 37 each having a tapered tip at each clamp plate 36, the tip of the clamp bolt 37 is eroded by the resin sheet during clamping to prevent the resin sheet from slipping.

【0019】38はシリンダ31からクランプボルト3
7までを保持しているクランプベースであり、シャフト
39をガイドするためのブッシュ40を内蔵し、コイル
スプリング41により樹脂シートを引張る方向に力が作
用していることにより、シャフト39上を移動可能な構
造となっている。42は手動によりハンドルを回すこと
でクランプベース38を樹脂シートの引張り方向とは逆
方向に移動させるクランプバーであり、ストロークエン
ドでロック可能な機構を持つものである。
Reference numeral 38 denotes a clamp bolt 3 from the cylinder 31.
7 is a clamp base that has a built-in bush 40 for guiding the shaft 39, and is movable on the shaft 39 by applying a force in the direction of pulling the resin sheet by the coil spring 41. It has a simple structure. Reference numeral 42 denotes a clamp bar for manually moving the handle to move the clamp base 38 in the direction opposite to the direction in which the resin sheet is pulled, and has a mechanism capable of locking at the stroke end.

【0020】なお、軸35を回転させる方式としては、
他に、インバータモータ、ACサーボモータで軸35を
回転させたり、軸35にアームを固定し、そのアームを
シリンダ31で回転させるようにしても良いし、他の公
知の駆動方式を利用することもできる。また、クランプ
ベース38を移動させる方式としては、コイルスプリン
グ41以外にシリンダ又はラック・ピニオン等を利用す
ることができる。更に、クランプベース38を樹脂シー
トの引張方向とは逆方向に移動させる方式としては、シ
リンダ又はラック・ピニオン等の駆動方式を利用するこ
とができ、このような方式を利用すれば遠隔操作が可能
である。
As a method of rotating the shaft 35,
Alternatively, the shaft 35 may be rotated by an inverter motor or an AC servomotor, an arm may be fixed to the shaft 35, and the arm may be rotated by the cylinder 31, or another known driving method may be used. Can also. As a method of moving the clamp base 38, a cylinder or a rack and pinion can be used instead of the coil spring 41. Further, as a method of moving the clamp base 38 in a direction opposite to the pulling direction of the resin sheet, a driving method such as a cylinder or a rack and pinion can be used, and if such a method is used, remote operation is possible. It is.

【0021】図12は上ヒータ11とクランパ部とを昇
降させる機構の片側の詳細であり、45はエア又は空圧
シリンダ、46はシリンダ45の出力軸と連結したガイ
ドであり、架台16(図7)に上下方向に延びるように
固定されたシャフト47上を上ヒータ11およびクラン
プ部とともに昇降動作する。
FIG. 12 shows details of one side of a mechanism for raising and lowering the upper heater 11 and the clamper unit. Reference numeral 45 denotes an air or pneumatic cylinder; 46, a guide connected to the output shaft of the cylinder 45; The upper heater 11 and the clamp unit move up and down on the shaft 47 fixed so as to extend in the vertical direction in 7).

【0022】図13は樹脂シート1が成形された成形品
の斜視図と、温度勾配をつけた上フレーム4と下フレー
ム5の図である。図13(a)は成形品1´の斜視図で
ある。図から明らかなように、樹脂シート1の角部は滑
り込みがなく、樹脂シート1の辺の中間部が最も滑り込
みが多くなっている。
FIG. 13 is a perspective view of a molded product on which the resin sheet 1 is molded, and a diagram of the upper frame 4 and the lower frame 5 with a temperature gradient. FIG. 13A is a perspective view of a molded product 1 ′. As is clear from the figure, the corners of the resin sheet 1 do not slip, and the middle part of the sides of the resin sheet 1 has the largest slip.

【0023】図13(b)は上フレーム4と下フレーム
5との温度分布を示した図であり、上フレーム4、下フ
レーム5の角部は別の場所に比べて20〜30℃程度だ
け温度が低くなっている。また、図13(c)は上フレ
ーム4と下フレーム5とに埋め込まれたヒータ(シーズ
ヒータ)を示した図であり、上フレーム4、下フレーム
5の角部は別の場所に比べてヒータの埋め込み密度が疎
になっている。
FIG. 13 (b) is a diagram showing the temperature distribution between the upper frame 4 and the lower frame 5, wherein the corners of the upper frame 4 and the lower frame 5 are only about 20 to 30 ° C. Temperature is low. FIG. 13C is a diagram showing a heater (seed heater) embedded in the upper frame 4 and the lower frame 5, and the corners of the upper frame 4 and the lower frame 5 have heaters as compared with other places. Are sparsely embedded.

【0024】図14は本加熱成形装置における上ヒータ
11及び下ヒータ14の出力を制御する制御装置のブロ
ック図である。図14において、ここでは上ヒータ11
及び下ヒータ14はそれぞれ、図10(d)、図10
(e)にも示したように、互いに平行になるように並設
された多数の棒状のヒータ素子11−1,14−1から
成る。そして、上ヒータ11及び下ヒータ14における
多数のヒータ素子はそれぞれ、3つのゾーンU1,U
2,U3,D1,D2,D3に対応して分割されてい
る。
FIG. 14 is a block diagram of a control device for controlling the outputs of the upper heater 11 and the lower heater 14 in the present heat forming apparatus. In FIG. 14, here, the upper heater 11
10D and FIG. 10D, respectively.
As shown in (e), the heater element 11-1 is composed of a number of rod-shaped heater elements 11-1 and 14-1 arranged in parallel to each other. A large number of heater elements in the upper heater 11 and the lower heater 14 respectively have three zones U1 and U
2, U3, D1, D2, D3.

【0025】4つの電源オン、オフ用の無接点リレーユ
ニットSSR1〜SSR4には交流電源ACが接続され
ている。そして、上ヒータ側のゾーンU1に属するヒー
タ素子はすべて無接点リレーユニットSSR1に接続さ
れ、ゾーンU2,U3に属するヒータ素子はすべて無接
点リレーユニットSSR2に接続されている。一方、下
ヒータ側のゾーンD1に属するヒータ素子はすべて無接
点リレーユニットSSR3に、ゾーンD2,D3に属す
るヒータ素子はすべて無接点リレーユニットSSR4に
それぞれ接続されている。
An AC power supply AC is connected to the four non-contact relay units SSR1 to SSR4 for powering on and off. The heater elements belonging to the zone U1 on the upper heater side are all connected to the contactless relay unit SSR1, and the heater elements belonging to the zones U2 and U3 are all connected to the contactless relay unit SSR2. On the other hand, all heater elements belonging to zone D1 on the lower heater side are connected to contactless relay unit SSR3, and all heater elements belonging to zones D2 and D3 are connected to contactless relay unit SSR4.

【0026】このようにして、ゾーンU1、ゾーンU2
とU3、ゾーンD1、及びゾーンD2とD3に属するヒ
ータ素子が無接点リレーユニットSSR1〜SSR4に
より個別に出力制御可能に構成されている。なお、実際
には、無接点リレーユニットSSR1〜SSR4はそれ
ぞれ、後述するサイクルコントロールユニット61〜6
4との組み合わせにより出力制御を行うものであり、こ
れらの4組の組合わせはそれぞれ、通電制御ユニットと
して作用する。
Thus, the zone U1 and the zone U2
And U3, the zone D1, and the heater elements belonging to the zones D2 and D3 can be individually output controlled by the non-contact relay units SSR1 to SSR4. Actually, the contactless relay units SSR1 to SSR4 are respectively provided with cycle control units 61 to 6 described later.
The output control is performed by a combination of the power control unit 4 and the power control unit.

【0027】本制御装置はまた、加熱中の樹脂シート1
の温度をその上下両面側から検出するために、上ヒータ
11の上方及び及び下ヒータ14の下方にそれぞれ2個
ずつ放射温度計測定部51−1,52−1,53−1,
54−1が配置されている。これらの放射温度計測定部
51−1〜54−1はそれぞれ、放射温度計コントロー
ラ部51〜54に接続されている。放射温度計コントロ
ーラ部51〜54の出力はそれぞれ、A/D変換器56
〜59を介してCPU60に入力される。ここで、A/
D変換器56の出力はシート上面センタ部の温度T1
示すディジタルデータであり、A/D変換器57の出力
はシート上面端部の温度T2 を示すディジタルデータで
ある。同様に、A/D変換器58の出力はシート下面セ
ンタ部の温度T3 を示すディジタルデータであり、A/
D変換器59の出力はシート下面端部の温度T4 を示す
ディジタルデータである。
The control device also controls the heating of the resin sheet 1 during heating.
In order to detect the temperature of the radiation thermometer from both upper and lower sides thereof, two radiation thermometer measurement units 51-1, 52-1, 53-1 and 52-1 are provided above the upper heater 11 and below the lower heater 14, respectively.
54-1 is arranged. These radiation thermometer measurement units 51-1 to 54-1 are connected to radiation thermometer controller units 51 to 54, respectively. The outputs of the radiation thermometer controller units 51 to 54 are output from the A / D converter 56, respectively.
Are input to the CPU 60 through. Where A /
The output of the D converter 56 is digital data indicating the temperature T 1 at the center of the sheet upper surface, and the output of the A / D converter 57 is digital data indicating the temperature T 2 at the end of the sheet upper surface. Similarly, the output of the A / D converter 58 is digital data indicating the temperature T 3 at the center of the lower surface of the seat.
D converter 59 is a digital data representing the temperature T 4 of the seat bottom surface edge.

【0028】CPU60は、温度T1 〜T4 を示すディ
ジタルデータを用いて、一定時間毎にこれらの値がすべ
てあらかじめ定められた値Tm に達したかどうかの判定
を行い、1つでも値Tm に達していなければ下記の演算
を行い、上側センタ部のヒータ補正係数e1 、上側端部
のヒータ補正係数e2 、下側センタ部のヒータ補正係数
3 、下側端部のヒータ補正係数e4 を算出する。な
お、ここでは、ヒータ補正係数e2 については一定値1
としている。
The CPU60, using the digital data representing the temperature T 1 through T 4, a determination is made whether these values has reached all the values T m which is determined in advance for each predetermined time, even one value if not reached T m performs the following operation, the heater correction coefficient e 1 of the upper center portion, the heater correction coefficient e 2 of the upper end, the lower center portion of the heater correction coefficient e 3, the lower end heaters to calculate the correction coefficient e 4. Here, the heater correction coefficient e 2 is a constant value 1
And

【0029】e1 =[1−(T1 −T2 )/T2 ] e3 =[1−(T3 −T2 )/T2 ] e4 =[1−(T4 −T2 )/T2 ] CPU60は、上記のようにして一定時間毎に算出した
ヒータ補正係数e1 〜e4 をそれぞれ、出力調整用のサ
イクルコントロールユニット61〜64を経由して無接
点リレーユニットSSR1〜SSR4に出力する。ここ
では、サイクルコントロールユニット62はe2 =1で
あるので一定の出力を維持するように制御信号を出力す
る。サイクルコントロールユニット61、63、64は
それぞれ、ヒータ補正係数e1 ,e3 ,e4 にもとづい
て樹脂シートの温度分布を低減すべくヒータ素子の出力
制御用の制御信号を無接点リレーユニットSSR1、S
SR3、SSR4に出力する。以上のようにして、値T
m を基準とするフィードバック制御が行われる。なお、
温度T1 〜T4 は、CPU60において定期的に内部メ
モリに記憶され、これらの値は必要に応じてディスプレ
イ65により時間変動がわかるような形式で表示され
る。
E 1 = [1- (T 1 -T 2 ) / T 2 ] e 3 = [1- (T 3 -T 2 ) / T 2 ] e 4 = [1- (T 4 -T 2 ) / T 2 ] The CPU 60 applies the heater correction coefficients e 1 to e 4 calculated at regular intervals as described above to the contactless relay units SSR 1 to SSR 4 via the output adjustment cycle control units 61 to 64, respectively. Output to Here, the cycle control unit 62 outputs a control signal so as to maintain a constant output since e 2 = 1. The cycle control units 61, 63, and 64 respectively transmit control signals for controlling the output of the heater element to reduce the temperature distribution of the resin sheet based on the heater correction coefficients e 1 , e 3 , and e 4 . S
Output to SR3 and SSR4. As described above, the value T
Feedback control based on m is performed. In addition,
The temperatures T 1 to T 4 are periodically stored in the internal memory in the CPU 60, and these values are displayed on the display 65 in a format such that the time variation can be recognized as necessary.

【0030】設定部66は、上記した値Tm を入力する
他、樹脂シートの厚さや色に関するデータを入力する。
色に関するデータを入力するのは、樹脂シートの色によ
って放射温度計測定部の感度が変化するからであり、C
PU60では入力された色に応じて、検出された温度T
1 〜T4 にあらかじめ定められた色係数を乗じて補正を
行う。色係数としては、良く知られているように、例え
ば白の場合には1.0、黒の場合には0.8といった値
を用いる。更に、後述するように、成形される素材が厚
物やラミネートフィルムの場合には、加熱を開始してか
ら所定時間後に出力を低下させたり、上昇させたりする
必要があるので、設定部66からこのような動作のため
に必要な出力値、時間等を入力する。
The setting unit 66, in addition to input the value T m as described above, and inputs the data relating to the thickness and color of the resin sheet.
The reason why the color data is input is that the sensitivity of the radiation thermometer measurement unit changes depending on the color of the resin sheet.
The PU 60 detects the detected temperature T according to the input color.
Correction is performed by multiplying a predetermined color factor 1 through T 4. As is well known, for example, a value such as 1.0 for white and 0.8 for black is used as the color coefficient. Further, as described later, when the material to be molded is a thick material or a laminated film, it is necessary to reduce or increase the output after a predetermined time from the start of heating. An output value, time, and the like necessary for such an operation are input.

【0031】図15は上述した制御装置により通常の加
熱を行う場合の動作の流れを示すフローチャート図であ
る。図15において、ステップS1では値Tm を設定部
66から入力する。ステップS2において加熱をスター
トすると、ステップS3ではCPU60においてA/D
変換器56〜59を介して入力される放射温度計測定部
51−1〜54−1からの温度T1 〜T4 がすべて値T
m に達したかどうかの判定が行われ、値Tm に達してい
なければステップS4に移行する。ステップS4では、
CPU60において温度T1 〜T4 を用いてヒータ補正
係数e1 〜e4の算出が行われ、CPU60は算出した
ヒータ補正係数e1 〜e4 をそれぞれ、出力調整用のサ
イクルコントロールユニット61〜64を経由して、無
接点リレーユニットSSR1〜SSR4に出力すること
でヒータの出力制御が行われる。必要に応じて、ステッ
プS5では温度T1 〜T4 がディスプレイ表示される。
ステップS4が終了すると再びステップS3に戻ってC
PU60により判定動作が行われ、温度T1 〜T4 がす
べて値Tm に達していればステップS6に移行して、上
ヒータ11と下ヒータ14による間接加熱動作が終了す
る。
FIG. 15 is a flow chart showing the flow of the operation when normal heating is performed by the above-described control device. In FIG. 15, a value Tm is input from the setting unit 66 in step S1. When heating is started in step S2, in step S3, A / D
The temperatures T 1 to T 4 from the radiation thermometer measurement units 51-1 to 54-1 input via the converters 56 to 59 are all values T.
Whether the determination reached m is performed, it does not reach the value T m proceeds to step S4. In step S4,
CPU 60 calculates the heater correction coefficient e 1 to e 4 by using the temperature T 1 through T 4 is performed in, CPU 60 has calculated the heater correction coefficient e 1 to e 4, respectively, the cycle control unit for output adjustment 61 to 64 , Output to the non-contact relay units SSR1 to SSR4 to control the output of the heater. If necessary, the temperature T 1 through T 4 in step S5 is displayed displayed.
When step S4 ends, the process returns to step S3 and returns to step S3.
The determination operation is performed by the PU 60, and if all of the temperatures T 1 to T 4 have reached the value T m , the process proceeds to step S6, and the indirect heating operation by the upper heater 11 and the lower heater 14 ends.

【0032】次に、本発明による加熱成形装置の動作に
ついて説明する。
Next, the operation of the heat forming apparatus according to the present invention will be described.

【0033】1)樹脂シートのセット(図1) クランプバー42を手動で回してロックを行い、クラン
プベース38を熱可塑性の樹脂シート1のクランプ位置
(シート幅)にあわせる。次に、樹脂シート1をクラン
プ部に手動でセットし、シリンダ31を作動させること
により、ラック33、ピニオン34および軸35を介し
てクランププレート36を回転させ、樹脂シート1を対
向する2辺でクランプする。クランプの際には、クラン
プボルト37の先端が樹脂シート1に食らいつき樹脂シ
ート1とクランププレート36との滑りを防止する。樹
脂シート1のクランプ後、クランプバー42を元に戻す
ことで、スプリング41によりクランプベース38には
樹脂シート1の引張り方向の力が発生し、樹脂シート1
の弛みをなくすと共に、加熱中の樹脂シート1の伸びが
発生してもその垂れを防止する。
1) Setting the resin sheet (FIG. 1) The clamp bar 42 is manually turned to lock the clamp, and the clamp base 38 is adjusted to the clamp position (sheet width) of the thermoplastic resin sheet 1. Next, the resin sheet 1 is manually set on the clamp portion, and the cylinder 31 is operated, whereby the clamp plate 36 is rotated via the rack 33, the pinion 34 and the shaft 35, and the resin sheet 1 is held at two opposing sides. Clamp. At the time of clamping, the tips of the clamp bolts 37 bite into the resin sheet 1 to prevent the resin sheet 1 and the clamp plate 36 from slipping. After the clamping of the resin sheet 1, the clamp bar 42 is returned to its original position, so that a force in the tension direction of the resin sheet 1 is generated on the clamp base 38 by the spring 41,
Of the resin sheet 1, and even if the resin sheet 1 elongates during heating, it is prevented from sagging.

【0034】2)樹脂シートの加熱(図2) インバータモータ21の回転により、装置の成形エリア
外より間接加熱用の上ヒータ11、下ヒータ14が成形
エリア内に入り、樹脂シート1の加熱を行う。ここでは
図14で説明したように樹脂シート1の上下から、セン
タおよび端部の温度をリアルタイムで測定し、各部で生
じる温度差をヒータ補正係数e1 〜e4として算出し、
図15に示すフローチャートの流れに沿ってヒータ出力
にフィードバックをかける。加熱は予め入力された加熱
完了温度まで各部素材温度が上昇すると終了となる。
2) Heating of the resin sheet (FIG. 2) By the rotation of the inverter motor 21, the upper heater 11 and the lower heater 14 for indirect heating enter the molding area from outside the molding area of the apparatus, thereby heating the resin sheet 1. Do. Here, as described with reference to FIG. 14, the temperatures of the center and the end are measured in real time from above and below the resin sheet 1, and the temperature differences occurring in each part are calculated as heater correction coefficients e 1 to e 4 .
Feedback is applied to the heater output according to the flow of the flowchart shown in FIG. The heating is terminated when the material temperature of each part rises to a previously input heating completion temperature.

【0035】3)下ヒータの退避、上ヒータ、クランパ
の下降(図3) 樹脂シート1の間接加熱終了後、下ヒータ14はインバ
ータモータ21の回転により成形エリア外に退避する。
3) Retreating the lower heater, lowering the upper heater and the clamper (FIG. 3) After the indirect heating of the resin sheet 1 is completed, the lower heater 14 is retracted out of the molding area by the rotation of the inverter motor 21.

【0036】下ヒータ14の退避後、シリンダ45の作
動により、上ヒータ11およびクランパ部は下降し、下
フレーム5に樹脂シート1を載置する。なお、下フレー
ム5にはヒータが内蔵されているので、樹脂シート1を
下フレーム5に載置しても樹脂シートの温度が低下する
ことはない。
After the lower heater 14 is retracted, the upper heater 11 and the clamper are lowered by the operation of the cylinder 45, and the resin sheet 1 is placed on the lower frame 5. Since the lower frame 5 has a built-in heater, the temperature of the resin sheet does not decrease even if the resin sheet 1 is placed on the lower frame 5.

【0037】4)上ヒータの退避(図4) 下フレーム5に樹脂シート1を載置した後、上ヒータ1
1をインバータモータ21の回転により成形エリア外に
退避させる。なお、上ヒータ11を下ヒータ14と同時
に退避させ、その後、クランパ部を下降させ、下フレー
ム5に樹脂シート1を載置するという動作にしても良
い。
4) Retreat of upper heater (FIG. 4) After the resin sheet 1 is placed on the lower frame 5, the upper heater 1
1 is retracted outside the forming area by the rotation of the inverter motor 21. The upper heater 11 may be retracted at the same time as the lower heater 14, and then the clamper may be lowered to place the resin sheet 1 on the lower frame 5.

【0038】5)樹脂シートの挟み込み(図5) 樹脂シート1の間接加熱が終了し、上ヒータ11,下ヒ
ータ14の退避終了と同時に雄金型3を下降作動させる
ことにより、雄金型3と連動した上フレーム4が樹脂シ
ート1を下フレーム5との間に挟み込む。
5) Insertion of Resin Sheet (FIG. 5) The indirect heating of the resin sheet 1 is completed, and the male mold 3 is lowered at the same time when the upper heater 11 and the lower heater 14 are retracted. And the upper frame 4 interlocking the resin sheet 1 with the lower frame 5.

【0039】6)成形、冷却(図6) 樹脂シート1を上フレーム4,下フレーム5で挟み込む
と同時に雄金型3を下降動作させて、樹脂シート1を雌
金型2に押しつけ、樹脂シート1を成形品1′の形状に
成形する。この際、上フレーム4は雄金型3のガイド部
のロッドがスライドすることにより樹脂シート1の挟み
込み位置を保持する。
6) Molding and Cooling (FIG. 6) The resin sheet 1 is sandwiched between the upper frame 4 and the lower frame 5, and at the same time, the male mold 3 is moved down to press the resin sheet 1 against the female mold 2 and 1 is formed into the shape of a molded product 1 '. At this time, the upper frame 4 holds the sandwiching position of the resin sheet 1 by sliding the rod of the guide portion of the male mold 3.

【0040】ここで、上フレーム4,下フレーム5に
は、賦形における樹脂シート1の雌金型2への滑り込み
量に応じた温度勾配をあらかじめ設定しているので、樹
脂シート1の滑り込みを容易にすると共に、滑り込み不
要部を冷却することで余分な滑り込みを無くし、成形品
1´の肉厚を確保すると共にしわの発生を防止する。
Here, the upper frame 4 and the lower frame 5 are set in advance with a temperature gradient according to the amount of slip of the resin sheet 1 into the female mold 2 during shaping. In addition to the ease of cooling, the unnecessary slip-in portion is cooled to eliminate unnecessary slip-in, thereby ensuring the thickness of the molded article 1 'and preventing the occurrence of wrinkles.

【0041】成形と同時に、成形品1′は樹脂の軟化点
以下に予熱された雌金型2,雄金型3により軟化点以下
(離型可能温度)まで冷却される。冷却後は上フレーム
4と雄金型3は上昇作動し、成形品1′を取り出す。
Simultaneously with molding, the molded product 1 'is cooled to a temperature lower than the softening point (a temperature at which the resin can be released) by the female mold 2 and the male mold 3 preheated to a temperature lower than the softening point of the resin. After cooling, the upper frame 4 and the male mold 3 move upward to remove the molded product 1 '.

【0042】下記の表1は本発明において使用される短
波長及び中波長ヒータと従来の遠赤外線ヒータの特性を
示しており、この表1を参照しながら具体的な実施例に
ついて説明する。
Table 1 below shows the characteristics of the short-wavelength and medium-wavelength heaters used in the present invention and the conventional far-infrared heater. Specific examples will be described with reference to Table 1.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】 実施例1(ポリカーボネイトの加熱および成形) 厚さ3mmの予備乾燥していないポリカーボネイトシー
トを本加熱成形装置を用いて加熱および成形する場合、
まず樹脂シート1をクランプし、成形エリア外から上下
間接加熱用の上ヒータ11、下ヒータ14を成形エリア
内に入れ、樹脂シート1を上下面から加熱する。上下間
接加熱用の上ヒータ11、下ヒータ14は中波長ヒータ
でヒータ温度が約1000℃に設定されており、75秒
の加熱で、樹脂シート1を170℃まで昇温させる。加
熱終了後はただちに上ヒータ11、下ヒータ14は成形
エリア外に退避させると共に、樹脂シート1を挟み込ん
だクランパ13を下降させて樹脂シート1を下フレーム
5に載置する。その後、雄金型3を下降させて成形を行
う。形状を付加させた樹脂シート1は雌金型2、雄金型
3により離型可能温度まで急冷される。
Example 1 (Heating and Forming of Polycarbonate) When a polycarbonate sheet having a thickness of 3 mm, which has not been predried, is heated and formed using the present heating and forming apparatus,
First, the resin sheet 1 is clamped, the upper heater 11 and the lower heater 14 for indirect heating up and down are put into the molding area from outside the molding area, and the resin sheet 1 is heated from the upper and lower surfaces. The upper heater 11 and the lower heater 14 for the upper and lower indirect heating are medium wavelength heaters, and the heater temperature is set to about 1000 ° C., and the resin sheet 1 is heated to 170 ° C. by heating for 75 seconds. Immediately after the completion of the heating, the upper heater 11 and the lower heater 14 are retracted outside the molding area, and the clamper 13 sandwiching the resin sheet 1 is lowered to place the resin sheet 1 on the lower frame 5. Thereafter, the male mold 3 is lowered to perform molding. The resin sheet 1 having the added shape is rapidly cooled by the female mold 2 and the male mold 3 to a releasable temperature.

【0045】実施例2(厚物素材の加熱) 厚さ13mmの樹脂シート1による素材を本加熱成形装
置を用いて加熱する場合、短波長ヒータを用いて初期出
力100%とし、加熱100秒後に出力を75%に落と
すことで厚さ方向でより均一な加熱が可能となる。
Example 2 (Heating of a Thick Material) When a material made of a resin sheet 1 having a thickness of 13 mm is heated using the present heating molding apparatus, the initial output is set to 100% using a short wavelength heater, and 100 seconds after heating. By reducing the output to 75%, more uniform heating in the thickness direction becomes possible.

【0046】出力100%のものと途中で出力を変えた
ものとの比較を図16に示す。図16から明らかなよう
に、ヒータ出力100%で加熱すると成形時の素材表面
と素材中間との温度差は50℃となる。一方、ヒータ出
力を途中で落とすように変化させると温度差は25℃に
低減され、より均一な加熱が可能となる。
FIG. 16 shows a comparison between a case where the output is 100% and a case where the output is changed on the way. As is apparent from FIG. 16, when heating is performed at a heater output of 100%, the temperature difference between the material surface and the material middle during molding becomes 50 ° C. On the other hand, if the heater output is changed so as to drop in the middle, the temperature difference is reduced to 25 ° C., and more uniform heating becomes possible.

【0047】 実施例3(発泡材をサンドイッチした素材の加熱) 厚さ5mmの発泡材を厚さ1mmの上下表面材でサンド
イッチした樹脂シートによる素材を本加熱成形装置を用
いて加熱する場合、短波長ヒータを用いて初期出力75
%とし、加熱30秒後に出力を100%に上げることで
発泡材の2次発泡を防止し、かつ表面材は成形可能温度
に昇温可能となる。この場合の素材温度を図17に示
す。
Example 3 (Heating of a Sandwiched Foam Material) When a material made of a resin sheet in which a foam material having a thickness of 5 mm is sandwiched between upper and lower surface materials having a thickness of 1 mm is heated using the present thermoforming apparatus, a short time is required. Initial output 75 using wavelength heater
%, And the output is increased to 100% after 30 seconds of heating to prevent secondary foaming of the foamed material, and the surface material can be heated to a moldable temperature. The material temperature in this case is shown in FIG.

【0048】実施例4(ポリアミド6の素材にポリアミ
ド66のフィルムをラミネートした素材の加熱) 厚さ1mmのポリアミド6を厚さ0.2mmのポリアミ
ド66フィルムで上下ラミネートした樹脂シート1によ
る素材を加熱する場合、ポリアミド66の成形可能温度
はポリアミド6のものよりも高いため、樹脂シート1を
ポリアミド66の成形可能温度に設定するとポリアミド
6の母材では酸化による変色が生じてしまう。この素材
を本加熱成形装置で加熱する場合、短波長ヒータを用い
て初期出力75%とし、加熱20秒後に出力を100%
に上げることで母材のポリアミド6を215℃に、ラミ
ネートフィルムのポリアミド66を230℃に加熱する
ことで素材の酸化による変色を防止し、かつ素材を成形
可能温度に昇温することが可能となる。この場合の素材
温度を図18に示す。
Example 4 (Heating of a material obtained by laminating a polyamide 66 film on a polyamide 6 material) A material was heated by a resin sheet 1 in which a 1 mm thick polyamide 6 was vertically laminated with a 0.2 mm thick polyamide 66 film. In this case, since the moldable temperature of the polyamide 66 is higher than that of the polyamide 6, if the resin sheet 1 is set to the moldable temperature of the polyamide 66, the base material of the polyamide 6 will be discolored by oxidation. When this material is heated by the present heat forming apparatus, the initial output is set to 75% using a short-wavelength heater, and the output is set to 100% after heating for 20 seconds.
By heating the base material polyamide 6 to 215 ° C. and the laminate film polyamide 66 to 230 ° C., it is possible to prevent discoloration due to oxidation of the material and raise the temperature of the material to a moldable temperature. Become. The material temperature in this case is shown in FIG.

【0049】なお、前記実施例では、下金型である雌金
型2を固定とし、上金型である雄金型3を可動にした
が、逆に上金型を固定とし、下金型を可動にしても良
い。この場合、上金型を雌金型にすると共に、下フレー
ム5を上下動可能に構成する必要がある。また、雌金型
2、雄金型3の両方を可動金型としても良い。この場合
も雌金型2のフレーム(熱板)は雌金型に固定されてい
ると共に、クランパ13も上下動しないように構成され
ている。更に、上ヒータ11、下ヒータ14について
は、下金型(雌金型)が可動の場合は、上ヒータ11は
上下動不要で下ヒータ14を上下動可能な構成にし、雌
金型2、雄金型3の両方が可動の場合は、雌金型側のヒ
ータを上下動不要にし、雄金型側のヒータを上下動可能
な構成にする。
In the above-described embodiment, the female mold 2 as the lower mold is fixed and the male mold 3 as the upper mold is movable. Conversely, the upper mold is fixed and the lower mold is fixed. May be movable. In this case, the upper mold needs to be a female mold and the lower frame 5 needs to be configured to be vertically movable. Also, both the female mold 2 and the male mold 3 may be movable molds. Also in this case, the frame (hot plate) of the female mold 2 is fixed to the female mold, and the clamper 13 is configured not to move up and down. Further, as for the upper heater 11 and the lower heater 14, when the lower mold (female mold) is movable, the upper heater 11 does not need to move up and down so that the lower heater 14 can move up and down. When both the male molds 3 are movable, the heater on the female mold side does not need to be moved up and down, and the heater on the male mold side is made up and down.

【0050】いずれにしても、ヒータを上下動可能に構
成している側では、そのヒータは樹脂シート1を成形す
る際、ヒータの退避は樹脂シート1が金型側へ移動する
前でも後でも良い。更に、上ヒータ11、下ヒータ14
を上下どちらか一方に設けた構成でも良い。この場合、
そのヒータは雌金型側であれば上下動不要な構成であ
り、雄金型側であれば上下動可能な構成にする。
In any case, on the side where the heater is configured to be vertically movable, when the heater forms the resin sheet 1, the heater is retracted before or after the resin sheet 1 moves to the mold side. good. Further, the upper heater 11 and the lower heater 14
May be provided on one of the upper and lower sides. in this case,
The heater does not need to move up and down on the female mold side, and can move up and down on the male mold side.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上、本発明をいくつかの実施例を例示
して説明したが、本発明による加熱成形方法では、最大
エネルギー波長が4μm近傍である遠赤外線ヒータより
も波長の短い最大エネルギー波長が1〜3μmである短
波長もしくは中波長ヒータを使用しているため下記の様
な利点がある。
As described above, the present invention has been described by exemplifying several embodiments. However, in the heat molding method according to the present invention, the maximum energy wavelength which is shorter than that of the far-infrared heater whose maximum energy wavelength is about 4 μm is obtained. Has a following advantage because of using a short-wavelength or medium-wavelength heater having a thickness of 1 to 3 μm.

【0052】1)放射体(ヒータ)の温度が高く、加熱
時間の短縮が可能となる。
1) The temperature of the radiator (heater) is high, and the heating time can be shortened.

【0053】これはヒータの温度が高いため、放射体か
ら被放射体(熱可塑性の樹脂シート)への放射量が大き
く、被放射体の受けるエネルギーが大きいからである。
これにより、加熱時間の短縮が可能となる。
This is because the amount of radiation from the radiator to the radiated object (thermoplastic resin sheet) is large because the temperature of the heater is high, and the radiated object receives large energy.
Thereby, the heating time can be reduced.

【0054】なお、ステファン−ボルツマンの法則より
赤外線の放射量は下式で表わされる。
The amount of infrared radiation is expressed by the following equation according to Stefan-Boltzmann's law.

【0055】 Eb=A×5.67×ε×(T/100)4 但し、A:放射体の面積、ε:放射源の放射率、T:放
射源の絶対温度 この式より明らかなように、放射体の温度が高いほど放
射量は大きくなり、被放射体の温度上昇はより速くな
る。
Eb = A × 5.67 × ε × (T / 100) 4 where A is the area of the radiator, ε is the emissivity of the radiation source, and T is the absolute temperature of the radiation source. The higher the temperature of the radiator, the greater the amount of radiation and the faster the temperature of the radiator increases.

【0056】2)樹脂シートの内部まで加熱され、短時
間で均一加熱が可能となる。
2) Since the inside of the resin sheet is heated, uniform heating can be performed in a short time.

【0057】放射体から出る最大エネルギー波長は短
く、熱可塑性樹脂の吸収波長における透過率の高い領域
であるため、被放射体の内部まで放射エネルギーが到達
する。これにより、特に厚手の樹脂シートでも樹脂シー
ト表面と内部との温度差を少なくできる。
Since the maximum energy wavelength emitted from the radiator is short and has a high transmittance at the absorption wavelength of the thermoplastic resin, the radiant energy reaches the inside of the radiator. As a result, the temperature difference between the surface and the inside of the resin sheet can be reduced even with a particularly thick resin sheet.

【0058】従来の遠赤外線ヒータでは、ヒータから出
る最大エネルギー波長が熱可塑性樹脂の吸収波長と一致
するため、素材表面のみでヒータのエネルギーが吸収さ
れ、樹脂シート内部は樹脂シート表面からの熱伝導によ
る温度上昇が支配的であった。このため、熱伝導の悪い
熱可塑性樹脂では表面と内部との温度差が大きくなり、
内部温度も成形可能温度にするためには樹脂シート表面
では温度が高くなりすぎ、樹脂シート表面での発泡およ
び酸化による変色を招く恐れがあった。
In the conventional far-infrared heater, since the maximum energy wavelength emitted from the heater matches the absorption wavelength of the thermoplastic resin, the energy of the heater is absorbed only on the surface of the material, and the inside of the resin sheet conducts heat from the surface of the resin sheet. Temperature rise was dominant. For this reason, the temperature difference between the surface and the interior of a thermoplastic resin with poor heat conduction increases,
In order to set the internal temperature to the moldable temperature, the temperature on the resin sheet surface becomes too high, and there is a possibility that discoloration due to foaming and oxidation occurs on the resin sheet surface.

【0059】これに対し、本加熱成形方法では、樹脂シ
ート表面と内部との温度差が少なく出来、かつ加熱から
成形までの時間を短縮し、また温調されたフレーム(熱
板)により温度保持を行い樹脂シートの温度降下量を最
小限に抑えることで、樹脂シートの発泡および酸化によ
る変色を回避するとともに、樹脂シート内部まで成形可
能温度にすることが可能である。
On the other hand, in the present heat molding method, the temperature difference between the surface and the inside of the resin sheet can be reduced, the time from heating to molding is shortened, and the temperature is maintained by a temperature-regulated frame (hot plate). By minimizing the amount of temperature drop of the resin sheet, discoloration due to foaming and oxidation of the resin sheet can be avoided, and the temperature at which molding can be performed to the inside of the resin sheet can be achieved.

【0060】3)ヒータの昇温速度が速く、任意の加熱
制御が可能となる。
3) The heating rate of the heater is high, and arbitrary heating control is possible.

【0061】樹脂シートの加熱にはヒータ温度を安定さ
せる必要があり、表1で説明したように遠赤外線ヒータ
の場合、ヒータ温度が安定するまで約15分間必要であ
る。一方、短波長および中波長ヒータの場合、ヒータ温
度が安定するまで、各々2秒および1分であり、ヒータ
の立上り時間が短いため、シート加熱時間外でヒータ電
源を切ることが可能となる。これにより、生産中におけ
る電力消費量が押さえられ、省エネルギーの生産が可能
となる。
For heating the resin sheet, it is necessary to stabilize the heater temperature. In the case of the far-infrared heater as described in Table 1, it takes about 15 minutes for the heater temperature to stabilize. On the other hand, in the case of the short-wavelength and middle-wavelength heaters, it takes 2 seconds and 1 minute, respectively, until the heater temperature is stabilized. Since the rise time of the heater is short, it is possible to turn off the heater power outside the sheet heating time. As a result, power consumption during production is suppressed, and energy-saving production can be performed.

【0062】また、図14で説明したように、加熱中の
樹脂シートの温度分布を測定し、温度差の生じている部
分のヒータの設定温度を補正して、ヒータ温度を追従さ
せることで樹脂シートの温度分布をリアルタイムで均一
にすることが可能である。
As described with reference to FIG. 14, the temperature distribution of the resin sheet being heated is measured, the set temperature of the heater in the portion where the temperature difference occurs is corrected, and the heater temperature is made to follow. It is possible to make the temperature distribution of the sheet uniform in real time.

【0063】また、厚物素材に対しては、初期にヒータ
の出力を上げておき、途中からヒータの出力を下げるこ
とでより素材の厚さ方向でより均一に加熱することが可
能である。
For a thick material, it is possible to heat the material more uniformly in the thickness direction of the material by increasing the output of the heater in the beginning and lowering the output of the heater in the middle.

【0064】一方、発泡材をサンドイッチした様な素材
に対しては、初期にヒータ出力を下げて素材全体を2次
発泡する温度以下に昇温させた後、ヒータ出力を上げる
ことで表面材の温度を上げ、発泡材が2次発泡する前に
成形を行うことが可能である。
On the other hand, for a material in which a foamed material is sandwiched, the heater output is initially lowered to a temperature lower than the temperature at which the entire material is secondarily foamed, and then the heater output is increased to increase the surface material. It is possible to raise the temperature and perform the molding before the foamed material undergoes secondary foaming.

【0065】同様に、表面に異種材をラミネートした様
な素材に対しても、初期にヒータ出力を下げて素材全体
を母材の酸化により変色する温度以下に昇温させた後、
ヒータ出力をあげることで表面のラミネート材の温度を
上げ母材の酸化による変色を生じる前に成形を行うこと
が可能である。
Similarly, for a material in which a different material is laminated on the surface, the heater output is lowered at first and the entire material is heated to a temperature lower than the temperature at which the base material is discolored by oxidation.
By increasing the heater output, it is possible to raise the temperature of the laminate material on the surface and perform molding before discoloration occurs due to oxidation of the base material.

【0066】4)次に、本発明による加熱成形装置は、
架台にキャスタを設けており、既存のGMT成形装置等
の設備に組み込みが可能である。従って、本加熱成形方
式への切換は、本加熱成形装置をGMT成形装置の所定
の位置にセットするだけで既存の設備の改造は不要であ
る。
4) Next, the heat forming apparatus according to the present invention
Casters are provided on the gantry and can be incorporated into existing GMT molding equipment and other equipment. Therefore, the switching to the main heat forming method is performed only by setting the main heat forming apparatus at a predetermined position of the GMT forming apparatus, and does not require modification of existing equipment.

【0067】5)本加熱成形装置のクランプ部には図1
1で説明した樹脂シートの張力機構が付加されており、
加熱中の樹脂シートの伸びに対し、樹脂シートを引張る
ことで樹脂シートの垂れを防止し、下ヒータへ樹脂シー
トが接触して発火することを防止すると共に、樹脂シー
トとヒータとの距離を一定に保ち樹脂シートの均一加熱
が図れる。
5) Fig. 1
The tension mechanism of the resin sheet described in 1 is added,
The resin sheet is stretched during heating to prevent the resin sheet from sagging, prevent the resin sheet from contacting the lower heater and ignite, and keep the distance between the resin sheet and the heater constant. , And uniform heating of the resin sheet can be achieved.

【0068】6)また、本加熱成形装置のクランプ部昇
降装置は、上ヒータも連動させており、クランプ部の下
降により樹脂シートを下フレームに載置して樹脂シート
の保温を行うことにより、上ヒータからの間接加熱の条
件(上ヒータと樹脂シートとの距離)が変化して、温度
降下およびばらつきが生じない。
6) In the heating / lowering apparatus of the present heating and molding apparatus, the upper heater is also linked, and the resin sheet is placed on the lower frame by lowering the clamp section to keep the resin sheet warm. The condition of the indirect heating from the upper heater (the distance between the upper heater and the resin sheet) changes, so that the temperature drop and the variation do not occur.

【0069】7)更に、本加熱成形装置の制御装置は、
樹脂シート各部の表面温度をリアルタイムで測定してフ
ィードバックをかけることで、より均一な温度分布が得
られる。また、樹脂シートの厚さ方向の温度分布は間接
では測定不可能なため、厚さの入力に応じて、加熱途中
でヒータ出力を変更し、樹脂シートの厚さ方向での温度
分布を低減することが可能である。
7) Further, the control device of the present thermoforming device is as follows:
By measuring the surface temperature of each part of the resin sheet in real time and applying feedback, a more uniform temperature distribution can be obtained. In addition, since the temperature distribution in the thickness direction of the resin sheet cannot be measured indirectly, the heater output is changed during heating according to the input of the thickness to reduce the temperature distribution in the thickness direction of the resin sheet. It is possible.

【0070】8)更に、本加熱装置の上フレーム、下フ
レームには樹脂シートの賦形における金型への滑り込み
量に応じた温度勾配を設けていることにより、成形中の
樹脂シートの滑り込み量をコントロールでき、成形品に
おける肉厚の確保としわの発生の防止ができる。
8) Further, the upper frame and the lower frame of the present heating device are provided with a temperature gradient according to the slip amount of the resin sheet into the mold in shaping the resin sheet. Can be controlled, the thickness of the molded product can be ensured, and the occurrence of wrinkles can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の加熱成形方法による第1の工程を説明
するための金型周辺の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram around a mold for explaining a first step by a heat molding method of the present invention.

【図2】本発明の加熱成形方法による第2の工程を説明
するための金型周辺の概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram around a mold for explaining a second step according to the heat molding method of the present invention.

【図3】本発明の加熱成形方法による第3の工程を説明
するための金型周辺の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram around a mold for explaining a third step according to the heat molding method of the present invention.

【図4】本発明の加熱成形方法による第4の工程を説明
するための金型周辺の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram around a mold for explaining a fourth step according to the heat molding method of the present invention.

【図5】本発明の加熱成形方法による第5の工程を説明
するための金型周辺の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram around a mold for explaining a fifth step according to the heat molding method of the present invention.

【図6】本発明の加熱成形方法による第6の工程を説明
するための金型周辺の概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram around a mold for explaining a sixth step according to the heat molding method of the present invention.

【図7】本発明による加熱成形装置の外観をヒータの出
し入れ口側から見た図である。
FIG. 7 is a view of the appearance of the thermoforming apparatus according to the present invention, as viewed from the inlet / outlet side of the heater.

【図8】図7の加熱成形装置を上から見た図である。FIG. 8 is a view of the heat molding apparatus of FIG. 7 as viewed from above.

【図9】図7の加熱成形装置をGMT成形装置に組み込
む場合について側面から見た図である。
FIG. 9 is a side view of a case where the heat molding device of FIG. 7 is incorporated into a GMT molding device.

【図10】図7に示された上ヒータと下ヒータとをこれ
らの周辺の構成要素と共に示した図であり、図(a)は
ヒータの移動機構を正面から見た図、図(b)は下ヒー
タの一部を上から見た図、図(c)は図(b)を側方か
ら見た図、図(d)は上ヒータの一部を正面から見た
図、図(e)は下ヒータの一部を正面から見た図であ
る。
10 is a diagram showing the upper heater and the lower heater shown in FIG. 7 together with their peripheral components, and FIG. 10 (a) is a diagram showing the heater moving mechanism as viewed from the front, and FIG. 10 (b). (C) is a diagram of FIG. (B) viewed from the side, (d) is a diagram of a portion of the upper heater viewed from the front, and FIG. () Is a view of a part of the lower heater as viewed from the front.

【図11】本発明に用いられるクランプ機構を示した図
で、図(a)は一対のクランパの一方を上から見た図、
図(b)は図(a)を側方から見た一部断面側面図、図
(c)は図(a)のA−A′線による断面図、図(d)
は図(a)の一部を矢印B方向から見た図である。
FIG. 11 is a view showing a clamp mechanism used in the present invention, and FIG. 11 (a) is a view of one of a pair of clampers as viewed from above,
FIG. 2 (b) is a partial cross-sectional side view of FIG. 2 (a) viewed from the side, FIG.
Is a view of a part of FIG.

【図12】本発明における上ヒータ及びクランプ部の昇
降駆動機構を説明するための図である。
FIG. 12 is a view for explaining an up-and-down driving mechanism of an upper heater and a clamp unit in the present invention.

【図13】本発明における上ヒータ、下ヒータと樹脂シ
ートとの滑り込みを説明するための図である。
FIG. 13 is a view for explaining slippage of an upper heater, a lower heater, and a resin sheet according to the present invention.

【図14】本発明におけるヒータの出力制御装置を説明
するためのブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram for explaining a heater output control device according to the present invention.

【図15】図14に示された制御装置の動作を説明する
ためのフローチャート図である。
FIG. 15 is a flowchart illustrating the operation of the control device shown in FIG. 14;

【図16】本発明により厚物素材を成形する場合の素材
温度−加熱時間の関係を示した特性図である。
FIG. 16 is a characteristic diagram showing a relationship between a material temperature and a heating time when a thick material is formed according to the present invention.

【図17】本発明により発泡材をラミネートした素材を
成形する場合の素材温度−加熱時間の関係を示した特性
図である。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing a relationship between a material temperature and a heating time when a material laminated with a foam material according to the present invention is formed.

【図18】本発明によりフィルムラミネート素材を成形
する場合の素材温度−加熱時間の関係を示した特性図で
ある。
FIG. 18 is a characteristic diagram showing a relationship between a material temperature and a heating time when a film laminate material is formed according to the present invention.

【符号の説明】 1 樹脂シート 2 雌金型 3 雄金型 4 上フレーム 5 下フレーム 11 上ヒータ 12 上ヒータレール 13 クランパ 14 下ヒータ 15 下ヒータレール 16 架台 17 キャスタ[Description of Signs] 1 resin sheet 2 female mold 3 male mold 4 upper frame 5 lower frame 11 upper heater 12 upper heater rail 13 clamper 14 lower heater 15 lower heater rail 16 gantry 17 caster

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−144733(JP,A) 特開 昭63−25022(JP,A) 特開 平5−274048(JP,A) 特開 平1−272437(JP,A) 特開 平5−269834(JP,A) 特開 平5−274048(JP,A) 特開 平5−293895(JP,A) 特開 平6−23833(JP,A) 特開 平3−150125(JP,A) 実開 昭62−178130(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 51/00 - 51/46 Continuation of front page (56) References JP-A-4-144733 (JP, A) JP-A-63-25022 (JP, A) JP-A-5-274048 (JP, A) JP-A-1-27437 (JP) JP-A-5-269834 (JP, A) JP-A-5-274048 (JP, A) JP-A-5-293895 (JP, A) JP-A-6-23833 (JP, A) 3-150125 (JP, A) Actually open 1987-178130 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B29C 51/00-51/46

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 熱可塑性樹脂シート素材あるいは熱可塑
性樹脂を主構成材料とする繊維強化複合シート素材(以
下、素材と略称する)から、立体的成形品を加熱成形す
る加熱成形方法において、最大エネルギー波長が1〜3
μmである短波長あるいは中波長ヒータを用いて前記素
材を間接加熱し、前記素材の軟化点近傍に予熱された
フレーム面に前記素材を保持させ、次に、前記素材に上
フレームを接触させ、前記上下のフレームにて前記素材
を保温した状態にて、上下金型により立体的成形を行
い、その立体的成形の際、前記素材が前記上下のフレー
ムを滑り込みながら成形されるようにしたことを特徴と
する熱可塑性樹脂シートの加熱成形方法。
1. A thermoforming method for thermoforming a three-dimensional molded product from a thermoplastic resin sheet material or a fiber reinforced composite sheet material (hereinafter, abbreviated as a material) mainly composed of a thermoplastic resin. Wavelength 1-3
indirectly heating the materials using a short wavelength or medium wavelength heater is [mu] m, preheated to near the softening point of the material under
Hold the material on the frame surface, and then
Contacting the frame, in a state was kept the material at the top and bottom of the frame, the row steric molded by upper and lower molds
During the three-dimensional molding, the upper and lower frames
A method for heat-forming a thermoplastic resin sheet, characterized in that the sheet is formed while sliding the rubber sheet.
【請求項2】 熱可塑性樹脂シート素材あるいは熱可塑
性樹脂を主構成材料とする繊維強化複合シート素材(以
下、素材と略称する)から、立体的成形品を加熱成形す
る加熱成形方法において、前記素材は厚物素材であり、
最大エネルギー波長が1〜3μmである短波長あるいは
中波長ヒータを用いて前記素材を間接加熱する際、前記
ヒータの出力を加熱の途中で低下させることにより、素
材厚さ方向の温度を均一にし、前記素材の軟化点近傍に
予熱されたフレームにて前記素材を保温した状態にて、
金型により立体的成形を行うようにしたことを特徴とす
る熱可塑性樹脂シートの加熱成形方法。
2. A thermoplastic resin sheet material or thermoplastic.
Fiber reinforced composite sheet material mainly composed of conductive resin
Below, abbreviated as “material”)
Wherein the material is a thick material,
A short wavelength having a maximum energy wavelength of 1 to 3 μm or
When indirectly heating the material using a medium-wavelength heater,
By reducing the heater output during heating,
The temperature in the thickness direction is made uniform, and the
While keeping the material warm in the preheated frame,
It is characterized by performing three-dimensional molding with a mold
Thermoforming method for thermoplastic resin sheet.
【請求項3】 熱可塑性樹脂シート素材あるいは熱可塑
性樹脂を主構成材料とする繊維強化複合シート素材(以
下、素材と略称する)から、立体的成形品を加熱成形す
る加熱成形方法において、前記素材は、表面に近いほど
熱成形温度の高いラミネートシートであり、最大エネル
ギー波長が1〜3μmである短波長あるいは中波長ヒー
タを用いて前記素材を間接加熱する際、前記ヒータの出
力を加熱の途中で上昇させることにより、前記ラミネー
トシートの各部をそれぞれに適した成形可能温度に昇温
させ、前記素材の軟化点近傍に予熱されたフレームにて
前記素材を保温した状態にて、金型により立体的成形を
行うようにしたことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの
加熱成形方法。
3. A thermoplastic resin sheet material or thermoplastic.
Fiber reinforced composite sheet material mainly composed of conductive resin
Below, abbreviated as “material”)
In the heat molding method, the material is closer to the surface,
Laminated sheet with high thermoforming temperature, maximum energy
Energy wavelength is 1 to 3 μm
When the material is indirectly heated using a heater,
By increasing the force during heating, the laminating
Temperature of each part of the sheet to the appropriate moldable temperature
With a preheated frame near the softening point of the material
While keeping the material warm, perform three-dimensional molding with a mold.
Of a thermoplastic resin sheet characterized by being performed
Heat molding method.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の加熱成
形方法において、前記短波長あるいは中波長ヒータによ
り前記素材の上下両面又は片面から間接加熱 を行うこと
により、前記素材のみを成形可能温度まで急速に加熱す
ることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの加熱成形方
法。
4. The heating component according to claim 1,
Forming method, wherein said short or medium wavelength heater is
Ri by performing indirect heating from the upper and lower surfaces or one surface of the material
Rapidly heats only the material to the moldable temperature
Molding of thermoplastic resin sheet
Law.
【請求項5】 請求項3記載の加熱成形方法において、
前記上フレーム及び下フレームは、成形時に素材の滑り
込み量に応じた温度勾配を持っていることを特徴とする
熱可塑性樹脂シートの加熱成形方法。
5. The heat molding method according to claim 3, wherein
The upper frame and the lower frame slide the material during molding.
Characterized by having a temperature gradient according to the amount
A method for thermoforming a thermoplastic resin sheet.
【請求項6】 熱可塑性樹脂シート素材あるいは熱可塑
性樹脂を主構成材料とする繊維強化複合シート素材(以
下、素材と略称する)から、立体的成形品を加熱成形す
る加熱成形方法において、 前記素材をその端部において保持するための可動のクラ
ンプ部と、 前記素材をその上下両面又は片面から間接加熱する最大
エネルギー波長が1〜3μmである短波長あるいは中波
長のヒータと、 前記素材の軟化点近傍に予熱され、中央部に下金型用の
空間を有すると共に、前記素材を保温状態にて保持する
ための下フレームと、 前記素材の軟化点近傍に予熱され、中央部に前記下金型
との間で成形を行うための上金型用の空間を有すると共
に、前記下フレームとの間に前記素材を挟み込んで保温
するための上フレームとを含み、 前記上フレームを前記下フレームから十分に離間させた
状態にてこれらの間に位置させた前記素材を前記ヒータ
により上下両面又は片面から間接加熱するステップと、 前記ヒータを前記上フレームと前記下フレームとの間の
空間から退避させるステップと、 前記素材を前記上フレームと前記下フレームのうちの一
方のフレーム面に保持された状態にするステップと、 前記上フレームと前記下フレームのうちの他方のフレー
ムを前記素材と接する位置まで移動させると共に、前記
上下金型で成形を行うステップと、 成形品を前記下金型と前記上金型との間で冷却するステ
ップとを含むことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの加
熱成形方法。
6. A thermoplastic resin sheet material or thermoplastic.
Fiber reinforced composite sheet material mainly composed of conductive resin
Below, abbreviated as “material”)
That the heat molding process, the movable for holding the material at its ends class
Pump part and the maximum to indirectly heat the material from both upper and lower surfaces or one surface
Short wavelength or medium wave with energy wavelength of 1 to 3 μm
A long heater and preheated near the softening point of the material,
Having space and keeping the material warm
Lower frame for preheating near the softening point of the material and the lower mold in the center
It has a space for the upper mold to perform molding between
In addition, the material is sandwiched between the lower frame and the
The upper frame is sufficiently separated from the lower frame.
In the state, the material positioned between these
Step of indirect heating from both upper and lower surfaces or one side, and the heater between the upper frame and the lower frame
Retreating from a space, and removing the material from one of the upper frame and the lower frame.
And holding the other frame of the upper frame and the lower frame.
Moving the robot to a position where it contacts the material,
Performing molding with upper and lower molds, and cooling the molded product between the lower mold and the upper mold.
A thermoplastic resin sheet characterized by containing
Thermoforming method.
【請求項7】 請求項6記載の加熱成形方法において、
前記ヒータを前記上フレームと前記下フレームとの間の
空間から退避させるステップにおいては、上 下のヒータ
を一度に退避させることを特徴とする熱可塑性樹脂シー
トの加熱成形方法。
7. The heat molding method according to claim 6, wherein
The heater between the upper frame and the lower frame
In the step of retracting from the space, the top and bottom heaters
The thermoplastic resin sheet
Heat molding method.
【請求項8】 請求項6記載の加熱成形方法において、
前記ヒータを前記上フレームと前記下フレームとの間の
空間から退避させるステップにおいては、一方のヒータ
を退避させ、他方のヒータを前記クランプ部と同時に金
型の方へ移動させて退避させることを特徴とする熱可塑
性樹脂シートの加熱成形方法。
8. The heat molding method according to claim 6, wherein
The heater between the upper frame and the lower frame
In the step of retracting from the space, one of the heaters
And the other heater is
Thermoplastic characterized by being moved toward the mold and retracted
Method for forming a conductive resin sheet.
【請求項9】 請求項6記載の加熱成形方法において、
前記ヒータを前記上フレームと前記下フレームとの間の
空間から退避させるステップとして、ヒータが片面にし
か設けられていない場合、そのヒータを前記クランプ部
と同時に金型の方へ移動させた後、前記空間から退避さ
せるステップとしたことを特徴とする熱可塑性樹脂シー
トの加熱成形方法。
9. The heat molding method according to claim 6, wherein
The heater between the upper frame and the lower frame
As a step to retreat from the space, the heater
If not provided, the heater is
At the same time, after moving to the mold,
The thermoplastic resin sheet
Heat molding method.
【請求項10】 熱可塑性樹脂シート素材あるいは熱可
塑性樹脂を主構成材料とする繊維強化複合シート素材
(以下、素材と略称する)から、立体的成形品を加熱成
形する加熱成形装置において、 前記素材の軟化点以下に予熱された下金型と、 該下金型との間で成形を行うために該下金型の上方に配
置され、前記素材の軟化点以下に予熱された上金型と、 前記下金型と前記上金型との間に配置されて前記素材を
その両端部において保持するための上下動可能なクラン
プ部と、 該クランプ部で保持された前記素材の上下方空間又は一
方空間に出入り可能に配置され、前記素材をその上下面
又は片面から加熱する最大エネルギー波長が1〜3μm
である短波長あるいは中波長の上下ヒータ又は一つのヒ
ータと、 前記クランプ部で保持された前記素材の下方空間に前記
下金型と隣接して配置され、中央部には前記下金型のた
めの開口を有すると共に、前記素材の軟化点近傍に予熱
されて前記開口の周囲において前記素材を載置保持する
下フレームと、 前記クランプ部で保持された前記素材の上方空間に配置
され、中央部には前記上金型の出入り可能な開口を有す
ると共に、前記素材の軟化点近傍に予熱されて前記下フ
レームとの間に前記素材を挟み込むことのできる上フレ
ームと、 前記一方のフレーム又は上下フレームを上下動させる駆
動装置と、 前記上下ヒータ又は前記一つのヒータの出力を制御する
制御装置とを備えたことを特徴とする熱可塑性樹脂シー
トの加熱成形装置。
10. A thermoplastic resin sheet material or a thermosetting resin sheet.
Fiber-reinforced composite sheet material mainly composed of plastic resin
(Hereinafter abbreviated as “material”), the three-dimensional molded product is heated
In the thermoforming apparatus to be shaped, the lower mold is heated above the softening point of the material and the lower mold is arranged above the lower mold in order to perform molding between the lower mold and the lower mold.
Placed , the upper mold preheated below the softening point of the material, and the material is disposed between the lower mold and the upper mold.
Up and down movable clan for holding at both ends
And a space above or below the material held by the clamp portion.
The material is arranged so that it can enter and exit
Or the maximum energy wavelength for heating from one side is 1-3 μm
Short or medium wavelength upper and lower heaters or one
In the space below the material held by the clamp part.
It is arranged adjacent to the lower mold, and the center of the lower mold is
Pre-heating near the softening point of the material
To place and hold the material around the opening
Placed in the lower frame and the space above the material held by the clamp part
The central part has an opening through which the upper mold can enter and exit.
As well as being preheated to the vicinity of the softening point of the material,
Frame that can sandwich the material
And a drive for moving the one frame or the upper and lower frames up and down.
And an output of the upper and lower heaters or the one heater.
A thermoplastic resin sheet comprising a control device.
Heat molding equipment.
【請求項11】 請求項10記載の加熱成形装置におい
て、前記上下ヒータ又は前記一つのヒータはそれぞれ複
数の加熱領域に分割され、前記制御装置は、それぞれの
加熱領域に接続された複数の通電制御ユニットを含み、
それぞれの通電制御ユニットが個別に出力制御可能に構
成されていることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの加
熱成形装置。
11. The heat molding apparatus according to claim 10, wherein
The upper and lower heaters or the one heater are
Divided into a number of heating zones, the control device
Including a plurality of energization control units connected to the heating area,
Each energization control unit can be individually output controlled.
The thermoplastic resin sheet characterized in that
Thermoforming equipment.
【請求項12】 請求項11記載の加熱成形装置におい
て、前記制御装置は、更に、前記上下ヒータ又は前記一
つのヒータの加熱による前記素材の温度を、前記素材の
上方から検出する少なくとも1つの上側放射温度センサ
及び前記素材の下方から検出する少なくとも1つの下側
放射温度センサと、前記上側放射温度センサ及び前記下
側放射温度センサからの検出信号をもとにあらかじめ定
められた設定温度と比較しながらあらかじめ定められた
演算を行って前記通電制御ユニット毎にヒータ補正係数
を算出する制御部とを含み、前記各通電制御ユニットは
前記ヒータ補正係数にもとづいて出力制御を行うことを
特徴とする熱可塑性樹脂シートの加熱成形装置。
12. The heat molding apparatus according to claim 11, wherein
The control device may further include the upper and lower heaters or the one or more heaters.
The temperature of the material by heating the two heaters
At least one upper radiation temperature sensor for detecting from above
And at least one lower side detected from below the material
A radiation temperature sensor, the upper radiation temperature sensor and the lower
Preset based on the detection signal from the side radiation temperature sensor.
Predetermined while comparing with the set temperature
Calculate the heater correction coefficient for each energization control unit
And a control unit that calculates
Performing output control based on the heater correction coefficient.
Characteristic heat molding equipment for thermoplastic resin sheet.
【請求項13】 請求項12記載の加熱成形装置におい
て、前記制御装置は更に、前記素材の種類や厚みに応じ
て前記短波長あるいは中波長ヒータの加熱中の出力を所
望の時間経過に伴なって変化させるように指定するため
の設定部を有し、前記制御部は前記設定部からの信号に
よっても前記短波長あるいは中波長ヒータの出力制御を
行うことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの加熱成形装
置。
13. The heat molding apparatus according to claim 12, wherein
The control device may further control the type and thickness of the material.
The output during heating of the short or medium wavelength heater.
To specify that it changes over time as desired
Has a setting unit, the control unit receives the signal from the setting unit
Therefore, the output control of the short wavelength or middle wavelength heater is
Thermoforming equipment for thermoplastic resin sheets characterized by performing
Place.
【請求項14】 請求項10〜13のいずれかに記載の
加熱成形装置において、前記クランプ部は、前記素材に
対して引張り力を付与する機構を備えていることを特徴
とする熱可塑性樹脂シートの加熱成形装置。
14. The method according to claim 10, wherein
In the thermoforming device, the clamp portion is attached to the material.
Features a mechanism to apply tensile force to
Thermoforming device for thermoplastic resin sheet.
【請求項15】 請求項10〜14のいずれかに記載の
加熱成形装置において、前記上下ヒータ又は前記一つの
ヒータは、装置の内外にわたって延在する上下ヒータレ
ール又は一つのヒータレールにより前記上下方空間又は
一方空間に出入り可能にされていることを特徴とする熱
可塑性樹脂シートの加熱成形装置。
15. The method according to claim 10, wherein
In the thermoforming device, the upper and lower heaters or the one
The heater is an upper and lower heater
The upper and lower space or
On the other hand, heat characterized by being able to enter and exit the space
Heat molding equipment for plastic resin sheets.
【請求項16】 請求項15記載の加熱成形装置におい
て、前記上下ヒータレール又は一つのヒータレールは、
前記クランプ部と連動して上下動可能に構成されている
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの加熱成形装置。
16. The heat forming apparatus according to claim 15, wherein
The upper and lower heater rails or one heater rail are
It is configured to be able to move up and down in conjunction with the clamp part
A thermoforming apparatus for a thermoplastic resin sheet.
【請求項17】 請求項16記載の加熱成形装置におい
て、前記一つのヒータは、前記クランプ部と連動して上
下動可能に構成されていることを特徴とする熱可塑性樹
脂シートの加熱成形装置。
17. The heat molding apparatus according to claim 16, wherein
The one heater is linked with the clamp unit and
Thermoplastic tree characterized by being configured to be movable down
Heat molding device for fat sheet.
【請求項18】 請求項10〜17のいずれかに記載の
加熱成形装置において、前記上フレーム及び下フレーム
は、成形時の滑り込み量に応じた温度勾配を持っている
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの加熱成形装置。
18. The method according to claim 10, wherein
In the thermoforming device, the upper frame and the lower frame
Has a temperature gradient according to the amount of slippage during molding
A thermoforming apparatus for a thermoplastic resin sheet.
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