JP3442420B2 - 薄板材の成形方法および成形装置 - Google Patents
薄板材の成形方法および成形装置Info
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Description
薄板材の成形、特に、超塑性金属からなる薄板材の成形
技術として好適な薄板材の成形方法およびそれに使用す
る成形装置に関する。
のひずみ速度で引っ張りを与えた場合に、局部変形を発
生することなく著しく大きな延びを示す超塑性材料が開
発されて久しい。例えば、Al合金では、既に1970
年代に英国で開発されたSupurall(Alー(c
u、zn、Mg)ーZr系)を初めとして、いずれも微
細結晶粒組織からなるAlーMg系、AlーCu、Mn
系、Al、Zn、Mg、ーCu系(Al7075合
金)、連続鋳造圧延等の急速冷却凝固方式で製造したA
lーZnーCa合金等が知られている。
応力が比較的小さいという特性を利用して、上記合金の
薄板を出発材とし、特定の超塑性域に加熱した後に、薄
板材の片側から数気圧程度の低い流体圧を印加し、バル
ジ成形を行ういわゆるブロー成形法が用いられている。
して、通例のプレス法では成形しがたい複雑形状の成形
品等を一体成形できること、コストのかさむ金型は雌型
または雄型のいずれか一方で足り、設備費用を低減でき
ることなどが挙げられる。
て、特公平4ー75090号公報に記載されているよう
なものが知られている。これは、金型容器と天板との間
に薄板材を配置するとともに、前記金型容器の周縁部と
前記天板の周縁部との間に前記薄板材の周縁部を挟持
し、前記金型容器と天板とを加熱することにより薄板材
を所定の温度に加熱し、さらに、薄板材と天板が形成す
る空間を不活性ガスで加圧し、前記薄板材を塑性変形せ
しめて成形を行う技術である。
薄板材の周縁部を挟持するに際して、薄板材の周縁部を
二重に折り曲げて、成形時における前記空間のシール性
および成形後の離型の際に薄板材の強度を確保するもの
である。
た従来の成形技術には次のような課題が存在した。すな
わち、薄板材の周縁部を二重に折り曲げるため、その折
りしろが必要となり、材料コストが高くなる上、折り曲
げが不均一になって凹凸面になったり、また、折り曲げ
の際に亀裂等が入った場合等に、シール性が低下してし
まうという問題があった。さらに、曲げ加工が必要とな
り、作業性を犠牲にしなければなかった。しかも、成形
後の薄板材の離型は必ずしも安定に行うことができず、
生産性が低くならざるを得なかった。
ので、薄板材の成形時の気密性を高め、薄板材の成形性
を高めることにより製品の歩止りを向上させることがで
き、材料コストを抑さえることができる薄板材の成形方
法を提供することを目的としている。また、本発明は、
上記の成形方法に適用でき、しかも成形後に薄板材を安
定して離型し、生産性の向上を図ることができる成形装
置を提供することを目的としている。
成形方法は、金型容器と天板との間に薄板材を配置する
とともに、前記金型容器の周縁部と前記天板の周縁部と
の間に前記薄板材の周縁部を挟持し、前記薄板材を加熱
し、前記薄板材と前記天板が形成する空間を加圧変化さ
せることにより、前記薄板材を塑性変形せしめる薄板材
の成形方法において、前記天板の周縁部に前記薄板材の
周縁部を真空脱気により密着せしめて、前記空間をシー
ルし、前記薄板材を成形することを特徴としている。ま
た、本発明の請求項2に係る成形方法は、請求項1記載
の薄板材の成形方法において、前記薄板材を成形した
後、真空脱気した箇所に逆圧をかけて、成形後の薄板材
を天板から離脱させることを特徴としている。
項1記載の薄板材の成形方法に使用する成形装置であっ
て、金型容器と天板とを具備してなり、前記金型容器の
周縁部と前記天板の周縁部には、互いに対向し薄板材の
周縁部を挟持する挟持面が形成され、前記金型容器の周
縁部の挟持面には、突条が当該周縁部に沿って形成され
るとともに、前記天板の周縁部の挟持面には、前記突条
に向けて開口する真空ハウジングが形成されていること
を特徴としている。
容器と天板とを具備してなり、前記金型容器の周縁部と
前記天板の周縁部には、互いに対向し薄板材の周縁部を
挟持する挟持面が形成され、前記天板の周縁部の挟持面
には突条が当該周縁部に沿って形成されるとともに、該
突条には前記金型容器の周縁部の挟持面に向けて開口す
る真空ハウジングが形成されていることを特徴としてい
る。
間に薄板材が配置されるとともに、前記金型容器の周縁
部と前記天板の周縁部とにより前記薄板材の周縁部が挟
持される。そして、該薄板材が加熱され、該薄板材と前
記天板が形成する空間の加圧変化がなされて、前記薄板
材が塑性変形する。この際、前記天板の周縁部に前記薄
板材の周縁部が真空脱気により密着することにより、前
記空間がシールされ、前記薄板材の成形がなされる。ま
た、前記請求項2の発明では、前記薄板材を成形した
後、真空脱気した箇所に逆圧をかけることにより、成形
後の薄板材を天板から容易に離脱させることができる。
金型容器周縁部の挟持面と天板周縁部の挟持面により薄
板材を挟み付けた際に、前記いずれかの挟持面に形成さ
れた突条によって薄板材が真空ハウジングの開口部に吸
着押圧され、しかもその際に、真空ハウジング内を脱気
することによって薄板材が塑性変形して真空ハウジング
の開口縁部に密着するので、前記薄板材と天板とが形成
する空間が確実にシールされる。
装置を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1な
いし図5は、本発明の成形装置を超塑性金属の成形装置
として適用した一実施例を示したものである。図中、符
号1は成形装置である。
2を有する金型容器3と、この金型容器3の上方に配置
される天板4とを具備した概略構成されている。金型容
器3の周縁部3aと天板4の周縁部4aには、互いに対
向する挟持面3b、4bがそれぞれ形成されている。ま
た、金型容器3、天板4内には、それぞれ加熱用の電気
抵抗発熱体R、…が埋設されている。
天板4の周縁部4aに沿ってビード3c(突条)が形成
されている。また、天板4の周縁部4aには、半球状の
内空間5a、…(図1参照)を有しビード3cに向けて
開口する真空ハウジング5、…が形成されており、この
真空ハウジング5、…は、天板4内に形成され天板4の
外部に通ずる脱気路6、…に連結されている。さらに、
この脱気路6、…が真空ポンプ(図示せず)に通ずる脱
気路7に連結される構成となっている。
を成形する成形方法について説明する。ここで、薄板材
としては、Al5000系超塑性合金からなり、500
℃前後で超塑性を示すものが用いられる。まず、図3に
示すように、前記金型容器3と天板4との間に薄板材8
を配置するとともに、この金型容器3の周縁部3aの突
条3cと天板4の周縁部4aの挟持面4bとで薄板材8
の周縁部8aを挟持する。
抵抗発熱体R、…に通電し、薄板材8を超塑性を示す温
度域(500℃前後)まで加熱する。そして、この薄板
材8と天板4が形成する空間Sにアルゴン等の不活性ガ
スを圧送して該空間内を加圧し、図4に示すように、薄
板材8を塑性変形せしめる。これに際し、同図に示した
ように、成形装置1の真空ハウジング5内を前記真空ポ
ンプにより脱気し、挟持された薄板材8の周縁部8aを
真空ハウジング5の開口縁部5bに密着せしめ、天板4
と薄板材8の形成する空間Sをシールし、薄板材8の加
圧成形を行う。
を上方に移動させて薄板材8を金型容器3から離型す
る。そして、真空ハウジング5内を逆圧にして天板4か
ら薄板材8を離脱させて成形を完了する。
れば、真空ハウジング5内を脱気し、挟持された薄板材
8の周縁部8aを、真空ハウジング5の開口縁部5bに
密着させて、薄板材8と天板4が形成する空間Sの気密
性を高めるようにしたので、薄板材8の成形時の加圧漏
れを抑さえることができ、製品の歩止りを向上させるこ
とができる。また、薄板材8の周縁部8aをそのままシ
ール材とすることができるので、上記の従来例のような
薄板材8の加工工程を必要とせず、作業性を高め、しか
も材料コストを抑さえることができる。
た真空ハウジング5の開口縁部5bに薄板材8の周縁部
8aが咬み込むように密着しているので、天板4の上方
への移動させると同時に、薄板材8の離型を行うことが
でき、作業性、生産性を高めることができる。
真空ハウジング5内に逆圧をかけることにより容易に行
えるので、総じて生産性等を向上させることができる。
は限られず、図6に示すように、天板4の周縁部4aの
挟持面4bに、周縁部4aに沿わせてビード4c、4c
を平行配置して形成し、このビード4c、4cが形成す
る空間5aを真空ハウジング5としてもよい。
4aの挟持面4bにビード4cを形成し、このビード4
c内に真空ハウジング5を設け、天板4内に設けた脱気
路6に連接させた構成としてもよい。
いても、上記の平坦面に限られず、図8ないし図11に
示すように、ビード4cの薄板材と当接する位置4dに
突条4eを形成し、真空脱気した際の薄板材との密着性
を高めるような構成してもよい。
ジング5についても、図12に示すように、ビード3c
に沿わせるように設けてもよい。この場合には、上記の
場合に比べてより高い気密性が得られる。
形について適用したが、熱可塑性樹脂等の加圧成形等に
も適用できることは言うまでもない。
形方法によれば、以下の効果を奏することができる。請
求項1記載の薄板材の成形方法によれば、前記天板の周
縁部に前記薄板材の周縁部を真空脱気により密着させる
ことにより、該薄板材と天板の形成する空間をシールし
て、前記薄板材を成形するようにしたので、前記空間の
成形時の加圧漏れを抑さえることができ、薄板材の成形
性を高めることができる。従って、製品の歩止りを向上
させることができる。また、成形後、天板の挟持面に薄
板材の周縁部を真空密着させ続けることにより、金型容
器に対して離間するよう天板を相対的に移動させるとき
に、薄板材の金型容器からの離型を行うことができ、作
業性、生産性を高めることができる。また、薄板材の周
縁部を直接シール材とできるので、加工工程を必要とせ
ず、作業性を高め、しかも材料コストを抑さえることが
できる。また、請求項2記載の薄板材の成形方法によれ
ば、前記薄板材を成形した後、真空脱気した箇所に逆圧
をかけて、成形後の薄板材を天板から容易に離脱させる
ことができる。
型容器の周縁部の挟持面に、突条を該周縁部に沿って形
成するとともに、天板の周縁部の挟持面に、前記突条に
向けて開口する真空ハウジングを形成し、これら突条お
よび挟持面により薄板材の周縁部を挟持するようにした
ので、上記の成形方法において真空脱気を行った際に、
前記薄板材の周縁部を前記真空ハウジングに密着せし
め、該薄板材と前記天板が形成する空間のシール性を大
幅に向上させることができる。したがって、前記薄板材
の成形性を高め、製品の歩止りを向上させることができ
る。また、成形後、天板の挟持面に薄板材の周縁部を真
空ハウジングを介して真空密着させ続けることにより、
金型容器に対して離間するよう天板を相対的に移動させ
るときに、薄板材の金型容器からの離型を行うことがで
き、作業性、生産性を高めることができる。しかも、成
形後には、前記真空ハウジング内に逆圧を欠けることに
より薄板材を安定して離型することができるので、従来
に比べて生産性の向上を図ることができる。
板の周縁部の挟持面に、当該周縁部に沿わせて突条を形
成するとともに、該突条に、当該突条に対向する金型容
器周縁部の挟持面に向けて開口する真空ハウジングを形
成し、これら突条および挟持面により薄板材の周縁部を
挟持するようにしたので、上記の成形方法において真空
脱気を行った際に、前記薄板材の周縁部を前記真空ハウ
ジングに密着せしめ、該薄板材と前記天板が形成する空
間のシール性を大幅に向上させることができる。したが
って、前記薄板材の成形性を高め、製品の歩止りを向上
させることができる。また、成形後、天板の挟持面に薄
板材の周縁部を真空ハウジングを介して真空密着させ続
けることにより、金型容器に対して離間するよう天板を
相対的に移動させるときに、薄板材の金型容器からの離
型を行うことができ、作業性、生産性を高めることがで
きる。しかも、成形後には前記真空ハウジング内に逆圧
を欠けることにより薄板材を安定して離型することがで
きるので、従来に比べて生産性の向上を図ることができ
る。
面図である。
要部側断面図である。
態を示した要部側断面図である。
態を示した要部側断面図である。
面図である。
面図である。
側断面図である。
要部拡大側断面図である。
た要部拡大側断面図である。
た要部拡大側断面図である。
の例を示した要部平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 金型容器と天板との間に薄板材を配置す
るとともに、前記金型容器の周縁部と前記天板の周縁部
との間に前記薄板材の周縁部を挟持し、前記薄板材を加
熱し、前記薄板材と前記天板が形成する空間を加圧変化
させることにより、前記薄板材を塑性変形せしめる薄板
材の成形方法において、前記天板の周縁部に前記薄板材
の周縁部を真空脱気により密着せしめて、前記空間をシ
ールし、前記薄板材を成形することを特徴とする薄板材
の成形方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の薄板材の成形方法におい
て、前記薄板材を成形した後、真空脱気した箇所に逆圧
をかけて、成形後の薄板材を天板から離脱させることを
特徴とする薄板材の成形方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の薄板材の成形方法に使用
する成形装置であって、金型容器と天板とを具備してな
り、前記金型容器の周縁部と前記天板の周縁部には、互
いに対向し薄板材の周縁部を挟持する挟持面が形成さ
れ、前記金型容器の周縁部の挟持面には、突条が当該周
縁部に沿って形成されるとともに、前記天板の周縁部の
挟持面には、前記突条に向けて開口する真空ハウジング
が形成されていることを特徴とする成形装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の薄板材の成形方法に使用
する成形装置であって、金型容器と天板とを具備してな
り、前記金型容器の周縁部と前記天板の周縁部には、互
いに対向し薄板材の周縁部を挟持する挟持面が形成さ
れ、前記天板の周縁部の挟持面には突条が当該周縁部に
沿って形成されるとともに、該突条には前記金型容器の
周縁部の挟持面に向けて開口する真空ハウジングが形成
されていることを特徴とする成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02306993A JP3442420B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 薄板材の成形方法および成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP02306993A JP3442420B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 薄板材の成形方法および成形装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06234024A JPH06234024A (ja) | 1994-08-23 |
JP3442420B2 true JP3442420B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=12100118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP02306993A Expired - Fee Related JP3442420B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 薄板材の成形方法および成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (2)
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JP4770724B2 (ja) * | 2006-12-06 | 2011-09-14 | トヨタ自動車株式会社 | ブロー成形装置 |
JP2018525306A (ja) * | 2015-06-26 | 2018-09-06 | コーニング インコーポレイテッド | シート材を再形成するための装置および方法 |
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1993
- 1993-02-10 JP JP02306993A patent/JP3442420B2/ja not_active Expired - Fee Related
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