JP4623241B1 - 積層成形装置及び積層成形方法 - Google Patents

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Abstract

固定盤側に複数の射出ユニットを有し、型締機構で可動盤を型開閉させる成形装置において、固定盤と可動盤とに相対する面に異なる製品キャビティ金型を取り付け、固定盤と可動盤間で、型開閉方向に型開閉動作と連動した移動と、任意の移動位置での停止および回転とが可能な機構を有する回転盤を配設した積層成形装置を用いて、固定盤に取り付けた製品コア金型と回転盤の製品キャビティ金型とで形成させる製品キャビティを回転盤の回転によって切り替え、複数の射出ユニットから予め設定された射出パターンに応じてそれぞれの製品キャビティに射出充填する積層成形方法で積層成形品を成形する。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数材質又は複数色の樹脂を重ね合わせた積層成形品の成形に用いる積層成形装置および積層成形方法に関する。
従来、複数材質又は複数色の樹脂を重ね合わせた積層成形品の成形に用いる積層成形装置として、固定盤と、固定盤に対して型開閉方向に進退自在に設けられた可動盤と、固定盤及び可動盤の間に型開閉方向に移動可能で、かつ回転可能に設けられた回転盤と、固定盤及び可動盤にそれぞれ対向して設けられた2つの射出機を備え、回転盤の可動盤と固定盤とに相対する面にそれぞれ同じ雄型を取り付けると共に、回転盤の同じ雄型と組み合わせて異なるキャビティを形成する雌型を固定盤と可動盤とにそれぞれ取り付けて構成されたものが知られている(特許文献1参照)。
また、その他の積層成形装置として、形状の異なる2組のキャビティ型を有する固定型と、固定型が横方向に取り付けられた固定盤と、装置長手方向に平行して設けられ、固定型のそれぞれのキャビティ型に射出充填可能に配設された2つの射出機と、固定型の形状の異なる2組のキャビティ型と組み合わせて異なる製品キャビティを形成するコア型を有する可動型と、可動型を移動用シリンダにより型開閉方向と直交する横方向に摺動可能に案内する金型ホルダと、金型ホルダが取付けられ、固定盤に対して型開閉方向に進退自在に設けられた可動盤を備えたものが知られている(特許文献2参照)。
特開昭62−60618号公報 WO89/01860号公報
しかしながら、特許文献1の積層成形装置は、可動盤に雄型及び射出機が取り付けられているため、可動盤側の重量が重くなり、可動盤の型開閉方向の移動動作の精密さに欠けるとの問題がある。
また、特許文献2の積層成形装置は、可動型を可動盤の金型ホルダに案内させ、可動盤の全幅内で横方向に摺動させる構造であり、また、固定盤に取り付ける固定型が可動型に合わせた製品キャビティを横方向に複数有した形態となっているため、装置全体に対して金型の大きさが小さくなり、特許文献1の積層成形装置で成形できる積層成形品と同程度の大きさの積層成形品を成形する場合には、装置全体を大型にしなければならないという問題がある。かかる装置の大型化は、重量の増加を招き、型締め時及び型開き時における型開閉方向の移動動作の精密さを低減させるとの問題がある。
そこで、本発明は、型開閉方向の移動動作の精密さを向上させた積層成形装置及び積層成形方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る一の積層成形装置は、製品コア金型が取り付けられた固定盤と、前記製品コア金型と対向する面にダミープレートが取り付けられ、前記固定盤に対して型開閉方向に移動可能に設けられた可動盤と、前記固定盤と前記可動盤との間に配置され、前記固定盤及び可動盤に対して型開閉方向に移動可能でかつ型開閉方向と直交する回転軸を中心として回転可能に設けられ、少なくとも第1の回転位置で前記製品コア金型と対向する面及び第2の回転位置で前記製品コア金型と対向する面を有し、前記第1の回転位置で前記製品コア金型と対向する面に第1製品キャビティ金型が取付けられ、前記第2の回転位置で前記製品コア金型と対向する面に第2製品キャビティ金型が取付けられた回転盤と、前記製品コア金型に接続可能な状態で前記固定盤側に配置され、前記製品コア金型と前記第1製品キャビティ金型とが型締めされて形成される第1キャビティに樹脂を射出充填する第1射出ユニットと、前記製品コア金型に接続可能な状態で前記固定盤側に配置され、前記製品コア金型と前記第2製品キャビティ金型とが型締めされて形成される第2キャビティに樹脂を射出充填する第2射出ユニットと、前記可動盤を前記固定盤に対して型開閉方向に移動させる型締め機構とを備えることを特徴とする。
本発明に係る一の積層成形装置において、前記回転盤及び前記可動盤は、一体として型開閉方向に移動可能に構成されていることが好ましい。
また、本発明に係る一の積層成形装置において、前記型締め機構は、トグル式の型締め機構であることが好ましい。
さらに、本発明に係る一の積層成形装置において、前記回転盤及び前記第2射出ユニットは、脱着可能な別部材であることが好ましい。
また、本発明に係る他の積層成形装置は、製品コア金型を取付可能な面を有する固定盤と、前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面にダミープレートを取付可能で、かつ前記固定盤に対して型開閉方向に移動可能に設けられた可動盤と、前記固定盤と前記可動盤との間に配置され、前記固定盤及び前記可動盤に対して型開閉方向に移動可能でかつ型開閉方向と直交する回転軸を中心として回転可能に設けられ、少なくとも第1の回転位置で前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面及び第2の回転位置で前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面を有し、これらの面にそれぞれ製品キャビティ金型を取付可能な回転盤と、前記固定盤側に配置され、前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と前記回転盤の第1の回転位置で前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面との間に形成される第1キャビティに樹脂を射出充填する第1射出ユニットと、前記固定盤側に配置され、前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と前記回転盤の第2の回転位置で前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面との間に形成される第2キャビティに樹脂を射出充填する第2射出ユニットと、前記可動盤を前記固定盤に対して型開閉方向に移動させる型締め機構とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る積層成形方法は、前記本発明に係る一の積層成形装置を用いて行なう積層成形方法であって、前記製品コア金型と前記第1製品キャビティ金型とを型締めし、前記第1キャビティを形成する一次型締め工程と、前記第1射出ユニットから前記第1キャビティに樹脂を充填して一次成形体を成形する一次成形工程と、前記一次成形工程後に、前記一次成形体を前記製品コア金型に残した状態で、前記回転盤を回転させて前記第2製品キャビティ金型を前記製品コア金型と対向させる回転工程と、前記回転工程後に、前記製品コア金型と前記第2製品キャビティ金型とを型締めし、前記第2キャビティを形成する二次型締め工程と、前記二次型締め工程後に、前記第2射出ユニットから前記第2キャビティに樹脂を充填して二次成形体を成形する二次成形工程とを備えていることを特徴とする。
本発明に係る積層成形方法において、前記一次成形工程は、前記第1射出ユニットから前記第1キャビティに発泡性溶融樹脂を充填する一次射出充填工程と、前記一次射出充填工程後に、前記可動盤と前記回転盤とを一体で所定量だけ微少型開きさせて、前記一次射出充填工程により充填された発泡性溶融樹脂を第1キャビティ内で発泡膨張させる微少型開き工程とを備えるとしても良い。
また、本発明に係る積層成形方法において、前記二次成形工程は、前記第2射出ユニットから前記第2キャビティに発泡性溶融樹脂を充填する二次射出充填工程と、前記二次射出充填工程後に、前記可動盤と前記回転盤とを一体で所定量だけ微少型開きさせて、前記二次射出充填工程により充填された発泡性溶融樹脂を第2キャビティ内で発泡膨張させる微少型開き工程とを備えるとしても良い。
さらに、本発明に係る積層成形方法において、前記一次型締め工程は、前記可動盤及び前記回転盤を、前記製品コア金型及び前記第1製品キャビティ金型の間が所定量だけ微少型開きされる位置まで型閉じさせ、前記第1キャビティを形成する型閉じ工程と、前記一次成形工程と連動して又は前記一次成形工程後に、前記製品コア金型及び前記第1製品キャビティ金型を型締めし、前記第1キャビティ内の樹脂を圧縮する射出プレス工程とを備え、前記一次成形工程は、前記型閉じ工程後に、前記第1射出ユニットから前記第1キャビティに樹脂を充填する一次射出充填工程を備えるとしても良い。
またさらに、本発明に係る積層成形方法において、前記二次型締め工程は、前記可動盤及び前記回転盤を、前記製品コア金型及び前記第2製品キャビティ金型の間が所定量だけ微少型開きされる位置まで型閉じさせ、前記第2キャビティを形成する型閉じ工程と、前記二次成形工程と連動して又は前記二次成形工程後に、前記製品コア金型及び前記第2製品キャビティ金型を型締めし、前記第2キャビティ内の樹脂を圧縮する射出プレス工程とを備え、前記二次成形工程は、前記型閉じ工程後に、前記第2射出ユニットから前記第2キャビティに樹脂を充填する二次射出充填工程を備えるとしても良い。
以上のように、本発明によれば、型開閉方向の移動動作の精密さを向上させた積層成形装置及び積層成形方法を提供することができる。
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る積層成形装置の全体概略構造を示す平面図、図1(b)は、同積層成形装置の全体概略構造を示す正面図である。 本実施形態に係る積層成形装置の第1成形例の工程を示す平面図である。 本実施形態に係る積層成形装置の第2成形例の工程を示す平面図である。 本実施形態に係る積層成形装置の第3成形例の工程を示す平面図である。 本実施形態に係る積層成形装置の第4成形例の工程を示す平面図である。 本実施形態に係る積層成形装置の第5成形例の工程を示す平面図である。
次に、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態に係る積層成形装置1の構成について、図1を用いて説明する。図1(a)は、本実施形態に係る積層成形装置1の一部を省略した平面図、図1(b)は、同積層成形装置1の一部を省略した正面図である。
積層成形装置1は、図1(a)及び図1(b)に示すように、ベッド2に固定された固定盤3と、固定盤3に対して型開閉方向に移動可能に設けられた可動盤5と、固定盤3及び可動盤5の間において型開閉方向に移動可能でかつ回転可能に設けられた回転盤4と、固定盤3側にそれぞれ設けられた第1射出ユニット17及び第2射出ユニット18と、可動盤5を固定盤3に対して型開閉方向に移動させる型締機構駆動装置7とを備えている。
固定盤3には、正面側(可動盤5と対向する側)の面の中央に製品コア金型21が取り付けられると共に、背面側から正面側に亘って第1射出ユニット17を製品コア金型21に向けて進退させるための貫通孔3aが形成されている。
製品コア金型21には、第1射出ユニット17から射出された樹脂を製品コア金型21によって形成される第1キャビティ内に導入する樹脂流路21aと、第2射出ユニット18から射出された樹脂を製品コア金型21によって形成される第2キャビティ内に導入する樹脂流路21bとがそれぞれ形成されている。製品コア金型21の樹脂流路21a、21bは、それぞれ樹脂遮断開放切替弁(図示せず)を有している。
固定盤3の四隅からはタイバー9が突出して設けられ、このタイバー9は、それぞれ可動盤5を貫通している。
可動盤5は、タイバー9に案内され、型締機構駆動装置7によって駆動されるトグル式型締機構14により固定盤3に対して進退自在に設けられている。
可動盤5には、固定盤3の製品コア金型21と対向する側の面の中央に板状のダミープレート6が取付けられると共に、可動盤5と回転盤4とを連結し、一体化させることが可能な回転盤連結機構15が設けられている。
回転盤連結機構15は、油圧やサーボモータ等により先端部15aが進退するノックピン等を備えており、可動盤5のダミープレート6と回転盤4の第1製品キャビティ金型19又は第2製品キャビティ金型20とが型合わせされた際に、連結機構15aを可動盤5の上部又は側面から前進させて回転盤4の上部又は側面と連結させることにより、可動盤5と回転盤4とを一体化させるものである。
この回転盤連結機構15は、可動盤5と回転盤4とのいずれに設けても良いし、可動盤5のダミープレート6、もしくは、回転盤4の第1製品キャビティ金型19と第2製品キャビティ金型20とに、油圧で駆動されるクランプ機構や、磁力で連結させるマグネットクランプ機構等の連結機構を設ける形態でも良い。
回転盤4は、固定盤3及び可動盤5にそれぞれ対向する面を有する板状に形成され、回転軸13を中心として回転盤4を垂直軸線回りに回転させる回転盤回転機構11を介して、回転盤移動機構12上に設置されている。
回転盤4には、一方の面の中央に第1製品キャビティ金型19が取付けられ、他方の面の中央に第2製品キャビティ金型20が取付けられている。
ここで、回転盤4、回転盤回転機構11及び回転盤移動機構12は、単層成形用の成形装置に取付可能な別部材であるとしても良い。
回転盤回転機構11は、第1製品キャビティ金型19と第2製品キャビティ金型20とを含む回転盤4の荷重を支持し、回転させることができる円周状のガイド等で構成された支持機構を有し、サーボモータ等の独立した駆動装置により任意の移動位置で回転軸13を中心として回転盤4を回転させるように構成されている。
回転盤移動機構12は、ボールネジとボールネジナットと直動ガイドとの組合せ等で構成される直線状のガイド機構及びこれらと組み合わされるサーボモータ等の駆動装置を有している。この回転盤移動機構12は、可動盤5に設けられた回転盤連結機構15により可動盤5と回転盤4とが連結された状態においては、可動盤5の型開閉動作に連動させて、回転盤4を型開閉ストローク範囲内において型開閉方向に移動可能に構成されている。また、回転盤移動機構12は、回転盤4を任意の移動位置で停止させ、その位置を維持するように構成されている。
ここで、回転盤移動機構12の駆動装置は、回転盤4の型開き時の停止位置が一定である場合には、そのストロークエンドを型開き時の停止位置とする形態にすることにより、油圧シリンダ等を用いることができ、これにより、回転盤移動機構12の構成を簡素化することができる。
回転盤4の第1製品キャビティ金型19と第2製品キャビティ金型20とは、それぞれ異なる形状に形成されており、第1製品キャビティ金型19は、固定盤3の製品コア金型21と型締めされた際に、一次成形体を成形可能な第1キャビティが形成されるような形状に形成されており、第2製品キャビティ金型20は、固定盤3の製品コア金型21と型締めされた際に、製品コア金型21に残された一次成形体の表面に二次成形体を成形可能な第2キャビティが形成されるような形状に形成されている。
第1射出ユニット17は、固定盤3の背面側において脱着可能に設けられ、樹脂を射出するノズル17aが固定盤3の貫通孔3aを介して製品コア金型21の背面(図1(a)中右側)と接続し、製品コア金型21の樹脂流路21aを介して第1キャビティ内に樹脂を充填するように構成されている。
この第1射出ユニット17は、ノズル17aが製品コア金型21の背面に接続した状態で固定して設けられても良いし、図示しない移動機構等により製品コア金型21に対して進退可能に設けられても良い。
ここで、第1射出ユニット17は、単層成形用の成形装置に取付可能な別部材であるとしても良い。
第2射出ユニット18は、樹脂を射出するノズル18aが型開閉方向と直交する方向から製品コア金型21の側面(図1(a)中上側)に接続するように、固定盤3の正面側に脱着可能に設けられている。この第2射出ユニット18は、ノズル18aが製品コア金型21の側面と接続し、製品コア金型21の樹脂流路21bを介して第2キャビティ内に樹脂を充填するように構成されている。
また、第2射出ユニット18は、ノズル18aが製品コア金型21の側面に接続した状態で固定して設けられても良いし、図示しない移動機構等により製品コア金型21に対して進退可能に設けられても良い。さらに、第2射出ユニット18は、第1射出ユニット17と略平行、あるいは所定の角度をもって設けられ、ノズル18aが固定盤3の貫通孔3a、あるいは近隣に設けられた図示しない別の貫通孔を介して製品コア金型21と接続し、製品コア金型21の樹脂流路21bを介して第2キャビティ内に樹脂を充填するように構成されても良い。
ここで、第2射出ユニット18は、単層成形用の成形装置に取付可能な別部材であるとしても良い。
図1(a)の全開状態において、可動盤5は使用される金型厚みに対応した型開き限位置にある。回転盤4は、回転盤4が第1製品キャビティ金型19と第2製品キャビティ金型20を取り付けた状態で回転可能で、かつ固定盤3の製品コア金型21と回転盤4の第2製品キャビティ金型20(積層成形品の成形完了時、回転盤4の第2製品キャビティ金型20が、固定盤3の製品コア金型21側に位置している。図2(f)参照。)間に、図示しない製品取出装置を挿入させ、固定盤3の製品コア金型21から図示しない製品押出し機構により押出された積層成形品を取出し可能な”所定の位置”にある。また、回転盤4を停止させる前記”所定の位置”は、使用される金型厚み等に合わせて適宜、適切な位置に設定されるものである。
次に、図2〜図6を参照しながら、本実施形態に係る積層成形装置1の第1〜第5成形例について説明する。
本実施形態に係る積層成形装置1の第1〜第5成形例において、積層成形品の成形には、溶融接合性を有する周知の熱可塑性樹脂を使用することができる。積層成形品のうち一層目(基層、製品コア金型側)に成形される一次成形体は、積層成形品の形状、強度及び剛性を確保する機能を有するものである。積層成形品のうち二層目(表層、製品キャビティ金型側)に成形される二次成形体は、一次成形体の外観不良のカバー、着色表現、及び全体又は部分の加飾表現などにより、積層成形品の意匠性を向上させ、また、発泡層の場合には、意匠面にソフト感を付与し、未発泡層の場合には、意匠面にノンスリップ性を付与する機能を有するものである。
熱可塑性樹脂としては、一次成形体には、入手が容易で、かつ価格が安定している例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、及びアクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂(ABS樹脂)などの汎用性の高い樹脂、及びこれらのリサイクル樹脂などを使用することができ、二次成形体には、例えば、一次成形体と異なる材質の熱可塑性樹脂や、一次成形体と同材質であるが色調の異なる樹脂、熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系エラストマー(SBC)及びウレタン系エラストマー(TPU)などのエストラマー系樹脂などを使用することができる。これらの熱可塑性樹脂にガラス繊維、炭素繊維及び天然繊維などの繊維強化樹脂を混合することにより、二次成形体の強度及び剛性を向上させることができ、また、難燃剤や導電剤などの種々の添加物を添加することにより、難燃性や帯電防止性などの機能を付与させることができる。
積層成形品における発泡層は、熱可塑性樹脂に予め発泡剤を混入する方法(化学発泡成形法)や、熱可塑性樹脂の射出充填時に発泡用ガスを注入する方法(ガス発泡成形法)などの周知の方法によって得られた発泡性溶融樹脂により、成形することができる。
[第1成形例]
まず、図2を用いて、本実施形態に係る積層成形装置1の第1成形例について説明する。図2は、本実施形態に係る積層成形装置の第1成形例の工程を示す平面図である。第1成形例は、一次成形体を未発泡樹脂により成形し、二次成形体を発泡性溶融樹脂により成形するものである。
まず、図2(a)に示すように、型締機構駆動装置7のトグル式型締機構14によって可動盤5と回転盤4とを固定盤3方向に型閉めさせる。具体的には、まず、トグル式型締機構14によって可動盤5を、回転盤移動機構12により前記”所定の位置”に保持されている回転盤4まで型閉めさせて、可動盤5のダミープレート6を第2製品キャビティ金型20に型合わせさせる。型合わせ後、回転盤連結機構15により可動盤5と回転盤4とを一体化させてから、回転盤移動機構12による回転盤4の保持を解除する。次に、一体化した可動盤5と回転盤4とをトグル式型締機構14により型閉めさせて、回転盤4の第1製品キャビティ金型19を固定盤3の製品コア金型21に型合わせさせる。
すべての型合わせが完了した後、トグル式型締機構14で回転盤4の第1製品キャビティ金型19と固定盤3の製品コア金型21、及び可動盤5のダミープレート6と回転盤4の第2製品キャビティ金型20とを型締めする(一次型締め工程)。
一次型締め工程後、回転盤4の第1製品キャビティ金型19と固定盤3の製品コア金型21とで形成される第1キャビティC1に、製品コア金型21の樹脂流路21aを介して、第1射出ユニット17から予め設定された射出充填パターンに応じて一次材料を一次射出充填して、一次成形体41を成形する(一次成形工程)。
所定の冷却固化時間経過後、図2(b)に示すように、一次成形体41が固定盤3の製品コア金型21に付着した状態で可動盤5と回転盤4を固定盤3から離間する方向に型開きさせる。具体的には、まず、一体化している可動盤5と回転盤4とをトグル式型締機構14により、回転盤4が前記”所定の位置”に到達するまで型開きさせる。次に、回転盤4が前記”所定の位置”に到達した時点で、回転盤移動機構12で回転盤4を停止させ、同時に回転盤連結機構15を解除する。そして、可動盤5はそのまま型開き限位置までトグル式型締機構14で型開きされる(型開き工程)。
型開き工程後、図2(c)に示すように、回転盤4を前記”所定の位置”において回転盤回転機構11により180度回転させ、回転盤4の第2製品キャビティ金型20を固定盤3の製品コア金型21に相対する位置に切替える(回転工程)。
回転工程後、図2(d)に示すように、再び、可動盤5と回転盤4とを型閉めさせて、回転盤4の第2製品キャビティ金型20を、一次成形体41を残した状態の固定盤3の製品コア金型21に型合わせさせる。可動盤5と回転盤4との型閉め動作は、上述した動作と同様であるため、省略する。すべての型合わせが完了した後、トグル式型締機構14によって回転盤4の第2製品キャビティ金型20と固定盤3の製品コア金型21、及び可動盤5のダミープレート6と回転盤4の第1製品キャビティ金型19とを型締めする(二次型締め工程)。
二次型締め工程後、回転盤4の第2製品キャビティ金型20と固定盤3の製品コア金型21に付着した一次成形体41の表面とで形成される第2キャビティC2に、製品コア金型21の樹脂流路21bを介して、第2射出ユニット18から予め設定された射出充填パターンに応じて発泡性溶融樹脂である二次材料を二次射出充填する(二次射出充填工程)。
二次射出充填工程後、図2(e)に示すように、トグル式型締機構14により可動盤5と回転盤4とを一体で所定量βだけ型開きさせ、第2キャビティC2内において発泡性溶融樹脂を発泡膨張させ、一次成形体41の表面の一部あるいは全面に、非発泡のスキン層で覆われた内部に微細発泡セルを有する二次成形体44を成形する(微少型開き工程)。
所定の冷却固化時間経過後、図2(f)に示すように、可動盤5と回転盤4を型開きさせる(型開き工程)。可動盤5と回転盤4の型開き動作は、上述した動作と同様であるため、省略する。
型開き工程後、図2(g)に示すように、固定盤3の製品コア金型21に付着した、一次成形体41と二次成形体44とから成る積層成形品40を、図示しない製品取出装置により取り出した後(製品取り出し工程)、回転盤4を回転盤回転機構11により回転させ、回転盤4の第1製品キャビティ金型19を固定盤3の製品コア金型21に相対する位置に切替える(回転工程)。
このようにして、以後、図2(a)の状態から図2(g)の状態に至る成形サイクルを繰り返すことにより、積層成形品40が連続的に成形される。
このように、第1の成形例によれば、一次成形体41を未発泡樹脂により成形することにより、積層成形品40の剛性を確保することができ、また、二次成形体44を発泡性溶融樹脂により成形することにより、製品の意匠面にソフト感を与えると共に、積層成形品40の軽量化及び断熱性・遮音性の向上を図ることができる。また、第1の成形例によれば、例えば、インパネ、ドアトリム、グローブボックスカバーなどの自動車内装部品や、床材などの住宅設備や、雑貨及び玩具類など、クッション性及び高級感の演出を必要とする積層成形品40を成形することができる。
[第2成形例]
次に、図3を用いて、本実施形態に係る積層成形装置1の第2成形例について説明する。図3は、本実施形態に係る積層成形装置の第2成形例の工程を示す平面図である。第2成形例は、一次成形体及び二次成形体を発泡性溶融樹脂により成形したものである。なお、第2成形例において、二次成形体44の成形工程は、第1成形例と同様であるため、一次成形体43の成形工程についてのみ説明する。
まず、第1成形例と同様に、型締機構駆動装置7のトグル式型締機構14によって回転盤4の第1製品キャビティ金型19と固定盤3の製品コア金型21、及び可動盤5のダミープレート6と回転盤4の第2製品キャビティ金型20とを型締めする(一次型締め工程)。
一次型締め工程、図3(a)に示すように、回転盤4の第1製品キャビティ金型19と固定盤3の製品コア金型21とで形成される第1キャビティC1に、製品コア金型21の樹脂流路21aを介して、第1射出ユニット17から予め設定された射出充填パターンに応じて発泡性溶融樹脂である一次材料を一次射出充填する(一次射出充填工程)。
一次射出充填工程後、図3(b)に示すように、トグル式型締機構14により可動盤5と回転盤4とを一体で所定量αだけ型開きさせ、第1キャビティC1内において発泡性溶融樹脂を発泡膨張させ、非発泡のスキン層で覆われた内部に微細発泡セルを有する一次成形体43を成形する(微少型開き工程)。
所定の冷却固化時間経過後、第1成形例の型開き工程と同様に、一次成形体43が固定盤3の製品コア金型21に付着した状態で可動盤5と回転盤4を固定盤3から離間する方向に型開きさせる(図3(c)参照)。
その後、第1成形例と同様の成形工程により、一次成形体43の表面の一部あるいは全面に、非発泡のスキン層で覆われた内部に微細発泡セルを有する二次成形体44を成形すると共に、一次成形体43と二次成形体44とから成る発泡積層成形品40´を、図示しない製品取出装置により取り出す(図3(d)〜図3(h)参照)。
このようにして、以後、図3(a)の状態から図3(h)の状態に至る成形サイクルを繰り返すことにより、発泡積層成形品40´が連続的に成形される。
このように、第2の成形例によれば、一次成形体43及び二次成形体44を発泡性溶融樹脂により成形することにより、発泡積層成形品40´の剛性を確保しつつ、発泡成形による軽量化及び断熱性・遮音性の向上を図ることができる。また、第2の成形例によれば、第1の成形例よりも更に軽量化された自動車内装部品などを成形することができ、これにより、自動車の燃費の低減を実現させることができる。
[第3成形例]
次に、図4を用いて、本実施形態に係る積層成形装置1の第3成形例について説明する。図4は、本実施形態に係る積層成形装置の第3成形例の工程を示す平面図である。第3成形例は、一次成形体及び二次成形体を未発泡樹脂により成形したものである。なお、第3成形例において、一次成形体41の成形工程は、第1成形例と同様であるため、二次成形体42の成形工程についてのみ説明する。
まず、第1成形例と同様の成形工程により、回転盤4の第1製品キャビティ金型19と固定盤3の製品コア金型21とで形成される第1キャビティC1に、一次成形体41を成形する(図4(a)参照)。
所定の冷却固化時間経過後、第1成形例の型開き工程と同様に、一次成形体41が固定盤3の製品コア金型21に付着した状態で可動盤5と回転盤4を固定盤3から離間する方向に型開きさせる(図4(b)参照)。また、第1成形例の回転工程と同様に、回転盤4を回転盤回転機構11により180度回転させ、回転盤4の第2製品キャビティ金型20を固定盤3の製品コア金型21に相対する位置に切替える(図4(c)参照)。さらに、第1成形例の二次型締め工程と同様に、トグル式型締機構14によって回転盤4の第2製品キャビティ金型20と固定盤3の製品コア金型21、及び可動盤5のダミープレート6と回転盤4の第1製品キャビティ金型19とを型締めする。
二次型締め工程後、図4(d)に示すように、回転盤4の第2製品キャビティ金型20と固定盤3の製品コア金型21に付着した一次成形体41の表面とで形成される第2キャビティC2に、製品コア金型21の樹脂流路21bを介して、第2射出ユニット18から予め設定された射出充填パターンに応じて二次材料を二次射出充填して、一次成形体41の表面の一部あるいは全面に、二次成形体42を成形する(二次成形工程)。
所定の冷却固化時間経過後、第1成形例の型開き工程と同様に、可動盤5と回転盤4を型開きさせると共に(図4(e)参照)、一次成形体41と二次成形体42とから成る積層成形品40´´を、図示しない製品取出装置により取り出す(図4(f)参照)。
このようにして、以後、図4(a)の状態から図4(f)の状態に至る成形サイクルを繰り返すことにより、積層成形品40´´が連続的に成形される。
このように、第3の成形例によれば、一次成形体41及び二次成形体42を未発泡樹脂により成形することにより、積層成形品40´´の剛性を確保すると共に、二次成形体42によって積層成形品40´´に意匠性、及びノンスリップ性などの機能性を付与することができる。また、第3の成形例によれば、例えば、コンソールボックス、アシストグリップ、エアバックカバーなどの自動車内装部品や、ヒゲ剃り、歯ブラシなどの雑貨や、シャープペンなどの文房具や、工具、スポーツ、医療機器などのグリップなどの積層成形品40´´を成形することができる。
第3成形例において、一次成形体41は、容器リサイクル樹脂や、自動車部品及び家電などの廃棄製品からのリサイクル樹脂により成形されるとしても良い。このように、一次成形体41をリサイクル樹脂により成形することにより、積層成形品40´´の剛性を確保しつつ、環境負荷の低減を図ることができる。一次成形体41をリサイクル樹脂とした場合には、例えば、物流用輸送パレットや、バンパーなどの自動車部品や、家電製品などの積層成形品40´´を成形することができる。
[第4成形例]
次に、本実施形態に係る積層成形装置1の第4成形例について説明する。本実施形態に係る積層成形装置1の第4成形例は、射出プレス成形(圧縮成形)であり、図5に示すように、一次成形体43´を例えばガラス代替材としての透明ポリカ樹脂等の樹脂により成形し、二次成形体42を例えば支持部材としての有色ポリカアロイ樹脂等の樹脂により成形することにより、ガラス樹脂化成形品40´´´を成形するものである。図5は、本実施形態に係る積層成形装置の第4成形例の工程を示す平面図である。なお、第4成形例において、二次成形体42の成形工程は、第3成形例と同様であるため、一次成形体43´の成形工程についてのみ説明する。
まず、第1成形例と同様の方法により、トグル式型締機構14によって可動盤5と回転盤4とを、固定盤3の製品コア金型21及び回転盤4の第1製品キャビティ金型19の間が所定量αだけ微少型開きされる位置まで型閉じさせ、第1キャビティC1を形成する(型閉じ工程)。
型閉じ工程後、図5(a)に示すように、第1製品キャビティ金型19と製品コア金型21とで形成される第1キャビティC1に、製品コア金型21の樹脂流路21aを介して、第1射出ユニット17から予め設定された射出充填パターンに応じて一次材料を一次射出充填する(一次射出充填工程)。
一次射出充填工程と連動させて、又は一次射出充填工程後、図5(b)に示すように、トグル式型締機構14により可動盤5と回転盤4とを一体で型閉じ方向に移動させて、第1製品キャビティ金型19と製品コア金型21、及び可動盤5のダミープレート6と回転盤4の第2製品キャビティ金型20とを型締めさせる(射出プレス工程)。これにより、第1キャビティC1内において一次材料を圧縮し、一次成形体43´を成形する。
所定の冷却固化時間経過後、第1成形例の型開き工程と同様に、一次成形体43´が固定盤3の製品コア金型21に付着した状態で可動盤5と回転盤4を固定盤3から離間する方向に型開きさせる(図5(c)参照)。
その後、第3成形例と同様の成形工程により、一次成形体43´の表面の一部あるいは全面に、二次成形体42を成形すると共に、一次成形体43´と二次成形体42とから成るガラス樹脂化成形品40´´´を、図示しない製品取出装置により取り出す(図5(d)〜図5(g)参照)。
このようにして、以後、図5(a)の状態から図5(g)の状態に至る成形サイクルを繰り返すことにより、ガラス樹脂化成形品40´´´が連続的に成形される。
このように、第4成形例によれば、精度の高い射出プレス成形が可能となるため、射出充填時の高い歪抑制効果を得ることができると共に、型締側(第1製品キャビティ金型19側)から均一に保圧が負荷されるため、高い製品変形抑制効果を得ることができる。また、第4成形例によれば、例えば、自動車外装の樹脂製ガラスや、家電・OA機器の意匠パネルなどのガラス樹脂化成形品40´´´を成形することができる。
[第5成形例]
次に、本実施形態に係る積層成形装置1の第5成形例について説明する。本実施形態に係る積層成形装置1の第5成形例は、第4成形例と同様の射出プレス成形(圧縮成形)であり、図6に示すように、一次成形体42´を例えば支持部材としての有色ポリカアロイ樹脂等の樹脂により成形し、二次成形体43´´を例えばガラス代替材としての透明ポリカ樹脂等の樹脂により成形することにより、ガラス樹脂化成形品40´´´´を成形するものである。図6は、本実施形態に係る積層成形装置の第5成形例の工程を示す平面図である。なお、第5成形例は、第4成形例における一次成形体43´の成形工程と二次成形体42の成形工程との成形順序を変更して、ガラス樹脂化成形品を成形するものであるため、第4成形例と同様の工程についての詳細な説明は省略し、異なる工程についてのみ説明する。
まず、第4成形例における二次成形体42の成形と同様の成形工程により、図6(a)に示すように、第2製品キャビティ金型20と製品コア金型21とで形成される第2キャビティC2において有色ポリカアロイ樹脂等の樹脂からなる一次成形体42´を成形する。また、所定の冷却固化時間経過後、一次成形体42´が固定盤3の製品コア金型21に付着した状態で可動盤5と回転盤4を固定盤3から離間する方向に型開きさせると共に、回転盤4を回転させて、回転盤4の第1製品キャビティ金型19を固定盤3の製品コア金型21に相対する位置に切替える(図6(b)参照)。
次に、第4成形例における一次成形体43´の成形と同様の成形工程により、図6(c)に示すように、トグル式型締機構14によって可動盤5と回転盤4とを、固定盤3の製品コア金型21及び回転盤4の第1製品キャビティ金型19の間が所定量αだけ微少型開きされる位置まで型閉じさせ、第1キャビティC1を形成する(型閉じ工程)。この型閉じ工程後、第1製品キャビティ金型19と製品コア金型21とで形成される第1キャビティC1に、第1射出ユニット17から透明ポリカ樹脂等の樹脂を射出充填する(二次射出充填工程)。
二次射出充填工程と連動させて、又は二次射出充填工程後、図6(d)に示すように、トグル式型締機構14により可動盤5と回転盤4とを一体で型閉じ方向に移動させて、第1製品キャビティ金型19と製品コア金型21、及び可動盤5のダミープレート6と回転盤4の第2製品キャビティ金型20とを型締めさせる(射出プレス工程)。これにより、第1キャビティC1内において二次材料(透明ポリカ樹脂等の樹脂)を圧縮して二次成形体43´´を成形し、ガラス樹脂化成形品40´´´´を成形することができる。
このように、第5成形例によれば、まず、表層となる一次成形体42´を通常成形した後、基層となる二次成形体43´´を射出プレス成形により成形することにより、第4成形例と同様の構成からなるガラス樹脂化成形品を成形することができる。また、この第5成形例において、一次成形体42´を基層とし、二次成形体43´´を表層として成形することにより、第4成形例のガラス樹脂化成形品40´´´の基層と表層が入れ替わった構成のガラス樹脂化成形品を成形することができる。
本実施形態に係る積層成形装置1の第1〜第5成形例において、可動盤5と回転盤4とを回転盤連結機構15により一体化させ、一体化した可動盤5と回転盤4とをトグル式型締機構14により型開閉方向に移動させるとしたが、これに限定されず、それぞれ独立した駆動源、例えば、回転盤移動機構12及びトグル式型締機構14によって、回転盤4及び可動盤5が型開閉方向に移動するように制御されるとしても良い。この場合において、回転盤4及び可動盤5の型開閉方向の移動は、回転盤移動機構12及びトグル式型締機構14により一体として行なわれるように制御されることが好ましく、回転盤移動機構12及びトグル式型締機構14による一体的な制御と、回転盤連結機構15による連結とを併用して行なうとしても良いし、回転盤連結機構15による可動盤5と回転盤4との連結を行なわないとしても良い。
すなわち、第1〜第5成形例において、一次型締め(二次型締め)工程は、可動盤5のダミープレート6と回転盤4の第2製品キャビティ金型20(第1製品キャビティ金型19)とを型合わせさせた後に、回転盤4の第1製品キャビティ金型19(第2製品キャビティ金型20)と固定盤3の製品コア金型21とを型合わせさせるとしたが、これに限定されず、例えば、回転盤移動機構12によって回転盤4を固定盤3に型閉めさせて、第1製品キャビティ金型19(第2製品キャビティ金型20)を製品コア金型21に型合わせさせた後、トグル式型締機構14によって可動盤5を回転盤4に型閉めさせて、ダミープレート6と第2製品キャビティ金型20(第1製品キャビティ金型19)とを型合わせさせ、その後、回転盤連結機構15により可動盤5と回転盤4とを一体化させ、又は回転盤移動機構12及びトグル式型締機構14によって一体として制御させ、型締めさせる工程としても良い。
また、第1〜第5成形例において、型開き工程は、一体化している可動盤5と回転盤4とをトグル式型締機構14により型開きさせた後、回転盤連結機構15を解除させ、可動盤5のみをトグル式型締機構14でさらに型開きさせるとしたが、これに限定されず、回転盤連結機構15による可動盤5と回転盤4との連結を解除させた後、可動盤5のみをトグル式型締機構14によって型開きさせ、これと同時又はその後に、回転盤4を回転盤移動機構12によって型開きさせるとしても良い。
さらに、第1、2、4及び5の成形例の微少型開き工程及び型閉じ工程において、可動盤5及び回転盤4は、トグル式型締機構14によって所定量α、βの微少型開き及び型閉じがなされるとしたが、これに限定されず、回転盤移動機構12及びトグル式型締機構14による回転盤4及び可動盤5の型開閉方向の移動が、一体として行われるように制御されることにより、所定量α、βの微少型開き及び型閉じがなされるとしても良い。
本発明に係る積層成形方法は、第1〜第5成形例に限定されるものではなく、金型や積層成形品等の制約に応じて、本発明の装置構成で可能な動作を種々組み合わせて制御しても良い。例えば、本実施形態に係る積層成形装置1は、第1〜第5成形例のほかに、基層が発泡層からなり、表層が未発泡層からなる積層成形品を成形することもできる。このような積層成形品は、一次成形体を発泡性溶融樹脂により成形し、二次成形体を未発泡樹脂により成形するか、もしくは、第1成形例の第1キャビティC1において成形される未発泡層を基層とし、第2キャビティC2において成形される発泡層を表層とすることにより、成形することができる。また、本実施形態に係る積層成形装置1は、第1〜第5成形例のほかに、一次成形体及び二次成形体を射出プレス成形により成形するとしても良いし、一次成形体及び二次成形体のいずれか一方を発泡成形により成形し、他方を射出プレス成形により成形するとしても良い。さらに、本実施形態に係る積層成形装置1は、回転盤連結機構15又は締結部材などを用いて回転盤4及び可動盤5を一体化させることにより、単層成形も可能である。
従来の特許文献1の積層成形装置では、一次射出機と二次射出機を装置長手方向に対向させる配置に加えて、可動盤の型開閉動作に連動して一次射出機が型開閉方向、すなわち装置長手方向に進退するため、可動盤の金型取付面の面積が略同面積の場合、従来の単層成形装置と比較して装置全長が長いという問題がある。また、1種類の積層成形品の成形のために回転盤の可動盤と固定盤とに相対する面にそれぞれ同じ金型を取り付ける必要がある。更に、一次成形体と積層成形品とが回転盤の雄型に残る成形法のため、回転盤に製品押出し機構を内蔵させる必要があり、これらを駆動させる油圧、空圧、電気などの接続を含め、回転盤の構造が複雑になるという問題がある。そして、本積層成形装置は積層成形用の専用成形装置であるため、単層あるいは単色成形が困難だという問題がある。
また、特許文献2の積層成形装置は、複数の射出装置を固定盤側に平行に配置するため、可動盤の金型取付面の面積が略同面積の場合、特許文献1の積層成形装置と比較して装置全長が短い。また、複数のキャビティ型を有する固定型に対応する可動型を共通化しているため、可動盤側に同じ金型を複数取り付ける必要がない。更に、単層あるいは単色成形も可能であり、特許文献1の積層成形装置の課題を解決している。しかしながら、本積層成形装置には、以下のような新たな問題がある。
まず、特許文献2の積層成形装置は、可動型を可動盤の金型ホルダに案内させ、可動盤の全幅内で横方向に摺動させる構造のため、可動盤の全幅に対して横方向の摺動を考慮した小さな金型しか取り付けることができない。固定盤に取り付ける固定型も可動型に合わせた製品キャビティを横方向に複数有した形態となっているため、可動盤の金型取付面の面積が略同面積の場合、特許文献1の積層成形装置で成形できる積層成形品と比較して小さなサイズの積層成形品しか成形できない。また、可動盤の金型取付面の略中央から外れた位置で、可動盤の金型取付面の面積に対して小さな投影面積の可動型を固定型と型締めするため、金型に型締力をバランス良く加えることができない。このため、金型を傷めたり、射出充填時に溶融樹脂が金型合わせ面から漏れたりする可能性がある。
更に、特許文献2の積層成形装置において、金型を大きなものにして積層成形品のサイズを大きくしようとすれば、固定盤と可動盤の幅を広くする必要がある。しかしながら、盤の幅だけを広くすると、型締め時に金型に加わる型締力の幅方向のバランスのみが悪くなるため、盤の高さも幅に合わせてある程度高くせざるを得ない。ところが、金型を可動盤の略中央から外れた位置で型締めする構造は同じであるため、盤の高さと幅が大きくなればなるほど金型に加わる型締力のバランスは悪くなる。このように、特許文献2の積層成形装置において、積層成形品のサイズを大きくしようとすれば、固定盤と可動盤との幅と高さとを大きくする必要があり、それに合わせて成形装置の型締機構やベッド部も大きくせざるを得ず、積層成形品のサイズに対して、積層成形装置自体が大型化する上、型締め時に金型に加わる型締力のバランスは悪くなり、良品を成形することが困難となる。
これに対し、本実施形態に係る積層成形装置及び積層成形方法によれば、次のような効果を奏することができる。
(1)可動盤に金型及び射出ユニットが取付けられておらず、可動盤側の重量を軽くすることができるため、型開閉方向の移動動作の精密さを向上させることができる。
(2)少なくとも2個の射出ユニットを固定盤側に配設するため、可動盤の金型取付面の面積が略同面積の場合、2個の対向する射出ユニットを有する従来の引用文献1の積層成形装置と比較して装置全長を短くすることができる。
(3)異なる形状を有したそれぞれの製品キャビティ金型に対応する製品コア金型を共通化しているため、1種類の積層成形品を成形するのに同じ金型が不要になり、使用する金型数を少なくすることができる。
(4)一次成形体と積層成形品とが固定盤の製品コア金型に残る積層成形法のため、回転盤に製品押出し機構を内蔵させる必要がなく、これらを駆動させる油圧、空圧、電気などの接続も不要となり、回転盤の構造を単純にすることができる。
(5)単層あるいは単色成形が可能である。
(6)回転盤の両面に、異なる形状を有した製品キャビティ金型をそれぞれ取り付けるため、可動盤の金型取付面の面積が略同面積の場合、固定盤に複数の金型を同一面上に取り付ける従来の引用文献2の積層成形装置と比較して、回転盤の1面に取り付ける製品キャビティ金型の大きさを大きくすることができ、より大きなサイズの積層成形品を成形することができる。
(7)固定盤と可動盤との金型取付面の略中央に金型を取り付けるため、型締時に金型にバランスよく型締力を加えることができる。
(8)可動盤及び回転盤は、可動盤と回転盤とを連結可能な機構により一体化、又はそれぞれ独立した駆動源により一体として制御することで、一体として型開閉方向に移動可能に構成されている。これにより、回転盤の製品キャビティ金型を可動盤と一体で所定量だけ型開きさせて、製品キャビティ内に射出充填された発泡性溶融樹脂を発泡膨張させる発泡成形が可能である。また、所定量だけ型開きされた状態で製品キャビティ内に溶融樹脂を射出充填させ、それに連動して、またその後に、回転盤の製品キャビティ金型を可動盤と一体で型締めさせ、溶融樹脂を圧縮させる射出プレス成形が可能である。更に、型締機構がトグル式であれば、高精度の型開き量の制御が必要とされる発泡成形及び射出プレス成形において、高精度の型開き量制御が可能となる。加えて、その駆動装置が電動サーボモータである形態のものであれば、より高精度の型開き量制御が可能となる。
(9)型締機構で可動盤を固定盤に対して進退させる従来の単層成形装置の機能に基づいており、また、可動盤と回転盤とを連結可能な機構、又はそれぞれ独立した駆動源により一体で型開閉動作させることが可能なため、単層、単色成形や通常の多層、多色成形に加えて、前記(8)の発泡成形や型内被覆成形方法等、型締機構で可動盤を固定盤に対して進退させる従来の単層成形装置で実施されている種々の成形方法が実施可能であり、更に、それらを組み合わせた積層成形品の成形も可能である。
(10)射出ユニット及び回転盤の追加により、型締機構で可動盤を固定盤に対して進退させる従来の単層成形装置を、前記(1)から(9)の効果を奏する、多機能を有する積層成形装置に容易に改造することができる。
このように、本実施形態に係る積層成形装置1において、固定盤3の製品コア金型21を回転盤4の第1製品キャビティ金型19と第2製品キャビティ金型20に対応する共通金型とし、製品キャビティの切替えを回転盤4の製品キャビティ金型側で行い、一次成形体と積層成形品とが回転盤4側でなく固定盤3の製品コア金型21側に付着する点が、回転盤の両面に同じ雄型をそれぞれ取り付け、この回転盤の雄型側に一次成形体を付着した状態で回転盤を回転させ、可動盤と固定盤とに取り付けた異なる形状を有する雌型側で製品キャビティの切替えを行い、対向する射出ユニットから射出充填し、積層成形品も固定盤の雄型側に付着する特許文献1の積層成形装置との大きな相違点であり、本発明において回転盤を採用しつつ、回転盤の構造を単純にし、一次、二次射出充填共に同じ固定盤側から射出充填可能とするものである。また、製品キャビティの切替えを回転盤4の、可動盤5のダミープレート6と固定盤3の製品コア金型21とに相対する面に取り付けた製品キャビティ金型側で行うことにより、回転盤4の1面に取り付ける製品キャビティ金型を1種類とし、かつ回転盤4の略中央に取り付けられる点が、固定盤の同一面に取り付けた複数の金型もしくは複数の製品キャビティ型を有する金型側で製品キャビティの切替えを行う、特許文献2の積層成形装置との大きな相違点であり、可動盤の金型取付面の面積が略同面積の場合、特許文献2の積層成形装置で成形可能な積層成形品より、大きなサイズの積層成形品を成形可能とし、型締時に金型にバランスよく型締力を加えることができるようにするものである。
本発明に係る積層成形装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内において種々の改変を行なうことができる。例えば、本実施形態に係る積層成形装置1においては、回転盤4が垂直軸線回りに回転されるものであるが、これに限定されず、回転盤4が装置長手方向に直交する水平軸線回りに回転される形態であっても良い。
また、本実施形態に係る積層成形装置1においては、型開き動作における回転盤4を停止させる”所定の位置”を、回転盤4が第1製品キャビティ金型19と第2製品キャビティ金型20を取り付けた状態で回転可能で、かつ固定盤3の製品コア金型21と回転盤4の第2製品キャビティ金型20(積層成形品の成形完了時、回転盤4の第2製品キャビティ金型20が、固定盤3の製品コア金型21側に位置している。図2(f)参照。)間に、図示しない製品取出装置を挿入させ、固定盤3の製品コア金型21から図示しない製品押出し機構により押出された積層成形品を取出し可能な位置としたが、これに限定されず、回転盤4を回転させる場合と、固定盤3と回転盤4間から図示しない製品取出装置で積層成形品を取り出す場合とで、回転盤4を停止させる”所定の位置”を異なる位置としても良い。後者の場合において、回転盤4を前者の場合の”所定の位置”より可動盤5方向の位置に設定することにより、型開き時の回転盤4の第2製品キャビティ金型20と固定盤3の製品コア金型21間の間隔をより大きくして、製品取出装置側の設計制約をより少なくすることができる。
さらに、本実施形態に係る積層成形装置1において、回転盤4は、固定盤3及び可動盤5にそれぞれ対向する面を有する板状に形成され、一方の面の中央に第1製品キャビティ金型19が取付けられ、他方の面の中央に第2製品キャビティ金型20が取付けられているとしたが、これに限定されず、例えば回転盤の形状を3面以上からなる多面体として、それぞれの面に製品キャビティ金型を取付ける構成としても良い。
またさらに、本実施形態に係る積層成形装置1においては、製品コア金型21、第1製品キャビティ金型19、第2製品キャビティ金型20及びダミープレート6が、既に固定盤3、回転盤4及び可動盤5にそれぞれ取付けられている構成について説明したが、これに限定されず、固定盤に製品コア金型を、回転盤に少なくとも2つの製品キャビティ金型を、可動盤にダミープレートをそれぞれ取付可能な積層成形装置であれば良い。
またさらに、本実施形態に係る積層成形装置1は、回転盤連結機構15を備えるとしたが、これに限定されず、回転盤連結機構15を備えないとしても良く、また、回転盤連結機構15は、例えばボルトなどからなる締結部材などであるとしても良い。
[産業上の利用可能性]
本発明は、前記従来の積層成形装置の課題を解決するものであり、その結果、前記”発明の効果”に記載した効果を奏することができ、産業上の利用可能性は大きい。特に、射出ユニットと回転盤との追加で、型締機構で可動盤を固定盤に対して進退させる従来の単層成形装置を、多機能を有する積層成形装置に容易に改造できる点は産業上の利用可能性が非常に大きい。なぜなら、型締機構で可動盤を固定盤に対して進退させる従来の単層成形装置の機能に基づいていることから、単層、単色成形や通常の多層、多色成形に加えて、発泡成形や型内被覆成形方法等、型締機構で可動盤を固定盤に対して進退させる従来の単層成形装置で実施されている種々の成形方法が実施可能であり、更に、それらを組み合わせた積層成形品の成形も可能になるからである。すなわち、装置の設置スペースあるいは装置の設置費用の制約のため、専用の積層成形装置を設置することが困難であった企業、特に中小規模の企業においても、本発明の積層成形装置と積層成形方法により、既に設置している、型締機構で可動盤を固定盤に対して進退させる従来の単層成形装置を、改造によって多機能を有する積層成形装置へと容易に変更することができ、この積層成形装置と積層成形方法により、単層、単色成形や通常の多層、多色成形に加えて、発泡成形や型内被覆成形方法等、多種多様な積層成形品が成形可能になる。そして、近年、多種少量生産が求められる積層成形品に対応して、各積層成形装置の稼動率を向上させることができる。
1…積層成形装置、3…固定盤、4…回転盤、5…可動盤、6…ダミープレート、14…トグル式型締機構、15…回転盤連結機構、17…第1射出ユニット、18…第2射出ユニット、19…第1製品キャビティ金型、20…第2製品キャビティ金型、21…製品コア金型

Claims (10)

  1. 製品コア金型が取り付けられた固定盤と、
    前記製品コア金型と対向する面にダミープレートが取り付けられ、前記固定盤に対して型開閉方向に移動可能に設けられた可動盤と、
    前記固定盤と前記可動盤との間に配置され、前記固定盤及び可動盤に対して型開閉方向に移動可能でかつ型開閉方向と直交する回転軸を中心として回転可能に設けられ、少なくとも第1の回転位置で前記製品コア金型と対向する面及び第2の回転位置で前記製品コア金型と対向する面を有し、前記第1の回転位置で前記製品コア金型と対向する面に第1製品キャビティ金型が取付けられ、前記第2の回転位置で前記製品コア金型と対向する面に第2製品キャビティ金型が取付けられた回転盤と、
    前記製品コア金型に接続可能な状態で前記固定盤側に配置され、前記製品コア金型と前記第1製品キャビティ金型とが型締めされて形成される第1キャビティに樹脂を射出充填する第1射出ユニットと、
    前記製品コア金型に接続可能な状態で前記固定盤側に配置され、前記製品コア金型と前記第2製品キャビティ金型とが型締めされて形成される第2キャビティに樹脂を射出充填する第2射出ユニットと、
    前記可動盤を前記固定盤に対して型開閉方向に移動させる型締め機構と
    を備えることを特徴とする積層成形装置。
  2. 前記回転盤及び前記可動盤は、一体として型開閉方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1記載の積層成形装置。
  3. 前記型締め機構は、トグル式の型締め機構であることを特徴とする請求項1又は2記載の積層成形装置。
  4. 前記回転盤及び前記第2射出ユニットは、脱着可能な別部材であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の積層成形装置。
  5. 製品コア金型を取付可能な面を有する固定盤と、
    前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面にダミープレートを取付可能で、かつ前記固定盤に対して型開閉方向に移動可能に設けられた可動盤と、
    前記固定盤と前記可動盤との間に配置され、前記固定盤及び前記可動盤に対して型開閉方向に移動可能でかつ型開閉方向と直交する回転軸を中心として回転可能に設けられ、少なくとも第1の回転位置で前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面及び第2の回転位置で前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面を有し、これらの面にそれぞれ製品キャビティ金型を取付可能な回転盤と、
    前記固定盤側に配置され、前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と前記回転盤の第1の回転位置で前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面との間に形成される第1キャビティに樹脂を射出充填する第1射出ユニットと、
    前記固定盤側に配置され、前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と前記回転盤の第2の回転位置で前記固定盤の製品コア金型を取付可能な面と対向する面との間に形成される第2キャビティに樹脂を射出充填する第2射出ユニットと、
    前記可動盤を前記固定盤に対して型開閉方向に移動させる型締め機構と
    を備えることを特徴とする積層成形装置。
  6. 請求項1乃至4いずれか1項に記載の積層成形装置を用いて行なう積層成形方法であって、
    前記製品コア金型と前記第1製品キャビティ金型とを型締めし、前記第1キャビティを形成する一次型締め工程と、
    前記第1射出ユニットから前記第1キャビティに樹脂を充填して一次成形体を成形する一次成形工程と、
    前記一次成形工程後に、前記一次成形体を前記製品コア金型に残した状態で、前記回転盤を回転させて前記第2製品キャビティ金型を前記製品コア金型と対向させる回転工程と、
    前記回転工程後に、前記製品コア金型と前記第2製品キャビティ金型とを型締めし、前記第2キャビティを形成する二次型締め工程と、
    前記二次型締め工程後に、前記第2射出ユニットから前記第2キャビティに樹脂を充填して二次成形体を成形する二次成形工程と
    を備えることを特徴とする積層成形方法。
  7. 前記一次成形工程は、
    前記第1射出ユニットから前記第1キャビティに発泡性溶融樹脂を充填する一次射出充填工程と、
    前記一次射出充填工程後に、前記可動盤と前記回転盤とを一体で所定量だけ微少型開きさせて、前記一次射出充填工程により充填された発泡性溶融樹脂を第1キャビティ内で発泡膨張させる微少型開き工程と
    を備えることを特徴とする請求項6記載の積層成形方法。
  8. 前記二次成形工程は、
    前記第2射出ユニットから前記第2キャビティに発泡性溶融樹脂を充填する二次射出充填工程と、
    前記二次射出充填工程後に、前記可動盤と前記回転盤とを一体で所定量だけ微少型開きさせて、前記二次射出充填工程により充填された発泡性溶融樹脂を第2キャビティ内で発泡膨張させる微少型開き工程と
    を備えることを特徴とする請求項6又は7記載の積層成形方法。
  9. 前記一次型締め工程は、
    前記可動盤及び前記回転盤を、前記製品コア金型及び前記第1製品キャビティ金型の間が所定量だけ微少型開きされる位置まで型閉じさせ、前記第1キャビティを形成する型閉じ工程と、
    前記一次成形工程と連動して又は前記一次成形工程後に、前記製品コア金型及び前記第1製品キャビティ金型を型締めし、前記第1キャビティ内の樹脂を圧縮する射出プレス工程とを備え、
    前記一次成形工程は、前記型閉じ工程後に、前記第1射出ユニットから前記第1キャビティに樹脂を充填する一次射出充填工程を備える
    ことを特徴とする請求項6記載の積層成形方法。
  10. 前記二次型締め工程は、
    前記可動盤及び前記回転盤を、前記製品コア金型及び前記第2製品キャビティ金型の間が所定量だけ微少型開きされる位置まで型閉じさせ、前記第2キャビティを形成する型閉じ工程と、
    前記二次成形工程と連動して又は前記二次成形工程後に、前記製品コア金型及び前記第2製品キャビティ金型を型締めし、前記第2キャビティ内の樹脂を圧縮する射出プレス工程とを備え、
    前記二次成形工程は、前記型閉じ工程後に、前記第2射出ユニットから前記第2キャビティに樹脂を充填する二次射出充填工程を備える
    ことを特徴とする請求項6記載の積層成形方法。
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