JP5260593B2 - Mold and mold manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding mold capable of manufacturing a good molded product whose crease and crack are reduced by amending a shape of the molding mold with a non-developable surface to a molding suitable for press molding, and to provide a method for manufacturing the molded product. <P>SOLUTION: In the molding mold having the first developable surface, the second developable surface and the non-developable surface connecting the first developable surface and the second developable surface, the shape of the non-developable surface is amended so that all of the crossing lines of the non-developable surface and a plurality of planes arranged in the direction connecting the first developable surface, the non-developable surface and the second developable surface have the same length. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、成形型モデルをプレス成形に適した形状に修正する成形型モデルに基づいて製造される成形型及び成形品の製造方法に関する。   The present invention relates to a mold that is manufactured based on a mold model that corrects a mold model into a shape suitable for press molding, and a method for manufacturing a molded product.

従来、例えば、航空機、自動車、船舶、列車などの構造部材として、熱硬化性樹脂複合材や熱可塑性樹脂複合材などの繊維強化樹脂複合材が用いられている。構造部材の製造は、繊維強化樹脂複合材を平板上に積層したプリプレグ積層品を成形型に押圧することによりプレス成形し、成形したプリプレグ積層品をオートクレーブ(焼付け)することにより行われる。
例えば、特開2000−280364号公報(特許文献1)には、上面両端部にそれぞれ複数のロッドを立設した略直方体の下型と、この下型に組み合わされる一対の上型とを備え、上型は断面逆L字状をなし、上型の上部に案内ロッドが挿通される孔を設けるとともに、上型の下端に外方に広がる曲面部を有する成形装置を用いて、上記プリプレグ積層品をプレス成形する技術が開示されている。この技術によれば、成形品にしわを発生させることなく、安定した品質の複合材成形品を成形することが可能となる。
Conventionally, fiber reinforced resin composites such as thermosetting resin composites and thermoplastic resin composites have been used as structural members for aircraft, automobiles, ships, trains, and the like. The structural member is manufactured by pressing a prepreg laminated product obtained by laminating a fiber reinforced resin composite material on a flat plate against a molding die, and autoclaving (baking) the molded prepreg laminated product.
For example, JP 2000-280364 A (Patent Document 1) includes a lower mold having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a plurality of rods are erected on both ends of the upper surface, and a pair of upper molds combined with the lower mold. The upper die has an inverted L-shaped cross section, and has a hole through which a guide rod is inserted in the upper portion of the upper die, and a molding apparatus having a curved surface portion that spreads outward at the lower end of the upper die. A technique for press molding is disclosed. According to this technique, it is possible to mold a composite material molded product having a stable quality without generating wrinkles in the molded product.

特開2000−280364号公報(第2−11頁、第1−3図)JP 2000-280364 A (page 2-11, Fig. 1-3)

ところで、プリプレグ積層品をプレス加工する成形型は、様々な形状がある。例えば、その一例を図27に示す。図27に示される成形型は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面S01、S05と、2つの部分円筒面S01、S05の中心軸に直交する平面S03と、平面S03と部分円筒面S01、S05のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面S02、S04とを備えている。
このような成形型は、フィレット面が非可展面となってしまうため、単に、平板上のプリプレグ積層品を上記形状の成形型に押圧すると、しわや亀裂が生じてしまう。
そして、このような成形型については、上記特許文献1に開示されている技術を用いたとしても、しわの低減を図ることができなかった。
By the way, there are various shapes for the mold for pressing the prepreg laminated product. An example is shown in FIG. The mold shown in FIG. 27 includes two partial cylindrical surfaces S01 and S05 cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other. A plane S03 orthogonal to the central axis of the two partial cylindrical surfaces S01 and S05, and fillet surfaces S02 and S04 that smoothly connect the plane S03 and each of the partial cylindrical surfaces S01 and S05 with a certain curvature deformation. Yes.
In such a mold, the fillet surface becomes a non-expandable surface, and therefore, when a prepreg laminate on a flat plate is simply pressed against the mold having the above shape, wrinkles and cracks are generated.
And about such a shaping | molding die, even if the technique currently disclosed by the said patent document 1 was used, reduction of a wrinkle was not able to be aimed at.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、非可展面を備える成形型をプレス成形に適した形状に修正することにより、しわや亀裂を低減した良質な成形品の製造を可能とした成形型の形状決定方法、成形型、及び成形品の製造方法などを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. By correcting a mold having a non-expandable surface into a shape suitable for press molding, it is possible to manufacture a high-quality molded product with reduced wrinkles and cracks. An object of the present invention is to provide a method for determining the shape of a mold, a mold, a method for manufacturing a molded product, and the like.

発明者らは、非可展面を備える成形型モデルとして、図27に示すような成形型モデルを例に挙げ、この成形型モデルの曲面解析、例えば、ガウス曲率を求めることにより、しわや亀裂の原因の解明を図った。   The inventors have exemplified a mold model as shown in FIG. 27 as a mold model having a non-expandable surface, and analyzed the curved surface of the mold model, for example, by obtaining a Gaussian curvature, thereby causing wrinkles and cracks. The cause of this was clarified.

ここで、ガウス曲率とは、以下に説明するものである。
図28に示すような曲面S上の点Pにおいて、接平面に垂直に立てられた単位ベクトルを単位法線ベクトルn、この単位法線ベクトルnを含む平面を法平面、この法平面と曲面Sとの交線を法断面という。
この法断面の微分を曲率として、法平面を単位法線ベクトルnの周りに回転させると、その回転角θと曲率との関係が、例えば、図29に示すようなグラフとして得られる。
Here, the Gaussian curvature is described below.
At a point P on the curved surface S as shown in FIG. 28, a unit vector perpendicular to the tangent plane is a unit normal vector n, a plane including the unit normal vector n is a normal plane, and this normal plane and the curved surface S The line of intersection with is called the normal section.
When the normal plane is rotated around the unit normal vector n using the differential of the normal cross section as a curvature, the relationship between the rotation angle θ and the curvature is obtained as a graph as shown in FIG. 29, for example.

ここで、最大曲率K及び最小曲率Kを点Pにおける曲面Sの主曲率と呼び、これら主曲率K及びKを乗算した値がガウス曲率Kg、平均した値が平均曲率Kmとなる。そして、これらガウス曲率Kg及び平均曲率Kmにより、曲面Sの形状を把握することができる。
図30に、ガウス曲率と平均曲率とにより決定される形状の一例を示す。この図に示すように、ガウス曲率Kg=0であれば、つまり、一方又は両方の主曲率がゼロであれば、曲面Sは可展面となる。また、ガウス曲率Kgがマイナスの値を取れば、曲面Sは鞍型であり、逆に、ガウス曲率Kgがプラスの値を取れば、曲面Sは皿型となる。
Here, the maximum curvature K 1 and the minimum curvature K 2 are referred to as the principal curvature of the curved surface S at the point P, and a value obtained by multiplying these principal curvatures K 1 and K 2 is a Gaussian curvature Kg, and an average value is an average curvature Km. . And the shape of the curved surface S can be grasped | ascertained by these Gauss curvature Kg and average curvature Km.
FIG. 30 shows an example of a shape determined by the Gaussian curvature and the average curvature. As shown in this figure, if the Gaussian curvature Kg = 0, that is, if one or both main curvatures are zero, the curved surface S becomes a developable surface. Further, if the Gaussian curvature Kg takes a negative value, the curved surface S has a bowl shape. Conversely, if the Gaussian curvature Kg takes a positive value, the curved surface S becomes a dish-type.

そして、図27に示した成形型モデルについて、上述のガウス曲率Kgを求めた結果、中心軸に対して外側のフィレット面S02のガウス曲率Kgは、プラスの数値をとり、内側のフィレット面S04のガウス曲率はマイナスの数値を取ることが確認された。つまり、図30に示した表から、成形型モデルの外側のフィレット曲面S02は、皿型であり、内側のフィレット曲面S04は鞍型であることが確認された。   Then, as a result of obtaining the above-mentioned Gaussian curvature Kg for the mold model shown in FIG. 27, the Gaussian curvature Kg of the outer fillet surface S02 with respect to the central axis takes a positive value, and the inner fillet surface S04 It was confirmed that the Gaussian curvature has a negative value. That is, from the table shown in FIG. 30, it was confirmed that the outer fillet curved surface S02 of the mold model was a dish shape and the inner fillet curved surface S04 was a bowl shape.

次に、鞍型の曲面、及び皿型の曲面に成形素材シートを貼り付ける場合、どのようなしわが生じるかを検証した。例えば、鞍型の曲面に対して平板の成形素材シートを貼り付けると、図31に示すように、中央部にしわが発生することが確認された。また、皿型の曲面に対して平板の成形素材シートを貼り付けると、図32に示すように、端部にしわが発生することが確認された。これは、鞍型では、中央部のガース長さ(曲面の周長)が短く、皿型では、端部のガース長さが短くなることに起因していると考えられる。
更に、上記成形型モデルに平板の成形素材シートをプレス成形することにより製造した成形品を解析した。この結果、図33に示すように、成形型モデルの周方向にしわが顕著に生じていることが確認された。
以上のことから、しわの発生要因は、曲面の端部及び中央部のガース長さの不整合に起因すると考えられ、曲面上のガース長さが変化する曲面は、非可展面(皿型、鞍型)であり、可展面と非可展面を判別するためにガウス曲率分布で確認することが有効であるとの検証結果が得られた。
Next, it was verified what kind of wrinkles would occur when a molding material sheet was attached to a bowl-shaped curved surface and a dish-shaped curved surface. For example, when a flat molding material sheet is affixed to a bowl-shaped curved surface, it was confirmed that wrinkles occur in the center as shown in FIG. In addition, when a flat molding material sheet was affixed to the dish-shaped curved surface, it was confirmed that wrinkles occurred at the ends as shown in FIG. This is considered to be due to the fact that the girth length at the center (the circumferential length of the curved surface) is short in the bowl type, and the girth length at the end is short in the dish type.
Furthermore, a molded product manufactured by press-molding a flat molding material sheet on the mold model was analyzed. As a result, as shown in FIG. 33, it was confirmed that wrinkles were noticeably generated in the circumferential direction of the mold model.
From the above, the cause of wrinkles is thought to be due to the mismatch of the girth lengths at the end and center of the curved surface. The result of the verification that it is effective to check with a Gaussian curvature distribution to distinguish between a developable surface and a non-expandable surface was obtained.

本発明は、上述したような検証結果に基づきなされたものであり、非可展面を含む成形型の形状をプレス成形に適した形状に修正することにより、しわや亀裂を低減した良質な成形品の製造を可能とすべく、以下の手法を提案する。   The present invention has been made on the basis of the verification results as described above, and is a high-quality molding in which wrinkles and cracks are reduced by correcting the shape of the molding die including the non-expandable surface to a shape suitable for press molding. The following methods are proposed to enable the manufacture of products.

本発明の参考例は、成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する成形型モデルの形状決定方法であって、前記成形型モデルの曲面解析を行う解析過程と、前記解析過程の結果に基づいて、非可展面を抽出する非可展面抽出過程と、前記非可展面を可展面に近づけるように、前記非可展面の形状を修正する修正過程とを具備する成形型モデルの形状決定方法を提供する。   A reference example of the present invention is a method for determining a shape of a mold model for correcting the mold model into a model shape suitable for press molding, an analysis process for performing a curved surface analysis of the mold model, and a result of the analysis process A non-developable surface extraction process for extracting a non-developable surface, and a correction process for correcting the shape of the non-developable surface so as to bring the non-developable surface closer to the developable surface. A method for determining the shape of a mold model is provided.

本発明の参考例に係る成形型モデルの形状決定方法によれば、成形型モデルを曲面解析し、この曲面解析の結果に基づいて、非可展面を抽出し、抽出した非可展面を可展面に近づけるように、非可展面の形状を修正するので、修正後の成形型モデルに含まれる非可展面を極めて少なくすることが可能となり、しわを大幅に低減させることができる。   According to the method for determining the shape of the mold model according to the reference example of the present invention, the mold model is subjected to a curved surface analysis, and a non-expandable surface is extracted based on the result of the curved surface analysis. Since the shape of the non-developable surface is corrected so as to be close to the developable surface, the non-developable surface included in the corrected mold model can be extremely reduced, and wrinkles can be greatly reduced. .

上記記載の成形型モデルの形状決定方法において、前記解析過程は、前記成形型モデルのガウス曲率分布を求め、前記非可展面抽出過程は、前記ガウス曲率がゼロでない領域を非可展面として抽出し、前記修正過程は、前記非可展面のガウス曲率がゼロに近づくように、前記非可展面の形状を修正することが好ましい。   In the method for determining a shape of the mold model described above, the analysis process obtains a Gaussian curvature distribution of the mold model, and the non-expandable surface extraction process sets a region where the Gaussian curvature is not zero as a non-expandable surface. It is preferable that the extracting process corrects the shape of the non-expandable surface so that the Gaussian curvature of the non-expandable surface approaches zero.

このように、成形型モデルのガウス曲率分布を求め、このガウス曲率分布からガウス曲率がゼロでない領域を非可展面として抽出し、抽出した非可展面のガウス曲率がゼロに近づくように、非可展面の形状を修正するので、非可展面の抽出や非可展面の修正を非常に簡便に行うことが可能となる。   In this way, the Gaussian curvature distribution of the mold model is obtained, a region where the Gaussian curvature is not zero is extracted from this Gaussian curvature distribution as a non-developable surface, and the Gaussian curvature of the extracted non-developable surface approaches zero. Since the shape of the non-developable surface is corrected, extraction of the non-developable surface and correction of the non-developable surface can be performed very simply.

上記記載の成形型モデルの形状決定方法において、前記修正過程は、前記非可展面の曲率半径を変更することが好ましい。
このように、非可展面の曲率半径を変更することにより、非可展面を容易に修正することが可能となる。
In the mold model shape determination method described above, it is preferable that the correction process changes a radius of curvature of the non-expandable surface.
Thus, by changing the curvature radius of the non-developable surface, the non-developable surface can be easily corrected.

本発明の参考例は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する成形型モデルの形状決定方法であって、前記第1の可展面と前記非可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ方向に配される複数の平面と前記非可展面との交線の長さが全て一致するように、前記非可展面の形状を修正する成形型モデルの形状決定方法を提供する。
本発明の参考例によれば、第1の可展面と非可展面と第2の可展面とを繋ぐ方向に配される複数の平面と非可展面との交線の長さが全て一致するように、非可展面の形状を修正するので、非可展面を可展面に容易に近づけることが可能となり、成形品のしわや亀裂の低下を図ることができる。
上記複数の平面は、互いに交差することはない。また、上記複数の平面は、対象となる成形型モデルの形状に応じて任意に配することができるものである。
A reference example of the present invention is a mold model including a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces. A method for determining a shape of a mold model that is corrected to a model shape suitable for press molding, wherein the mold model is arranged in a direction connecting the first developable surface, the non-expandable surface, and the second developable surface. Provided is a method for determining the shape of a mold model for correcting the shape of the non-expandable surface so that all the lengths of intersecting lines of a plurality of planes and the non-expandable surface coincide.
According to the reference example of the present invention, the length of the line of intersection between the plurality of planes arranged in the direction connecting the first developable surface, the non-developable surface, and the second developable surface and the non-developable surface. Since the shape of the non-developable surface is corrected so that they all match, the non-developable surface can be easily brought close to the developable surface, and wrinkles and cracks of the molded product can be reduced.
The plurality of planes do not intersect each other. The plurality of planes can be arbitrarily arranged according to the shape of the target mold model.

上記記載の成形型モデルの形状決定方法において、前記交線の曲率半径を変化させることにより、前記非可展面の形状を修正することが好ましい。これにより、形状修正を容易に行うことが可能となる。   In the above-described method for determining the shape of the mold model, it is preferable to modify the shape of the non-expandable surface by changing the radius of curvature of the intersecting line. Thereby, it becomes possible to perform shape correction easily.

本発明の参考例は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する成形型モデルの形状決定方法であって、前記第1の可展面と前記非可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ方向に配される平面に交差するとともに、互いに交差しない複数の平面と前記非可展面との交線の長さが全て一致するように、前記非可展面の形状を修正する成形型モデルの形状決定方法を提供する。
本発明の参考例によれば、第1の可展面と非可展面と第2の可展面とを繋ぐ方向に配される平面に交差するとともに、互いに交差しない複数の平面と非可展面との交線の長さが全て一致するように、非可展面の形状を修正する。これにより、非可展面を可展面に近づけることができ、成形品のしわや亀裂の低下を図ることができる。
上記複数の平面は、互いに交差することはない。また、上記複数の平面は、対象となる成形型モデルの形状に応じて任意に配することができるものである。
A reference example of the present invention is a mold model including a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces. A method for determining a shape of a mold model that is corrected to a model shape suitable for press molding, wherein the mold model is arranged in a direction connecting the first developable surface, the non-expandable surface, and the second developable surface. A method for determining the shape of a mold model that corrects the shape of the non-expandable surface so that all the lengths of intersections between the non-expandable surface and a plurality of planes that intersect the plane and do not intersect with each other coincide with each other. provide.
According to the reference example of the present invention, it intersects with a plane arranged in a direction connecting the first developable surface, the non-developable surface, and the second developable surface, and a plurality of planes that do not intersect with each other. The shape of the non-expandable surface is corrected so that the lengths of the intersection lines with the extended surface all match. Thereby, a non-expandable surface can be brought close to a expandable surface, and wrinkles and cracks of a molded product can be reduced.
The plurality of planes do not intersect each other. The plurality of planes can be arbitrarily arranged according to the shape of the target mold model.

上記記載の成形型モデルの形状決定方法において、前記第1の可展面と前記非可展面との境界部及び前記非可展面と前記可展面との境界部における曲率が滑らかに、且つ、連続的になるように、前記非可展面の形状を修正することが好ましい。
非可展面の形状修正をこのように行うことにより、成形品のしわや亀裂を更に低減させることができる。
In the shape determining method of the mold model described above, the curvature at the boundary between the first developable surface and the non-developable surface and the boundary between the non-developable surface and the developable surface is smooth. In addition, it is preferable to correct the shape of the non-expandable surface so as to be continuous.
By correcting the shape of the non-expandable surface in this way, wrinkles and cracks in the molded product can be further reduced.

本発明の参考例は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とからなる第1の曲面を備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する成形型モデルの形状決定方法であって、前記第1の可展面と前記非可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ方向に配される複数の平面と前記第1の曲面との交線の長さが全て一致するように、前記第1の可展面及び前記第2の可展面の少なくとも一方の形状を修正する成形型モデルの形状決定方法を提供する。
本発明の参考例によれば、第1の可展面と非可展面と第2の可展面とを繋ぐ方向に配される複数の平面と第1の曲面との交線の長さが全て一致するように、第1の可展面及び第2の可展面の少なくとも一方の形状を修正する。これにより、しわや亀裂の低下を図ることができる。
上記複数の平面は、互いに交差することはない。また、上記複数の平面は、対象となる成形型モデルの形状に応じて任意に配することができるものである。
A reference example of the present invention is a first curved surface including a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first developable surface and the second developable surface. A mold model shape determining method for correcting a mold model having a model shape suitable for press molding, wherein the first developable surface, the non-expandable surface, and the second developable surface are The shape of at least one of the first developable surface and the second developable surface is such that the lengths of intersecting lines between the plurality of planes arranged in the connecting direction and the first curved surface all coincide. A method for determining the shape of a mold model to be corrected is provided.
According to the reference example of the present invention, the length of the line of intersection between the first curved surface and the plurality of planes arranged in the direction connecting the first developable surface, the non-expandable surface, and the second developable surface. The shape of at least one of the first developable surface and the second developable surface is corrected so that all of the two match. As a result, wrinkles and cracks can be reduced.
The plurality of planes do not intersect each other. The plurality of planes can be arbitrarily arranged according to the shape of the target mold model.

本発明は、成形型モデルをそのガウス曲率分布を求めて曲面解析し、前記曲面解析の結果に基づいて、前記ガウス曲率がゼロでない領域を非可展面として抽出し、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように、前記非可展面の形状を形成することにより、プレス成形に適した成形型モデルを生成し、生成した前記成形型モデルに基づいて製造された成形型を提供する。 The present invention obtains a Gaussian curvature distribution of the mold model and performs a curved surface analysis, and based on the result of the curved surface analysis, extracts a region where the Gaussian curvature is not zero as a non-developable surface, By forming the shape of the non-expandable surface so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature approach zero, a mold model suitable for press molding is generated, and based on the generated mold model A manufactured mold is provided.

本発明は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記非可展面が形成された成形型を提供する。 The present invention provides a molding die comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces. to match all the length of the intersection of the plurality of planes the non developable surfaces, including any curvature lines on the non-developable surfaces connecting the developable surfaces before Symbol second developable surfaces of By this, the shaping | molding die in which the said non-expandable surface was formed so that the positive Gauss curvature in the said non-expandable surface and a negative Gauss curvature may approach zero is provided.

本発明は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む平面に交差する複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記非可展面が形成された成形型を提供する。 The present invention provides a molding die comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces. said plurality of planes intersecting the plane containing the arbitrary line of curvature on the non-developable surfaces connecting the developable surfaces before Symbol second developable surfaces of intersection of the non-developable surfaces the length By making them all coincide with each other, there is provided a mold in which the non-expandable surface is formed so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature of the non-expandable surface approach zero .

本発明は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記第1の可展面及び前記第2の可展面の少なくとも一方が形成された成形型を提供する。 The present invention provides a molding die comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces. to match all the length of the intersection of the plurality of planes the Hikaten surface including any line of curvature on the non-developable surfaces connecting the developable surfaces before Symbol second developable surfaces of To provide a mold in which at least one of the first and second developable surfaces is formed such that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature on the non-expandable surface approach zero. .

本発明は、成形型モデルをそのガウス曲率分布を求めて曲面解析し、前記曲面解析の結果に基づいて、前記ガウス曲率がゼロでない領域を非可展面として抽出し、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように、前記非可展面の形状を形成することにより、プレス成形に適した成形型モデルを作成し、作成した前記成形型モデルに基づいて製作された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法を提供する。 The present invention obtains a Gaussian curvature distribution of the mold model and performs a curved surface analysis, and based on the result of the curved surface analysis, extracts a region where the Gaussian curvature is not zero as a non-developable surface, By forming the shape of the non-expandable surface so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature approach zero, a mold model suitable for press molding is created, and based on the created mold model Provided is a method for producing a molded article, which includes a step of pressing and molding a molding material sheet using the produced mold.

本発明は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記非可展面が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法を提供する。 The present invention provides a molding die comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces. to match all the length of the intersection of the plurality of planes the non developable surfaces, including any curvature lines on the non-developable surfaces connecting the developable surfaces before Symbol second developable surfaces of A step of pressing and molding a molding material sheet using a molding die in which the non-developable surface is formed so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature in the non-developable surface approach zero. A method for producing a molded product is provided.

本発明は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む平面に交差する複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記非可展面が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法を提供する。 The present invention provides a molding die comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces. said plurality of planes intersecting the plane containing the arbitrary line of curvature on the non-developable surfaces connecting the developable surfaces before Symbol second developable surfaces of intersection of the non-developable surfaces the length By making all match , using a molding die in which the non-expandable surface is formed so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature on the non-expandable surface approach zero , the molding material sheet is pressed and molded. The manufacturing method of the molded article which comprises the process to perform is provided.

本発明は、第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記第1の可展面及び前記第2の可展面の少なくとも一方が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法を提供する。 The present invention provides a molding die comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces. to match all the length of the intersection of the plurality of planes the Hikaten surface including any line of curvature on the non-developable surfaces connecting the developable surfaces before Symbol second developable surfaces of By using a mold in which at least one of the first and second developable surfaces is formed so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature on the non-expandable surface approach zero. The manufacturing method of the molded article which comprises the process of pressing and shape | molding a shaping | molding raw material sheet | seat is provided.

本発明の参考例は、前記成形型の形状を曲面解析する解析工程と、前記曲面解析の結果に基づいて、表面のガース長さを算出する算出工程と、前記ガース長さに応じて、前記成形型に成形素材シートの各端部を圧縮或いは引張りながら前記成形型に押圧する押圧工程とを具備する成形品の製造方法を提供する。 The reference example of the present invention includes an analysis step for analyzing a curved surface of the shape of the mold, a calculation step for calculating a girth length of a surface based on a result of the curved surface analysis, and depending on the girth length, There is provided a method for producing a molded product, comprising: a pressing step of pressing each end of a molding material sheet on the molding die against the molding die while compressing or pulling.

本発明の参考例は、前記成形型の形状を曲面解析する解析工程と、前記曲面解析の結果に基づいて、表面のガース長さを算出する算出工程と、前記ガース長さに応じて決定される形状に、成形素材シートを裁断する裁断工程と、前記成形型に断裁された前記成形素材シートを押圧する押圧工程とを具備する成形品の製造方法を提供する。 The reference example of the present invention is determined according to the analysis step of performing a curved surface analysis of the shape of the mold, the calculation step of calculating the girth length of the surface based on the result of the curved surface analysis, and the girth length. And a pressing step for pressing the molding material sheet cut into the molding die.

本発明の参考例は、成形型モデルの形状を曲面解析する解析工程と、前記曲面解析の結果に基づいて、前記成形型モデルの表面のガース長さを算出する算出工程と、前記ガース長さに応じて、成形素材シートを裁断する裁断工程とを具備する成形素材シートの製造方法を提供する。
The reference example of the present invention includes an analysis step for analyzing the curved surface of the shape of the mold model, a calculation step for calculating the girth length of the surface of the mold model based on the result of the curved surface analysis, and the girth length Accordingly, there is provided a method for producing a molding material sheet comprising a cutting step of cutting the molding material sheet.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を、中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する成形型モデルの形状決定方法であって、前記フィレット面上の各位置における周方向の長さが一致するように、フィレット面の形状を修正する成形型モデルの形状決定方法を提供する。   The reference example of the present invention includes two partial cylindrical surfaces obtained by cutting two cylindrical surfaces having different radii arranged concentrically by two planes including a central axis and arranged at an angle to each other, A mold model having a plane perpendicular to the central axis of the partial cylindrical surface and a fillet surface that smoothly connects the flat surface and each of the partial cylindrical surfaces with a certain curvature deformation is modified to a model shape suitable for press molding. There is provided a method for determining the shape of a mold model for correcting the shape of a fillet surface so that the circumferential lengths at the respective positions on the fillet surface coincide with each other.

これにより、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの部分円筒面の中心軸に直交する平面と、平面と部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型モデルにおいて、フィレット面上の各位置における周方向(以下「長手方向」という。)の長さが一致するように、フィレット面の形状を修正するので、フィレット面の周長を一定にすることが可能となる。
これにより、しわの発生が顕著に現れていた長手方向の歪みを解消することが可能となるので、しわや亀裂を低減させることができる。
Thereby, two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically with two planes having different radii and including a central axis, and the central axes of the two partial cylindrical surfaces In a mold model comprising a plane orthogonal to the plane, and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a constant curvature deformation, a circumferential direction (hereinafter referred to as a “longitudinal direction”) at each position on the fillet surface. .)), The shape of the fillet surface is modified so that the lengths of the fillet surfaces coincide with each other, so that the circumference of the fillet surface can be made constant.
As a result, it is possible to eliminate the distortion in the longitudinal direction in which the occurrence of wrinkles was noticeable, so that wrinkles and cracks can be reduced.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する成形型モデルの形状決定方法であって、前記中心軸を含む平面で前記成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、フィレット面の形状を修正する成形型モデルの形状決定方法を提供する。   The reference example of the present invention includes two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other, and the two parts. A mold model having a plane perpendicular to the central axis of a cylindrical surface and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a constant curvature deformation is corrected to a model shape suitable for press molding. A method for determining the shape of a mold model, wherein the mold model corrects the shape of the fillet surface so that the lengths of the outer peripheries of the respective sections match when the mold model is cut out in a plane including the central axis. A shape determination method is provided.

本発明の参考例によれば、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの部分円筒面の中心軸に直交する平面と、平面と部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型モデルにおいて、中心軸を含む平面で成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、フィレット面の形状を修正するので、断面の外周の長さを一定にすることが可能となる。これにより、断面方向の歪みを解消することが可能となる。また、上記長手方向の長さを一致させた上で、更に、断面方向の長さを一致させることにより、しわや亀裂の更なる低減を図ることが可能となる。   According to the reference example of the present invention, two partial cylindrical surfaces obtained by cutting two cylindrical surfaces having different radii arranged concentrically by two planes including the central axis and arranged at an angle to each other, A mold model including a plane perpendicular to the central axis of the partial cylindrical surface and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a constant curvature deformation. Since the shape of the fillet surface is corrected so that the lengths of the outer circumferences of the respective cross sections match when cut out, the length of the outer circumference of the cross section can be made constant. Thereby, the distortion in the cross-sectional direction can be eliminated. In addition, it is possible to further reduce wrinkles and cracks by matching the lengths in the longitudinal direction and further matching the lengths in the cross-sectional direction.

また、前記各断面において、前記フィレット面に対応する円弧の曲率半径を変化させることにより、前記フィレット面の形状を修正することが好ましい。
このように、曲率半径を変化させることにより、フィレット面を可展面に近づけることが可能となるので、成形品のしわや亀裂を大幅に低減させることができる。
Moreover, it is preferable that the shape of the fillet surface is corrected by changing the radius of curvature of the arc corresponding to the fillet surface in each cross section.
Thus, by changing the radius of curvature, the fillet surface can be brought close to the developable surface, so that wrinkles and cracks in the molded product can be greatly reduced.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する成形型モデルの形状決定方法であって、前記中心軸を含む平面で前記成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、前記平面の形状を修正する成形型モデルの形状決定方法を提供する。   The reference example of the present invention includes two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other, and the two parts. A mold model having a plane perpendicular to the central axis of a cylindrical surface and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a constant curvature deformation is corrected to a model shape suitable for press molding. A method for determining a shape of a mold model, wherein the shape of the plane is corrected so that the lengths of the outer peripheries of the respective sections when the mold model is cut out in a plane including the central axis are matched. A shape determination method is provided.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型において、前記フィレット面上の各位置における周方向の長さが、その最大の長さに一致するように、フィレット面が形成された成形型を提供する。   The reference example of the present invention includes two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other, and the two parts. A circumferential direction at each position on the fillet surface in a molding die comprising: a plane orthogonal to the central axis of the cylindrical surface; and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a constant curvature deformation A mold in which a fillet surface is formed so that the length of is matched with the maximum length is provided.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型において、前記中心軸を含む平面で前記成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、フィレット面が形成された成形型を提供する。   The reference example of the present invention includes two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other, and the two parts. A molding die comprising a plane perpendicular to the central axis of a cylindrical surface, and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a constant curvature deformation, and the molding die is a plane including the central axis. Provided is a mold in which a fillet surface is formed so that the lengths of the outer circumferences of the respective cross sections when a model is cut out are matched.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型モデルにおいて、前記中心軸を含む平面で前記成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、前記平面が形成された成形型を提供する。   The reference example of the present invention includes two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other, and the two parts. In a mold model comprising a plane perpendicular to the central axis of a cylindrical surface, and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a certain curvature deformation, the molding is performed on a plane including the central axis. Provided is a molding die in which the plane is formed so that the lengths of the outer circumferences of the respective cross sections when the die model is cut out are matched.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型において、前記フィレット面上の各位置における周方向の長さが、その最大の長さに一致するように、フィレット面が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法を提供する。   The reference example of the present invention includes two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other, and the two parts. A circumferential direction at each position on the fillet surface in a molding die comprising: a plane orthogonal to the central axis of the cylindrical surface; and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a constant curvature deformation The manufacturing method of the molded article which comprises the process of pressing and shape | molding a shaping | molding raw material sheet | seat using the shaping | molding die in which the fillet surface was formed so that the length of this may correspond to the maximum length is provided.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型において、前記中心軸を含む平面で前記成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、フィレット面が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法を提供する。   The reference example of the present invention includes two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other, and the two parts. A molding die comprising a plane perpendicular to the central axis of a cylindrical surface, and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a constant curvature deformation, and the molding die is a plane including the central axis. A method of manufacturing a molded article comprising a step of pressing and molding a molding material sheet using a molding die on which a fillet surface is formed so that the lengths of the outer peripheries of the respective sections when the model is cut out are matched. provide.

本発明の参考例は、同心に配置された半径の異なる2つの円筒面を中心軸を含み相互に角度をなして配置される2つの平面によって切り出した2つの部分円筒面と、2つの前記部分円筒面の中心軸に直交する平面と、前記平面と前記部分円筒面のそれぞれとを一定の曲率変形で滑らかに接続するフィレット面とを備える成形型モデルにおいて、前記中心軸を含む平面で前記成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、前記平面が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法を提供する。   The reference example of the present invention includes two cylindrical surfaces cut out by two planes arranged concentrically and having two radii having different radii and including a central axis and arranged at an angle to each other, and the two parts. In a mold model comprising a plane perpendicular to the central axis of a cylindrical surface, and a fillet surface that smoothly connects the plane and each of the partial cylindrical surfaces with a certain curvature deformation, the molding is performed on a plane including the central axis. A method for producing a molded article comprising a step of pressing and molding a molding material sheet using a molding die in which the flat surface is formed so that the outer circumferences of the respective sections match when the mold model is cut out I will provide a.

本発明は、このように、しわや亀裂の原因となっていた非可展面を極めて少なくすることが可能となるので、品質の高い成形品を製造することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to extremely reduce the non-developable surface that has been the cause of wrinkles and cracks, and thus it is possible to manufacture a high-quality molded product.

本発明の一実施形態に係る3次元形状処理装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the three-dimensional shape processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 非可展面を備える成形型モデルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a shaping | molding die model provided with a non-expandable surface. 図2の上面図であり、図2の成形型モデルの形状を説明するための図である。FIG. 3 is a top view of FIG. 2 for explaining the shape of the mold model of FIG. 2. 図2及び図3に示した成形型モデルのY−Z(X=0.0)断面図を示している。FIG. 4 shows a YZ (X = 0.0) cross-sectional view of the mold model shown in FIGS. 2 and 3. 図2に示した成形型モデルにおいて、周方向及び断面方向を定義するための複数の平面について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a plurality of planes for defining a circumferential direction and a cross-sectional direction in the mold model shown in FIG. 2. 図2に示した成形型モデルにおいて、周方向の長さを一致させる手順を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a procedure for matching the lengths in the circumferential direction in the mold model shown in FIG. 2. 図2に示した成形型モデルにおいて、周方向の長さを一致させたときの成形型モデルの上面図の一例を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a top view of the mold model when the circumferential lengths are matched in the mold model shown in FIG. 2. 図2に示した内側フィレット面S04の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of an inner fillet surface S04 shown in FIG. 2. 図2に示した成形型モデルをZ軸を含む複数の平面で切り出したときのフィレット断面を示す図である。It is a figure which shows the fillet cross section when the shaping | molding die model shown in FIG. 2 is cut out by the some plane containing a Z-axis. 本発明の第2の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法による修正後の内側部分円筒面S05、内側フィレット面S04、及び平面S03の形状を示した図である。It is the figure which showed the shape of inner part cylindrical surface S05 after correction | amendment by the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, inner side fillet surface S04, and plane S03. 本発明の第2の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法による修正後の外側部分円筒面S01、外側フィレット面S02、及び平面S03の形状を示した図である。It is the figure which showed the shape of outer side partial cylindrical surface S01 after correction | amendment by the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, outer side fillet surface S02, and plane S03. 本発明の第2の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法による修正前及び修正後における周長の変化を対比して示した図である。It is the figure which contrasted and showed the change of the circumference before and after correction by the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法による修正前及び修正後における断面方向の曲率の変化を対比して示した図である。It is the figure which contrasted and showed the change of the curvature of the cross-sectional direction before and after correction by the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法による修正前及び修正後における周方向の曲率の変化を対比して示した図である。It is the figure which contrasted and showed the change of the curvature of the circumferential direction before and after correction by the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 修正前の成形型モデルの上面図である。It is a top view of the shaping | molding die model before correction. 修正前の成形型モデルの側面図である。It is a side view of the shaping | molding die model before correction. 修正前の成形型モデルの正面図である。It is a front view of the shaping | molding die model before correction. 本発明の第4の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法による修正後の成形型モデルの上面図である。It is a top view of the shaping | molding die model after correction | amendment by the shaping | molding die model shape determination method which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法による修正後の成形型モデルの側面図である。It is a side view of the shaping | molding die model after correction | amendment by the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法による修正後の成形型モデルの正面図である。It is a front view of the shaping | molding die model after correction | amendment by the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法の処理手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process sequence of the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 修正前における成形型モデルのフィレット面におけるガウス曲率を示す図である。It is a figure which shows the Gaussian curvature in the fillet surface of the shaping | molding die model before correction. 本発明の第5の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法において、フィレット面の曲率半径を修正した後の成形型モデルのフィレット面におけるガウス曲率を示す図である。It is a figure which shows the gauss curvature in the fillet surface of a shaping | molding die model after correcting the curvature radius of a fillet surface in the shape determination method of the shaping | molding die model which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法において、フィレット面の曲率半径を修正するとともに、曲率が滑らかに、且つ、連続的に変化するように修正した後の成形型モデルのフィレット面におけるガウス曲率を示す図である。In the mold model shape determination method according to the fifth embodiment of the present invention, the mold model after the curvature radius of the fillet surface is corrected and the curvature is corrected so as to change smoothly and continuously. It is a figure which shows the Gaussian curvature in the fillet surface. 本発明の第2の実施形態に係る成形品の製造方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the molded article which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る成形品の製造方法における裁断後の成形素材シートの形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the shaping | molding raw material sheet | seat after cutting in the manufacturing method of the molded article which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 従来の成形型の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional shaping | molding die. ガウス曲率などを説明するための図である。It is a figure for demonstrating Gaussian curvature. 図28に示した曲面における法断面の微分を曲率として、法平面を単位法線ベクトルnの周りに回転させることにより得られた回転角θと曲率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle (theta) obtained by rotating the normal plane around the unit normal vector n, and a curvature by making the curvature of the normal cross section in the curved surface shown in FIG. 28 into a curvature. ガウス曲率と平均曲率とにより決定される形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape determined by a Gaussian curvature and an average curvature. 鞍型の曲面に対して平板の成形素材シートを貼り付けたときのしわのでき方について検証した図である。It is the figure which verified about the way of making a wrinkle when a flat molding material sheet was stuck on a bowl-shaped curved surface. 皿型の曲面に対して平板の成形素材シートを貼り付けたときのしわのでき方について検証した図である。It is the figure which verified about the way of making a wrinkle when a flat molding material sheet was stuck on the curved surface of a plate shape. 成形型モデルの周方向の断面にしわが顕著に生じていることを検証した図である。It is the figure which verified that wrinkles had arisen remarkably in the section of the peripheral direction of a mold model.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明による3次元形状処理装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る3次元形状処理装置は、CAD(Computer Aided Design)やCAM(Computer Aided Manufacturing)などのコンピュータシステムであり、CPU(中央演算処理装置)1、RAM(Random Access Memory)などの主記憶装置2、HDD(Hard Disk Drive)などの補助記憶装置3、キーボードやマウスなどの入力装置4、及びプリンタなどの出力装置5などを備えて構成されている。
補助記憶装置3には、各種プログラムが格納されており、CPU1が補助記憶装置3からプログラムをRAMなどの主記憶装置2に読み出し、実行することにより、後述する各種処理、例えば、3次元形状モデルの作成、作成されている3次元モデルの変形処理などを実現させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional shape processing apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the three-dimensional shape processing apparatus according to the present embodiment is a computer system such as CAD (Computer Aided Design) or CAM (Computer Aided Manufacturing), and includes a CPU (Central Processing Unit) 1, RAM ( A main storage device 2 such as a Random Access Memory, an auxiliary storage device 3 such as an HDD (Hard Disk Drive), an input device 4 such as a keyboard and a mouse, an output device 5 such as a printer, and the like.
Various programs are stored in the auxiliary storage device 3, and the CPU 1 reads out the programs from the auxiliary storage device 3 to the main storage device 2 such as a RAM and executes them to execute various processes described later, for example, a three-dimensional shape model. And the transformation process of the created three-dimensional model are realized.

次に、上述のような構成を備える3次元形状処理装置において、既に作図されている非可展面を備える成形型モデルの形状をプレス成形に適した形状に修正させる成形型モデルの形状決定方法について、説明する。
〔第1の実施形態:成形型モデルの形状決定方法〕
本実施形態においては、非可展面を備える成形型モデルの一例として、図2に示した形状の成形型モデルを挙げ、この成形型モデルをプレス成形に適した形状に修正させる方法について説明する。
Next, in the three-dimensional shape processing apparatus having the above-described configuration, the shape determination method of the mold model for correcting the shape of the mold model having a non-expandable surface already drawn to a shape suitable for press molding Will be described.
[First Embodiment: Shape Determination Method of Mold Model]
In the present embodiment, a mold model having the shape shown in FIG. 2 is given as an example of a mold model having a non-expandable surface, and a method for correcting the mold model to a shape suitable for press molding will be described. .

図2には、O−XYZの直交座標系に配置された成形型モデルが示されている。この成形型モデルは、Z軸を中心軸とする内側部分円筒面S05と外側部分円筒面S01とを備えている。これら部分円筒面S01、S05を接続するように平面S03が図において上方に設けられている。この平面S03と各部分円筒面S01、S05とは、外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04によって滑らかに接続されている。
この成形型モデルにおいて、内側部分円筒面S05、平面S03、及び外側部分円筒面S01は、可展面である。また、外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04は、非可展面である。
FIG. 2 shows a mold model arranged in an O-XYZ orthogonal coordinate system. The mold model includes an inner partial cylindrical surface S05 and an outer partial cylindrical surface S01 having the Z axis as a central axis. A plane S03 is provided on the upper side in the drawing so as to connect the partial cylindrical surfaces S01 and S05. The plane S03 and the partial cylindrical surfaces S01 and S05 are smoothly connected by the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04.
In this mold model, the inner partial cylindrical surface S05, the plane S03, and the outer partial cylindrical surface S01 are developable surfaces. Further, the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 are non-expandable surfaces.

内側部分円筒面S05は、図3に示すように、Z軸(中心Oを通り、紙面に垂直な軸)を中心軸とする半径r1の円筒面C1を、中心軸Zを含み相互に角度θsをなして配置される2つの平面F1(Y−Z面に相当)及びF2によって切り出されている。
外側部分円筒面S01についても、内側部分円筒面S05と同様に、Z軸を中心軸とする半径r2(>r1)の円筒面C2を、中心軸Zを含み相互に角度θsをなして配置される2つの平面F1(Y−Z面に相当)及びF2によって切り出されている。
平面S03は、Z軸に直交する平面の一部とされている。すなわち、X−Y面を平面視した場合、中心角θsとされた扇形の一部を切り取った形状となっている。
外側フィレット面S02は、図2に示したように、平面S03の外周縁と外側部分円筒面S01とを一定の曲率半径で滑らかに接続する面とされている。
同様に、内側フィレット面S04は、平面S03の内周縁と内側部分円筒面S05とを一定の曲率半径で滑らかに接続する面とされている。
図4は、図2及び図3に示した成形型モデルのY−Z(X=0.0)断面図を示している。
As shown in FIG. 3, the inner partial cylindrical surface S05 includes a cylindrical surface C1 having a radius r1 with a Z axis (an axis that passes through the center O and is perpendicular to the paper surface) as a central axis, and includes the central axis Z. Are cut out by two planes F1 (corresponding to the Y-Z plane) and F2 that are arranged as shown in FIG.
Similarly to the inner partial cylindrical surface S05, the outer partial cylindrical surface S01 is also arranged such that the cylindrical surface C2 having a radius r2 (> r1) with the Z axis as the central axis includes the central axis Z and forms an angle θs with each other. Are cut out by two planes F1 (corresponding to the YZ plane) and F2.
The plane S03 is a part of a plane orthogonal to the Z axis. That is, when the XY plane is viewed in plan, a part of the sector having the central angle θs is cut out.
As shown in FIG. 2, the outer fillet surface S02 is a surface that smoothly connects the outer peripheral edge of the plane S03 and the outer partial cylindrical surface S01 with a constant curvature radius.
Similarly, the inner fillet surface S04 is a surface that smoothly connects the inner peripheral edge of the plane S03 and the inner partial cylindrical surface S05 with a certain radius of curvature.
FIG. 4 shows a YZ (X = 0.0) cross-sectional view of the mold model shown in FIGS. 2 and 3.

本実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法においては、成形型モデルの各位置における周方向の長さが、その最大の長さに一致するように、成形型モデルの形状を修正する。ここで、周方向の長さとは、以下のように定義される。
図5に示すように、外側部分円筒面S01と外側フィレット面S02と平面S03とを繋ぐ方向に複数の平面N(図5では、1つの平面のみ例示している)を配置する。そして、この平面Nに交差する複数の平面(図5では、1つの平面のみ例示している)Tを配置する。そして、この平面Tと成形型モデルとの交線の長さを周方向の長さLとする。
なお、内側部分円筒面S05と内側フィレット面S04と平面S03とを繋ぐ方向に上記平面Nを配置されても良い。また、複数の平面Nは、互いに交差するものではなく、複数の平面Tについても、互いに交差するものではない。
In the method for determining the shape of the mold model according to this embodiment, the shape of the mold model is corrected so that the circumferential length at each position of the mold model matches the maximum length. Here, the length in the circumferential direction is defined as follows.
As shown in FIG. 5, a plurality of planes N (only one plane is illustrated in FIG. 5) are arranged in a direction connecting the outer partial cylindrical surface S01, the outer fillet surface S02, and the plane S03. Then, a plurality of planes (only one plane is illustrated in FIG. 5) T intersecting the plane N are arranged. The length of the intersection line between the plane T and the mold model is defined as a circumferential length L.
The plane N may be arranged in a direction connecting the inner partial cylindrical surface S05, the inner fillet surface S04, and the plane S03. Further, the plurality of planes N do not cross each other, and the plurality of planes T do not cross each other.

例えば、図4に示したY−Z断面図において、断面の外周を50分割する分割点を設定する。続いて、各分割点を通る各周方向(図5及び図8参照)の長さL(以下、周方向の長さを「周長」という。)を計測し、周長Lが最大である分割点Qとその長さLmaxを特定する。
続いて、図4に示すように、分割点QとZ軸との距離、つまり周方向の回転半径Rmaxを計測し、この分割点Qにおける周方向の外形線をX−Y平面上に描く。この結果、図6に示すような部分曲線Kが得られる。
For example, in the YZ sectional view shown in FIG. 4, division points for dividing the outer periphery of the cross section into 50 are set. Subsequently, the length L in each circumferential direction (see FIGS. 5 and 8) passing through each division point (hereinafter, the circumferential length is referred to as “circumferential length”), and the circumferential length L is the maximum. The dividing point Q and its length Lmax are specified.
Subsequently, as shown in FIG. 4, the distance between the dividing point Q and the Z axis, that is, the rotational radius Rmax in the circumferential direction is measured, and the outline in the circumferential direction at the dividing point Q is drawn on the XY plane. As a result, a partial curve K as shown in FIG. 6 is obtained.

次に、断面(図4参照)の外周上に設定した各分割点(図示略)を通る周長を上記最大の長さLmaxに一致させるように、修正する。
具体的には、図4に示すように、ある分割点A(Z=Zv)において、回転半径Rvを計測する。続いて、図6に示すX−Y平面上において、Y軸に上記回転半径Rvをとり、原点Oを中心とした長さLmaxの円弧Kvを描く。この円弧の他端のX座標Rvsinθv、Y座標Rvcosθvを取得する。
他の各分割点においても上述と同様の処理を行うことにより、各分割点における座標値(Xi,Yi,Zi)を取得する。
上述の手法により得られた各分割点の座標値を滑らかに結ぶことにより、例えば、図7に示すような成形型モデルを得ることができる。修正後における成形型モデル(図中実線)は、修正前の形状(図中点線)に対して、少し膨らみを帯びた形状となる。なお、図7は、外形の特徴を把握するために示したモデルであり、実際のモデルとは異なる。
なお、本実施形態では、図4に示したY−Z断面を50分割したが、この分割数を多くする程、周長の長さを精度よく一致させることが可能となる。
Next, the circumference passing through each division point (not shown) set on the outer periphery of the cross section (see FIG. 4) is corrected so as to coincide with the maximum length Lmax.
Specifically, as shown in FIG. 4, the rotation radius Rv is measured at a certain dividing point A (Z = Zv). Subsequently, on the XY plane shown in FIG. 6, the rotation radius Rv is taken as the Y axis, and an arc Kv having a length Lmax with the origin O as the center is drawn. The X coordinate Rvsin θv and Y coordinate Rvcos θv of the other end of the arc are acquired.
The coordinate values (Xi, Yi, Zi) at each division point are acquired by performing the same processing as described above at the other division points.
For example, a molding model as shown in FIG. 7 can be obtained by smoothly connecting the coordinate values of the division points obtained by the above-described method. The mold model after the correction (solid line in the figure) has a slightly swollen shape with respect to the shape before the correction (dotted line in the figure). FIG. 7 is a model shown for grasping the feature of the outer shape, and is different from the actual model.
In the present embodiment, the YZ cross section shown in FIG. 4 is divided into 50 parts. However, as the number of divisions increases, it becomes possible to make the lengths of the circumferences coincide with each other with high accuracy.

〔第2の実施形態:成形型モデルの形状決定方法〕
次に、本発明の第2の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法について、図を参照して説明する。
本実施形態の成形型モデルの形状決定方法では、図2に示した成形型モデルにおいて、外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04上の各位置における周長(図8に示す各実線の長さL)が、その最大の長さに一致するように、外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04の形状を修正する。
具体的には、上述した第1の実施形態と同様に、周長の最大の長さLmaxを特定する。その後、図8に示すように、内側フィレット面S04上に存在する各分割点における周長を長さLmaxとするべく、内側フィレット面S04の形状を修正する。例えば、図9に示すように、成形型モデルの内側フィレット面S04を、Z軸(図示略)を含む平面でそれぞれ切り出した各フィレット断面Dの曲率半径r´を各フィレット断面D毎に、変化させることにより、内側フィレット面S04の形状を変更させる(以下、フィレット断面の曲率半径を変更する修正方法を「修正方法1」という。)。
より好ましくは、内側部分円筒面S05とフィレット面S04との境界部における曲率、及びフィレット面S04と平面S03との境界部における曲率が、滑らかに、且つ、連続的になるように、言い換えると、内側部分円筒面S05とフィレット面S04と平面S03とを繋ぐ稜線が2階微分可能な曲線となるように、フィレット断面Dの弧の形状を修正する(以下、この修正方法を「修正方法2」という。)。例えば、弧の膨らみ加減を変えることにより、フィレット面の弧の形状を修正する。これにより、成形型モデルを非常に滑らかな曲線にて表現することが可能となるので、成形品のしわや亀裂を更に低減させることができる。
そして、外側フィレット面S02においても、同様にフィレット面の形状を変更することにより、同様の効果を得ることが可能となる。
[Second Embodiment: Shape Determination Method of Mold Model]
Next, a method for determining the shape of a mold model according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the method for determining the shape of the mold model of the present embodiment, in the mold model shown in FIG. 2, the circumferential length at each position on the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 (the length L of each solid line shown in FIG. ) Modify the shapes of the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 so as to match the maximum length.
Specifically, as in the first embodiment described above, the maximum perimeter Lmax is specified. Thereafter, as shown in FIG. 8, the shape of the inner fillet surface S04 is corrected so that the circumference at each dividing point existing on the inner fillet surface S04 is the length Lmax. For example, as shown in FIG. 9, the curvature radius r ′ of each fillet section D obtained by cutting the inner fillet surface S04 of the mold model along a plane including the Z axis (not shown) varies for each fillet section D. By doing so, the shape of the inner fillet surface S04 is changed (hereinafter, the correction method for changing the curvature radius of the fillet section is referred to as “correction method 1”).
More preferably, the curvature at the boundary between the inner partial cylindrical surface S05 and the fillet surface S04 and the curvature at the boundary between the fillet surface S04 and the plane S03 are smooth and continuous, in other words, The shape of the arc of the fillet section D is corrected so that the ridgeline connecting the inner partial cylindrical surface S05, the fillet surface S04, and the plane S03 is a second-order differentiable curve (hereinafter, this correction method is referred to as “correction method 2”). That said.) For example, the arc shape of the fillet surface is corrected by changing the bulge of the arc. As a result, the mold model can be expressed by a very smooth curve, so that wrinkles and cracks in the molded product can be further reduced.
In the outer fillet surface S02, the same effect can be obtained by changing the shape of the fillet surface in the same manner.

ここで、内側フィレット面S04上及び外側フィレット面S02上に存在する各分割点における周長が、長さLmaxとなるように、内側フィレット面S04及び外側フィレット面S02の形状を修正したときの成形型モデルの形状を図10及び図11に示す。
図10は、修正後における内側部分円筒面S05、内側フィレット面S04、及び平面S03の形状を示している。図11は、修正後における外側部分円筒面S01、外側フィレット面S02、及び平面S03の形状を示している。
図10に示すように、内側フィレット面S04においては、中央部に近づくほど幅が細くなるような形状となる。また、図11に示すように、外側フィレット面S02においては、中央部に近づくほど、幅が広がるような形状となる。これは、上述したように、修正前の成形型モデルにおいて、内側フィレット面S04は、鞍型形状をしており、外側フィレット面S02は、皿型形状をしているためであると考えられる。
Here, forming when the shapes of the inner fillet surface S04 and the outer fillet surface S02 are modified so that the circumferential length at each division point existing on the inner fillet surface S04 and the outer fillet surface S02 is the length Lmax. The shape of the mold model is shown in FIGS.
FIG. 10 shows the shapes of the inner partial cylindrical surface S05, the inner fillet surface S04, and the plane S03 after correction. FIG. 11 shows the shapes of the outer partial cylindrical surface S01, the outer fillet surface S02, and the plane S03 after correction.
As shown in FIG. 10, the inner fillet surface S <b> 04 has a shape that becomes narrower as it approaches the center. Moreover, as shown in FIG. 11, in outer fillet surface S02, it becomes a shape where a width | variety spreads, so that a center part is approached. This is considered to be because, as described above, in the mold model before correction, the inner fillet surface S04 has a bowl shape, and the outer fillet surface S02 has a dish shape.

次に、図12は、修正前における周長の変化と、修正後における周長の変化とを対比して示した図である。図13は、修正前における断面方向(図8参照)の曲率の変化と、修正後における断面方向の曲率の変化とを対比して示した図である。図14は、修正前における周方向(図8参照)の曲率の変化と、修正後における周方向の曲率の変化とを対比して示した図である。
図12乃至図14において、X軸に、図4に示したY−Z断面において設定した各分割点(点列)をとり、Y軸に、各分割点における周長、断面方向における曲率、周方向における曲率をそれぞれとる。
Next, FIG. 12 is a diagram showing a comparison between the change in the circumference before the correction and the change in the circumference after the correction. FIG. 13 is a diagram showing a comparison between the change in curvature in the cross-sectional direction (see FIG. 8) before correction and the change in curvature in the cross-sectional direction after correction. FIG. 14 is a diagram showing a comparison between the change in the curvature in the circumferential direction (see FIG. 8) before the correction and the change in the curvature in the circumferential direction after the correction.
12 to 14, each division point (point sequence) set in the YZ cross section shown in FIG. 4 is taken on the X axis, and the circumferential length at each division point, the curvature in the cross sectional direction, the circumference are taken on the Y axis. Take the curvature in each direction.

X軸において、図4に示した外側部分円筒面S01のZ=0の位置を分割点1とし、ここから断面の外周に沿って分割点2、3と順に設定をしている。
分割点11乃至21は、外側フィレット面S02上に設定された分割点であり、分割点31乃至41は、内側フィレット面S04上に設定された分割点である。
これらの図において、実線は修正前、二点鎖線は周長を一致させるためにフィレット断面Dの曲率半径を変えた場合、つまり修正方法1の場合、点線は、フィレット断面Dの曲率変形を変更した上、更に、各部分円筒面と平面とを繋ぐ稜線の曲率が滑らかに、且つ、連続的に変化するようにフィレット断面Dの形状を変形させた場合、つまり修正方法2の場合の各値を示している。
On the X axis, the position of Z = 0 on the outer partial cylindrical surface S01 shown in FIG. 4 is set as a dividing point 1, and the dividing points 2 and 3 are set in this order along the outer periphery of the cross section.
The dividing points 11 to 21 are dividing points set on the outer fillet surface S02, and the dividing points 31 to 41 are dividing points set on the inner fillet surface S04.
In these figures, the solid line is before correction, and the two-dot chain line is the case where the curvature radius of the fillet section D is changed to match the circumference, that is, in the case of the correction method 1, the dotted line changes the curvature deformation of the fillet section D. Furthermore, when the shape of the fillet cross section D is deformed so that the curvature of the ridgeline connecting each partial cylindrical surface and the plane changes smoothly and continuously, each value in the case of the correction method 2 Is shown.

図12から、修正前の成形型モデルでは、周長が大幅に変化しているが、修正後の成形型モデルでは、修正方法1及び修正方法2の双方において、各分割点における周長が全て同じ長さとなっていることが確認できる。   From FIG. 12, in the mold model before the correction, the perimeter has changed significantly, but in the mold model after the correction, the perimeter at each division point is all in both the correction method 1 and the correction method 2. It can be confirmed that the length is the same.

図13から、修正前並びに修正方法1の場合においては、断面方向の曲率が不連続になっていることがわかる。特に、各部分円筒面S01、S05と各フィレット面S02、S04との接続箇所(分割点11乃至13など)、及び、平面S03と各フィレット面S02、S04との接続箇所において、曲率が急激に高い値を示していることが確認できる。これに対して、修正手法2の場合には、上記接続箇所における曲率変化が滑らかであり、分割点の全体にわたって滑らかに、且つ、連続的に曲率が変化していることが確認できる。
同様に、図14についても、修正前並びに修正方法1の場合においては、上記接続箇所における周方向の曲率が急な傾斜を描いて変化しているが、修正方法2の場合においては、接続箇所付近においても周方向の曲率がゆるやかなカーブを描いて変化していることが確認できる。
FIG. 13 shows that the curvature in the cross-sectional direction is discontinuous before the correction and in the case of the correction method 1. In particular, the curvature is abrupt at the connection points between the partial cylindrical surfaces S01 and S05 and the fillet surfaces S02 and S04 (such as the dividing points 11 to 13) and the connection points between the plane S03 and the fillet surfaces S02 and S04. It can be confirmed that the value is high. On the other hand, in the case of the correction method 2, it can be confirmed that the curvature change at the connection point is smooth, and the curvature changes smoothly and continuously over the entire division point.
Similarly, in FIG. 14, the curvature in the circumferential direction at the connection location changes with a steep slope before the correction and in the case of the correction method 1. Even in the vicinity, it can be confirmed that the curvature in the circumferential direction changes with a gentle curve.

以上述べたように、本実施形態によれば、非可展面である各フィレット面S02及びS04における周長を一致させるように、フィレット断面Dの曲率半径を変更することにより、修正前の成形型を用いて製造された成形品に生じていた周方向のしわを解消することが可能となる。これにより、しわや亀裂の少ない良質な成形品を製造することが可能となる。
更に、内側部分円筒面S05とフィレット面S04との境界部における曲率、及びフィレット面S04と平面S03との境界部における曲率が、滑らかに、且つ、連続的になるように、言い換えると、内側部分円筒面S05とフィレット面S04と平面S03とを繋ぐ稜線が2階微分可能な曲線となるように、フィレット断面Dの形状を変形させることにより、図13、図14に示すように、各面を非常に滑らかに接続することが可能となるので、成形品のしわや亀裂を大幅に低減させることができる。
なお、上記実施形態においては、フィレット面S02及びS04の周長を全て一致させたが、フィレット面S02とフィレット面S04とにおいて、個別に周長を一致させるようにしても良い。つまり、フィレット面S02における周長が均一となるようにフィレット面S02の形状を変更し、同様に、フィレット面S04における周長が均一となるように、フィレット面S04の形状を変更するようにしても良い。
また、上記実施形態では、最大の長さに周長を一致させていたが、この例に限られず、最短の周長に一致させても良い。要は、周方向における基線を一本設定し、この基線の長さに他の周方向の長さを一致させれば良い。
As described above, according to the present embodiment, by changing the radius of curvature of the fillet cross section D so that the circumferences of the fillet surfaces S02 and S04 that are non-developable surfaces coincide with each other, molding before correction is performed. It is possible to eliminate the wrinkles in the circumferential direction that have occurred in the molded product manufactured using the mold. This makes it possible to produce a high-quality molded product with few wrinkles and cracks.
Further, the curvature at the boundary portion between the inner cylindrical surface S05 and the fillet surface S04 and the curvature at the boundary portion between the fillet surface S04 and the plane S03 are smooth and continuous, in other words, the inner portion. By changing the shape of the fillet cross section D so that the ridge line connecting the cylindrical surface S05, the fillet surface S04, and the plane S03 is a second-order differentiable curve, each surface is transformed as shown in FIGS. Since it becomes possible to connect very smoothly, wrinkles and cracks in the molded product can be greatly reduced.
In the above-described embodiment, the circumferences of the fillet surfaces S02 and S04 are all matched. However, the circumferences of the fillet surface S02 and the fillet surface S04 may be individually matched. That is, the shape of the fillet surface S02 is changed so that the circumference of the fillet surface S02 is uniform, and similarly, the shape of the fillet surface S04 is changed so that the circumference of the fillet surface S04 is uniform. Also good.
In the above-described embodiment, the circumference is matched with the maximum length. However, the circumference is not limited to this example, and may be matched with the shortest circumference. In short, it is only necessary to set one base line in the circumferential direction and make the length of the base line coincide with the length of this base line.

〔第3の実施形態:成形型モデルの形状決定方法〕
次に、本発明の第3の実施形態における形状決定方法について、図を参照して説明する。
本実施形態の形状決定方法では、図2に示した成形型モデルにおいて、Z軸を含む平面で成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、フィレット面の形状を修正する。
言い換えれば、図3に示した外側円筒面S01と外側フィレット面S02と平面S03とを繋ぐ方向に配された複数の平面N(図3では1つのみを例示)として、Z軸(図2参照)を含む複数の平面Nを設定する。そして、これら複数の平面Nで切り取られたときの成形型モデルの外形線が全て一致するように、外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04の少なくともいずれか一方の形状を変更する。
[Third Embodiment: Shape Determination Method of Mold Model]
Next, a shape determination method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the shape determination method of the present embodiment, the shape of the fillet surface is set so that the lengths of the outer peripheries of the respective sections match when the mold model is cut out in a plane including the Z axis in the mold model shown in FIG. To correct.
In other words, a plurality of planes N (only one is illustrated in FIG. 3) arranged in a direction connecting the outer cylindrical surface S01, the outer fillet surface S02, and the plane S03 shown in FIG. ) Including a plurality of planes N. Then, the shape of at least one of the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 is changed so that the outer shapes of the mold model when cut by the plurality of planes N all match.

例えば、成形型モデルをZ軸(図示略)を含む複数の平面Nにより50分割し、51個のY−Z断面を得る。続いて、各Y−Z断面の外周を計測し、最大の長さを特定する。
このようにして、最大の長さDmaxを特定すると、各断面の外周が最大の長さDmaxに一致するように、外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04の形状を変更する。
例えば、フィレット断面D(図9参照)の曲率半径r´を変更することにより、外周の長さを一致させる。
このとき、上述の第2の実施形態に係る形状決定方法と同様に、内側部分円筒面S05と平面S03とを繋ぐ稜線、又は、外側部分円筒面S01と平面S03とを繋ぐ稜線が連続的、且つ、滑らかに変化するように、フィレット断面Dの弧の形状を修正することが好ましい。例えば、フィレット断面のふくらみ具合を変えることにより、フィレット面の弧の形状を修正する。
For example, the mold model is divided into 50 by a plurality of planes N including the Z axis (not shown) to obtain 51 YZ cross sections. Subsequently, the outer circumference of each YZ cross section is measured to identify the maximum length.
When the maximum length Dmax is specified in this way, the shapes of the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 are changed so that the outer circumference of each cross section matches the maximum length Dmax.
For example, by changing the radius of curvature r ′ of the fillet cross section D (see FIG. 9), the lengths of the outer circumferences are matched.
At this time, as in the shape determination method according to the second embodiment described above, the ridge line connecting the inner partial cylindrical surface S05 and the plane S03 or the ridge line connecting the outer partial cylindrical surface S01 and the plane S03 is continuous. In addition, it is preferable to correct the shape of the arc of the fillet cross section D so as to change smoothly. For example, the arc shape of the fillet surface is corrected by changing the swelling of the fillet cross section.

以上、述べたように、本実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法によれば、中心軸を含む複数の平面Nで成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、フィレット面の形状を修正するので、断面の外周の長さを一定にすることが可能となる。これにより、断面方向の歪みを解消することが可能となる。
特に、本発明の第2の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法と組み合わせることにより、周方向における長さを一致させるとともに、断面の外周の長さも一致させることが可能となるので、成形品に生ずるしわや亀裂を更に低減させることができる。
As described above, according to the method for determining the shape of the mold model according to the present embodiment, the lengths of the outer peripheries of the respective cross sections when the mold model is cut out from a plurality of planes N including the central axis match. Thus, since the shape of the fillet surface is corrected, the length of the outer periphery of the cross section can be made constant. Thereby, the distortion in the cross-sectional direction can be eliminated.
In particular, by combining with the method for determining the shape of the mold model according to the second embodiment of the present invention, the length in the circumferential direction can be matched and the length of the outer periphery of the cross section can be matched. Wrinkles and cracks generated in the product can be further reduced.

なお、上述したように、複数の平面Nで成形型モデルを切り出したときの全長が一致するように外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04の少なくともいずれか一方の形状を修正するのではなく、複数の平面Nと外側フィレット面S02との交線の長さが全て一致するように、外側フィレット面S02の形状を修正するとともに、複数の平面Nと内側フィレット面S04との交線の長さが全て一致するように、内側フィレット面S04の形状を修正するようにしても良い。
また、上記外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04における全ての交線の長さを一致させるように、外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04の形状を修正するようにしても良い。
As described above, the shape of at least one of the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 is not corrected so that the overall length when the mold model is cut out on the plurality of planes N is matched. The shape of the outer fillet surface S02 is modified so that the lengths of the intersection lines of the plane N and the outer fillet surface S02 all coincide, and the lengths of the intersection lines of the plurality of planes N and the inner fillet surfaces S04 are The shape of the inner fillet surface S04 may be corrected so that they all match.
In addition, the shapes of the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 may be modified so that the lengths of all the intersecting lines on the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 are matched.

〔第4の実施形態:成形型モデルの形状決定方法〕
次に、本発明の第4の実施形態における形状決定方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態の形状決定方法では、図2に示した成形型モデルにおいて、Z軸(図示略)を含む複数の平面Nで成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、可展面の形状を修正する。本実施形態では、一例として、平面S03の形状、例えば、平面S03の高さを修正する。
ここで、図15乃至図17に、修正前の成形型モデルの上面図、側面図、正面図をそれぞれ示す。また、図18乃至図20に、修正後の成形型モデルの上面図、側面図、正面図をそれぞれ示す。これらの図からわかるように、修正後の生成型モデルでは、平面S03の中央部分Hが高くなり、中央部から端部に向けて除々に高さが低くなっている。
[Fourth Embodiment: Shape Determination Method of Mold Model]
Next, the shape determination method in the 4th Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.
In the shape determining method according to the present embodiment, the outer peripheral lengths of the respective cross sections when the mold model is cut out in a plurality of planes N including the Z axis (not shown) in the mold model shown in FIG. As such, correct the shape of the developable surface. In the present embodiment, as an example, the shape of the plane S03, for example, the height of the plane S03 is corrected.
Here, FIGS. 15 to 17 respectively show a top view, a side view, and a front view of the mold model before correction. 18 to 20 show a top view, a side view, and a front view of the mold model after correction, respectively. As can be seen from these figures, in the modified generation model, the central portion H of the plane S03 is high, and the height gradually decreases from the central portion toward the end portion.

このように、本実施形態に係る形状決定方法によれば、図2に示した成形型モデルにおいて、Z軸を含む複数の平面Nで成形型モデルを切り出したときの各断面の外周の長さが一致するように、平面S03の形状を修正するので、断面の外周の長さを一定にすることが可能となる。これにより、断面方向の歪みを解消することが可能となり、成形品に生じるしわや亀裂を低減させることが可能となる。
特に、第2の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法と組み合わせることにより、成形品に生ずるしわや亀裂を更に低減させることができる。
As described above, according to the shape determination method according to the present embodiment, in the mold model shown in FIG. 2, the length of the outer circumference of each cross section when the mold model is cut out by a plurality of planes N including the Z axis. Since the shape of the plane S03 is corrected so that they match, the length of the outer periphery of the cross section can be made constant. Thereby, the distortion in the cross-sectional direction can be eliminated, and wrinkles and cracks generated in the molded product can be reduced.
In particular, by combining with the method for determining the shape of the mold model according to the second embodiment, wrinkles and cracks generated in the molded product can be further reduced.

〔第5の実施形態:成形型モデルの形状決定方法〕
次に、本発明の第5の実施形態における形状決定方法について、図面を参照して説明する。図21は、本実施形態に係る成形モデルの形状決定方法の処理手順を示したフローチャートである。
本実施形態に係る形状決定方法は、まず、曲面解析を行うことにより、ガウス曲率分布を求め(解析過程:図21のステップSA1)、続いて、このガウス曲率分布の結果に基づいて、非可展面を抽出する(非可展面抽出過程:ステップSA2)。具体的には、ガウス曲率がゼロでない領域を非可展面として抽出する。続いて、抽出した非可展面が許容できる範囲にあるか否かを判断する(図21のステップSA3)。例えば、非可展面のガウス曲率が予め設定されている閾値以下であるか、つまり限りなく可展面に近づいているか否かを判断する。この結果、非可展面が許容できる範囲になかった場合には(ステップSA3において「NO」)、抽出した非可展面を可展面に近づけるように、例えば、ステップSA2において抽出した非可展面のガウス曲率をゼロに近づけるように、非可展面の形状を修正する(修正過程:ステップSA4)。このステップSA4では、例えば、非可展面の曲率半径を変更することにより、ガウス曲率をゼロに近づける。このようにして、上述のステップSA1からステップSA4の処理を繰り返し行い、非可展面が許容できる範囲であると判断された場合に(ステップSA3において「YES」)、当該処理を終了する。
[Fifth Embodiment: Shape Determination Method of Mold Model]
Next, the shape determination method in the 5th Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 21 is a flowchart showing the processing procedure of the molding model shape determination method according to the present embodiment.
In the shape determination method according to the present embodiment, first, a Gaussian curvature distribution is obtained by performing curved surface analysis (analysis process: step SA1 in FIG. 21), and then, based on the result of this Gaussian curvature distribution, A development surface is extracted (non-expandable surface extraction process: step SA2). Specifically, a region where the Gaussian curvature is not zero is extracted as a non-developable surface. Subsequently, it is determined whether or not the extracted non-developable surface is within an allowable range (step SA3 in FIG. 21). For example, it is determined whether the Gaussian curvature of the non-developable surface is equal to or less than a preset threshold value, that is, whether the non-developable surface is close to the developable surface. As a result, when the non-developable surface is not within the allowable range (“NO” in step SA3), the non-developable surface extracted in step SA2, for example, is brought into close proximity to the developable surface. The shape of the non-expandable surface is corrected so that the Gaussian curvature of the extended surface approaches zero (correction process: step SA4). In step SA4, for example, the Gaussian curvature is brought close to zero by changing the radius of curvature of the non-developable surface. In this manner, the processing from step SA1 to step SA4 is repeated, and when it is determined that the non-expandable surface is within an allowable range (“YES” in step SA3), the processing ends.

例えば、図2に示す成形型モデルを対象に曲面解析を行った場合、各フィレット面S02及びS04並びにその周辺において、ガウス曲率がゼロ以外の値を示した。従って、この各フィレット面S02及びS04並びにその周辺の形状を修正して、ガウス曲率をゼロに近づける。修正手法としては、例えば、各フィレット面S02及びS04の曲率半径を変更する方法がある。
ここで、図22に、修正前における成形型モデルのフィレット面におけるガウス曲率を示す。図23に、フィレット面S02及びS04の曲率半径を修正したときの生成型モデルのフィレット面におけるガウス曲率を示す。ここでは、一例として3箇所のガウス曲率を示している。なお、図22及び図23において、平面S03が台形をしているが、この平面S03は可展面であるため、ここでの形状の違いは、本実施形態の効果に影響を与えるものではない。
For example, when the curved surface analysis was performed on the mold model shown in FIG. 2, the Gaussian curvature showed a value other than zero on each fillet surface S02 and S04 and its periphery. Accordingly, the fillet surfaces S02 and S04 and the surrounding shape are corrected to bring the Gaussian curvature close to zero. As a correction method, for example, there is a method of changing the curvature radius of each fillet surface S02 and S04.
Here, FIG. 22 shows the Gaussian curvature on the fillet surface of the mold model before correction. FIG. 23 shows the Gaussian curvature on the fillet surface of the generated model when the curvature radii of the fillet surfaces S02 and S04 are corrected. Here, three Gaussian curvatures are shown as an example. 22 and 23, the plane S03 has a trapezoidal shape. However, since the plane S03 is a developable surface, the difference in shape here does not affect the effect of the present embodiment. .

図22及び図23に示すように、本実施形態の形状決定方法によれば、修正前の成形型モデルにおいて、ガウス曲率が最も高い値を示していた中央部において、ガウス曲率を顕著に低くすることができた。これにより、成形型モデルの歪みを低減させることが可能となる。
更に、図2に示した成形型モデルにおいて、外側部分円筒面S01と平面S03とを繋ぐ稜線、並びに、平面S03と内側部分円筒面S05とを繋ぐ稜線の曲率が滑らかに、且つ、連続的に変化するように、言い換えると、前記稜線が2階微分可能なように、各フィレット面S02及びS04のふくらみ加減を変化させることにより、非可展面であった各フィレット面S02及びS04を更に可展面に近づけることが可能となる。
As shown in FIGS. 22 and 23, according to the shape determination method of the present embodiment, the Gaussian curvature is remarkably lowered in the central portion where the Gaussian curvature has the highest value in the mold model before correction. I was able to. Thereby, it becomes possible to reduce distortion of the mold model.
Furthermore, in the mold model shown in FIG. 2, the curvature of the ridge line connecting the outer partial cylindrical surface S01 and the plane S03 and the ridge line connecting the plane S03 and the inner partial cylindrical surface S05 are smoothly and continuously. In order to change, in other words, the fillet surfaces S02 and S04, which were non-expandable surfaces, can be further improved by changing the swelling of the fillet surfaces S02 and S04 so that the ridgeline can be second-order differentiated. It becomes possible to approach the exhibition surface.

図24に、このような修正を施した場合のガウス曲率を示す。図24に示すように、全ての箇所において、ガウス曲率を極めて低くすることができた。更に、各箇所におけるガウス曲率を全てマイナス値に統一することにより、図22及び図23のように、皿型と鞍型とが混在することを回避できるので、成形型モデルの歪みを更に低減させることが可能となる。   FIG. 24 shows the Gaussian curvature when such correction is performed. As shown in FIG. 24, the Gaussian curvature could be extremely lowered at all locations. Furthermore, by unifying all the Gauss curvatures at each location to a negative value, it is possible to avoid mixing the dish mold and the bowl mold as shown in FIG. 22 and FIG. 23, thereby further reducing the distortion of the mold model. It becomes possible.

以上述べてきたように、本実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法によれば、非可展面を備える成形型モデルを曲面解析し、この曲面解析の結果に基づいて、非可展面を抽出し、抽出した非可展面を可展面に近づけるように、非可展面の形状を修正するので、修正後の成形型モデルに含まれる非可展面を極めて少なくすることが可能となり、しわを大幅に低減させることができる。
また、この手法は、図2に示すような形状の成形型モデルに限定されることなく、第1の可展面と、第2の可展面と、第1及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える様々な形状の成形型モデルに適用することが可能である。
As described above, according to the method for determining the shape of the mold model according to the present embodiment, the mold model having a non-developable surface is subjected to a curved surface analysis, and the non-developable surface is determined based on the result of the curved surface analysis. The shape of the non-developable surface is modified so that the extracted non-developable surface is brought closer to the developable surface, so that the non-developable surface included in the modified mold model can be extremely reduced. Thus, wrinkles can be greatly reduced.
In addition, this technique is not limited to a mold model having a shape as shown in FIG. 2, and includes a first developable surface, a second developable surface, and first and second developable surfaces. The present invention can be applied to a mold model having various shapes including a non-expandable surface to be connected.

次に、本発明の一実施形態に係る成形品の製造方法について、図面を参照して説明する。
〔第1の実施形態:成形品の製造方法〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る成形品の製造方法について説明する。
本実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法では、上述した第1乃至第5の実施形態に係る成形型モデルの形状決定方法により作成された成形型モデルに基づいて作成された成形型を用いて、成形品を製造する。
具体的には、上述のようにして製作された成形型の平面S03の上方からプリプレグ積層品を成形型に押圧することにより、成形品を製造する。この成形品は、その後、オートクレーブ(焼付け)などの工程を経ることにより、完成品となる。この完成品は、例えば、航空機、自動車、船舶、列車などの構造部材として使用される。
プリプレグ積層品は、例えば、熱硬化性樹脂複合材や熱可塑性樹脂複合材などの繊維強化樹脂複合材を平板上に積層したものである。
このように、本実施形態に係る成形品の製造方法によれば、プレス成形に適した形状の成形型を用いて成形品を製造するので、しわや亀裂の極めて少ない成形品を製造することが可能となる。
Next, the manufacturing method of the molded article which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.
[First Embodiment: Manufacturing Method of Molded Product]
Hereinafter, a method for manufacturing a molded product according to the first embodiment of the present invention will be described.
In the method for determining the shape of the molding die model according to the present embodiment, a molding die created based on the molding die model created by the method for determining the shape of the molding die model according to the first to fifth embodiments described above is used. To produce a molded product.
Specifically, the molded product is manufactured by pressing the prepreg laminated product against the molding die from above the plane S03 of the molding die manufactured as described above. Thereafter, the molded product is completed through a process such as autoclave (baking). This finished product is used as a structural member of, for example, an aircraft, an automobile, a ship, and a train.
The prepreg laminated product is obtained by, for example, laminating a fiber reinforced resin composite material such as a thermosetting resin composite material or a thermoplastic resin composite material on a flat plate.
As described above, according to the method for manufacturing a molded product according to the present embodiment, a molded product is manufactured using a molding die having a shape suitable for press molding, so that a molded product with extremely little wrinkles and cracks can be manufactured. It becomes possible.

〔第2の実施形態:成形品の製造方法〕
次に、本発明の第2の実施形態に係る成形品の製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る成形品の製造方法においては、上述の実施形態に係る成形品の製造方法とは異なり、上述した第1乃至第5の実施形態に係る形状決定方法により作成された成形型モデルに基づいて作成された成形型を使用せずに、修正を施していない従来の成形型を用いて、成形品を製造する。
[Second Embodiment: Manufacturing Method of Molded Product]
Next, the manufacturing method of the molded product which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.
In the method for manufacturing a molded product according to the present embodiment, unlike the method for manufacturing a molded product according to the above-described embodiment, a mold model created by the shape determination method according to the first to fifth embodiments described above. A molded product is manufactured using a conventional mold that is not modified without using a mold created based on the above.

具体的には、まず、製造に用いる成形型の形状を曲面解析し(解析工程)、この曲面解析に基づいて、非可展面を抽出する。続いて、曲面解析の結果に基づいて、非可展面における表面のガース長さを算出する(算出工程)。続いて、算出したガース長さに応じて、プリプレグ積層品の各端部を圧縮或いは引張りながら、成形型に押圧して(押圧工程)、成形品を製造する。
例えば、図2に示す成形型モデルを使用して成形品を製造する場合、まず、この成形型を曲面解析することとなる。この結果、外側部分円筒面S01、平面S03、及び内側部分円筒面S05は、ガウス曲率が略ゼロとなるため、可展面と判断される。他方、外側フィレット面S02は、ガウス曲率がプラスの数値となり、内側フィレット部S04は、ガウス曲率がマイナスの数値となるため、非可展面と判断される。また、このガウス曲率から外側フィレット面S02は皿型形状であり、内側フィレット面S04は、鞍型形状であることがわかる。
Specifically, first, the shape of a mold used for manufacturing is subjected to a curved surface analysis (analysis process), and a non-expandable surface is extracted based on the curved surface analysis. Subsequently, the girth length of the surface on the non-expandable surface is calculated based on the result of the curved surface analysis (calculation step). Subsequently, according to the calculated girth length, each end of the prepreg laminate is compressed or pulled against the mold (pressing step) to produce a molded product.
For example, when a molded product is manufactured using the mold model shown in FIG. 2, first, this mold is subjected to curved surface analysis. As a result, the outer partial cylindrical surface S01, the plane S03, and the inner partial cylindrical surface S05 are determined to be developable surfaces because the Gaussian curvature is substantially zero. On the other hand, the outer fillet surface S02 has a positive numerical value for the Gaussian curvature, and the inner fillet portion S04 has a negative numerical value for the Gaussian curvature. Further, it can be seen from this Gaussian curvature that the outer fillet surface S02 has a dish shape and the inner fillet surface S04 has a bowl shape.

次に、曲面解析の結果に基づき、各フィレット面S02及びS04のガース長さを算出する。この結果、外側フィレット面S02は、皿型形状であるため図31に示すように両端部のガース長さが短く、他方、内側フィレット面S04は、鞍型形状であるため、図31に示すように、中央部のガース長さが短くなる。従って、プレス成形の工程においては、図25に示すように、外側フィレット面S02に相当する箇所については、プリプレグ積層品を両端部に引張りながら成形型に押圧し、他方、内側フィレット面S04に相当する箇所については、プリプレグ積層品を中央部に圧縮しながら成形型に押圧する。   Next, the girth lengths of the fillet surfaces S02 and S04 are calculated based on the result of the curved surface analysis. As a result, since the outer fillet surface S02 has a dish shape, the girth length at both ends is short as shown in FIG. 31, while the inner fillet surface S04 has a bowl shape, as shown in FIG. In addition, the girth length at the center is shortened. Accordingly, in the press molding process, as shown in FIG. 25, the portion corresponding to the outer fillet surface S02 is pressed against the mold while pulling the prepreg laminated product to both ends, and on the other hand, corresponds to the inner fillet surface S04. About the location to do, it presses against a shaping | molding die, compressing a prepreg laminated product to the center part.

以上説明したように、本実施形態に係る成形品の製造方法によれば、成形型を曲面解析することにより非可展面を抽出し、抽出した非可展面のガース長さを算出し、算出したガース長さに応じて、プリプレグ積層品の各端部を圧縮或いは引張りながら成形型に押圧して、成形品を製造するので、成形品に発生するしわを大幅に低減させることが可能となる。   As described above, according to the method for manufacturing a molded article according to the present embodiment, a non-developable surface is extracted by analyzing a curved surface of the mold, and a girth length of the extracted non-developable surface is calculated. According to the calculated girth length, each end of the prepreg laminated product is pressed against the mold while being compressed or pulled to produce the molded product, so that wrinkles generated in the molded product can be greatly reduced. Become.

〔第3の実施形態:成形品の製造方法〕
次に、本発明の第3の実施形態に係る成形品の製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る成形品の製造方法においては、上述した第2の実施形態に係る成形品の製造方法と同様、修正を施していない従来の成形型を用いて、成形品を製造する。
具体的には、まず、製造に用いる成形型の形状を曲面解析し(解析工程)、この曲面解析に基づいて、非可展面を抽出する。続いて、曲面解析の結果に基づいて、非可展面における表面のガース長さを算出する(算出工程)。続いて、算出したガース長さに応じて、決定される形状に、プリプレグ積層品を裁断する(裁断工程)。そして、裁断したプリプレグ積層品を成形型に押圧して(押圧工程)、成形品を製造する。
例えば、図2に示す成形型を使用して成形品を製造する場合、上記解析工程、算出工程においては、上述した第2の実施形態に係る成形品の製造方法の場合と同じ結果が得られる。つまり、非可展面として、外側フィレット面S02及び内側フィレット面S04が抽出され、ガウス曲率の結果から、外側フィレット面S02は、皿型形状であり、内側フィレット面S04は、鞍型形状であることがわかる。
[Third Embodiment: Manufacturing Method of Molded Product]
Next, a method for manufacturing a molded product according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the method for manufacturing a molded product according to the present embodiment, a molded product is manufactured using a conventional mold that is not modified, as in the method for manufacturing a molded product according to the second embodiment described above.
Specifically, first, the shape of a mold used for manufacturing is subjected to a curved surface analysis (analysis process), and a non-expandable surface is extracted based on the curved surface analysis. Subsequently, the girth length of the surface on the non-expandable surface is calculated based on the result of the curved surface analysis (calculation step). Subsequently, the prepreg laminated product is cut into a shape determined according to the calculated girth length (cutting step). Then, the cut prepreg laminated product is pressed against a mold (pressing step) to manufacture a molded product.
For example, when a molded product is manufactured using the mold shown in FIG. 2, the same results as in the method of manufacturing a molded product according to the second embodiment described above are obtained in the analysis step and the calculation step. . That is, the outer fillet surface S02 and the inner fillet surface S04 are extracted as non-developable surfaces, and the outer fillet surface S02 has a dish shape and the inner fillet surface S04 has a bowl shape from the result of Gaussian curvature. I understand that.

この結果、外側フィレット面S02は、皿型形状であるため、図32に示すように両端部のガース長さが短く、他方、内側フィレット面S04は、鞍型形状であるため、図31に示すように、中央部のガース長さが短くなる。従って、裁断工程においては、図26に示すように、プリプレグ積層品の外側フィレット面S02に相当する箇所を長く裁断し、他方、内側フィレット面S04に相当する箇所を短く裁断する。
なお、裁断する場合には、成形型への貼付開始位置(展開基線)を予め決定しておく必要がある。ここで、展開基線は、最も歪みの小さい箇所に設定することが好ましい。例えば、図2に示す成形型であれば、平面S03の稜線部、即ち、回転中心から最も近い円弧と遠い円弧の中間の円弧を展開基線として設定することが可能である。
As a result, since the outer fillet surface S02 has a dish shape, the girth lengths at both ends are short as shown in FIG. 32, and on the other hand, the inner fillet surface S04 has a bowl shape, so that it is shown in FIG. As such, the girth length in the central portion is shortened. Accordingly, in the cutting step, as shown in FIG. 26, the portion corresponding to the outer fillet surface S02 of the prepreg laminate is cut long, while the portion corresponding to the inner fillet surface S04 is cut short.
In addition, when cutting, it is necessary to determine in advance the sticking start position (deployment base line) to the mold. Here, it is preferable to set the development base line at a position with the smallest distortion. For example, in the case of the forming die shown in FIG. 2, it is possible to set the ridgeline portion of the plane S03, that is, the middle arc between the arc closest to the rotation center and the arc far from the rotation center as the development base line.

以上説明したように、本実施形態に係る成形品の製造方法によれば、成形型を曲面解析することにより非可展面を抽出し、抽出した非可展面のガース長さを算出し、算出したガース長さに応じて決定される形状に、成形素材シートを裁断し、断裁したプリプレグ成層品を成形型に押圧して、成形品を製造するので、成形品に発生するしわを大幅に低減させることが可能となる。   As described above, according to the method for manufacturing a molded article according to the present embodiment, a non-developable surface is extracted by analyzing a curved surface of the mold, and a girth length of the extracted non-developable surface is calculated. The molding material sheet is cut into a shape determined according to the calculated girth length, and the cut prepreg layered product is pressed against the mold to produce the molded product, greatly reducing wrinkles that occur in the molded product. It can be reduced.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

1 CPU
2 主記憶装置
3 補助記憶装置
4 入力装置
5 出力装置
1 CPU
2 Main storage device 3 Auxiliary storage device 4 Input device 5 Output device

Claims (8)

成形型モデルをそのガウス曲率分布を求めて曲面解析し、前記曲面解析の結果に基づいて、前記ガウス曲率がゼロでない領域を非可展面として抽出し、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように、前記非可展面の形状を形成することにより、プレス成形に適した成形型モデルを生成し、生成した前記成形型モデルに基づいて製造された成形型。 The mold model is subjected to curved surface analysis by obtaining its Gaussian curvature distribution, and based on the result of the curved surface analysis , a region where the Gaussian curvature is not zero is extracted as a non-developable surface, and a positive Gaussian curvature in the non-developable surface A mold model suitable for press molding is generated by forming the shape of the non-expandable surface so that the negative Gaussian curvature approaches zero, and the mold manufactured based on the generated mold model Type. 第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記非可展面が形成された成形型。 In a mold comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces, the first developable surface. by matching all pre Symbol length of intersection of the second developable surfaces and the non-developable surfaces on a plurality of planes and the non-developable surfaces, including any curvature line connecting the said non A mold in which the non-expandable surface is formed such that a positive Gaussian curvature and a negative Gaussian curvature on the expandable surface approach zero . 第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む平面に交差する複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記非可展面が形成された成形型。 In a mold comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces, the first developable surface. said to match all the length of the line of intersection of a plurality of planes intersecting the plane containing the arbitrary line of curvature on the non-developable surfaces and the non-developable surfaces connecting the front Stories second developable surfaces when The mold in which the non-expandable surface is formed so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature on the non-expandable surface approach zero . 第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記第1の可展面及び前記第2の可展面の少なくとも一方が形成された成形型。 In a mold comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces, the first developable surface. by pre SL match all the length of the intersection of the second developable surfaces and the non-developable surfaces plurality of planes and the Hikaten plane including any curvature line on connecting the said non A mold in which at least one of the first developable surface and the second developable surface is formed such that a positive Gaussian curvature and a negative Gaussian curvature on the developable surface are close to zero . 成形型モデルをそのガウス曲率分布を求めて曲面解析し、前記曲面解析の結果に基づいて、前記ガウス曲率がゼロでない領域を非可展面として抽出し、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように、前記非可展面の形状を形成することにより、プレス成形に適した成形型モデルを作成し、作成した前記成形型モデルに基づいて製作された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法。 The mold model is subjected to curved surface analysis by obtaining its Gaussian curvature distribution, and based on the result of the curved surface analysis , a region where the Gaussian curvature is not zero is extracted as a non-developable surface, and a positive Gaussian curvature in the non-developable surface A molding model suitable for press molding is created by forming the shape of the non-expandable surface so that the negative Gaussian curvature approaches zero, and molding produced based on the created molding model A method for producing a molded product comprising a step of pressing and molding a molding material sheet using a mold. 第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記非可展面が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法。 In a mold comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces, the first developable surface. by matching all pre Symbol length of intersection of the second developable surfaces and the non-developable surfaces on a plurality of planes and the non-developable surfaces, including any curvature line connecting the said non A molded article comprising a step of pressing and molding a molding material sheet using a molding die in which the non-expandable surface is formed so that a positive Gaussian curvature and a negative Gaussian curvature approach zero on a developable surface. Production method. 第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む平面に交差する複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記非可展面が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法。 In a mold comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces, the first developable surface. said to match all the length of the line of intersection of a plurality of planes intersecting the plane containing the arbitrary line of curvature on the non-developable surfaces and the non-developable surfaces connecting the front Stories second developable surfaces when A step of pressing and molding a molding material sheet using a molding die in which the non-developable surface is formed so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature in the non-developable surface approach zero. A method for manufacturing a molded product. 第1の可展面と、第2の可展面と、第1の可展面及び第2の可展面を接続する非可展面とを備える成形型において、前記第1の可展面と前記第2の可展面とを繋ぐ前記非可展面上の任意の曲率線を含む複数の平面と前記非可展面との交線の長さを全て一致させることにより、前記非可展面における正のガウス曲率および負のガウス曲率がゼロに近づくように前記第1の可展面及び前記第2の可展面の少なくとも一方が形成された成形型を用いて、成形素材シートを押圧して成形する工程を具備する成形品の製造方法。 In a mold comprising a first developable surface, a second developable surface, and a non-expandable surface connecting the first and second developable surfaces, the first developable surface. by pre SL match all the length of the intersection of the second developable surfaces and the non-developable surfaces plurality of planes and the Hikaten plane including any curvature line on connecting the said non A molding material sheet using a molding die in which at least one of the first developable surface and the second developable surface is formed so that the positive Gaussian curvature and the negative Gaussian curvature on the developable surface are close to zero. The manufacturing method of the molded article which comprises the process of pressing and shape | molding.
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