JP5350918B2 - 積層構造体、積層構造体の製造方法、および積層構造体の製造装置 - Google Patents
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Description
従来より、フェンダーやルーフ等の自動車の外装部品は、剛性を確保するため、鉄等の金属で形成されている(特許文献1参照)。
この問題を解決するため、外装部品を薄肉化することが考えられるが、薄肉化した場合、外装部品の表面を押すとこの表面が凹むような感触があり、剛性が低下する、といった問題があった。
図1は、本発明の一実施形態に係る積層構造体としての外装パネル10の全体斜視図である。
外装パネル10は、フェンダーパネルであり、鉄製の板材11と、この板材11の表面に一体化して設けられた樹脂製のリブ12と、を備える。
板材11の図1中下側の表面は、外装パネル10の外面であり、板材11の図1中上側の表面は、外装パネル10の内面である。この板材11は、プレス成形により、一端側が内面側に向かって湾曲した形状である。
リブ12は、板材11の内面に格子状に形成されている。
外装パネル製造装置1は、プレス成形が完了した板材11の内面に、リブ12を形成した外装パネル10とするものである。
この外装パネル製造装置1は、板材11をストックする第1ストッカ2と、板材11を把持して搬送する把持装置としての搬送ロボット3と、板材11にリブを形成するリブ形成ロボット4と、リブ12を形成した板材11つまり外装パネル10をストックする第2ストッカ5と、を備える。
図3は、リブ形成ロボット4のリブ形成部41の拡大側面図である。
リブ形成部41は、表面処理材を吐出する処理材塗布部411と、樹脂を吐出する樹脂吐出部412と、樹脂を成形する樹脂押圧装置としての成形ローラ413と、を備える。
まず、第1ストッカ2により、プレス成形が完了した板材11を加熱しておく。
次に、搬送ロボット3の把持部31により、第1ストッカ2で保持した板材11を把持し、搬送ロボット3の多関節アーム32を駆動して、リブ形成ロボット4まで搬送する。
具体的には、樹脂として、4種類の熱可塑性樹脂と1種類の熱硬化性樹脂を用いた。すなわち、熱可塑性樹脂としては、PP系のポリプロピレン、PA/PPE系のポリアミド/ポリフェレンエーテル、PA6系のポリアミド6、芳香族PA系の芳香族ポリアミドを用いた。また、熱硬化性樹脂としては、PU系(2液混合材料)のポリウレタンを用いた。
また、板材として、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板、メッキ無し鋼板、アルミ板を用いた。
まず、板材の上面に表面処理を行った。次に、この板材をホットプレート上に載置し、ホットプレートにより板材を樹脂が溶ける温度まで加熱した。この加熱する温度は、樹脂メーカが推奨する成形温度に基づいて決定した。
次に、樹脂のペレットを板材上に載置し、このペレット上に7kgのおもりを10分間載置して、樹脂ペレットを板材に押し付けた。このとき、おもりによる加圧力は、0.01MPa程度である。
その後、おもりを取り外し、板材を冷却して、板材と樹脂との接着面を評価した。
まず、板材の上面に表面処理を行った。次に、金型を65℃まで加熱し、この加熱した金型内に板材を配置することで、板材を加熱した。一方で、熱硬化性樹脂を2液混合しておき、この熱硬化性樹脂を金型内の板材の表面に載置して、5分間型締めした。この型締めによる加圧力は、0.5MPa以下である。
その後、金型を開いて板材を取り出して冷却し、板材と樹脂との接着面を評価した。
このうち、特に、PA6系、芳香族PA系、およびPU系については、表面処理を行うことにより、接着力が大幅に向上することが判る。
これは、脱脂により板材表面の有機物等が取り除かれたり、表面処理により板材表面の接触角が小さくなり濡れ性が高まったりしたため、と考えられる。
(1)金属製の板材11の表面に樹脂製のリブ12を一体化して設けて、外装パネル10とした。よって、板材11を薄肉化しても、リブ12により外装パネル10の剛性を向上できるので、剛性を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
3 搬送ロボット(把持装置)
10 外装パネル(積層構造体)
11 板材
12 リブ
411 処理材塗布部
412 樹脂吐出部
413 成形ローラ(樹脂押圧装置)
Claims (3)
- 金属製の板材と、当該板材の表面に一体化して設けられた樹脂製のリブと、からなる積層構造体の製造方法であって、
前記板材の表面に表面処理材を塗布する第1の工程と、
前記板材の表面を加熱する第2の工程と、
前記板材の表面に、ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系、ポリアミド6系又は芳香族ポリアミド系の熱可塑性樹脂を配置し、当該熱可塑性樹脂を成形ローラで前記板材に押し付ける第3の工程と、を備えることを特徴とする積層構造体の製造方法。 - 金属製の板材と、当該板材の表面に一体化して設けられた樹脂製のリブと、からなる積層構造体の製造方法であって、
前記板材の表面に表面処理材を塗布する第1の工程と、
前記板材を加熱する第2の工程と、
前記板材の表面に熱硬化性樹脂を配置し、当該熱硬化性樹脂を成形ローラ又は金型で前記板材に押し付ける第3の工程と、
前記板材および前記熱硬化性樹脂を冷却する第4の工程と、を備えることを特徴とする積層構造体の製造方法。 - 金属製の板材と、当該板材の表面に一体化して設けられた樹脂製のリブと、からなる積層構造体を製造する積層構造体の製造装置であって、
前記板材を把持し、当該板材の位置および姿勢を変更する把持装置と、
前記板材の表面に表面処理材を塗布する処理材塗布部と、
ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系、ポリアミド6系又は芳香族ポリアミド系の熱可塑性樹脂を吐出する樹脂吐出部と、
前記樹脂吐出部から吐出された熱可塑性樹脂を前記板材に押し付ける成形ローラと、を備えることを特徴とする積層構造体の製造装置。
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