JP5814481B1 - Manufacturing apparatus and manufacturing method for resin molded product - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂成形品の生産効率を向上することができる樹脂成形品の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】樹脂成形品の製造装置(1)は、型に入れる前のプリプレグを軟化温度以上に加熱するプリプレグ加熱装置と、樹脂を成形する入子型(2)と、樹脂を内部に配置する前の入子型を所定の型閉じ温度まで加熱する入子型加熱装置と、入子型を着脱可能に内蔵する母型(4)とを有し、入子型は、この入子型の内部に樹脂を保持したまま母型から取り出し可能となっており、更に、入子型上型(2a)と入子型下型(2b)とを含み、入子型下型は、この入子型下型を形成する互いに向かい合う型面(2c)間の距離が拡大する方向に分割可能となっている。【選択図】図5A method and apparatus for manufacturing a resin molded product capable of improving the production efficiency of the resin molded product. A resin molded product manufacturing apparatus (1) includes a prepreg heating apparatus that heats a prepreg before being put into a mold to a temperature higher than a softening temperature, an insert mold (2) that molds the resin, and a resin disposed inside. The nesting mold has a nesting mold heating device that heats the nesting mold to a predetermined mold closing temperature and a mother mold (4) in which the nesting mold is detachably incorporated. It is possible to take out from the mother mold while holding the resin inside, and further includes a nested mold upper mold (2a) and a nested mold lower mold (2b). It can be divided in the direction in which the distance between the mold surfaces (2c) facing each other forming the child mold lower mold is increased. [Selection] Figure 5
Description
本発明は、樹脂成形品の製造装置及び製造方法に関し、特に、所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造装置及び製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin molded product manufacturing apparatus and manufacturing method, and in particular, a resin molded product manufacturing apparatus that molds a resin that softens when heated to a predetermined softening temperature or higher and solidifies when cooled to a softening temperature or lower. And a manufacturing method.
従来、樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造方法が知られている(例えば、特許文献1)。
例えば、熱可塑性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂と強化繊維との複合材料の成形品を製造する場合、まず、樹脂又は強化繊維に樹脂を含浸させた中間材料(プリプレグ)を所定の温度に加熱し金型内に配置する。この金型を所定の温度に加熱することにより、金型内に配置された樹脂の流動性が保たれる。次に、型閉めを行い、プリプレグを加圧する。加圧完了後、金型の冷却を行い、金型内の樹脂を冷却固化させる。そして、冷却完了後に金型を開いて成形体を取り出す。
Conventionally, a method for producing a resin molded product in which a resin is molded in a mold is known (for example, Patent Document 1).
For example, when manufacturing a molded article of a thermoplastic resin or a composite material of a thermoplastic resin and a reinforcing fiber, first, an intermediate material (prepreg) in which the resin or the reinforcing fiber is impregnated with the resin is heated to a predetermined temperature to obtain a gold Place in the mold. By heating the mold to a predetermined temperature, the fluidity of the resin disposed in the mold is maintained. Next, the mold is closed and the prepreg is pressurized. After the pressurization is completed, the mold is cooled, and the resin in the mold is cooled and solidified. Then, after the cooling is completed, the mold is opened and the molded body is taken out.
しかしながら、上述したような従来の方法では、成形を行う樹脂の線膨張率と金型の線膨張率が異なる場合、プリプレグの加圧完了後の冷却過程において樹脂の熱変形量と金型の熱変形量とが異なることに起因して成形品と金型とが干渉し、成形品に変形や破損が生じる可能性がある。 However, in the conventional method as described above, when the linear expansion coefficient of the resin to be molded and the linear expansion coefficient of the mold are different, the amount of thermal deformation of the resin and the heat of the mold in the cooling process after completion of pressurization of the prepreg. Due to the difference in deformation amount, the molded product and the mold interfere with each other, and the molded product may be deformed or damaged.
また、従来の方法では、加熱された金型内に樹脂を配置し、プレス機により加圧を行った後、入れ駒の冷却が完了して金型から成形品を取り出すまでの間は金型及びプレス機を占有しなければならないので、生産効率が低い。さらに、入れ駒の加熱及び冷却のサイクルを繰り返さなければならず、エネルギー損失が大きい。 Further, in the conventional method, after placing the resin in the heated mold, pressurizing with a press machine, and after the cooling of the insert piece is completed and the molded product is taken out from the mold, the mold and Since the press machine must be occupied, the production efficiency is low. Further, the heating and cooling cycle of the insert piece must be repeated, resulting in a large energy loss.
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、樹脂成形品の生産効率を向上することができる樹脂成形品の製造装置及び製造方法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 of the prior art, and an object thereof is to provide an apparatus and a method for manufacturing a resin molded product that can improve the production efficiency of the resin molded product. To do.
上記の目的を達成するために、本発明の第1発明による樹脂成形品の製造装置は、所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造装置であって、型に入れる前の樹脂を軟化温度以上に加熱する樹脂加熱手段と、樹脂を成形する入子型と、樹脂を内部に配置する前の入子型を所定の型閉じ温度まで加熱する入子型加熱手段と、入子型を着脱可能に内蔵する母型とを有し、入子型は、この入子型の内部に樹脂を保持したまま母型から取り出し可能となっており、更に、凹型と凸型とを含み、凹型は、この凹型を形成する互いに向かい合う型面間の距離が拡大する方向に分割可能となっていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、入子型は、この入子型の内部に樹脂を保持したまま母型から取り出し可能となっているので、入子型を母型から取り出した状態で冷却することができ、これにより、母型を閉じるための装置(例えばプレス機)の占有時間を、母型を閉じるための時間だけに短縮することができ、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。また、入子型は、凹型と凸型とを含み、凹型は、この凹型を形成する互いに向かい合う型面間の距離が拡大する方向に分割可能となっているので、入子型の冷却時には、入子型の凹型の収縮に応じて隣接する分割面を互いに離間させることによって、入子型の凹型及び凸型に囲まれた金型空間の縮小を防ぐことができ、これにより、入子型から成形品に圧縮力が作用して変形や破損が生じることを防止できる。したがって、本発明によれば、成形品に変形や破損を生じさせることなく、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
In order to achieve the above object, the apparatus for producing a resin molded product according to the first invention of the present invention molds a resin which is softened when heated to a predetermined softening temperature or higher and solidified when cooled to a softening temperature or lower. An apparatus for producing a resin molded product, comprising: a resin heating means for heating a resin before being put into a mold to a temperature equal to or higher than a softening temperature; a nested mold for molding the resin; and a nested mold before placing the resin inside It has a nested mold heating means for heating to a predetermined mold closing temperature and a mother mold in which the nested mold is detachably incorporated, and the nested mold is a mother mold with resin held inside the nested mold. Further, it includes a concave mold and a convex mold, and the concave mold is characterized in that it can be divided in a direction in which the distance between the mold surfaces facing each other increases.
In the present invention configured as described above, the nested mold can be taken out from the mother mold while holding the resin inside the nested mold, so that the nested mold is removed from the mother mold. It is possible to cool, thereby reducing the occupation time of an apparatus (for example, a press) for closing the mother die to only the time for closing the mother die, thereby improving the production efficiency of the resin molded product. be able to. Further, the nested mold includes a concave mold and a convex mold, and the concave mold can be divided in the direction in which the distance between the mold surfaces facing each other to form the concave mold is increased. By separating the adjacent dividing surfaces from each other according to the shrinkage of the nested concave mold, it is possible to prevent the mold space surrounded by the nested concave mold and the convex mold from being reduced. Therefore, it is possible to prevent deformation and breakage due to the compression force acting on the molded product. Therefore, according to the present invention, the production efficiency of the resin molded product can be improved without causing deformation or breakage of the molded product.
また、本発明の第2発明による樹脂成形品の製造方法は、所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造方法であって、樹脂を軟化温度以上に加熱するステップと、入子型を所定の型閉じ温度まで加熱するステップと、樹脂を入子型の内部に配置して入子型を閉じるステップと、入子型を母型の内部に配置して母型を閉じるステップと、母型を開いて入子型を母型から取り出すステップと、入子型の温度を軟化温度以下の所定の型開き温度まで冷却するステップと、樹脂を入子型から取り出すステップと、を有することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、入子型を、内部に樹脂を保持したまま母型から取り出し、軟化温度以下の所定の型開き温度まで冷却するので、母型を閉じるための装置(例えばプレス機)の占有時間を、母型を閉じるための時間だけに短縮することができ、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
The method for producing a resin molded product according to the second invention of the present invention is a method for producing a resin molded product in which a resin that softens when heated to a predetermined softening temperature or higher and solidifies when cooled to a softening temperature or lower is placed in a mold. A step of heating the resin above the softening temperature, a step of heating the insert mold to a predetermined mold closing temperature, a step of placing the resin inside the insert mold and closing the insert mold, The step of disposing the die inside the mother die and closing the mother die, the step of opening the mother die and taking out the nested die from the mother die, and the temperature of the nested die up to a predetermined die opening temperature that is lower than the softening temperature And a step of cooling and a step of taking out the resin from the telescopic mold.
In the present invention configured as described above, the insert mold is taken out from the mother mold while holding the resin inside, and cooled to a predetermined mold opening temperature equal to or lower than the softening temperature. For example, the occupation time of the press machine) can be shortened only to the time for closing the mother die, and the production efficiency of the resin molded product can be improved.
また、本発明において、好ましくは、樹脂成形品の製造方法は、入子型を母型から取り出すステップの後、入子型を型開き温度以上の所定の保持温度で保持するステップを有する。
このように構成された本発明においては、母型を閉じるための装置(例えばプレス機)の占有時間を増大させることなく、成形品の表面の質感の向上や内部応力の緩和を図ることができる。
In the present invention, preferably, the method for producing a resin molded product includes a step of holding the nested mold at a predetermined holding temperature equal to or higher than a mold opening temperature after the step of taking out the nested mold from the mother mold.
In the present invention configured as described above, the surface texture of the molded product can be improved and the internal stress can be alleviated without increasing the occupation time of an apparatus (for example, a press) for closing the matrix. .
また、本発明において、好ましくは、入子型を閉じるステップ及び母型を閉じるステップにおいて、入子型の閉位置から所定の間隔を空けた位置で入子型を保持し、母型を閉じるステップの後、入子型の内部を真空引きするステップと、入子型の内部が所定の真空度に達した後に、母型により入子型を上記閉位置まで閉じるステップと、母型により入子型を閉位置まで閉じるステップの後、母型を開いて入子型を母型から取り出すステップの間に、入子型の内部を大気圧に戻すステップと、を有する。
このように構成された本発明においては、入子型の閉位置から所定の間隔を空けた位置で入子型を保持しながら、母型内で入子型の内部を真空引きし、入子型の内部が所定の真空度に達した後に、母型により入子型を閉位置まで閉じ、その後、入子型の内部を大気圧に戻す。すなわち、入子型の内部を真空にし、母型を閉じて樹脂の成形を行った後に入子型の内部を大気圧に戻すので、大気圧を利用して樹脂の内部の気泡を微細にすることができ、小型の加圧装置を用いて型を加圧する場合でも、大型のプレス機を用いて大圧力で型を加圧したのと同等以上に緻密且つ表面が平滑な成形品を得ることができる。
In the present invention, preferably, in the step of closing the nested mold and the step of closing the mother mold, the step of holding the nested mold at a position spaced from the closed position of the nested mold and closing the mother mold. Thereafter, a step of evacuating the interior of the nested mold, a step of closing the nested mold to the closed position by the mother mold after the interior of the nested mold reaches a predetermined degree of vacuum, and a nested process by the mother mold After the step of closing the mold to the closed position, there is a step of returning the interior of the nested mold to atmospheric pressure during the step of opening the mother mold and taking out the nested mold from the mother mold.
In the present invention configured as described above, the interior of the nested mold is evacuated in the mother mold while holding the nested mold at a position spaced from the closed position of the nested mold. After the inside of the mold reaches a predetermined degree of vacuum, the nested mold is closed to the closed position by the mother mold, and then the interior of the nested mold is returned to atmospheric pressure. That is, the inside of the nested mold is evacuated, the mold is closed and the resin is molded, and then the interior of the nested mold is returned to atmospheric pressure. Therefore, the atmospheric pressure is used to make the bubbles inside the resin fine. Even when pressurizing a mold using a small pressurizing device, it is possible to obtain a molded product having a surface that is as dense and smooth as the pressurization of a mold with a large pressure using a large press. Can do.
また、本発明において、好ましくは、樹脂は、熱可塑性樹脂、又は、熱可塑性樹脂と繊維との複合材料である。
このように構成された本発明においては、熱可塑性樹脂、又は、熱可塑性樹脂と繊維との複合材料の成形品の製造に本製造方法を適用することができる。
In the present invention, the resin is preferably a thermoplastic resin or a composite material of a thermoplastic resin and fibers.
In this invention comprised in this way, this manufacturing method is applicable to manufacture of the molded article of a thermoplastic resin or the composite material of a thermoplastic resin and a fiber.
本発明による樹脂成形品の製造方法及び製造装置によれば、成形品に変形や破損を生じさせることなく、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。 According to the method and apparatus for producing a resin molded product according to the present invention, it is possible to improve the production efficiency of the resin molded product without causing deformation or damage to the molded product.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
まず、図1及び図2により本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置の概略断面図であり、図2は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置における入子型下型の分割構造を示す平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, a configuration of a resin molded product manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for manufacturing a resin molded product according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a divided structure of a nested lower mold in the apparatus for manufacturing a resin molded product according to an embodiment of the present invention. It is a top view.
本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置は、所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂と強化繊維との複合材料(プリプレグ)を型に入れて成形する。このような樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミドなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。また、強化繊維としては、例えば、炭素(ピッチ系、PAN系)、ガラスなどの無機繊維、アラミド、レイヨン、テトロン、ナイロンなどの合成化学繊維、あるいは、麻、ケナフ、絹、綿などの天然繊維を用いることができる。
軟化温度とは、樹脂が温度の上昇によって軟化し、変形を始めるときの温度であり、使用する樹脂の物性により定まる。この軟化温度としては、例えば荷重たわみ温度やビカット軟化点を用いることができる。例えば、30%ガラス繊維強化ポリアミド66の荷重たわみ温度は250℃である。
An apparatus for producing a resin molded product according to an embodiment of the present invention is formed by placing a composite material (prepreg) of a resin and a reinforced fiber that softens when heated to a predetermined softening temperature or higher and solidifies when cooled to a softening temperature or lower into a mold. To do. As such a resin, for example, thermoplastic resins such as polyamide, polypropylene, polyphenylene sulfide, and polyetherimide can be used. Examples of reinforcing fibers include inorganic fibers such as carbon (pitch and PAN) and glass, synthetic chemical fibers such as aramid, rayon, tetron, and nylon, or natural fibers such as hemp, kenaf, silk, and cotton. Can be used.
The softening temperature is a temperature at which the resin softens as the temperature rises and starts to deform, and is determined by the physical properties of the resin used. As the softening temperature, for example, a deflection temperature under load or a Vicat softening point can be used. For example, the deflection temperature under load of 30% glass fiber reinforced polyamide 66 is 250 ° C.
図1に示すように、符号1は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置を示し、この製造装置1は、プリプレグを成形する入子型2と、この入子型2を着脱可能に内蔵する母型4とを有している。以下、この図1における右方向をX方向、奥行方向をY方向、上方向をZ方向とする。
As shown in FIG. 1, the code |
入子型2は、プリプレグの上面を成形する入子型上型2aと、プリプレグの下面を成形する入子型下型2bとを備えている。これらの入子型上型2a及び入子型下型2bがプリプレグと接触する面は、それぞれ、プリプレグから所望の成形品が得られるように形成されている。より具体的には、この入子型2が所定の型閉じ温度(例えば100℃)まで加熱されたときに入子型上型2a及び入子型下型2bがプリプレグと接触する面の寸法が、この型閉じ温度で成形したプリプレグから所望の寸法の成形品が得られる寸法に設定されている。
また、入子型2が母型4と接触する面については、任意の形状とすることができ、例えば、図1に示すように平面状に形成される。本実施形態においては、入子型上型2aがコア(凸型)、入子型下型2bがキャビティ(凹型)となっている。
この入子型2には、鋼、銅、アルミニウム等の各種金属材料や、セラミックス等の非金属材料を使用することができる。本実施形態では、入子型2の材料として、上述した使用樹脂と比較して線膨張率の大きい金属材料を使用した場合について説明する。
The nesting die 2 includes a nesting die
Moreover, about the surface where the nested mold |
The
また、キャビティ型の入子型下型2bは、入子型下型2bを形成する互いに向かい合う型面2c間の距離が拡大する方向に分割可能となっている。図1及び図2に示すように、本実施形態では、入子型下型2bは、入子型下型2bを形成する互いに向かい合う型面2c間の距離が拡大する方向としてX方向及びY方向にそれぞれ2分割され、合計4個の分割要素2dに分割されている。
そして、X方向に互いに隣接する各分割要素2dの分割面には、平面視で矩形波状の凹凸部が形成され、これらの凹凸部が互いに噛み合うことにより、X方向に互いに隣接する各分割要素2dがX方向にのみスライドして互いに離接可能となっている。
同様に、Y方向に互いに隣接する各分割要素2dの分割面には、平面視で矩形波状の凹凸部が形成され、これらの凹凸部が互いに噛み合うことにより、Y方向に互いに隣接する各分割要素2dがY方向にのみスライドして互いに離接可能となっている。
The cavity-type nested mold
Then, a rectangular wave-like uneven portion is formed in a plan view on the dividing surface of each dividing
Similarly, rectangular wave-like uneven portions are formed on the dividing surfaces of the
母型4は、入子型2を着脱可能に内蔵するものであり、入子型上型2aが嵌め込まれる母型上型4aと、入子型下型2bが嵌め込まれる母型下型4bとを備えている。これらの母型上型4a及び母型下型4bが入子型2と接触する面は、それぞれ、入子型2の外面と一致するように、すなわち入子型2と母型4との間で面接触が得られるように形成されている。
また、母型上型4aには、母型下型4bとの合わせ面(すなわち母型上型4aの下面)と母型上型4aの外面(図1では右側面)とを連通させる真空引吸気孔6が形成されている。この真空引吸気孔6は、外部の真空ポンプ(図示省略)に接続される。
さらに、母型上型4aと母型下型4bとの間に、入子型2及び真空引吸気孔6を囲むように、真空ガスケット8が設けられている。
この母型4には、入子型2と同様に、鋼、銅、アルミニウム等の各種金属材料や、セラミックス等の非金属材料を使用することができる。
The mother die 4 incorporates the nesting die 2 in a detachable manner, and includes a mother die
Further, the
Furthermore, a
Similar to the
また、樹脂成形品の製造装置1は、入子型2の温度を型閉じ温度で保持するためのヒーター10を有している。本実施形態では、母型上型4aの上面にはプレート型の上側ヒーター10aが取り付けられ、母型下型4bの下面にはプレート型の下側ヒーター10bが取り付けられている。これらのヒーター10は、例えば、平板状の金属ブロックの内部に、一定の間隔を空けてカートリッジヒーターを埋め込むことにより構成される。
The resin molded
また、樹脂成形品の製造装置1は、型に入れる前のプリプレグを軟化温度以上に加熱するプリプレグ加熱装置と、プリプレグを内部に配置する前の入子型2を型閉じ温度まで加熱する入子型加熱装置とを有している(何れも図示省略)。これらの加熱装置としては、例えば、近赤外線ヒーターを用いることができる。
The resin molded
次に、図1乃至図5を参照して、本実施形態の製造装置1を用いた樹脂成形品の製造の流れを説明する。
図3は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造の流れを示すフローチャートである。また、図4は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置1の入子型2が所定の型閉じ温度まで加熱された状態を示す図であり、図4(a)は入子型2の断面図、図4(b)は入子型2の底面図である。また、図5は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置1の入子型2が所定の型開き温度まで冷却された状態を示す図であり、図5(a)は入子型2の断面図、図5(b)は入子型2の底面図である。
Next, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 5, the flow of manufacture of the resin molded product using the
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of manufacturing a resin molded product according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view showing a state where the
本実施形態では、図1に示すように、樹脂成形品の製造装置1には、プレス機14により上下方向から荷重が加えられる。具体的には、母型下型4b及び下側ヒーター10bは、断熱材12を介してプレス機14のプラットホーム14aに固定される。また、母型上型4a及び上側ヒーター10aは、断熱材12を介してプレス機14のスライドフレーム14bに固定され、このスライドフレーム14bと共に上下方向に移動する。
なお、樹脂成形品の製造の開始前において、入子型2は母型4から取り外されているものとする。
また、母型4は、ヒーター10により型閉じ温度の近傍まで予め加熱されているものとする。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a load is applied to the resin molded
It is assumed that the nested
The mother die 4 is preheated by the
次に、図3に示すように、樹脂成形品の製造が開始されると、まず、ステップS1において、プリプレグ加熱装置プリプレグを使用樹脂の軟化温度以上まで加熱すると共に、入子型加熱装置により入子型2を型閉じ温度まで加熱する。このように入子型2を型閉じ温度近傍まで加熱することにより、入子型上型2a、及び、入子型下型2bの各分割要素2dは膨張する。
Next, as shown in FIG. 3, when the production of the resin molded product is started, first, in step S1, the prepreg heating device prepreg is heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the resin used, and the nesting type heating device is used. The
次に、ステップS2に進み、軟化温度以上まで加熱され軟化したプリプレグを入子型2の内部に配置する。具体的には、入子型下型2bの所定位置に、成形品の形状に応じて予め切断されたプリプレグを配置する。
Next, the process proceeds to step S <b> 2, and the prepreg heated and softened to the softening temperature or higher is placed inside the nested
次に、ステップS3に進み、入子型上型2aと入子型下型2bとの間に所定の間隔(例えば、10mm以下の間隔)を空けた第1の位置まで入子型2を閉じる。例えば、入子型上型2aと入子型下型2bとの間にバネ機構が設けられており(図示省略)、バネの弾性力と入子型上型2aの重量とのバランスにより上記の間隔が保持されるようになっている。
Next, the process proceeds to step S3, and the nested
次に、ステップS4に進み、入子型2を母型4の内部に配置する。具体的には、入子型2を母型下型4bに嵌め込む。
Next, the process proceeds to step S <b> 4 and the nested
次に、ステップS5に進み、入子型2が内部に配置された母型4を閉じる。すなわち、母型上型4aの下面が入子型上型2aの上面と接触し、且つ、母型上型4aと母型下型4bとによって真空ガスケット8が挟み込まれて圧縮されるまで、母型上型4aをスライドフレーム14bと共に下降させる。このとき、ステップS2で入子型上型2aと入子型下型2bとの間に設けられた間隔が保持されるように、母型上型4aの位置を調整する。
Next, the process proceeds to step S5, and the mother die 4 in which the nested
ステップS5において母型4を閉じることにより、ヒーター10によって予め加熱された母型4から入子型2に熱が伝わり、入子型2の温度が型閉じ温度近傍で保持されるようになる。この型閉じ温度近傍で保持された入子型上型2a及び入子型下型2bにより囲まれた空間(金型空間)の形状は、プリプレグから所望の成形品を得るための寸法形状となっている。
By closing the mother die 4 in step S5, heat is transferred from the mother die 4 preheated by the
次に、ステップS6に進み、入子型2の内部の真空引きを開始する。上記のステップS4で母型4を閉じることにより、母型上型4aと母型下型4bとによって真空ガスケット8が挟み込まれている。この状態で、真空引吸気孔6に接続された真空ポンプを作動させると、母型上型4a、母型下型4b、及び真空ガスケット8によって囲まれた空間から真空引吸気孔6を介して空気が排出され、入子型2の内部が真空引きされる。
Next, it progresses to step S6 and the evacuation inside the nested
次に、ステップS7に進み、母型上型4a、母型下型4b、及び真空ガスケット8によって囲まれた空間が所定の真空度(例えば0.3Torr以下)に達した後に、入子型上型2aと入子型下型2bとの間隔が成形品の設計厚さとなる第2の位置(閉位置)まで入子型2を閉じる。具体的には、母型上型4aを、スライドフレーム14bと共にステップS4における位置からさらに下降させ、入子型2に対して設計圧力が付与されるようにする。これにより、プリプレグが所望の形状に成形される。
Next, the process proceeds to step S7, and after the space surrounded by the
次に、ステップS8に進み、真空ポンプによる真空引きを終了し、入子型2の内部を大気圧に戻す。次いで、ステップS9に進み、母型4を開く。
Next, it progresses to step S8, the evacuation by a vacuum pump is complete | finished, and the inside of the nested
次に、ステップS10に進み、入子型2を母型4から取り出す。
続いて、ステップS11に進み、入子型上型2aと入子型下型2bとを、入子型2が閉じた状態を保ちつつ、入子型2及び成形品が冷却時に熱変形しても成形品に過大な外力が加わらないように、固定治具(図示省略)により固定する。この固定治具は使用樹脂と同等の線膨張率を持つ材料により形成されており、その内部に配置された入子型2の変形を妨げないように入子型2を外側から保持する。
Next, the process proceeds to step S <b> 10, and the nested
Subsequently, the process proceeds to step S11, and the nested
次に、ステップS12に進み、入子型2を使用樹脂の軟化温度以下の所定の型開き温度(例えば50℃)まで冷却する。
Next, it progresses to step S12 and the
ステップS10において母型4から取り出した直後の入子型2の温度は、型閉じ温度近傍である。したがって、入子型上型2a及び入子型下型2bにより囲まれた空間の寸法形状は、図4に示すように、その内部に配置された成形品Wの寸法形状に対応したものとなっており、図4(a)に示すように入子型上型2aの周縁部下面と入子型下型2bの周縁部上面とが接触していると共に、図4(b)に示すように、入子型下型2bの各分割要素2dが互いに密着している。
The temperature of the nested
その後、ステップS12において入子型2を冷却すると、入子型上型2a、及び、入子型下型2bの各分割要素2dは収縮する。ここで、入子型2は、使用樹脂と比較して線膨張率の大きい金属材料により形成されている。すなわち、冷却による成形品Wの収縮よりも入子型2の収縮の方が大きいので、入子型2の冷却後の金型空間の寸法形状は冷却後の成形品Wの寸法形状よりも小さいことになる。しかしながら、上述したように、入子型上型2a及び入子型下型2bは、入子型2が閉じた状態を保ちつつ、入子型2及び成形品Wが冷却時に熱変形しても成形品Wに過大な外力が加わらないように固定されているので、成形品Wに変形や破損が生じることはない。
Thereafter, when the nested
具体的には、図5(a)に示すように、入子型2はZ方向(図5(a)における上下方向)において入子型上型2aと入子型下型2bとに分割されており、これらの入子型上型2aと入子型下型2bとはZ方向において互いに固定されていない。したがって、冷却された入子型上型2a及び入子型下型2bの収縮に応じて入子型上型2aの周縁部下面と入子型下型2bの周縁部上面との間を離間させることにより、金型空間のZ方向寸法の縮小を防ぐことができるので、成形品Wに対してZ方向の圧縮力が作用することはない。
また、図5(b)に示すように、入子型下型2bはX方向(図5(b)における左右方向)及びY方向(図5(b)における上下方向)にそれぞれ2分割され、X方向に互いに隣接する各分割要素2dがX方向にのみスライドして互いに離接可能となっており、Y方向に互いに隣接する各分割要素2dがY方向にのみスライドして互いに離接可能となっている。したがって、冷却された入子型下型2bの各分割要素2dの収縮に応じて、互いに隣接する各分割要素2dの間を離間させることにより、金型空間のX方向及びY方向の寸法の縮小を防ぐことができるので、成形品Wに対してX方向及びY方向の圧縮力が作用することはない。
Specifically, as shown in FIG. 5A, the nested
Further, as shown in FIG. 5 (b), the nested
入子型2の冷却が完了した後、ステップS13に進み、成形品Wを入子型2から取り出すことにより、樹脂成形品の製造が終了する。
After the cooling of the nested
次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
上述した本発明の実施形態では、入子型下型2bの互いに隣接する各分割要素2dの分割面には、平面視で矩形波状の凹凸部が形成されていると説明したが、これとは異なる分割構造により入子型下型2bを構成してもよい。
Next, further modifications of the embodiment of the present invention will be described.
In the embodiment of the present invention described above, it has been explained that the rectangular wave-shaped uneven portions are formed on the divided surfaces of the adjacent divided
図6は、本発明の実施形態の変形例による樹脂成形品の製造装置1における入子型下型2bの分割構造を示す平面図である。この図6に示すように、本変形例の入子型下型2bはX方向及びY方向にそれぞれ2分割され、合計4個の分割要素2dに分割されている。そして、各分割要素2dには、X方向に延びる貫通孔及びY方向に延びる貫通孔がそれぞれ2つずつ形成されており、これらの貫通孔にシャフト16が挿通されている。シャフト16は、入子型下型2bと同等の線膨張率を持つ材料によって形成され、各分割要素2dがこれらのシャフト16に沿ってX方向及びY方向にスライド可能なように、貫通孔の内径及びシャフト16の外径が設定されている。
FIG. 6 is a plan view showing a divided structure of the nested
したがって、ステップS12において入子型2を冷却すると、図6(b)に示すように、冷却された入子型下型2bの各分割要素2dは、その収縮に応じてシャフト16に沿ってX方向及びY方向に収縮し、互いに隣接する各分割要素2dの間を離間させることにより、金型空間のX方向及びY方向の寸法の縮小を防ぐことができるので、成形品Wに対してX方向及びY方向の圧縮力が作用することはない。
Therefore, when the nested
また、上述した実施形態では、母型4とヒーター10が別体として設けられている場合を説明したが、母型4の内部にヒーターが設けられるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the mother die 4 and the
また、上述した実施形態では、樹脂成形品の製造装置1には、プレス機14により上下方向から荷重が加えられると説明したが、樹脂成形品の製造装置1に荷重を加えられる装置であれば、プレス機14に限らず各種の加圧装置を用いることができる。
Moreover, in embodiment mentioned above, although it demonstrated that the load was applied to the
また、上述した実施形態では、ステップS4で母型4を閉じることにより、母型上型4aと母型下型4bとによって真空ガスケット8が挟み込まれると説明したが、これとは異なる構成で真空ガスケットを配置してもよい。例えば、母型上型が凸形断面を有すると共に母型下型が凹形断面を有し、母型上型の凸部を母型下型の凹部に嵌め込むことで母型を閉じるように構成されている場合、母型上型の凸部の側面に真空ガスケットを配置してもよい。この構成では、母型を閉じる場合、真空ガスケットは母型下型の凹部の側面を摺動することになる。
In the above-described embodiment, it has been described that the
また、上述した実施形態では、図3のステップS10において入子型2を母型4から取り出し、ステップS11において入子型2を固定した後、ステップS12において入子型2を型開き温度まで冷却すると説明したが、冷却前に、入子型2を型開き温度以上の所定の保持温度(例えば80℃)で保持してもよい。これにより、成形品Wの表面の質感の向上や内部応力の緩和を図ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the nested
次に、上述した本発明の実施形態及び本発明の実施形態の変形例による樹脂成形品の製造方法及び製造装置1の作用効果を説明する。
Next, the effect of the manufacturing method and the
まず、入子型2は、この入子型2の内部に樹脂を保持したまま母型4から取り出し可能となっているので、入子型2を母型4から取り出した状態で冷却することができ、これにより、母型4を閉じるための装置(例えばプレス機)の占有時間を、母型4を閉じるための時間だけに短縮することができ、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。また、入子型2は、入子型下型2bと入子型上型2aとを含み、入子型下型2bは、この入子型下型2bを形成する互いに向かい合う型面2c間の距離が拡大する方向に分割可能となっているので、入子型2の冷却時には、入子型2の入子型下型2bの収縮に応じて隣接する分割面を互いに離間させることによって、入子型2の入子型下型2b及び入子型上型2aに囲まれた金型空間の縮小を防ぐことができ、これにより、入子型2から成形品Wに圧縮力が作用して変形や破損が生じることを防止できる。したがって、本発明によれば、成形品Wに変形や破損を生じさせることなく、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
First, since the nested
また、入子型2を、内部に樹脂を保持したまま母型4から取り出し、軟化温度以下の所定の型開き温度まで冷却するので、母型4を閉じるための装置(例えばプレス機)の占有時間を、母型4を閉じるための時間だけに短縮することができ、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
Further, since the
また、入子型2を母型4から取り出すステップの後、入子型2を型開き温度以上の所定の保持温度で保持するので、母型4を閉じるための装置(例えばプレス機)の占有時間を増大させることなく、成形品Wの表面の質感の向上や内部応力の緩和を図ることができる。
Further, after the step of taking out the nested
また、入子型2の閉位置から所定の間隔を空けた位置で入子型2を保持しながら、母型4内で入子型2の内部を真空引きし、入子型2の内部が所定の真空度に達した後に、母型4により入子型2を閉位置まで閉じ、その後、入子型2の内部を大気圧に戻す。すなわち、入子型2の内部を真空にし、母型4を閉じて樹脂の成形を行った後に入子型2の内部を大気圧に戻すので、大気圧を利用して樹脂の内部の気泡を微細にすることができ、小型の加圧装置を用いて型を加圧する場合でも、大型のプレス機を用いて大圧力で型を加圧したのと同等以上に緻密且つ表面が平滑な成形品を得ることができる。
Further, while holding the nested
また、熱可塑性樹脂、又は、熱可塑性樹脂と繊維との複合材料の成形品の製造に本製造方法を適用することができる。 Moreover, this manufacturing method is applicable to manufacture of the molded article of the thermoplastic resin or the composite material of a thermoplastic resin and a fiber.
1 樹脂成形品の製造装置
2 入子型
2a 入子型上型
2b 入子型下型
2c 型面
2d 分割要素
4 母型
4a 母型上型
4b 母型下型
6 真空引吸気孔
8 真空ガスケット
10 ヒーター
10a 上側ヒーター
10b 下側ヒーター
12 断熱材
14 プレス機
14a プラットホーム
14b スライドフレーム
16 シャフト
W 成形品
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記型に入れる前の上記樹脂を上記軟化温度以上に加熱する樹脂加熱手段と、
上記樹脂を成形する入子型と、
上記樹脂を内部に配置する前の上記入子型を所定の型閉じ温度まで加熱する入子型加熱手段と、
上記入子型を着脱可能に内蔵する母型とを有し、
上記入子型は、この入子型の内部に上記樹脂を保持したまま上記母型から取り出し可能となっており、更に、凹型と凸型とを含み、上記凹型は、この凹型を形成する互いに向かい合う型面間の距離が拡大する方向に分割可能となっていることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。 An apparatus for producing a resin molded product that softens when heated to a predetermined softening temperature or higher, and solidifies when cooled to the softening temperature or lower.
A resin heating means for heating the resin before being put into the mold above the softening temperature;
A telescoping mold for molding the resin;
Nested mold heating means for heating the upper mold before placing the resin therein to a predetermined mold closing temperature;
A mother mold that detachably incorporates the telescoping mold,
The telescoping mold can be taken out from the master mold while holding the resin inside the telescoping mold, and further includes a concave mold and a convex mold, and the concave molds are mutually forming the concave mold. An apparatus for manufacturing a resin molded product, wherein the distance between opposing mold surfaces can be divided in an increasing direction.
上記樹脂を上記軟化温度以上に加熱するステップと、
入子型を所定の型閉じ温度まで加熱するステップと、
上記樹脂を上記入子型の内部に配置してその入子型を閉じるステップと、
上記入子型を母型の内部に配置してその母型を閉じるステップと、
上記母型を開いて上記入子型をその母型から取り出すステップと、
上記入子型の温度を上記軟化温度以下の所定の型開き温度まで冷却するステップと、
上記樹脂を上記入子型から取り出すステップと、を有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。 A method for producing a resin molded product, wherein the resin is softened when heated to a predetermined softening temperature or higher and solidified when cooled to the softening temperature or lower.
Heating the resin above the softening temperature;
And heating the incoming subtype to a predetermined mold closing temperature,
A step of closing the insert mold by the resin is disposed inside said insert mold,
Placing the nested mold inside the mother mold and closing the mother mold;
Opening the matrix and taking out the nested mold from the matrix;
Cooling the temperature of the nested mold to a predetermined mold opening temperature equal to or lower than the softening temperature;
Removing the resin from the telescopic mold, and a method for producing a resin molded product.
上記母型を閉じるステップの後、上記入子型の内部を真空引きするステップと、
上記入子型の内部が所定の真空度に達した後に、上記母型により上記入子型を上記閉位置まで閉じるステップと、
上記母型により上記入子型を上記閉位置まで閉じるステップの後、上記母型を開いて上記入子型をその母型から取り出すステップの間に、上記入子型の内部を大気圧に戻すステップと、を有する請求項2又は3に記載の樹脂成形品の製造方法。 In step closing step and the mold is closed the insert mold, holding the insert mold at a position spaced a predetermined distance from the closed position of the insert mold,
After the step of closing the matrix, evacuating the interior of the telescopic mold;
After the interior of the nested mold has reached a predetermined degree of vacuum, the step of closing the nested mold to the closed position by the mother mold;
After the step of closing the nested mold to the closed position by the matrix, the interior of the nested mold is returned to atmospheric pressure during the step of opening the matrix and taking out the nested mold from the matrix. A method for producing a resin molded product according to claim 2, comprising steps.
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