JP7057963B2 - Molding system - Google Patents
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Description
本発明は、熱硬化性樹脂材料用の成形システムに関する。 The present invention relates to a molding system for thermosetting resin materials.
例えば、特許文献1に開示されている従来のトランスファー成形機は、成形用ゴム等の成形材料をポットに装填し、プランジャをポット内に押込み、ポット内の成形材料を加圧して、圧入孔を通して、密閉・加熱した型の空洞部分(キャビティ)に圧入して成形する。このような成形方法は熱硬化性樹脂材料からなる製品の成形にも用いられる。
For example, in the conventional transfer molding machine disclosed in
トランスファー成形機は、1回の成形動作毎に成形材料であるタブレットをポットに装填して製品を成形するところ、このようなタブレットは、上述したような成形工程とは独立した別工程で製造する必要があった。 The transfer molding machine loads a tablet, which is a molding material, into a pot for each molding operation to mold a product, and such a tablet is manufactured in a separate process independent of the molding process as described above. I needed it.
そこで、本発明は、タブレットを製造することなく成形することができる熱硬化性樹脂用の成形システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a molding system for a thermosetting resin that can be molded without manufacturing a tablet.
上記目的を達成するために、本発明に係る成形システムは、熱硬化性樹脂材料用の成形システムであって、ポット内に溶融した熱硬化性樹脂材料を供給する供給ユニットと、前記ポット内の熱硬化性樹脂材料を金型のキャビティにプランジャで押し込む射出ユニットと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the molding system according to the present invention is a molding system for a thermosetting resin material, which is a supply unit for supplying a thermosetting resin material melted in a pot, and a supply unit in the pot. It is characterized by having an injection unit for pushing a thermosetting resin material into a cavity of a mold with a plunger.
本発明によれば、ポット内に溶融した熱硬化性樹脂材料を供給し、プランジャで金型のキャビティに押し込む。このようにしたことから、溶融した熱硬化性樹脂材料を直接ポットに供給することができるので、熱硬化性樹脂材料の供給およびキャビティへの押し込みを連続して行うことができる。 According to the present invention, the molten thermosetting resin material is supplied into the pot and pushed into the cavity of the mold with a plunger. Since this is done, the molten thermosetting resin material can be directly supplied to the pot, so that the thermosetting resin material can be continuously supplied and pushed into the cavity.
本発明においては、金型に、ポットと、ポットと外部とを連通する樹脂流路とが形成され、供給ユニットが、先端が開口したシリンダと、シリンダに収容されたスクリュとを有し、シリンダが、先端を金型に向けて配置され、軸方向に移動可能でかつ金型に先端が当接すると樹脂流路と連通されるように構成されている。前記シリンダの内径が、当該シリンダにおける前記スクリュが配置される箇所から先端の開口まで一定である。このようにすることで、シリンダを直接金型に当接し、シリンダ内で溶融された熱硬化性樹脂材料を樹脂流路を通じてポット内に供給することができる。また、シリンダ内に熱硬化性樹脂材料と繊維材とを投入することにより、これらが効果的に混ざり合うようにスクリュによって混練することができる。また、通常の射出成形とは異なり、シリンダの先端にノズルを有さない構造であるため、溶融した樹脂がノズル内で硬化することを防止することができる。 In the present invention, the mold has a pot and a resin flow path that communicates the pot with the outside, and the supply unit has a cylinder with an open tip and a screw housed in the cylinder. However, the tip is arranged toward the mold, is movable in the axial direction, and is configured to communicate with the resin flow path when the tip comes into contact with the mold . The inner diameter of the cylinder is constant from the position where the screw is arranged in the cylinder to the opening at the tip . By doing so, the cylinder can be brought into direct contact with the mold, and the thermosetting resin material melted in the cylinder can be supplied into the pot through the resin flow path. Further, by putting the thermosetting resin material and the fiber material into the cylinder, it is possible to knead them with a screw so that they are effectively mixed. Further, unlike normal injection molding, the structure does not have a nozzle at the tip of the cylinder, so that it is possible to prevent the molten resin from being cured in the nozzle.
本発明においては、スクリュが、シリンダの先端が金型に当接しているときにスクリュの先端で樹脂流路を塞ぐように移動可能に設けられていることが好ましい。このようにすることで、ポット内の熱硬化性樹脂材料をキャビティに押し込む際に樹脂流路を塞ぐようにスクリュを移動させることで、シリンダへの逆流を防ぐことができる。 In the present invention, it is preferable that the screw is provided so as to be movable so as to block the resin flow path at the tip of the screw when the tip of the cylinder is in contact with the mold. By doing so, when the thermosetting resin material in the pot is pushed into the cavity, the screw is moved so as to block the resin flow path, so that the backflow to the cylinder can be prevented.
本発明においては、シリンダの先端部を加熱する加熱装置をさらに有していることが好ましい。加熱装置が、誘導加熱式ヒータを有していることが好ましい。シリンダの先端部より基端寄りの部分を冷却する冷却装置をさらに有していることが好ましい。このようにすることで、熱硬化性樹脂材料に加えられる熱量をより少なくして、熱硬化性樹脂材料に加えられた累積熱量の増加を抑制しつつ樹脂粘度を効果的に下げることができる。累積熱量の増加を抑制することにより、熱硬化性樹脂材料がシリンダ内で硬化してしまうことを抑制できる、また、樹脂粘度を下げることにより、長繊維を混練したときの折損を抑制できる。
上記目的を達成するために、本発明に係る成形システムは、熱硬化性樹脂材料用の成形システムであって、ポット内に溶融した熱硬化性樹脂材料を供給する供給ユニットと、前記ポット内の熱硬化性樹脂材料を金型のキャビティにプランジャで押し込む射出ユニットと、を有し、前記金型に、前記ポットと、前記ポットと外部とを連通する樹脂流路とが形成され、前記供給ユニットが、先端が開口したシリンダと、前記シリンダに収容されたスクリュとを有し、前記シリンダが、先端を前記金型に向けて配置され、軸方向に移動可能でかつ前記金型に先端が当接すると前記樹脂流路と連通されるように構成され、前記成形システムが、前記シリンダの先端部を瞬時に加熱する加熱装置と、前記シリンダの先端部より基端寄りの部分を冷却する冷却装置と、をさらに有し、前記加熱装置が、誘導加熱式ヒータを有していることを特徴とする。
In the present invention, it is preferable to further have a heating device for heating the tip of the cylinder. It is preferable that the heating device has an induction heating type heater. It is preferable to further have a cooling device for cooling the portion closer to the base end than the tip end portion of the cylinder. By doing so, the amount of heat applied to the thermosetting resin material can be further reduced, and the resin viscosity can be effectively lowered while suppressing an increase in the cumulative amount of heat applied to the thermosetting resin material. By suppressing the increase in the cumulative amount of heat, it is possible to suppress the thermosetting resin material from being cured in the cylinder, and by lowering the resin viscosity, it is possible to suppress breakage when the long fibers are kneaded.
In order to achieve the above object, the molding system according to the present invention is a molding system for a thermosetting resin material, which is a supply unit for supplying a thermosetting resin material melted in a pot, and a supply unit in the pot. It has an injection unit that pushes a thermosetting resin material into the cavity of a mold with a plunger, and the mold is formed with the pot and a resin flow path that connects the pot and the outside, and the supply unit. However, it has a cylinder having an open tip and a screw housed in the cylinder, and the cylinder is arranged with the tip facing the mold, is movable in the axial direction, and the tip hits the mold. A heating device that is configured to communicate with the resin flow path when in contact with the resin flow path, and the molding system instantly heats the tip of the cylinder and a cooling device that cools a portion closer to the base than the tip of the cylinder. And, further, the heating device is characterized by having an induction heating type heater.
本発明によれば、タブレットを製造することなく熱硬化性樹脂材料からなる製品を成形することができる。 According to the present invention, a product made of a thermosetting resin material can be molded without manufacturing a tablet.
以下、本発明の一実施形態に係る熱硬化性樹脂材料用の成形システムについて、図1~図5を参照して説明する。 Hereinafter, a molding system for a thermosetting resin material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
図1は、本発明の一実施形態に係る成形システムの要部断面図である。図2~図5は、それぞれ図1の成形システムにおける計量動作、射出動作、硬化待ち動作および製品取り出し動作を説明する図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a molding system according to an embodiment of the present invention. 2 to 5 are diagrams illustrating a weighing operation, an injection operation, a curing waiting operation, and a product take-out operation in the molding system of FIG. 1, respectively.
本実施形態に係る成形システム10は、金型1のキャビティ8に溶融された熱硬化性樹脂材料Pを射出(押し込み)したのち硬化させて製品を成形する。
The
金型1は、各図において上方から下方に順に配置された上金型2、中金型3および下金型4を有している。上金型2には、上下方向に貫通する円柱状空間であるポット5が形成されている。また、上金型2と中金型3との間にポット5と金型1の外部とを連通する第1樹脂流路6が形成されている。中金型3には、上下方向に貫通した第2樹脂流路7が形成されている。中金型3と下金型4との間にキャビティ8が形成されている。第2樹脂流路7は、ポット5とキャビティ8とを連通する。金型1の側面には凹部9が形成されており、凹部9の中心部分に第1樹脂流路6が開口されている。また、金型1には、キャビティ8に充填された熱硬化性樹脂材料を加熱して硬化させるための図示しないヒータが設けられている。
The
成形システム10は、金型1のポット5内に溶融した熱硬化性樹脂材料P(以下、単に「樹脂材料P」という)を供給する供給ユニット20と、ポット5内の樹脂材料Pを金型1のキャビティ8に押し込む射出ユニットとしての射出プランジャ30と、を有している。
The
供給ユニット20は、シリンダ21と、スクリュ22と、加熱装置23と、冷却装置24と、図示しないシリンダ駆動部と、図示しないスクリュ駆動部と、を有している。
The
シリンダ21は、先端21aが開口された円筒状に形成されており、先端21aを金型に向けて配置されている。先端21aは、金型1の凹部9に嵌合可能な形状を有している。シリンダ21は、図示しないシリンダ駆動部により軸方向(各図において左右方向)に移動される。
The
スクリュ22は、シリンダ21内に収容され、図示しないスクリュ駆動部によりシリンダ21内で回転されるとともに、軸方向(各図において左右方向)に移動される。
The
加熱装置23は、シリンダ21の先端部21bに設けられている。加熱装置23は、誘導加熱式ヒータ(Induction Heating;IH)を有している。誘導加熱式ヒータは昇温速度が比較的速いため、シリンダ21の先端部21bを瞬時に加熱することができる。加熱装置23は、誘導加熱式ヒータ以外にも、抵抗発熱体や加熱された熱交換媒体が流動される管路などの他の種類のヒータを有する構成でもよいが、昇温速度が速くシリンダ21を瞬時に加熱するヒータが好ましい。一般的に用いられるバンドヒータは昇温速度が0.28℃/秒程度であるが、誘導加熱式ヒータを用いることで8.8℃/秒を実現することができる。本明細書において「瞬時に加熱する」とは、昇温速度が8℃/秒以上のことをいう。
The
冷却装置24は、樹脂材料を溶融させずに固体の状態で前方へ輸送するために、シリンダ21における先端部21bより基端(先端21aの反対側の端)寄りの部分に設けられている。冷却装置24は、例えば、水などの比較的低温の熱交換媒体が流動される管路を有している。冷却装置24は、シリンダ21を冷却することができる。
The
射出プランジャ30は、金型1のポット5内に上下方向に移動可能に収容されたプランジャチップ31を上下方向に移動させる図示しないプランジャ駆動部とを有している。
The
また、成形システム10は、全体の動作を司る図示しない制御部を有している。制御部は、例えば、CPU、ROM、RAM、EEPROM、各種I/Oインタフェースなどを有する組み込み機器用のマイクロコンピュータを有して構成されている。制御部は、型閉動作、計量動作、射出動作、硬化待ち動作、型開動作および製品取り出し動作などの各種動作において、成形システム10の各駆動部等を制御する。
Further, the
次に、上述した本実施形態の成形システム10における本発明に係る動作の一例について説明する。
Next, an example of the operation according to the present invention in the
成形システム10の制御部は、図示しない金型駆動部を制御して、上金型2、中金型3および下金型4を重ねて型締めする(型閉動作)。また、シリンダ21内の樹脂材料Pがスクリュ22により混練・溶融されている。
The control unit of the
制御部はシリンダ駆動部を制御して、シリンダ21を金型1に近づくように移動(すなわち前進)させ、図2に示すように、先端21aを凹部9に嵌合させる。この状態において、シリンダ21の内部と金型1の第1樹脂流路6とが連通され、スクリュ22の先端22aが第1樹脂流路6と間隔をあけて対向する。そして、制御部はスクリュ駆動部を制御して、スクリュ22を所定位置まで前進させる。
The control unit controls the cylinder drive unit to move (that is, advance) the
次に、制御部は加熱装置23を制御して、シリンダ21を瞬時に加熱する。これにより、樹脂材料Pの粘度を下げる。瞬時に加熱することにより、シリンダ21内の樹脂材料Pの加熱時間を短くして、樹脂材料Pに加えられる熱量を少なくすることができ、樹脂材料Pに加えられた累積熱量の増加を抑制する。本実施形態においては、樹脂材料Pが150℃~160℃となる程度までシリンダ21を加熱する。さらに、制御部はスクリュ駆動部を制御して、スクリュ22を回転させ、1回の射出に必要となる量の樹脂材料Pを第1樹脂流路6を通じてポット5内に供給する(計量動作)。計量動作において、ポット5内に流入する樹脂材料Pによりプランジャチップ31が上方に持ち上げられる。樹脂材料Pのポット5内への供給が完了すると、制御部は加熱装置23を制御して、シリンダ21の加熱を停止する。
Next, the control unit controls the
次に、制御部はスクリュ駆動部を制御して、スクリュ22の回転を停止させるとともにスクリュ22を前進させ、図3に示すように先端22aを金型1に当接させて第1樹脂流路6を塞ぐ。これにより、第1樹脂流路6からシリンダ21に樹脂材料Pが逆流することを防ぐ。そして、制御部はプランジャ駆動部を制御して、プランジャチップ31を下方に押し下げる。これにより、ポット5内の樹脂材料Pが第2樹脂流路7を通じてキャビティ8に押し込まれる(射出動作)。
Next, the control unit controls the screw drive unit to stop the rotation of the
次に、制御部は金型1のヒータを制御して、キャビティ8内の樹脂材料Pが硬化するように加熱する(硬化待ち動作)。これと並行して、制御部はシリンダ駆動部を制御して、シリンダ21を金型1から離れるように移動(すなわち後退)させ、図4に示すように、先端21aと凹部9との嵌合を解除する。さらに、制御部はスクリュ駆動部を制御して、スクリュ22を先端22aが冷却装置24に対応する位置に来るまで後退させる。また、制御部は冷却装置24を制御して、シリンダ21を冷却する。これにより、シリンダ21内の樹脂材料Pに加えられる熱量を少なくして、樹脂材料Pに加えられた累積熱量の増加を抑制する。
Next, the control unit controls the heater of the
次に、制御部は金型駆動部を制御して、上金型2、中金型3および下金型4を上下方向に開き(型開動作)、図示しないエジェクトピンによりキャビティ8から製品Sを取り出し、ランナRを取り除く(製品取り出し動作)。
Next, the control unit controls the mold drive unit to open the
以降、上記型閉動作~上記製品取り出し動作を繰り返して製品Sの成形を行う。 After that, the product S is molded by repeating the mold closing operation and the product taking-out operation.
以上説明したように、本実施形態の成形システム10によれば、ポット5内に溶融した樹脂材料Pを供給し、プランジャチップ31で金型1のキャビティ8に押し込む。このようにしたことから、溶融した樹脂材料Pを直接ポット5に供給することができるので、樹脂材料Pの供給およびキャビティへ8の押し込みを連続して行うことができる。したがって、タブレットを製造することなく熱硬化性樹脂材料Pからなる製品Sを成形することができる。
As described above, according to the
また、金型1に、ポット5と、ポット5と外部とを連通する第1樹脂流路6とが形成され、供給ユニット20が、先端21aが開口したシリンダ21と、シリンダ21に収容されたスクリュ22とを有している。そして、シリンダ21が、先端21aを金型に向けて配置され、軸方向に移動可能でかつ金型1に先端21aが当接すると第1樹脂流路6と連通される。このようにすることで、シリンダ21を直接金型1に当接し、シリンダ21内で溶融された樹脂材料Pを第1樹脂流路6を通じてポット内に供給することができる。また、シリンダ21内に樹脂材料Pと繊維材とを投入することにより、これらが効果的に混ざり合うようにスクリュ22によって混練することができる。また、シリンダ21の先端にノズルを有さない構造であるため、溶融した樹脂がノズル内で硬化することを防止することができる。
Further, the
また、スクリュ22が、シリンダ21の先端21aが金型1に当接しているときにスクリュ22の先端22aで第1樹脂流路6を塞ぐように移動可能に設けられている。このようにすることで、ポット5内の樹脂材料Pをキャビティ8に押し込む際に第1樹脂流路6を塞ぐようにスクリュ22を移動させることで、シリンダ21への逆流を防ぐことができる。
Further, the
また、シリンダ21の先端部21bを瞬時に加熱する加熱装置23をさらに有している。加熱装置23が、誘導加熱式ヒータを有している。シリンダ21の先端部21bより基端寄りの部分を冷却する冷却装置24をさらに有している。このようにすることで、樹脂材料Pに加えられる熱量をより少なくして、樹脂材料Pに加えられた累積熱量の増加を抑制しつつ樹脂粘度を効果的に下げることができる。累積熱量の増加を抑制することにより、熱硬化性樹脂材料Pがシリンダ21内で硬化してしまうことを抑制できる、また、樹脂粘度を下げることにより、長繊維を混練したときの折損を抑制できる。
Further, it further has a
上述した実施形態の説明では、成形システムが有する供給ユニット20および射出プランジャ30について要部となる構成を示しているところ、シリンダおよびスクリュを有する射出成形機は、供給ユニット20と共通する構成要素を有し、トランスファー成形機は、射出プランジャ30と共通する構成要素を有する。そのため、射出成形機をベースとして供給ユニット20を構成し、トランスファー成形機をベースとして射出プランジャ30を構成して、これらを組み合わせることで本発明の成形システムを実現してもよい。
In the description of the above-described embodiment, the main components of the
上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 Although embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples. As long as the gist of the present invention is provided, a person skilled in the art may add, delete, or change the design of the above-described embodiment as appropriate, or combine the features of the embodiment as appropriate. Included in the scope of the invention.
1…金型、2…上金型、3…中金型、4…下金型、5…ポット、6…第1樹脂流路、7…第2樹脂流路、8…キャビティ、9…凹部、10…成形システム、20…供給ユニット、21…シリンダ、21a…シリンダの先端、21b…シリンダの先端部、22…スクリュ、22a…スクリュの先端、23…加熱装置、24…冷却装置、30…射出プランジャ、31…プランジャチップ、P…熱硬化性樹脂材料、R…ランナ、S…製品
1 ... mold, 2 ... upper mold, 3 ... middle mold, 4 ... lower mold, 5 ... pot, 6 ... first resin flow path, 7 ... second resin flow path, 8 ... cavity, 9 ...
Claims (6)
ポット内に溶融した熱硬化性樹脂材料を供給する供給ユニットと、
前記ポット内の熱硬化性樹脂材料を金型のキャビティにプランジャで押し込む射出ユニットと、を有し、
前記金型に、前記ポットと、前記ポットと外部とを連通する樹脂流路とが形成され、
前記供給ユニットが、先端が開口したシリンダと、前記シリンダに収容されたスクリュとを有し、
前記シリンダが、先端を前記金型に向けて配置され、軸方向に移動可能でかつ前記金型に先端が当接すると前記樹脂流路と連通されるように構成され、
前記シリンダの内径が、当該シリンダにおける前記スクリュが配置される箇所から先端の開口まで一定であることを特徴とする成形システム。 A molding system for thermosetting resin materials
A supply unit that supplies the molten thermosetting resin material into the pot,
It has an injection unit that pushes the thermosetting resin material in the pot into the cavity of the mold with a plunger.
The pot and a resin flow path that communicates the pot with the outside are formed in the mold.
The supply unit has a cylinder with an open tip and a screw housed in the cylinder.
The cylinder is configured such that the tip is arranged toward the mold, is movable in the axial direction, and communicates with the resin flow path when the tip abuts on the mold.
A molding system characterized in that the inner diameter of the cylinder is constant from the position where the screw is arranged in the cylinder to the opening at the tip .
ポット内に溶融した熱硬化性樹脂材料を供給する供給ユニットと、 A supply unit that supplies the molten thermosetting resin material into the pot,
前記ポット内の熱硬化性樹脂材料を金型のキャビティにプランジャで押し込む射出ユニットと、を有し、 It has an injection unit that pushes the thermosetting resin material in the pot into the cavity of the mold with a plunger.
前記金型に、前記ポットと、前記ポットと外部とを連通する樹脂流路とが形成され、 The pot and a resin flow path that communicates the pot with the outside are formed in the mold.
前記供給ユニットが、先端が開口したシリンダと、前記シリンダに収容されたスクリュとを有し、 The supply unit has a cylinder with an open tip and a screw housed in the cylinder.
前記シリンダが、先端を前記金型に向けて配置され、軸方向に移動可能でかつ前記金型に先端が当接すると前記樹脂流路と連通されるように構成され、 The cylinder is configured such that the tip is arranged toward the mold, is movable in the axial direction, and communicates with the resin flow path when the tip abuts on the mold.
前記成形システムが、前記シリンダの先端部を瞬時に加熱する加熱装置と、前記シリンダの先端部より基端寄りの部分を冷却する冷却装置と、をさらに有し、 The molding system further includes a heating device that instantly heats the tip end portion of the cylinder, and a cooling device that cools a portion closer to the base end portion than the tip end portion of the cylinder.
前記加熱装置が、誘導加熱式ヒータを有していることを特徴とする成形システム。 A molding system in which the heating device has an induction heating type heater.
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