JPH01244817A - 複合材料の射出成形方法及び装置 - Google Patents
複合材料の射出成形方法及び装置Info
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- JPH01244817A JPH01244817A JP1003621A JP362189A JPH01244817A JP H01244817 A JPH01244817 A JP H01244817A JP 1003621 A JP1003621 A JP 1003621A JP 362189 A JP362189 A JP 362189A JP H01244817 A JPH01244817 A JP H01244817A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱硬化性樹脂とガラス繊維のごとき強化用繊
維と充填材とから成る複合材料の射出成形方法及び装置
に係る。
維と充填材とから成る複合材料の射出成形方法及び装置
に係る。
複合材料の機械的特性、特に耐衝撃性が主として強化用
繊維の長さ及び配向に依存することは公知である。これ
らの複合材料の使用に伴う困難は、射出すべき量の複合
材料の計量供給及び型（ｍｏｕｌｅ）内への複合材料の
射出の際に長い強化用繊維を破損しないための配慮が必
要なことである。
繊維の長さ及び配向に依存することは公知である。これ
らの複合材料の使用に伴う困難は、射出すべき量の複合
材料の計量供給及び型（ｍｏｕｌｅ）内への複合材料の
射出の際に長い強化用繊維を破損しないための配慮が必
要なことである。
公知の射出装置において、複合材料は供給装置から、固
定スリーブ内に配置されたスクリューに案内され、ここ
で混練され、次にスリーブ内でのスクリューの移動によ
って型内に射出される。射出段階で複合材料がスクリュ
ーに逆流しないように逆止弁形成装置がスクリューの末
端に配置されている。このような弁は、複合材料の進路
を曲折させ強化用繊維の破損を生起し得られる部品の機
械的特性を低下させるという欠点をもつ。更に、この種
の装置は、型に射出すべき量の複合材料を正確に計量供
給することができない。
定スリーブ内に配置されたスクリューに案内され、ここ
で混練され、次にスリーブ内でのスクリューの移動によ
って型内に射出される。射出段階で複合材料がスクリュ
ーに逆流しないように逆止弁形成装置がスクリューの末
端に配置されている。このような弁は、複合材料の進路
を曲折させ強化用繊維の破損を生起し得られる部品の機
械的特性を低下させるという欠点をもつ。更に、この種
の装置は、型に射出すべき量の複合材料を正確に計量供
給することができない。
別の公知装置では、固定スリーブ内に摺動自在に装着さ
れ複合材料供給装置を担持する可動スリーブ内に配置さ
れたスクリューが使用される。固定スリーブ内で射出ピ
ストンの機能を果たす可動スリーブは固定スリーブと共
に、射出すべき複合材料を受容する可変容積チャンバを
形成する。可動スリーブはまたスクリューの末端と共に
弁の機能を果たし、これにより射出段階中の複合材料が
スクリューに逆流することが阻止される。これらの装置
ではスクリューの末端に閉鎖弁が存在しないので強化用
繊維の破断は回避できるが、強化用繊維は可変容積チャ
ンバに導入されたときに混練スクリューによって損傷さ
れる。その理由は、スクリューのねじと可動スリーブの
内壁との間で複合材料の剪断が生じるからである。この
型の装置では逆に、型内に射出すべき量の複合材料の正
確な計量供給は確保される。
れ複合材料供給装置を担持する可動スリーブ内に配置さ
れたスクリューが使用される。固定スリーブ内で射出ピ
ストンの機能を果たす可動スリーブは固定スリーブと共
に、射出すべき複合材料を受容する可変容積チャンバを
形成する。可動スリーブはまたスクリューの末端と共に
弁の機能を果たし、これにより射出段階中の複合材料が
スクリューに逆流することが阻止される。これらの装置
ではスクリューの末端に閉鎖弁が存在しないので強化用
繊維の破断は回避できるが、強化用繊維は可変容積チャ
ンバに導入されたときに混練スクリューによって損傷さ
れる。その理由は、スクリューのねじと可動スリーブの
内壁との間で複合材料の剪断が生じるからである。この
型の装置では逆に、型内に射出すべき量の複合材料の正
確な計量供給は確保される。
また、射出すべき複合材料が中空射出シリンダに配置さ
れ、該シリンダ内部でスリーブ及びスリーブ内部の射出
ピストンが移動する別の装置も公知である。該スリーブ
は射出シリンダ内部の複合材料導入オリフィスを閉鎖す
る機能を果たす、該装置は複合材料の強化用繊維を損傷
しないが、型内に射出すべき量の複合材料の正確な計量
供給を確保できない。
れ、該シリンダ内部でスリーブ及びスリーブ内部の射出
ピストンが移動する別の装置も公知である。該スリーブ
は射出シリンダ内部の複合材料導入オリフィスを閉鎖す
る機能を果たす、該装置は複合材料の強化用繊維を損傷
しないが、型内に射出すべき量の複合材料の正確な計量
供給を確保できない。
本発明の目的は上記のごとき欠点を是正し、−１つの部
品の成形に必要な量を上回る量の複合材料を射出装置の
中空シリンダに導入し、−複合材料の所定の圧縮率が得
られるまでシリンダ内で可動なピストンによって中空シ
リンダに収容された複合材料を圧縮し、 一所定圧縮率に対応するピストンの位置を検出し、−最
後に、所望部品の成形に厳密に必要な量の複合材料の射
出に対応する長さ（Ｌ）だけ前記検出位置からピストン
を前進させることを特徴とする複合材料の射出方法を提
供することである。
品の成形に必要な量を上回る量の複合材料を射出装置の
中空シリンダに導入し、−複合材料の所定の圧縮率が得
られるまでシリンダ内で可動なピストンによって中空シ
リンダに収容された複合材料を圧縮し、 一所定圧縮率に対応するピストンの位置を検出し、−最
後に、所望部品の成形に厳密に必要な量の複合材料の射
出に対応する長さ（Ｌ）だけ前記検出位置からピストン
を前進させることを特徴とする複合材料の射出方法を提
供することである。
本発明はまた前記方法の実施装置を提供する。
本発明は装置は、オリフィスを介して中空シリンダと連
通ずる供給装置から複合材料を受容する中空シリンダと
、アクチュエータの作用下に中空シリンダ内で可動なピ
ストンと、中空射出シリンダの自由端に固定され圧力セ
ンサを備えた射出ダイとから成る。
通ずる供給装置から複合材料を受容する中空シリンダと
、アクチュエータの作用下に中空シリンダ内で可動なピ
ストンと、中空射出シリンダの自由端に固定され圧力セ
ンサを備えた射出ダイとから成る。
本発明の別の特徴及び利点は添付図面に示す非限定具体
例に基づく以下の記載より明らかにされるであろう。
例に基づく以下の記載より明らかにされるであろう。
添付図面に示す本発明の射出成形装置は、内部で射出ピ
ストン２が移動する中空射出シリンダ１を含み、該ピス
トンは、剛性ロッド４を介して接続されたアクチュエー
タ３の作用下に移動する。アクチュエータ３の反対側の
中空射出シリンダ１の自由端は射出ダイ５に固定されて
いる。射出ダイの入口オリフィス６は円形で且つ中空シ
リンダ１と同直径をもち、出口オリフィス７は上下に狭
く左右に広い細いスリットの形状であり、その通過断面
積は入口オリフィス６の通過断面積よりも小さい。
ストン２が移動する中空射出シリンダ１を含み、該ピス
トンは、剛性ロッド４を介して接続されたアクチュエー
タ３の作用下に移動する。アクチュエータ３の反対側の
中空射出シリンダ１の自由端は射出ダイ５に固定されて
いる。射出ダイの入口オリフィス６は円形で且つ中空シ
リンダ１と同直径をもち、出口オリフィス７は上下に狭
く左右に広い細いスリットの形状であり、その通過断面
積は入口オリフィス６の通過断面積よりも小さい。
複合材料供給装置８は、シリンダ１の壁に設けられたオ
リフィス９から中空シリンダ１に開口する。
リフィス９から中空シリンダ１に開口する。
装置８は、アクチュエータ１２の作用下に中空シリンダ
１１内で移動するタンピングピストン１０を含む。
１１内で移動するタンピングピストン１０を含む。
供給装置８は複数部品の製造に必要な量の複合材料を収
容している。複合材料は、複合材料の構成に必要な諸成
分即ち熱硬化性樹脂と強化用繊維と充填材とを混合する
供給装置８の外部装置（図示せず）内で調製され、供給
装置８に搬送される。
容している。複合材料は、複合材料の構成に必要な諸成
分即ち熱硬化性樹脂と強化用繊維と充填材とを混合する
供給装置８の外部装置（図示せず）内で調製され、供給
装置８に搬送される。
中空シリンダ１とアクチュエータ３とダイ５とから成る
アセンブリは、中空シリンダ１の軸に沿って並進自在に
装着されており、細いスリットの形状のダイ５の出口オ
リフィス７が、加熱された型１３の入口オリフィスと当
接する。型１３は成形キャビティ１４を形成する２つの
半割体１３ａ 、 １３ｂがら成る。
アセンブリは、中空シリンダ１の軸に沿って並進自在に
装着されており、細いスリットの形状のダイ５の出口オ
リフィス７が、加熱された型１３の入口オリフィスと当
接する。型１３は成形キャビティ１４を形成する２つの
半割体１３ａ 、 １３ｂがら成る。
成形キャビティ１４の入口オリフィスも、ダイ５のオリ
フィス７と実質的に同じ高さをもつスリットから成る。
フィス７と実質的に同じ高さをもつスリットから成る。
射出ピストン２は、（図示しない）コンピュータに接続
された位置センサ１５を備えており、中空射出シリンダ
１内のピストン位置が刻々に検知され得る。更に圧力セ
ンサＣ１がピストン２の前面に配置されている。
された位置センサ１５を備えており、中空射出シリンダ
１内のピストン位置が刻々に検知され得る。更に圧力セ
ンサＣ１がピストン２の前面に配置されている。
中空シリンダ１、ダイ５及び型１３の成形キャビティ１
４の内部にも圧力センサが配置されている０図示の具体
例では５つの圧力センサＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５及びＣ
６が配置されている。これらのセンサは射出装置の種々
の場所で複合材料の静圧を測定する。
４の内部にも圧力センサが配置されている０図示の具体
例では５つの圧力センサＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５及びＣ
６が配置されている。これらのセンサは射出装置の種々
の場所で複合材料の静圧を測定する。
射出アクチュエータ３にも圧力センサＣ７が配置されて
おり、該センサは該アクチュエータの内部の作動液の液
圧を測定する。
おり、該センサは該アクチュエータの内部の作動液の液
圧を測定する。
前記圧力センサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６及
びＣ７はすべてコンピュータに接続されている。コンピ
ュータは種々のセンサから受信した情報に基づいて射出
方法の諸段階を制御する。
びＣ７はすべてコンピュータに接続されている。コンピ
ュータは種々のセンサから受信した情報に基づいて射出
方法の諸段階を制御する。
本発明方法は前記装置を使用して以下のごとく行なわれ
る。型１３め成形キャビティ１４が重合直後の複合材料
部品を収容していると想定する。ダイ５の末端と型１３
とが接触している。中空シリンダ１に複合材料が導入さ
れるようにピストン２は後退している。この後退位置は
位置センサ１５によって制御される。この位置で、オリ
フィス９が開いている。供給装置８が駆動され、１つの
部品の成形に厳密に必要な量を上回る量の複合材料がピ
ストン１０によって押出されて中空シリンダ１に低圧下
に導入される。射出ピストン２はアクチュエータ３の作
用下に矢印Ｆの方向に前進する。前進中にピストンはオ
リフィス９従って射出シリンダ１を閉鎖し該シリンダ内
の複合材料を圧縮する。ダイ５が成形キャビティ１４の
入口に開口しているが該キャビティが先行サイクルで成
形された部品によって占領されているのでシリンダ内の
複合材料はオリフィス７から流出できない、ピストン２
がシリンダ１内で前進を継続し、この間に複合材料は所
定の圧縮率が得られるまで圧縮される。この圧縮率は圧
力センサの表示圧力によって検知される。所定圧縮率に
到達するとピストン２の前進が中止されピストンの位１
が位置センサ１５によって検知されコンピュータに記憶
される。先行サイクルで成形された部品を収容した型１
３は取り出され、空の成形キャビティ１４をもつ別の型
と交換される。型交換中にシリンダ１及びダイ５に収容
されている複合材料はダイの外部に流出できない、その
理由は、複合材料が極めて高い粘度をもっこと、ダイ５
の出口オリフィス７によって与えられる通過断面積が小
さいこと、及びピストン２が多少後退することにある。
る。型１３め成形キャビティ１４が重合直後の複合材料
部品を収容していると想定する。ダイ５の末端と型１３
とが接触している。中空シリンダ１に複合材料が導入さ
れるようにピストン２は後退している。この後退位置は
位置センサ１５によって制御される。この位置で、オリ
フィス９が開いている。供給装置８が駆動され、１つの
部品の成形に厳密に必要な量を上回る量の複合材料がピ
ストン１０によって押出されて中空シリンダ１に低圧下
に導入される。射出ピストン２はアクチュエータ３の作
用下に矢印Ｆの方向に前進する。前進中にピストンはオ
リフィス９従って射出シリンダ１を閉鎖し該シリンダ内
の複合材料を圧縮する。ダイ５が成形キャビティ１４の
入口に開口しているが該キャビティが先行サイクルで成
形された部品によって占領されているのでシリンダ内の
複合材料はオリフィス７から流出できない、ピストン２
がシリンダ１内で前進を継続し、この間に複合材料は所
定の圧縮率が得られるまで圧縮される。この圧縮率は圧
力センサの表示圧力によって検知される。所定圧縮率に
到達するとピストン２の前進が中止されピストンの位１
が位置センサ１５によって検知されコンピュータに記憶
される。先行サイクルで成形された部品を収容した型１
３は取り出され、空の成形キャビティ１４をもつ別の型
と交換される。型交換中にシリンダ１及びダイ５に収容
されている複合材料はダイの外部に流出できない、その
理由は、複合材料が極めて高い粘度をもっこと、ダイ５
の出口オリフィス７によって与えられる通過断面積が小
さいこと、及びピストン２が多少後退することにある。
新しい型１３がダイ５と接触する位置に配置されると、
ピストン２が前進を再開し、新しい部品の製造に正確に
必要な量の複合材料を射出すべくコンピュータの制御下
に所定長さしの行程を移動する。長さしの行程中の射出
ピストン２の移動速度は一定でなく、アクチュエータ３
を作動する作動液の液圧を制御する予設定プログラムに
従って変調される。長さしの行程を終了したピストン２
はその位置に維持される。センサＣ５及びＣ６は型の完
全充填を制御する。次に、型１３のキャビティ１４に収
容された成形部品の重合段階が開始される。該段階の終
了後にピストン２が初期位置まで後退し新しい射出サイ
クルが再開される。
ピストン２が前進を再開し、新しい部品の製造に正確に
必要な量の複合材料を射出すべくコンピュータの制御下
に所定長さしの行程を移動する。長さしの行程中の射出
ピストン２の移動速度は一定でなく、アクチュエータ３
を作動する作動液の液圧を制御する予設定プログラムに
従って変調される。長さしの行程を終了したピストン２
はその位置に維持される。センサＣ５及びＣ６は型の完
全充填を制御する。次に、型１３のキャビティ１４に収
容された成形部品の重合段階が開始される。該段階の終
了後にピストン２が初期位置まで後退し新しい射出サイ
クルが再開される。
本発明は以下の利点をもつ。
一複合材料を型に射出する前に所定圧縮率まで圧縮する
ので、成分比が等しい場合には一定質量の材料を射出し
得る。即ち、射出シリンダに導入される複合材料は組織
むらのため標本毎に異なる密度を有するが圧縮段階でこ
のような組織むらを是正し得る。
ので、成分比が等しい場合には一定質量の材料を射出し
得る。即ち、射出シリンダに導入される複合材料は組織
むらのため標本毎に異なる密度を有するが圧縮段階でこ
のような組織むらを是正し得る。
一既知の密度をもつ複合材料の圧縮によって射出される
材料の量の正確な計量供給が行なわれる。
材料の量の正確な計量供給が行なわれる。
即ち、組成が等しい場合には非重合複合材料は所与の圧
縮圧力下に既知の密度をもつ。圧縮段階の終了後に射出
シリンダ１に収容された材料の密度と射出ピストン２の
位置とを検知する。射出シリンダ１の横断面の表面積も
既知であるから、成形部品に対応する量の複合材料を射
出するために射出ピストンに与えるべき行程りを容易に
計算できる。行程りは圧力センサＣ１，Ｃ２，Ｃ３及び
Ｃ４と位置センサ１５とが接続されたコンピュータによ
って決定される。従って複合材料が浪費されない。
縮圧力下に既知の密度をもつ。圧縮段階の終了後に射出
シリンダ１に収容された材料の密度と射出ピストン２の
位置とを検知する。射出シリンダ１の横断面の表面積も
既知であるから、成形部品に対応する量の複合材料を射
出するために射出ピストンに与えるべき行程りを容易に
計算できる。行程りは圧力センサＣ１，Ｃ２，Ｃ３及び
Ｃ４と位置センサ１５とが接続されたコンピュータによ
って決定される。従って複合材料が浪費されない。
−センサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５及びＣ６は射出
中の複合材料流を追跡し型の完全充填を確認し得る。
中の複合材料流を追跡し型の完全充填を確認し得る。
−射出装置が弁を全く含まず急激な方向転換を行なわな
い。その結果、たとえ長い強化用繊維であっても射出中
に全く損傷されない、この方法で得られた部品は機械的
に良質で特に耐衝撃性に優れている。このように本発明
方法によれば、従来のスクリュー−ピストンを使用した
射出によって得られた部品に比較して３〜４倍の耐衝撃
性をもち、計量供給スクリューと摺動スリーブとを使用
した射出によって得られた部品に比較して２倍の強度を
もつ。
い。その結果、たとえ長い強化用繊維であっても射出中
に全く損傷されない、この方法で得られた部品は機械的
に良質で特に耐衝撃性に優れている。このように本発明
方法によれば、従来のスクリュー−ピストンを使用した
射出によって得られた部品に比較して３〜４倍の耐衝撃
性をもち、計量供給スクリューと摺動スリーブとを使用
した射出によって得られた部品に比較して２倍の強度を
もつ。
一射出の全段階が自動化されコンピュータによって制御
される。コンピュータは種々のセンサによって与えられ
た値と記憶された値とを刻々に比較する。従って、極め
て均一な生産が確保される。
される。コンピュータは種々のセンサによって与えられ
た値と記憶された値とを刻々に比較する。従って、極め
て均一な生産が確保される。
変形例として、ダイ５の出ロオリフイスフに図示しない
公知の型の閉鎖手段を配備してもよい、その場合、閉鎖
手段は複合材料の圧縮段階で閉鎖され該材料の射出段階
で開く。この閉鎖手段は例えばアクチュエータによって
作動される遮断プレー） （ｌａｍｅ ｇｕｉｌｌｏｔ
ｉｎｅ）でもよい。
公知の型の閉鎖手段を配備してもよい、その場合、閉鎖
手段は複合材料の圧縮段階で閉鎖され該材料の射出段階
で開く。この閉鎖手段は例えばアクチュエータによって
作動される遮断プレー） （ｌａｍｅ ｇｕｉｌｌｏｔ
ｉｎｅ）でもよい。
本発明を具体例に基づいて上記に説明したが本発明はそ
のすべての変形を包含する。
のすべての変形を包含する。
図は本発明方法を実施し得る射出装置の垂直断面概略図
である。 １・・・・・・シリンダ、２・・・・・・ピストン、３
・・・・・・アクチュエータ、４・・・・・・ロッド、
５・・・・・・ダイ、８・旧・・材料供給装置、１０・
・・・・・ピストン、１１・・・・・・シリンダ、１２
・・・・・・アクチュエータ、１３・旧・・型、１５・
・・・・・位置センサ。 、ｚ、、ｔｉ人 乞 ／ぐ
である。 １・・・・・・シリンダ、２・・・・・・ピストン、３
・・・・・・アクチュエータ、４・・・・・・ロッド、
５・・・・・・ダイ、８・旧・・材料供給装置、１０・
・・・・・ピストン、１１・・・・・・シリンダ、１２
・・・・・・アクチュエータ、１３・旧・・型、１５・
・・・・・位置センサ。 、ｚ、、ｔｉ人 乞 ／ぐ
Claims (6)
- （１）熱硬化性樹脂と強化用繊維と充填材とから成る複
合材料の射出成形方法であって、−１つの部品の成形に
必要な量を上回る量の複合材料を射出装置の中空シリン
ダに導入し、 −複合材料の所定の圧縮率が得られるまでシリンダ内で
可動なピストンによって中空シリンダに収容された複合
材料を圧縮し、 −所定圧縮率に対応するピストンの位置を検出し、−最
後に、所望部品の成形に厳密に必要な量の複合材料の射
出に対応するように計算された長さ（Ｌ）だけ前記検出
位置からピストンを前進させることを特徴とする方法。 - （２）複合材料の圧縮段階で、射出装置の射出材料流出
末端を閉鎖することを特徴とする請求項１に記載の方法
。 - （３）射出方法の種々の段階をコンピュータによって制
御することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - （４）射出段階中に長さ（Ｌ）だけ前進するときのピス
トンの速度が可変であることを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - （５）オリフィスを介して中空シリンダと連通する供給
装置から複合材料を受容する中空シリンダと、アクチュ
エータの作用下に中空シリンダ内で可動なピストンと、
中空射出シリンダの自由端に固定された射出ダイとから
成り、ピストンが、位置センサと該ピストンの前面に配
置された圧力センサとを備えており、前記センサがコン
ピュータに接続されていることを特徴とする請求項１か
ら４のいずれか一項の方法の実施装置。 - （６）中空シリンダとダイとダイに連通する型の成形キ
ャビティとが圧力センサを内蔵しており、前記センサが
コンピュータに接続されていることを特徴とする請求項
５に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8800473 | 1988-01-14 | ||
| FR8800473A FR2625939B1 (fr) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | Procede et dispositif de moulage par injection de materiaux composites |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01244817A true JPH01244817A (ja) | 1989-09-29 |
| JPH0735076B2 JPH0735076B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=9362380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0325076B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0735076B2 (ja) |
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| AT (1) | ATE72781T1 (ja) |
| DE (1) | DE3868619D1 (ja) |
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| FR (1) | FR2625939B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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1988
- 1988-01-14 FR FR8800473A patent/FR2625939B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-22 EP EP88470024A patent/EP0325076B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-22 DE DE8888470024T patent/DE3868619D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-22 AT AT88470024T patent/ATE72781T1/de active
- 1988-12-22 ES ES198888470024T patent/ES2024391T3/es not_active Expired - Lifetime
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1989
- 1989-01-09 KR KR1019890000172A patent/KR970002298B1/ko not_active IP Right Cessation
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| FR2625939A1 (fr) | 1989-07-21 |
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| ATE72781T1 (de) | 1992-03-15 |
| ES2024391T3 (es) | 1992-11-16 |
| DE3868619D1 (de) | 1992-04-02 |
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| FR2625939B1 (fr) | 1990-05-04 |
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