JPH02303635A - 超塑性ブロー成形装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超塑性ブロー成形装置に関し、より詳しくは
超塑性材料を効率よく加熱することにより処理時間を短
縮した装置に係るものである。

〔従来技術〕

超塑性ブロー成形とは、特定の材料が一定の温度域で非
常に大きな延伸が可能となる、いわゆる超塑性を利用し
て板材の成形を行うものである。

被加工材料である超塑性材料は、例えばアルミニウムで
は４００°Ｃ〜６００°Ｃで、ステンレス鋼では９００
℃〜１０５０°Ｃで、いずれも４００〜６００％に達す
る大きな伸びを示す、超塑性ブロー成形法は、多種少量
生産で複雑な形状の板製品の生産に適しており、この超
塑性ブロー成形の従来の装置３０とその工程を第７図（
ａ）Φ）（Ｃ）に示す。まず、それぞれ開口部をもつ加
圧型２と成形型４との間に板状の超塑性材料３をセット
する。

加圧型２には成形ガス吹込口６を、成形型４には排気孔
６゛をそれぞれ設けである。ついで、超塑性材料３を挾
んで加圧型２と成形型４とを圧迫し、この当接部分のシ
ール部５により加圧型２と超塑性材料３との間の空間を
気密とする。そして、所定の超塑性温度に加熱し、超塑
性材料が超塑性発現温度に達したならば、外部に設置し
た供給源（図示省略）に連結する成形ガス吹込口６から
前記気密空間に成形ガス１を圧入する。この操作により
所定の形状に加工された成形型４の内形にならうまでブ
ロー成形を行い、目的の製品が得られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

超塑性材料を超塑性ブロー成形装置にセットし、ブロー
が可能な所定温度にまで加熱する際、第７図に例示した
ような在来法によれば、型内の雰囲気によって加熱され
るため、昇温速度はきわめて緩慢である。例えば、平面
１０００■Ｘ　１０１００Ｏ＋、厚さ２ｍｍの材料を成
形するのに、超塑性加工に適する５００℃まで品温を上
昇させるのに２０〜３０分、最短でも１５分を要してい
た。このような昇温速度の遅さは超塑性加工（ブロー成
形）を行うにあたり、■生産性が低い、 ■超塑性材料の特性を劣化させる （超塑性現象が現れる温度域近傍に長時間保持すること
により結晶粒が粗大化し超塑性特性が著しく劣化する）
、 の二つの大きな問題が生じ、実生産上の解決が望まれて
いた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、超塑性ブロー成形装置にセットした超塑性材
料の加熱を迅速に行うことにより、前記二つの難点を解
消した。すなわち、超塑性ブロー成形装置の加圧型内に
加熱ブロックを設置する。

そしてこの加熱ブロックに超塑性材料を接触させ、直接
の熱伝達または直接の熱伝達と雰囲気により超塑性材料
を加熱することとした。この加熱手段によれば、被加工
材である超塑性材料と加熱ブロックの熱容量の差を大き
く設定することにより、超塑性材料を所定温度に急速加
熱することが可能となっている。

従って、本発明は、 加圧型と成形型との間に超塑性材料を介在挟持させ、加
圧型に成形ガスを圧入してブロー成形を行う超塑性ブロ
ー成形装置において、 加圧型内に加熱ブロックを設置した、 構成となっている。

また、本発明の超塑性ブロー成形装置では、成形ガスを
吹込む成形ガス吹込口を加圧型に、超塑性材料を加熱ブ
ロックに接触させる加圧ガスの供給とブロ一時の排気を
行う給排口を成形型にそれぞれ設置するのが基本的な構
成である。しかし、加圧型内を大気圧に対して加圧また
は負圧とすることができるガス制御手段を付設し、加圧
型と成形型間に相対圧差をつくりだすようにすれば、導
通口（供給口）を加圧型に設けるだけでよい。

〔作　用〕

本発明の超塑性ブロー成形装置は、在来のこの種装置と
異って、加圧型内に超塑性材料を直接加熱する加熱ブロ
ックを有している。この加熱ブロックは、その内部にヒ
ーターを内蔵させて自互顕熱タイプとしたもの、高温雰
囲気により予め所定の温度に加熱しておく蓄熱タイプの
もの或いは両タイプを併用したものでもよい。そして、
加圧型と成形型とによって挾持される超塑性材料をこの
加熱ブロックの一面に強制的に接触させ、超塑性材料の
品温を接触熱伝導により、超塑性を発現する温度まで急
速に昇温させる。この加熱ブロックは複数個に分割可能
とし、個個に昇温するとともにそれらの温度域を独立に
制御することにより、広い接触面域にわたって所要の温
度分布に保つことができる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例を説明する。

本発明の超塑性ブロー成形装置２０を縦断した状態が第
１図に示されている。１２は加圧型、１４は成形型で両
者の相対向する開口縁端はシール部１５に形成されてい
る。そして、加圧型１２内には加熱ブロックｌＯが支持
架（図示省略）に支持されて設置されており、この加熱
ブロックｌＯの一面は加圧型１２のシール部１５で包囲
される仮想面とほぼ一致する。

この加熱ブロック１０を含む加圧型１２と成形型１４と
の間に超塑性材料１３をセットし、加圧型１２と成形型
１４とで加圧シールする構造となっている。さらに、同
じく第１図に示すように成形型１４内にはその内部にガ
ス圧を付与する給排口１７が設けられている。

このように構成された本発明の超塑性ブロー成形装置２
０では、超塑性材料１３をセットし加圧シールが完了す
れば成形方向とは逆の方向に（第１図に示す実施例では
成形型側から）給排口１７を通じてガス圧を付加し、超
塑性材料１３を予め所定温度に保持した加熱ブロック１
０に密着させる。この状態では、ガス圧により加熱ブロ
ック１０に対し高い密着性が得られ、超塑性材料１３は
加熱ブロック１０の温度まで急速に上昇し、熱的に安定
化する。このとき、加熱ブロック１０の温度分布を、超
塑性材料１３が均一に加熱されるように調整保持すれば
、在来の雰囲気加熱に比べて、急速な昇温と温度分布の
より均一化が可能となる。以後は、第２．３．４図に示
すように、成形ガス吹込口１６から成形ガス１１を吹込
み、所定温度に達して超塑性を発現している超塑性材料
１３に対し、成形ガス吹込口１６から成形ガス１１を吹
込み、成形型１４の内形にならったブロー成形が行われ
る。

また別の実施例として、加圧型１２の成形ガス吹込口１
６をガス制御手段を付設した成形ガス導通口により置換
することができる。この実施例によるときは、超塑性材
料１３により分けられる加圧型１２内の圧と成形型１４
内の圧とに相対圧差をつくりだすのに加圧型の成形ガス
導通口のみで行うことができる。

本発明装置に適用される加熱ブロック１０は、第５図に
示すように、加熱個体２１を超塑性材料工３のほぼ全面
に近い面域を占めるように配列しである。

第６図は加熱個体２１の縦断面図で、箱形の伝熱部２２
の中に加熱源２３が装着されるとともに、伝熱部２２の
超塑性材料１３に接する面に臨んでセンサ２４を設けで
ある。これにより、加熱ブロック１０の全面域にわたっ
て均一な温度とし、或いはブロー成形に際して加熱温度
勾配が必要となるときの加熱状態に対応できる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の構成をもつから、加工対象である超塑性
材料を１〜３分程度の短時間で、固有の超塑性温度に急
速に昇温させることが可能となり、■生産性を大巾に向
上させることができる、■超塑性材料の特性劣化を防止
できる、等のすぐれた効果を達成できる。さらに、加熱
ブロックを加熱個体の集合配列で形成するとともに個個
に温度制御を可能としていることは、大きな被加工材に
対しても均一な温度分布としたり、或いは被加工材の肥
厚部に対する加熱を強めるなどの自由度の大きい加熱を
可能とするなどの顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の一実施例の縦断説明図で併せて本
発明装置によるブロー成形の工程を示す図、第５図は加
熱ブロックの底面図、第６図は加熱個体の縦断説明図、
第７図は従来例を示す図である。 １〇−加熱ブロック　　　１１−・成形ガス１２・−加
圧型　　　　　　１３−超塑性材料１４・−成形型　　
　　　　１５−　シール部１６−成形ガス吹込口　　１
７−・給排口２０・−超塑性ブロー成形装置 ２１−加熱個体　　　　　２２−伝熱部２３・−・加熱
源　　　　　　２４−センサ第１図 １日 第２図 第３図 第４図 第６図 （ａ） （Ｃ）　　　　　　第。 ７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　加圧型と成形型との間に超塑性材料を介在挾持させ
   、加圧型に成形ガスを圧入してブロー成形を行う超塑性
   ブロー成形装置において、 加圧型内に加熱ブロックを設置した、 構成を特徴とする超塑性ブロー成形装置。