JPH0524103A - 熱盤成形深絞り方法及び装置 - Google Patents

熱盤成形深絞り方法及び装置

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JPH0524103A
JPH0524103A JP20119891A JP20119891A JPH0524103A JP H0524103 A JPH0524103 A JP H0524103A JP 20119891 A JP20119891 A JP 20119891A JP 20119891 A JP20119891 A JP 20119891A JP H0524103 A JPH0524103 A JP H0524103A
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JP
Japan
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resin sheet
molding die
mold
heating plate
suction
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Application number
JP20119891A
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English (en)
Inventor
Shigemasa Suzuki
重政 鈴木
Masahiro Suzuki
正広 鈴木
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Chuo Kagaku Co Ltd
Original Assignee
Chuo Kagaku Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 深絞りを行う熱盤成形において、樹脂シート
の膜厚が不均一にならないようにする。 【構成】 成形型の一部を構成する吸着部を成形型の中
空部分に、熱盤に対抗する側から突出せしめ、樹脂シー
トの中央部分を該吸着部に接触せしめ、熱盤の圧空孔を
介して加熱空気を供給して、上記樹脂シートの中央部分
が該吸着部に接触した状態で、該吸着部を引っ込めて、
予張底部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱盤成形深絞り方法及
び装置に関し、更に詳細には、一旦所要形状に予張し、
しかる後、圧空成形する熱盤成形深絞り方法及び装置に
関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】樹脂シートを所定の形状に
成形する二次成形方法として、熱盤を用いる圧空成形方
法が知られている。
【0003】この熱盤を用いる圧空成形方法において
は、熱盤に樹脂シートを対接せしめ加熱し、成形型を押
し付け、熱盤から吹出す圧空力で樹脂シートを膨張せし
め、同時に、必要に応じて樹脂シートの反対側において
排気して、樹脂シートを、成形型に密着せしめて、所望
の形状に成形する。
【0004】熱盤を用いる圧空成形方法は、次のa)〜
c)のとおりの利点を有する。
【0005】a)樹脂シートの垂れ下がりを防止するこ
とができる。間接加熱においては、樹脂シートを両端部
で把持して加熱するので、樹脂シートの中央部分が、加
熱によって軟化して、湾曲状に垂れ下がる。熱盤成形に
おいては、樹脂シートを熱盤に接触せしめ且つ樹脂シー
トを移動しない状態で加熱するので、垂れ下がる心配が
ない。
【0006】b)加熱時間を短縮することができる。熱
盤を用いる圧空成形方法は、樹脂シートを熱盤に直接接
して加熱するので、間接加熱と比較して、加熱温度が均
一であり、加熱の際の昇温時間が短い。
【0007】c)加熱温度を低く抑えることができる。
間接加熱の場合、宙づりの状態で樹脂シートを加熱装置
で加熱して、成形型に移動して所望の形状に成形する。
このため、加熱装置から成形型まで移動することが必要
であり、その移動の間に樹脂シートの温度が下がる。こ
のため、加熱装置のによって加熱すべき設定加熱温度を
高めにする必要がある。熱盤成形の場合は、樹脂シート
を熱盤に接触した状態で、圧空成形することができるの
で、加熱温度を低く抑えることができる。
【0008】結晶性の強い樹脂及び充填剤入り樹脂は、
その特性が極めて優れているので、これらの需要は今後
益々増大すると考えられる。そして、上記a)〜c)の
点は、これらの樹脂を適切に成形するための必要要件で
あることが明らかになった。このため、熱盤を用いる圧
空成形方法の要求が特に強まっている。
【0009】他方、熱盤を用いる圧空成形によって、深
絞り成形を行うことも要求されている。しかしながら、
深絞り成形を行うと成型品の底部の膜厚が薄くなるとい
る重大な問題が生ずる。
【0010】膜厚が薄くなるのを防止するために、真空
成形においては、プラブアシストホーミングが提案され
ている。このプラブアシストホーミングにおいては、加
熱した樹脂シートの内側にプラグを挿入し、樹脂シート
を予め膨張せしめた後、即ち予張した後に、真空にひい
て成形する。このようにプラグで予張することによっ
て、成形品の底部の膜厚が薄くなることを防止すること
ができる。
【0011】上記のとおりの熱盤を用いる圧空成形にお
いては、このプラブアシストホーミングを行うことがで
きない。即ち、プラブアシストホーミングにおいては、
樹脂シートの内面側からプラグを挿入する必要がある。
しかしながら、熱盤を用いる圧空成形においては、樹脂
シートの内面側には熱盤が位置し、樹脂シートの内側に
プラグを配置することができない。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の点
に留意し研究実験の結果、熱盤を用いる圧空成形方法に
おいて、一旦所要形状に予張した後に圧空成形する手法
を見出し、本発明に達した。
【0013】しかして、本発明に従うと、上記のとおり
の課題を解決するために、樹脂シートを熱盤に接触せし
めて加熱し、空気圧によって所定の形状に成形する熱盤
成形深絞り方法において、熱盤に接して樹脂シートを配
置すること、該熱盤に対抗する側において、成形型を上
記樹脂シートに押圧せしめること、該成形型の一部を構
成する吸着部を該成形型の中空部分に、該熱盤に対抗す
る側から突出せしめること、上記樹脂シートの中央部分
を該吸着部に吸着せしめること、上記樹脂シートの中央
部分が該吸着部に吸着した状態で、該吸着部を引っ込め
て、該熱盤からシートを引張り上げつつ該熱盤の孔を介
して加熱空気を供給して、予張底部を形成すること、上
記樹脂シートの中央部分と該吸着部とを分離し、該吸着
部を該成形型に回収し、該熱盤の孔を介して加熱空気を
供給して、上記樹脂シートを該成形型に接触せしめるこ
と、及び上記樹脂シートを該成形型から取り出すことを
含むことを特徴とする熱盤成形深絞り方法が提供され
る。
【0014】更に、本発明に従うと、上記のとおりの課
題を解決するために、支持面、加熱装置、及び真空源と
加圧空気源とに接続され、該支持面に開口している孔を
備えた熱盤と、該熱盤の該支持面に接して配置された樹
脂シートに圧接する位置とこれから離間した位置との間
を、該熱盤に対して相対的に移動可能である成形型と具
備し、該成形型が、吸着部を備えており、該吸着部が、
該成形型の中空部分に突出した突出位置と、該成形型の
一部を形成する回収位置との間で移動停止可能であり、
該吸着部が、真空源に接続されていて、真空力によっ
て、上記樹脂シートに吸着することができ、該熱盤の該
支持面に接するように配置された上記樹脂シートを、該
吸着部が、吸着した状態で、上記突出位置から上記回収
位置への方向に移動停止可能であると同時に該熱盤の該
孔を介する加圧空気によってブローできることを特徴と
する熱盤成形深絞り装置が提供される。
【0015】本発明に従って、上記のとおりに所要形状
に予張することは、真空成形におけるプラグで予張する
ことと同様な効果が得られ、なんら支障なく真空成形で
のプラグアシストフォーミングと同様な深絞り成形がで
きる。
【0016】本発明において一旦所要形状に予張するに
あたって、成形型の一部を構成する吸着部を、必要によ
り加熱温調する場合がある。吸着部の樹脂シートに接す
る部分の好ましい温度は、成形樹脂により種々異なる
が、例えば、樹脂の軟化温度以上成形温度以下である。
加熱温調しない場合には、吸着部の樹脂シートに接する
部分は、断熱材で形成するのが好ましい。
【0017】本発明の吸着部の樹脂シートに接触する部
分の面積は、成形品の特性によって種々異なるが、予張
に耐え、吸着力を保持できる最小の面積であるのが望ま
しい。吸着部によって引っ張り上げられる予張底部の面
積は、好ましく、成形容器底部面積の25%以上、更に
好ましくは64%以上である。吸着部の面積は、予張底
部の面積よりも小さいことは当然であるが、成型品容器
の底部の面積が小さい場合には、成型品容器の底部の面
積とほぼ等しくなる場合がある。
【0018】また、吸着部の形状は、成形品により種々
異なるが、一般に成形品の底部の形状とほぼ相似形の形
状であると好適に成形ができる。更に、吸着部を複数個
設けて、これらのよって、予張底部の形状及び面積を規
定することもできる。
【0019】本発明の吸着部の移動量は、容器の形状及
び樹脂組成により種々異なるが、一般に成形容器深さの
70%以上、好ましくは90%以上がよい。
【0020】これらの吸着部の樹脂シートに接触する部
分の面積、予張底部の形状、大きさ及び吸着部の移動量
のバランスが悪いと成形品に偏肉が見られ良好な成形品
が得られないので、これらは適切に選定する必要があ
る。
【0021】吸着部は、樹脂シートを吸着するように構
成されている。例えば、吸着部には、その面積に応じた
数及び大きさの真空孔が設けられる。あるいは、吸着部
の一部を、焼結金属、セラミックス等の多孔室部分で形
成する。
【0022】本発明で使用される樹脂シートは、各種の
プラスチック成形に従来から使用されている熱可塑性樹
脂はいずれも使用可能であり、また、それらに無機及び
または有機充填剤を入れたものでも使用することができ
る。
【0023】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等、及び、
エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、及びそのケン化物等
の共重合体を含むオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート等及び、共重
合体を含むポリエステル系樹脂。ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン等及び、共重合体を含むビニル系樹脂;
ポリスチレン等共重合体を含むスチレン系樹脂;ポリア
ミド系樹脂;ポリカーボネート等があげられる。これら
は、単層であっても、2層以上の積層物であってもよ
い。充填剤としては、澱粉、小麦粉等の穀物粉、木粉、
セルロース粉、セルロース繊維、アラビアゴム、天然ゴ
ム、クリスタルガム、カゼイン、ゼラチン、タンパク質
等の有機充填剤、及び、タルク、炭酸カルシウム、クレ
ー、シリカ、アルミナ、ガラス粉、ステンレス、アルミ
ニウム、銅、磁鉄、マイカ、金属片、ガラス繊維、炭素
繊維、アスベスト、ウォラストナイト、鉱物繊維等の無
機充填剤が挙げられる。
【0024】
【実施例】次に、図1乃至図7を参照して、本発明の好
適実施例に従う熱盤成形深絞り装置を説明する。
【0025】図1に示したとおり、この装置は、熱盤1
0と、吸着装置12を備えた複数の成形型14と、型固
定盤16と、吸着装置12を駆動する駆動装置18とを
具備する。更に、複数個の成形型14を用いる場合に
は、圧力空気の漏れを防ぎ、エッジの成形性を向上させ
るために、組み合わされた複数の成形型の外側に、シー
ト押締枠(図示せず)が設けられる。
【0026】成形速度を向上させるために、熱盤10に
樹脂シートを供給する前に、樹脂シートを予熱する手段
を設けるのが好ましい。予熱する手段としては、赤外線
ヒータ、熱盤10とは別個の熱盤等を用いることができ
る。
【0027】熱盤10は、従来の熱盤成形装置の熱盤と
同様に構成されており、加熱装置、例えば鋳込み棒ヒー
タ20と、温度調整装置(図示せず)とを備えている。
熱盤10には、その支持面に開口している複数個の孔2
2と、孔22を制御装置(図示せず)を介して真空源及
び加圧空気源(図示せず)に連通せしめる導管24が設
けられている。
【0028】成形型14は、それぞれ、コップ型キャビ
ティに連通してる真空孔26と、成形型14間の空隙2
7に連通してる排気孔28とが設けられている。これら
の真空孔26及び排気孔28は、排気導管30を介して
真空ポンプに連通している。キャビティの形状は、成型
すべき成形品の形状に従って構成されるが、図示した装
置においては、キャビティは、コップ型、即ち、略円錐
台形状であり、開口部の図1のB部分の直径が71mm
φであり、A部分の直径が65mmφであり、底面(図
1の上面)の直径が、45mmφであり、深さが78m
mである。
【0029】吸着装置12は、キャビティの内壁の一部
を形成する、多孔物部分31を有する吸着部32と、吸
着部32に連結された中空棒34とを備えている。中空
棒34の上端は、弾性チューブ36を介して導管38に
連結されており、導管38は真空ポンプ(図示せず)に
連結されている。このため、この真空ポンプを作動させ
ると、導管38、弾性チューブ36及び中空棒34によ
って、吸着部32の底面から空気が吸引され、これによ
って、吸着部32の底面に樹脂シート40を吸着するこ
とができる。図示した装置においては、吸着部32は、
図6及び図7に示したとおりの幅5mmのリング状の多
孔質部分31とその内側の中実部分33とを備えてい
る。多孔質部分31は、キャビティの底面(図1の上
面)の面積の33%の面積を有する。これによって、構
成される予張底部52(図4)の面積は、キャビティの
底面の面積の72%を占める。
【0030】吸着部32が、樹脂シート40に吸着する
際に樹脂シート40を冷却させないように、吸着部32
に加熱装置を設けるのが好ましい。加熱装置を設けない
場合には、樹脂シート40の冷却を防止するために、吸
着部32の樹脂シート40に接触する部分を、断熱性の
優れた素材、例えば、軽石、発泡ウレタン、スポンジ等
の多孔物、テフロン等の樹脂を使用するのが好ましい。
【0031】型固定盤16は、成形型14及び下記のと
おりに吸着装置12を駆動する駆動装置18を固定的に
支持して、図示しない昇降装置によって、成形型14の
下端が樹脂シート40を介して熱盤10に対接する位置
と熱盤10から離間する位置との間で、これらを移動せ
しめる。
【0032】型固定盤16には、冷却水が通る冷却導管
42と、上記のとおりに、成形型14の真空孔26及び
排気孔28を真空ポンプに連通せしめる排気導管30と
が設けられている。
【0033】駆動装置18は、図2〜図5に示したとお
りに、吸着装置12の中空棒34に固定されたピストン
44とシリンダ46とからなるエアシリンダによって構
成されている。シリンダ46の上端及び下端には、制御
ポンプ(図示せず)に連結されたパイプ48及び50が
設けられており、制御ポンプからの加圧空気によって、
ピストン44が上下に移動せしめられ、これによって吸
着装置18の中空棒34及び吸着部32が上下に移動せ
しめられる。
【0034】次に、特に図2乃至図5を参照して、上記
のとおりの装置の作動を説明する。まず、熱盤10を所
望の温度に加熱し、樹脂シート40の両端をクリップ
(図示せず)によって把持し、樹脂シート40を熱盤1
0上に配置する。真空源を作動させ、導管24を介して
孔22から排気して、樹脂シート40を、熱盤10に密
着せしめて加熱する。
【0035】そして、図2に示したとおりに、成形型1
4を、熱盤10上の樹脂シート40に対接する位置に移
動せしめる。吸着装置12の吸着部32は引っ込んだ回
収位置にある。
【0036】次に、駆動装置18を作動させて、吸着装
置12の中空棒34及び吸着部32を降下させて、図3
に示したとおりに、吸着部32を熱盤10上の樹脂シー
ト40に接触させ、真空ポンプを作動させて、導管38
(図1)、弾性チューブ36(図1)及び中空棒34を
介して排気して、吸着部32に樹脂シート40を吸着せ
しめる。そして、吸着部32を上昇せしめると共に、熱
盤10の孔22から熱風を吹き込み且つ成形型14の真
空孔26及び排気孔28から排気量を調節して排気す
る。
【0037】そして、図4に示したとおりに、吸着部3
2を所定の高さに引き上げて、予張底部52を形成す
る。そして、熱盤10の孔22からの熱風の吹き込み、
成形型14の真空孔26及び排気孔28からの排気、吸
着部32による吸着を停止し、吸着部32を樹脂シート
40から離し、図1に示した成形型14のもとの回収位
置に戻す。
【0038】次に、熱盤10の孔22からの熱風の吹き
込み、成形型14の真空孔26及び排気孔28からの排
気を再開して、図5に示したとおりに、樹脂シート40
を成形型14に密着せしめ、冷却する。
【0039】成形され冷却された樹脂シート40を成形
型14から取り出し、トリミングして、成形品を得る。
【0040】トリミングの時の、カットずれを防止する
方法として、成形物と成形物との間をシート流れ方向に
切り、帯状として、左右のずれの調整を行うことができ
る。変形態様である図8乃至図10に示したとおりの装
置は、六面体のキャビティを有する成形型54を具備す
る。そして、この装置は、楕円の底面を有する吸着部5
6をそれぞれ備えた2つの吸着装置58を具備する。こ
の装置を用いると、図10に示したとおりに略長方形の
予張底部60が形成される。
【0041】更に、図11に示したとおりの変形態様に
従う装置は、円形の底面を有する吸着部62をそれぞれ
備えた4つの吸着装置を具備する。この装置を用いる
と、略長方形の予張底部66が形成される。
【0042】実施例1においては、図1乃至図7に示し
たとおりの装置を用いて、次のとおりに成形品を得た。
【0043】樹脂シート40として、メルトフローレー
ト(MI)2.3のハイインパクトポリスチレン(三菱
モンサント社製HT−516、以後HiPSと略す)か
らなる厚み0.8mmのHiPSシートを使用した。
【0044】熱盤10を120℃に温度調整して、樹脂
シート40の両端をクリップ(図示せず)によって把持
して、熱盤10上に移動し、熱盤10の孔22から脱気
吸着させ同時に、成形型14を樹脂シート40を介して
熱盤10に対接せしめ、7秒間保持して、樹脂シート4
0を均一に加熱した。他方、吸着部32が突出し、樹脂
シート40に吸着部32が対接して、これを吸着した。
吸着部32が上昇して、樹脂シート40を引張上げると
同時に、熱盤10の孔22から温度が120℃であり、
圧力が1.5Kg/cm2である熱風を吹き込み、成形
型14の真空孔26及び排気孔28から排気した。吸着
部32が73mm引き上げられたときに、成形型14の
真空孔26による排気を停止して、吸着部32による吸
着を停止して、吸着部32を成形型のもとの位置に戻し
た。しかる後、熱盤10の孔22から温度が120℃で
あり、圧力が3Kg/cm2である熱風を吹込み、同時
に成形型10の真空孔26、排気孔28及び吸着部32
から排気することよって、樹脂シート40を成形型14
に密着せしめ、冷却した。そして、成形され冷却された
樹脂シート40を成形型14より取り出し、トリミング
して、成形品を得た。
【0045】このようにして得られた成型品は、偏肉等
の欠陥は全く認められなかった。
【0046】実施例2においては、図1乃至図7に示し
たとおりの装置を用いた。但し、開口部の図1のB部分
の直径が80mmφであり、A部分の直径が74mmφ
であり、底部(図1の上方部分)の直径が、50mmφ
であり、深さが92mmである成形型を用いた。また、
吸着部32の多孔質部分31は、幅5mmのリング状と
し、キャビティの底面(図1の上面)の面積の30%の
面積の底面を有するものを用いた。これによって、構成
される予張底部52の面積は、キャビティの底面の面積
の74%を有する。
【0047】樹脂シート40として、極限粘度(IV)
が0.65のポリエチレンテレフタレート(鐘紡社製T
K−2、以後、PETと略す)からなる厚み0.7mmの
非結晶PETシートを使用した。
【0048】熱盤10を80℃に温度調整して、樹脂シ
ート40の両端をクリップ(図示せず)によって把持し
て、熱盤10上に移動し、熱盤10の孔22から脱気吸
着させ同時に、成形型14を樹脂シート40を介して熱
盤10に対接せしめ、5秒間保持して、樹脂シート40
を均一に加熱した。他方、吸着部32が突出し、樹脂シ
ート40に吸着部32が対接して、これを吸着した。吸
着部32が上昇して、樹脂シート40を引張上げると同
時に、熱盤10の孔22から温度が80℃であり、圧力
が1.5Kg/cm2である熱風を吹き込み、成形型1
4の真空孔26及び排気孔28から排気した。吸着部3
2が87mm引き上げられたときに、成形型14の真空
孔26による排気を停止して、吸着部32の多孔質部分
31による吸着を停止して、吸着部32を成形型14の
もとの位置に戻した。しかる後、熱盤10の孔22から
温度が80℃であり、圧力が3Kg/cm2である熱風
を吹込み、並びに成形型10の真空孔26、排気孔28
及び吸着部32からの排出によって、樹脂シート40を
成形型3に密着し冷却した。そして、成形され冷却され
た樹脂シート40を成形型14より取り出し、トリミン
グして、成形品を得た。
【0049】このようにして得られた成型品は、透明で
あり、偏肉等の欠陥は全く認められなかった。
【0050】
【発明の効果】上記のとおりであるので、本発明に従う
と、熱盤加熱成形によって、膜厚が均一な深絞り成形品
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の好適態様に従う熱盤成形深絞
り装置の断面図である。
【図2】図2は、第1図の装置の動作状態を示す断面図
である。
【図3】図3は、第1図の装置の動作状態を示す断面図
である。
【図4】図4は、第1図の装置の動作状態を示す断面図
である。
【図5】図5は、第1図の装置の動作状態を示す断面図
である。
【図6】図6は、図1の装置の一部である吸着部の断面
図である。
【図7】図7は、図6に示した吸着部の底面図である。
【図8】図8は、本発明の変形態様に従う熱盤成形深絞
り装置の要部断面図である。
【図9】図9は、図8の装置の作動状態を示す要部断面
図である。
【図10】図10は、図8の装置の要部底面図である。
【図11】図11は、本発明の他の変形態様に従う熱盤
深絞り装置の要部底面図である。
【符号の説明】
10 熱盤 12 吸着装置 14 成形型 16 型固定盤 18 駆動装置 22 孔 31 多孔質部分 32 吸着部 40 樹脂シート 52 予張底部 56 吸着部 62 吸着部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 22:00 4F

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂シートを熱盤に接触せしめて加熱
    し、空気圧によって所定の形状に成形する熱盤成形深絞
    り方法において、 熱盤に接して樹脂シートを配置すること、 該熱盤に対抗する側において、成形型を上記樹脂シート
    に押圧せしめること、 該成形型の一部を構成する吸着部を該成形型の中空部分
    に、該熱盤に対抗する側から突出せしめること、 上記樹脂シートの中央部分を該吸着部に吸着せしめるこ
    と、 上記樹脂シートの中央部分が該吸着部に吸着した状態
    で、該吸着部を引っ込めて、該熱盤からシートを引張上
    げつつ該熱盤の孔を介して加熱空気を供給して、予張底
    部を形成すること、 上記樹脂シートの中央部分と該吸着部とを分離し、該吸
    着部を該成形型に回収し、該熱盤の孔を介して加熱空気
    を供給して、上記樹脂シートを該成形型に接触せしめる
    こと、及び上記樹脂シートを該成形型から取り出すこと
    を含むことを特徴とする熱盤成形深絞り方法。
  2. 【請求項2】支持面、加熱装置、及び真空源と加圧空気
    源とに接続され、該支持面に開口している孔を備えた熱
    盤と、 該熱盤の該支持面に接して配置された樹脂シートに圧接
    する位置とこれから離間した位置との間を、該熱盤に対
    して相対的に移動可能である成形型と具備し、 該成形型が、吸着部を備えており、 該吸着部が、該成形型の中空部分に突出した突出位置
    と、該成形型の一部を形成する回収位置との間で移停止
    動可能であり、 該吸着部が、真空源に接続されていて、真空力によっ
    て、上記樹脂シートに吸着することができ、 該熱盤の該支持面に接するように配置された上記樹脂シ
    ートを、該吸着部が、吸着した状態で、上記突出位置か
    ら上記回収位置への方向に移動停止可能であると同時に
    該熱盤の該孔を介する加圧空気によってブローできるこ
    とを特徴とする熱盤成形深絞り装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08332670A (ja) * 1995-06-08 1996-12-17 Asano Kenkyusho:Kk 熱可塑性樹脂シートの成形方法

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