JPH11105125A - 熱成形フイルムのトリミング方法 - Google Patents

熱成形フイルムのトリミング方法

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JPH11105125A
JPH11105125A JP22240198A JP22240198A JPH11105125A JP H11105125 A JPH11105125 A JP H11105125A JP 22240198 A JP22240198 A JP 22240198A JP 22240198 A JP22240198 A JP 22240198A JP H11105125 A JPH11105125 A JP H11105125A
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JP
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film
mandrel
trimming
knife
frame
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JP22240198A
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Jeffrey K Christensen
ジェフリー、ケイ、クリステンセン
Dale Moore
デイル、ムーア
Zinoviy Chernyak
ジノビー、チェアニャック
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Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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Publication date
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    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/08—Deep drawing or matched-mould forming, i.e. using mechanical means only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C2791/001—Shaping in several steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/009—Shaping techniques involving a cutting or machining operation after shaping
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形とトリミング動作を組み合わせて、正確
なトリミングを行なう。 【解決手段】 以下の工程により、熱成形フイルム14を
トリミングする方法ある。熱可塑性柔軟フイルム14をフ
レーム22内に置く。フイルム14がしなやかになるまでフ
イルムとフレーム22を加熱する。フイルム14とフレーム
22を成形マンドレル30に隣接するまで移動させる。成形
マンドレル30をフイルム22に向けて移動させて、フイル
ム22を成形マンドレル30の形状に合わせる。フイルム22
がマンドレル30の形状に完全に合った後で、マンドレル
30とフイルム22とをトリミング・ステーション36へと移
動させる。トリミング・ステーション36のナイフがフイ
ルム22に接触して切断する。ナイフを引き出し位置から
格納位置へと移動させるアクチュエーターにナイフを取
り付けることも望ましい。三次元製品の回りをトリミン
グするのに複数のナイフが用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱成形フイルムを
トリミングする方法と装置に関する。より詳細には、本
発明は熱成形に関連してフイルムをトリミングする方法
と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】装飾シートの裏当てを射出成形すること
により成形製品を製造することが知られている。この方
法が、米国特許３６６８０３４号に開示されている。こ
の公報は、装飾積層体を型内に置いて、積層体の後側に
ポリマー材料を射出成形することを教示している。樹脂
入口は積層体の裏当てに並置される。ポリマー材料が積
層体の裏当てを昇温し軟化させて最終的にそれに対して
拡散する。
【０００３】この公報はフイルムを成形することを開示
しておらず、記載されているのは比較的単純な２枚の二
次元フイルムである。これらのフイルムを型内に位置決
めして製品へと成形するのは容易である。三次元表面を
有するより大型の製品を型内で適切に位置決めするの
は、はるかに難しい。製品は所望の形状に正確にトリミ
ングされなければならない。製品が三次元であるが故
に、成形後に製品を正確にトリミングするのは困難であ
る。フイルムが平面状である際にトリミングするのは容
易であるが、フイルムをトリミングせずに余分な材料を
持たせたままとするのが望ましい。余分な材料は、熱成
形工程中において、マンドレル上でフイルムを延ばせる
ようにフイルムを保持するのに有用である。通常はフイ
ルムが成形された後でトリミングが行われる。
【０００４】そこで、米国特許５５１４４２７号に記載
されているように、可動の型と固定のコアとを用いて、
インモールド法によるフイルム積層体が製造されてい
た。この公報は固定のコアを有する成形機を教示してい
る。樹脂入口がコアに位置しており、フイルムの後側に
溶融プラスチック材料を射出する。この公報は、最終成
形製品を成形機からどうやって取り外すかについては教
示していない。米国特許５５９９６０８号は同様にフイ
ルムの後側にプラスチックを射出する樹脂入口を有する
可動コアを教示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】米国特許５５９９６０
８号は、フイルムをマンドレル上で熱成形して、マンド
レルから取り外された後でフイルムのトリミングを行な
うことを、教示している。フイルムは成形された後で、
トリミングされる。この公報は成形マンドレル上にフイ
ルムがある状態のままでフイルムをトリミングすること
を教示はしていない。フイルムを成形マンドレルから取
り外すに際して、トリミング用にフイルム上の正確な位
置を決めることが必要となる。フイルムは柔軟であっ
て、三次元形状に成形されているので、正確に位置決め
することが困難で時間を浪費することになる。それはま
た、余分な製造工程を必要とすることになる。フイルム
が成形マンドレル上にある状態のままフイルムのトリミ
ングを行なうのであれば、フイルム上の正確な位置が容
易かつ反復的に特定されるので、望ましい。成形とトリ
ミング動作を組み合わせることは、フイルムが冷却して
いく間のマンドレルの休止時間に関して有利であり、望
ましい。
【０００６】これらの欠陥と問題点が本発明により解消
される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の工程に
より、熱成形フイルムをトリミングする方法に関するも
のである。熱可塑性柔軟フイルムをフレーム内に置く。
フイルムがしなやかになるまでフイルムとフレームを加
熱する。フイルムとフレームを成形マンドレルに隣接す
るまで移動させる。成形マンドレルをフイルムに向けて
移動させて、フイルムを成形マンドレルの形状に合わせ
る。フイルムがマンドレルの形状に完全に合った後で、
マンドレルとフイルムとをトリミング・ステーションへ
と移動させる。トリミング・ステーションのナイフがフ
イルムに接触して切断する。ナイフを引き出し位置から
格納位置へと移動させるアクチュエーターにナイフを取
り付けることも望ましい。三次元製品の回りをトリミン
グするのに複数のナイフが用いられる。
【０００８】本発明はまた、製品をトリミングする装置
も提供する。その装置は柔軟フイルムを受容するフレー
ムを含んでいる。フレームがフイルムの周縁を掴む。ヒ
ーターがフイルムがしなやかになるまでフイルムを加熱
する。フイルムとフレームとが成形マンドレルに隣接す
るまで移動される。マンドレルは第１、第２及び第３の
位置の間で移動可能である。マンドレルが第１位置にあ
る状態のままで、フイルムがマンドレルに隣接して位置
される。マンドレルは第２の位置まで移動されフイルム
に接触する。フレームのフイルムの周縁を押さえてお
り、フイルムにマンドレルの形状を取らせる。フイルム
がしなやかな状態のままで、マンドレルが第３の位置に
移動する。フイルムとマンドレルとは、フイルムがマン
ドレル上にある常態のままで、フイルムの周縁をトリミ
ングするトリミング・ステーションに入っていく。
【０００９】フイルムの正確な切断部位を位置決めする
のにマンドレルが用いられるのが望ましい。トリミング
・ステーションは、フイルムをマンドレルに対してトリ
ミングするために引き出し格納する可動ナイフを含んで
いる。このようにして、フイルムが容易にかつ反復的に
所望の形状へとトリミングされる。フイルムがマンドレ
ル上で冷却し終わると取り外される。
【００１０】
【発明の効果】本発明は従来の成形マンドレルの使用を
可能とする。フイルムがマンドレル上に保持されている
ので、同じ位置に置いて正確にトリミングが行われる。
本発明は三次元フイルムのトリミングを必要とする大型
で複雑な製品の製造を非常に容易にするものである。
【００１１】以上述べた本発明の目的等は、以下の詳細
な説明と特許請求の範囲を読むことで、より明らかにな
ろう。本発明は、実施例が記載されている添付の図面を
参照することで最も良く理解することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に対して、フイルムを成形
しその後でフイルムから余分な材料をトリミングする熱
成形及びトリミング工程を示す、一連の図面を用いて説
明がなされる。本発明は自動車用バンパー・フェイシャ
ーの予成形フイルムの成形及びトリミング工程として記
述される。インストルメント・パネルやドア・パネルな
どの他の内外装部品も、同じ又は同様の手法と装置を用
いて製造することが出来、またここで述べられる本発明
の範囲に含まれるものである。以下は、図面に記載さ
れ、本発明の理解の一助とするために抽出された品目の
用語リストである。 １０ 熱成形及びトリミング装置 １２ フイルム搭載ステーション １４ フイルム １６ 塗装面 １８ 裏当て面 ２０ 搬出機 ２２ フレーム ２４ 加熱ステーション ２６ 熱成形ステーション ２８ 成形機 ３０ マンドレル ３２ マンドレルの鉛直面 ３４ 真空流路 ３６ トリミング・ステーション ３８ ナイフ ４０ ピストン ４２ 溝 ４４ エッジ ４６ 刃先 ４８ ポリマー材料
【００１３】図１は、開いたつまり上昇位置にある熱成
形及びトリミング装置１０の概略図である。成形装置１
０は、ロール上のフイルム１４を受けるフイルム搭載ス
テーション１２を有する。フイルム１４を熱成形用にシ
ート上に切断することも出来る。柔軟フイルムは熱成形
可能な材料からできている。薄いフイルムとしてはアベ
リー・デニンソン（Ａｖｅｒｙ Ｄｅｎｎｉｎｓｏｎ）
により製造されるアブロイ（Ａｖｌｏｙ）（商標）や、
スリーエム／レクサム（３Ｍ／Ｒｅｘａｍ）により製造
されるアイ・エス・エフ（ＩＳＦ）（商標）などであ
る。厚いフイルムとしては、ポリビニル・クロライド及
び熱可塑性ウレタンがある。フイルム１４は、塗装面１
６と裏当てシート１８とを有する多層構造を有してい
る。不図示の作業者がフイルム１４を搬出機２０に搭載
する。搬出機２０が、フイルム１４を比較的平面状のシ
ートへと広げる。平面状シートはフレーム２２の中に置
かれる。フレーム２２はフイルム１４を２つ又はそれ以
上の辺で保持する。フレーム２２とフイルム１４とは、
加熱ステーション２４の中に置かれる。加熱ステーショ
ン２４はフイルム１４を、それがしなやかになるのに充
分な温度になるまで加熱する。フイルム１４は加熱され
た後で、熱成形ステーション２６へと移動される。
【００１４】熱成形ステーション２６は鉛直方向に取り
付けられた熱成形プレス機２８を含んでいる。鉛直方向
に可動の成形機２８は図１に示す完全に開いた位置か
ら、図２に示す熱成形位置及び図３に示すトリミング位
置へと移動されることが出来る。成形機２８は熱成形用
マンドレル３０を含んでいる。マンドレル３０は所望の
予成形フイルムの形状に形成されている。マンドレルは
工具鋼又はアルミ製であるが、他の材料を用いることも
出来る。以下により詳細に説明するように、マンドレル
３０はフイルム１４をマンドレルの表面に引き付ける真
空流路３４を有している。マンドレルはまた、フイルム
１４を加熱冷却する不図示の加熱冷却流路も有してい
る。フレーム２２とフイルム１４がマンドレル３０に隣
接して置かれる。フイルム１４は、マンドレル３０を完
全に覆うのに十分な大きさである。
【００１５】各動作が別のステーションにおいて実行さ
れるので、装置１０はフイルム１４の連続的な搭載、加
熱、成形及びトリミングを可能とする。フレーム２２と
フイルム１４とがマンドレル３０に隣接して置かれた後
で、可動成形機が図２に示す熱成形位置へと移動する。
マンドレル３０はフイルムの裏当て面１８に接触して、
フイルム１４をマンドレル３０の形状に沿わせる。フレ
ーム２２がフイルム１４の縁を保持して、マンドレル３
０がその中を通れるようにする。フイルム１４がしなや
かであるので、フイルムはマンドレル３０の形状に近く
なるまで延びる。自動車用フェイシャのような三次元製
品を形成する時には、フイルム１４がマンドレル３０の
鉛直面３２の回りに巻き付く必要がある。図５に示すよ
うに、真空流路３４がマンドレル３０に対してフイルム
１４をきつく引き付ける。
【００１６】フイルム１４がマンドレル３０の形状へと
形成された後で、フレーム２２が取り外されて、マンド
レル３０とフイルム１４とが図３に示されるようにトリ
ミング・ステーション３６へと移動させられる。トリミ
ング・ステーション３６は図示のようにマンドレル３０
の下側にあっても良いし、マンドレル３０の隣の上側に
あっても良い。トリミング・ステーション３６は、格納
位置から引き出し位置へと可動の複数のナイフ３８を有
している。以下により完全に述べるように、フイルム１
４がマンドレル３０上にある状態のままで、ナイフがフ
イルム１４に接触し、フイルム１４を正確にトリミング
する。
【００１７】トリミング用ナイフ３８が図４及び５によ
り詳細に示されている。図４には、複数のナイフ３８を
有するトリミング・ステーション３６の概略図が示され
ている。三次元予成形フイルムの周縁に届くためには複
数のナイフ３８が必要である。予成形における形状と複
雑さによって、ナイフ３８の数と配置が決まってくる。
ナイフ３８は引き出し可能なピストン４０上に取り付け
られている。ピストン４０は、ナイフ３８を格納位置と
引き出し位置との間で移動させるために気圧又は油圧駆
動とすることが出来る。代わりにモーター、ソレノイド
などの他の手段によってもナイフ３８を移動させること
が出来る。
【００１８】マンドレル３０は、トリミング用の所望の
位置にマンドレル３０を反復的に位置決めする不図示の
ロケータによって、トリミング・ステーション３６に対
して正確に位置決めされる。ナイフ３８はマンドレル３
０を受入れるために格納位置にある。マンドレル３０が
トリミング・ステーション３６に位置した後で、図５及
び６に示すように、ナイフ３８が格納位置から引き出し
位置へと移動する。マンドレル３０は複数の溝４２を有
している。各溝４２は対応するナイフ３８に番ってい
る。溝４２はフイルム１４を切断するせん断面となるエ
ッジ４４を有する。ナイフはフイルム１４に接触する刃
先４６を有している。ナイフが図６に示す完全引き出し
位置まで動くにつれて、刃先４６とエッジ４４とでフイ
ルム１４を切断する。
【００１９】場合によっては、切断防止用の面となるポ
リマー材料４８を溝４２の底に設けることが望ましい。
【００２０】状況によっては、各ナイフが同時に駆動さ
れるとナイフ３８の向きが干渉を引き起こすことにな
る。このような場合においては、各ナイフを別のタイミ
ングで引き出して干渉を防止する。予成形フイルムの周
縁全体を、隣接するナイフの引き出し格納動作のタイミ
ングを変えることで、常に２サイクルの切断動作でトリ
ミングが行われるようにすることが出来る。
【００２１】マンドレル３０上にフイルム１４が存在す
る状態のままで、ナイフがフイルムを切断するので、フ
イルム１４が常に正確かつ再現可能な位置でトリミング
される。マンドレル３０とピストン４０の動作を制御す
る不図示の制御器を用いることで、フイルム１４を加熱
ステーション２４からの取り外しと殆ど同時にトリミン
グ出来る。これにより、フイルムの収縮に起因する製造
誤差を小さく出来る。溝４２は、切断動作用にフイルム
１４における正確な位置にある。
【００２２】本発明は、フイルム１４がマンドレル３０
上で冷却していく状態で、トリミングされるのを許容す
る。フイルムは、恒久的な形状を持つのに必要な時間だ
け、マンドレル３０上になければならない。以前はこの
冷却時間が用いられていなかった。トリミングと冷却を
一回の動作に組み合わせることにより、マンドレル上で
のフイルム１４の冷却用の休止時間をトリミング用に用
いることも出来る。本発明はまた、フイルムを別個にト
リミングする製造工程を無くすことが出来るという利点
がある。本発明には、一つの装置内において成形とトリ
ミングとを行なうことにより、製造コストと複雑さの削
減という２つの利点がある。この発明はまた、フイルム
のトリミングにおける正確さと精度を大きく向上させる
ことになる。これは、その後の成形動作の特徴に見合っ
ていなければならない、大型で三次元の予成形フイルム
には、特に重要である。
【００２３】以上述べたように、本発明の目的は、完全
かつ効果的に達成される。しかしながら、上述の実施例
は本発明の機能的及び構造的原理を示す目的で示されま
た記述されたものであって、この原理から逸脱すること
なく当業者による変更及び改良の対象となることは、明
らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求範囲
の精神と範囲に包含される全ての改良を含むものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において有用な熱成形装置の上昇位置に
おける概略図である。
【図２】図１の熱成形装置の成形位置における概略図で
ある。
【図３】図１の熱成形装置のトリミング位置における概
略図である。
【図４】トリミング・ステーションの拡大概略図であ
る。
【図５】ナイフの格納位置における詳細断面図である。
【図６】フイルムをトリミングしている状態のナイフの
引き出し位置における詳細断面図である。
【符号の説明】
１４ 熱可塑性柔軟フイルム ２２ フレーム ３０ 成形マンドレル ３６ トリミング・ステーション
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジノビー、チェアニャック アメリカ合衆国ミシガン州ファーミント ン・ヒル ズ、レキシントン・ストリー ト、35001

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性柔軟フイルムをフレーム内に置
    く工程と、上記フイルムをしなやかになるまで加熱する
    工程と、上記フイルムを成形マンドレルに隣接するまで
    移動させる工程と、上記成形マンドレルを上記フイルム
    に向けて移動させて上記フイルムを上記成形マンドレル
    の形状に合わせる工程と、上記マンドレルと上記フイル
    ムをトリミング・ステーションへと移動させる工程と、
    上記フイルムが上記マンドレル上にある状態で、余分な
    材料を上記フイルムからトリミングする工程とを有する
    熱成形フイルムのトリミング方法。
JP22240198A 1997-07-30 1998-07-21 熱成形フイルムのトリミング方法 Pending JPH11105125A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/903,366 US6367361B1 (en) 1997-07-30 1997-07-30 Method and apparatus for trimming thermoformed films
US08/903,366 1997-07-30

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Publication Number Publication Date
JPH11105125A true JPH11105125A (ja) 1999-04-20

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ID=25417384

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22240198A Pending JPH11105125A (ja) 1997-07-30 1998-07-21 熱成形フイルムのトリミング方法

Country Status (3)

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US (1) US6367361B1 (ja)
EP (1) EP0894609A3 (ja)
JP (1) JPH11105125A (ja)

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