JPH1120015A - シート成形機におけるシートクランプ装置 - Google Patents

シート成形機におけるシートクランプ装置

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JPH1120015A
JPH1120015A JP18756497A JP18756497A JPH1120015A JP H1120015 A JPH1120015 A JP H1120015A JP 18756497 A JP18756497 A JP 18756497A JP 18756497 A JP18756497 A JP 18756497A JP H1120015 A JPH1120015 A JP H1120015A
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sheet
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sliders
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00Shaping 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
    • B29C51/26Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C51/261Handling means, e.g. transfer means, feeding means
    • B29C51/262Clamping means for the sheets, e.g. clamping frames

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シートをクランプできるサイズが広く、調整
時間と手間を大きく短縮したシートクランプ装置を提供
する。 【解決手段】 X方向において互いに接近離間するよう
に移動する一対のX方向スライダ4c、4dと、Y方向
において互いに接近離間するように移動する一対のY方
向スライダ4a、4bと、X方向スライダ4c、4d
に、Y方向にスライド自在に取り付けた一対のY方向ク
ランプ梁5c、5dと、Y方向スライダ4a、4bに、
X方向にスライド自在に取り付けた一対のX方向クラン
プ梁5a、5bとからなり、各クランプ梁5a、5b、
5c、5dは先端で直交するクランプ梁5d、5b、5
c、5aによって押し引きされ、前記各クランプ梁には
最大シートサイズに対応する長さにわたってクランプ爪
8が取り付けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シート成形機にお
けるシートクランプ装置に関する。さらに詳しくは、熱
可塑性樹脂シートあるいは熱可塑性樹脂を主材料とする
繊維強化複合シートから、立体成形品を成形するシート
成形装置におけるシートクランプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】シートクランプ装置に関する従来の技術
としてつぎがある。実公平3−51104号公報記載の
クランプ装置は、前後・左右の四辺のクランプ板を移動
させる方式で、前後の開閉爪は調整の必要はないが、左
右の調整爪は前後の爪間の幅を替えるときに取り付けた
り取り外したりする必要がある。また、構造上サイズの
小さいシートまでの対応が容易にできないという問題が
ある。実開平7−27828号公報記載のクランプ装置
は、前後のクランプ梁の幅は容易に替えれるが、左右の
クランプ梁は、前後のクランプ梁の間に取り付けるた
め、前後幅が変われば左右のクランプ梁を交換する必要
があった。また、クランプ枠が上下部別々に必要になる
という問題がある。特開昭63−233819号公報記
載のクランプ装置は、四辺クランパを使用してシート周
辺部を内側へ移動できる構造により、シートを型内にす
べり込ませて、成形品の肉厚を改善する方法であり、本
発明とは使用目的が違う。そして、クランプ枠が上下部
別々に必要であり、クランプ爪の数により最小シートの
大きさが決まり、成形できるシートの大きさが制限され
るという欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】要するに、従来のシー
トの四辺クランプ装置は、シートサイズ替え時に対向す
る二辺の幅の調整はねじ軸を回すことにより容易に調整
できても、他の二辺の調整はその幅に合ったクランプ爪
を追加・取り外しをしており、調整に時間がかかってい
た。また四辺共ねじ軸の回転またはモータによる駆動等
により容易に調整でできたとしても、その構造上調整範
囲が狭く、特に最大シートのサイズに対し縦横サイズが
1/2程度以下の小さいサイズの場合には大幅に部品を
交換する必要があった。このように、シートサイズが変
わるたびに、部分的にクランプ部品を取り付け取り外し
をしており、調整に時間がかかるという点に基本的な欠
点があった。
【0004】そして、小物から大物までの多品種少量生
産をする場合には、1日に何回ものシートサイズを替
え、段取り替えをするため、段取り替え時間の浪費は生
産性を大きく阻害するものであった。換言すれば、シー
ト成形機における生産性向上はシートサイズ替えに伴う
調整時間短縮と容易化が大きな課題となっているのであ
る。
【0005】本発明は上記事情に鑑み、シートの最小サ
イズから最大サイズまでの調整幅が広くてしかもその調
整幅の全ストロークに渡って自動調整でき、調整時間と
手間を大きく短縮したシートクランプ装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1のシートクラン
プ装置は、X方向において互いに接近離間するように移
動する一対のX方向スライダと、Y方向において互いに
接近離間するように移動する一対のY方向スライダと、
前記一対のX方向スライダのそれぞれに、Y方向にスラ
イド自在に、その基端側を取り付けたY方向クランプ梁
と、前記一対のY方向スライダのそれぞれに、X方向に
スライド自在に、その基端側を取り付けたX方向クラン
プ梁とからなり、前記Y方向クランプ梁の先端は前記X
方向クランプ梁に対しX方向移動自在に係止され、前記
X方向クランプ梁の先端は前記Y方向クランプ梁に対し
Y方向移動自在に係止されており、前記各クランプ梁に
は最大シートサイズに対応する長さにわたって、クラン
プ爪が取り付けられていることを特徴とする。請求項2
のシートクランプ装置は、前記一対のX方向スライダ
は、X方向駆動部と同調動力伝達機構により、シート中
心を境にして同調して互いに接近離間するよう駆動さ
れ、前記一対のY方向スライダは、Y方向駆動部と同調
動力伝達機構により、シート中心を境にして同調して互
いに接近離間するように駆動されることを特徴とする。
請求項3のシートクランプ装置は、加熱中のシートの垂
れ下がり下限を検知する下限光電センサと垂れ下がり上
限を検知する上限光電センサとを設け、前記各光電セン
サの検出信号に基づき、前記X方向駆動部及びまたはY
方向駆動部を駆動して、加熱中のシートの垂れ下がり量
を許容範囲に収めるようにしたことを特徴とする。請求
項4のシートクランプ装置は、前記一対のY方向クラン
プ梁が、前記一対のX方向スライダからフレーム中心に
向け延出した支持フレームによってスライド自在に支持
され、前記一対のX方向クランプ梁が、前記一対のY方
向スライダからフレーム中心に向け延出した支持フレー
ムによってスライド自在に支持されていることを特徴と
する。
【0007】請求項1の発明によれば、一対のX方向ス
ライダのX方向の接近離間によって、Y方向クランプ梁
を介してX方向クランプ梁をX方向に押し引きし、一対
のY方向スライダのY方向の接近離間によって、X方向
クランプ梁を介してY方向クランプ梁をY方向に押し引
きして、シートサイズに合わせた4辺寸法を調整でき、
各クランプ梁に取り付けているクランプ爪によって、各
種サイズのシートをクランプすることができる。よっ
て、種々の調整が不要で人手のいらない自動調整が可能
となる。請求項2の発明によれば、一対のX方向スライ
ダも、一対のY方向スライダも同調動力伝達機構によ
り、必ず同調して動くので、どのシートサイズに対して
も同心状態で寸法替えでき、調整動作が簡単となる。請
求項3の発明によれば、下限光電センサの信号により対
向するクランプ梁を離間するように駆動し、上限光電セ
ンサの信号で離間動作を停止すれば、シートの中央部の
加熱による垂れ下がり過ぎを防止し、シートの部分的加
熱を防止することができる。請求項4の発明によれば、
各クランプ梁が支持フレームによってフレーム中心方向
に寄った位置で支持されるので、各クランプの基端側の
突出量を大きくしなくても中心方向へのスライド量を大
きくとれ、このため外側方向へスライドしたときのクラ
ンプフレームからの各クランプ梁の突出量が小さくな
り、クランプ装置全体をコンパクトにすることができ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図1は本発明の一実施形態を示すシ
ートクランプ装置であって、最小サイズのシートS1に
合うように幅調整された状態を示す平面図、図2は図1
のII線断面図、図3は図1の III線断面図、図4は図1
のIV部を拡大したクランプ梁の連結構造の拡大図、図5
は図4のV線断面図、図6は図5のVI線断面図、図7は
最大サイズのシートS2に合うように幅調整されたクラ
ンプ装置の平面図、図8はシートの垂れ検出部の説明
図、図9は成形金型とクランプ装置を示す側面図であ
る。
【0009】図1〜3において、1は四角形のクランプ
フレームであり、中央部に最大シートサイズより大きい
寸法の開口2を形成している。このクランプフレーム1
は図示しない走行装置によってシート成形機の加熱ゾー
ンと成形ゾーンを行き来し、加熱ゾーンに位置したとき
は開口2の上下方に位置するヒーターによってシートS
が加熱され、成形ゾーンに来たときは図9に示すよう
に、シートSの上下に上金型51と下金型52が位置
し、上金型51が降下してシートを下金型52上に加圧
することによりシートSを立体成形できるようになって
いる。また、クランプフレーム1は、シート成形機の成
形ゾーンに固設されてもよい。
【0010】前記クランプフレーム1の四辺上には2条
のレール3が各辺に平行に敷設され、4個のスライダ4
a、4b、4c、4dがスライド自在に設置されてい
る。図中左右一対のスライダ4c、4dがX方向スライ
ダであり、X方向において互いに接近離間するように移
動する。図中上下一対のスライダ4a、4bがY方向ス
ライダであり、Y方向において互いに接近離間するよう
に移動する。
【0011】Y方向スライダ4a、4bのY方向駆動部
であるモータ10がクランプフレーム1に取り付けられ
ており、同調動力伝達機構として、ネジ軸11、伝達軸
12、ネジ軸13が設けられている。ネジ軸11は減速
機を介してモータ10に直結され、ネジ軸11と伝達軸
12は傘歯車14、15により連結され、伝達軸12と
ネジ軸13は傘歯車16、17により連結されている。
ネジ軸11は右ネジであって、スライダ4aの下面に取
り付けたナット18(図2参照)に螺合し、ネジ軸13
も右ネジであって、スライダ4dの下面に取り付けたナ
ット(図示省略)に螺合している。このため、モータ1
0によってネジ軸11、13が同期して回転すると、Y
方向スライダ4a、4bはシート中心Oを境にして、同
期して、互いにY方向において接近し、離間するように
移動する。
【0012】また、X方向スライダ4c、4dのX方向
駆動部であるモータ20と、同調動力伝達機構として、
ネジ軸21、伝達軸22、ネジ軸23が設けられてい
る。伝達軸22は減速機を介してモータ20に直結さ
れ、ネジ軸21と伝達軸22は傘歯車24、25で連結
され、ネジ軸23と伝達軸22は傘歯車26、27で連
結されている。ネジ軸21は右ネジであって、スライダ
4dの下面に取り付けられたナット(図示省略)に螺合
し、ネジ軸23も右ネジであって、スライダ4cの下面
に取り付けられたナット(図示省略)に螺合しており、
モータ20によって、ネジ軸21、23が同期して回転
すると、X方向スライダ4c、4dはシート中心Oを境
にして、同期して互いにX方向において接近離間するよ
うに移動する。なお、前記ネジ軸11、13及びネジ軸
21、23は右ネジであったが左ネジでもよい。要する
に、対向するスライダ4a、4b、4c、4dがシート
中心0を境にして、同期して、互いに接近離間するよう
に移動できればよい。
【0013】前記各スライダ4a、4b、4c、4dに
は、それぞれ、クランプ梁5a、5b、5c、5dがス
ライド自在に取り付けられている。すなわち、クランプ
梁5a、5b、5c、5dの基端側の下面に取り付けた
レール31が、各スライダ4a、4b、4c、4dに取
り付けたスライドガイド32に嵌合し、スライド自在に
案内されている。そして、X方向スライダ4c、4dに
載せたクランプ梁5c、5dはY方向にスライドし、以
下これらをY方向クランプ梁という。また、Y方向スラ
イダ4a、4bに載せたクランプ梁5a、5bはX方向
にスライドし、これらをX方向クランプ梁という。これ
らのクランプ梁5a、5b、5c、5dのスライド動作
は、直交する向きのクランプ梁の押し引き動作によって
行われる。つぎに、そのための連結構造を説明する。
【0014】すなわち、クランプ梁5aの先端はクラン
プ梁5dに連結され、クランプ梁5dの先端はクランプ
梁5bに連結され、クランプ梁5bの先端はクランプ梁
5cに連結され、クランプ梁5cの先端はクランプ梁5
aに連結されている。この4カ所の連結構造は全て同一
であるため、1カ所の連結構造を拡大した図4〜6に基
づき説明する。
【0015】クランプ梁5dの先端にはローラ6が軸着
され、クランプ梁5bの一側にはその長手方向に沿って
ガイド溝7が取り付けられている。前記ローラ6はこの
ガイド溝7に沿って転動するが、転動方向と直交する方
向は拘束されている。したがって、クランプ梁5dはX
方向には自由に動くが、Y方向にはクランプ梁5bのY
方向の押し引き移動に追随して移動することになる。前
述のごとく、この移動追随関係は4カ所の連結構造の全
てに当てはまる。よって、クランプ梁5a、5bのX方
向移動はX方向スライダ4c、4dの移動によって生
じ、クランプ梁5c、5dのY方向移動はY方向スライ
ダ4a、4bの移動によって生じさせられる。
【0016】前記各クランプ梁5a、5b、5c、5d
には、シートSをクランプするための多数のクランプ爪
8が取り付けられている。図2および図4〜5に示すよ
うに、各クランプ梁5a、5b、5c、5d上には支軸
35が軸受36で回転自在に支持され、支軸35の一端
にはモータ37が連結されている。そして、支軸35に
は適当な間隔を置いて多数のクランプ爪8が取り付けら
れている。したがって、モータ37を駆動し、クランプ
爪8を開いたり(図5の想像線参照)、閉じたり(図5
の実線参照)すると、シートSの周辺をクランプ・アン
クランプすることができる。
【0017】なお、クランプ爪8の開閉手段は任意であ
り、前記モータ37の代わりに、支軸35の一端にピニ
オンを取り付け、このピニオンにラックを噛み合わせ
て、ラックをエアーシリンダ等で往復動させるようにし
てもよい。また、クランプ爪8を複数設けたが、一枚物
のプレート状であってもよい。図1は上記の構成のクラ
ンプ装置において、最小寸法のシートS1をクランプし
ている状態であるが、最大寸法のシートS2をクランプ
するには、つぎのようにすればよい。
【0018】モータ10を駆動して、Y方向スライダ4
a、4bをY方向において互いに離間させる。この動き
がクランプ梁5a、5bを介してY方向クランプ梁5
c、5dに伝えられ、Y方向クランプ梁5c、5dの先
端が最大寸法シートS2の縁辺に向かってスライドす
る。同時にモータ20を駆動してX方向スライダ4c、
4dをX方向において互いに離間させる。この動きがク
ランプ梁5c、5dを介してX方向クランプ梁5a、5
bに伝えられ、X方向クランプ梁5a、5bの先端は、
最大寸法シートS2の縁辺に向かって前進するようスラ
イドする。そのようにして、各クランプ梁5a、5b、
5c、5dが移動した結果が、図7であって、各クラン
プ梁5a、5b、5c、5dの有効長にわたって取り付
けられた多数のクランプ爪8によって、最大寸法のシー
トS2をクランプすることができる。
【0019】そして、シート寸法が最大と最小の中間で
ある場合は、各スライダ4a、4b、4c、4dのスラ
イドを途中で止めればよいのである。また、モータ1
0、20に回転位置検出センサを取り付けておけば、シ
ート寸法に合わせた位置で自動停止させることが可能と
なる。以上のごとく、本実施形態のシートクランプ装置
によれば、人手をわずらわすことなく、四辺のクランプ
梁を自動調整し、きわめて短時間で容易にシート幅変更
に対応しうるのである。
【0020】なお、上記実施形態におけるシートのクラ
ンプ手順はつぎのとおりである。シートクランプ爪8を
開の状態にしておき(図5参照)、シートSの周辺をク
ランプ装置の中央部のクランプ梁5a、5b、5c、5
dの前端縁上に重なるように置き、クランプ爪8を閉じ
てシートSを固定する(図9参照)。クランプするシー
トSの辺は、4辺同時あるいは、対向する2辺のみのい
ずれも可能である。後者の場合、クランプ梁をシート端
面より外側に寄せた状態で他の2辺のみをクランプすれ
ばよい。
【0021】つぎに、本発明の他の実施形態を説明す
る。図10は本発明の他の実施形態に係るシートクラン
プ装置の一部側面図である。図10に示すように、本実
施形態では、スライダ4a上に中心方向に延出したフレ
ーム40が取り付けられ、このフレーム41上に取り付
けられたスライドガイド32にクランプ梁5aの下面の
レール31が摺動自在に嵌合している。このようにスラ
イドガイド32をクランプフレーム1の中央寄りに設け
ることで、クランプ梁5aの後端部長さ(とくにモータ
37の取付位置から外側の部分)を無くするか、あるい
は短くしても最大寸法幅のシートS2に対応させたX方
向スライド量Zを確保することができ、その結果、図1
の実施形態においてクランプ梁5aの張出量が大きなe
寸法(図2参照)であったのを、図10に示す小さなf
寸法に縮小することができた。なお、上記の構造は他の
3本のクランプ梁5b、5c、5dにおいても同じであ
る。
【0022】さらに、上記二実施形態における加熱時の
シートの垂れ下がり防止手段を説明する。通常の真空成
形または圧空真空成形時には、シートの四辺を固定した
まま加熱・成形することが多いが、加熱時に軟化したシ
ートのドローダウン(中央部の垂れ下がり)量が大きく
なるとシートが部分的にヒータに接近してその接近した
部分の温度が上りすぎるという問題がある。この対策と
して、本発明のクランプ装置ではシートSの2辺のみを
クランプして、加熱したシートSの垂れ量が大きくなる
とクランプした2辺を外側に移動して垂れを戻すことが
できるようにした。たとえば、加熱時にモータ10のみ
を駆動してクランプ梁5aとクランプ梁5bのみをY軸
方向で外側に移動させることにより可能である。
【0023】そのため、図1に示すように、フレーム1
にはシート中心0を光が通るようにして、光電センサ4
1、42の組と光電センサ43、44の組を取り付けて
いる。そして、図8に示すように、光電センサ41、4
2は垂れ下がり量の上限を検知する位置に、光電センサ
43、44はシート垂れ下がり量の下限を検知する位置
に取り付けられている。
【0024】図8の(a)図に示すように、シートSが
加熱によって大きく垂れ下がり光電センサ43、44の
光を遮断すると、2辺のクランプ梁を外側に移動させ、
同図(b)に示すように垂れ量が光電センサ41、42
の位置まで戻ると、クランプ梁の移動を位停止すればよ
い。これにより、加熱によりシートSの垂れ下がり量が
大きくなってシートSの中央部がヒータに接近しすぎ、
シートの温度が部分的に上昇しすぎるといった不都合を
解消できる。
【0025】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、一対のX方向
スライダのX方向の接近離間によって、Y方向クランプ
梁を介してX方向クランプ梁をX方向に押し引きし、一
対のY方向スライダのY方向の接近離間によって、X方
向クランプ梁を介してY方向クランプ梁をY方向に押し
引きして、シートサイズに合わせた4辺寸法を調整で
き、各クランプ梁に取り付けているクランプ爪によっ
て、各種サイズのシートをクランプすることができる。
よって、種々の調整が不要で人手のいらない自動調整が
可能となる。請求項2の発明によれば、一対のX方向ス
ライダも、一対のY方向スライダも同調動力伝達機構に
より、必ず同調して動くので、どのシートサイズに対し
ても同心状態で寸法替えでき、調整動作が簡単となる。
請求項3の発明によれば、下限光電センサの信号により
対向するクランプ梁を離間するように駆動し、上限光電
センサの信号で離間動作を停止すれば、シートの中央部
の加熱による垂れ下がり過ぎを防止し、シートの部分的
加熱を防止することができる。請求項4の発明によれ
ば、各クランプ梁が支持フレームによってフレーム中心
方向に寄った位置で支持されるので、各クランプの基端
側の突出量を大きくしなくても中心方向へのスライド量
を大きくとれ、このため外側方向へスライドしたときの
クランプフレームからの各クランプ梁の突出量が小さく
なり、クランプ装置全体をコンパクトにすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すシートクランプ装置
であって、最小サイズのシートS1に合うように幅調整
された状態を示す平面図である。
【図2】図1のII線断面図である。
【図3】図1の III線断面図である。
【図4】図1のIV部を拡大したクランプ梁の連結構造の
拡大図である。
【図5】図4のV線断面図である。
【図6】図5のVI線断面図である。
【図7】最大サイズのシートS2に合うように幅調整さ
れたクランプ装置の平面図である。
【図8】シートの垂れ検出部の説明図である。
【図9】成形金型とクランプ装置を示す側面図である。
【図10】本発明の他の実施形態に係るシートクランプ
装置の一部側面図である。
【符号の説明】
1 クランプフレーム 4a、4b、4c、4d スライダ 5a、5b、5c、5d クランプ梁 8 クランプ爪 41、42、43、44 光電センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X方向において互いに接近離間するように
    移動する一対のX方向スライダと、Y方向において互い
    に接近離間するように移動する一対のY方向スライダ
    と、前記一対のX方向スライダのそれぞれに、Y方向に
    スライド自在に、その基端側を取り付けたY方向クラン
    プ梁と、前記一対のY方向スライダのそれぞれに、X方
    向にスライド自在に、その基端側を取り付けたX方向ク
    ランプ梁とからなり、前記Y方向クランプ梁の先端は前
    記X方向クランプ梁に対しX方向移動自在に係止され、
    前記X方向クランプ梁の先端は前記Y方向クランプ梁に
    対しY方向移動自在に係止されており、前記各クランプ
    梁には最大シートサイズに対応する長さにわたって、ク
    ランプ爪が取り付けられていることを特徴とするシート
    成形機におけるシートクランプ装置。
  2. 【請求項2】前記一対のX方向スライダは、X方向駆動
    部と同調動力伝達機構により、シート中心を境にして同
    調して互いに接近離間するよう駆動され、前記一対のY
    方向スライダは、Y方向駆動部と同調動力伝達機構によ
    り、シート中心を境にして同調して互いに接近離間する
    ように駆動されることを特徴とする請求項1記載のシー
    ト成形機におけるシートクランプ装置。
  3. 【請求項3】加熱中のシートの垂れ下がり下限を検知す
    る下限光電センサと垂れ下がり上限を検知する上限光電
    センサとを設け、前記各光電センサの検出信号に基づ
    き、前記X方向駆動部及びまたはY方向駆動部を駆動し
    て、加熱中のシートの垂れ下がり量を許容範囲に収める
    ようにしたことを特徴とする請求項2記載のシート成形
    機におけるシートクランプ装置。
  4. 【請求項4】前記一対のY方向クランプ梁が、前記一対
    のX方向スライダからフレーム中心に向け延出した支持
    フレームによってスライド自在に支持され、前記一対の
    X方向クランプ梁が、前記一対のY方向スライダからフ
    レーム中心に向け延出した支持フレームによってスライ
    ド自在に支持されていることを特徴とする請求項1また
    は2記載のシート成形機におけるシートクランプ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2866858A1 (fr) * 2004-02-27 2005-09-02 Francois Liron Procede de fabrication de voiles, coques et envelloppes structurelles sur coussin d'air ou de particules
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