WO2016063609A1 - 成形品の製造方法、成形品、および成形品の製造装置 - Google Patents

成形品の製造方法、成形品、および成形品の製造装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016063609A1
WO2016063609A1 PCT/JP2015/073661 JP2015073661W WO2016063609A1 WO 2016063609 A1 WO2016063609 A1 WO 2016063609A1 JP 2015073661 W JP2015073661 W JP 2015073661W WO 2016063609 A1 WO2016063609 A1 WO 2016063609A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mold
molded product
thermoplastic prepreg
insert member
resin material
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/073661
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伸行 淺沼
Original Assignee
東芝機械株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東芝機械株式会社 filed Critical 東芝機械株式会社
Priority to DE112015004771.9T priority Critical patent/DE112015004771T5/de
Priority to CN201580057066.7A priority patent/CN107073773A/zh
Priority to US15/520,314 priority patent/US10807285B2/en
Publication of WO2016063609A1 publication Critical patent/WO2016063609A1/ja
Priority to US17/021,650 priority patent/US11766816B2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14778—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
    • B29C45/14786—Fibrous material or fibre containing material, e.g. fibre mats or fibre reinforced material
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14008—Inserting articles into the mould
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14336—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/64—Mould opening, closing or clamping devices
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B29C45/7207—Heating or cooling of the moulded articles
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B29C2045/14286—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure means for heating the insert
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B29C2045/14286—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure means for heating the insert
    • B29C2045/14295—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure means for heating the insert the heating means being used for feeding the insert into the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2501/00—Use of unspecified macromolecular compounds as filler
    • B29K2501/12—Thermoplastic materials

Definitions

  • the present invention relates to a molded product manufacturing method, a molded product manufactured by such a molded product manufacturing method, and a molded product manufacturing apparatus.
  • a preformed preform is inserted into a mold attached to a mold clamping device of a molding apparatus, and then injection molding by compression molding or core back injection using a movable core.
  • a technique for performing molding and covering the entire surface of a preformed preform with a resin layer is known (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
  • Patent Document 1 since there is a space for flowing a resin material in the mold, there is a case where it is difficult to form the prepreg (insert member) into a target shape even if shaping is performed. is there. In such a case, when injection molding is performed after shaping, a portion due to the prepreg is likely to occur, and it may be difficult to form a uniform resin layer. Further, the techniques of Patent Documents 2 and 3 have a problem that it takes time to produce a molded product because the prepreg must be shaped in advance and processed into a preform.
  • the present invention has been made in consideration of such points, and suppresses a decrease in strength of the molded product and poor appearance due to prepreg (insert member), displacement, and peeling, and improves the productivity of the molded product. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a molded product, a molded product, and a molded product manufacturing apparatus capable of achieving the above.
  • the insert member heated by the heating device is transported into the mold by the transport device, and the insert member is shaped in the mold while the mold is opened by a minute distance. And molding a molded product including the insert member by injecting a molding material into the mold and pressing the mold in a state of being opened by a small distance while closing the mold. It is the manufacturing method of the molded article to be.
  • the insert member heated by the heating device is transported into the mold by the transport device, the insert member is shaped in the mold, and then the mold is minutely molded.
  • a method of manufacturing a molded product comprising: opening and molding a molded product including the insert member by injecting a molding material into the mold.
  • the present invention is a molded product manufactured by the method for manufacturing a molded product.
  • the present invention comprises a heating device for heating an insert member, a transport device for transporting the insert member, an opening / closing device to which a mold is attached, and an injection device for injecting a molding material into the mold,
  • the opening / closing device moves one of the molds attached to the opening / closing device to move the insert member within the mold by moving a first driving unit that moves the insert member within the mold by a minute distance.
  • a second drive unit to be manufactured.
  • the present invention it is possible to suppress a decrease in strength of the molded product and poor appearance due to swaying, shifting, and peeling of the insert member, and to improve the productivity of the molded product.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a molded product manufacturing apparatus for executing a molded product manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing a molded product according to an embodiment of the present invention.
  • 3A to 3C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a molded article according to one embodiment of the present invention.
  • 4A to 4C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a molded product according to a modification.
  • 5A to 5B are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a molded article according to a comparative example.
  • FIGS. 1 to 3 are diagrams showing an embodiment of the present invention. Note that, in the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and some detailed description may be omitted.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a molded product manufacturing apparatus.
  • the molded product manufacturing apparatus 10 includes, for example, a storage unit 11, a transport device 12, a heating device 13, a mold device 14, an injection device 15, and a control device 19. Yes.
  • the molded product manufacturing apparatus 10 is disposed in a laying range 16 such as in a factory, and a mold apparatus 14 and an injection apparatus 15 are disposed on a base 17.
  • the molded product manufacturing apparatus 10 heats a thermoplastic prepreg (insert member, prepreg, reinforcing member, reinforcing material) 100 and then shapes the molded article 80 ( (Described later) can be manufactured.
  • the thermoplastic prepreg 100 is formed in a sheet shape.
  • the thermoplastic prepreg 100 is formed in a shape suitable for shaping into the shape of the molded product 80, although the planar shape thereof is formed in a square shape.
  • the thermoplastic prepreg 100 may be formed in, for example, a rectangular shape, a triangular shape, an elliptical shape, or the like, or a shape capable of forming the molded product 80.
  • thermoplastic prepregs 100 are stored in the storage unit 11.
  • the storage unit 11 may store the thermoplastic prepreg 100 in a vertical posture.
  • the storage unit 11 may be configured to store the thermoplastic prepreg 100 in a horizontal posture and be able to change from a horizontal posture to a vertical posture.
  • the vertical posture (vertical posture) of the thermoplastic prepreg 100 is a posture in which the main surface of the thermoplastic prepreg 100 is substantially along the direction of gravity, that is, a posture extending in the vertical direction, or equivalent to these postures. Is the attitude.
  • the horizontal posture (lateral posture) of the thermoplastic prepreg 100 is a posture in which the main surface of the thermoplastic prepreg 100 is substantially along the horizontal direction, that is, a posture along the installation surface of the molded product manufacturing apparatus 10 or these postures. The posture is equivalent.
  • the conveyance device 12 is configured to be able to sequentially convey the thermoplastic prepreg 100 in a vertical posture from the storage unit 11 of the thermoplastic prepreg 100 to the heating device 13 and the mold device 14.
  • the transport device 12 includes, for example, a chuck device 21 and a transport mechanism 22.
  • the chuck device 21 includes, for example, a support portion 31 provided in the transport mechanism 22, a plurality of chucks 32, an opening / closing means 33 that opens and closes the chuck 32, and a cooling device 34.
  • the chuck device 21 sandwiches the thermoplastic prepreg 100 at a plurality of positions by a plurality of chucks 32.
  • the support unit 31 supports a plurality of chucks 32.
  • the support portion 31 is configured to be movable by the transport mechanism 22.
  • the chuck 32 can be opened and closed by being driven by the opening / closing means 33.
  • the chuck 32 may be configured so that the width of the tip is narrow so as to hold at least the thermoplastic prepreg 100.
  • the opening / closing means 33 is a driving source for opening and closing the chuck 32, and for example, a pneumatic cylinder or the like is used.
  • the opening / closing means 33 is electrically connected to the control device 19 via the signal line S.
  • the cooling device 34 cools the chuck 32.
  • the cooling device 34 is configured to cool the chuck 32 by, for example, injecting air onto the chuck 32.
  • the cooling device 34 is electrically connected to the control device 19 via a signal line S.
  • the cooling device 34 is configured to cool at least a portion of the chuck 32 that contacts the thermoplastic prepreg 100 and its peripheral portion.
  • the cooling device 34 is supported by the support unit 31, or is disposed at a position where the chuck 32 can be cooled in the previous process before the chuck 32 moves to the storage unit 11.
  • the cooling device 34 may be positioned above the heating device 13 and may be cooled in a range that does not affect the thermoplastic prepreg 100 even while the thermoplastic prepreg 100 is being heated.
  • the transport mechanism 22 is a mechanism that sequentially transports the chuck 32 of the chuck device 21 to the storage unit 11, the heating device 13, and the mold device 14.
  • the transport mechanism 22 may be configured to slide the support unit 31.
  • the transport mechanism 22 is, for example, a rail.
  • the transport mechanism 22 may be an articulated robot or the like.
  • the transport mechanism 22 is electrically connected to the control device 19 via a signal line S.
  • the heating device 13 includes, for example, a pair of heating units 41 that can heat the thermoplastic prepreg 100 and face each other with a space therebetween, and a support unit (not shown) that supports the heating unit 41. And.
  • the pair of heating units 41 are arranged such that, for example, a heating surface 41 a that heats the thermoplastic prepreg 100 is along the main surface of the thermoplastic prepreg 100.
  • the pair of heating units 41 are arranged in a vertical posture (for example, a vertically long rectangular parallelepiped along a substantially gravitational direction), for example, similarly to the thermoplastic prepreg 100.
  • the pair of heating parts 41 oppose each other with an interval through which a part of the tip of the chuck 32 and the thermoplastic prepreg 100 held by the chuck 32 can pass.
  • the heating unit 41 heats the thermoplastic prepreg 100 that passes between the heating units 41 or stops between the heating units 41 to a predetermined temperature.
  • the predetermined temperature is, for example, a temperature at which the thermoplastic prepreg 100 can be shaped in the mold apparatus 14.
  • the mold apparatus 14 includes a mold 51 that can be opened and closed, and a mold clamping device 52 that opens and closes the mold 51.
  • the mold 51 includes, for example, a fixed mold 53 (the other mold, one mold) and a movable mold 54 (one mold, the other mold).
  • the movable mold 54 is configured to be movable with respect to the fixed mold 53.
  • a cavity 53 a is formed on the opposed surface of the fixed mold 53 facing the movable mold 54
  • a cavity 54 a is formed on the opposed surface of the movable mold 54 facing the fixed mold 53.
  • a space corresponding to the shape of the molded product 80 is formed by the cavities 53 a and 54 a of the fixed mold 53 and the movable mold 54.
  • the mold 51 is attached to a mold clamping device 52.
  • the mold clamping device (opening / closing device) 52 is configured to be able to open and close the mold 51 and mold clamping, for example.
  • the mold clamping device 52 includes, for example, a fixed platen 56, a movable platen 57 movable with respect to the fixed platen 56, a toggle mechanism 58 that moves the movable platen 57, a drive source 59 that drives the toggle mechanism 58, and a fixed platen. And a plurality of tie bars 60 for guiding the movement of the moving board 57 relative to the board 56.
  • the mold clamping device 52 is an example of a molding device.
  • the fixed plate 56 supports the fixed die 53, and the movable plate 57 supports the movable die 54.
  • the toggle mechanism 58 is driven by a drive source 59 to move the moving plate 57 forward and backward with respect to the fixed plate 56.
  • the drive source 59 is for driving the toggle mechanism 58.
  • the drive source 59 is electrically connected to the control device 19 via the signal line S.
  • the plurality of tie bars 60 guide the moving plate 57 so as to advance and retract linearly with respect to the fixed plate 56.
  • the tie bars 60 are provided at four locations so as to pass the fixed plate 56 and the toggle mechanism 58, for example.
  • the injection device 15 includes, for example, a housing 61, a cylinder 62, a screw 63, a hopper 64, a moving means 65, a drive device 66, and a cylinder heating device 67.
  • the injection device 15 forms a molded product 80 together with the mold clamping device 52 by injecting a resin material (molding material, molding material) into the mold 51 of the mold device 14.
  • the injection device 15 is configured with the mold clamping device 52 to be an example of a molding device (an injection molding device).
  • the housing 61 supports, for example, a cylinder 62, a screw 63, and a hopper 64, and houses a drive device 66 therein.
  • the cylinder 62 accommodates the screw 63 therein.
  • the cylinder 62 includes an injection nozzle 62a provided at the tip thereof.
  • the injection nozzle 62a can be connected to a gate 51a (see FIGS. 3A to 3C) formed in the mold 51.
  • the screw 63 is configured to be rotatable within the cylinder 62 and to be able to advance and retract with respect to the cylinder 62.
  • the hopper 64 accommodates a molten resin material (material) for injection molding.
  • the hopper 64 is configured to supply the resin material accommodated therein into the cylinder 62.
  • the moving means 65 is, for example, disposed on the base 17 and provided at the lower part of the housing 61 with a plurality of rails 71 extending toward the fixed mold 53 and the fixed plate 56, and a plurality of rails 71 capable of sliding.
  • the guide 72 is provided. When the guide 72 is guided by the rail 71, the moving means 65 advances and retracts the housing 61 and each component supported by the housing 61 with respect to the mold apparatus 14 along the rail 71.
  • the drive device 66 includes, for example, a first drive device 74 that rotates the screw 63, a second drive device 75 that moves the screw 63 forward and backward with respect to the cylinder 62, and the housing 61 along the rail 71 with respect to the mold device 14. And a third drive device 76 that moves forward and backward.
  • the first drive device 74 is configured to quantitatively supply the resin material supplied from the hopper 64 by rotating the screw 63.
  • the first drive device 74, the second drive device 75, and the third drive device 76 are electrically connected to the control device 19 via the signal line S.
  • the cylinder heating device 67 is for heating the cylinder 62.
  • the cylinder heating device 67 is attached to the cylinder 62.
  • the cylinder heating device 67 melts the resin material supplied from the hopper 64 by heating the cylinder 62.
  • the cylinder heating device 67 is electrically connected to the control device 19 via a signal line S.
  • the control device 19 controls the transport device 12, the mold device 14, and the injection device 15. Specifically, the control device 19 controls the movement operation of the chuck 32 (support portion 31) by controlling the transport mechanism 22. In addition, the control device 19 detects the position of the support portion 31 of the transport device 12.
  • the control device 19 controls the opening / closing operation of the chuck 32 by controlling the opening / closing means 33.
  • the control device 19 controls the cooling of the chuck 32 by controlling the cooling device 34.
  • the control device 19 drives the toggle mechanism 58 by controlling the drive source 59, and controls the advance / retreat operation of the movable die 54 (movable panel 57).
  • the control device 19 controls the first drive device 74, the second drive device 75, and the third drive device 76, thereby rotating and moving the screw 63 forward and backward, and moving the housing 61 forward and backward (advancing and retracting the injection device 15.
  • Control controls the heating operation of the cylinder 62 by controlling the cylinder heating device 67.
  • the molded product 80 is a member in which a fiber reinforced resin such as a carbon fiber reinforced resin (CFRP) or a glass fiber reinforced resin (GFRP) is used, and includes a resin material (raw material).
  • the thermoplastic prepreg 100 is in close contact with and integrated with the resin portion 90 in a bent state.
  • thermoplastic prepreg 100 examples include a sheet obtained by impregnating a thermoplastic resin material with continuous fibers or long fibers such as carbon fibers, glass fibers, or aramid fibers.
  • the molded product 80 can obtain a mechanical strength higher than that of a molded product made of a single resin because the thermoplastic prepreg 100 is inserted.
  • a molded product 80 may be used as, for example, an automobile part, an aircraft part, a building part, an industrial equipment part, or the like.
  • control device 19 moves the chuck 32 to the storage unit 11 and opens the chuck 32.
  • the chuck 32 may be cooled by the cooling device 34.
  • the chuck 32 is further moved, and the tip of the chuck 32 is positioned on the peripheral edge (edge, edge) of the thermoplastic prepreg 100.
  • the chuck 32 is closed and the thermoplastic prepreg 100 is held by the chuck 32.
  • thermoplastic prepreg 100 is moved between the pair of heating parts 41, and the thermoplastic prepreg 100 is heated to a predetermined temperature.
  • the chuck 32 is moved to convey the thermoplastic prepreg 100 to the mold 51 (the mold clamping device 52 to which the mold 51 is attached), and the thermoplastic prepreg 100 is moved into the mold 51 (the mold clamping device 52). Place (insert).
  • the thermoplastic prepreg 100 may be positioned by fixing the thermoplastic prepreg 100 to a positioning pin (not shown) provided in the fixed mold 53 or the movable mold 54. Note that the thermoplastic prepreg 100 is in a softened state by passing between the pair of heating units 41 of the heating device 13 or stopping between the pair of heating units 41 of the heating device 13.
  • control device 19 controls the drive source 59 to drive the toggle mechanism 58, whereby the movable die 54 moves toward the fixed die 53 and the die clamping is performed. Thereafter, a resin material (molding material, molding material, material) 91 is injected into the mold 51 to mold a molded product 80 including the thermoplastic prepreg 100.
  • the movable mold 54 is moved toward the fixed mold 53, and the movable mold 54 is stopped slightly before the closing limit of the mold 51. Specifically, the movable die 54 is stopped at a position where the distance d between the movable die 54 and the fixed die 53 is, for example, about 0.5 mm to 3 mm.
  • the heated thermoplastic prepreg 100 is pressed inside the mold 51 by the mold 51 (the mold clamping device 52 to which the mold 51 is attached), and is shaped along the shapes of the cavities 53a and 54a.
  • the housing 61 (see FIG. 1) is moved, and the injection nozzle 62 a is connected to the gate 51 a formed on the fixed mold 53.
  • the molten resin material 91 supplied from the hopper 64 into the cylinder 62 is injected through the gate 51 a of the mold 51.
  • the resin material 91 is injected into the cavities 53a and 54a, and the molten resin material 91 is filled along the shape of the cavities 53a and 54a.
  • the air previously present in the cavities 53 a and 54 a is pushed out by the resin material 91, and then escapes outward from the gap between the movable mold 54 and the fixed mold 53.
  • the air is released from the gap between the movable mold 54 and the fixed mold 53, whereby the molten resin material 91 flows in a substantially constant direction, and the resin material 91 is complicated in the cavities 53a and 54a. It does not flow.
  • the thermoplastic prepreg 100 is disturbed by the movement of the molten resin material 91, and the thermoplastic prepreg 100 is prevented from being displaced or peeled off.
  • the drive source 59 is controlled to drive and move the toggle mechanism 58.
  • the mold 54 is moved forward again to the fixed mold 53 side.
  • the movable die 54 reaches the closing limit of the mold 51, and the movable die 54 and the fixed die 53 are in close contact with each other.
  • the resin material 91 and the thermoplastic prepreg 100 are pressed by the movable die 54 and the fixed die 53. Accordingly, the resin material 91 and the thermoplastic prepreg 100 are shaped into the cavities 53a and 54a, and the resin material 91 and the thermoplastic prepreg 100 are integrated.
  • thermoplastic prepreg 100 and the resin material 91 are cooled in the mold 51, so that the resin part 90 corresponding to the resin material 91 and the thermoplastic prepreg 100 integrated with the resin part 90 are obtained.
  • a molded product 80 having the following is molded. Further, in the injection device 15, a measuring operation for measuring the resin material 91 is performed. Next, the movable mold 54 is moved to open the mold 51, and the molded product 80 is taken out from the mold 51 by an unillustrated protruding pin provided on the fixed mold 53 or the movable mold 54.
  • the thermoplastic prepreg 100 heated by the heating device 13 is transported into the mold 51 by the transport device 12, and the thermoplastic prepreg 100 is applied in the mold 51. Shape. Thereafter, the resin material 91 is injected into the mold 51, and the molded article 80 including the thermoplastic prepreg 100 is molded by pressing the mold 51 that is opened by a minute distance while closing. Specifically, when performing mold clamping, the movable mold 54 is stopped slightly before the closing limit of the mold 51 (for example, 0.5 mm to 3 mm) and injection molding is performed. After performing the injection molding, or during the injection molding, pressing is performed by moving the movable die 54 forward again.
  • the resin pressure for flowing the resin material 91 can be lowered.
  • the force by which the molten resin material 91 presses the thermoplastic prepreg 100 becomes weak. Appearance defects can be suppressed.
  • a transparent resin is used as the resin material 91, since there is no swaying, slipping or peeling of the thermoplastic prepreg 100 as described above, a glossy and beautiful appearance can be obtained, and a product with high added value can be obtained. Obtainable.
  • the molten resin material 91 filled in the mold 51 is pressed by the mold 51 after filling, the thin and uniform layered resin portion 90 can be formed. It becomes possible.
  • thermoplastic prepreg 100 since the shaping of the thermoplastic prepreg 100 is performed inside the mold 51, the molding is performed in comparison with the case where the preformed preform is inserted into the mold 51.
  • the productivity of the product 80 can be improved.
  • thermoplastic prepreg 100 may be displaced or peeled off (see FIG. 5B).
  • a resin material 91 is injected into the mold 51, and the molded article 80 including the thermoplastic prepreg 100 is molded by pressing the mold 51 in a state opened by a minute distance while closing.
  • core back molding may be used.
  • thermoplastic prepreg 100 heated by the heating device 13 is first transported into the mold 51 by the transport device 12 in the same manner as described above.
  • the movable mold 54 is moved toward the fixed mold 53 to the closing limit of the mold 51, thereby bringing the movable mold 54 and the fixed mold 53 into close contact with each other.
  • the heated thermoplastic prepreg 100 is pressed inside the mold 51 by the mold 51 (the mold clamping device 52 to which the mold 51 is attached), and is shaped along the shapes of the cavities 53a and 54a.
  • the housing 61 (see FIG. 1) is moved, and the injection nozzle 62a is connected to the gate 51a formed in the fixed mold 53.
  • the mold 51 is slightly opened. That is, the drive source 59 is controlled to drive the toggle mechanism 58 to move the movable die 54 in the direction away from the fixed die 53, and the movable die 54 is slightly away from the closing limit of the mold 51. Stop. Specifically, the movable die 54 is stopped at a position where the distance d between the movable die 54 and the fixed die 53 is, for example, about 0.5 mm to 3 mm.
  • the resin material 91 is injected into the mold 51 simultaneously with stopping the moving mold 54 or after stopping the moving mold 54. That is, the molten resin material 91 supplied from the hopper 64 into the cylinder 62 is injected through the gate 51 a of the mold 51. Thus, the resin material 91 is injected into the cavities 53a and 54a (that is, between the fixed mold 53 and the thermoplastic prepreg 100 attached to the movable mold 54), and melted along the shapes of the cavities 53a and 54a. Resin material 91 is supplied.
  • the air previously present in the cavities 53 a and 54 a is pushed out by the resin material 91, and then escapes outward from the gap between the movable mold 54 and the fixed mold 53.
  • the air is released from the gap between the movable mold 54 and the fixed mold 53, whereby the molten resin material 91 flows in a substantially constant direction, and the resin material 91 is complicated in the cavities 53a and 54a. It does not flow.
  • the thermoplastic prepreg 100 is disturbed by the movement of the molten resin material 91, and the thermoplastic prepreg 100 is prevented from being displaced or peeled off.
  • the resin material 91 spreads substantially uniformly along the space formed between the fixed mold 53 and the thermoplastic prepreg 100.
  • the thermoplastic prepreg 100 shaped in the shape of the cavities 53a and 54a and the resin material 91 are integrated.
  • thermoplastic prepreg 100 and the resin material 91 are cooled in the mold 51, so that the resin part 90 corresponding to the resin material 91 and the thermoplastic prepreg 100 integrated with the resin part 90 are obtained.
  • a molded product 80 having the following is molded.
  • the movable mold 54 is moved to open the mold 51, and the molded product 80 is taken out from the mold 51 by an unillustrated protruding pin provided on the fixed mold 53 or the movable mold 54.
  • the thermoplastic prepreg 100 heated by the heating device 13 is transported into the mold 51 by the transport device 12, and the thermoplastic prepreg 100 is shaped in the mold 51. To do. Thereafter, the mold 51 is slightly opened and the resin material 91 is injected into the mold 51 to mold the molded product 80 including the thermoplastic prepreg 100. As described above, by flowing the molten resin material 91 into the mold 51 in a state where the mold 51 is opened by a minute distance, the resin pressure for flowing the resin material 91 can be lowered. Thereby, the strength reduction and appearance defect of the molded product 80 due to the splaying, shifting, and peeling of the thermoplastic prepreg 100 can be suppressed. In addition, the same effects as those of the embodiment shown in FIGS. 3A to 3C can be obtained.
  • the heated thermoplastic prepreg 100 is pressed by the mold 51, and the thermoplastic prepreg 100 is shaped into a desired shape. Further, the flow path through which the resin material 91 flows is secured by the core back operation of the mold 51 thereafter. For this reason, the flow of the resin material 91 can be stabilized. Further, by pressing the thermoplastic prepreg 100 with the mold 51, the surface layer of the thermoplastic prepreg 100 is slightly cooled, and the viscosity of the surface layer is increased. For this reason, when the resin pressure for flowing the resin material 91 is applied, it is possible to make it more difficult to cause problems such as twisting, shifting, and peeling.
  • the drive source 59 and the toggle mechanism 58 form the thermoplastic prepreg 100 in the mold 51 by moving the movable mold 54 attached to the mold clamping device 52. It is an example of the 1st drive part made to do.
  • the drive source 59 and the toggle mechanism 58 are an example of a second drive unit that moves the movable die 54 by a minute distance.
  • the constituent member of the first driving unit and the constituent member of the second driving unit may be the same. That is, the first drive unit and the second drive unit may be the same.
  • a manufacturing method of the molded product in the said embodiment and the said modification it is not restricted to an injection molding method.
  • other plastic molding methods molded product manufacturing method, molding method
  • a transfer molding method molded product manufacturing method, molding method

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

　加熱装置（１３）で加熱されたインサート部材（１００）を、搬送装置（１２）により金型（５１）内に搬送する。次に、金型（５１）が微小距離だけ開いた状態で、金型（５１）内でインサート部材（１００）を賦形する。金型（５１）内に成形材料（９１）を射出し、微小距離だけ開いた状態の金型（５１）を閉じつつプレスすることにより、インサート部材（１００）を含む成形品（８０）を成形する。

Description

成形品の製造方法、成形品、および成形品の製造装置
　本発明は、成形品の製造方法、このような成形品の製造方法によって製造された成形品、および成形品の製造装置に関する。
　従来から、加熱装置により加熱して軟化状態としたシート状の材料を、成形装置の型締装置に取り付けられた金型内にインサートして賦形し、その後、射出成形を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、従来から、予め賦形された予備成形体を成形装置の型締装置に取り付けられた金型内にインサートして、その後、圧縮成形による射出成形、または可動コアを用いたコアバックによる射出成形を行い、予め賦形された予備成形体の表面全体を樹脂層で覆う技術が知られている（例えば、特許文献２、３参照）。
国際公開第２０１４／０９８１９４号 特開２０１３－０６７１３５号公報 特開２００１－２８４９５９号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、金型内に樹脂材料を流すための空間が存在するため、賦形を行ってもプリプレグ（インサート部材）を目的とする形状に賦形することが難しい場合がある。このような場合に、賦形後に射出成形を行うと、プリプレグによれる部分が生じやすく、均一な樹脂層を形成することが困難となるおそれがある。また、特許文献２、３の技術では、予めプリプレグを賦形して予備成形体に加工しなくてはならないため、成形品の生産に時間を要するという問題がある。
　本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、プリプレグ（インサート部材）のよれ、ずれ、剥離などによる成形品の強度低下や外観不良を抑制するとともに、成形品の生産性の向上を図ることが可能な、成形品の製造方法、成形品、および成形品の製造装置を提供することを目的とする。
　本発明は、加熱装置で加熱されたインサート部材を、搬送装置により金型内に搬送することと、前記金型が微小距離だけ開いた状態で、前記金型内で前記インサート部材を賦形することと、前記金型内に成形材料を射出し、微小距離だけ開いた状態の前記金型を閉じつつプレスすることにより、前記インサート部材を含む成形品を成形することとを備えたことを特徴とする成形品の製造方法である。
　本発明は、加熱装置で加熱されたインサート部材を、搬送装置により金型内に搬送することと、前記金型内で前記インサート部材を賦形することと、その後、前記金型を微小に型開きさせるとともに、前記金型内に成形材料を射出することにより、前記インサート部材を含む成形品を成形することとを備えたことを特徴とする成形品の製造方法である。
　本発明は、前記成形品の製造方法によって製造されたことを特徴とする成形品である。
　本発明は、インサート部材を加熱する加熱装置と、前記インサート部材を搬送する搬送装置と、金型が取り付けられる開閉装置と、前記金型内に成形材料を射出する射出装置と、を備え、前記開閉装置は、前記開閉装置に取り付けられた前記金型の一方を移動させることで、前記インサート部材を前記金型内で賦形させる第１駆動部と、前記金型の一方を微小距離だけ移動させる第２駆動部と、を有することを特徴とする成形品の製造装置である。
　本発明によれば、インサート部材のよれ、ずれ、剥離などによる成形品の強度低下や外観不良を抑制するとともに、成形品の生産性の向上を図ることができる。
図１は本発明の一実施の形態による成形品の製造方法を実行する成形品製造装置を示す斜視図。 図２は本発明の一実施の形態による成形品を示す概略断面図。 図３Ａ～図３Ｃは本発明の一実施の形態による成形品の製造方法を示す概略断面図。 図４Ａ～図４Ｃは変形例による成形品の製造方法を示す概略断面図。 図５Ａ～図５Ｂは比較例による成形品の製造方法を示す概略断面図。
　以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図１乃至図３は、本発明の一実施の形態を示す図である。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。
　（成形品製造装置の構成）
　まず、図１により、本実施の形態による成形品の製造方法を実行する成形品製造装置の構成について説明する。図１は、成形品製造装置を示す斜視図である。
　図１に示すように、成形品製造装置１０は、例えば、保管部１１と、搬送装置１２と、加熱装置１３と、金型装置１４と、射出装置１５と、制御装置１９と、を備えている。成形品製造装置１０は、工場内等の敷設範囲１６に配置されるとともに、金型装置１４及び射出装置１５がベース１７上に配置される。成形品製造装置１０は、熱可塑性プリプレグ（インサート部材、プリプレグ、強化部材、強化材）１００を加熱後に金型装置１４により賦形するとともに、射出装置１５により射出成形することで、成形品８０（後述）を製造することができるように構成されている。
　熱可塑性プリプレグ１００は、シート状に形成されている。熱可塑性プリプレグ１００は、図１においてはその平面形状を方形状に形成されているが、成形品８０の形状に賦形するのに適した形状に形成されている。熱可塑性プリプレグ１００は、例えば、方形状、三角形状及び楕円形状等や、成形品８０を形成可能な形状に形成されても良い。
　保管部１１には、熱可塑性プリプレグ１００が複数保管されている。保管部１１は、例えば、熱可塑性プリプレグ１００を縦の姿勢で保管するものであっても良い。なお、保管部１１は、例えば、熱可塑性プリプレグ１００を横の姿勢で保管するとともに横姿勢から縦姿勢に変更可能に構成されていてもよい。
　ここで、熱可塑性プリプレグ１００の縦の姿勢（縦姿勢）とは、熱可塑性プリプレグ１００の主面が略重力方向に沿った姿勢、即ち、上下方向に延設する姿勢、又は、これら姿勢と同等の姿勢である。また、熱可塑性プリプレグ１００の横の姿勢（横姿勢）とは、熱可塑性プリプレグ１００の主面が略水平方向に沿った姿勢、即ち、成形品製造装置１０の設置面に沿った姿勢又はこれら姿勢と同等の姿勢である。
　搬送装置１２は、熱可塑性プリプレグ１００を縦の姿勢で、熱可塑性プリプレグ１００の保管部１１から加熱装置１３及び金型装置１４へ順次搬送可能に構成されている。具体的には、搬送装置１２は、例えば、チャック装置２１と、搬送機構２２と、を備えている。
　チャック装置２１は、例えば、搬送機構２２に設けられた支持部３１と、複数のチャック３２と、チャック３２を開閉する開閉手段３３と、冷却装置３４と、を備えている。チャック装置２１は、複数のチャック３２により、熱可塑性プリプレグ１００を複数の位置で挟持する。
　支持部３１は、複数のチャック３２を支持している。支持部３１は、搬送機構２２により移動可能に構成されている。チャック３２は、開閉手段３３により駆動されることで、その先端を開閉可能となっている。チャック３２は、少なくとも熱可塑性プリプレグ１００を保持するように、先端の幅が狭くなるよう構成されても良い。
　開閉手段３３は、チャック３２の開閉を行わせる駆動源であって、例えば、空圧シリンダ等が用いられる。開閉手段３３は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。
　冷却装置３４は、チャック３２を冷却するものである。冷却装置３４は、例えば、エアをチャック３２に噴射することで、チャック３２を冷却するように構成されている。冷却装置３４は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。
　冷却装置３４は、少なくともチャック３２のうち熱可塑性プリプレグ１００に接触する部位及びその周辺部を冷却できるように構成されている。冷却装置３４は、支持部３１に支持されるか、又は、保管部１１にチャック３２が移動する前工程でチャック３２を冷却可能な位置に配置される。なお、冷却装置３４は、加熱装置１３の上部に位置し、熱可塑性プリプレグ１００を加熱している最中も、熱可塑性プリプレグ１００に影響しない範囲で冷却する構成であってもよい。
　搬送機構２２は、チャック装置２１のチャック３２を保管部１１、加熱装置１３及び金型装置１４へ順次搬送する機構であり、例えば、支持部３１をスライド移動させるように構成されていても良い。搬送機構２２は、例えばレールである。なお、搬送機構２２は、多関節ロボット等であってもよい。搬送機構２２は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。
　図１に示すように、加熱装置１３は、例えば、熱可塑性プリプレグ１００を加熱可能な、間隔を空けて互いに対向する一対の加熱部４１と、加熱部４１を支持する支持部（図示せず）と、を備えている。一対の加熱部４１は、例えば、熱可塑性プリプレグ１００を加熱する加熱面４１ａが、熱可塑性プリプレグ１００の主面に沿うように配置されている。
　即ち、一対の加熱部４１は、例えば、熱可塑性プリプレグ１００と同様に、縦姿勢（例えば、略重力方向に沿って縦長の直方体）で配置される。一対の加熱部４１は、チャック３２の先端の一部及びチャック３２に保持された熱可塑性プリプレグ１００が通過可能な間隔を有して対向する。
　加熱部４１の対向する加熱面４１ａには、例えば、赤外線ヒータが単数又は複数設けられている。これにより加熱部４１は、加熱部４１の間を通過する、又は、加熱部４１の間で停止する熱可塑性プリプレグ１００を所定の温度に加熱する。なお、ここで、所定の温度とは、例えば、熱可塑性プリプレグ１００を、金型装置１４において賦形可能な温度である。
　金型装置１４は、開閉可能な金型５１と、金型５１を開閉する型締装置５２と、を備えている。
　金型５１は、例えば、固定型５３（金型の他方、金型の一方）と、移動型５４（金型の一方、金型の他方）と、を備えている。移動型５４は、固定型５３に対して移動可能に構成されている。固定型５３のうち移動型５４に対向する対向面には、キャビティ５３ａが形成され、移動型５４のうちに固定型５３に対向する対向面には、キャビティ５４ａが形成されている。金型５１は、閉状態において、固定型５３及び移動型５４のキャビティ５３ａ、５４ａによって、成形品８０の形状に対応する空間が形成される。金型５１は、型締装置５２に取り付けられている。
　型締装置（開閉装置）５２は、例えば金型５１を開閉可能、且つ、型締め可能に構成されている。型締装置５２は、例えば、固定盤５６と、固定盤５６に対して移動可能な移動盤５７と、移動盤５７を移動させるトグル機構５８と、トグル機構５８を駆動させる駆動源５９と、固定盤５６に対して移動盤５７の移動を案内する複数のタイバー６０と、を備えている。また、型締装置５２は成形装置の一例である。
　固定盤５６は固定型５３を支持し、移動盤５７は移動型５４を支持している。トグル機構５８は、駆動源５９により駆動されることで、移動盤５７を固定盤５６に対して進退させる。駆動源５９は、トグル機構５８を駆動させるものである。駆動源５９は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。複数のタイバー６０は、移動盤５７を固定盤５６に対して直線的に進退させるように案内する。タイバー６０は、例えば、固定盤５６及びトグル機構５８を渡すように、４箇所に設けられる。
　射出装置１５は、例えば、ハウジング６１と、シリンダ６２と、スクリュ６３と、ホッパ６４と、移動手段６５と、駆動装置６６と、シリンダ加熱装置６７と、を備えている。射出装置１５は、金型装置１４の金型５１内に樹脂材料（成形材料、成形材）を射出することで、型締装置５２とともに成形品８０を成形する。また、射出装置１５は、型締装置５２とともに構成されることで、成形装置の一例（射出成形装置）となる。
　ハウジング６１は、例えば、シリンダ６２、スクリュ６３及びホッパ６４を支持し、且つ、内部に駆動装置６６を収納している。シリンダ６２は、その内部にスクリュ６３を収納する。シリンダ６２は、その先端に設けられた射出ノズル６２ａを備えている。射出ノズル６２ａは、金型５１に形成されたゲート５１ａ（図３Ａ～図３Ｃ参照）に接続可能となっている。スクリュ６３は、シリンダ６２内で回転可能、且つ、シリンダ６２に対して進退可能に構成されている。
　ホッパ６４には、射出成形を行う、溶融される樹脂材料（材料）が収容される。ホッパ６４は、その内部に収容された樹脂材料をシリンダ６２内に供給するように構成されている。
　移動手段６５は、例えば、ベース１７上に配置され、固定型５３及び固定盤５６に向って延設された複数のレール７１と、ハウジング６１の下部に設けられ、レール７１をスライド移動可能な複数のガイド７２と、を備えている。移動手段６５は、ガイド７２がレール７１によって案内されることにより、ハウジング６１及びハウジング６１に支持された各構成要素を、レール７１に沿って金型装置１４に対して進退させる。
　駆動装置６６は、例えば、スクリュ６３を回転させる第１駆動装置７４と、スクリュ６３をシリンダ６２に対して進退させる第２駆動装置７５と、ハウジング６１をレール７１に沿って金型装置１４に対して進退させる第３駆動装置７６と、を備えている。
　第１駆動装置７４は、スクリュ６３を回転させることにより、ホッパ６４から供給された樹脂材料を定量供給するように構成されている。第１駆動装置７４、第２駆動装置７５及び第３駆動装置７６は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。
　シリンダ加熱装置６７は、シリンダ６２を加熱するものである。シリンダ加熱装置６７は、シリンダ６２に装着されている。シリンダ加熱装置６７は、シリンダ６２を加熱することにより、ホッパ６４から供給された樹脂材料を溶融する。シリンダ加熱装置６７は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。
　制御装置１９は、搬送装置１２、金型装置１４及び射出装置１５を制御する。具体的には、制御装置１９は、搬送機構２２を制御することにより、チャック３２（支持部３１）の移動動作を制御する。また、制御装置１９は、搬送装置１２の支持部３１の位置を検出する。
　制御装置１９は、開閉手段３３を制御することにより、チャック３２の開閉動作を制御する。制御装置１９は、冷却装置３４を制御することにより、チャック３２の冷却を制御する。
　制御装置１９は、駆動源５９を制御することにより、トグル機構５８を駆動し、移動型５４（移動盤５７）の進退動作を制御する。制御装置１９は、第１駆動装置７４、第２駆動装置７５及び第３駆動装置７６を制御することにより、スクリュ６３の回転動作及び進退動作、並びに、ハウジング６１の進退動作（射出装置１５の進退動作）を制御する。制御装置１９は、シリンダ加熱装置６７を制御することにより、シリンダ６２の加熱動作を制御する。
　次に、図２により、上述した成形品製造装置１０によって製造される成形品８０の構成について説明する。
　図２に示すように、成形品８０は、例えば炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）又はガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）等の繊維強化樹脂が用いられた部材であり、樹脂材料（素材）を含む樹脂部（素材部）９０と、樹脂部９０に一体化された熱可塑性プリプレグ（インサート部材、プリプレグ、強化部材、強化材）１００とを有している。熱可塑性プリプレグ１００は、曲げられた状態で樹脂部９０に対して密着して一体化されている。
　なお、樹脂部９０を構成する樹脂材料（材料、成形材料、成形材）としては、例えばエポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。また、熱可塑性プリプレグ１００としては、炭素繊維、ガラス繊維、又はアラミド繊維等の連続繊維または長繊維を熱可塑性の樹脂材料に含浸させたシートを挙げることができる。
　成形品８０は、熱可塑性プリプレグ１００がインサートされていることにより、樹脂単体で作製した成形品以上の機械的強度を得ることができる。このような成形品８０は、例えば、自動車部品、航空機部品、建築部品、産業機材部品等として用いられても良い。
　（成形品の製造方法）
　次に、図１に示す成形品製造装置１０を用いて、図２に示す成形品８０を製造する方法（本実施の形態による成形品の製造方法）について説明する。
　先ず、制御装置１９は、チャック３２を保管部１１に移動させるとともに、チャック３２を開状態とする。なお、本サイクル前に、熱可塑性プリプレグ１００を加熱装置１３に搬送した場合には、冷却装置３４によりチャック３２を冷却しても良い。
　次に、チャック３２をさらに移動させて、熱可塑性プリプレグ１００の周縁（縁部、端部）にチャック３２の先端を位置させる。次に、チャック３２を閉状態とし、熱可塑性プリプレグ１００をチャック３２により保持する。
　次に、チャック３２を移動させて、熱可塑性プリプレグ１００を一対の加熱部４１の間に移動させ、熱可塑性プリプレグ１００を所定の温度に加熱する。次に、チャック３２を移動させて、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１（金型５１が取り付けられた型締装置５２）に搬送し、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１（型締装置５２）内に配置する（インサートする）。このとき、例えば、固定型５３又は移動型５４に設けられた図示しない位置決めピンに熱可塑性プリプレグ１００を固定することで、熱可塑性プリプレグ１００の位置決めを行っても良い。なお、熱可塑性プリプレグ１００は、加熱装置１３の一対の加熱部４１の間を通過、又は、加熱装置１３の一対の加熱部４１の間に停止することにより、軟化状態にされている。
　次に、制御装置１９が駆動源５９を制御することにより、トグル機構５８が駆動され、これにより移動型５４が固定型５３に向って移動して型締めが行われる。その後、金型５１内に樹脂材料（成形材料、成形材、材料）９１を射出することにより、熱可塑性プリプレグ１００を含む成形品８０を成形する。
　この間、まず図３Ａに示すように、移動型５４を固定型５３に向って移動し、移動型５４を金型５１の閉じ限からわずかに手前で停止させる。具体的には、移動型５４と固定型５３との間の距離ｄが、例えば０．５ｍｍ～３ｍｍ程度となる位置で移動型５４を停止する。この場合、加熱された熱可塑性プリプレグ１００は、金型５１（金型５１が取り付けられた型締装置５２）によって金型５１の内部でプレスされ、キャビティ５３ａ、５４ａの形状に沿って賦形される。
　次に、図３Ｂに示すように、ハウジング６１（図１参照）を移動させ、固定型５３に形成されたゲート５１ａに射出ノズル６２ａを接続させる。次いで、シリンダ６２内にホッパ６４から供給され溶融された樹脂材料９１を、金型５１のゲート５１ａを介して射出する。これにより、キャビティ５３ａ、５４ａ内に樹脂材料９１が射出され、キャビティ５３ａ、５４ａの形状に沿って、溶融した樹脂材料９１が充填される。
　この際、キャビティ５３ａ、５４ａの内部に予め存在した空気は、樹脂材料９１によって押し出されることにより、移動型５４と固定型５３との間の隙間から外方に逃がされる。このように、移動型５４と固定型５３との隙間から空気が逃がされることにより、溶融した樹脂材料９１は概ね一定の方向に向かって流動し、樹脂材料９１がキャビティ５３ａ、５４ａ内で複雑に流動することがない。これにより、溶融した樹脂材料９１の動きによって熱可塑性プリプレグ１００が乱され、熱可塑性プリプレグ１００によれ、ずれ、剥離などが生じることが防止される。
　続いて、樹脂材料９１がキャビティ５３ａ、５４ａ内に行き渡った後、または樹脂材料９１がキャビティ５３ａ、５４ａ内に完全に行き渡る前に、駆動源５９を制御して、トグル機構５８を駆動し、移動型５４を固定型５３側に再前進させる。これにより、図３Ｃに示すように、移動型５４が金型５１の閉じ限まで達し、移動型５４と固定型５３とが互いに密着する。このとき、移動型５４および固定型５３によって樹脂材料９１および熱可塑性プリプレグ１００がプレスされる。これにより、樹脂材料９１と熱可塑性プリプレグ１００とがキャビティ５３ａ、５４ａの形状に賦形されるとともに、樹脂材料９１と熱可塑性プリプレグ１００とが一体化される。
　次に、賦形された熱可塑性プリプレグ１００と樹脂材料９１とを金型５１内で冷却することにより、樹脂材料９１に対応する樹脂部９０と、樹脂部９０に一体化された熱可塑性プリプレグ１００とを有する成形品８０が成形される。また、射出装置１５では、樹脂材料９１の計量を行う計量動作が行われる。次に、移動型５４を移動させ、金型５１を開状態とし、固定型５３又は移動型５４に設けられた図示しない突き出しピンにより成形品８０を金型５１から取り出す。
　以後、同様の工程を繰り返す。これらの工程の繰り返しにより、複数の成形品８０が連続的に製造される。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、加熱装置１３で加熱された熱可塑性プリプレグ１００を、搬送装置１２により金型５１内に搬送し、金型５１内で熱可塑性プリプレグ１００を賦形する。その後、金型５１内に樹脂材料９１を射出し、微小距離だけ開いた状態の金型５１を閉じつつプレスすることにより、熱可塑性プリプレグ１００を含む成形品８０を成形する。具体的には、型締めを行う際、移動型５４を金型５１の閉じ限からわずかに（例えば０．５ｍｍ～３ｍｍ）手前で停止させ、射出成形を行う。射出成形を行った後、または射出成形の途中から、移動型５４を再前進させることでプレスを行う。このように、金型５１が微小距離だけ開いた状態で、金型５１内に溶融した樹脂材料９１を流すことにより、樹脂材料９１を流す樹脂圧を低くすることができる。これにより、溶融した樹脂材料９１が流動する際、溶融した樹脂材料９１が熱可塑性プリプレグ１００を押し付ける力が弱くなるので、熱可塑性プリプレグ１００のよれ、ずれ、剥離などによる成形品８０の強度低下や外観不良を抑制することができる。とりわけ樹脂材料９１として透明な樹脂を用いた場合、上述したように熱可塑性プリプレグ１００のよれ、ずれ、剥離が存在しないので、光沢のある綺麗な外観を得ることができ、付加価値の高い製品を得ることができる。
　また本実施の形態によれば、金型５１の内部に充填された溶融した樹脂材料９１は、充填後に金型５１によってプレスされるので、薄くて均一な層状の樹脂部９０を形成することが可能となる。
　さらに本実施の形態によれば、熱可塑性プリプレグ１００の賦形を金型５１の内部で行うので、予め賦形された予備成形体を金型５１の内部にインサートする場合と比較して、成形品８０の生産性の向上を図ることができる。
　なお、比較例として、図５Ａに示すように、移動型５４と固定型５３とを完全に密着させた状態で金型５１内に樹脂材料９１を射出した場合、溶融した樹脂材料９１を流すための樹脂圧により、熱可塑性プリプレグ１００によれ、ずれ、剥離等が生じるおそれがある（図５Ｂ参照）。
　（変形例）
　次に、図４Ａ～図４Ｃにより、本実施の形態による成形品の製造方法の変形例について説明する。図４Ａ～図４Ｃにおいて、図１乃至図３に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。なお、以下に説明する成形品の製造方法は、図１に示す成形品製造装置１０を用いることにより行われる。
　すなわち図３Ａ～図３Ｃにおいて、金型５１内に樹脂材料９１を射出し、微小距離だけ開いた状態の金型５１を閉じつつプレスすることにより、熱可塑性プリプレグ１００を含む成形品８０を成形する場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、図４Ａ～図４Ｃに示すように、コアバック成形を用いても良い。
　この場合、まず上記と同様にして、加熱装置１３で加熱された熱可塑性プリプレグ１００を、搬送装置１２により金型５１内に搬送する。
　次に、図４Ａに示すように、移動型５４を、固定型５３に向って金型５１の閉じ限まで移動し、これにより移動型５４と固定型５３とを互いに密着させる。この際、加熱された熱可塑性プリプレグ１００は、金型５１（金型５１が取り付けられた型締装置５２）によって金型５１の内部でプレスされ、キャビティ５３ａ、５４ａの形状に沿って賦形される。
　次に、図４Ｂに示すように、ハウジング６１（図１参照）を移動させ、固定型５３に形成されたゲート５１ａに射出ノズル６２ａを接続させる。
　続いて、図４Ｃに示すように、金型５１を微小に型開きさせる。すなわち、駆動源５９を制御して、トグル機構５８を駆動し、移動型５４を固定型５３から離れる方向に向って移動させ、移動型５４を金型５１の閉じ限からわずかに離れた位置で停止させる。具体的には、移動型５４と固定型５３との間の距離ｄが、例えば０．５ｍｍ～３ｍｍ程度となる位置で移動型５４を停止させる。
　移動型５４を停止させると同時に、又は移動型５４を停止させた後、金型５１の内部に樹脂材料９１を射出する。すなわち、シリンダ６２内にホッパ６４から供給され溶融された樹脂材料９１を、金型５１のゲート５１ａを介して射出する。これにより、キャビティ５３ａ、５４ａ内（すなわち固定型５３と、移動型５４に取り付けられた熱可塑性プリプレグ１００との間）に樹脂材料９１が射出され、キャビティ５３ａ、５４ａの形状に沿って、溶融した樹脂材料９１が供給される。
　この際、キャビティ５３ａ、５４ａの内部に予め存在した空気は、樹脂材料９１によって押し出されることにより、移動型５４と固定型５３との間の隙間から外方に逃がされる。このように、移動型５４と固定型５３との隙間から空気が逃がされることにより、溶融した樹脂材料９１は概ね一定の方向に向かって流動し、樹脂材料９１がキャビティ５３ａ、５４ａ内で複雑に流動することがない。これにより、溶融した樹脂材料９１の動きによって熱可塑性プリプレグ１００が乱され、熱可塑性プリプレグ１００によれ、ずれ、剥離などが生じることが防止される。
　このようにして、樹脂材料９１が、固定型５３と熱可塑性プリプレグ１００との間に形成された空間に沿って略均一に行き渡る。これにより、キャビティ５３ａ、５４ａの形状に賦形された熱可塑性プリプレグ１００と、樹脂材料９１とが一体化される。
　次に、賦形された熱可塑性プリプレグ１００と樹脂材料９１とを金型５１内で冷却することにより、樹脂材料９１に対応する樹脂部９０と、樹脂部９０に一体化された熱可塑性プリプレグ１００とを有する成形品８０が成形される。次に、移動型５４を移動させ、金型５１を開状態とし、固定型５３又は移動型５４に設けられた図示しない突き出しピンにより成形品８０を金型５１から取り出す。
　以後、同様の工程を繰り返す。これらの工程の繰り返しにより、複数の成形品８０が連続的に製造される。
　以上説明したように、本変形例によれば、加熱装置１３で加熱された熱可塑性プリプレグ１００を、搬送装置１２により金型５１内に搬送し、金型５１内で熱可塑性プリプレグ１００を賦形する。その後、金型５１を微小に型開きさせるとともに、金型５１内に樹脂材料９１を射出することにより、熱可塑性プリプレグ１００を含む成形品８０を成形する。このように、金型５１が微小距離だけ開いた状態で、金型５１内に溶融した樹脂材料９１を流すことにより、樹脂材料９１を流す樹脂圧を低くすることができる。これにより、熱可塑性プリプレグ１００のよれ、ずれ、剥離などによる成形品８０の強度低下や外観不良を抑制することができる。このほか、図３Ａ～図３Ｃに示す実施の形態と同様の効果を得ることができる。
　また、本変形例によれば、加熱された熱可塑性プリプレグ１００は、金型５１によってプレスされ、熱可塑性プリプレグ１００は目的の形状に賦形される。また、その後の金型５１のコアバック動作により、樹脂材料９１を流す流路が確保される。このため、樹脂材料９１の流れを安定させることができる。また、金型５１によって熱可塑性プリプレグ１００をプレスすることにより、熱可塑性プリプレグ１００の表面層はわずかに冷やされ、この表面層の粘度が高くなる。このため、樹脂材料９１を流すための樹脂圧力が加わったときに、よれ、ずれ、剥離等の不具合をより生じにくくすることができる。
　なお、上記実施の形態及び上記変形例において、駆動源５９及びトグル機構５８は、型締装置５２に取り付けられた移動型５４を移動させることで、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１内で賦形させる第１駆動部の一例である。また、上記実施の形態及び上記変形例において、駆動源５９及びトグル機構５８は、移動型５４を微小距離だけ移動させる第２駆動部の一例である。また、第１駆動部の構成部材と第２駆動部の構成部材が同じであってもよい。すなわち、第１駆動部と第２駆動部が同一であってもよい。
　なお、上記実施の形態および上記変形例における成形品の製造方法としては、射出成形方法に限られるものではない。例えば、トランスファー成形方法（成形品の製造方法、成形方法）等の他のプラスチック成形方法（成形品の製造方法、成形方法）であってもよい。
　上記実施の形態および上記変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組み合わせることも可能である。あるいは、上記実施の形態および上記変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

Claims (5)

  1. 　加熱装置で加熱されたインサート部材を、搬送装置により金型内に搬送することと、
    　前記金型が微小距離だけ開いた状態で、前記金型内で前記インサート部材を賦形することと、
    　前記金型内に成形材料を射出し、微小距離だけ開いた状態の前記金型を閉じつつプレスすることにより、前記インサート部材を含む成形品を成形することとを備えたことを特徴とする成形品の製造方法。
  2. 　加熱装置で加熱されたインサート部材を、搬送装置により金型内に搬送することと、
    　前記金型内で前記インサート部材を賦形することと、
    　その後、前記金型を微小に型開きさせるとともに、前記金型内に成形材料を射出することにより、前記インサート部材を含む成形品を成形することとを備えたことを特徴とする成形品の製造方法。
  3. 　請求項１記載の成形品の製造方法によって製造されたことを特徴とする成形品。
  4. 　請求項２記載の成形品の製造方法によって製造されたことを特徴とする成形品。
  5. 　インサート部材を加熱する加熱装置と、
    　前記インサート部材を搬送する搬送装置と、
    　金型が取り付けられる開閉装置と、
    　前記金型内に成形材料を射出する射出装置と、
    　を備え、
    　前記開閉装置は、
    　前記開閉装置に取り付けられた前記金型の一方を移動させることで、前記インサート部材を前記金型内で賦形させる第１駆動部と、
    　前記金型の一方を微小距離だけ移動させる第２駆動部と、
    　を有することを特徴とする成形品の製造装置。
PCT/JP2015/073661 2014-10-20 2015-08-24 成形品の製造方法、成形品、および成形品の製造装置 WO2016063609A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112015004771.9T DE112015004771T5 (de) 2014-10-20 2015-08-24 Herstellungsverfahren für einen geformten Artikel, geformter Artikel, und Herstellungsvorrichtung für einen geformten Artikel
CN201580057066.7A CN107073773A (zh) 2014-10-20 2015-08-24 成形品的制造方法、成形品、及成形品的制造装置
US15/520,314 US10807285B2 (en) 2014-10-20 2015-08-24 Molded article manufacturing method, molded article, and molded article manufacturing apparatus
US17/021,650 US11766816B2 (en) 2014-10-20 2020-09-15 Molded article manufacturing method, molded article, and molded article manufacturing apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014213610A JP6211503B2 (ja) 2014-10-20 2014-10-20 成形品の製造方法、成形品、および成形品の製造装置
JP2014-213610 2014-10-20

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/520,314 A-371-Of-International US10807285B2 (en) 2014-10-20 2015-08-24 Molded article manufacturing method, molded article, and molded article manufacturing apparatus
US17/021,650 Division US11766816B2 (en) 2014-10-20 2020-09-15 Molded article manufacturing method, molded article, and molded article manufacturing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016063609A1 true WO2016063609A1 (ja) 2016-04-28

Family

ID=55760657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/073661 WO2016063609A1 (ja) 2014-10-20 2015-08-24 成形品の製造方法、成形品、および成形品の製造装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10807285B2 (ja)
JP (1) JP6211503B2 (ja)
CN (1) CN107073773A (ja)
DE (1) DE112015004771T5 (ja)
WO (1) WO2016063609A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101932640B1 (ko) * 2016-12-29 2018-12-27 주식회사 성우하이텍 복합소재 성형장치
KR102202378B1 (ko) * 2017-12-06 2021-01-12 (주)엘지하우시스 브레이크 페달 및 그의 제조방법
JP6484378B1 (ja) * 2018-09-21 2019-03-13 太平洋工業株式会社 樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法
US11235499B2 (en) * 2019-02-01 2022-02-01 GM Global Technology Operations LLC Natural fiber layer with injection molded surface
JP2022118344A (ja) * 2021-02-02 2022-08-15 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド成形体、成形装置、及び成形方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55117627A (en) * 1979-03-01 1980-09-10 Sumitomo Bakelite Co Ltd Metallic mold for forming plastic
JP2014097662A (ja) * 2014-01-29 2014-05-29 Dainippon Printing Co Ltd 三次元成形加飾フィルム及びその製造方法並びにそれを用いた加飾成形品及びその製造方法
WO2014098194A1 (ja) * 2012-12-19 2014-06-26 東芝機械株式会社 搬送装置、成形品製造装置及び成形品の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3861955A (en) * 1964-12-29 1975-01-21 Jerome H Lemelson Decorating method
US4075266A (en) * 1976-11-01 1978-02-21 Friedrich Theysohn Method for coating foil material
JPH0788019B2 (ja) * 1991-02-06 1995-09-27 河西工業株式会社 自動車用内装部品の製造方法
JP3150767B2 (ja) 1992-05-29 2001-03-26 日本写真印刷株式会社 加飾成形品の製造方法
AT404690B (de) 1995-03-08 1999-01-25 Magna Eybl Gmbh Verfahren zur herstellung von verkleidungsteilen aus faserverbundmatten sowie nach dem verfahren hergestellte verkleidungsteile
JPH11316814A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Waka Seisakusho:Kk 非接触形ｉｃカードの製造方法
DE19843921B4 (de) 1998-09-24 2007-12-27 Krauss Maffei Gmbh Verfahren zum Herstellen von Verbund-Kunststoffformteilen durch Spritzprägen
JP2001284959A (ja) 2000-03-29 2001-10-12 Idemitsu Petrochem Co Ltd パラボラアンテナ用反射板およびその製造方法
JP4576024B2 (ja) * 2000-05-31 2010-11-04 トヨタ紡織株式会社 表皮一体成形品の製造方法および装置
US20050017391A1 (en) * 2003-07-22 2005-01-27 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for producing a thermoplastic resin molded article
CN101804682B (zh) 2009-02-13 2012-07-25 东莞亿东机器有限公司 二次模压模内装饰注塑成型方法
JP2010187902A (ja) * 2009-02-18 2010-09-02 Fujifilm Corp 内視鏡
DE102010052180A1 (de) 2010-11-22 2012-05-24 Daimler Ag Spritzgusswerkzeug und Faserimprägnier- und Konsolidierungsverfahren zur Herstellung von Faserverbund-Kunststoffbauteilen aus Textileinlegern und Faserverbund-Kunststoffbauteil
DE102011014989A1 (de) 2011-03-24 2012-09-27 Webasto Ag Kunststoffbauelement eines Dachöffnungssystems
JP2013067135A (ja) 2011-09-26 2013-04-18 Toray Ind Inc 複合成形体およびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55117627A (en) * 1979-03-01 1980-09-10 Sumitomo Bakelite Co Ltd Metallic mold for forming plastic
WO2014098194A1 (ja) * 2012-12-19 2014-06-26 東芝機械株式会社 搬送装置、成形品製造装置及び成形品の製造方法
JP2014097662A (ja) * 2014-01-29 2014-05-29 Dainippon Printing Co Ltd 三次元成形加飾フィルム及びその製造方法並びにそれを用いた加飾成形品及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10807285B2 (en) 2020-10-20
US20200406516A1 (en) 2020-12-31
US20170326764A1 (en) 2017-11-16
JP6211503B2 (ja) 2017-10-11
US11766816B2 (en) 2023-09-26
DE112015004771T5 (de) 2017-07-06
JP2016078376A (ja) 2016-05-16
CN107073773A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11766816B2 (en) Molded article manufacturing method, molded article, and molded article manufacturing apparatus
JP5873887B2 (ja) 成形品製造装置及び成形品の製造方法
US10093048B2 (en) Molding system and method of manufacturing molded article
US10464242B2 (en) Convey device, molded article manufacturing apparatus, and method of manufacturing molded article
CN106794610B (zh) 用于生产光扩散透镜的设备和方法
US20170355115A1 (en) Vertical injection molding machine, and method of molding composite molded parts by using vertical injection molding machine
JP2016215463A (ja) 成形品の製造方法及び成形品製造装置
JP5784168B2 (ja) 成形品製造装置及び成形品の製造方法
KR20200067718A (ko) 사출 금형장치
JP6089093B2 (ja) 成形品の製造方法及び成形品製造装置
JP6634232B2 (ja) 成形品製造装置及び成形品の製造方法
US20190084201A1 (en) Molding apparatus, molding method, and molding system
KR102502455B1 (ko) 사출 성형기
JP2012250379A (ja) 箔転写射出成形方法および箔転写射出成形装置、ならびに金型
JP4214121B2 (ja) 樹脂成形機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15853396

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15520314

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112015004771

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15853396

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1