JP2017094516A - Press-working device of composite sheet material, and press-working method of composite sheet material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合シート材のプレス加工装置、及び、複合シート材のプレス加工方法に関する。 The present invention relates to a composite sheet material pressing apparatus and a composite sheet material pressing method.
プレス加工は、素材(複合シート材)を変形させて所望の形状とする加工方法であり、自動車、航空機、船舶、産業機械等ほとんどの技術分野で用いられている。一般に、プレス加工では、対をなす金型、つまり上型と下型とを、ダイセットを介してプレス機に取り付けて、素材がセットされた上型と下型とを相対運動させ、素材に圧力を加えて成形する。 Press working is a working method in which a material (composite sheet material) is deformed into a desired shape, and is used in almost all technical fields such as automobiles, aircraft, ships, and industrial machines. Generally, in press processing, a pair of molds, that is, an upper mold and a lower mold, are attached to a press machine via a die set, and the upper mold and lower mold on which the material is set are moved relative to each other to form the material. Mold by applying pressure.
近年、複合シート材としてCFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics)が注目されている。CFRTPは、炭素繊維を包む母材に熱可塑性樹脂を用いた複合シート材である。熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂と比較して、常温で保管でき、量産性に優れ、後加工が容易であり、リサイクル可能であるなどの特徴がある。 In recent years, CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics) has attracted attention as a composite sheet material. CFRTP is a composite sheet material using a thermoplastic resin as a base material for wrapping carbon fibers. Thermoplastic resins are characterized in that they can be stored at room temperature, are excellent in mass productivity, can be easily post-processed, and are recyclable compared to thermosetting resins.
前記複合シート材は厚板または薄板であって、短冊状など所定形状となっており、この複合シート材を加熱し可塑化して、次に、プレス金型によってプレス加工する。 The composite sheet material is a thick plate or a thin plate and has a predetermined shape such as a strip shape. The composite sheet material is heated and plasticized, and then pressed by a press die.
安定して高品質の成形を行うためには、加熱し可塑化した複合シート材が、プレス金型によってプレス加工される直前までの温度降下を極力少なくすることが、最も重要である。 In order to stably perform high-quality molding, it is most important to minimize the temperature drop until the heated and plasticized composite sheet material is pressed by a press die as much as possible.
例えば、プレス金型にヒータを付設するなどして当該金型を予熱しておき、複合シート材を加熱する方法がある。
しかし、この方法は、複合シート材に熱が均一に伝わるまでに時間が長くなることや前記金型の熱膨張による寸法誤差などの問題がある。
For example, there is a method of preheating the die by attaching a heater to the press die and heating the composite sheet material.
However, this method has problems such as a long time until the heat is uniformly transmitted to the composite sheet material and a dimensional error due to thermal expansion of the mold.
そこで、従来、複合シート材の加熱炉をプレス機に隣接配置しておき、作業者が、加熱し可塑化した複合シート材を運搬してプレス金型に載置している。
この方法は、前記金型を余分に加熱することがないため寸法精度はよいが、加熱し可塑化した複合シート材を作業者が運搬するため作業時間のばらつきが大きくなり、その結果、加工品質がばらつくという問題がある。
Therefore, conventionally, a heating furnace for the composite sheet material is disposed adjacent to the press machine, and an operator transports the heated and plasticized composite sheet material and places it on the press die.
Although this method does not heat the mold excessively, the dimensional accuracy is good, but since the operator carries the composite sheet material that has been heated and plasticized, the working time varies greatly, resulting in the processing quality. There is a problem of variation.
熱可塑性樹脂シート材に係るプレス加工方法としては、特許文献1〜3に示す方法が文献公知となっている。 As a press working method related to a thermoplastic resin sheet material, methods disclosed in Patent Documents 1 to 3 are publicly known.
特許文献1には、高密度の熱可塑性シート材を素材とした遮音材と、繊維質基材を素材とした吸音材との積層体からなる積層成形体を、コールドプレス成形金型内で一体プレス成形して積層成形体を成形する積層成形体の成形方法において、前記熱可塑性シート材の長手方向両端縁をクランプ装置によりクランプしたのち、加熱炉内で上記熱可塑性シート材を所定温度に加熱し軟化させ、予め加熱軟化状態の繊維質基材をその型面所定箇所にセットしてあるコールドプレス成形用金型内に、上記軟化状態の熱可塑性シート材を位置決めし、一方端縁側のクランプ装置により上記熱可塑性シート材を保持するとともに、プレス成形直前に他方端縁側のクランプ装置のクランプ状態を解除して、熱可塑性シート材と繊維質基材とを一体プレス成形して積層成形体を所要形状に成形すること、が記載されている。 In Patent Document 1, a laminated molded body made of a laminate of a sound insulating material made of a high-density thermoplastic sheet material and a sound absorbing material made of a fibrous base material is integrated in a cold press mold. In a method for forming a laminated molded body by press molding to form a laminated molded body, both ends in the longitudinal direction of the thermoplastic sheet material are clamped by a clamping device, and then the thermoplastic sheet material is heated to a predetermined temperature in a heating furnace. The above-mentioned softened thermoplastic sheet material is positioned in a cold press molding die in which a fiber base material that has been softened and heated and softened in advance is set at a predetermined position on the mold surface, and clamped on one end side. The thermoplastic sheet material is held by the device, and the clamp state of the clamping device on the other edge side is released immediately before press molding, and the thermoplastic sheet material and the fibrous base material are integrally press molded. Be molded into a desired shape molded laminate Te, it is described.
特許文献2には、加熱炉内で所定温度に加熱し軟化させた熱可塑性シート材を上下成形型により成形する成形装置に用いられるシート材クランプ方法に関し、前記熱可塑性シート材の走行方向の両端縁を把持したのち前記成形装置の上成形型と下成形型とのあいだに搬送する工程と、前記熱可塑性シート材の走行方向に直交する前後端縁を把持する工程と、前記上成形型の形状に合わせて前記熱可塑性シート材の走行方向の両端縁および前記熱可塑性シート材の走行方向に直交する前後端縁を下降する工程とを含むこと、が記載されている。
特許文献3には、加熱炉において加熱された炭素繊維入り樹脂シートをプレス装置まで搬送する炭素繊維入り樹脂シートの搬送装置であって、加熱炉とプレス装置との間を移動する昇降可能なスライダと、このスライダ上に搭載され、炭素繊維入り樹脂シートの両端部をチャックして張力を加えるシート保持手段とを備え、シート保持手段は複数枚の炭素繊維入り樹脂シートをチャックできるようにスライダ上に複数組設けられ、複数枚の炭素繊維入り樹脂シートを同時にまたは時間差を持たせて加熱炉内に搬入して加熱し、加熱された複数枚の樹脂シートを加熱炉内で積層する機能を有するものであること、が記載されている。
しかしながら、既知のプレス加工においては、依然として未解決の問題が多々ある。 However, there are still many unsolved problems in the known press working.
加熱されて可塑化した複合シート材は、いわば「濡れた新聞紙」と同じ位柔らかくなっているので、保持し難く、また、支え難い。 Since the composite sheet material that has been heated and plasticized is as soft as “wet newspaper”, it is difficult to hold and support.
それ故、特許文献1から3に記載の既知のプレス加工においては、複合シート材をクランプしてから加熱し可塑化している。 Therefore, in the known press working described in Patent Documents 1 to 3, the composite sheet material is clamped and then heated and plasticized.
しかしながら、複合シート材をクランプしてから加熱し可塑化すると、クランプした個所とそれ以外の個所で温度ムラが生じて均一な加熱が困難である。また、クランプしながら加熱して可塑化するので、複合シート材が「濡れた新聞紙」と同じ位柔らかくなって弛んでしまい、重力の作用によって垂れ下がる。このため複合シート材に皺が出来たり、引き裂けたりする。また、従来技術はその構造上、複合シート材の四隅をクランプして昇降動作させるなど機構が大掛かりで複雑になってしまう。 However, when the composite sheet material is clamped and then heated and plasticized, temperature unevenness occurs at the clamped portion and other portions, and uniform heating is difficult. Further, since plasticization is performed by heating while clamping, the composite sheet material becomes as soft and slack as “wet newspaper” and hangs down due to the action of gravity. For this reason, the composite sheet material is wrinkled or torn. Further, the conventional technology has a complicated and complicated mechanism such as clamping and raising / lowering the four corners of the composite sheet material.
また上述のとおり、作業者が、加熱し可塑化した複合シート材を運搬してプレス金型に載置しているので、作業時間のばらつきが大きくなり、その結果、加工品質がばらつくという問題がある。 Further, as described above, since the worker transports the heated and plasticized composite sheet material and places it on the press die, there is a problem that the variation in the working time becomes large, and as a result, the processing quality varies. is there.
このような実情に鑑みて本願発明者は鋭意研究し、加熱し可塑化することで「濡れた新聞紙」と同じ位柔らかくなっている複合シート材を、垂れ下がらないように下支えしながらプレス金型まで搬送して所定位置に載置することで、短時間、かつ、正確な位置でプレス金型に載置し、さらには、作業時間のばらつきを最小として加工品質を従来よりも大幅に高めた新規な構造の搬送装置を開発し商品化するに至った。 In view of such circumstances, the inventor of the present application diligently researched and pressed the mold while supporting the composite sheet material that has been softened as much as "wet newspaper" by heating and plasticizing so as not to hang down. And placed on a predetermined position for a short time and accurately placed on the press die, and further, the processing quality has been greatly improved compared to the past with minimal variation in work time. We have developed and commercialized a transport device with a new structure.
本発明の目的は、加熱し可塑化した複合シート材を短時間、かつ、正確な位置でプレス金型に載置し、さらには、作業時間のばらつきを最小として加工品質を従来よりも大幅に高めた新規な構造の複合シート材の加工装置を提供することにある。 The object of the present invention is to place the composite sheet material that has been heated and plasticized on the press die in a short time and at an accurate position. An object of the present invention is to provide a processing apparatus for a composite sheet material having a new and improved structure.
本発明の複合シート材のプレス加工装置は、母材に熱可塑性樹脂を用いた複合シート材を加熱炉にて加熱してプレス機内で上下動するプレス金型に送ってプレス加工するプレス加工装置であって、前記複合シート材を下支えしつつ送る第一のアームが配された搬送部と、前記複合シート材の端部を掴む第二のアームが配された把持部を備え、上流側から順に、前記搬送部、前記加熱炉、前記プレス金型、前記把持部が配されていることを特徴とする。 The composite sheet material press working apparatus of the present invention is a press working apparatus that heats a composite sheet material using a thermoplastic resin as a base material in a heating furnace and sends it to a press die that moves up and down in the press machine. A transport unit provided with a first arm that feeds the composite sheet material while supporting it, and a gripping unit provided with a second arm that grips an end of the composite sheet material, from the upstream side. The conveyance unit, the heating furnace, the press mold, and the gripping unit are arranged in this order.
本発明によれば、加熱し可塑化することで「濡れた新聞紙」と同じ位柔らかくなっている前記複合シート材を垂れ下がらないように一定時間でプレス金型まで搬送することができ、なおかつ、前記複合シート材を短時間に、正確な位置でプレス金型に載置することができる。 According to the present invention, by heating and plasticizing, the composite sheet material that is as soft as `` wet newspaper '' can be transported to the press mold in a certain time so as not to hang down, and The composite sheet material can be placed on the press die at an accurate position in a short time.
本発明は、前記第一のアームが前記複合シート材を搬送し前記加熱炉にて加熱し可塑化してから前記プレス金型に送り、前記プレス金型に送られた前記複合シート材を前記第二のアームにて掴み、そして、前記第一のアームが前記プレス金型から退避し、その後、前記第二のアームが前記プレス金型から退避し、前記プレス金型で成形することを特徴とする。 In the present invention, the first arm conveys the composite sheet material, heats it in the heating furnace and plasticizes the composite sheet material, and then sends the composite sheet material to the press mold. The first arm is retracted from the press mold, and then the second arm is retracted from the press mold and molded with the press mold. To do.
本発明によれば、加熱し可塑化することで「濡れた新聞紙」と同じ位柔らかくなっている前記複合シート材を確実かつ正確な位置でプレス金型に載置することが容易となる。 According to the present invention, it becomes easy to place the composite sheet material, which has been softened as much as “wet newspaper” by heating and plasticizing, on the press die in a reliable and accurate position.
前記複合シート材はコア材を有し、母材に熱可塑性樹脂が用いられている。前記複合シート材は厚板または薄板であって、短冊状など所定形状となっている。前記コア材は、炭素繊維やガラス繊維など耐熱性のある繊維からなる。 The composite sheet material has a core material, and a thermoplastic resin is used as a base material. The composite sheet material is a thick plate or a thin plate, and has a predetermined shape such as a strip shape. The core material is made of heat-resistant fiber such as carbon fiber or glass fiber.
本発明は、前記複合シート材は熱可塑性樹脂が炭素繊維織布を包んでいることが好ましい。つまり、前記複合シート材としてはCFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics)が好ましい。 In the present invention, it is preferable that the composite sheet material includes a carbon fiber woven fabric wrapped with a thermoplastic resin. That is, the composite sheet material is preferably CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics).
炭素繊維は、高い強度と非常に軽いという特性を有する。炭素繊維強化熱可塑性プラスチックス(CFRTP)は、熱硬化性樹脂の代わりに、熱可塑性樹脂を用いることで成形加工時間が短く、再成形ができるためリサイクルが可能となり、筐体の軽量化やエネルギー消費量の低減など多くの効果が期待できる。 Carbon fiber has the properties of high strength and very light. Carbon fiber reinforced thermoplastics (CFRTP) uses thermoplastic resin instead of thermosetting resin, so molding time is short and re-molding is possible. Many effects such as reduction of consumption can be expected.
前記熱可塑性樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドが挙げられる。前記熱可塑性樹脂は、自動車、航空機、船舶など耐候性が求められる産業機械に好適な材料である。 Examples of the thermoplastic resin material include polypropylene, polyphenylene sulfide, and polyamide. The thermoplastic resin is a material suitable for industrial machines such as automobiles, airplanes, and ships that require weather resistance.
前記第一のアームは、伸縮自在で昇降動作可能な構成となっている。 The first arm is configured to be extendable and movable up and down.
本発明は、前記第一のアームはメッシュと当該メッシュの両側を保持する一対の棒状部材からなり、前記メッシュが前記複合シートを下支えすることを特徴とする。 In the present invention, the first arm includes a mesh and a pair of rod-like members that hold both sides of the mesh, and the mesh supports the composite sheet.
本発明によれば、前記複合シート材を下側からほぼ全面を下支えしつつ、前記複合シート材の両面を均一に加熱することが容易となる。 According to the present invention, it is easy to uniformly heat both surfaces of the composite sheet material while supporting substantially the entire surface of the composite sheet material from below.
前記第二のアームは、伸縮自在で昇降動作可能な構成となっている。 The second arm is configured to be extendable and movable up and down.
本発明は、前記第二のアームの先端には上下方向に開閉するクリップが複数取り付けられており、前記第一のアームが前進した後に前記クリップが閉じて前記複合シート材を掴み、前記第一のアームが退避した後に前記クリップが開いて前記第二のアームが前記プレス金型から退避することを特徴とする。 In the present invention, a plurality of clips that open and close in the vertical direction are attached to the tip of the second arm, and after the first arm has advanced, the clip closes and grips the composite sheet material. The clip is opened after the arm is retracted, and the second arm is retracted from the press die.
本発明によれば、前記第一のアームが前記プレス金型から退避するときに、前記複合シート材が位置ずれないようにすることが容易となる。 According to the present invention, it is easy to prevent the composite sheet material from being displaced when the first arm is retracted from the press mold.
本発明は、前記メッシュには前記第二のアームを逃がすための切り欠きがあることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the mesh has a cutout for allowing the second arm to escape.
本発明によれば、前記第二のアームが前記複合シート材を掴んでいる状態で、前記第一のアームが前記プレス金型から退避するときに、前記複合シート材が位置ずれしないようにすることが容易となる。 According to the present invention, the composite sheet material is prevented from being displaced when the first arm is retracted from the press mold while the second arm is gripping the composite sheet material. It becomes easy.
本発明の複合シート材のプレス加工方法は、母材に熱可塑性樹脂を用いた複合シート材を搬送手段にて搬送し加熱手段にて加熱してプレス機内で上下動するプレス金型で成形するプレス加工方法であって、前記複合シート材を搬送し前記加熱手段にて加熱し可塑化してから前記プレス金型に送り、前記プレス金型に送られた前記複合シート材を前記把持手段にて掴み、そして、前記搬送手段が前記プレス金型から退避し、その後、前記把持手段が前記プレス金型から退避し、前記プレス金型で成形することを特徴とする。 In the method for pressing a composite sheet material of the present invention, a composite sheet material using a thermoplastic resin as a base material is conveyed by a conveying means, heated by a heating means, and molded by a press die that moves up and down in a press. In the pressing method, the composite sheet material is transported, heated by the heating means, plasticized, sent to the press mold, and the composite sheet material sent to the press mold is used by the gripping means. The holding means is retracted from the press mold, and then the gripping means is retracted from the press mold and molded by the press mold.
本発明によれば、加熱し可塑化することで「濡れた新聞紙」と同じ位柔らかくなっている前記複合シート材を垂れ下がらないように一定時間でプレス金型まで搬送することができ、なおかつ、前記複合シート材を短時間に、正確な位置でプレス金型に載置することが容易となる。 According to the present invention, by heating and plasticizing, the composite sheet material that is as soft as `` wet newspaper '' can be transported to the press mold in a certain time so as not to hang down, and It becomes easy to place the composite sheet material on the press die at an accurate position in a short time.
本発明は、前記加熱手段が前記複合シート材を両面同時加熱することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the heating means simultaneously heats the composite sheet material on both sides.
本発明によれば、前記複合シート材をその両面を均一に加熱するので短時間で均等に可塑化することが容易となる。 According to the present invention, since both surfaces of the composite sheet material are uniformly heated, it becomes easy to plasticize uniformly in a short time.
そして、前記搬送手段と前記把持手段とが、伸縮自在で昇降動作可能な構成となっていることによって、前記プレス金型と前記複合シート材との距離を短く設定でき、前記プレス金型との設定間隔や設定位置を精度良く制御することができる。 And since the said conveying means and the said holding means become a structure which can be expanded-contracted and can be moved up and down, the distance of the said press metal mold | die and the said composite sheet material can be set short, The setting interval and setting position can be controlled with high accuracy.
本発明によれば、加熱し可塑化することで「濡れた新聞紙」と同じ位柔らかくなっている前記複合シート材を垂れ下がらないように一定時間でプレス金型まで搬送することができ、なおかつ、前記複合シート材を短時間に、正確な位置でプレス金型に載置することが容易となる。
本発明によれば、作業時間のばらつきが最小限に抑えられるので、高品質の成形品を低価格で製造することが容易となる。
According to the present invention, by heating and plasticizing, the composite sheet material that is as soft as `` wet newspaper '' can be transported to the press mold in a certain time so as not to hang down, and It becomes easy to place the composite sheet material on the press die at an accurate position in a short time.
According to the present invention, the variation in working time can be minimized, and it becomes easy to manufacture a high-quality molded product at a low price.
本発明を実施するための最良の形態を以下に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below.
(実施の形態)
本発明を適用した実施形態の複合シート材のプレス加工装置を示す構造図を図1から図9に示す。
符号200は、素材としての複合シート材である。ここで、複合シート材200は、熱可塑性樹脂が炭素繊維織布を包んでいるものであり、CFRTPである。複合シート材200は厚板または薄板であって、短冊状となっている。
(Embodiment)
1 to 9 are structural views showing a composite sheet material press working apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
図1〜図9に例示するように、本実施形態の複合シート材のプレス加工装置1は、上流側から順に、搬送部2、加熱炉3、プレス機4、把持部5が配されている。搬送部2には、複合シート材200を下支えしつつ送る第一のアーム20が配されている。第一のアーム20は、メッシュ22と当該メッシュ22の両側を保持する一対の棒状部材21,21からなり、メッシュ22が複合シート材200を下支えする構成である(図2)。加熱炉3には、複合シート材200を両面同時加熱する一対のヒータ31,32が配されている(図1)。プレス機4には、上下動するプレス金型40が配される(図1)。プレス金型40は、上型41と下型42からなる。
As illustrated in FIGS. 1 to 9, the composite sheet material pressing apparatus 1 according to this embodiment includes a
前記把持部5には、複合シート材200の端部を掴む第二のアーム50が配されている(図1、図2)。第二のアーム50は、シャフト51と当該シャフト50の先端に所定間隔で複数のクリップ511が取り付けられている(図2)。クリップ511は、上下方向に開閉する構成である。
The
図10は、本実施形態において、第一のアーム20に取り付けるメッシュ22を示す図であり、図10(a)は平面図であり、図10(b)は側面図である。
この例では、メッシュ22は四角形状の網であり、メッシュ22の周縁におけるその長手方向には所定間隔で複数のピン222が立設し、メッシュ22の周縁における短手方向には所定の間隔でピン223が立設している。ピン222は、複合シート材200の左右方向の位置がずれないように規制するガイドピンである。また、ピン223は、複合シート材200の前進方向の位置がずれないように規制するガイドピンである。
また、メッシュ22は、一方の短辺部分に所定の間隔で2つの切り欠き221がある。切り欠き221は、第二のアーム50のクリップ511,511の逃がしとして設けられている。具体的には、切り欠き221は、クリップ511,511により複合シート材200を掴む場合に、複合シート材200のみを掴みメッシュ22を掴まないよう、クリップ511,511の逃がしとして設けられている。
また、メッシュ22の材質は、ステンレス、鉄合金、セラミックス等の耐熱性がある硬質材料からなる。
メッシュ22のサイズは、複合シート材200よりも一回り以上大きく設定される。これによって、複合シート材200がより一層均等に加熱される。
FIG. 10 is a view showing the
In this example, the
The
The material of the
The size of the
図11は、本発明を適用した複合シート材のプレス加工装置における複合シート材200のプレス加工手順を示す工程フロー図である。
図11に例示するように、本実施形態のプレス加工の工程手順は、素材200を第一のアーム20にセットし(ステップ1)、素材200を搬送して加熱炉3にて加熱し(ステップ2)、素材200を搬送して第二のアーム50にて掴み(ステップ3)、第一のアーム20を退避させ(ステップ4)、第二のアーム50を退避させ(ステップ5)、素材200をプレス金型40にて成形し(ステップ6)、成形品を取り出す(ステップ7)工程からなる。
FIG. 11 is a process flow diagram showing a pressing procedure of the
As illustrated in FIG. 11, the press working process procedure of this embodiment sets the
ステップ1(S1)において、素材200をセットする工程では、図1及び図2に例示するように、作業者は、矩形の複合シート材200を搬送部2内に待機している第一のアーム20のメッシュ22にセットする。図1は、本実施形態の複合シート材のプレス加工装置1を側面側から示す構造図であり、複合シート材200を第一のアーム20にセットした状態である。図2は、図1のA−A線断面図である。図2に例示するように、作業者は、メッシュ22に立設されたピン222、及び、ピン223に囲われた位置に複合シート材200をセットする。
In step 1 (S1), in the step of setting the
ステップ2(S2)において、図3に例示するように、複合シート材200を第一のアーム20にセットすると、第一のアーム20は、複合シート材200を受けた状態で一対の棒状部材21,21を矢印符号y1に示す方向に伸ばし加熱炉3に搬送する。加熱炉3は、加熱炉3に配されたヒータ31,32にて複合シート材200を両面同時加熱し可塑化する。図3は、本実施形態の複合シート材のプレス加工装置1を側面側から示す構造図であり、複合シート材200を加熱炉3にセットした状態である。第一のアーム20は、伸縮自在で昇降動作可能な構成となっている。
ここで、プレス金型40の上型41と下型42は開いており、第二のアーム50のシャフト51が伸びて矢印符号y5に示す方向に移動し、クリップ511が開いて複合シート材200を待ち構えている(図3)。前記第二のアーム50は、伸縮自在で昇降動作可能な構成となっている。クリップ511にはフッ素樹脂加工が施されている。これによって、加熱し可塑化した複合シート材200をクリップ511にて掴んで離すと容易に離すことができ、複合シート材200の一部がクリップ511に付着することがない。
In step 2 (S <b> 2), as illustrated in FIG. 3, when the
Here, the
ステップ3(S3)において、図4及び図5に例示するように、第一のアーム20は、複合シート材200が加熱によって可塑化すると、加熱で可塑化した複合シート材200を受けた状態で一対の棒状部材21,21を伸ばし、矢印符号y1に示す方向に搬送し、上型41と下型42の間に送る。そして第二のアーム50は、第二のアーム50の複数のクリップ511が閉じて複合シート材200の先端を掴む。
ここで、メッシュ22には、第二のアーム50の複数のクリップ511を逃がすための切り欠き221がある。図5に示す例では、メッシュ22には、2つの切り欠き221,221が形成されている。図4は、本実施形態の複合シート材のプレス加工装置1を側面側から示す構造図であり、第二のアーム50が複合シート材200を第二のアーム50の2つのクリップ511,511にて掴んだ状態である。図5は、図4のA-A線断面図である。
In step 3 (S3), as illustrated in FIGS. 4 and 5, when the
Here, the
ステップ4(S4)において、図6及び図7に例示するように、第二のアーム50は、複合シート材200をメッシュ22の載置面から下型42のプレス面に載せかえる。
第二のアーム50は、プレス機4の上型41、及び、下型42の間において、加熱によって可塑化した複合シート材200を第二のアーム50のクリップ511にて掴んだ状態で、第一のアーム20は、棒状部材21,21を後退させメッシュ22を抜きとり、メッシュ22を搬送部2内に戻す。このとき、第二のアーム50は、メッシュ22に立設されたピン223に、複合シート材200がぶつからないように、アーム高さを、複合シート材200がピン223にぶつからない高さ、ピン223より高い位置に持ち上げる。なお、第二のアーム50の位置を変更するものに限定せず、第一のアーム20がメッシュ22の位置を下げる構成であってもよい。メッシュ22の位置を、ピン223の高さより低くすることにより、複合シート材200がピン223にぶつからないよう構成することができる。
ここでは、一対の棒状部材21,21が矢印符号y2に示す方向に縮むことにより、メッシュ22を初期位置に戻す。図6は、本実施形態の複合シート材のプレス加工装置1を側面側から示す構造図であり、複合シート材200を第二のアーム50の2つのクリップ511,511にて掴んだままで第一のアーム20を退避させた状態の図である。図7は、図6のA-A線断面図である。図7の例では、下型42には所定間隔で複数のピン422が立設している。ピン422は、複合シート材200の前進方向の位置がずれないように規制するガイドピンである。
これら本実施形態によれば、第二のアーム50が複合シート材200を掴んでいる状態で、第一のアーム20がプレス金型40から退避するときに、複合シート材200が位置ずれしないようにすることが容易となる。
In step 4 (S4), as illustrated in FIGS. 6 and 7, the
The
Here, the
According to these embodiments, the
ステップ5(S5)において、図8に例示するように、第一のアーム20は、棒状部材21,21を退避させると、次に、第二のアーム50は、シャフト51を退避させてクリップ511,511を把持部5内に戻す。図8は、本実施形態において、第二のアーム50を退避させた状態の図である。ここでは、シャフト51が矢印符号y6に示す方向に縮んで初期位置に戻る。
In step 5 (S5), as illustrated in FIG. 8, when the
ステップ6(S6)において、図9に例示するように、プレス機4は、第二のアーム50を退避させると、プレス金型40を閉じて複合シート材200をプレス成形する。図9は、本実施形態において、プレス金型40を閉じて成形する状態の図である。
ステップ7(S7)において、作業者が取り出し装置若しくは成形品201をプレス金型40から取り出す(不図示)。
In step 6 (S6), as illustrated in FIG. 9, when the
In step 7 (S7), the operator takes out the take-out device or molded
このように、本実施形態によれば、加熱し可塑化することで「濡れた新聞紙」と同じ位柔らかくなっている複合シート材200を垂れ下がらないように一定時間でプレス金型40まで搬送することができ、かつ、前記複合シート材200を短時間に、正確な位置でプレス金型40に載置することが容易となる。
そして本実施形態によれば、前記複合シート材200を下側からほぼ全面を下支えしつつ、前記複合シート材200の両面を均一に加熱することが容易となる。
As described above, according to the present embodiment, the
And according to this embodiment, it becomes easy to heat both surfaces of the said
(実施例)
複合シート材としてその厚みが0.2mm〜0.3mmの炭素繊維強化熱可塑性プラスチックス(CFRTP)のシートを用いて、プレス加工を行った。母材となる熱可塑性樹脂材料はポリプロピレンである。加熱炉のヒータ温度は300〜350℃とし複合シート材の厚みに応じて加熱時間は60〜90秒とした。プレス機は油圧プレスでプレス圧力は最大300トンである。プレス金型は加温せずにプレスした。自動車部品のカバーを試作した。試作結果、作業時間が一定となり、高品質の成形品をコンスタントに製造することができた。
(Example)
Press working was performed using a sheet of carbon fiber reinforced thermoplastics (CFRTP) having a thickness of 0.2 mm to 0.3 mm as the composite sheet material. The thermoplastic resin material used as a base material is polypropylene. The heater temperature of the heating furnace was 300 to 350 ° C., and the heating time was 60 to 90 seconds depending on the thickness of the composite sheet material. The press machine is a hydraulic press, and the maximum press pressure is 300 tons. The press mold was pressed without heating. A cover for automobile parts was prototyped. As a result of the trial production, the working time was constant, and high-quality molded products could be manufactured constantly.
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。複合シート材は同時に複数個をプレス成形することもできる。搬送用の第一のアームはその長さを一定として加熱炉及びプレス機に沿って横移動させて加熱炉とプレス金型に移動させる構成としてもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。 As described above, the present invention is not limited to the embodiment described above. A plurality of composite sheet materials can be simultaneously press-formed. The first arm for conveyance may be configured to move to the heating furnace and the press die by moving laterally along the heating furnace and the press machine with a constant length. Thus, it goes without saying that the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 複合シート材のプレス加工装置
2 搬送部
3 加熱炉
4 プレス機
5 把持部
20 第一のアーム
21 棒状部材
31、32 ヒータ
41 上型
42 下型
50 第二のアーム
51 シャフト
200 複合シート材(素材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press processing apparatus of
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- 2015-11-18 JP JP2015226040A patent/JP2017094516A/en active Pending
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