CN104162953A - 成型品制造装置及成型品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种成型品制造装置及成型品的制造方法，该成型品制造装置形成为包括如下部分的结构：合模装置，该合模装置形成为能够支承对片状的镶嵌构件进行赋形的模具，该模具包括具有浇口的固定模及能相对于固定模移动的移动模；注塑装置，该注塑装置将成型材料注射到模具内；穿孔元件，该穿孔元件在镶嵌在被合模装置支承的模具内的镶嵌构件上形成与浇口连续的孔部。
Description
技术领域
本发明涉及使用片状的镶嵌(insert)构件制造成型品的成型品制造装置及成型品的制造方法。
背景技术
以往，公知一种通过将片状的镶嵌构件镶嵌于模具而进行冲压，来对镶嵌构件进行赋形，制造成型品的技术。另外，也公知一种对镶嵌构件进行赋形，再通过注塑成型来形成毂(boss)或肋等成型部的制造成型品的技术。
另外，这种镶嵌构件例如通过将热塑性的树脂材料浸渗在由纤维材料构成的预浸料中而形成为片状，能够通过加热而对这种镶嵌构件赋形。公知一种成型品制造装置，在对这种镶嵌构件进行加热时，该成型品制造装置利用将镶嵌构件载置在输送元件上进行输送的输送装置，向加热装置及模具对镶嵌构件进行输送。
另外，如日本特开2008–126526号公报所公开的那样，也公知一种以利用表皮材料将具有贯穿的孔部的芯材的外侧整体包裹的方式进行注塑成型的技术。
在上述的成型品的制造方法中，在将预浸料(镶嵌构件)镶嵌在成型装置中之前，需要利用修整装置等预先对浸渗有热塑性树脂的预浸料(镶嵌构件)进行穿孔，这使成型品的制造周期可能变长，并且制造成本可能增大。
发明内容
根据本发明的一实施方式，成型品制造装置包括：合模装置，该合模装置形成为能够支承对片状的镶嵌构件进行赋形的模具，该模具包括具有浇口的固定模及能相对于上述固定模移动的移动模；注塑装置，该注塑装置将成型材料注射到上述模具内；穿孔元件，该穿孔元件在镶嵌在被上述合模装置支承的上述模具内的上述镶嵌构件上，形成与上述浇口连续的孔部。
根据本发明的一实施方式，成型品的制造方法将片状的镶嵌构件镶嵌在模具中，上述模具包括具有浇口的固定模及能相对于上述固定模移动的移动模，利用上述模具对所镶嵌的上述镶嵌构件进行赋形，利用注塑装置将成型材料注射到上述模具内，利用上述注塑装置注射的上述成型材料的压力，对上述镶嵌构件进行穿孔。
根据本发明的一实施方式，成型品的制造方法将片状的镶嵌构件镶嵌在模具中，上述模具包括具有浇口的固定模及能相对于上述固定模移动的移动模，利用上述模具对所镶嵌的上述镶嵌构件进行赋形，利用能对成型后的成型品进行推压的推销对上述镶嵌构件进行穿孔，利用注塑装置将成型材料注射到上述模具内。
在下面的说明书中将提出本发明的优点，这些其它目的和优点部分地将从说明书中变得明白，或可通过对本发明的实践来学到。借助于在下文中特别指出的手段和组合，可实现和达到本发明的优点。
附图说明
包含于此并构成本说明书一部分的附图示出本发明的实施例，它与上面给出的总体描述和下面给出的对实施例的详细描述一起用来揭示本发明的原理。
图1是示意地表示本发明的第1实施方式的成型品制造装置的结构的立体图。
图2是用在该成型品制造装置中的主要部分的结构，是示意地表示成型品的制造工序的结构的剖视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，使用图1及图2对本发明的第1实施方式的成型品制造装置1进行说明。
图1是示意地表示本发明的第1实施方式的成型品制造装置1的结构的立体图，图2是用在成型品制造装置1中的主要部分的结构，详细而言是模具51及预浸料100的结构，是示意地表示成型品的制造的一例的剖视图。
如图1所示，成型品制造装置1包括保管部11、输送装置12、加热装置13、模具装置14、注塑装置15、穿孔元件16和控制装置19。成型品制造装置1配置在工厂内等的铺设范围2内，并且将模具装置14及注塑装置15配置在基座3上。成型品制造装置1形成为在将浸渗有热塑性树脂材料的预浸料(镶嵌构件)100加热后，利用模具装置14对该预浸料100进行赋形，并且利用注塑装置15向模具51内注射树脂材料，从而能够制造成型品。
预浸料100形成为片状。在图1中，预浸料100的平面形状形成为方形，但可以形成为适合被赋形为成型品的形状的形状。预浸料100例如可以形成为方形、三角形及椭圆形等或是能够形成成型品的异形形状。
保管部11形成为能保管多个预浸料100。保管部11例如形成为能将预浸料100保管为竖立的姿势。另外，保管部11例如也可以形成为能将预浸料100保管为平放的姿势，并且能使预浸料100从平放的姿势变为竖立姿势。
在此，预浸料100的竖立姿势是预浸料100的主面为大致沿重力方向延伸的姿势，即，沿上下方向延伸设置的姿势，或者是与这些姿势同等的姿势。另外，预浸料100的平放的姿势是预浸料100的主面大致沿水平方向延伸的姿势，即，沿成型品制造装置1的设置面延伸的姿势或者是与这些姿势同等的姿势。
输送装置12形成为能将预浸料100以竖立的姿势从预浸料100的保管部11依次输送到加热装置13及模具装置14。详细而言，输送装置12包括卡盘装置21和输送机构22。
卡盘装置21例如包括冷却装置34、多个卡盘32、设置于输送机构22的支承部31和对卡盘32进行开闭的开闭元件33。卡盘装置21形成为能够利用多个卡盘32在多个位置对预浸料100进行夹持。
支承部31形成为能对多个卡盘32进行支承。支承部31形成为能够利用输送机构22进行移动。卡盘32形成为通过被开闭元件33驱动而能够开闭其前端。卡盘32例如由通过彼此靠近或分开而至少前端开闭的相对的两个爪部32a构成。
卡盘32形成为：在预浸料100的端部位于爪部32a的前端间的状态下，利用开闭元件33将卡盘32驱动为闭合状态，对该闭合状态进行维持，从而能够对预浸料100进行保持。卡盘32形成为在将预浸料100输送、镶嵌于模具51时不与模具51干涉的形状。
开闭元件33是使卡盘32开闭的驱动源，例如使用气动缸等。开闭元件33借助信号线S与控制装置19电连接。
冷却装置34形成为能对卡盘32进行冷却。冷却装置34形成为例如通过将空气喷射到卡盘32而能将卡盘32冷却。冷却装置34借助信号线S与控制装置19电连接。
冷却装置34形成为至少能将卡盘32的爪部32a的与预浸料100接触的部位及其周边部冷却。冷却装置34配置在被支承部31支承的位置或者配置在卡盘32移动到保管部11的前置工序中能将卡盘32冷却的位置。
输送机构22是将卡盘装置21的卡盘32依次输送到保管部11、加热装置13及模具装置14的机构，输送机构22例如形成为能使支承部31滑动移动。输送机构22例如是导轨或多关节机器人等。输送机构22借助信号线S与控制装置19电连接。
如图1所示，加热装置13具有能将预浸料100加热的、空开间隔彼此相对的一对加热部41。一对加热部41的对预浸料100加热的加热面41a沿预浸料100的主面配置。
即，一对加热部41与预浸料100相同，以竖立姿势(例如沿大致重力方向纵长的长方体)配置。一对加热部41具有能供卡盘32的爪部32a的前端的一部分及被卡盘32保持的预浸料100通过的间隔且相对。
加热部41形成为在上述相对的加热面41a设置有一个或多个例如红外线加热器，能够将在加热部41间通过的预浸料100加热到规定的温度。另外，在此，规定的温度是能在模具装置14中对预浸料100进行赋形的温度。
模具装置14包括能开闭的模具51和对模具51进行开闭的合模装置52。合模装置52是成型出成型品的成型装置，或者合模装置52及注塑装置15是成型出成型品的成型装置。
模具51包括固定模53和移动模54。固定模53在与移动模54相对的面上包括：形成为成型品的一部分的形状的型腔53a，以及与型腔53a连接且形成在与注塑装置15相对的面上的浇口53b。另外，固定模53例如具有对所配置的预浸料100进行固定的定位销。移动模54形成为能相对于固定模53移动。
移动模54在与固定模53相对的面上具有形成为成型品的一部分的形状的型腔54a。
模具51在闭合状态下，利用固定模53及移动模54的型腔53a、54a形成成型品的形状的空间。
合模装置52形成为能将模具51开闭且能进行合模。合模装置52例如包括固定盘56、推出装置80、能相对于固定盘56移动的移动盘57、使移动盘57移动的肘式机构58、以及对肘式机构58进行驱动的驱动源59。
固定盘56形成为能对固定模53进行支承。移动盘57形成为能对移动模54进行支承。肘式机构58被驱动源59驱动，从而使移动盘57相对于固定盘56进退。驱动源59形成为能对肘式机构58进行驱动。驱动源59借助信号线S与控制装置19电连接。
推出装置80例如包括推出构件81和对推出构件81进行驱动的推出用驱动部82。
推出构件81例如包括推出板83、推出杆84、推出盘85和推销86。推出板83相对于移动盘57设置在与固定盘56相反的一侧。推出杆84被支承于推出板83，且将移动盘57贯穿，延伸至移动模54的内部。
推出盘85安装在推出杆84的前端部，且被支承在移动模54的内部。推销86被支承于推出盘85，且形成为将移动模54贯穿，能在移动模54与固定模53之间露出。推出板83、推出杆84、推出盘85及推销86能彼此一体地相对于移动盘57进退。
另外，推出构件81的结构不限定于上述结构，例如也可以利用推出板83和直接固定于该推出板83的推销86构成。另外，也可以构成为将推销86配置在移动模54内，利用推出盘85对移动模54的一部分或整体进行推压。
推出用驱动部82借助信号线S与控制装置19电连接。
注塑装置15例如包括外壳61、汽缸62、螺杆63、料斗64、移动元件65、驱动装置66和汽缸加热装置67。注塑装置15是通过将作为成型材料的树脂材料注射到模具装置14的模具51内，而与合模装置52一起成型出成型品的成型装置。
外壳61例如形成为能对汽缸62、螺杆63及料斗64进行支承且能在内部收纳驱动装置66。汽缸62在内部收纳螺杆63。汽缸62在前端具有注射嘴62a。注射嘴62a形成为能与形成于模具51的浇口53b连接。螺杆63形成为能在汽缸62内旋转且能相对于汽缸62进退。
料斗64收容有进行注塑成型的、作为被熔融的成型材料的树脂材料。料斗64形成为能将收容的树脂材料供给到汽缸62内。
移动元件65例如包括：多个导轨71，该多个导轨71配置在基座3上，朝固定模53及固定盘56延伸设置；多个引导件72，该多个引导件72设置在外壳61的下部，能在导轨71上滑动移动。移动元件65形成为通过用导轨71对引导件72进行引导，能使外壳61及被外壳61支承的各结构沿导轨71相对于模具装置14进退。
驱动装置66例如包括使螺杆63旋转的第1驱动装置74、使螺杆63相对于汽缸62进退的第2驱动装置75、以及使外壳61沿导轨71相对于模具装置14进退的第3驱动装置76。
第1驱动装置74形成为通过使螺杆63旋转，能够定量供给从料斗64供给的树脂材料。第1驱动装置74、第2驱动装置75及第3驱动装置76借助信号线S与控制装置19电连接。
汽缸加热装置67形成为能对汽缸62进行加热。汽缸加热装置67安装于汽缸62。汽缸加热装置67形成为通过对汽缸62进行加热，而能使从料斗64供给的树脂材料熔融。汽缸加热装置67借助信号线S与控制装置19电连接。
穿孔元件16例如由注塑装置15构成。即，穿孔元件16形成为能利用注塑装置15注射树脂材料时的树脂材料的压力，对在模具51内被赋形了的预浸料100的与浇口53b相对的位置，穿孔形成与固定模53的浇口53b连续的孔部100a。
控制装置19形成为能对输送装置12、模具装置14及注塑装置15进行控制。详细而言，控制装置19形成为通过对输送机构22进行控制，而能够对卡盘32(支承部31)的移动动作进行控制。控制装置19形成为通过对开闭元件33进行控制，而能够对卡盘32的开闭动作进行控制。控制装置19形成为通过对冷却装置34进行控制，而能够对卡盘32的冷却进行控制。
控制装置19形成为通过对驱动源59进行控制，而能够对肘式机构58进行驱动，从而对移动模54的进退动作进行控制。控制装置19形成为通过对第1驱动装置74、第2驱动装置75及第3驱动装置76进行控制，而能够对螺杆63的旋转动作及进退动作、以及外壳61的进退动作(注塑装置15的进退动作)进行控制。控制装置19形成为通过对汽缸加热装置67进行控制，而能够对汽缸62的加热动作进行控制。
另外，控制装置19形成为通过对推出用驱动部82进行控制，而能够对推出构件81进行驱动，从而对推销86的动作进行控制，能使推销86从移动模54露出(在移动模54与固定模53之间露出)。
接下来，对使用这样构成的成型品制造装置1制造成型品的方法进行说明。
首先，使卡盘32移动到保管部11，并且使卡盘32为打开状态。另外，当在进行本次循环前将预浸料100输送到加热装置13的情况下，利用冷却装置34将卡盘32冷却。
接着，使卡盘32进一步移动，而使爪部32a的前端位于预浸料100的周缘(缘部、端部)。接着，使卡盘32为闭合状态，利用卡盘32对预浸料100进行保持。接着，使卡盘32移动而使预浸料100移动到一对加热部41之间，将预浸料100加热到规定的温度而使预浸料100为软化状态。
接着，使卡盘32移动而将预浸料100输送到模具51中，将预浸料100配置在模具51的固定模53与移动模54之间(模具51的内部、模具51内)。此时，将预浸料100配置为使预浸料100位于规定的位置。
接着，对肘式机构58进行驱动而使移动模54朝固定模53移动。此时，将预浸料100固定于设置在固定模53上的定位销。接着，使卡盘32为打开状态而将预浸料100的保持解除，使卡盘32离开模具51。
接着，进一步对肘式机构58进行驱动而使移动模54朝固定模53移动，使模具51为闭合状态。由此，利用模具51对预浸料100进行冲压，将预浸料100赋形为型腔53a、54a的形状。
并且，同时，对第3驱动装置76进行驱动而使外壳61移动，使注射嘴62a与形成于固定模53的浇口53b连接，并且将从料斗64供给到汽缸62内且熔融了的树脂材料，经由浇口53b注射到模具51内。
另外，此时，利用穿孔元件16、即注塑装置15注射树脂材料时的树脂材料的压力，换言之利用树脂材料对预浸料100施加的压力，在预浸料100上形成孔部100a。由此，如图2所示，将树脂材料注射到型腔53a、54a内，将树脂材料供给为型腔53a、54a的形状，与被赋形了的预浸料100成型为一体。另外，注射时形成的预浸料100的孔部100a在被注射的树脂材料固化时，被该树脂材料封闭。
接着，将成型后的预浸料100及树脂材料冷却，成型出成型品。接着，使移动模54移动而使模具51为打开状态，利用设置于移动模54的推销86对成型品进行推压，从模具51中取出成型品。
接着，利用冷却装置34将卡盘32冷却，再次将预浸料100输送到加热装置13，之后反复进行同样的工序。通过反复进行这些工序而制造出成型品。
采用这样构成的成型品制造装置1，利用穿孔元件16使预浸料100形成与浇口53b连续的孔部100a，从而在将预浸料100配置在模具51内时，预浸料100的两面与浇口53b连续。即，由于镶嵌在模具51内的预浸料100被加热装置13加热而处于软化状态，因此能够利用注塑装置15注射树脂材料时的树脂材料的压力，在预浸料100上形成孔部100a。换言之，注塑装置15形成为能利用可对预浸料100进行穿孔的注射压力来注射树脂材料，通过利用该注射压力将树脂材料注射到模具51内，而利用该注射的树脂材料对预浸料100进行穿孔。
由此，不必在将预浸料100镶嵌于模具装置14之前，预先在预浸料100上穿孔形成孔(孔部100a)。因此，采用成型品制造装置1，能够对起因于预先在预浸料100上形成孔部100a的、成型品的制造周期的增加、以及制造成本的增加进行抑制。
另外，能够依据模具51内的型腔53a、54a的形状，在预浸料100的两面形成由注塑成型获得的成型部，从而能够提高成型品的形状及自由度。
另外，模具51形成为能利用预浸料100的孔部100a将树脂材料供给到预浸料100的两面的结构。由此，不会使模具51的浇口53b的形状复杂化，且不必将浇口53b不仅延伸设置至固定模53而且还要延伸设置至移动模54，能使模具51为简单的结构。另外，能使模具51的浇口53b的长度为最短，从而能够减少用在注塑成型中的树脂材料，也能降低制造成本。
另外，由于能够对预浸料100的两面进行注塑成型，因此对于将从模具51中成型得到的成型品取出的推销86，能够将该推销86设置在移动模54侧。即，由于能够在预浸料100的移动模54侧进行注塑成型，因此能够形成为在使模具51为打开状态时，成型后的成型品配置在移动模54中的结构，能够将推销86配置在移动模54侧。由此，能够避免在固定模53设置漏模板的结构，能够降低设备成本，以及防止因设置漏模板而使高负荷施加于驱动源59。
如上所述，采用本发明的一实施方式的成型品制造装置1，能够利用以穿孔元件16在预浸料100上形成与浇口53b连续的孔部100a的简单结构，容易地对预浸料100进行注塑成型。
(第2实施方式)
接下来，下面对本发明的第2实施方式的成型品制造装置1进行说明。另外，第2实施方式的成型品制造装置1与上述的第1实施方式的成型品制造装置1的不同之处仅在于，穿孔元件16的结构，因此省略除穿孔元件16的结构以外的说明。
用在成型品制造装置1中的穿孔元件16是推出装置80的推出构件81或设置于移动模54的推销86。例如，推销86的前端形成为圆锥状。另外，推销86配置在与浇口53b相对的位置。穿孔元件16形成为能在与浇口53b相对的位置，对镶嵌在模具51内的、被加热装置13加热了的预浸料100进行穿孔。
关于这样构成的成型品制造装置1，由于镶嵌在模具51内的预浸料100被加热装置13加热而处于软化状态，因此以在模具51内镶嵌有预浸料100的状态对推出构件81进行驱动，而使推销86从移动模54突出，在注射树脂材料之前，对推出构件81进行驱动而将推销86拉回到移动模54内，即，模具51内，从而能够在预浸料100上形成孔部100a。另外，即使利用推销86形成的孔部100a较小，也能利用注射的树脂材料的压力将孔部100a扩大，因此能使注射的树脂材料容易地流向移动模54的型腔54a侧。由此，能够将注射的树脂材料供给到模具51内的预浸料100的两面侧。
另外，成型品制造装置1与第1实施方式的成型品制造装置1相同，不必在将预浸料100镶嵌于模具装置14之前，预先在预浸料100上穿孔形成孔100a。因此，采用成型品制造装置1，能够对起因于预先在预浸料100上形成孔部100a的、成型品的制造周期的增加、以及制造成本的增加进行抑制。
如上所述，第2实施方式的成型品制造装置1与第1实施方式的成型品制造装置1相同，能够利用以穿孔元件16在预浸料100上形成与浇口53b连续的孔部100a的简单结构，容易地对预浸料100进行注塑成型。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。例如在上述的例子中，对模具51由移动模54及具有浇口53b的固定模53构成的结构进行了说明，但本发明不限定于此。例如，模具51也可以是固定模53具有利用销进行开闭的阀式浇口的结构。
另外，在上述的例子中，对于成型品制造装置1，对将在预浸料100上形成与浇口53b连续的孔部100a的穿孔元件16形成为注塑装置15或推销86的结构进行了说明，但本发明不限定于此。
例如，穿孔元件16也可以是利用设置于固定模53的定位销对预浸料100进行穿孔的结构。另外，穿孔元件16也可以是如下结构：在固定模53上设置利用销进行开闭的阀式浇口，利用该阀式浇口的销对预浸料100进行穿孔。在这种情况下，除了上述所述的效果以外，还能获得使模具结构得到简化、亦能应对多点浇口的效果。
另外，穿孔元件16例如也可以是能在预浸料100上穿孔形成孔部100a的修整(trimming)装置。这种穿孔元件16能够在被保管于保管部11之前的预浸料100上形成孔部100a，或是能够在从保管部11移动到加热装置13之前的预浸料100上形成孔部100a，或是能够在从加热装置13移动到模具装置14之前的预浸料100上形成孔部100a。
熟悉本领域的技术人员易于想到其它的优点和修改。因此，在其更宽泛的方面上来说，本发明并不局限于这里所示和所描述的具体细节和代表性实施例。因此，可以作出各种修改而不脱离如所附权利要求书及其等价物所限定的本总体发明概念的精神或范围。
Claims (6)
1.一种成型品制造装置，其特征在于，包括：
合模装置，该合模装置形成为能够对模具进行支承，该模具包括具有浇口的固定模及能相对于所述固定模移动的移动模，该模具对片状的镶嵌构件进行赋形；
注塑装置，该注塑装置将成型材料注射到所述模具内；以及
穿孔元件，该穿孔元件在所述镶嵌构件上形成与所述浇口连续的孔部，该镶嵌构件镶嵌在被所述合模装置支承的所述模具内。
2.如权利要求1所述的成型品制造装置，其特征在于，
所述穿孔元件利用所述注塑装置注射所述成型材料时所述成型材料的压力，在镶嵌在所述模具内的所述镶嵌构件上形成孔部。
3.如权利要求1所述的成型品制造装置，其特征在于，
所述合模装置具有能对成型后的成型品进行推压的推销，
所述推销是在镶嵌在所述模具内的所述镶嵌构件上形成孔部的所述穿孔元件。
4.如权利要求1所述的成型品制造装置，其特征在于，
该成型品制造装置具有设置于被所述合模装置支承的所述模具的、能对成型后的成型品进行推压的推销，
所述推销是在镶嵌在所述模具内的所述镶嵌构件上形成孔部的所述穿孔元件。
5.一种成型品的制造方法，其特征在于，
将片状的镶嵌构件镶嵌在模具中，所述模具包括具有浇口的固定模及能相对于所述固定模移动的移动模，
利用所述模具对所镶嵌的所述镶嵌构件进行赋形，
利用注塑装置将成型材料注射到所述模具内，
利用所述注塑装置注射的所述成型材料的压力，对所述镶嵌构件进行穿孔。
6.一种成型品的制造方法，其特征在于，
将片状的镶嵌构件镶嵌在模具中，所述模具包括具有浇口的固定模及能相对于所述固定模移动的移动模，
利用所述模具对所镶嵌的所述镶嵌构件进行赋形，
利用能对成型后的成型品进行推压的推销对所述镶嵌构件进行穿孔，
利用注塑装置将成型材料注射到所述模具内。
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