JP2003147409A - Hot press method and hot press device - Google Patents
Hot press method and hot press deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ホットプレス方法
及び装置、特に擬似的フローティングダイ効果を有する
ホットプレス方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot pressing method and apparatus, and more particularly to a hot pressing method and apparatus having a pseudo floating die effect.
【０００２】[0002]
【０００３】一般にホットプレスにおいて、一度に多数
段の成形体を得るためには、図４に示すように、上下に
プレス用シリンダー２０、２１を持った上下のパンチ２
２、２３を駆動する両押し式のプレスが使用されてい
る。この両押し式のプレスにおいては、ダイス２４もエ
アー又は油圧シリンダー２５によってプレスに伴って移
動できる構成になっている。上パンチ２２又は下パンチ
２３のどちらか一方を押す場合は、圧力がダイス側方に
逃げて押圧面から離れている被成形体の段の圧力が低下
し、均一な密度の成形体を得ることができないからであ
る。Generally, in a hot press, in order to obtain a plurality of stages of molded products at one time, as shown in FIG. 4, upper and lower punches 2 having pressing cylinders 20 and 21 on the upper and lower sides, respectively.
A double-sided press that drives 2, 23 is used. In this double-press type press, the die 24 is also movable by the air or hydraulic cylinder 25 along with the press. When pressing either the upper punch 22 or the lower punch 23, the pressure escapes to the side of the die and the pressure of the step of the object to be molded, which is separated from the pressing surface, decreases, and a molded object having a uniform density is obtained. Because you can't.
【０００４】上記上パンチを駆動する片方のみのシリン
ダーの場合の欠点を解決するために、図５に示すよう
に、フローティングダイ方式のプレス装置も使用されて
いる。このフローティングダイ方式は、ダイス３０を下
方又は側方から上下移動できるようにエアー又は油圧シ
リンダー３１によって支持し、上パンチ３２を駆動する
片方のみのシリンダー３３で押圧した際に生ずる側圧を
利用してダイス３０を押圧方向に変位させ、擬似的に反
対側の下パンチ３４にも押圧力を発生させることによ
り、両押しと同じような効果を狙うものである。しか
し、上記両押し式のプレスにおいては、プレス用シリン
ダーが２機必要であり、上下の押し込み量を制御する必
要があるために油圧回路が複雑になるという欠点があ
り、さらにダイスを支持するエアー又は油圧シリンダー
等の支持機構が必要となるため、装置が高価になる上、
保守が複雑となり、費用がかかる問題がある。一方、上
記フローティングダイ方式においても、ダイスを支持す
るエアー又は油圧シリンダー等の支持機構が必要とな
り、両押し式のプレスほどではないが、同様に装置が高
価になり、保守が複雑となる問題がある。In order to solve the drawback in the case of only one cylinder for driving the upper punch, as shown in FIG. 5, a floating die type press machine is also used. The floating die method uses a side pressure generated when the die 30 is supported by an air or hydraulic cylinder 31 so that the die 30 can be moved vertically or laterally and is pressed by only one cylinder 33 that drives the upper punch 32. By displacing the die 30 in the pressing direction and generating a pressing force on the lower punch 34 on the opposite side in a pseudo manner, the effect similar to the double pressing is aimed. However, the double-press type press requires two press cylinders and has a drawback that the hydraulic circuit becomes complicated because it is necessary to control the vertical pushing amount. Or, since a supporting mechanism such as a hydraulic cylinder is required, the device becomes expensive and
There is a problem that maintenance is complicated and expensive. On the other hand, even in the floating die method, a supporting mechanism such as an air or hydraulic cylinder for supporting the die is required, which is not the same as the double-pressing type press, but similarly, the device becomes expensive and the maintenance becomes complicated. is there.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、片押し式ホ
ットプレスでありながら、フローティングダイ方式と同
等の効果を得ることができ、また従来の片押し式ホット
プレス装置のわずかな改造ですむという、安価で保守が
容易であるホットプレス方法及び装置を提供することを
課題とする。The present invention can obtain the same effect as the floating die method even though it is a one-press hot press, and requires only a slight modification of the conventional one-press hot press equipment. That is, it is an object of the present invention to provide a hot pressing method and device which are inexpensive and easy to maintain.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明者らは鋭意工夫を行なった結果、簡単な機
構により、側圧が一定以上になるまでダイスの移動を阻
止し、その側圧が一定の圧を超えた時点でダイスの移動
をフリーとして、プレスの進行に伴って被成形材と共に
ダイスが移動できるようにすることにより、片押し式ホ
ットプレスでフローティングダイ方式と同等の効果（擬
似的効果）を得ることができるとの知見を得た。In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have made diligent efforts, and as a result, with a simple mechanism, the movement of the die is prevented until the lateral pressure exceeds a certain level. When the lateral pressure exceeds a certain pressure, the die is free to move and the die can move along with the material to be molded as the press progresses. It was found that the (pseudo effect) can be obtained.
【０００７】本発明はこの知見に基づき、
１．片押し式ホットプレス方法において、被成形材をダ
イス及び上下パンチ間に装入した後プレスを開始し、被
成形材が圧縮を受けて発生した側圧が一定以上になるま
でダイスの移動を阻止するとともに、その側圧が一定の
圧を超えた時点でダイスが自由に移動できるようにした
ことを特徴とするホットプレス方法
２．下パンチに設けた複数個の一定の圧力下で破断する
ピンによりダイスの移動を阻止することを特徴とする上
記１記載のホットプレス方法
３．片押し式ホットプレス装置において、上下パンチの
一方を駆動するシリンダーとダイス及び上下パンチ間に
被成形材を装入できる空間を設け、下パンチにダイスの
移動を阻止し、かつ一定の圧力下で破断する複数個のピ
ンを設けたことを特徴とするホットプレス装置
４．複数個のピンは同一平面上にあり、ダイスの下を支
えるピンであることを特徴とする上記３記載のホットプ
レス装置
５．下パンチにピンの挿入孔を設けたことを特徴とする
上記３又は４記載のホットプレス装置
６．ピンの挿入孔の下側が下方向に傾斜し、外側に拡張
した挿入孔を備えていることを特徴とする上記５記載の
ホットプレス装置
７．ピンの挿入孔のダイス側面よりも内側の位置にノッ
チを設けたことを特徴とする上記３〜６のそれぞれに記
載のホットプレス装置
８．下パンチの下面に、前記ピンの外側の端部に当接す
る突起を設けたことを特徴とする上記３〜７のそれぞれ
に記載のホットプレス装置
９．下パンチの下部を大径とし、ダイスの必要以上の降
下を下パンチの大径部で掛止することを特徴とする上記
３〜８のそれぞれに記載のホットプレス装置を提供す
る。The present invention is based on this finding. In the one-sided hot pressing method, after pressing the material to be molded between the die and the upper and lower punches, pressing is started, and the movement of the die is blocked until the lateral pressure generated by the material being compressed is above a certain level. At the same time, the die is allowed to move freely when the lateral pressure exceeds a certain pressure. 2. The hot pressing method according to 1 above, wherein movement of the die is blocked by a plurality of pins provided on the lower punch and which break under a constant pressure. In the single-press hot press machine, a space for loading the material to be molded is provided between the cylinder and the die that drives one of the upper and lower punches, and the upper and lower punches, and the lower punch is prevented from moving the die, and under constant pressure. 3. A hot press machine characterized by having a plurality of pins that break. 4. The hot pressing device according to the above 3, wherein the plurality of pins are on the same plane and support the bottom of the die. 5. The hot press device according to the above 3 or 4, wherein the lower punch is provided with a pin insertion hole. 6. The hot press device according to the above 5, wherein the lower side of the pin insertion hole is inclined downward and is provided with an insertion hole expanded outward. 7. The hot press device according to each of the above 3 to 6, wherein a notch is provided at a position inside the die side surface of the pin insertion hole. 8. The hot press machine according to each of the above 3 to 7, wherein a projection that comes into contact with the outer end of the pin is provided on the lower surface of the lower punch. The hot press device according to each of the above 3 to 8, wherein the lower punch has a large diameter at the lower portion, and the excessive lowering of the die is stopped by the large diameter portion of the lower punch.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に沿って説明
する。図１に、本発明の片押し式ホットプレス装置Ａの
断面説明図を示す。片押し式ホットプレス装置Ａは、上
下パンチ１、２の一方を駆動するシリンダー３とダイス
５及び上下パンチ間に被成形材４を装入できる空間があ
り、下パンチ２の側壁にダイスの移動を阻止し、かつ一
定の圧力下で破断する複数個のピン６を設けられてい
る。 （ここでは、上下パンチ１、２及びダイス５を合
わせて、モールドセットと呼ぶこととする。）
ピン６の個数に特に制限はないが、例えば対称に２個、
４個等を配列することができる。ピン６による支持が偏
らないように配列することが必要である。また、ピン６
の材質にも特に制限がないが、通常ダイス５やパンチ
１、２と同質の材料を使用することができる。下パンチ
２の下部７に大径部を設け、焼結後におけるダイス５の
必要以上の降下又は落下を途中で掛止する構造を有す
る。符号１４は焼結のチャンバーを示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional explanatory view of a one-sided pressing hot press apparatus A of the present invention. The one-push hot press apparatus A has a space for inserting a material to be molded 4 between a cylinder 3 for driving one of the upper and lower punches 1 and 2, a die 5 and the upper and lower punches, and moving the die on a side wall of the lower punch 2. Is provided and a plurality of pins 6 are provided that break under constant pressure. (Here, the upper and lower punches 1 and 2 and the die 5 are collectively referred to as a mold set.) The number of pins 6 is not particularly limited, but, for example, two pins 6 are symmetrical,
Four or the like can be arranged. It is necessary to arrange so that the support by the pins 6 is not biased. Also, pin 6
There is no particular limitation on the material, but the same material as that of the die 5 and the punches 1 and 2 can be used. A large-diameter portion is provided in the lower portion 7 of the lower punch 2 so that the die 5 after sintering is prevented from falling or dropping more than necessary. Reference numeral 14 indicates a sintering chamber.
【０００９】図２（イ）（ロ）に示すように、下パンチ
２の側壁にピン６の挿入孔８を設ける。この挿入孔８は
下側が下方向に傾斜する傾斜面９を持つように、外側に
拡張した形状を有していることが望ましい。これは後述
するように、ピン６が折れた際に下に落下し易い構造を
持たせるためである。図２（ハ）に示すように、ピン６
には一定の形状で折れるように、ノッチ１０を設けるの
が望ましい。ノッチ１０がない場合には、折れた場合で
も折れ口が不定形でダイス５が引っ掛かる場合がある。
ノッチ１０の位置は、挿入孔８のパンチ側面１１よりも
内側の位置とする。これによって、ピン６が折れた場合
にピン６の折れる位置がダイス５の径よりも内側とし、
残ったピン６にダイス５が引っ掛かって移動不能になる
ことを防止するためである。さらに、図２（ニ）に示す
ように、下パンチ２の下面に、前記ピン６の外側の端部
に当接する突起１２を設けることが望ましい。これによ
って、ピン６がせん断破壊するのを防止し、確実に曲げ
破壊されるようにする。As shown in FIGS. 2A and 2B, an insertion hole 8 for a pin 6 is provided in the side wall of the lower punch 2. It is desirable that the insertion hole 8 has a shape that is expanded outward so that the insertion hole 8 has an inclined surface 9 that inclines downward. This is because, as will be described later, when the pin 6 is broken, it has a structure that easily falls down. As shown in FIG. 2C, the pin 6
It is desirable to provide the notch 10 so that the notch 10 is bent in a constant shape. If the notch 10 is not provided, even if the notch 10 is broken, the crease may have an irregular shape and the die 5 may be caught.
The position of the notch 10 is inside the punch side surface 11 of the insertion hole 8. As a result, when the pin 6 is broken, the position where the pin 6 is broken is inside the diameter of the die 5,
This is to prevent the die 5 from being caught by the remaining pin 6 and becoming immovable. Further, as shown in FIG. 2D, it is desirable to provide a projection 12 on the lower surface of the lower punch 2 that abuts the outer end of the pin 6. This prevents the pin 6 from shear failure and ensures that it is bent and fractured.
【００１０】次に、本片押し式ホットプレス装置Ａを用
いて材料を焼結する際の、操作の概略を説明する。側面
１１にピン６を取付けた下パンチ２にダイス５を組み込
むと、ダイス５は下パンチ２のピン６に掛止され、それ
以上下に落ちることはなく保持される。この状態で、焼
結材料である被成形体４を間にグラファイト製等のスペ
ーサー板を挟んで必要な段数セットする。次に、上パン
チ１をダイス５に嵌め込んでモールドセットの組み立て
を終了する。なお、ダイス５は単純な一重構造のもので
も、内部にスリーブやテーパースリーブを持った二重、
三重構造のものでも使用できる。特にダイスの構造に制
限はない。Next, the outline of the operation when sintering the material using the one-sided hot pressing apparatus A will be described. When the die 5 is incorporated into the lower punch 2 having the pin 6 attached to the side surface 11, the die 5 is hooked by the pin 6 of the lower punch 2 and held without falling further. In this state, a required number of steps is set with a spacer plate made of graphite or the like interposed between the molded objects 4 made of a sintered material. Next, the upper punch 1 is fitted into the die 5 to complete the assembly of the mold set. Even if the die 5 has a simple single structure, it has a double sleeve with a sleeve or taper sleeve inside.
A triple structure can also be used. There is no particular limitation on the structure of the die.
【００１１】上記のモールドセットをチャンバー内の片
押し式ホットプレス装置にセットし、真空排気又は不活
性ガス置換を行う。大気又は酸化雰囲気でホットプレス
する場合は、その雰囲気で使用する。シリンダー３を作
動させプレスを開始する。図１ではシリンダー３が上に
あるが、下に設置したシリンダーを駆動しても良い。被
成形体４である材料が圧縮を受け、その圧力が側圧とし
てダイスに伝わると、被成形体４である材料との摩擦に
よりダイス５はプレス方向に移動する力を受ける。The above-mentioned mold set is set in a one-press hot-press apparatus in the chamber, and vacuum exhaust or inert gas replacement is performed. When hot pressing in the air or in an oxidizing atmosphere, use in that atmosphere. The cylinder 3 is operated and the press is started. Although the cylinder 3 is on the upper side in FIG. 1, the cylinder installed on the lower side may be driven. When the material that is the body to be molded 4 is compressed and the pressure is transmitted to the die as a lateral pressure, the die 5 receives a force that moves in the pressing direction due to friction with the material that is the body to be molded 4.
【００１２】所定の圧力となるまでは、下パンチ２に設
けたピン６がダイス５の動きを止めているが、その圧力
を超えると下パンチ２の突起１２がピン６の先端部を押
し、その力でピン６が折れて、ダイス５が自由に移動で
きるようになり、被成形体４である材料の収縮による移
動に伴って下方向に移動するようになる。この場合、前
記の通りダイス５はピン６によって移動を止められ、側
圧が十分に高くなっているので、ダイス５は被成形体４
である材料の側圧（摩擦）により支持されて、被成形体
４から外れダイス５が落下することはない。ピン６が折
れダイス５が自由に移動できるようになった状況の説明
図を図３に示す。符号１３は下パンチ２の大径部７の上
にある、折れたピンを示す。ピン６にノッチ１０を有す
る場合は、その部分からスムーズに破断する。折れたピ
ン１３は挿入孔８の傾斜面９から容易に落下する。破断
したピン６の一部は下パンチ２に残存するが、その長さ
は挿入孔８の長さよりも小さいのでダイスの動きに支障
がでることはない。The pin 6 provided on the lower punch 2 stops the movement of the die 5 until a predetermined pressure is reached. When the pressure is exceeded, the protrusion 12 of the lower punch 2 pushes the tip of the pin 6, The pin 6 is broken by the force, and the die 5 can move freely, and moves downward as the material of the molded body 4 moves due to contraction. In this case, the die 5 is stopped from moving by the pin 6 as described above, and the lateral pressure is sufficiently high.
The die 5 is supported by the lateral pressure (friction) of the material and does not come off the molded body 4 and drop. FIG. 3 shows an explanatory view of a situation in which the pin 6 is broken and the die 5 can move freely. Reference numeral 13 denotes a broken pin on the large diameter portion 7 of the lower punch 2. When the pin 6 has the notch 10, the pin 6 is smoothly broken. The broken pin 13 easily falls from the inclined surface 9 of the insertion hole 8. A part of the broken pin 6 remains in the lower punch 2, but its length is smaller than the length of the insertion hole 8, so that the movement of the die is not hindered.
【００１３】前記の通り、プレスが進行するに従って、
ダイス５はプレス方向に動くことができる。すなわち、
シリンダー３と反対側のパンチ２も相対的にダイス５に
押し込まれていく形態となるので、擬似的に両押しと同
じ効果を得ることができる。純粋な片押し方式と比較し
て、約２倍の段数を一度に成型焼結することができる。
焼結が終了し、成型物の温度が下ると、被成形材４の
材料によっては、成型物が収縮しダイス５を支えること
ができなくなり、双方が分離しダイス５が落下すること
があるが、その場合はダイス５が下パンチ２の大径部７
で支えられることになるので、チャンバー１４の壁にま
で落下しダイス５が破損するようなことはない。As described above, as the press progresses,
The die 5 can move in the pressing direction. That is,
Since the punch 2 on the opposite side of the cylinder 3 is also pushed into the die 5 relatively, the same effect as double pushing can be obtained. Compared with the pure one-sided pressing method, it is possible to mold and sinter about twice as many steps at a time.
When the sintering is completed and the temperature of the molded product is lowered, the molded product shrinks and cannot support the die 5, depending on the material of the material to be molded 4, and the two are separated and the die 5 may drop. , In that case, the die 5 is the large diameter portion 7 of the lower punch 2.
Since it is supported by, the die 5 will not be dropped to the wall of the chamber 14 and damaged.
【００１４】[0014]
【発明の効果】上記に示す通り、本発明は、下パンチに
設けた複数個のピンという簡単な機構により、側圧が一
定以上になるまでダイスの移動を阻止し、その側圧が一
定の圧を超えた時点でダイスの移動をフリーとして、プ
レスの進行に伴って被成形材と共にダイスが移動できる
ようにすることにより、片押し式ホットプレスでありな
がら、フローティングダイ方式と同等の効果（擬似的効
果）を得ることができるという優れた効果を有する。そ
して、従来の片押し式ホットプレス装置のわずかな改造
ですむという、安価でかつ保守が容易であるという著し
い特長を有する。As described above, according to the present invention, the movement of the die is prevented until the lateral pressure exceeds a certain level by a simple mechanism including a plurality of pins provided on the lower punch, and the lateral pressure is kept constant. When the temperature exceeds the limit, the movement of the die is free, and the die can move with the material to be molded as the press progresses. It has an excellent effect that (effect) can be obtained. Moreover, it has a remarkable feature that it is inexpensive and easy to maintain, since it requires only a slight modification of the conventional one-push hot press machine.
【図１】本発明の片押し式ホットプレス装置Ａの断面説
明図である。FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a one-side pressing hot press apparatus A of the present invention.
【図２】それぞれ、下パンチの側壁に設けたピンの挿入
孔の断面説明図（イ）、その拡大図（ロ）、ノッチを設
けたピンの説明図（ハ）、下パンチの下面に設けたピン
の外側端部に当接する突起の説明図（ニ）である。FIG. 2 is a sectional explanatory view (a) of an insertion hole of a pin provided on a side wall of a lower punch, an enlarged view (b) thereof, an explanatory view of a pin having a notch (c), and a lower punch provided on a lower surface thereof. It is explanatory drawing (d) of the protrusion which contacts the outer end part of the pin.
【図３】ピンが折れ、ダイスが下方に移動できるように
なった状況の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a situation in which the pin is broken and the die can move downward.
【図４】従来の両押し方式のプレス装置の概略説明図で
ある。FIG. 4 is a schematic explanatory view of a conventional double-pressing type press device.
【図５】フローティングダイ方式のプレス装置の概略説
明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of a floating die type pressing apparatus.
１、２２、３２ 上パンチ ２、２３、３４ 下パンチ ３ シリンダー ４ 被成形材 ５、２４、３０ ダイス ６ ピン ７ 大径部 ８ 挿入孔 ９ 傾斜面 １０ ノッチ １１ パンチ側面 １２ 突起 １３ 折れたピン １４ チャンバー １５ スペーサー板 １６ ホットプレスのヒーター １７ ホットプレスの断熱材 ２０、３３ 上シリンダー ２１ 下シリンダー ２５、３１ エアー又は油圧シリンダー 1, 22, 32 Upper punch 2,23,34 lower punch 3 cylinders 4 Molded material 5, 24, 30 dice 6 pin 7 Large diameter part 8 insertion holes 9 inclined surface 10 notches 11 punch side 12 protrusions 13 broken pins 14 chambers 15 Spacer plate 16 Hot press heater 17 Hot press insulation 20, 33 Upper cylinder 21 Lower cylinder 25, 31 air or hydraulic cylinders
Claims (9)
成形材をダイス及び上下パンチ間に装入した後プレスを
開始し、被成形材が圧縮を受けて発生した側圧が一定以
上になるまでダイスの移動を阻止するとともに、その側
圧が一定の圧を超えた時点でダイスが自由に移動できる
ようにしたことを特徴とするホットプレス方法。1. A one-press hot pressing method, in which a material to be molded is charged between a die and upper and lower punches and then pressing is started until the lateral pressure generated by compression of the material to be molded reaches a certain level or more. The hot pressing method is characterized in that the die is allowed to move freely when its lateral pressure exceeds a certain pressure.
で破断するピンによりダイスの移動を阻止することを特
徴とする請求項１記載のホットプレス方法。2. The hot pressing method according to claim 1, wherein movement of the die is prevented by a plurality of pins provided on the lower punch and ruptured under a constant pressure.
下パンチの一方を駆動するシリンダーとダイス及び上下
パンチ間に被成形材を装入できる空間を設け、下パンチ
にダイスの移動を阻止し、かつ一定の圧力下で破断する
複数個のピンを設けたことを特徴とするホットプレス装
置。3. A one-push hot press machine in which a space for loading a material to be molded is provided between a cylinder for driving one of the upper and lower punches and the die and the upper and lower punches, and the lower punch is prevented from moving the die. A hot press machine characterized in that a plurality of pins that break under constant pressure are provided.
スの下を支えるピンであることを特徴とする請求項３記
載のホットプレス装置。4. The hot pressing apparatus according to claim 3, wherein the plurality of pins are on the same plane and support the bottom of the die.
特徴とする請求項３又は４記載のホットプレス装置。5. The hot pressing apparatus according to claim 3, wherein the lower punch is provided with a pin insertion hole.
外側に拡張した挿入孔を備えていることを特徴とする請
求項５記載のホットプレス装置。6. The lower side of the pin insertion hole is inclined downward,
The hot pressing device according to claim 5, further comprising an insertion hole expanded to the outside.
位置にノッチを設けたことを特徴とする請求項３〜６の
それぞれに記載のホットプレス装置。7. The hot press machine according to claim 3, wherein a notch is provided at a position inside the die side surface of the pin insertion hole.
部に当接する突起を設けたことを特徴とする請求項３〜
７のそれぞれに記載のホットプレス装置。8. The lower punch is provided on its lower surface with a projection that comes into contact with the outer end of the pin.
7. The hot press device described in each of 7.
要以上の降下を下パンチの大径部で掛止することを特徴
とする請求項３〜８のそれぞれに記載のホットプレス装
置。9. The hot pressing apparatus according to claim 3, wherein the lower punch has a large diameter at its lower portion, and the excessive lowering of the die is stopped by the large diameter portion of the lower punch.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001348264A JP2003147409A (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Hot press method and hot press device |
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| JP2001348264A Withdrawn JP2003147409A (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Hot press method and hot press device |
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