JP2767388B2 - プラスチック成形品の成形方法及びその成形装置 - Google Patents

プラスチック成形品の成形方法及びその成形装置

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JP2767388B2
JP2767388B2 JP6290398A JP29039894A JP2767388B2 JP 2767388 B2 JP2767388 B2 JP 2767388B2 JP 6290398 A JP6290398 A JP 6290398A JP 29039894 A JP29039894 A JP 29039894A JP 2767388 B2 JP2767388 B2 JP 2767388B2
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heating
stretching
plastic
molding
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一政 島津
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  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば多品種少量生産に
適するプラスチック成形品の成形方法及びその成形装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種のプラスチック成形品の成形
方法として、真空成形法や圧空成形法が知られている。
【0003】この真空成型法はプラスチック製のシート
材を加熱軟化させると共にシート材と型の間を負圧空気
によって負圧状態とし、大気圧を用いてシート材を型の
キャビテイ面に圧着し、この圧着状態でシート材を硬化
させて成形する方法であり、又、圧空成形法は大気圧を
利用する代わりに、圧縮空気を用いて、加熱軟化したシ
ート材を型のキャビテイ面に圧着し、この圧着状態でシ
ート材を硬化させて成形する方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
構造の場合、一般的には上記シート材としては、熱可塑
性樹脂からなるシート材、例えば幅1,600mm×長
さ3,000mm×厚さ2mm乃至8mm程度、このう
ち特に例えば幅1,600mmを上限値として成形され
ているのが現状であり、このためこれ以上の幅寸法のシ
ート材を必要とする成形品の場合には、そのシート材を
入手することが困難であることから、別途、その幅のシ
ート材を成形する機械を製作しなければならず、このた
め装置全体の設備費が高く付いて経済性の面での大きな
不都合を有している。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
解決することを目的とするもので、この第一の発明のプ
ラスチック成形品の成形方法は、プラスチック製のシー
ト材を加熱軟化させると共に空気圧によって型のキャビ
テイ面に圧着し、この圧着状態でシート材を硬化させて
プラスチック成形品を成形するに際し、上記シート材を
加熱状態下で延伸加工した後に連続してプラスチック成
形を行うと共に該延伸加工の際にシート材の加熱温度や
シート材の加熱に伴うシート材のドローダウンを検出し
てシート材の引動動作を制御することを特徴とするもの
である。
【0006】また第二の発明のプラスチック成形品の成
形装置は、プラスチック製のシート材を加熱する加熱機
構と、シート材を型のキャビテイ面に空気圧により圧着
させる圧着機構と、プラスチック成形前のシート材を加
熱状態下で延伸加工する延伸機構と、延伸時においてシ
ート材の抗張力等の機械的性質に応じて、シート材の加
熱温度やシート材の引動速度を制御してシート材のドロ
ーダウンの発生を抑制する延伸制御回路と、延伸加工の
際にシート材の加熱に伴うシート材のドローダ ウンを検
出するセンサーと、該センサーからの検出信号によりシ
ート材の引動動作を制御する検出制御回路とを備えてな
ることを特徴とするものである。
【0007】
【作用】先ず、プラスチック成形に先立ち、シート材は
加熱状態下で延伸加工され、その後に連続して、シート
材は加熱軟化されると共に空気圧によって型のキャビテ
ィ面に圧着され、この圧着状態でシート材は硬化して成
形され、この延伸加工の際に延伸制御回路により上記シ
ート材の抗張力等の機械的性質に応じて、シート材の加
熱温度やシート材の引動速度が制御され、シート材のド
ローダウンの発生が抑制されると共にこの延伸加工の際
にシート材の加熱に伴うシート材のドローダウンはセン
サーにより検出され、このセンサーからの検出信号によ
り検出制御回路でシート材の引動動作が制御されること
になる。
【0008】
【実施例】図1乃至図7は本発明を圧空成形装置に用い
た実施例を示し、1はシート材であって、この場合熱可
塑性樹脂からなるシート材1が用いられ、具体的には例
えば幅B=1,600mm×長さL=3,000mm×
厚さ=5mmのものが用いられている。
【0009】2は型であって、金型、樹脂型、木型等が
用いられ、図外の上下動作機構により上下動可能に設け
られ、成形品に応じたキャビティ面2aが形成され、か
つキャビティ面2aには小さな排気穴2bが複数個開穿
されている。
【0010】3は加熱機構であって、この場合遠赤外線
ヒータとしてのヒータ3a・3bからなり、上記シート
材1の上下位置に図示省略の移動機構により挿入退避動
作可能に設けられている。
【0011】4は圧着機構であって、この場合上記シー
ト材1を境にして型2に圧空ボックス5を対設し、圧空
ボックス5内に圧縮空気Aを供給する圧縮空気供給機構
6を接続して構成している。
【0012】7は延伸機構であって、この場合シート材
1の幅方向の対向する二辺の各々の中点を挟着保持する
油圧式の挟着機構8と、隣る長さ方向の対向する二辺の
各三箇所計六箇所を挟着保持する挟着部材9a及びこの
挟着部材9aをシート材1の幅方向に引動するサーボモ
ータ等の制御用モータ及びボールネジ機構からなるアク
チュエータ9cを含む引動機構9からなる。尚、このア
クチュエータ9cとして油圧シリンダを用いることもで
きる。
【0013】10はクランプ機構であって、この場合上
記引動機構9と、上記シート材1の幅方向の対向する二
辺の左右両側部分を挟着保持するクランプ部材11から
構成されている。
【0014】12は延伸制御回路であって、シート材1
の抗張力等の機械的性質に応じて、上記加熱機構のヒー
タの温度や引動機構9のシート引動速度等を制御し、こ
れによりシート材1の中央部が垂れ下がる、所謂ドロー
ダウンを防ぐためのものである。
【0015】13はセンサー、14は検出制御回路であ
って、上記延伸機構7に延伸加工の際にシート材1の加
熱に伴うシート材1のドローダウン、所謂垂れ下がり現
象を検出する光電管式、レーザー式等のセンサーからな
るセンサー13を設け、この場合センサー13は垂れ下
がり限度を検出する下限位置検出センサー13aと垂れ
下がり解消を検出する上限位置検出センサー13bから
なり、シート材1が加熱機構3により加熱されてドロー
ダウンが生じ、このドローダウンが下限度以上に達する
と、これを下限位置検出センサー13aが検出し、この
下限検出信号により引動機構9のアクチュエータ9cの
制御用モータが回転し、この回転がボールネジ機構によ
り挟着部材9aの直線運動に変換されてシート材1の引
動動作を開始し、この引動動作によりシート材1は引動
されて、シート材1のドローダウン現象が解消し、これ
を上限位置検出センサー13bが検出すると引動機構9
アクチュエータ9cの制御用モータの回転が停止して
引動動作が停止し、この繰り返しの動作を検出制御回路
14により行って、徐々にシート材1を延伸するように
構成したものである。
【0016】この実施例は上記構成であるから、先ず、
熱可塑性樹脂からなるシート材1を人為的又は自動的に
供給配置し、次いで、図1の如く、延伸機構7の挟着機
構8によりシート材1の幅方向の対向する二辺の各々の
中点を挟着保持すると共に引動機構9により隣る長さ方
向の対向する二辺の各三箇所計六箇所を挟着保持し、次
いで図2の如く、加熱機構3としての上下のヒータ3a
・3bを上記シート材1の上方位置及び下方位置に挿入
位置し、この加熱機構3によりシート材1を所定温度で
加熱して、この加熱状態下で図3の如く、引動機構9に
よりシート材1を幅方向に引動して延伸加工し、この場
合原幅B=1,600mmから延伸後の幅B1=2,0
00mmまで引き延ばすことになる。
【0017】そして、上記シート材1の延伸加工が完了
したら、図4の如く、クランプ機構10によりシート材
1の幅方向の対向する二辺の左右両側部分を挟着し、こ
れによりシート材1の幅方向の対向する二辺の各々の中
点を挟着機構8及び隣る長さ方向の対向する二辺の各三
箇所計六箇所を引動機構9並びに幅方向の対向する二辺
の左右両側部分をクランプ機構10によりそれぞれ挟着
し、この状態で加熱機構3によりシート材1を成形温度
に加熱して軟化させ、その後加熱機構3のヒータ3a・
3bは後退移動して側方に退避すると共に型2は上昇し
てシート材1は型2上に接触することになる。尚、この
際、成形温度での加熱によりシート材1が軟化して下側
のヒータ3bに接触しないように圧縮空気をシート材1
の下側から吹いてシート材1を浮き上がらせる機構を設
置することもある。
【0018】次いで、図5の如く、圧着機構4の圧空ボ
ックス5が下降し、シート材1は型2と圧空ボックス5
とで挟着され、圧空ボックス5はシート材1に密着さ
れ、この状態で圧縮空気供給機構6より圧空ボックス5
内に圧縮空気Aが供給され、この圧縮空気Aによってシ
ート材1は型2のキャビティ面2aに圧着される。
【0019】この圧着状態でシート材1が硬化するまで
圧着状態が継続され、シート材1が硬化したのち圧縮空
気Aの供給が停止するとともに圧空ボックス5が上昇
し、次いで型2が下降して脱型し、挟着機構8及び引動
機構9並びにクランプ機構10を解放動作させてシート
材1を釈放し、その後、常法によりトリミングして成形
品Wを得ることになる。
【0020】このように、シート材1を加熱状態下で延
伸機構7により延伸加工した後に連続して上記プラスチ
ック成形を行うことになるから、大型の成形品に必要な
幅のシート材を成形する機械を別途製作する必要がなく
なり、入手が容易なシート材1を用いて所定の成形品を
成形することができ、このため装置全体の設備費を低く
することができて経済性を高めることができる。
【0021】またこの延伸加工の際に、延伸制御回路1
2により、シート材1の抗張力等の機械的性質に応じ
て、上記延伸加工時においてシート材1を加熱する加熱
機構3のシート材1の加熱温度や引動機構9のシート引
動速度等が制御され、これによりドローダウンを防ぐこ
とができ、型の再現性が良好になって外観、外形精度が
良好なプラスチック成形品を得ることができると共に厚
さの不均一や歪みの発生を防止することができ、高品質
な成形品を得ることができる。
【0022】また、上記延伸加工の際に、シート材1の
加熱に伴うシート材1のドローダウンをセンサー13に
より検出し、センサー13からの検出信号により検出制
御回路14でシート材1の引動動作を制御するようにし
ているから、加熱機構3のシート加熱温度条件やシート
材1の機械的性質並びに加工雰囲気等の加工条件をそれ
程考慮する必要がなくなり、ドローダウンに基づいて、
ドローダウンを検出して徐々に延伸することができ、そ
れだけ均一な厚さで延伸することができ、厚さの不均一
や歪みの発生を防止することができ、高品質な成形品を
得ることができる。
【0023】尚、上記実施例の型2に形成された排気穴
2bに真空発生装置を接続し、圧縮空気供給機構6より
圧縮空気Aを供給してシート材1を型2のキャビティ面
2aに圧着させるとき、この真空発生装置によりキャビ
ティ内を負圧状態とし、シート材1のキャビティ面2a
への圧着を良好なものとすることもある。
【0024】また上記実施例は圧空成形に適用している
が、真空成形にも適用でき、この真空成形の場合、上記
圧空ボックス5及び圧縮空気供給機構6からなる圧着機
構4に代えて、真空発生装置からなる圧着機構を配備
し、真空発生装置によりキャビティ内を負圧状態とし、
この負圧の空気圧によりシート材1をキャビティ面2a
に圧着させて硬化させることになる。
【0025】またシート材1としては、ABS樹脂、ポ
リ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等からなる熱可塑性樹脂を用いることができる。
【0026】又、上記実施例においては、上下二個のセ
ンサーを用いているが、下限位置検出センサ13aのみ
とし、タイマー回路等により引動時間を制御することも
可能であり、又、センサー13の方式や構造、取付位
置、取付個数等は適宜変更して設計される。
【0027】
【発明の効果】本発明のプラスチック成形品の成形方法
及びその成形装置は上述の如く、シート材を加熱状態下
で延伸機構により延伸加工した後に連続して上記プラス
チック成形を行うことになるから、大型の成形品に必要
な幅のシート材を成形する機械を別途製作する必要がな
くなり、入手が容易なシート材を用いて所定の成形品を
成形することができ、このため装置全体の設備費を低く
することができて経済性を高めることができ、かつ、こ
の延伸加工の際に、延伸制御回路により、シート材の抗
張力等の機械的性質に応じて、延伸加工時のシート加熱
温度やシート材の引動速度を制御し、シート材のドロー
ダウンを防ぐことができ、型の再現性が良好になって外
観、外形精度が良好なプラスチック成形品を得ることが
できると共に厚さの不均一や歪みの発生を防止すること
ができ、高品質な成形品を得ることができ、更に、上記
延伸加工の際にシート材の加熱に伴うシート材のドロー
ダウンをセンサーにより検出し、このセンサーからの検
出信号により検出制御回路でシート材の引動動作を制御
することにより、加熱機構の温度条件やシート材の機械
的性質並びに加工雰囲気等の加工条件をそれ程考慮する
必要がなくなり、ドローダウンに基づいて、ドローダウ
ンを検出して徐々に延伸することができ、それだけ均一
な厚さで延伸することができ、厚さの不均一や歪みの発
生を防止することができ、高品質な成形品を得ることが
できる。
【0028】以上の如く、所期の目的を充分達成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の成形工程説明図である。
【図2】本発明の実施例の成形工程説明図である。
【図3】本発明の実施例の成形工程説明図である。
【図4】本発明の実施例の成形工程説明図である。
【図5】本発明の実施例の成形工程説明図である。
【図6】本発明の実施例の成形工程説明図である。
【図7】本発明の実施例の制御系統説明図である。
【符号の説明】
1 シート材 2 型 3 加熱機構 4 圧着機構 7 延伸機構 12 延伸制御回路 13 センサー 14 検出制御回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−44627(JP,A) 特開 昭63−233819(JP,A) 浅野和夫、現場マニュアル 「熱加工 成形(真空成形 圧空成形)編、総合化 学研究所、昭和46年9月発行、P.119 −121 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 51/04 - 51/26 B29C 51/42,51/46 B29C 55/02 B29L 22:00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチック製のシート材を加熱軟化さ
    せると共に空気圧によって型のキャビテイ面に圧着し、
    この圧着状態でシート材を硬化させてプラスチック成形
    品を成形するに際し、上記シート材を加熱状態下で延伸
    加工した後に連続してプラスチック成形を行うと共に該
    延伸加工の際にシート材の加熱温度やシート材の加熱に
    伴うシート材のドローダウンを検出してシート材の引動
    動作を制御することを特徴とするプラスチック成形品の
    成形方法。
  2. 【請求項2】 プラスチック製のシート材を加熱する加
    熱機構と、シート材を型のキャビテイ面に空気圧により
    圧着させる圧着機構と、プラスチック成形前のシート材
    を加熱状態下で延伸加工する延伸機構と、延伸時におい
    てシート材の抗張力等の機械的性質に応じて、シート材
    の加熱温度やシート材の引動速度を制御してシート材の
    ドローダウンの発生を抑制する延伸制御回路と、延伸加
    工の際にシート材の加熱に伴うシート材のドローダウン
    を検出するセンサーと、該センサーからの検出信号によ
    りシート材の引動動作を制御する検出制御回路とを備え
    てなることを特徴とするプラスチック成形品の成形装
    置。
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