JP4521326B2 - 熱可塑性素材の成形方法 - Google Patents
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Description
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型及び前記成形型が挿嵌されるスリーブを含む型セットを、加熱手段を有する加熱工程にて加熱・昇温し、前記熱可塑性素材を軟化させ、次いで成形工程にて押圧成形する熱可塑性素材の成形方法であって、
前記加熱工程において、前記一対の成形型で前記熱可塑性素材を、該熱可塑性素材が熱膨張して拡大する際の付勢圧よりも小さい挟持圧で挟持した状態で、前記一対の成形型の型間距離を検知しながら、前記型セットを加熱・昇温していき、前記一対の成形型の型間距離が拡大方向から縮小方向に転じた時点を検知した際、又はその後該熱可塑性素材の全体の硬さが均質となるように馴染ませ加熱時間を経過させた際に、該型セットを前記加熱手段による挟持から開放する、ことを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態の成形装置に供される型セットの構成例を示す断面図であり、図2は、成形装置の構成例を示す概念図である。
加熱工程部18は、上下に対向する加熱手段としての一対の上伝熱板8及び下伝熱板9と、上伝熱板8を上下(対向)方向に駆動する駆動手段としてのエアシリンダ15を含んでいる。エアシリンダ15による上伝熱板8の昇降動作により、加熱工程部18における型セット1の挟持、挟圧、解放等の動作が行われる。上伝熱板8及び下伝熱板9には、該上伝熱板8及び下伝熱板9の温度制御を行う不図示の温度調節器が接続されている。また、エアシリンダ15のロッド15aには検知片27が固定されていて、この検知片27の変位量(すなわち、上下型2、3の型間距離の変位量)は、センサ(検知手段)28によって検出されるようになっている。なお、このセンサ28による変位量の検知については後述する。
冷却工程部20は、上下に対向する加熱手段としての一対の上伝熱板12及び下伝熱板13と、上伝熱板12を上下(対向)方向に駆動する駆動手段としてのエアシリンダ17を含んでいる。エアシリンダ17による上伝熱板12の昇降動作により、冷却工程部20における型セット1の挟持、挟圧、解放等の動作が行われる。上伝熱板12及び下伝熱板13には、該上伝熱板12及び下伝熱板13の温度制御を行う不図示の温度調節器が接続されている。
加熱工程部18、成形工程部19、及び冷却工程部20の各々を構成する一対の上伝熱板8、10、12と下伝熱板9、11、13は、成形室7に収容されている。前記センサ28は、成形室7のフレームに取付けられている。また、下伝熱板9、11、13は、成形室7の底面に断熱的に固定されている。
本実施の形態において、成形作業は、型セット1が加熱工程部18、成形工程部19、及び冷却工程部20の下伝熱板9、11、13上を移動アーム25によって移動させられながら、エアシリンダ15、16、17によって上伝熱板8、10、12を降下させて型セット1を挟持しつつ、順次各工程の温度と圧力を付与して成形が進められる。
図3は、加熱工程部18において、型セット1を上伝熱板8と下伝熱板9で挟持したときの断面図を示す。同図を参照して、本実施の形態の技術的思想上の原理を簡単に説明する。
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、加熱工程部18にて加熱昇温中に、上型2と下型3の型間距離を監視しながら、高さ監視部31が上型2と下型3の型間距離が拡大方向から縮小方向に転じたその時点を基準に、加熱工程を完了させることとした。しかし、この加熱昇温による熱可塑性素材5の軟化は、実際のところ軟化の開始直後ゆえ、素材内部及び素材全体が均一に軟化されていない場合がある。このように、均一に軟化されていない状態で押圧成形を行うと、高品質の成形品が得られないおそれがある。
(成形条件)
以下に、本発明の第1と第2の実施の形態において、良好な成形品が得られたときの各種成形条件を示す。但し、これはあくまでも一例であって、この条件に限られるものではないことは勿論である。
(1)成形素材 光学ガラス(OHARA製)S−LAH58
素材形状 球状直径φ4mm 成形外径 5mm
加熱工程 上下伝熱板温度 870℃ 馴染ませ加熱時間 10秒
成形工程 上下伝熱板温度 800℃ 成形時荷重 15N
冷却工程 上下伝熱板温度 500℃
(2)成形素材 光学ガラス(OHARA製)L−LAH53
素材形状 球状直径φ4mm 成形外径 5mm
加熱工程 上下伝熱板温度 680℃ 馴染ませ加熱時間 10秒
成形工程 上下伝熱板温度 620℃ 成形時荷重 15N
冷却工程 上下伝熱板温度 300℃
2 上型
2a 成形面
3 下型
3a 成形面
4 スリーブ
5 成形素材
6 成形装置
7 成形室
8 上伝熱板
9 下伝熱板
10 上伝熱板
11 下伝熱板
12 上伝熱板
13 下伝熱板
15 エアシリンダ
15a ロッド部
16 エアシリンダ
17 エアシリンダ
18 加熱工程部
19 成形工程部
20 冷却工程部
25 移動アーム
27 検知片
28 センサ
30 制御部
31 高さ監視部
32 温度制御部
33 荷重制御部
34 動作制御部
Claims (1)
- 熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型及び前記成形型が挿嵌されるスリーブを含む型セットを、加熱手段を有する加熱工程にて加熱・昇温し、前記熱可塑性素材を軟化させ、次いで成形工程にて押圧成形する熱可塑性素材の成形方法であって、
前記加熱工程において、前記一対の成形型で前記熱可塑性素材を、該熱可塑性素材が熱膨張して拡大する際の付勢圧よりも小さい挟持圧で挟持した状態で、前記一対の成形型の型間距離を検知しながら、前記型セットを加熱・昇温していき、前記一対の成形型の型間距離が拡大方向から縮小方向に転じた時点を検知した際、又はその後該熱可塑性素材の全体の硬さが均質となるように馴染ませ加熱時間を経過させた際に、該型セットを前記加熱手段による挟持から開放する、熱可塑性素材の成形方法。
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