JP6738098B2 - Compression molding system and compression molding method for resin containing reinforcing fiber - Google Patents

Compression molding system and compression molding method for resin containing reinforcing fiber Download PDF

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本発明は圧縮成形装置の型開された下型に対して材料供給装置から強化繊維を含有する溶融樹脂材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融樹脂材料を圧縮する強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムおよび圧縮成形方法に関するものである。 According to the present invention, a molten resin material containing reinforcing fibers is supplied from a material supply device to an opened lower mold of a compression molding device, and then the lower mold and the upper mold are closed to compress the molten resin material. The present invention relates to a compression molding system and a compression molding method for a reinforcing fiber-containing resin.

強化繊維を含有する溶融樹脂材料は、同じ溶融樹脂材料であって強化繊維を含有しない材料よりも流動性が低い。そのため射出成形により成形を行おうとした場合、断面積の小さいスプルやランナを介してキャビティに流動性が悪い強化繊維を含有する溶融樹脂材料を送り込むことは難しく、特に薄肉の成形品などが良好に成形できない場合があった。そこで強化繊維を含有する溶融樹脂材料の成形の分野では、圧縮成形装置の型開された下型のキャビティ面に対して材料供給装置から強化繊維を含有する溶融樹脂材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融樹脂材料を圧縮する強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムが特許文献1、特許文献2のように採用されている。 The molten resin material containing the reinforcing fibers has lower fluidity than the same molten resin material containing no reinforcing fibers. Therefore, when trying to perform molding by injection molding, it is difficult to send the molten resin material containing the reinforcing fibers with poor fluidity into the cavity through the sprue or runner with a small cross-sectional area, especially for thin-walled molded products. It could not be molded. Therefore, in the field of molding molten resin material containing reinforcing fibers, the molten resin material containing reinforcing fibers is supplied from the material supply device to the cavity surface of the lower mold opened in the compression molding device, and then the lower surface is formed. A compression molding system of a reinforcing fiber-containing resin, which closes a mold and an upper mold and compresses the molten resin material, is adopted as in Patent Documents 1 and 2.

特許文献1は、熱可塑性樹脂及び繊維から物品を形成する圧縮成形システムに関し、押出機から溶融混合材料を押出して、下型のキャビティ面に自然落下させる際に下型を移動させながら供給するものである。そして溶融混合材料の供給された下型はプレス装置に運ばれて上型を押圧して物品が形成される。 Patent Document 1 relates to a compression molding system for forming an article from a thermoplastic resin and fibers, and a method of extruding a molten mixed material from an extruder and supplying it while moving the lower mold when the molten mixed material is naturally dropped to the cavity surface of the lower mold. Is. Then, the lower mold to which the molten mixed material is supplied is conveyed to a pressing device and presses the upper mold to form an article.

特許文献2もまた、下型のキャビティ面に材料供給装置から炭素繊維と樹脂の溶融樹脂材料を供給し下型をプレス装置の加圧位置に移動させて固定し、上型を下降させて前記溶融樹脂材料を圧縮する圧縮成形システムに関するものである。特許文献2は、材料供給装置から溶融樹脂材料を供給する際に、下型の移動と材料供給装置の移動を同時または交互に実行する。これら特許文献1および特許文献2の装置では、下型等を移動させながら溶融樹脂材料を供給するので理論上は溶融樹脂材料が下型のキャビティ面の特定の部分のみに供給されることなく満遍なく供給できる。 Patent Document 2 also supplies a molten resin material of carbon fiber and resin from a material supply device to the cavity surface of the lower mold, moves the lower mold to a pressing position of a pressing device and fixes the lower mold, and lowers the upper mold, The present invention relates to a compression molding system for compressing a molten resin material. In Patent Document 2, when the molten resin material is supplied from the material supply device, the lower die is moved and the material supply device is moved simultaneously or alternately. In the devices of Patent Document 1 and Patent Document 2, since the molten resin material is supplied while moving the lower mold and the like, theoretically, the molten resin material is not supplied only to a specific portion of the cavity surface of the lower mold and is evenly distributed. Can be supplied.

特表2006−509648号公報(請求項1、図6A)Japanese Patent Publication No. 2006-509648 (claim 1, FIG. 6A) 特開2013−215971号公報(請求項4、請求項5、図1、図4)JP, 2013-215971, A (claim 4, claim 5, Drawing 1, Drawing 4)

しかしながら材料供給装置から供給される強化繊維を含有する溶融樹脂材料は、前記したように流動性が低く、供給装置から供給される途中で捻じれ等の変形が発生する場合もあるため材料供給装置が材料供給作動を開始してから下型のキャビティ面に落下する時間にはバラつきがあるのが実状である。そのため供給装置による材料供給作動のタイミング(遅延させる場合も含む)をトリガとして下型または材料供給装置を移動させていたのでは下型のキャビティ面に対して適切な材料供給ができない場合が多かった。 However, the molten resin material containing the reinforcing fibers supplied from the material supply device has low fluidity as described above, and may be deformed such as twisted while being supplied from the supply device. In reality, there is a variation in the time it takes for the material to drop onto the cavity surface of the lower mold after starting the material supply operation. Therefore, if the lower mold or the material supply device is moved by using the timing of the material supply operation by the supply device (including the case where it is delayed) as a trigger, it is often impossible to appropriately supply the material to the cavity surface of the lower mold. ..

本発明では、上記の問題に鑑みて圧縮成形装置の型開された下型に対して材料供給装置から強化繊維を含有する溶融樹脂材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融樹脂材料を圧縮する強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムにおいて、材料供給装置から適切な材料供給を行うことができる圧縮成形システムおよび圧縮成形方法を提供することを目的とする。 In the present invention, in view of the above problems, the molten resin material containing the reinforcing fiber is supplied from the material supply device to the opened lower mold of the compression molding device, and then the lower mold and the upper mold are closed. An object of the present invention is to provide a compression molding system and a compression molding method capable of appropriately supplying a material from a material supply device in a compression molding system of a reinforcing fiber-containing resin for compressing the molten resin material.

本発明の請求項1に記載の強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムは、圧縮成形装置の型開された下型に対して材料供給装置から強化繊維を含有する溶融樹脂材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融樹脂材料を圧縮する強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムであって、スクリュまたはプランジャを内蔵した加熱シリンダと供給口を備えた材料供給装置と、前記材料供給装置から下型または材料一時載置部に向けて供給される溶融樹脂材料を検知する材料検知手段と、前記材料検知手段による前記溶融樹脂材料の検知により下型または材料一時載置部と材料供給装置とを相対的に移動させる移動手段とが備えられ、前記材料検知手段は圧縮成形装置に備えられ、下型のキャビティの端部近傍の上方位置において前記材料供給装置から下型に供給される前記溶融樹脂材料を検知するものであることを特徴とする。 A compression molding system for a reinforcing fiber-containing resin according to claim 1 of the present invention supplies a molten resin material containing a reinforcing fiber from a material supply device to a lower mold that is opened in a compression molding device, and thereafter. A compression molding system for a reinforced fiber-containing resin for compressing the molten resin material by closing a lower mold and an upper mold, the material supply device including a heating cylinder having a screw or a plunger built therein and a supply port, and the material supply. Material detection means for detecting a molten resin material supplied from the device toward the lower die or the temporary material placement portion, and the lower die or the temporary material placement portion and the material supply by the detection of the molten resin material by the material detection means Moving means for moving the apparatus relative to each other , the material detecting means is provided in the compression molding apparatus, and is supplied from the material supplying apparatus to the lower mold at an upper position near the end of the cavity of the lower mold. It is characterized in that the molten resin material is detected .

本発明の請求項2に記載の強化繊維含有樹脂の圧縮成形方法は、圧縮成形装置の型開された下型に対して材料供給装置から強化繊維含有する溶融樹脂材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融樹脂材料を圧縮する強化繊維含有樹脂の圧縮成形方法であって、材料供給装置から供給された溶融樹脂材料を材料検知手段が検知すると、下型または材料一時載置部と材料供給装置とが相対的に移動開始されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for compression-molding a reinforcing fiber-containing resin, wherein a molten resin material containing reinforcing fibers is supplied from a material supply device to a lower mold that is opened in a compression molding device, and then a downward molding is performed. A method for compression-molding a reinforced fiber-containing resin, comprising closing a mold and an upper mold to compress the molten resin material, wherein the material detection means detects the molten resin material supplied from the material supply device, and the lower mold or the material temporary It is characterized in that the placing part and the material supply device are relatively moved.

本発明の請求項3に記載の強化繊維含有樹脂の圧縮成形方法は、請求項2において、前記材料供給装置から供給される溶融樹脂材料は、炭素繊維と熱可塑性樹脂を含む材料であることを特徴とする。 In the compression molding method for a reinforcing fiber-containing resin according to claim 3 of the present invention, the molten resin material supplied from the material supply device according to claim 2 is a material containing carbon fibers and a thermoplastic resin. Characterize.

本発明の強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムは、圧縮成形装置の型開された下型に対して材料供給装置から強化繊維を含有する溶融樹脂材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融樹脂材料を圧縮する強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムであって、スクリュまたはプランジャを内蔵した加熱シリンダと供給口を備えた材料供給装置と、前記材料供給装置から下型または材料一時載置部に向けて供給される溶融樹脂材料を検知する材料検知手段と、前記材料検知手段による前記溶融樹脂材料の検知により下型または材料一時載置部と材料供給装置とを相対的に移動させる移動手段とが備えられ、前記材料検知手段は圧縮成形装置に備えられ、下型のキャビティの端部近傍の上方位置において前記材料供給装置から下型に供給される前記溶融樹脂材料を検知するものであるので、材料供給装置から適切な材料供給を行うことができる。 The compression molding system for a reinforcing fiber-containing resin of the present invention supplies a molten resin material containing a reinforcing fiber from a material supply device to a lower mold opened in a compression molding device, and then a lower mold and an upper mold. A compression molding system of a reinforced fiber-containing resin for closing and compressing the molten resin material, comprising a heating cylinder having a screw or a plunger built therein and a supply port, and a lower mold or a material from the material supply unit. Material detection means for detecting the molten resin material supplied toward the temporary placement part, and the lower die or the material temporary placement part and the material supply device relatively by the detection of the molten resin material by the material detection means. A moving means for moving the material, and the material detecting means is provided in the compression molding device, and detects the molten resin material supplied to the lower mold from the material supply device at an upper position near the end of the cavity of the lower mold. since those, it is possible to perform appropriate material supplied from a material supply device.

本実施形態の強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムの正面図である。It is a front view of the compression molding system of the reinforced fiber containing resin of this embodiment. 本実施形態の強化繊維含有樹脂の圧縮成形装置の要部のA−A線の矢視図である。It is an arrow line view of the AA line of the important section of the compression molding device of the reinforced fiber content resin of this embodiment. 本実施形態の強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムの要部とその作動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principal part of the compression molding system of the reinforcing fiber containing resin of this embodiment, and its operation|movement. 別の実施形態の強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムの正面図である。It is a front view of the compression molding system of the reinforcing fiber containing resin of another embodiment. 更に別の実施形態の強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムの正面である。It is a front view of the compression molding system of the reinforcing fiber containing resin of another embodiment.

図1ないし図3により本実施形態の強化繊維含有樹脂の圧縮成形システム11について説明する。本実施形態の圧縮成形システム11は、強化繊維の一種である炭素繊維を含有する樹脂が溶融された溶融樹脂材料M(以下溶融樹脂材料Mという)を上型12と下型13の間で圧縮する圧縮成形装置14と、前記溶融樹脂材料Mの材料供給装置15が設けられている。 A compression molding system 11 for a reinforcing fiber-containing resin of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The compression molding system 11 of the present embodiment compresses a molten resin material M (hereinafter referred to as a molten resin material M) in which a resin containing carbon fibers, which is a kind of reinforcing fiber, is melted between an upper mold 12 and a lower mold 13. A compression molding device 14 and a material supply device 15 for the molten resin material M are provided.

圧縮成形装置14について説明すると、下盤である固定盤16の四隅近傍には4本のタイバ17が立設されており、タイバ17の上部は、上盤である受圧盤18の四隅近傍に固定されている。また固定盤16と受圧盤18の間には、可動盤19がタイバ17に挿通されて上下方向に移動可能となっている。受圧盤18には圧縮手段である圧縮用シリンダ20が設けられ、圧縮用シリンダ20のラム21は可動盤19の背面に固定されている。また受圧盤18と可動盤19の間には型開閉手段である型開閉シリンダ22が設けられている。なお圧縮用シリンダ20および型開閉シリンダ22は電動機構を用いたものでもよく、例えばトグル機構やクランク機構により圧縮成形を行う圧縮成形装置であってもよい。圧縮成形装置14の可動盤19の下面の定位置には可動金型である上型12が取付け可能となっている。また固定盤16の上面の定位置には固定金型である下型13が取付可能となっている。 Explaining the compression molding device 14, four tie bars 17 are erected in the vicinity of the four corners of the fixed board 16 which is the lower board, and the upper part of the tie bar 17 is fixed near the four corners of the pressure receiving board 18 which is the upper board. Has been done. A movable platen 19 is inserted between the fixed platen 16 and the pressure receiving plate 18 by a tie bar 17 so as to be vertically movable. The pressure receiving plate 18 is provided with a compression cylinder 20 as a compression means, and a ram 21 of the compression cylinder 20 is fixed to the back surface of the movable plate 19. A mold opening/closing cylinder 22 serving as a mold opening/closing means is provided between the pressure receiving plate 18 and the movable platen 19. The compression cylinder 20 and the mold opening/closing cylinder 22 may use an electric mechanism, and may be, for example, a compression molding device that performs compression molding using a toggle mechanism or a crank mechanism. The upper mold 12 as a movable mold can be attached to a fixed position on the lower surface of the movable platen 19 of the compression molding device 14. Further, a lower mold 13 which is a fixed mold can be attached at a fixed position on the upper surface of the fixed platen 16.

次に固定盤16に取付けられている材料検知手段24について説明する。材料検知手段24は、材料供給装置15から下型13のキャビティ面13aに向けて供給される溶融樹脂材料Mを下型13のキャビティ面13aの端部近傍の上方位置において検知するものである。固定盤16の上面において下型13が取付けられる部分の両側近傍には、材料検知手段24の支持台25、25がそれぞれ取付けられている。そして一方の支持台25の上には光電管26の投光器26aが取付けられ他方の支持台25の上には光電管26の受光器26bが取付けられている。これら光電管26の取付位置は、下型13、材料供給装置15の供給口27、供給される材料等の変更に対応してその高さ方向の位置や水平方向の位置が調整可能となっている。 Next, the material detecting means 24 attached to the fixed board 16 will be described. The material detection unit 24 detects the molten resin material M supplied from the material supply device 15 toward the cavity surface 13a of the lower mold 13 at an upper position near the end of the cavity surface 13a of the lower mold 13. Supports 25, 25 of the material detecting means 24 are attached to the upper surface of the fixed board 16 near both sides of the portion to which the lower mold 13 is attached. Then, the projector 26a of the photoelectric tube 26 is mounted on the one support 25, and the light receiver 26b of the photoelectric tube 26 is mounted on the other support 25. The mounting position of these photoelectric tubes 26 can be adjusted in the height direction and the horizontal position in response to changes in the lower die 13, the supply port 27 of the material supply device 15, the material to be supplied, and the like. ..

なお材料検知手段24のセンサは溶融樹脂材料Mが検知できるものであれば光電管26には限定されない。一例としてCCDカメラ、超音波センサ、静電容量型磁気センサ、赤外線センサなどでもよい。また加熱された溶融樹脂材料Mが接近したことを感知する温度センサや下型13上に溶融樹脂材料Mが落下開始したことを検知するロードセル等でもよい。また材料検知手段24は圧縮成形装置14の一部である下型13に直接取付けられたものや、圧縮成形装置14の外部の部材に取付けられたものであってもよい。 The sensor of the material detecting means 24 is not limited to the photoelectric tube 26 as long as the molten resin material M can be detected. As an example, a CCD camera, an ultrasonic sensor, a capacitance type magnetic sensor, an infrared sensor or the like may be used. Further, a temperature sensor that detects that the heated molten resin material M approaches, a load cell that detects that the molten resin material M starts to fall onto the lower mold 13, and the like may be used. The material detecting means 24 may be directly attached to the lower mold 13 which is a part of the compression molding device 14, or may be attached to a member outside the compression molding device 14.

次に材料供給装置15について説明する。材料供給装置15は、圧縮成形装置14の一側に設けられ、図示しないスクリュを内蔵した加熱筒28の先端に下向きの供給口27を備えたノズル29が取付けられている。このノズル29の部分はダイとも呼ばれ、下型13や供給される材料に応じて異なるノズル29に交換可能となっている。なおノズル29の供給口27の部分には溶融樹脂材料Mの供給を遮断するカッタ(図示せず)を設けてもよい。 Next, the material supply device 15 will be described. The material supply device 15 is provided on one side of the compression molding device 14, and has a nozzle 29 having a downwardly-directed supply port 27 attached to the tip of a heating cylinder 28 containing a screw (not shown). This nozzle 29 part is also called a die, and can be replaced with a different nozzle 29 depending on the lower mold 13 and the material to be supplied. A cutter (not shown) that shuts off the supply of the molten resin material M may be provided at the portion of the supply port 27 of the nozzle 29.

また材料供給装置15の本体30には、いずれも図示しないがスクリュを回転させるスクリュ回転モータやスクリュを前進させるスクリュ前進用のモータなどを備えている。また材料供給装置15の本体30には材料を供給するホッパ31等が取付けられている。材料供給装置15についてはその機構は限定されず、スクリュを内包した加熱筒28で可塑化した溶融樹脂材料Mをピストン式のプランジャに送り、プランジャから下型13に向けて供給するものや、スクリュを有さずにプランジャのみを内包した加熱筒からなるものなどでもよい。 Further, the main body 30 of the material supply device 15 is provided with a screw rotation motor for rotating the screw, a screw forward motor for moving the screw forward, and the like, which are not shown. Further, a hopper 31 or the like for supplying the material is attached to the main body 30 of the material supply device 15. The mechanism of the material supply device 15 is not limited, and the molten resin material M plasticized by the heating cylinder 28 including the screw is sent to the piston type plunger and is supplied from the plunger to the lower mold 13, or the screw is supplied. It is also possible to use a heating cylinder that does not have the above and only includes the plunger.

材料供給装置15は基台32のガイドレール33上に載置され、圧縮成形装置14に対して移動手段により進退移動されるようになっている。具体的には材料供給装置15の本体30下部には油圧シリンダ34のシリンダ部34aが取付けられ、ロッド部34bは圧縮成形装置14の固定盤16の側面に固定されている。なお移動手段は電動機とボールねじ機構を用いたものなどでもよくその機構は限定されない。 The material supply device 15 is placed on the guide rail 33 of the base 32 and is moved forward and backward by the moving means with respect to the compression molding device 14. Specifically, the cylinder portion 34 a of the hydraulic cylinder 34 is attached to the lower portion of the main body 30 of the material supply device 15, and the rod portion 34 b is fixed to the side surface of the stationary platen 16 of the compression molding device 14. The moving means may be one using an electric motor and a ball screw mechanism, and the mechanism is not limited.

次に本実施形態の強化繊維含有樹脂の圧縮成形システム11を用いた圧縮成形方法について説明する。図1の前の状態であって、圧縮成形装置14の上型12と下型13の間で前回の成形品が圧縮成形されている際に、並行して材料供給装置15においては図示しないスクリュ回転用モータの作動によりスクリュが回転されて次に供給する溶融樹脂材料Mの可塑化が行われる。その際スクリュはスクリュ前進用モータにより背圧が制御されながら後退される。そしてスクリュは所定の後退位置に到達すると回転が停止され、可塑化が完了する。このとき基台32に対する材料供給装置15の位置は、ガイドレール33の一側側(後部側)であって、圧縮成形装置14から最も後退した位置に停止している。可塑化の完了と前後して圧縮成形装置14において成形が完了すると型開閉シリンダ22等が作動して固定盤16および下型13に対して可動盤19および上型12が上昇され型開が行われる。そしていずれか一方の金型12,13に貼り付いた成形品が図示しない取出装置により取り出される。 Next, a compression molding method using the compression molding system 11 for the reinforcing fiber-containing resin of the present embodiment will be described. In the state before FIG. 1, when the previous molded product is compression-molded between the upper mold 12 and the lower mold 13 of the compression molding device 14, a screw (not shown) is concurrently used in the material supply device 15 in parallel. The screw is rotated by the operation of the rotation motor, and the molten resin material M to be supplied next is plasticized. At that time, the screw is retracted while the back pressure is controlled by the screw advancing motor. When the screw reaches a predetermined retracted position, the rotation is stopped and the plasticization is completed. At this time, the position of the material supply device 15 with respect to the base 32 is one side (rear side) of the guide rail 33, and is stopped at the position most retracted from the compression molding device 14. When the molding is completed in the compression molding device 14 before and after the completion of the plasticization, the mold opening/closing cylinder 22 and the like are operated to raise the movable platen 19 and the upper mold 12 with respect to the fixed platen 16 and the lower mold 13 to open the mold. Be seen. Then, the molded product attached to one of the molds 12 and 13 is taken out by a take-out device (not shown).

次に材料供給装置15の移動手段の油圧シリンダ34が作動されて材料供給装置15が圧縮成形装置14に向けて前進される。そして材料供給装置15のノズル29の供給口27が下型13のキャビティ面13aの他側の端部近傍の上方位置に到達すると材料供給装置15の前進は停止される。次に材料供給装置15の図示しないスクリュ前進用モータが作動されてスクリュが前進され、図3に示されるように、ノズル29の供給口27から下型13のキャビティ33a面に向けて溶融樹脂材料Mが落下するように供給される。なお溶融樹脂材料Mの供給はスクリュを回転させて行うものでもよい。この際供給された溶融樹脂材料Mはポリアミドやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂に炭素繊維等の繊維材料を含み容易に流動する材料ではないので、スクリュ前進作動から下型13のキャビティ面13aへの落下までの時間や落下の仕方に微妙な差がある。そこで本発明では材料供給装置15から下型13に向けて供給される溶融樹脂材料Mを上記した材料検知手段24により検知する。本実施形態では下型13の上面13bよりも僅かに上方を走査する光電管26,26により材料の通過を検知する。なお材料供給装置15から下型13のキャビティ面13aへの溶融樹脂材料Mの供給は落下ではなく傾斜した滑り板などを用い、前記滑り板の上を溶融樹脂材料Mを重力により滑らせながら供給するものでもよい。 Next, the hydraulic cylinder 34 of the moving means of the material supply device 15 is operated and the material supply device 15 is advanced toward the compression molding device 14. When the supply port 27 of the nozzle 29 of the material supply device 15 reaches the upper position near the other end of the cavity surface 13a of the lower mold 13, the advance of the material supply device 15 is stopped. Next, a screw advancing motor (not shown) of the material supply device 15 is operated to advance the screw, and as shown in FIG. 3, the molten resin material is fed from the supply port 27 of the nozzle 29 toward the cavity 33a surface of the lower mold 13. M is supplied so as to fall. The molten resin material M may be supplied by rotating the screw. Since the molten resin material M supplied at this time is not a material that contains a thermoplastic resin such as polyamide or polypropylene and contains a fiber material such as carbon fiber and does not easily flow, it falls from the screw forward operation to the cavity surface 13a of the lower mold 13. There is a subtle difference in the time until and how to fall. Therefore, in the present invention, the molten resin material M supplied from the material supply device 15 toward the lower mold 13 is detected by the above-mentioned material detection means 24. In this embodiment, the passage of the material is detected by the photoelectric tubes 26, 26 that scan slightly above the upper surface 13b of the lower mold 13. The molten resin material M is supplied from the material supply device 15 to the cavity surface 13a of the lower mold 13 by using an inclined sliding plate or the like, and the molten resin material M is slid on the sliding plate by gravity. You can do it.

本実施形態において図3に示されるように圧縮成形装置14の下型13の上面13bの位置よりも僅かに上方で材料検知手段24により溶融樹脂材料Mの検知を行うのは、下型13の凹状のキャビティ面13aの内部を溶融樹脂材料Mが通過するを光電管26によって検知することが難しいからである。従って溶融樹脂材料Mが下型13のキャビティ面13aに到達した瞬間かその直前を検知しようとする場合は、CCDカメラと画像解析システム等を用いてもよい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the material detection means 24 detects the molten resin material M slightly above the position of the upper surface 13b of the lower mold 13 of the compression molding apparatus 14 is the lower mold 13. This is because it is difficult for the photoelectric tube 26 to detect the passage of the molten resin material M through the inside of the concave cavity surface 13a. Therefore, when it is desired to detect the moment when the molten resin material M reaches the cavity surface 13a of the lower mold 13 or immediately before that, a CCD camera and an image analysis system may be used.

そして材料検知手段24による溶融樹脂材料Mの検知とともに材料供給装置15の後退移動を開始させ、ノズル29の供給口27から落下する溶融樹脂材料Mがキャビティ面13a上の他側(図1においては左側)位置から一側位置(図1においては右側)まで万遍なく供給されるようにする。或いは成形物の肉厚や形状に応じて材料供給装置15の移動速度を変化させ、最適な位置に最適な量を供給するようにする。このことによりキャビティ面13a上の意図しない箇所に溶融樹脂材料Mが多く供給されたりすることが無くなる。またこの際、本実施形態のように材料供給装置15とそのノズル29を後退させながら材料供給することが一般的であるが、下型13のキャビティ面13aの一側から他側(図1では右から左)に向けて材料供給装置15を前進させながら溶融樹脂材料Mを供給するようにしてもよい。 Then, when the material detecting means 24 detects the molten resin material M, the backward movement of the material supply device 15 is started, and the molten resin material M falling from the supply port 27 of the nozzle 29 is on the other side (in FIG. 1, on the cavity surface 13a). It should be supplied evenly from the left side position to the one side position (the right side in FIG. 1). Alternatively, the moving speed of the material supply device 15 is changed according to the thickness and shape of the molded product so that the optimum amount is supplied to the optimum position. This prevents a large amount of molten resin material M from being supplied to an unintended portion on the cavity surface 13a. In addition, at this time, it is general to supply the material while retreating the material supply device 15 and its nozzle 29 as in the present embodiment, but from one side of the cavity surface 13a of the lower mold 13 to the other side (in FIG. 1). The molten resin material M may be supplied while advancing the material supply device 15 from right to left).

そして所定量の溶融樹脂材料Mが供給されると材料供給装置15のノズル29は更に高速で圧縮成形装置14の外部まで後退し、次に型開閉手段の型開閉シリンダ22の作動により可動盤19が下降し、圧縮手段の圧縮用シリンダ20により溶融樹脂材料Mの圧縮成形が行われる。圧縮成形については位置制御や圧力制御により行われるがここでは詳細な説明は省略する。 When a predetermined amount of the molten resin material M is supplied, the nozzle 29 of the material supply device 15 retracts to the outside of the compression molding device 14 at a higher speed, and then the movable platen 19 is operated by the operation of the mold opening/closing cylinder 22 of the mold opening/closing means. Is lowered, and the molten resin material M is compression-molded by the compression cylinder 20 of the compression means. The compression molding is performed by position control and pressure control, but detailed description thereof is omitted here.

なお本発明は、材料検知手段24による溶融樹脂材料Mの検知がトリガとなるものであれば、溶融樹脂材料Mの検知から僅かに遅延させてから材料供給装置15と下型13を相対的に移動開始させてもよい。また材料検知手段24が溶融樹脂材料Mを検知する前から微速で材料供給装置15を前進移動または後退移動させたり、下型13を振動等の移動をさせるものを除外するものではない。 In the present invention, if the detection of the molten resin material M by the material detection means 24 is a trigger, the material supply device 15 and the lower mold 13 are relatively moved after a slight delay from the detection of the molten resin material M. You may start moving. Further, it is not excluded that the material supply device 15 is moved forward or backward at a slow speed or the lower die 13 is moved by vibration or the like before the material detection means 24 detects the molten resin material M.

次に図4に示される第2の実施形態の圧縮成形システム41について相違点を中心に説明する。第2の実施形態の圧縮成形装置42では下型13が移動手段45により水平移動する構造が図1の実施形態と相違している。しかしその他の構成は、図1の本実施形態と同様であるため、同一符号を用いてそれらの説明を省略する。圧縮成形装置42の下側の固定盤13には材料供給装置15の側に基台43が延長して設けられている。そして圧縮成形装置42の基台43の上面と固定盤16の上面に亘って移動手段45であるガイドレール46またはコロ等が設けられている。そして圧縮成形装置42は、前記ガイドレール46等の上をボルスタ47に載置された下型13が往復移動可能となっている。また前記ボルスタ47の下部には油圧シリンダ48等の下型13の移動手段45が取付けられ、下型13がボルスタ47とともに圧縮成形装置42のタイバ17のエリア内の成形位置44とエリア外の材料供給位置49の間を往復移動可能となっている。 Next, the compression molding system 41 of the second embodiment shown in FIG. 4 will be described focusing on the differences. In the compression molding device 42 of the second embodiment, the structure in which the lower mold 13 is horizontally moved by the moving means 45 is different from that of the embodiment of FIG. However, other configurations are similar to those of the present embodiment of FIG. 1, and therefore, the same reference numerals are used and their description is omitted. On the fixed platen 13 below the compression molding device 42, a base 43 is extendedly provided on the material supply device 15 side. A guide rail 46, which is a moving means 45, rollers, or the like is provided across the upper surface of the base 43 of the compression molding device 42 and the upper surface of the fixed platen 16. In the compression molding device 42, the lower mold 13 placed on the bolster 47 can reciprocate on the guide rail 46 and the like. Further, a moving means 45 for the lower die 13 such as a hydraulic cylinder 48 is attached to the lower part of the bolster 47, and the lower die 13 together with the bolster 47 is formed at a molding position 44 in the area of the tie bar 17 of the compression molding device 42 and a material outside the area. It is possible to reciprocate between the supply positions 49.

図4に示されるように材料検知手段50は、圧縮成形装置42の基台43上の材料供給位置49に設けられている。材料検知手段は、引き出された下型13が停止される位置の両側近傍に支持台51がそれぞれ固定され、その上部に光電管52等のセンサが取付けられている。第2の実施形態もセンサの種類を問わないことや下型13や圧縮成形装置42外部にセンサを取付けてもよい点は図1の実施形態と同じである。なお第2の実施形態においては材料供給装置15の移動手段は必須ではない。 As shown in FIG. 4, the material detection unit 50 is provided at the material supply position 49 on the base 43 of the compression molding device 42. In the material detecting means, support bases 51 are fixed near both sides of a position where the drawn lower mold 13 is stopped, and a sensor such as a photoelectric tube 52 is attached to the upper part thereof. The second embodiment is the same as the embodiment of FIG. 1 in that the type of the sensor does not matter and the sensor may be attached to the outside of the lower mold 13 or the compression molding device 42. The moving means of the material supply device 15 is not essential in the second embodiment.

またこれらの変形例として下型13がロータリテーブルを用いた移動手段により圧縮成形装置42の外部に移動されるものでもよい。また前記のロータリテーブルの例も含め、材料供給位置49で材料供給装置15を移動させて溶融樹脂材料Mを供給するものでもよい。またこの際、下型13と材料供給装置15の双方を移動させながら溶融樹脂材料Mを供給するものでもよい。従って本発明では、下型13または材料供給装置15とが相対的に移動されるものであればよい。 As a modification of these, the lower mold 13 may be moved to the outside of the compression molding device 42 by a moving means using a rotary table. Further, the molten resin material M may be supplied by moving the material supply device 15 at the material supply position 49, including the example of the rotary table described above. At this time, the molten resin material M may be supplied while moving both the lower mold 13 and the material supply device 15. Therefore, in the present invention, the lower mold 13 or the material supply device 15 may be moved relatively.

次に図5に示される第3の実施形態の圧縮成形システム61について相違点を中心に説明する。第3の実施形態の圧縮成形システム61では溶融樹脂材料Mは、材料供給装置15から直接下型13のキャビティ面13aに供給されず、材料一時載置部63に向けて供給される点が図1の実施形態と相違している。しかしその他の構成は、図1の本実施形態と同様であるため、同一符号を用いてそれらの説明を省略する。第3の実施形態の圧縮成形システム61は、材料供給装置15と圧縮成形装置14の間に設けられる基台62上には材料一時載置部63を移動させるローラ等の移動手段64が設けられている。ぞして材料一時載置部63は図示しない駆動手段により、移動手段64上を材料一時載置部63に溶融樹脂材料Mを載置する載置位置65と材料一時載置部63から圧縮成形装置14に向けて溶融樹脂材料Mを搬出する搬出位置66の間で往復移動可能となっている。 Next, the compression molding system 61 of the third embodiment shown in FIG. 5 will be described focusing on the differences. In the compression molding system 61 of the third embodiment, the molten resin material M is not directly supplied from the material supply device 15 to the cavity surface 13a of the lower mold 13, but is supplied toward the temporary material placing part 63. This is different from the first embodiment. However, other configurations are similar to those of the present embodiment of FIG. 1, and therefore, the same reference numerals are used and their description is omitted. In the compression molding system 61 of the third embodiment, a moving means 64 such as a roller for moving the material temporary placing portion 63 is provided on a base 62 provided between the material supply device 15 and the compression molding device 14. ing. By the way, the material temporary placing section 63 is compression molded from the material temporary placing section 63 and the placing position 65 where the molten resin material M is placed on the material temporary placing section 63 on the moving means 64 by the driving means (not shown). Reciprocating movement is possible between the carry-out positions 66 for carrying out the molten resin material M toward the apparatus 14.

この際、移動手段64における載置位置65の近傍に本発明の溶融樹脂材料Mの検知手段67が配置されている。そして材料供給装置15からの材料一時載置部63に向けて供給された溶融樹脂材料Mを検知すると、材料一時載置部63または材料供給装置15の少なくとも一方を移動させることにより両者は相対的に移動され、材料一時載置部63の上に万遍なく溶融樹脂材料Mが供給される。そして材料一時載置部63に載置された溶融樹脂材料Mは、必須ではないが予熱装置68で予熱された後、搬送用のフォーク69等により圧縮成形装置14に供給される。 At this time, the molten resin material M detecting means 67 of the present invention is arranged in the vicinity of the mounting position 65 of the moving means 64. When the molten resin material M supplied from the material supply device 15 toward the material temporary placement part 63 is detected, at least one of the material temporary placement part 63 and the material supply device 15 is moved so that the two are relatively moved. Then, the molten resin material M is evenly supplied onto the material temporary placing portion 63. The molten resin material M placed on the material temporary placing portion 63 is, though not essential, preheated by the preheating device 68 and then supplied to the compression molding device 14 by the fork 69 or the like for transportation.

本発明については一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたもの、および上記の実施形態の各部分を組み合わせたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本発明に用いられる樹脂は熱可塑性樹脂が主に想定されるが、熱硬化性樹脂を含む熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂であってもよい。また繊維については、炭素繊維、ガラス繊維等の強化繊維の他、その他の強化繊維、または複数種の繊維を組み合わせたものが想定される。繊維の含有率や長さについては成形に支障が無いものであればよく、射出成形よりも繊維の含有率を高めたり繊維の長さを確保することができる。 Although the present invention will not be enumerated one by one, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and those modified by a person skilled in the art in view of the gist of the present invention and a combination of each part of the above-described embodiment. Needless to say, this also applies. The resin used in the present invention is mainly assumed to be a thermoplastic resin, but may be a thermoplastic resin containing a thermosetting resin or a thermosetting resin. As for the fibers, in addition to the reinforcing fibers such as carbon fibers and glass fibers, other reinforcing fibers or a combination of plural kinds of fibers is assumed. The fiber content and length may be any as long as they do not hinder the molding, and the fiber content can be increased or the fiber length can be secured as compared with injection molding.

11 圧縮成形システム
12 上型
13 下型
14 圧縮成形装置
15 材料供給装置
16 固定盤
19 可動盤
20 圧縮用シリンダ
24 材料検知手段
26 光電管(センサ)
27 供給口
28 加熱筒
29 ノズル
34 油圧シリンダ(移動手段)
63 材料一時載置部
M 炭素繊維を含有する樹脂が溶融された溶融樹脂材料(溶融樹脂材料)
11 Compression Molding System 12 Upper Mold 13 Lower Mold 14 Compression Molding Device 15 Material Supply Device 16 Fixed Plate 19 Movable Plate 20 Compression Cylinder 24 Material Detection Means 26 Photoelectric Tube (Sensor)
27 supply port 28 heating cylinder 29 nozzle 34 hydraulic cylinder (moving means)
63 Material Temporary Placement M Molten resin material in which resin containing carbon fiber is melted (molten resin material)

Claims (3)

圧縮成形装置の型開された下型に対して材料供給装置から強化繊維を含有する溶融樹脂材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融樹脂材料を圧縮する強化繊維含有樹脂の圧縮成形システムであって、
スクリュまたはプランジャを内蔵した加熱シリンダと供給口を備えた材料供給装置と、
前記材料供給装置から下型または材料一時載置部に向けて供給される溶融樹脂材料を検知する材料検知手段と、
前記材料検知手段による前記溶融樹脂材料の検知により下型または材料一時載置部と材料供給装置とを相対的に移動させる移動手段とが備えられ、
前記材料検知手段は圧縮成形装置に備えられ、下型のキャビティの端部近傍の上方位置において前記材料供給装置から下型に供給される前記溶融樹脂材料を検知するものであることを特徴とする強化繊維含有樹脂の圧縮成形システム。
Reinforcing fiber containing to supply the molten resin material containing the reinforcing fiber from the material supplying device to the opened lower mold of the compression molding device, and then to close the lower mold and the upper mold to compress the molten resin material A resin compression molding system,
A material supply device having a heating cylinder with a screw or plunger and a supply port;
Material detection means for detecting the molten resin material supplied from the material supply device toward the lower mold or the material temporary placement section,
A moving unit that relatively moves the lower die or the material temporary placement unit and the material supply device by the detection of the molten resin material by the material detection unit is provided,
The material detection means is provided in a compression molding device, and detects the molten resin material supplied to the lower mold from the material supply device at an upper position near the end of the cavity of the lower mold. Compression molding system for resin containing reinforcing fiber.
圧縮成形装置の型開された下型に対して材料供給装置から強化繊維含有する溶融樹脂材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融樹脂材料を圧縮する強化繊維含有樹脂の圧縮成形方法であって、
材料供給装置から供給された溶融樹脂材料を材料検知手段が検知すると、
下型または材料一時載置部と材料供給装置とが相対的に移動開始されることを特徴とする強化繊維含有樹脂の圧縮成形方法。
Reinforcing fiber-containing resin for supplying molten resin material containing reinforcing fibers from the material supplying device to the opened lower mold of the compression molding device, and then closing the lower mold and the upper mold to compress the molten resin material The compression molding method of
When the material detection means detects the molten resin material supplied from the material supply device,
A method of compression molding a reinforced fiber-containing resin, characterized in that a lower die or a material temporary placement section and a material supply device start relative movement.
前記材料供給装置から供給される溶融樹脂材料は、炭素繊維と熱可塑性樹脂を含む材料であることを特徴とする請求項2に記載の強化繊維含有樹脂の圧縮成形方法。
The method for compression molding a reinforced fiber-containing resin according to claim 2 , wherein the molten resin material supplied from the material supply device is a material containing carbon fibers and a thermoplastic resin.
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