JP6836489B2 - 繊維強化樹脂成形品及びその製造方法と、それを得るための金型装置 - Google Patents

繊維強化樹脂成形品及びその製造方法と、それを得るための金型装置 Download PDF

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Description

本発明は、積層された複数の繊維層に樹脂が含浸された繊維強化樹脂材からなる繊維強化樹脂成形品及びその製造方法と、それを得るための金型装置に関する。
布状の繊維層と熱可塑性薄膜状樹脂層を積層した積層体を加熱したプレス成形金型によって加圧成形し、これにより樹脂成形品を得る手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この場合、プリプレグを経ることがないので、樹脂成形品を短時間で効率よく得ることができる、という利点がある。
特許第6084069号公報
繊維強化樹脂材をプレス成形金型によって成形する樹脂成形品においては、プレスによる深絞りを行うと折曲部近傍の繊維層が断裂したり、樹脂層がなくなり繊維層が露出したりしてしまうことがあり、外観性を損なうのみならず、繊維材と樹脂との複合材としての十分な強度を確保し得ないという不都合がある。そこで、本発明者は、以下の要因分析を行った。
図10は、金型装置70の要部縦断面図である。この金型装置70は、第1凸部72が設けられた第1成形型74と、第2凸部76が設けられた第2成形型78とを有し、複数の繊維層FLに樹脂Reを含浸し且つ繊維強化樹脂材Pを成形するものである。図10では、型閉じがなされる途中で第1成形型74と第2成形型78によってキャビティ80が形成される過程を示している。なお、第1成形型74及び第2成形型78はいずれも、型閉じ前に樹脂Reの融点以上に加熱されている。
繊維強化樹脂材となる素材を収容した直後に第2成形型78が第1成形型74に向かって下降していくと、樹脂Reは、第2成形型78に接触した部分から溶融し始める。略水平方向に沿って延在する平坦部で、素材に対して第2成形型78が大凡面接触しながら下降するので、樹脂Reが繊維層FLに含浸し易く、キャビティ80の形状に対応する形状に成形される。
これに対し、深絞り状に成形される略50°から90°の斜傾角を有する部分では、樹脂Reが繊維層FLに含浸するよりも早く、第1成形型74と第2成形型78との間のクリアランスが成形前の樹脂Re及び繊維層FLの厚みよりも小さくなる。このため、第2成形型78の第2凸部76が最初に樹脂Reに接触する。特に、奥行きの段差が大きな深絞りを有する繊維強化樹脂成形品の成形においては、図10及び図11に示すように、第2凸部76が素材表面の樹脂Reを突き破り、繊維層FLが露出し意匠性を損ねることが判明した。
本発明は上記した課題を解決するためになされたもので、ダイレクトスタッキング法における深絞り部の側壁部の外面の意匠性を高めるとともに複合材として十分な強度を示す繊維強化樹脂成形品及びその製造方法と、そのための金型装置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、第1の発明は、積層された複数の繊維層(FL)に樹脂(Re)が含浸された繊維強化樹脂材(P)からなり、第1の部位(22、24、86)と、前記第1の部位(22、24、86)に対して折曲されて連なり深絞り形状に成形された第2の部位(26、28、84)とを有する繊維強化樹脂成形品であって、
前記繊維層(FL)が織布からなり、
前記第2の部位(26、28、84)の、折曲して前記第1の部位(22、24、86)に連なる部位の近傍に、厚さが徐々に変化する徐変部(32、94)が形成され、前記徐変部(32、94)は、前記第1の部位(22、24、86)から離間するにつれて厚みが小さくなることを特徴とする。
また、第2の発明は、積層された複数の繊維層(FL)に樹脂(Re)が含浸された繊維強化樹脂材(P)からなり、第1の部位(22、24、86)と、前記第1の部位(22、24、86)に対して折曲されて連なり深絞り形状に成形された第2の部位(26、28、84)とを有する繊維強化樹脂成形品を、金型装置(50)を構成する第1成形型(52)及び第2成形型(54)で形成されるキャビティ(56)にて成形して得る繊維強化樹脂成形品の製造方法であって、
前記第1成形型(52)又は前記第2成形型(54)に、前記第2の部位(26、28、84)の意匠面(12)又は裏面(14)の、折曲して前記第1の部位(22、24、86)に連なる部位の近傍に、厚さが徐々に変化する徐変部(32、94)を形成するための徐変部形成部(68)を設け
且つ前記キャビティ(56)に、前記繊維層(FL)となる織布を収容することを特徴とする。
さらに、第3の発明は、積層された複数の繊維層(FL)に樹脂(Re)が含浸された繊維強化樹脂材(P)からなり、第1の部位(22、24、86)と、前記第1の部位(22、24、86)に対して折曲されて連なり深絞り成形された第2の部位(26、28、84)とを有する繊維強化樹脂成形品を、第1成形型(52)及び第2成形型(54)で形成されるキャビティ(56)にてプレス成形するための金型装置(50)であって、
前記第1成形型(52)又は前記第2成形型(54)が、前記第2の部位(26、28、84)の意匠面(12)又は裏面(14)の、折曲して前記第1の部位(22、24、86)に連なる部位の近傍に、厚さが徐々に変化する徐変部(32、94)を形成するための徐変部形成部(68)を有することを特徴とする。
このように、本発明では、第2の部位に厚みが小さな徐変部を設けるようにしている。このため、キャビティの、徐変部を形成する徐変部形成部は、厚み方向の幅が徐々に狭くなっている。このために樹脂の流動抵抗が増大し、樹脂の繊維層側への含浸が促進される。これにより、樹脂の欠落や繊維の裁断が防止され、美観(意匠性)に優れ、且つ複合材としての強度が確保された繊維強化樹脂成形品が得られる。
本発明はさらに、徐変部(32、94)が、該繊維強化樹脂成形品の意匠面(12)の裏面(14)に形成されていることを特徴とする。この場合、徐変部が意匠面の裏面に存在するため、外観意匠の自由度を損ねることがない。
また、本発明は、第2の部位(26、28、84)の、第1の部位(22、24、86)とは反対側に、第2の部位(26、28、84)の前記徐変部(32、94)の最薄肉部に比して厚みが大きな厚肉部(38)を設けることを特徴とする。この場合、厚肉部を形成する厚肉部形成部に第2の部位からの気泡分を収集し易くなる。このため、第2の部位の徐変部の中の気泡が抜け易くなり、意匠面の美観を確保することができる。しかも、切欠等を形成するために除去することも可能である。
また、本発明は、第2の部位(26、28、84)に対し、第1の部位(22、24、86)から離間するように折曲して連なる第3の部位(34、82)をさらに設け、且つ第2の部位(26、28、84)の厚みを第1の部位(22、24、86)に比して大きく設定したことを特徴とする。この場合、第2の部位の開き方向剛性が向上するので、第3の部位に外部からの荷重を掛けるような使用に好適である。
さらにまた、本発明は、徐変部(32、94)を形成する第1成形型(52)又は前記第2成形型(54)の、意匠面(12)側の金型温度を樹脂(Re)のガラス転移点以上融点未満とし、且つ第2成形型(54)又は第1成形型(52)の他方の金型温度を樹脂(Re)の融点以上として成形を行うことを特徴とする。
そして、本発明は、第1成形型(52)及び第2成形型(54)は、金型を加温するための加熱手段(57)を有し、前記加熱手段(57)により、繊維強化樹脂成形品の意匠面(12)側の徐変部(32、94)を成形するための徐変部形成部(68)の金型温度を樹脂(Re)のガラス転移点以上融点未満に制御することを特徴とする。
この場合、低温の成形型は樹脂を溶融することなく該樹脂の表層を滑動する。このため、繊維が断裂を起こし難くなる。また、樹脂の表層も滑らかとなるので、第1の部位と第2の部位の段差が大きな深絞りプレス成形において、美観に優れた面が得られる。しかも、低温の成形型が滑動した樹脂が高温の成形型側に押圧されて該高温の成形型に接触するので、樹脂が溶融して繊維に含浸する。このため、複合材としての強度に優れたものとなる。
本発明によれば、第1の部位に対して折曲されて連なる第2の部位に厚みが小さな徐変部を形成するようにしている。繊維強化樹脂成形品を得る金型装置では、この徐変部を形成するべく、キャビティにおける徐変部を形成する徐変部形成部が、厚み方向の幅が徐々に狭くなる。この狭くなった部位では樹脂の流動抵抗が増大し、樹脂の繊維層側への含浸が促進される。
このために樹脂の欠落や繊維の裁断が防止されるので、美観(意匠性)に優れ、且つ複合材としての強度が確保された繊維強化樹脂成形品が得られる。
布状の繊維層と樹脂を素材とし、プレス成形用金型装置によって樹脂成形品(カバー部材)を得るまでの概略フローである。 繊維強化樹脂成形品(樹脂成形品)からなるカバー部材の概略斜視底面図である。 図1のカバー部材となる半製品の要部拡大縦断面図である。 前記半製品の、図3とは別部位の要部拡大縦断面図である。 前記半製品を得るための金型装置の、図4に示す部位を成形する箇所を示した要部縦断面図である。 前記金型装置の要部縦断面図である。 樹脂成形品からなる自動二輪車用リヤフェンダの全体概略平面図である。 図7中のVIII−VIII線矢視断面図である。 図7及び図8の自動二輪車用リヤフェンダとなる半製品の、図8中のX−X線矢視断面図に相当する断面図である。 従来技術に係る金型装置でプレス成形を行って深絞り部を形成している状態を示す要部縦断面図である。 図10に続いて下降した第2成形型により繊維層が裁断され且つ樹脂が流失した状態を示す要部縦断面図である。
以下、本発明に係る繊維強化樹脂成形品につき、その製造方法と、それを実施する好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、繊維強化樹脂成形品を単に「樹脂成形品」と表記することもある。
図1は、布状の繊維層FLと樹脂Reを素材とし、プレス成形用金型装置50によって樹脂成形品の一例であるカバー部材10を得るまでの概略フローである。このカバー部材10は、自動二輪車に搭載されて電装品を保護するためのものであり、図2にその詳細が示される。なお、図2において視認される面は、ユーザが視認可能な意匠面12(表面)の背面(裏面14)である。また、繊維層FLは、例えば、炭素繊維の織布により構成され、樹脂Reは、例えば、透明度が高い高剛性のポリカーボネートからなる。
先ず、カバー部材10につき説明する。このカバー部材10は、プレス成形用金型装置50により、水平方向に沿って延在する基底部16と、該基底部16の各端に連なり、水平方向に対して傾斜した第1傾斜部18、第2傾斜部20と、これら第1傾斜部18、第2傾斜部20に連なり水平方向に沿って延在する第1水平部22及び第2水平部24(第1の部位)と、外縁部において略垂直に立ち上がった深絞り状に形成された外縁壁部の一部である第1壁部26、第2壁部28(第2の部位)とを有する。第1壁部26の、第1水平部22から立ち上がった部位には略半円形状の第1切欠30a、第2切欠30bが設けられる。同様に、第2壁部28の第2水平部24から立ち上がった部位にも、略半円形状の第3切欠30c、第4切欠30dが設けられる。
図3及び図4は、カバー部材10の不要部分の切断除去がなされる前の半製品31の要部拡大縦断面図であり、いずれも第1水平部22と第1壁部26を示している。なお、図3は第1切欠30a又は第2切欠30bが形成されない部位の縦断面であり、図4は第2切欠30bが形成される部位の縦断面である。また、図3及び図4には、カバー部材10を得る際に切断されるカットラインCL1、CL2を併せて示している。CL2は、第2切欠30bの最深部に相当する。
これら図3及び図4に示すように、第1壁部26の表面は略垂直面として形成され、一方、裏面14は、その全体が徐変部32として形成されている。この徐変部32の存在により、第1壁部26の厚みは、第1水平部22側で最大であり且つ第1水平部22から離間するにつれて小さくなる。勿論、第1壁部26の厚みは、徐変部32の終点で最小となる。
第1壁部26には、第1水平部22から離間するように延在する被切断部分34(第3の部位)が、屈曲部36(折曲部)を介して連なる。カットラインCL1は、屈曲部36よりも第1壁部26側を通るように設定される。
なお、図4に示すように、第2切欠30bが後に形成される部位では、第1壁部26に対し、第1水平部22とは反対側の端部に、厚みが第1壁部26及び被切断部分34に比して大きな厚肉部38が連なる。第2切欠30bの最深部は、図3中のカットラインCL2の位置に合致する。第1切欠30aについても同様である。
図4の構造は、他の第2水平部24及び第2壁部28側でも略同様である。このため、図示及び詳細な説明を省略する。
次に、このカバー部材10を得るためのプレス成形用金型装置50につき説明する。図1に示すように、プレス成形用金型装置50は、第1成形型としての雌型52と、第2成形型としての雄型54とを有する。雌型52は位置決め固定された固定型であり、雄型54は図示しない昇降機構の作用下に雌型52に対して接近又は離間する可動型である。また、プレス成形用金型装置50は加熱手段57(ヒータ等の加熱手段57a、57b)を有し、樹脂Reを融点以上、又はガラス転移点以上融点未満に加熱した状態で加圧して成形する。
雌型52と雄型54により、成形品の形状を有するキャビティ56が形成される。このキャビティ56は閉塞空間ではなく、端部が開放した開放空間である。また、雌型52、雄型54の内部には、ヒータ等の加熱手段57a、57bがそれぞれ設けられる。金型温度は、図示しない制御手段が加熱手段57a、57bを制御することにより、後述する温度範囲に保たれる。図1は、繊維強化樹脂材Pを乾燥させた状態でプレス成形用金型装置50にて加熱した状態でプレス加工するフローを示したもので、プレス成形用金型装置50の型開きの状態を実線で示し、型閉じの状態を仮想線で示している。
ここで、プレス成形用金型装置50中、図4に示される部位を形成する箇所を図5に示す。キャビティ56は、第1傾斜部18、第1水平部22、第1壁部26、厚肉部38、被切断部分34をそれぞれ形成するための第1傾斜部形成部58、第1水平部形成部60、外縁壁部形成部62、厚肉部形成部64、被切断部分形成部66に大別される。また、雄型54には、徐変部32を形成するための徐変部形成部68が設けられている。雌型52は裏面14側を形成し、雄型54は表面である意匠面12側を形成する。
さらに、型閉じがなされる途中を図6に示す。なお、雌型52及び雄型54は、制御手段の作用下に加熱手段57a、57bによって予め加熱されている。具体的には、ポリカーボネートの融点はおよそ250℃であり、雌型52が樹脂Reの融点以上に加熱され、一方、雄型54は、樹脂Reのガラス転移点以上から融点未満の温度範囲に維持される。
外縁壁部形成部62は、第1水平部形成部60に対して略垂直に立ち上がっているが、本実施の形態に係るプレス成形用金型装置50では、図5に示すように、雄型54に徐変部形成部68を設け、これにより第1壁部26の裏面14に徐変部32を成形するようにしている。従って、外縁壁部形成部62の、厚肉部形成部64に連なる端部側の厚み方向の幅が徐々に狭くなっている。この狭くなった端部において、溶融ないし軟化した樹脂の流動抵抗が増大する。このため、樹脂Reの、織布で構成された繊維層FL側への含浸が促進される。
また、型閉じがなされる前に、雌型52が樹脂Reの融点以上に加熱され、一方、雄型54は、樹脂Reのガラス転移点以上から融点未満の温度範囲に維持される。従って、雄型54に接触した樹脂Reは、軟化するものの溶融することはない。このため、溶融樹脂が雄型54に付着することが回避される。
また、雄型54は、該樹脂の表層を滑動する。この滑動のため、繊維が裁断され難くなる。さらに、樹脂の表層も滑らかとなるので、第1水平部22と第1壁部26との段差が大きな深絞りプレス成形であっても、意匠性に優れた第1壁部26が得られる。しかも、雄型54が滑動することで、樹脂が高温の雌型52側に押圧されて該雌型52に接触し、その結果、樹脂が溶融して繊維に含浸する。このため、複合材としての強度に優れたものとなる。
以上のようにして樹脂が軟化ないし溶融することで、織布で構成された繊維層FL中に樹脂Reが含浸するとともにキャビティ56の形状に対応する形状に成形され、半製品としての樹脂成形品が作製される。その後、型開きがなされ(図1参照)、トリム固定にて半製品が下方と上方に分割される。さらに、カットラインCL1、CL2を基準として切断加工が行われ、その結果、図2に示すカバー部材10が最終製品として得られるに至る。
このカバー部材10では、上記の点が相俟って、第1壁部26において樹脂が欠落したり、繊維が裁断されたりすることが回避されている。従って、カバー部材10は美観に優れ、しかも、複合材としての十分な強度を示す。また、徐変部32を意匠面12の背面である裏面14に形成することにより、意匠面12の外観意匠の自由度が損なわれることがない。
さらに、厚肉部形成部64では繊維が自由に移動することができる。このため、第1壁部26の高さが小さい場合であっても美観を確保し得る。また、外縁壁部(第1壁部26、第2壁部28)側の厚みが小さいので、切断加工によって第1切欠30a〜第4切欠30dを形成することが容易となる。
図7及び図8は、最終製品の別の一例である自動二輪車用リヤフェンダ(以下、単にリヤフェンダという)81の全体概略平面図、図7中のVIII−VIII線矢視断面図であり、図9は、切断加工が施される前の半製品(樹脂成形品)における図8中のX−X線矢視断面図に相当する断面図である。リヤフェンダ81の半製品は、被切断部分82と、厚肉にされた第1縦壁部84(第2の部位)と、第1縦壁部84から略垂直に折曲されて水平に延在する第1横壁部86(第1の部位)と、第1横壁部86から略垂直に折曲されて鉛直方向に延在する第2縦壁部88と、第2縦壁部88から略垂直に折曲されて水平に延在する第2横壁部90とを有する。
この場合、カットラインCL3は、被切断部分82と第1縦壁部84との間の折曲部92よりも第1縦壁部84側を通るように設定される。また、徐変部94は、第1外壁部の、被切断部分82に近接する側の端部に形成されている。この場合、徐変部94は、第1縦壁部84の一部に形成された短尺である。
徐変部94は、第1縦壁部84の下端部に臨む側の端部が低標高、第1横壁部86に臨む側の端部が高標高となるように形成されている。このような徐変部94の存在により、第1縦壁部84の厚みは、第1横壁部86に臨む側の端部で最大であり、且つカットラインCL3近傍では、第1横壁部86から離間するにつれて小さくなる。勿論、第1縦壁部84の厚みは、徐変部32の低標高側終点で最小となる。
このリヤフェンダ81においても、カバー部材10を成形するときと同様の効果が得られる。
なお、上記の実施の形態では、繊維層を織布で構成された炭素繊維としているが、強化繊維は織布に限定されるものではなく、長繊維や短繊維による熱可塑性繊維強化樹脂であってもよい。また、樹脂層もポリカーボネートに限定されるものではなく、他の熱可塑性樹脂であってもよい。
10…カバー部材 12…意匠面
14…裏面 22、24…水平部
26、28…壁部 32…徐変部
34…被切断部分 36…屈曲部
38…厚肉部 50…プレス成形用金型装置
52…雌型 54…雄型
56…キャビティ 60…第1水平部形成部
62…外縁壁部形成部 64…厚肉部形成部
66…被切断部分形成部 68…徐変部形成部
81…リヤフェンダ 82…被切断部分
84、88…縦壁部 86、90…横壁部
92…折曲部 94…徐変部
CL1〜CL3…カットライン FL…繊維層
Re…樹脂

Claims (8)

  1. 積層された複数の繊維層(FL)に樹脂(Re)が含浸された繊維強化樹脂材(P)からなり、第1の部位(22、24、86)と、前記第1の部位(22、24、86)に対して折曲されて連なり深絞り形状に成形された第2の部位(26、28、84)とを有する繊維強化樹脂成形品であって、
    前記繊維層(FL)が織布からなり、
    前記第2の部位(26、28、84)の、折曲して前記第1の部位(22、24、86)に連なる部位の近傍に、厚さが徐々に変化する徐変部(32、94)が形成され、前記徐変部(32、94)は、前記第1の部位(22、24、86)から離間するにつれて厚みが小さくなることを特徴とする繊維強化樹脂成形品。
  2. 請求項1記載の繊維強化樹脂成形品において、前記徐変部(32、94)が、該繊維強化樹脂成形品の意匠面(12)の裏面(14)に形成されていることを特徴とする繊維強化樹脂成形品。
  3. 請求項1又は2記載の繊維強化樹脂成形品において、前記第2の部位(26、28、84)の、前記第1の部位(22、24、86)とは反対側に前記第2の部位(26、28、84)の前記徐変部(32、94)の最薄肉部に比して厚みが大きな厚肉部(38)を設けることを特徴とする繊維強化樹脂成形品。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂成形品において、前記第2の部位(26、28、84)に対し、前記第1の部位(22、24、86)から離間するように折曲して連なる第3の部位(34、82)をさらに設け、前記第2の部位(26、28、84)の厚みが前記第1の部位(22、24、86)に比して大きく設定されることを特徴とする繊維強化樹脂成形品。
  5. 積層された複数の繊維層(FL)に樹脂(Re)が含浸された繊維強化樹脂材(P)からなり、第1の部位(22、24、86)と、前記第1の部位(22、24、86)に対して折曲されて連なり深絞り形状に成形された第2の部位(26、28、84)とを有する繊維強化樹脂成形品を、金型装置(50)を構成する第1成形型(52)及び第2成形型(54)で形成されるキャビティ(56)にて成形して得る繊維強化樹脂成形品の製造方法であって、
    前記第1成形型(52)又は前記第2成形型(54)に、前記第2の部位(26、28、84)の意匠面(12)又は裏面(14)の、折曲して前記第1の部位(22、24、86)に連なる部位の近傍に、厚さが徐々に変化する徐変部(32、94)を形成するための徐変部形成部(68)を設け
    且つ前記キャビティ(56)に、前記繊維層(FL)となる織布を収容することを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。
  6. 請求項5記載の製造方法において、前記徐変部(32、94)を形成する前記第1成形型(52)又は前記第2成形型(54)の、前記意匠面(12)側の金型温度を前記樹脂(Re)のガラス転移点以上融点未満とし、且つ前記第2成形型(54)又は前記第1成形型(52)の他方の金型温度を前記樹脂(Re)の融点以上として成形を行うことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。
  7. 積層された複数の繊維層(FL)に樹脂(Re)が含浸された繊維強化樹脂材(P)からなり、第1の部位(22、24、86)と、前記第1の部位(22、24、86)に対して折曲されて連なり深絞り成形された第2の部位(26、28、84)とを有する繊維強化樹脂成形品を、第1成形型(52)及び第2成形型(54)で形成されるキャビティ(56)にてプレス成形するための金型装置(50)であって、
    前記第1成形型(52)又は前記第2成形型(54)が、前記第2の部位(26、28、84)の意匠面(12)又は裏面(14)の、折曲して前記第1の部位(22、24、86)に連なる部位の近傍に、厚さが徐々に変化する徐変部(32、94)を形成するための徐変部形成部(68)を有することを特徴とする金型装置(50)。
  8. 請求項7記載の金型装置(50)において、前記第1成形型(52)及び前記第2成形型(54)は、金型を加温するための加熱手段(57)を有し、前記加熱手段(57)により、繊維強化樹脂成形品の意匠面(12)側の前記徐変部(32、94)を成形するための徐変部形成部(68)の金型温度を前記樹脂(Re)のガラス転移点以上融点未満に制御することを特徴とする金型装置(50)。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6587771B1 (ja) * 2019-06-27 2019-10-09 株式会社The MOT Company 繊維強化複合材料成形品のプレス成形装置及びプレス成形方法。
JP7415301B2 (ja) * 2020-02-07 2024-01-17 株式会社リコー シート検出装置、自動原稿読取装置、及び、画像形成装置
DE102022124156A1 (de) 2022-09-21 2024-03-21 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Bauteils für ein Kraftfahrzeug und Bauteil ein Kraftfahrzeug
WO2024123846A1 (en) * 2022-12-06 2024-06-13 Arris Composites Inc. Ejection tabs for compression molding tools and processes

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0292756A (ja) * 1988-09-28 1990-04-03 Kuraray Co Ltd バンパービーム
JPH0757385B2 (ja) * 1989-06-13 1995-06-21 東洋製罐株式会社 被覆深絞り缶の製造方法
JPH06106555A (ja) * 1992-09-28 1994-04-19 Inoac Corp 表皮一体成形品の成形方法
JP3739516B2 (ja) * 1997-03-14 2006-01-25 ヒクマ株式会社 硬綿成形体の成形型およびその成形方法
EP1773587B1 (en) 2004-07-20 2012-04-04 B.I. Group Plc Recyclable composite plastic and related manufacturing methods
US8021135B2 (en) 2007-06-08 2011-09-20 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Mold apparatus for forming polymer and method
JP5332227B2 (ja) * 2008-02-20 2013-11-06 東レ株式会社 プレス成形方法および成形体
JP5588645B2 (ja) * 2009-09-15 2014-09-10 川崎重工業株式会社 横断面に肉厚部位を有する複合材料構造物製造用治具
WO2012108446A1 (ja) * 2011-02-07 2012-08-16 帝人株式会社 厚みに傾斜のある成形体、およびその製造方法
US8771575B2 (en) 2011-07-27 2014-07-08 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Methods and systems for forming reinforced composite articles having variable thickness corners
US9381675B2 (en) * 2011-11-30 2016-07-05 The Boeing Company Stabilized dry preform and method
JP6084069B2 (ja) 2013-02-28 2017-02-22 本田技研工業株式会社 繊維強化樹脂成形品及びその成形方法
JP5752749B2 (ja) 2013-07-03 2015-07-22 トヨタ自動車株式会社 パネル部材、プレス型、及びパネル部材の製造方法
US9533437B2 (en) * 2014-06-20 2017-01-03 Teijin Limited Method for producing shaped product with opening, and shaped product
JP2017024392A (ja) * 2015-07-15 2017-02-02 帝人株式会社 引止部を有する成形体、および成形体の製造方法

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