JPH0367626A - 熱可塑性シート材料をダイ成形するための装置と方法 - Google Patents
熱可塑性シート材料をダイ成形するための装置と方法Info
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- JPH0367626A JPH0367626A JP2148880A JP14888090A JPH0367626A JP H0367626 A JPH0367626 A JP H0367626A JP 2148880 A JP2148880 A JP 2148880A JP 14888090 A JP14888090 A JP 14888090A JP H0367626 A JPH0367626 A JP H0367626A
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- B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
- Y10S425/048—Sheet clamping
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱可塑性シート材料を変形するための方法と装
置に係る。
置に係る。
本発明に関連するものとしてニード(Nied)の名前
で発行された米国特許第4,818,460号が特に重
要である。
で発行された米国特許第4,818,460号が特に重
要である。
エンジニアリング熱可塑性プラスチックといわれるいく
つかの熱可塑性材料は、比較的に高い強度と高い衝撃耐
性をもち、強靭であり、さらにある種の用途で特に有用
な高温耐性および高荷重負荷能を有している。たとえば
、熱可塑性プラスチックは高強度を必要とするバンパー
などの部品を始めとする自動車用途に広く使われるよう
になっている。また、シート材のプラスチックから自動
車の大きい車体パネルを形成することも望ましいであろ
う。しかし、熱可塑性材料からパネルを製造するための
現在の方法にはいくつかの欠点がある。
つかの熱可塑性材料は、比較的に高い強度と高い衝撃耐
性をもち、強靭であり、さらにある種の用途で特に有用
な高温耐性および高荷重負荷能を有している。たとえば
、熱可塑性プラスチックは高強度を必要とするバンパー
などの部品を始めとする自動車用途に広く使われるよう
になっている。また、シート材のプラスチックから自動
車の大きい車体パネルを形成することも望ましいであろ
う。しかし、熱可塑性材料からパネルを製造するための
現在の方法にはいくつかの欠点がある。
熱可塑性プラスチックから大きい部品を形成するには、
前述の特許の方法があるにもがかわらず、現在2種類の
一般的な方法が使われている。すなわち射出成形法とシ
ートスタンピングである。これらの方法にはいずれも、
特に大きな薄い部品の成形に関して重大な欠点がある。
前述の特許の方法があるにもがかわらず、現在2種類の
一般的な方法が使われている。すなわち射出成形法とシ
ートスタンピングである。これらの方法にはいずれも、
特に大きな薄い部品の成形に関して重大な欠点がある。
前述の特許に開示されているように、熱可塑性プラスチ
ックの射出成形法は通常表面積が約600平方インチ未
満の部品に限られている。その理由は、高い射出圧力に
よって生じ大面積の部品に作用する大きな力に対抗する
ために金型ダイにかけなければならない大きい締付は力
にある。
ックの射出成形法は通常表面積が約600平方インチ未
満の部品に限られている。その理由は、高い射出圧力に
よって生じ大面積の部品に作用する大きな力に対抗する
ために金型ダイにかけなければならない大きい締付は力
にある。
シートスタンピングプロセスも熱可塑性プラスチックへ
の応用が限られている。問題の一端は、熱可塑性材料の
大変形挙動に関する現状の知識の欠如である。別の問題
は、シートスタンピングプロセスでは、圧縮荷重の下で
シート材料を押しつぶすためにお互いに強く押し付けら
れるマツチドダイが必要となることである。材料の深絞
り部分が必要とされる場合、材料を圧縮して押しつぶす
ための2個のダイか同時に接触するので、材料上に比較
的大きい局在化した引張荷重が生じるが、このため熱可
塑性材料が引裂かれる傾向がある。
の応用が限られている。問題の一端は、熱可塑性材料の
大変形挙動に関する現状の知識の欠如である。別の問題
は、シートスタンピングプロセスでは、圧縮荷重の下で
シート材料を押しつぶすためにお互いに強く押し付けら
れるマツチドダイが必要となることである。材料の深絞
り部分が必要とされる場合、材料を圧縮して押しつぶす
ための2個のダイか同時に接触するので、材料上に比較
的大きい局在化した引張荷重が生じるが、このため熱可
塑性材料が引裂かれる傾向がある。
材料の延伸が起こるのは、深絞りされた凹領域または凸
領域のまわりの点でその材料が同時に締付けられ、−万
世領域または凸領域を形成する部分の材料は比較的大き
い伸びを受け、そのため材料は薄くなるという事実の帰
結である。この延伸作用により熱可塑性材料が引裂かれ
ることがある。
領域のまわりの点でその材料が同時に締付けられ、−万
世領域または凸領域を形成する部分の材料は比較的大き
い伸びを受け、そのため材料は薄くなるという事実の帰
結である。この延伸作用により熱可塑性材料が引裂かれ
ることがある。
さらに、このスタンピングプロセスではシート材料全体
が同時に成形される必要があるために比較的大きいスタ
ンピング荷重力が必要である。そのような機楓は費用が
かかる。本発明者らは、熱可塑性材料を成形するための
装置と方法で、材料を引裂くことなく大きなシート状部
品を成形するのに実用的であって費用効果的な装置と方
法に対するニーズが存在することを充分に認識している
。
が同時に成形される必要があるために比較的大きいスタ
ンピング荷重力が必要である。そのような機楓は費用が
かかる。本発明者らは、熱可塑性材料を成形するための
装置と方法で、材料を引裂くことなく大きなシート状部
品を成形するのに実用的であって費用効果的な装置と方
法に対するニーズが存在することを充分に認識している
。
前述の米国特許第4,818.460号には、熱可塑性
シート材料をロール成形するための手順が開示されてい
る。しかし、本発明者らの認識によると、その開示され
た手順で使われるローラは柔軟であり一般に成形される
シート材料が押し付けられる下側のダイの形状に変形す
るが、そのようなローラでは、実施情況によっては、成
形されたシート材料のローラと係合する表面に充分な細
部が得られない。場合によっては、両方の表面に鮮明で
明確に区画された細部が形成されるようシート材料を変
形するのが望まれることがある。そのように鮮明な細部
は通常スタンピング操作において2個のダイによって作
られる。したがって、本発明は、従来技術のスタンピン
グ成形機の引裂きと大きい機械力の問題を軽減しながら
、通常スタンピングプロセスで使われているような2個
の相合うダイによって作成されるような充分な細部を熱
可塑性材料に与えることを目的としている。
シート材料をロール成形するための手順が開示されてい
る。しかし、本発明者らの認識によると、その開示され
た手順で使われるローラは柔軟であり一般に成形される
シート材料が押し付けられる下側のダイの形状に変形す
るが、そのようなローラでは、実施情況によっては、成
形されたシート材料のローラと係合する表面に充分な細
部が得られない。場合によっては、両方の表面に鮮明で
明確に区画された細部が形成されるようシート材料を変
形するのが望まれることがある。そのように鮮明な細部
は通常スタンピング操作において2個のダイによって作
られる。したがって、本発明は、従来技術のスタンピン
グ成形機の引裂きと大きい機械力の問題を軽減しながら
、通常スタンピングプロセスで使われているような2個
の相合うダイによって作成されるような充分な細部を熱
可塑性材料に与えることを目的としている。
本発明に従って対向する端部を有する熱可塑性材料を圧
縮変形させるための装置と方法は、間に材料を受容する
べく適合している一対の間隔をもって対面する相合う輪
郭のダイの少なくとも一方を他方に向かって旋回変位さ
せて、その間の材料をその材料の一方の端部から対向す
る端部へ向かう方向に大体沿って次第に押しつぶして両
方のダイの輪郭に合うようにその材料を変形させること
からなる。その結果、このスフイージング(上記の押し
つぶし工程)は徐々に行なわれるのでスタンピングプロ
セスで必要とされる力の一部がかけられることになる。
縮変形させるための装置と方法は、間に材料を受容する
べく適合している一対の間隔をもって対面する相合う輪
郭のダイの少なくとも一方を他方に向かって旋回変位さ
せて、その間の材料をその材料の一方の端部から対向す
る端部へ向かう方向に大体沿って次第に押しつぶして両
方のダイの輪郭に合うようにその材料を変形させること
からなる。その結果、このスフイージング(上記の押し
つぶし工程)は徐々に行なわれるのでスタンピングプロ
セスで必要とされる力の一部がかけられることになる。
第1図と第2図でシート材成形用装置10は下側の剛性
金属ダイ12と上側の剛性金属ダイ14とを含んでいる
。ダイ12は輪郭をもった表面16を有しており、これ
はダイ14の輪郭をもった表面18に整合し対面する。
金属ダイ12と上側の剛性金属ダイ14とを含んでいる
。ダイ12は輪郭をもった表面16を有しており、これ
はダイ14の輪郭をもった表面18に整合し対面する。
表面16は、たとえば、長手方向に伸びるV字形の溝2
4によってつながった第一の凸部20と第二の凸部22
とを有する。
4によってつながった第一の凸部20と第二の凸部22
とを有する。
ダイ14の表面18は、ダイ12の部分20とt1合う
凸部20′と、部分22と相合う凸部22′とを有して
いる。また、ダイ14の表面18は満24と相合う長手
方向に伸びる畝24′をもっている。満24と畝24′
は、成形されるシート材料の両側の広い表面上に比較的
鮮明な相合った輪郭の面を与えるのに充分な細部を含ん
でいる。
凸部20′と、部分22と相合う凸部22′とを有して
いる。また、ダイ14の表面18は満24と相合う長手
方向に伸びる畝24′をもっている。満24と畝24′
は、成形されるシート材料の両側の広い表面上に比較的
鮮明な相合った輪郭の面を与えるのに充分な細部を含ん
でいる。
予熱して軟化した熱可塑性材料の平らなシート26が、
下側ダイ12の表面16の上に幽霊画法で示されている
。シート材料26はその軟化温度まで予熱されていてダ
イ12と14の圧縮作用によって容易に変形して賦形さ
れるようになっている。このシート材料26は最初クラ
ンプ28によって下側ダイ12に対して固定されている
。クランプ28は締付け(固定)作用の機能を説明する
ために図示したものである。実際、クランプ2Bは、軟
化した材料をそのシートに損傷を与えることなく固定す
ると共に後の成形プロセス中そのシートを決った位置に
保持するような寸法、形状および配置になっている。各
ダイ12および14のそれぞれの表面16と18は高度
に研磨されているが、あるいは、たとえば熱可塑成形プ
ロセスで使われているような潤滑性離型剤またはその他
適切な表面剥離性物質を噴霧することによってコートさ
れていてもよい。
下側ダイ12の表面16の上に幽霊画法で示されている
。シート材料26はその軟化温度まで予熱されていてダ
イ12と14の圧縮作用によって容易に変形して賦形さ
れるようになっている。このシート材料26は最初クラ
ンプ28によって下側ダイ12に対して固定されている
。クランプ28は締付け(固定)作用の機能を説明する
ために図示したものである。実際、クランプ2Bは、軟
化した材料をそのシートに損傷を与えることなく固定す
ると共に後の成形プロセス中そのシートを決った位置に
保持するような寸法、形状および配置になっている。各
ダイ12および14のそれぞれの表面16と18は高度
に研磨されているが、あるいは、たとえば熱可塑成形プ
ロセスで使われているような潤滑性離型剤またはその他
適切な表面剥離性物質を噴霧することによってコートさ
れていてもよい。
上側のダイ14は、このダイの一方の端部34にあるボ
ス32に嵌められたボールジヨイント30をもっている
。このボールジヨイント30には、コントローラ38に
よる運転作動機構(図示してない)の制御下で作動レバ
ー36が固定されている。このボールジヨイントにより
、レバー36とダイ14が関節式に連結される。このた
め、レバー36を垂直方向40に動かして上側のダイ1
4を軸56の回りで旋回させて下側のダイ12に近付け
たりそれから遠ざけたりするときこれらの相対的旋回が
可能になる。ダイ14の端部34と反対側の端部42に
は支え44が設けられている。
ス32に嵌められたボールジヨイント30をもっている
。このボールジヨイント30には、コントローラ38に
よる運転作動機構(図示してない)の制御下で作動レバ
ー36が固定されている。このボールジヨイントにより
、レバー36とダイ14が関節式に連結される。このた
め、レバー36を垂直方向40に動かして上側のダイ1
4を軸56の回りで旋回させて下側のダイ12に近付け
たりそれから遠ざけたりするときこれらの相対的旋回が
可能になる。ダイ14の端部34と反対側の端部42に
は支え44が設けられている。
ボールジヨイント46が、アクチュエータ50のシャフ
ト48と支え44との間の関節式連結を形成している。
ト48と支え44との間の関節式連結を形成している。
アクチュエータ50はコントローラ38に応答して端部
42を垂直方向40に変位させる。
42を垂直方向40に変位させる。
間隔をもって離れた一対の環状円筒型ジャーナル52と
54が端部42に近接してダイ14に固定されており、
旋回軸56を規定している。このジャーナル52には、
環状のディスク状フランジ58が固定されている。類似
のフランジ(図示してない)がジャーナル54に固定さ
れている。ジャーナル52とフランジ58は、それぞれ
、直立したガイド60のスロット64および76の内部
にスライド可能で旋回可能なように嵌められている。ス
ロット64と76は40の方向に伸びている。ジャーナ
ル54とその対応するフランジ(図示してない)はそれ
ぞれ、ガイド60のスロット64および76に相当する
ガイド62の各スロット64′および76′の内部にス
ライド可能でしかも旋回可能なように嵌められている。
54が端部42に近接してダイ14に固定されており、
旋回軸56を規定している。このジャーナル52には、
環状のディスク状フランジ58が固定されている。類似
のフランジ(図示してない)がジャーナル54に固定さ
れている。ジャーナル52とフランジ58は、それぞれ
、直立したガイド60のスロット64および76の内部
にスライド可能で旋回可能なように嵌められている。ス
ロット64と76は40の方向に伸びている。ジャーナ
ル54とその対応するフランジ(図示してない)はそれ
ぞれ、ガイド60のスロット64および76に相当する
ガイド62の各スロット64′および76′の内部にス
ライド可能でしかも旋回可能なように嵌められている。
これらのガイド60と62は構造上類似であり、ガイド
60で代表される。
60で代表される。
圧縮スプリング68がスロット64内でジャーナル52
とガイド60の上部70との間に固定されていて、ジャ
ーナル52を下側ダイ12へ向かう方向72に押しやる
。類似のスプリング68′が第1図のガイド62の中に
ある(第2図では簡略化のために示してない)。代表例
としてのスプリング68は充分な圧縮負荷特性をもって
いるため、成形プロセス中このスプリングがダイ14に
圧縮力をかけてこのダイをシート材料に対して72の方
向で押し当てる。また同時に、成形サイクルの変形段階
の間ダイ14の端部34が40の方向に変位するときダ
イ14が軸56の回りを66′の方向に旋回する。フラ
ンジ58とジャーナル54に取付けられた対応するフラ
ンジとが、軸56と平行な横断方向で、上側ダイ14の
下側ダイ12に対する水平方向の変位を制限する。これ
らのジャーナルとフランジによって、上側ダイ14は軸
56の回りで旋回でき、または40の方向に垂直に並進
できる。ガイド60と62は記号78で示される固定支
持構造に対して確実に据付けられている。
とガイド60の上部70との間に固定されていて、ジャ
ーナル52を下側ダイ12へ向かう方向72に押しやる
。類似のスプリング68′が第1図のガイド62の中に
ある(第2図では簡略化のために示してない)。代表例
としてのスプリング68は充分な圧縮負荷特性をもって
いるため、成形プロセス中このスプリングがダイ14に
圧縮力をかけてこのダイをシート材料に対して72の方
向で押し当てる。また同時に、成形サイクルの変形段階
の間ダイ14の端部34が40の方向に変位するときダ
イ14が軸56の回りを66′の方向に旋回する。フラ
ンジ58とジャーナル54に取付けられた対応するフラ
ンジとが、軸56と平行な横断方向で、上側ダイ14の
下側ダイ12に対する水平方向の変位を制限する。これ
らのジャーナルとフランジによって、上側ダイ14は軸
56の回りで旋回でき、または40の方向に垂直に並進
できる。ガイド60と62は記号78で示される固定支
持構造に対して確実に据付けられている。
下側ダイ12は支持体80に固定されており、この支持
体はボール82で示されるボールベアリング構造によっ
て固定支持体79に対してスライドできるように固定さ
れている。ボール82は支持体80と79にそれぞれ設
けられたグループ81と83内を転がる。これらのエレ
メントはスライド可能なように支持された案内構造を代
表し、そのため支f!i体80とダイ12は輔56に対
して垂直で、方向40に対して垂直な水平方向84にの
み変位できる。これらの3つの方向は直交している。支
持体80は、ダイ12の上に載せられた材料26に対す
るダイ14の圧縮力の変形作用によって生じる84方向
の力成分に応答して84の方向に自由にスライドする。
体はボール82で示されるボールベアリング構造によっ
て固定支持体79に対してスライドできるように固定さ
れている。ボール82は支持体80と79にそれぞれ設
けられたグループ81と83内を転がる。これらのエレ
メントはスライド可能なように支持された案内構造を代
表し、そのため支f!i体80とダイ12は輔56に対
して垂直で、方向40に対して垂直な水平方向84にの
み変位できる。これらの3つの方向は直交している。支
持体80は、ダイ12の上に載せられた材料26に対す
るダイ14の圧縮力の変形作用によって生じる84方向
の力成分に応答して84の方向に自由にスライドする。
支持体80はロッキングアセンブリ86と協同する。ア
センブリ86はコントローラ38の制御下で支持体80
を84の方向でロックする。たとえば、アセンブリ86
は、支持体80に固定された雌の受容デバイス88と、
コントローラ38の制御下でソレノイド(図示してない
)によって駆動される雄のロッキングピン90とを含む
ものでよい。このピン90は雌デバイス88に係合して
成形サイクルの初期段階の量子側ダイ12を84の方向
で固定する。成形サイクルの初期段階が完了したら、ピ
ン90がコントローラ38によってデバイス88から解
放され、下側ダイ12は上側ダイ14の旋回によって生
じる変形力に応答して84の方向に自由に変位する。
センブリ86はコントローラ38の制御下で支持体80
を84の方向でロックする。たとえば、アセンブリ86
は、支持体80に固定された雌の受容デバイス88と、
コントローラ38の制御下でソレノイド(図示してない
)によって駆動される雄のロッキングピン90とを含む
ものでよい。このピン90は雌デバイス88に係合して
成形サイクルの初期段階の量子側ダイ12を84の方向
で固定する。成形サイクルの初期段階が完了したら、ピ
ン90がコントローラ38によってデバイス88から解
放され、下側ダイ12は上側ダイ14の旋回によって生
じる変形力に応答して84の方向に自由に変位する。
動作にあっては、第1図に示したように、上側ダイ14
が最初下側ダイ12の上方に持ち挙げられてアイドリン
グの位置にある。下側ダイ12は、その端部92と上側
ダイ14の端部42とが40の方向に整列するような配
置になっている。成形サイクルの始まりにおいて、コン
トローラ38に応答してクランプ28がシート材料を固
定する。
が最初下側ダイ12の上方に持ち挙げられてアイドリン
グの位置にある。下側ダイ12は、その端部92と上側
ダイ14の端部42とが40の方向に整列するような配
置になっている。成形サイクルの始まりにおいて、コン
トローラ38に応答してクランプ28がシート材料を固
定する。
クランプ28は、後に上側ダイ14がダイ12と14の
それぞれの端部42と92に近接する領域でシート材料
に係合しそれを変形するまで、シート材料26を下側ダ
イ12に対して固定する。シート材料が固定された後、
まず、上側ダイが72の方向に並進して、シート材料の
端部に係合する位置まで動く。上側と下側のダイか最初
にシート材料に係合した後、関連するパラメーターと寸
法からして便利であるときはクランプ28を外してダイ
の間から取り除く。変形サイクルの初期段階において、
上側ダイか上方のアイドリング位置からその作動位置ま
で下がった後、コントローラ38がアクチュエータ50
の伸延するシャフト48に対して与える信号により、下
側ダイの端部92に向かう72の方向でダイ端部42が
変位し、端部34は上方の位置に残したまま、シートを
変形させ始める。変形サイクルのこの段階でダイ14は
ジヨイント30の回りで旋回する。このサイクルの後続
段階でアクチュエータシャフト48は72′の方向へ持
ち上げられる。圧縮スプリング68(第2図)が充分な
力を課すのでジャーナル52と54はそのシート変形係
合位置に保たれ、上側ダイは下側ダイに対して押付けら
れる。しかし、レバー36がコントローラ38により操
作される(図示してない)アクチュエータによって72
の方向へ押し下げられると、これらのジャーナルはスプ
リング68の反発力により72′の方向に変位すること
ができる。
それぞれの端部42と92に近接する領域でシート材料
に係合しそれを変形するまで、シート材料26を下側ダ
イ12に対して固定する。シート材料が固定された後、
まず、上側ダイが72の方向に並進して、シート材料の
端部に係合する位置まで動く。上側と下側のダイか最初
にシート材料に係合した後、関連するパラメーターと寸
法からして便利であるときはクランプ28を外してダイ
の間から取り除く。変形サイクルの初期段階において、
上側ダイか上方のアイドリング位置からその作動位置ま
で下がった後、コントローラ38がアクチュエータ50
の伸延するシャフト48に対して与える信号により、下
側ダイの端部92に向かう72の方向でダイ端部42が
変位し、端部34は上方の位置に残したまま、シートを
変形させ始める。変形サイクルのこの段階でダイ14は
ジヨイント30の回りで旋回する。このサイクルの後続
段階でアクチュエータシャフト48は72′の方向へ持
ち上げられる。圧縮スプリング68(第2図)が充分な
力を課すのでジャーナル52と54はそのシート変形係
合位置に保たれ、上側ダイは下側ダイに対して押付けら
れる。しかし、レバー36がコントローラ38により操
作される(図示してない)アクチュエータによって72
の方向へ押し下げられると、これらのジャーナルはスプ
リング68の反発力により72′の方向に変位すること
ができる。
第1図のコントローラ38がロッキングアセンブリ86
のデバイス88からピン90を解放して、下側ダイ12
の84方向の自由な変位を可能にする。この時点でアク
チュエータ50のシャフト48が解放されて、シャフト
48が垂直方向で自由に浮動するようになる。スプリン
グ68は、レバー36によって上側ダイにかけられた力
F(第2図)と協同して、端部42のところで上側ダイ
を下側ダイに向かって押付ける。別の方法として、スプ
リング68(およびガイド62内の対応要素)を省略し
て、アクチュエータ50をレバー36の作動と同調させ
て作動させてもよい。下側ダイ12の84方向における
水平位置は、上側と下側のダイの間で圧縮されるシート
材料にかかる摩擦力によって決まる。コントローラ38
によりレバー36が下側ダイ12に向かう方向72で変
位すると、上側ダイ14は軸56の回りおよびボールジ
ヨイント30によって形成される軸の回りを旋回する。
のデバイス88からピン90を解放して、下側ダイ12
の84方向の自由な変位を可能にする。この時点でアク
チュエータ50のシャフト48が解放されて、シャフト
48が垂直方向で自由に浮動するようになる。スプリン
グ68は、レバー36によって上側ダイにかけられた力
F(第2図)と協同して、端部42のところで上側ダイ
を下側ダイに向かって押付ける。別の方法として、スプ
リング68(およびガイド62内の対応要素)を省略し
て、アクチュエータ50をレバー36の作動と同調させ
て作動させてもよい。下側ダイ12の84方向における
水平位置は、上側と下側のダイの間で圧縮されるシート
材料にかかる摩擦力によって決まる。コントローラ38
によりレバー36が下側ダイ12に向かう方向72で変
位すると、上側ダイ14は軸56の回りおよびボールジ
ヨイント30によって形成される軸の回りを旋回する。
上側ダイ14が旋回するにつれて、上側ダイの表面18
の一部20′はシート材料の上を図で左から右に向かっ
て次第に旋回し、下側ダイの表面16の一部20に対し
てそのシートを次第に圧縮し、上側と下側のダイの輪郭
に合うようにそのシ−トを曲げる。上側のダイ14はレ
バー36にかけられる力Fによって連続的に旋回する。
の一部20′はシート材料の上を図で左から右に向かっ
て次第に旋回し、下側ダイの表面16の一部20に対し
てそのシートを次第に圧縮し、上側と下側のダイの輪郭
に合うようにそのシ−トを曲げる。上側のダイ14はレ
バー36にかけられる力Fによって連続的に旋回する。
上側ダイ14が旋回するにつれて、上側ダイと下側ダイ
12との間の接触領域は下側ダイ12の輪郭に従って下
側ダイの端部94の方へ向かって前進する。
12との間の接触領域は下側ダイ12の輪郭に従って下
側ダイの端部94の方へ向かって前進する。
下側ダイに対する上側ダイのこの圧縮旋回作用により、
シートは裂けることなく実質的に均一に伸びながら曲が
る。曲り方の急なところでは、たとえば溝24のところ
ではシートの伸び方がいくらか増えるかもしれないが、
材料が引き裂かれることのないように充分局在化してい
る。加熱された柔らかいシート材料26は容易に曲がっ
て流れ、接触が進むと共にダイの2つの合せ面によって
形成される形状に合致する。
シートは裂けることなく実質的に均一に伸びながら曲が
る。曲り方の急なところでは、たとえば溝24のところ
ではシートの伸び方がいくらか増えるかもしれないが、
材料が引き裂かれることのないように充分局在化してい
る。加熱された柔らかいシート材料26は容易に曲がっ
て流れ、接触が進むと共にダイの2つの合せ面によって
形成される形状に合致する。
上側ダイか旋回すると共に、ジャーナル52と54はス
プリング68の力に抗してガイド60および62の中を
72′の方向へ押し上げられる。
プリング68の力に抗してガイド60および62の中を
72′の方向へ押し上げられる。
すなわち、上側ダイ14が軸56の回りで旋回する間そ
のダイのジャーナルはまた72′の方向に並進運動もし
、したがって上側ダイ14は次第に前進する浮動軸(図
示してない)の回りで旋回することになる。上側ダイの
端部34が下がると、ジャーナル52と54はスプリン
グ68の力に抗して72′の方向へ自動的に上昇する。
のダイのジャーナルはまた72′の方向に並進運動もし
、したがって上側ダイ14は次第に前進する浮動軸(図
示してない)の回りで旋回することになる。上側ダイの
端部34が下がると、ジャーナル52と54はスプリン
グ68の力に抗して72′の方向へ自動的に上昇する。
ガイド内でのジャーナルの位置は、ガイド60と62の
それぞれのスロット64と64′によって定められる垂
直な平面(方向40)内における上側ダイの端部42の
変位を制限する。この端部42の制限によって、上側の
ダイの旋回中の2つのダイ間の接触領域が図の左方のガ
イド60および62の方向へ引き寄せられる。この引寄
せる作用は、ダイ間の摩擦荷重によって下側ダイに伝え
られる。この摩擦荷重によって、下側のダイと支持体8
0がボールベアリング構造のボールを介して84′の方
向へ引寄せられる。このように、上側ダイの84′方向
への作用によってシート材料中に生じる力が下側のダイ
に伝えられ、この下側のダイはロッキングアセンブリ8
6の解放の結果自由に変位できるため上側ダイの作用に
応答して変位する。
それぞれのスロット64と64′によって定められる垂
直な平面(方向40)内における上側ダイの端部42の
変位を制限する。この端部42の制限によって、上側の
ダイの旋回中の2つのダイ間の接触領域が図の左方のガ
イド60および62の方向へ引き寄せられる。この引寄
せる作用は、ダイ間の摩擦荷重によって下側ダイに伝え
られる。この摩擦荷重によって、下側のダイと支持体8
0がボールベアリング構造のボールを介して84′の方
向へ引寄せられる。このように、上側ダイの84′方向
への作用によってシート材料中に生じる力が下側のダイ
に伝えられ、この下側のダイはロッキングアセンブリ8
6の解放の結果自由に変位できるため上側ダイの作用に
応答して変位する。
上側ダイ表面と下側ダイ表面の合せ輪郭と摩擦荷重とに
より、2つのダイは圧縮された材料の次第に前進する圧
縮前線の存在下で整列した状態に保たれる傾向がある。
より、2つのダイは圧縮された材料の次第に前進する圧
縮前線の存在下で整列した状態に保たれる傾向がある。
レバー36を連続的に72の方向へ押し進め、下側のシ
ート材料全体が変形するまでシート材料を押しつけて成
形する。この変形サイクルの終了時端部34はその最も
低い地点にあり、ジャーナル52と54はこの例の場合
最高の地点まで上昇している。これは、第2図中で一部
が幽霊画法で示されている上側ダイ14′の位置で説明
される。
ート材料全体が変形するまでシート材料を押しつけて成
形する。この変形サイクルの終了時端部34はその最も
低い地点にあり、ジャーナル52と54はこの例の場合
最高の地点まで上昇している。これは、第2図中で一部
が幽霊画法で示されている上側ダイ14′の位置で説明
される。
シート材料が26′に実線で示されているように成形さ
れた後、上側のダイはコントローラ38により第1図の
アイドリング位置に戻され、ロッキングアセンブリ86
が再びロックされ、そして変形したシート材料26′が
取り出される。
れた後、上側のダイはコントローラ38により第1図の
アイドリング位置に戻され、ロッキングアセンブリ86
が再びロックされ、そして変形したシート材料26′が
取り出される。
別の具体例では、端部34と42の中央でダイ14の上
方72′の方向に離れて位置するピボット軸の回りでダ
イ14を回動させてもよい。この場合、ガイド60と6
2およびジャーナル52と54は省略し七もよい。アク
チュエータ50と類似のものでよい作動デバイス(図示
してない)は、アクチュエータ操作レバー36と協同し
て上側のダイを成形されるシート材料に接触させるよう
な位置にある。この作動デバイスとアクチュエータコン
トローラレバー36は同調して、成形プロセスにおいて
上側ダイを軸の回りに回動させると同時に必要なシート
成形用圧縮力をかける。この上側ダイのピボット作用で
も、次第に移動する圧縮前線のゆえに下側ダイか水平方
向84′に変位する必要がある。ただし、上側ダイの水
平方向84への並進は制限される。
方72′の方向に離れて位置するピボット軸の回りでダ
イ14を回動させてもよい。この場合、ガイド60と6
2およびジャーナル52と54は省略し七もよい。アク
チュエータ50と類似のものでよい作動デバイス(図示
してない)は、アクチュエータ操作レバー36と協同し
て上側のダイを成形されるシート材料に接触させるよう
な位置にある。この作動デバイスとアクチュエータコン
トローラレバー36は同調して、成形プロセスにおいて
上側ダイを軸の回りに回動させると同時に必要なシート
成形用圧縮力をかける。この上側ダイのピボット作用で
も、次第に移動する圧縮前線のゆえに下側ダイか水平方
向84′に変位する必要がある。ただし、上側ダイの水
平方向84への並進は制限される。
別法としては下側ダイを84の方向で固定された位置に
配置してもよく、上側ダイを変位させるための2つの離
れたアクチユエータを含むシステムが上側ダイを40と
84の方向に変位させると共に上側ダイを下側ダイに対
して軸の回りで旋回させるための機構を含んでいる。そ
のような構造は、第1図と第2図に示したボール82と
はめ合い溝からなるボールベアリング構造より複雑にな
る傾向がある。そのようなシステムはコントローラ38
で代表されるコンピュータ制御システムにより作動させ
られる機械的リンク桟構によって作動させることができ
る。
配置してもよく、上側ダイを変位させるための2つの離
れたアクチユエータを含むシステムが上側ダイを40と
84の方向に変位させると共に上側ダイを下側ダイに対
して軸の回りで旋回させるための機構を含んでいる。そ
のような構造は、第1図と第2図に示したボール82と
はめ合い溝からなるボールベアリング構造より複雑にな
る傾向がある。そのようなシステムはコントローラ38
で代表されるコンピュータ制御システムにより作動させ
られる機械的リンク桟構によって作動させることができ
る。
このプロセスで使用できる熱可塑性材料は前述の米国特
許第4,818,460号に列挙されている。圧力、温
度などを始めとするさまざまなプロセスパラメータは熱
可塑成形分野の当業者の知識の範囲内であり、ここで説
明する必要はない。
許第4,818,460号に列挙されている。圧力、温
度などを始めとするさまざまなプロセスパラメータは熱
可塑成形分野の当業者の知識の範囲内であり、ここで説
明する必要はない。
そのようなプロセスパラメータは一般に米国特許第4,
818,460号に開示されているものに似ている。本
発明に従って構築され操作される装置の上側ダイは、接
触したシート材料表面に、比較的鮮明であり、従来技術
のスタンピングプロセスで製造されるような細部に似た
細部を形成する。
818,460号に開示されているものに似ている。本
発明に従って構築され操作される装置の上側ダイは、接
触したシート材料表面に、比較的鮮明であり、従来技術
のスタンピングプロセスで製造されるような細部に似た
細部を形成する。
もちろん、いくつかの実施態様で、ひとつのダイによっ
て成形された変形材料のひとつの表面上の細部の輪郭は
、別のダイで変形された材料の他の対向表面上の細部の
輪郭と異なっていてもよい。
て成形された変形材料のひとつの表面上の細部の輪郭は
、別のダイで変形された材料の他の対向表面上の細部の
輪郭と異なっていてもよい。
たとえば、変形したひとつの表面上にだけ畝または満が
所望であれば、そのような細部が必要なのはひとつのダ
イだけである。したがって、上側と下側のダイは通常、
概して均一な厚みにまで材料を変形するような寸法と輪
郭をもっているが、これはすべての実施態様についてそ
うなっているわけではない。したがって、本明細書およ
び特許請求の範囲で合せダイおよびマツチドダイという
場合、これは、各ダイ面上に存在する特定の細部を指す
というよりはむしろ、2つのダイか協同してその間にあ
る共通の熱可塑性材料を変形してその材料の全表面要件
を満たすという概念を指すものとする。すなわち、2つ
のダイは、変形された材料の表面上に現われる各席、畝
などに対して、第1図に示した溝24および畝24′に
対する如く、互いに補足し合う必要がない。
所望であれば、そのような細部が必要なのはひとつのダ
イだけである。したがって、上側と下側のダイは通常、
概して均一な厚みにまで材料を変形するような寸法と輪
郭をもっているが、これはすべての実施態様についてそ
うなっているわけではない。したがって、本明細書およ
び特許請求の範囲で合せダイおよびマツチドダイという
場合、これは、各ダイ面上に存在する特定の細部を指す
というよりはむしろ、2つのダイか協同してその間にあ
る共通の熱可塑性材料を変形してその材料の全表面要件
を満たすという概念を指すものとする。すなわち、2つ
のダイは、変形された材料の表面上に現われる各席、畝
などに対して、第1図に示した溝24および畝24′に
対する如く、互いに補足し合う必要がない。
本発明の好ましい具体例を例示し説明して来たが、この
具体例は限定ではなく例示として挙げたつもりである。
具体例は限定ではなく例示として挙げたつもりである。
第1図は、本発明に従って構築された装置の一具体例の
等用量である。 第2図は、第1図の装置の側面図である。 10・・・シート材成形用装置、12・・・下側ダイ、
14・・・上側ダイ、16.18・・・輪郭をもった表
面、26・・・熱可塑性シート材料、28・・・クラン
プ、30.46−1.ボールジヨイント、34.42・
・上側ダイの端部、36・・・作動レバー、38・・・
コントローラ、48・・・シャフト、50・・・アクチ
ュエータ、52.54・・円筒型ジャーナル、56・・
・上側ダイの旋回軸、58・・・ディスク状フランジ、
68,68′・・・圧縮スプリング、79.80・・・
支持体、82・・・ボール、86・・・ロッキングアセ
ンブリ、92゜94・・下側ダイの端部。
等用量である。 第2図は、第1図の装置の側面図である。 10・・・シート材成形用装置、12・・・下側ダイ、
14・・・上側ダイ、16.18・・・輪郭をもった表
面、26・・・熱可塑性シート材料、28・・・クラン
プ、30.46−1.ボールジヨイント、34.42・
・上側ダイの端部、36・・・作動レバー、38・・・
コントローラ、48・・・シャフト、50・・・アクチ
ュエータ、52.54・・円筒型ジャーナル、56・・
・上側ダイの旋回軸、58・・・ディスク状フランジ、
68,68′・・・圧縮スプリング、79.80・・・
支持体、82・・・ボール、86・・・ロッキングアセ
ンブリ、92゜94・・下側ダイの端部。
Claims (16)
- (1)対向する端部を有する軟化した熱可塑性材料を圧
縮変形するための装置であって、 双方の間に前記材料を受容するように適合しており間隔
をもって対面した輪郭をもった一対のダイ、および 前記ダイの少なくとも一方を他方に向かって旋回変位さ
せて、ほぼシート材料の一方の端部から対向する端部へ
向かう方向でダイ双方の間の前記材料を次第に押しつぶ
して、前記ダイ双方の輪郭に合わせて材料を変形するた
めの手段 からなる装置。 - (2)変位させるための前記手段が、ひとつの軸の回り
で旋回するように前記少なくとも一方のダイを他方のダ
イに対して固定するための第一の手段と、前記の方向を
横切る方向で前記少なくとも一方のダイが他方に向かっ
たり他方から離れたり変位するように前記第一手段を可
動に固定するための第二の手段とを含む、請求項1記載
の装置。 - (3)前記のように次第に押しつぶすことによって、前
記ダイに対して前記方向とほぼ反対方向の力がかかり、
前記装置が前記ダイの一方を可動に固定するための支持
手段を含んでいて、前記一方のダイが少なくとも一方の
ダイの旋回と共に前記方向とほぼ平行な方向で直線的に
変位するようになっている、請求項1記載の装置。 - (4)ひとつの軸の回りで旋回するように前記少なくと
も一方のダイを支持するための第一の支持手段を含んで
おり、前記第一支持手段が前記軸に近接する領域で前記
少なくとも一方のダイを少なくとも前記他方のダイに向
かう方向に駆動するための手段を含む、請求項1記載の
装置。 - (5)さらに、前記一方のダイ上の前記領域から間隔を
もって離れた位置で、前記少なくとも一方のダイを前記
他方のダイに向かう方向に駆動するための作動手段も含
んでいる、請求項4記載の装置。 - (6)前記装置が、少なくとも一方のダイのひとつの端
部に近接して前記軸を位置させると共に前記対向端部に
近接して作動手段を位置させるための手段を含む、請求
項5記載の装置。 - (7)前記材料を圧縮変形する間の変形サイクルの初期
段階で前記他方のダイを少なくとも一方のダイに対して
固定すると共に、前記変形サイクルの後続段階で前記他
方のダイを少なくとも一方のダイに対して可動に留めて
、前記押しつぶしによって生じた前記ダイにかかるある
方向の力に応答して前記ダイが整列できるようにするた
めの手段を含む、請求項1記載の装置。 - (8)加熱軟化した熱可塑性シート材料を変形サイクル
で圧縮変形するための装置であって、第一の輪郭をもっ
た表面を有する第一のダイと、第一表面と合うような形
状と寸法を有する第二の輪郭をもった表面を有する第二
のダイと、第一のダイを第二のダイに向かって旋回運動
させて、ほぼその材料の一方の端部から対向する端部へ
向かう方向で前記ダイ双方がその間のシート材料を次第
に押しつぶすようにするための手段とからなる装置。 - (9)第一のダイの一方の端部を第二のダイに向かって
またそれから離れるように選択的に駆動するための第一
の作動手段と、第一のダイの前記一方の端部とは反対の
端部を第二のダイに向かってまたそれから離れるように
選択的に駆動し、押しつぶしの間ひとつの軸の回りで第
一のダイを旋回させるための第二の作動手段とを含む、
請求項8記載の装置。 - (10)さらに、前記サイクルの初期段階で前記シート
材料を前記第二のダイに対して固定するためのクランプ
手段を含む、請求項9記載の装置。 - (11)サイクルの前記初期段階で第一のダイに対して
第二のダイを固定すると共に、サイクルの前記初期段階
に続く段階で第二のダイを可動に留めて、前記押しつぶ
し中の変形力が第二のダイを第一のダイに対して可動に
整列させるようにするための手段を含む、請求項10記
載の装置。 - (12)熱可塑性材料を軟化させ、 変形サイクル中に、ほぼシート材料の一方の端部から反
対の端部へ向かう方向で、輪郭をもった2つのダイの間
の前記軟化した材料を次第に押しつぶす ことからなる、熱可塑性材料を変形するための方法。 - (13)前記押しつぶしが、前記ダイの一方を前記ダイ
の他方に対してかつそれに向かって旋回させることを含
む、請求項12記載の方法。 - (14)前記旋回工程で、前記一方のダイに対してある
位置に固定された軸の回りで一方のダイを旋回させる、
請求項13記載の方法。 - (15)前記旋回工程が前記一方のダイを並進させるこ
とを含む、請求項13記載の方法。 - (16)さらに、前記サイクルの初期段階で前記ダイの
他方を固定し、前記サイクルの後続段階で一方のダイの
旋回に応答して前記ダイの他方を可動に留めることを含
む、請求項13記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/363,237 US5015169A (en) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | Apparatus for die forming thermoplastic sheet material |
| US363,237 | 1989-06-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367626A true JPH0367626A (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=23429394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2148880A Pending JPH0367626A (ja) | 1989-06-08 | 1990-06-08 | 熱可塑性シート材料をダイ成形するための装置と方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5015169A (ja) |
| EP (1) | EP0403816A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0367626A (ja) |
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| KR20230034304A (ko) | 2020-07-02 | 2023-03-09 | 도요보 가부시키가이샤 | 인쇄물 |
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