JPH04100641A - 両面ディンプルコアの超塑性成形方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は板状部材の両面側に複数個の円すい状突起を有
し、例えば軽量サンドイッチ構造体に使用される両面デ
ィンプルコアの成形方法に係り、特に割れ等の成形不良
を発生することなく短時間で成形を行ない得るようにし
た両面ディンプルコアの超塑性成形方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 一般に、第３図および第４図に示すような軽量サンドイ
ッチ構造体には、板状部材の両面側に複数個の円すい状
突起を有する両面ディンプルコアが使用されている。

従来、この種の両面ディンプルコアを成形するに際して
は、例えば第５図（ａ）〜（Ｃ）にその成形過程図を示
すように、まず平板素板を成形型上にセットして、全体
を超塑性成形温度（Ｔｉ６Ａｉ）−４Ｖ合金の場合は約
９００℃）に加熱し、次いで成形用の不活性ガス（アル
ゴン等）を平板素板の上面に負荷し、その圧力を適切に
調節して超塑性成形を行なっており、１工程で最終形状
・寸法まで成形するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような従来の成形方法における技術的な
ポイントは、成形初期におけるデインプル頂部のおす型
成形段階にあり、成形ガス圧が高過ぎる場合には、最小
断面積部である円すい頂部で過大応力が生じて（応力集
中）、この部分に割れが発生してしまう。この場合、第
６図（ａ）に示すように、円すい頂部の一円周断面積で
負担し得る限界荷重Ｐ　ｅｅｌは、被加工部材の成形条
件下での最大破断応力をσ、とすれば、ｐ　、、１−（
πｄ＋ｊｏ）　　・σ、である。この限界荷重Ｐ　ｃｒ
ｌは、被加工部材が持ちこたえ得る最大成形力を与える
ものであり、実際にはこの値以上にならないように、周
面の受圧面積を考慮して成形圧力Ｐ１を選定することに
なる。

一方、第６図（ｂ）は、同一円すい寸法を逆方向から、
いわゆるめす型成形を行なう場合を示す図であり、この
場合の限界荷重は、同様にＰｏ、２−（πｄ２ｔｏ）・
σ、と求められ、これを満足するようにガス圧Ｐ２　　
（≦４ｔｏ　拳σｂ　／　ｄ　２　）が設定される。そ
して、一般にｄ２　＞ｄ、であるから、Ｐ、、２　＞Ｐ
、、＋　　（Ｐｅ、＋　　−（ｄ＋　／ｄ２）・Ｐ−１
２）となり、めす型成形の方が高い成形圧力Ｐ２を設定
できるので、成形時間は短かくて済む。

以上のように、おす型設計からめす型成形を連続的に１
工程で成形する従来の成形方法では、成形初期のおす型
成形段階で成形圧力を高くとれないことから、変形速度
を低くせざるを得ず、従って長時間かけることによって
所要の変形量を達成する方法となっていた。実際の成形
例では、おす型成形段階の成形時間は、めす型成形時間
の約２倍を要しており、生産性向上の阻害要因となって
いた。

本発明の目的は、割れ等の成形不良を発生することなく
短時間で成形を行ない生産性を向上させることが可能な
両面ディンプルコアの超塑性成形方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明では、板状部材の両
面側に複数個の円すい状突起を有する両面ディンプルコ
アの成形方法において、成形方法として、めす型成形方
式を基本とする２工程成形法を採用し、１工程目の成形
を行なった後に、当該成形による既成形部に充填材（セ
ラミックキャスタブル等）を充填して２工程目の成形を
行ない、しかる後に充填材を除去するようにしている。

［作　用］ 従って、本発明による両面ディンプルコアの超塑性成形
方法においては、成形方法としてめす型成形法を採用し
、さらに２工程目の成形に当って充填材を使用している
ことにより、めす型成形方式の採用は、既述したように
おす型成形方式にくらべて、成形初期の円すい底部の荷
重負担断面積増加の作用をなし、結果として、高い成形
ガス圧の設定が可能となり、成形時間の短縮化に寄与す
ることができる。

この場合、工程数は２工程には増えるものの、トータル
成形時間としては従来法の約２／３に減少することとな
る。また、２工程目の成形に当っての既成形部への充填
材（セラミックキャスタブル）による充填は、２工程目
の成形ガス圧による既成形部の変形を防止する作用をな
すもので、特に成形個所が多い場合や成形形状が複雑な
場合には、剛体充填材にくらべて適用性が高いという利
点を得ることができる。

［実施例コ まず、本発明の考え方について述べる。

本発明では、成形方法として、めす型成形方式を基本と
した２工程成形法を採用し、さらに１工程目で既に成形
されたデインプルを２工程目の成形ガス圧で変形させな
いように、また複雑形状にも適合し得るように、充填材
として、例えばセラミックキャスタブル（セラミック粒
子をセメント状にして流し込み、その後溶剤を蒸発させ
たもの）を用いて既成形部を充填する点に特徴を有する
ものである。

以下、上記のような考え方に基づく本発明の−実施例に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明による両面ディンプルコアの超塑性成
形方法の一例を示す成形過程図である。

すなわち、本実施例による両面ディンプルコアの超塑性
成形方法は、第１図に示すように、まず平板素板１に１
工程目の成形を行なって、平板素板１の片面側に複数個
の円すい状突起１ａを成形する（同図（ａ）、（ｂ））
。

次に、１工程目の成形による既成形部に充填材としてセ
ラミックキャスタブル２を充填する（同図（Ｃ））。

次に、かかる半成形品に２工程目の成形を行なって、平
板素板１の反対面側に複数個の円すい状突起１ｂを成形
する（同図（ｄ））。

しかる後に、上記成形部に充填されているセラミックキ
ャスタブル２を除去して両面ディンプルコア３を成形す
る。

一方、第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図における両面デ
ィンプルコアの成形に適用される成形用型の構成例を示
す断面図である。なお、第２図（ａ）は１工程目成形を
、第２図（ｂ）は２工程目成形をそれぞれ示している。

第一２図において、４は下型コンテナー　５゜５′は成
形型、６，６′は上型（押え板）であり、この上型６，
６′には成形ガス圧導入用ポート６１が設けられている
。また、７は平板素材を示すもので、同図のようにセッ
トされた後に、１工程目で成形されて半成形品７′とな
り、次いて２工程目の成形型にセットされ、成形されて
完成品７′となる。この場合、２工程目の成形において
は、１工程目の成形による既成形部の変形防止のために
、充填材としてセラミックキャスタブル８が充填され、
しかる後に完成品７′からセラミックキャスタブル８を
容易に除去して、両面ディンプルコアが得られる。

本実施例の成形方法により、工程数は２工程に増加する
か、トータルの成形時間は従来の成形方法の約２／３に
減少している。

従来の方法：　Ｔ−ｔ、＋ｔＦ−３・１Ｆ（ｔｙ　＝２
　ｔｐ　） 本実施例の方法：Ｔ−ｔＦＸ２−２・ｔｐｔＭ＝おす型
部成形時間 ｔＦ：めす型部成形時間 また、成形条件（圧力、温度等）のばらつきは、従来の
成形方法（おす型成形段階）には大きく影響して割れ等
の成形不良を起こしやすかったが、めす型性である本実
施例の方法では、荷重負担部所面積の増加に伴って影響
度合が減少し、作業の安定性も向上している。

上述したように、本実施例では、板状部材である平板素
板１の両面側に複数個の円すい状突起ｌａ、ｌｂを有す
る両面ディンプルコアを成形するに際して、成形方法と
して、めす型成形方式を基本とする２工程成形法を採用
し、平板素板１に１工程目の成形を行なって片面側に複
数個の円すい状突起１ａを成形した後に、当該１工程目
の成形による既成形部に充填材してセラミックキャスタ
ブル２を充填し、２工程目の成形を行なって反対面側に
複数個の円すい状突起２ａを成形し、しかる後にセラミ
ックキャスタブル２を除去するようにしたものである。

従って、２工程目の成形に当っては、１工程目の成形に
よる既成形部へセラミックキャスタブル２を充填してい
るため、２工程目の成形ガス圧による既成形部の変形を
防止し、割れ等の成形不良が発生するようなことがなく
なる。また、成形方法として、めす型成形方式を採用し
ているため、前述したようなおす型成形方式にくらべて
、成形初期の円すい底部の荷重負担断面積が増加し、結
果として、高い成形ガス圧の設定が可能となり、成形時
間の短縮化に寄与することができる。これにより、両面
ディンプルコアを成形する際の生産性を著しく向上させ
ることが可能となる。

尚、本発明は複雑な形状の板金部品の成形方法について
も、前述と全く同様に適用することが可能である。

また、上記実施例では、充填材としてセラミックキャス
タブルを用いた場合について述べたが、これと同等の効
果を奏する他の充填材を用いるようにしてもよい。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、板状部材の両面側
に複数個の円すい状突起を有する両面ディンプルコアを
成形するに際して、成形方法として、めす型成形方式を
基本とする２工程成形法を採用し、１工程目の成形を行
なった後に、当該成形による既成形部に充填材（セラミ
ックキャスタブル等）を充填して２工程目の成形を行な
い、しかる後に充填材を除去するようにしているので、
割れ等の成形不良を発生することなく短時間で成形を行
ない生産性を向上させることが可能な両面ディンプルコ
アの超塑性成形方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による両面ディンプルコアの超塑性成形
方法の一実施例を示す成形過程図、第２図は同実施例に
適用される成形用型の構成例を示す断面図、 第３図は両面ディンプルコアが使用されるサンドイッチ
構造体の一例を示す斜視図、 第４図は両面ディンプルコアを使用する中空翼構造の一
例を示す図、 第５図は従来法による両面ディンプルコアの成形方法を
説明するための成形過程図、 第６図はデインプルユニット（円すい）の基本成形方式
を説明するための図である。 １・・・平板素板、ｌａ、ｌｂ・・・円すい状突起、２
・・・セラミックキャスタブル、３・・・両面ディンプ
ルコア、４・・・下型コンテナー　５，５′・・・成形
型、６，６′・・・上型（押え板）、７・・・平板素材
、７−・・・半成形品、７″・・・完成品、８・・・セ
ラミックキャスタブル。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第３図 （ｄ） ｌｂ 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状部材の両面側に複数個の円すい状突起を有す
   る両面ディンプルコアの成形方法において、 成形方法として、めす型成形方式を基本とする２工程成
   形法を採用し、 １工程目の成形を行なった後に、当該成形による既成形
   部に充填材を充填して２工程目の成形を行ない、 しかる後に前記充填材を除去するようにしたことを特徴
   とする両面ディンプルコアの超塑性成形方法。
2. （２）前記充填材としては、セラミックキャスタブルを
   用いることを特徴とする請求項（１）項に記載の両面デ
   ィンプルコアの超塑性成形方法。