JPH0735076B2 - 複合材料の射出成形方法及び装置 - Google Patents
複合材料の射出成形方法及び装置Info
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- JPH0735076B2 JPH0735076B2 JP1003621A JP362189A JPH0735076B2 JP H0735076 B2 JPH0735076 B2 JP H0735076B2 JP 1003621 A JP1003621 A JP 1003621A JP 362189 A JP362189 A JP 362189A JP H0735076 B2 JPH0735076 B2 JP H0735076B2
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- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、熱硬化性樹脂とガラス繊維のごとき強化用繊
維と充填材とから成る複合材料の射出成形方法及び装置
に係る。
維と充填材とから成る複合材料の射出成形方法及び装置
に係る。
複合材料の機械的特性、特に耐衝撃性が主として強化用
繊維の長さ及び配向に依存することは公知である。これ
らの複合材料の使用に伴う困難は、射出すべき量の複合
材料の計量供給及び型内への複合材料の射出の際に長い
強化用繊維を破損しないための配慮が必要なことであ
る。
繊維の長さ及び配向に依存することは公知である。これ
らの複合材料の使用に伴う困難は、射出すべき量の複合
材料の計量供給及び型内への複合材料の射出の際に長い
強化用繊維を破損しないための配慮が必要なことであ
る。
公知の射出装置において、複合材料は供給装置から、固
定スリーブ内に配置されたスクリューに案内され、ここ
で混練され、次にスリーブ内でのスクリューの移動によ
って型内に射出される。射出段階で複合材料がスクリュ
ーに逆流しないように逆止弁形成装置がスクリューの末
端に配置されている。このような弁は、複合材料の進路
を曲折させ強化用繊維の破損を生起し得られる部品の機
械的特性を低下させるという欠点をもつ。更に、この種
の装置は、型に射出すべき量の複合材料を正確に計量供
給することができない。
定スリーブ内に配置されたスクリューに案内され、ここ
で混練され、次にスリーブ内でのスクリューの移動によ
って型内に射出される。射出段階で複合材料がスクリュ
ーに逆流しないように逆止弁形成装置がスクリューの末
端に配置されている。このような弁は、複合材料の進路
を曲折させ強化用繊維の破損を生起し得られる部品の機
械的特性を低下させるという欠点をもつ。更に、この種
の装置は、型に射出すべき量の複合材料を正確に計量供
給することができない。
別の公知装置では、固定スリーブ内に摺動自在に装着さ
れ複合材料供給装置を担持する可動スリーブ内に配置さ
れたスクリューが使用される。固定スリーブ内で射出ピ
ストンの機能を果たす可動スリーブは固定スリーブと共
に、射出すべき複合材料を受容する可変容積チャンバを
形成する。可動スリーブはまたスクリューの末端と共に
弁の機能を果たし、これにより射出段階中の複合材料が
スクリューに逆流することが阻止される。これらの装置
ではスクリューの末端に閉鎖弁が存在しないので強化用
繊維の破断は回避できるが、強化用繊維は可変容積チャ
ンバに導入されたときに混練スクリューによって損傷さ
れる。その理由は、スクリューのねじと可動スリーブの
内壁との間で複合材料の剪断が生じるからである。この
型の装置では逆に、型内に射出すべき量の複合材料の正
確な計量供給は確保される。
れ複合材料供給装置を担持する可動スリーブ内に配置さ
れたスクリューが使用される。固定スリーブ内で射出ピ
ストンの機能を果たす可動スリーブは固定スリーブと共
に、射出すべき複合材料を受容する可変容積チャンバを
形成する。可動スリーブはまたスクリューの末端と共に
弁の機能を果たし、これにより射出段階中の複合材料が
スクリューに逆流することが阻止される。これらの装置
ではスクリューの末端に閉鎖弁が存在しないので強化用
繊維の破断は回避できるが、強化用繊維は可変容積チャ
ンバに導入されたときに混練スクリューによって損傷さ
れる。その理由は、スクリューのねじと可動スリーブの
内壁との間で複合材料の剪断が生じるからである。この
型の装置では逆に、型内に射出すべき量の複合材料の正
確な計量供給は確保される。
また、射出すべき複合材料が射出用中空シリンダに配置
され、該シリンダ内部でスリーブ及びスリーブ内部の射
出ピストンが移動する別の装置も公知である。該スリー
ブは射出用中空シリン内部の複合材料導入オリフィスを
閉鎖する機能を果たす。該装置は複合材料の強化用繊維
を損傷しないが、型内に射出すべき量の複合材料の正確
な計量供給を確保できない。
され、該シリンダ内部でスリーブ及びスリーブ内部の射
出ピストンが移動する別の装置も公知である。該スリー
ブは射出用中空シリン内部の複合材料導入オリフィスを
閉鎖する機能を果たす。該装置は複合材料の強化用繊維
を損傷しないが、型内に射出すべき量の複合材料の正確
な計量供給を確保できない。
本発明の目的は上記のごとき欠点を是正し、 １つの部品の成形に必要な量を上回る量の複合材料を射
出装置の中空シリンダに導入し、 複合材料の所定の圧縮率が得られるまでシリンダ内で可
動なピストンによって中空シリンダに収容された複合材
料を圧縮し、 所定圧縮率に対応するピストンの位置を検出し、 最後に、所望部品の成形に厳密に必要な量の複合材料の
射出に対応する長さ（Ｌ）だけ前記検出位置からピスト
ンを前進させることを特徴とする複合材料の射出方法を
提供することである。
出装置の中空シリンダに導入し、 複合材料の所定の圧縮率が得られるまでシリンダ内で可
動なピストンによって中空シリンダに収容された複合材
料を圧縮し、 所定圧縮率に対応するピストンの位置を検出し、 最後に、所望部品の成形に厳密に必要な量の複合材料の
射出に対応する長さ（Ｌ）だけ前記検出位置からピスト
ンを前進させることを特徴とする複合材料の射出方法を
提供することである。
本発明はまた前記方法の実施装置を提供する。
本発明の装置は、オリフィスを介して中空シリンダと連
通する供給装置から複合材料を受容する中空シリンダ
と、アクチュエータの作用下に中空シリンダ内で可動な
ピストンと、中空シリンダの自由端に固定され圧力セン
サを備えた射出用ダイとから成る。
通する供給装置から複合材料を受容する中空シリンダ
と、アクチュエータの作用下に中空シリンダ内で可動な
ピストンと、中空シリンダの自由端に固定され圧力セン
サを備えた射出用ダイとから成る。
本発明の別の特徴及び利点は添付図面に示す非限定具体
例に基づく以下の記載より明らかにされるであろう。
例に基づく以下の記載より明らかにされるであろう。
添付図面に示す本発明の射出成形装置は、内部で射出用
ピストン２が移動する射出用中空シリンダ１を含み、ピ
ストン２は、剛性ロッド４を介して接続されたアクチュ
エータ３の作用下に移動する。アクチュエータ３の反対
側の中空シリンダ１の自由端は射出用ダイ５に固定され
ている。射出用ダイ５の入口オリフィス６は円形で且つ
中空シリンダ１と同直径をもち、出口オリフィス７は上
下に狭く左右に広い細いスリットの形状であり、その通
過断面積は入口オリフィス６の通過断面積よりも小さ
い。
ピストン２が移動する射出用中空シリンダ１を含み、ピ
ストン２は、剛性ロッド４を介して接続されたアクチュ
エータ３の作用下に移動する。アクチュエータ３の反対
側の中空シリンダ１の自由端は射出用ダイ５に固定され
ている。射出用ダイ５の入口オリフィス６は円形で且つ
中空シリンダ１と同直径をもち、出口オリフィス７は上
下に狭く左右に広い細いスリットの形状であり、その通
過断面積は入口オリフィス６の通過断面積よりも小さ
い。
複合材料供給装置８は、中空シリンダ１の壁に設けられ
たオリフィス９から中空シリンダ１に開口する。装置８
は、アクチュエータ12の作用下にシリンダ11内で移動す
るタンピングピストン10を含む。供給装置８は複数部品
の製造に必要な量の複合材料を収容している。複合材料
は、複合材料の構成に必要な諸成分即ち熱硬化性樹脂と
強化用繊維と充填材とを混合する供給装置８の外部装置
（図示せず）内で調製され、供給装置８に搬送される。
たオリフィス９から中空シリンダ１に開口する。装置８
は、アクチュエータ12の作用下にシリンダ11内で移動す
るタンピングピストン10を含む。供給装置８は複数部品
の製造に必要な量の複合材料を収容している。複合材料
は、複合材料の構成に必要な諸成分即ち熱硬化性樹脂と
強化用繊維と充填材とを混合する供給装置８の外部装置
（図示せず）内で調製され、供給装置８に搬送される。
中空シリンダ１とアクチュエータ３とダイ５とから成る
アセンブリは、中空シリンダ１の軸に沿って並進自在に
装着されており、細いスリットの形状のダイ５の出口オ
リフィス７が、加熱された型13の入口オリフィスと当接
する。型13は成形キャビテイ14を形成する２つの半割体
13a,13bから成る。成形キャビテイ14の入口オリフィス
も、ダイ５のオリフィス７と実質的に同じ高さをもつス
リットから成る。
アセンブリは、中空シリンダ１の軸に沿って並進自在に
装着されており、細いスリットの形状のダイ５の出口オ
リフィス７が、加熱された型13の入口オリフィスと当接
する。型13は成形キャビテイ14を形成する２つの半割体
13a,13bから成る。成形キャビテイ14の入口オリフィス
も、ダイ５のオリフィス７と実質的に同じ高さをもつス
リットから成る。
ピストン２は、（図示しない）コンピュータに接続され
た位置センサ15を備えており、中空シリンダ１内のピス
トン位置が刻々に検知され得る。更に圧力センサC1がピ
ストン２の前面に配置されている。
た位置センサ15を備えており、中空シリンダ１内のピス
トン位置が刻々に検知され得る。更に圧力センサC1がピ
ストン２の前面に配置されている。
中空シリンダ１、ダイ５及び型13の成形キャビテイ14の
内部にも圧力センサが配置されている。図示の具体例で
は５つの圧力センサC2,C3,C4,C5及びC6が配置されてい
る。これらのセンサは射出装置の種々の場所で複合材料
の静圧を測定する。
内部にも圧力センサが配置されている。図示の具体例で
は５つの圧力センサC2,C3,C4,C5及びC6が配置されてい
る。これらのセンサは射出装置の種々の場所で複合材料
の静圧を測定する。
射出用アクチュエータ３にも圧力センサC7が配置されて
おり、センサC7はアクチュエータ３の内部の作動液の液
圧を測定する。
おり、センサC7はアクチュエータ３の内部の作動液の液
圧を測定する。
前記圧力センサC1,C2,C3,C4,C5,C6及びC7はすべてコン
ピュータに接続されている。コンピュータは種々のセン
サから受信した情報に基づいて射出方法の各段階を制御
する。
ピュータに接続されている。コンピュータは種々のセン
サから受信した情報に基づいて射出方法の各段階を制御
する。
本発明方法は前記装置を使用して以下のごとく行なわれ
る。
る。
型13の成形キャビテイ14が重合直後の複合材料部品を収
容していると想定する。ダイ５の末端と型13とが接触し
ている。中空シリンダ１に複合材料が導入されるように
ピストン２は後退している。この後退位置は位置センサ
15によって制御される。この位置で、オリフィス９が開
いている。
容していると想定する。ダイ５の末端と型13とが接触し
ている。中空シリンダ１に複合材料が導入されるように
ピストン２は後退している。この後退位置は位置センサ
15によって制御される。この位置で、オリフィス９が開
いている。
供給装置８が駆動され、１つの部品の成形に厳密に必要
な量を上回る量の複合材料がピストン10によって押出さ
れて中空シリンダ１に低圧下に導入される。ピストン２
はアクチュエータ３の作用下に矢印Ｆの方向に前進す
る。前進中にピストン２はオリフィス９従って中空シリ
ンダ１を閉鎖し、中空シリンダ１内の複合材料を圧縮す
る。ダイ５が成形キャビティ14の入口に開口しているが
該キャビテイが先行サイクルで成形された部品によって
占領されているので中空シリンダ１内の複合材料はオリ
フィス７から流出できない。
な量を上回る量の複合材料がピストン10によって押出さ
れて中空シリンダ１に低圧下に導入される。ピストン２
はアクチュエータ３の作用下に矢印Ｆの方向に前進す
る。前進中にピストン２はオリフィス９従って中空シリ
ンダ１を閉鎖し、中空シリンダ１内の複合材料を圧縮す
る。ダイ５が成形キャビティ14の入口に開口しているが
該キャビテイが先行サイクルで成形された部品によって
占領されているので中空シリンダ１内の複合材料はオリ
フィス７から流出できない。
ピストン２がシリンダ１内で前進を継続し、この間に複
合材料は所定の圧縮率が得られるまで圧縮される。この
圧縮率は圧力センサの表示圧力によって検知される。所
定圧力率に到達するとピストン２の前進が中止され、ピ
ストン２の位置が位置センサ15によって検知され、コン
ピュータに記憶される。
合材料は所定の圧縮率が得られるまで圧縮される。この
圧縮率は圧力センサの表示圧力によって検知される。所
定圧力率に到達するとピストン２の前進が中止され、ピ
ストン２の位置が位置センサ15によって検知され、コン
ピュータに記憶される。
先行サイクルで成形された部品を収容した型13は取り出
され、空の成形キャビテイ14をもつ別の型と交換され
る。型交換中に中空シリンダ１及びダイ５に収容されて
いる複合材料はダイ５の外部に流出できない。その理由
は、複合材料が極めて高い粘度をもつこと、ダイ５の出
口オリフィス７によって与えられる通過断面積が小さい
こと、及びピストン２が多少後退することにある。
され、空の成形キャビテイ14をもつ別の型と交換され
る。型交換中に中空シリンダ１及びダイ５に収容されて
いる複合材料はダイ５の外部に流出できない。その理由
は、複合材料が極めて高い粘度をもつこと、ダイ５の出
口オリフィス７によって与えられる通過断面積が小さい
こと、及びピストン２が多少後退することにある。
新しい型13がダイ５と接触する位置に配置されると、ピ
ストン２が前進を再開し、新しい部品の製造に正確に必
要な量の複合材料を射出すべくコンピュータの制御下に
所定長さＬの行程を移動する。長さＬの行程中の射出用
ピストン２の移動速度は一定でなく、アクチュエータ３
を作動する作動液の液圧を制御する予設定プログラムに
従って変調される。長さＬの行程を終了したピストン２
はその位置に維持される。センサC5及びC6は型の完全充
填を制御する。次に、型13のキャビテイ14に収容された
成形部品の重合段階が開始される。該段階の終了後にピ
ストン２が初期位置まで後退し新しい射出サイクルが再
開される。
ストン２が前進を再開し、新しい部品の製造に正確に必
要な量の複合材料を射出すべくコンピュータの制御下に
所定長さＬの行程を移動する。長さＬの行程中の射出用
ピストン２の移動速度は一定でなく、アクチュエータ３
を作動する作動液の液圧を制御する予設定プログラムに
従って変調される。長さＬの行程を終了したピストン２
はその位置に維持される。センサC5及びC6は型の完全充
填を制御する。次に、型13のキャビテイ14に収容された
成形部品の重合段階が開始される。該段階の終了後にピ
ストン２が初期位置まで後退し新しい射出サイクルが再
開される。
本発明は以下の利点をもつ。
複合材料を型に射出する前に所定圧縮率まで圧縮するの
で、成分比が等しい場合には一定質量の材料を射出し得
る。即ち、射出用中空シリンダに導入される複合材料は
組織むらのため標本毎に異なる密度を有するが、圧縮段
階でこのような組織むらを是正し得る。
で、成分比が等しい場合には一定質量の材料を射出し得
る。即ち、射出用中空シリンダに導入される複合材料は
組織むらのため標本毎に異なる密度を有するが、圧縮段
階でこのような組織むらを是正し得る。
既知の密度をもつ複合材料の圧縮によって射出される材
料の量の正確な計量供給が行なわれる。即ち、組成が等
しい場合には非重合複合材料は所与の圧縮圧力下に既知
の密度をもつ。圧縮段階の終了後に射出用中空シリンダ
１に収容された材料の密度と射出用ピストン２の位置と
を検知する。射出用中空シリンダ１の横断面の表面積も
既知であるから、成形部品に対応する量の複合材料を射
出するために射出用ピストンに与えるべき行程Ｌを容易
に計算できる。行程Ｌは圧力センサC1,C2,C3及びC4と位
置センサ15とが接続されたコンピュータによって決定さ
れる。従って複合材料が浪費されない。
料の量の正確な計量供給が行なわれる。即ち、組成が等
しい場合には非重合複合材料は所与の圧縮圧力下に既知
の密度をもつ。圧縮段階の終了後に射出用中空シリンダ
１に収容された材料の密度と射出用ピストン２の位置と
を検知する。射出用中空シリンダ１の横断面の表面積も
既知であるから、成形部品に対応する量の複合材料を射
出するために射出用ピストンに与えるべき行程Ｌを容易
に計算できる。行程Ｌは圧力センサC1,C2,C3及びC4と位
置センサ15とが接続されたコンピュータによって決定さ
れる。従って複合材料が浪費されない。
センサC1,C2,C3,C4,C5及びC6は射出中の複合材料流を追
跡し、型の完全充填を確認し得る。
跡し、型の完全充填を確認し得る。
射出装置が弁を全く含まず急激な方向転換を行なわな
い。その結果、たとえ長い強化用繊維であっても射出中
に全く損傷されない。この方法で得られた部品は機械的
に良質で特に耐衝撃性に優れている。このように本発明
方法によれば、従来のスクリュー・ピストンを使用した
射出によって得られた部品に比較して３〜４倍の耐衝撃
性をもち、計量供給スクリューと摺動スリーブとを使用
した射出によって得られた部品に比較して２倍の強度を
もつ。
い。その結果、たとえ長い強化用繊維であっても射出中
に全く損傷されない。この方法で得られた部品は機械的
に良質で特に耐衝撃性に優れている。このように本発明
方法によれば、従来のスクリュー・ピストンを使用した
射出によって得られた部品に比較して３〜４倍の耐衝撃
性をもち、計量供給スクリューと摺動スリーブとを使用
した射出によって得られた部品に比較して２倍の強度を
もつ。
射出の全段階が自動化されコンピュータによって制御さ
れる。コンピュータは種々のセンサによって与えられた
値と記憶された値とを刻々に比較する。従って、極めて
均一な生産が確保される。
れる。コンピュータは種々のセンサによって与えられた
値と記憶された値とを刻々に比較する。従って、極めて
均一な生産が確保される。
変形例として、ダイ５の出口オリフィス７に図示しない
公知の型の閉鎖手段を配備してもよい。その場合、閉鎖
手段は複合材料の圧縮段階で閉鎖され該材料の射出段階
で開く。この閉鎖手段は例えばアクチュエータによって
作動される遮断プレートでもよい。
公知の型の閉鎖手段を配備してもよい。その場合、閉鎖
手段は複合材料の圧縮段階で閉鎖され該材料の射出段階
で開く。この閉鎖手段は例えばアクチュエータによって
作動される遮断プレートでもよい。
本発明を具体例に基づいて上記に説明したが本発明はそ
のすべての変形を包含する。
のすべての変形を包含する。
図は本発明方法を実施し得る射出装置の垂直断面概略図
である。 １……射出用中空シリンダ、２……射出用ピストン、３
……アクチュエータ、４……剛性ロッド、５……射出用
ダイ、８……複合材料供給装置、10……タンピングピス
トン、11……シリンダ、12……アクチュエータ、13……
型、15……位置センサ。
である。 １……射出用中空シリンダ、２……射出用ピストン、３
……アクチュエータ、４……剛性ロッド、５……射出用
ダイ、８……複合材料供給装置、10……タンピングピス
トン、11……シリンダ、12……アクチュエータ、13……
型、15……位置センサ。
Claims (6)
- 【請求項１】熱硬化性樹脂と強化用繊維と充填材とから
成る複合材料の射出成形方法であって、 １つの部品の成形に必要な量を上回る量の複合材料を射
出装置の中空シリンダに導入し、 複合材料の所定の圧縮率が得られるまでシリンダ内で可
動なピストンによって中空シリンダに収容された複合材
料を圧縮し、 所定圧縮率に対応するピストンの位置を検出し、 最後に、所望部品の成形に厳密に必要な量の複合材料の
射出に対応するように計算された長さ（Ｌ）だけ前記検
出位置からピストンを前進させることを特徴とする方
法。 - 【請求項２】複合材料の圧縮段階で、射出装置の射出材
料流出末端を閉鎖することを特徴とする請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】射出方法の種々の段階をコンピュータによ
って制御することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】射出段階中に長さ（Ｌ）だけ前進するとき
のピストンの速度が可変であることを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項５】オリフィスを介して中空シリンダと連通す
る供給装置から複合材料を受容する中空シリンダと、ア
クチュエータの作用下に中空シリンダ内で可動なピスト
ンと、中空シリンダの自由端に固定された射出用ダイと
から成り、ピストンが、位置センサと該ピストンの前面
に配置された圧力センサとを備えており、前記センサが
コンピュータに接続されていることを特徴とする請求項
１から４のいずれか一項の方法の実施装置。 - 【請求項６】中空シリンダとダイとダイに連通する型の
成形キャビテイとが圧力センサを内蔵しており、前記セ
ンサがコンピュータに接続されていることを特徴とする
請求項５に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8800473 | 1988-01-14 | ||
| FR8800473A FR2625939B1 (fr) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | Procede et dispositif de moulage par injection de materiaux composites |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01244817A JPH01244817A (ja) | 1989-09-29 |
| JPH0735076B2 true JPH0735076B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1003621A Expired - Lifetime JPH0735076B2 (ja) | 1988-01-14 | 1989-01-10 | 複合材料の射出成形方法及び装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0325076B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0735076B2 (ja) |
| KR (1) | KR970002298B1 (ja) |
| AT (1) | ATE72781T1 (ja) |
| DE (1) | DE3868619D1 (ja) |
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| FR (1) | FR2625939B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE4038333A1 (de) * | 1990-12-01 | 1992-06-11 | Battenfeld Kunststoffmasch | Verfahren zum spritzgiessen von formteilen aus spritzgiessfaehigem kunststoff und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
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|---|---|---|---|---|
| FR2558103B3 (fr) * | 1984-01-13 | 1986-08-29 | Sorine Emile | Procede de moulage par injection, a froid, de materiaux composites thermodurcissables et dispositif pour sa mise en oeuvre |
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-
1988
- 1988-01-14 FR FR8800473A patent/FR2625939B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-22 ES ES198888470024T patent/ES2024391T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-22 AT AT88470024T patent/ATE72781T1/de active
- 1988-12-22 DE DE8888470024T patent/DE3868619D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-22 EP EP88470024A patent/EP0325076B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-09 KR KR1019890000172A patent/KR970002298B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-10 JP JP1003621A patent/JPH0735076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| ATE72781T1 (de) | 1992-03-15 |
| EP0325076B1 (fr) | 1992-02-26 |
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| FR2625939A1 (fr) | 1989-07-21 |
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| ES2024391T3 (es) | 1992-11-16 |
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