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技術 高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから複合材構成部材を製造する方法および付属の高圧樹脂トランスファ成形用金型

出願人 クラウスマッファイテクノロジーズゲーエムベーハー
発明者 ヨーゼフレンクルシュテファンエーアリッヒャー
出願日 2013年8月13日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2015-538338
公開日 2015年11月24日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2015-533352
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の成形用の型 プラスチック等の射出成形
主要キーワード エッジギャップ 構造構成部材 品質特徴 改良態様 角隅領域 開放ギャップ 閉鎖ユニット 止め段
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年11月24日)のものです。
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課題・解決手段

本発明は、高圧樹脂トランスファ成形金型(1)であって、第1の型半部(3)と、第2の型半部(5)と、両型半部(3,5)を高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)の型締め位置で互いにシールするために形成された少なくとも1つの第1のシール装置(37)および第2のシール装置(41)とを有する高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)を準備するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を型開き位置から、第2のシール装置(41)が第1の型半部(3)と第2の型半部(5)との間の開放ギャップ空気密にシールしている前型締め位置へと変位させることによる型締運動を実施して、両型半部(3,5)により取り囲まれたキャビティ(11)を排気可能にするステップと、第2のシール装置(41)により空気密にシールされたキャビティ(11)から空気をポンプ吸引することによってキャビティ(11)を排気するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を前型締め位置から、第1のシール装置(37)が第1の型半部(3)を第2の型半部(5)に対してシールしている最終型締め位置へと変位させることによる後続の型締め運動を実施して、両型半部(3,5)により取り囲まれたキャビティ(11)を高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能にするステップとを有している、高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから複合材構成部材を製造する方法に関する。さらに、本発明は、付属の高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)に関する。

概要

背景

概要

本発明は、高圧樹脂トランスファ成形金型(1)であって、第1の型半部(3)と、第2の型半部(5)と、両型半部(3,5)を高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)の型締め位置で互いにシールするために形成された少なくとも1つの第1のシール装置(37)および第2のシール装置(41)とを有する高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)を準備するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を型開き位置から、第2のシール装置(41)が第1の型半部(3)と第2の型半部(5)との間の開放ギャップ空気密にシールしている前型締め位置へと変位させることによる型締運動を実施して、両型半部(3,5)により取り囲まれたキャビティ(11)を排気可能にするステップと、第2のシール装置(41)により空気密にシールされたキャビティ(11)から空気をポンプ吸引することによってキャビティ(11)を排気するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を前型締め位置から、第1のシール装置(37)が第1の型半部(3)を第2の型半部(5)に対してシールしている最終型締め位置へと変位させることによる後続の型締め運動を実施して、両型半部(3,5)により取り囲まれたキャビティ(11)を高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能にするステップとを有している、高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから複合材構成部材を製造する方法に関する。さらに、本発明は、付属の高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)に関する。

目的

本発明の課題は、高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから複合材構成部材を製造する改善された方法および改善された付属の高圧樹脂トランスファ成形用金型を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから成形部材、特に複合材構成部材を製造する方法において、高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)であって、第1の型半部(3)と、第2の型半部(5)と、両型半部(3,5)を高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)の型締め位置で互いにシールするために形成された少なくとも1つの第1のシール装置(37)および第2のシール装置(41)とを有する高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)を準備するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を型開き位置から、第2のシール装置(41)が第1の型半部(3)と第2の型半部(5)との間の開放ギャップ空気密にシールしている前型締め位置へと変位させることによる型締運動を実施して、両型半部(3,5)により取り囲まれたキャビティ(11)を排気可能にするステップと、第2のシール装置(41)により空気密にシールされたキャビティ(11)から空気をポンプ吸引することによってキャビティ(11)を排気するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を前型締め位置から、第1のシール装置(37)が第1の型半部(3)を第2の型半部(5)に対してシールしている最終型締め位置へと変位させることによる後続の型締め運動を実施して、両型半部(3,5)により取り囲まれたキャビティ(11)を高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能にするステップとを有していることを特徴とする、高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから成形部材を製造する方法。

請求項2

前型締め位置から最終型締め位置への後続の型締め運動と同時に、少なくとも部分的なまたは完全な排気を実施する、請求項1記載の方法。

請求項3

前記後続の型締め運動の実施前の前型締め位置で、少なくとも部分的なまたは完全な排気を実施する、請求項1または2記載の方法。

請求項4

前記方法が、さらに、第2の型半部(5)からの第1の型半部(3)の間隔の調整により可変となるギャップ幅(T)を有するシャーエッジギャップ(29)を付加的に有する高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)を準備するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を型開き位置から、空気がキャビティ(11)からシャーエッジギャップ(29)を介して排気可能となるギャップ幅(T)をシャーエッジギャップ(29)が有する前型締め位置へと変位させることによる型締め運動を実施するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を前型締め位置から、該前型締め位置に比べて減じられたギャップ幅(T)であって、シャーエッジギャップ(29)内に流入する樹脂流流れ抵抗がキャビティ(11)内での樹脂流の流れ抵抗に比べて高められるギャップ幅(T)をシャーエッジギャップ(29)が有する最終型締め位置へと変位させることによる後続の型締め運動を実施するステップとを有している、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。

請求項5

前記方法が、さらに、キャビティ(11)内に配置されたノンクリンプファブリック(27)を樹脂の含浸のために両型半部(3,5)の間に位置適正に固定するために形成されたピンチオフエッジ(23)を付加的に有する高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)を準備するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を型開き位置から、ノンクリンプファブリック(27)がピンチオフエッジ(23)によって、1つには、樹脂の含浸のために両型半部(3,5)の間に位置適正に固定されていて、もう1つには、キャビティ(11)の排気のために十分に空気透過性に保たれている前型締め位置へと変位させることによる型締め運動を実施するステップと、両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部を前型締め位置から、ノンクリンプファブリック(27)がピンチオフエッジ(23)によって損傷なしに固く締め付けられていて、該締付け時に、ピンチオフエッジ(23)の領域でノンクリンプファブリック(27)を通流する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ(11)内での樹脂流の流れ抵抗、特にピンチオフエッジ(23)により影響が与えられないノンクリンプファブリック区分における樹脂流の流れ抵抗に比べて高められている最終型締め位置へと変位させることによる後続の型締め運動を実施するステップとを有している、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。

請求項6

高圧樹脂トランスファ成形用金型、特に請求項1から5までのいずれか1項記載の方法を実施するために調整された高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)であって、該高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)が、第1の型半部(3)と、第2の型半部(5)と、両型半部(3,5)により取り囲まれたキャビティ(11)が高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能である高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)の最終型締め位置で両型半部(3,5)を互いにシールするために形成された少なくとも1つの第1のシール装置(37)とを有している高圧樹脂トランスファ成形用金型において、該高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)が、高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)の前型締め位置で、両型半部(3,5)により取り囲まれたキャビティ(11)を排気することができる程度に、第1の型半部(3)と第2の型半部(5)との間の開放ギャップを空気密にシールするために形成された第2のシール装置(41)を有していることを特徴とする、高圧樹脂トランスファ成形用金型。

請求項7

第2のシール装置(41)が、キャビティ(11)を取り囲むように閉じられた環状のシール帯材(43)を有しており、該シール帯材(43)が、両型半部(3,5)のうちの一方の型半部に固定されていて、前型締め位置では、両型半部(3,5)のうちの他方の型半部に空気密に接触しているように形成されていて、最終型締め位置では、第1のシール装置(37)が両型半部(3,5)のうちの前記他方の型半部に密に接して、キャビティ(11)が高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能となるように、シール帯材(43)が圧縮可能に形成されている、請求項6記載の高圧樹脂トランスファ成形用金型。

請求項8

第1の型半部(3)が、キャビティ(11)を取り囲むように閉じられた環状の溝(45)を有しており、該溝(45)内に第2のシール装置(41)、特にシール帯材(43)が挿入されている、請求項6または7記載の高圧樹脂トランスファ成形用金型。

請求項9

シール帯材(43)が、環状の溝(45)内に挿入された、特に弾性的な第1の区分(47)と、高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)の型開き位置で溝(45)を越えて第2の型半部(5)の方向に突出した、特に弾性的な第2の区分(49)とを有している、請求項8記載の高圧樹脂トランスファ成形用金型。

請求項10

シール帯材(43)が、少なくとも1つの中空室(51,53)、特に弾性的な第1の区分(47)に設けられた第1の中空室(51)と弾性的な第2の区分(49)に設けられた第2の中空室(53)とを備えた弾性的なコードシールとして形成されている、請求項7から9までのいずれか1項記載の高圧樹脂トランスファ成形用金型。

請求項11

第1のシール装置(37)が、キャビティ(11)と第2のシール装置(41)、特にシール帯材(43)との間に、キャビティ(11)を取り囲むように閉じられて環状に配置されている、請求項7から10までのいずれか1項記載の高圧樹脂トランスファ成形用金型。

請求項12

高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)が、第2の型半部(5)からの第1の型半部(3)の間隔の調整により可変となるギャップ幅(T)を有するシャーエッジギャップ(29)を有しており、型開き位置から前型締め位置への両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部の変位による型締め運動の実施後には、シャーエッジギャップ(29)が、空気をキャビティ(11)からシャーエッジギャップ(29)を介して排気することができるギャップ幅(T)を有していて、特にシャーエッジギャップ(29)内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ(11)内での樹脂流の流れ抵抗に比べてまだ高められておらず、前型締め位置から最終型締め位置への両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部の変位による後続の型締め運動の実施後には、シャーエッジギャップ(29)が、前型締め位置に比べて減じられたギャップ幅(T)であって、シャーエッジギャップ(29)内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ(11)内での樹脂流の流れ抵抗に比べて高められているギャップ幅(T)を有している、請求項6から11までのいずれか1項記載の高圧樹脂トランスファ成形用金型。

請求項13

高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)が、キャビティ(11)内に配置されたノンクリンプファブリック(27)を樹脂の含浸のために両型半部(3,5)の間に位置適正に固定するために形成されたピンチオフエッジ(23)を有しており、型開き位置から前型締め位置への両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部の変位による型締め運動の実施後には、ノンクリンプファブリック(27)がピンチオフエッジ(23)によって、1つには、樹脂の含浸のために両型半部(3,5)の間に位置適正に固定されていて、もう1つには、キャビティ(11)の排気のために十分に空気透過性に保たれており、前型締め位置から最終型締め位置への両型半部(3,5)のうちの少なくとも一方の型半部の変位による後続の型締め運動の実施後には、ノンクリンプファブリック(27)がピンチオフエッジ(23)によって損傷なしに固く締め付けられていて、該締付け時に、ピンチオフエッジ(23)の領域でノンクリンプファブリック(27)を通流する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ(11)内での樹脂流の流れ抵抗、特にピンチオフエッジ(23)により影響が与えられないノンクリンプファブリック区分における樹脂流の流れ抵抗に比べて高められている、請求項6から12までのいずれか1項記載の高圧樹脂トランスファ成形用金型。

請求項14

高圧樹脂トランスファ成形用金型(1)が、両型半部(3,5)のうちの一方の型半部、特に第2のシール装置(41)を有する第1の型半部(3)に、特に環状の溝として形成された、キャビティ(11)を取り囲むように閉じられた環状の樹脂トラップ(33)を有しており、該樹脂トラップ(33)の形状によって環状の真空通路(35)を形成するために、樹脂トラップ(33)に対して、排気ポンプ(19)を接続するための吸引通路(17)が開口している、請求項6から13までのいずれか1項記載の高圧樹脂トランスファ成形用金型。

技術分野

0001

本発明は、高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから成形部材、特に複合材構成部材を製造する方法に関する。さらに、本発明は、付属の高圧樹脂トランスファ成形用金型であって、該高圧樹脂トランスファ成形用金型が、第1の型半部と、第2の型半部と、両型半部により取り囲まれたキャビティが高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能である高圧樹脂トランスファ成形用金型の最終型締め位置で両型半部を互いにシールするために形成された少なくとも1つの第1のシール装置とを有している高圧樹脂トランスファ成形用金型に関する。

0002

独国特許出願公開第102011051391号明細書には、特に一体構成部材を製造するレジントランスファモールディングRTM)法を実施するための装置が記載されている。この装置は、注入ユニットと、型中空室を備える型締め可能な金型とを有している。注入ユニットは金型に連結可能であり、これによって、注入樹脂金型内装入可能となっている。この金型は、樹脂流れ閉鎖ユニットにより閉鎖可能なかつ型中空室に接続された少なくとも1つの樹脂出口を有していて、この樹脂出口から、型の充填後、注入樹脂が流出するようになっている。

0003

独国特許出願公開第102009010692号明細書には、構造構成部材を製造する方法が記載されている。この方法を実施するためには、付属の装置が使用される。当該方法は、金型を型開きするステップと、特に織物ノンクリンプファブリック(Gelege)、サンドイッチ心材および/または金属インサートの形態の繊維を封入するステップと、金型を型締めするステップと、金型を排気するステップと、注入装置によって、特に正圧で樹脂系、特に樹脂硬化剤合物注入するステップと、この樹脂系の完全硬化後、形成された繊維複合構成部材を取り出すステップとを有している。

0004

独国特許出願公開第102005053691号明細書では、レジントランスファモールディング法に用いられる金型が扱われている。この金型は、中空室と、樹脂トラップと、移行領域とを有している。中空室は、この中空室内に構成部材を収容することができるように調整されており、樹脂トラップは、金型内に組み込まれており、移行領域は、この移行領域によって中空室と樹脂トラップとの間に接続部を形成することができるように調整されている。

0005

本発明の課題は、高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから複合材構成部材を製造する改善された方法および改善された付属の高圧樹脂トランスファ成形用金型を提供することである。

0006

この課題は、高圧樹脂トランスファ成形によってプラスチックから成形部材、特に複合材構成部材を製造する方法において、
高圧樹脂トランスファ成形用金型であって、第1の型半部と、第2の型半部と、両型半部を高圧樹脂トランスファ成形用金型の型締め位置で互いにシールするために形成された少なくとも1つの第1のシール装置および第2のシール装置とを有する高圧樹脂トランスファ成形用金型を準備するステップと、
両型半部のうちの少なくとも一方の型半部を型開き位置から、第2のシール装置が第1の型半部と第2の型半部との間の開放ギャップ空気密にシールしている前型締め位置へと変位させることによる型締め運動を実施して、両型半部により取り囲まれたキャビティを排気可能にするステップと、
第2のシール装置により空気密にシールされたキャビティから空気をポンプ吸引することによってキャビティを排気するステップと、
両型半部のうちの少なくとも一方の型半部を前型締め位置から、第1のシール装置が第1の型半部を第2の型半部に対してシールしている最終型締め位置へと変位させることによる後続の型締め運動を実施して、両型半部により取り囲まれたキャビティを高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能にするステップと
を有していることによって解決される。

0007

RTM法(レジントランスファモールディング)とも呼ばれる高圧樹脂トランスファ成形は、成形部材、特に熱硬化性のかつ/またはエラストマ性の成形材料を含む成形部材を製造する製造法を成している。この製造法では、樹脂とも呼ばれる反応性の成形材料が、型締めされた成形金型のキャビティ内に装入される。樹脂が成形金型内に注入される場合には、この方法が高圧樹脂トランスファインジェクション成形と呼ばれることもある。樹脂は、型締めされた成形金型内に所定の滞留時間の間とどめられ、これによって、樹脂が反応しかつ/または完全硬化することができる。滞留時間の終了後、成形金型を型開きして、完全に硬化させられた成形部材を取り出すことができる。押込みおよび場合により加圧補充の際に成形金型内に装入される樹脂の量は、一般的に、最終的な成形部材の容積を完全充填するために必要となる量よりも多く設定されており、これによって、成形部材が完成した状態に形成されていることが確保される。その後、完成した成形部材を取り出した後、カルとも呼ばれる残存した余剰の成形材料が、新たなサイクル開始前に除去されなければならない。

0008

一般的に、高圧樹脂トランスファ成形法で製造される成形部材は、たとえば繊維強化された複合成形部材であってよい。このためには、キャビティが、ノンクリンプファブリック、たとえば積層かつ/または製織された繊維マットを含めて設計されていてよい。この繊維マットは、たとえば炭素繊維ガラス繊維または別種の繊維を含んでいてよい。

0009

高圧樹脂トランスファ成形用金型は、第1・第2の型半部のほかに、場合により更なる型半部を有していてもよく、これによって、たとえば製造された成形部材のアンダカット離型することができる。キャビティの開閉のためには、選択的に、両型半部のうちの一方の型半部だけが運動させられてもよいし、2つ、複数または全ての型半部が時間的に相前後してまたは同時に運動させられてもよい。キャビティは、成形部材の形成のために樹脂で満たされる、型半部同士の間に取り囲まれた中空室を成している。

0010

第2のシール装置が第1の型半部と第2の型半部との間の開放ギャップを空気密にシールしている前型締め位置では、両型半部により取り囲まれたキャビティが排気可能である。前型締め位置では、存在するシャーエッジギャップ内に流入する樹脂流流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べてまだ高められていないかまたは少なくともまだ大幅には高められていない程度に、シャーエッジギャップが開放されていてよい。前型締め位置では、シャーエッジギャップ内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べて高められている最終型締め位置へと型半部が運動させられている場合よりも容易にかつ/または十分に、キャビティの排気を行うことができる。この排気時には、場合により、流入した樹脂内もしくは樹脂により形成された成形部材内への空気封入物の残存のリスクを減らすことができる。これによって、キャビティ内に挿入されたノンクリンプファブリックへの特に十分な含浸を改善することもできる。また、本発明による第2のシール装置によって、キャビティの排気を時間的により早期に、つまり、両型半部が最終型締め位置に達する前にすでに開始することもできる。こうして、サイクル時間も減少させることができ、ひいては、成形部材の製造がより有効となり、特により廉価となる。

0011

前型締め位置では、第1のシール装置は、これに向かい合って位置する型半部にまだ密に接触していない。

0012

すなわち、たとえば中空室を備えたコードシールであってよい第2のシール装置もしくはフレキシブルシール部材によって、キャビティがまだ完全に閉鎖されていない場合でも、キャビティを、特にギャップ注入時に排気することが可能となる。完全に圧縮されている、すなわち、最終型締め位置において型が閉鎖されている場合には、第2のシール装置が、付加的に、調整パラメータとして利用することができる再現可能な一定の型内圧を確保するための保証手段を成している。

0013

本発明に係る方法の改良態様では、前型締め位置から最終型締め位置への後続の型締め運動と同時に、少なくとも部分的なまたは完全な排気が実施されてよい。これによって、キャビティの排気を時間的により早期に、つまり、両型半部が最終型締め位置に達する前にすでに開始することができる。こうして、サイクル時間も減少させることができ、ひいては、成形部材の製造がより有効となり、特により廉価となる。

0014

本発明に係る方法の択一的な態様では、後続の型締め運動の実施前の前型締め位置で、少なくとも部分的なまたは完全な排気が実施されてよい。

0015

全ての態様において、本発明に係る方法は、さらに、
第2の型半部からの第1の型半部の間隔の調整により可変となるギャップ幅を有するシャーエッジギャップを付加的に有する高圧樹脂トランスファ成形用金型を準備するステップと、
両型半部のうちの少なくとも一方の型半部を型開き位置から、空気がキャビティからシャーエッジギャップを介して排気可能となるギャップ幅をシャーエッジギャップが有する前型締め位置へと変位させることによる型締め運動を実施するステップと、
両型半部のうちの少なくとも一方の型半部を前型締め位置から、この前型締め位置に比べて減じられたギャップ幅であって、シャーエッジギャップ内に流入する樹脂流の流れ抵抗がキャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べて高められるギャップ幅をシャーエッジギャップが有する最終型締め位置へと変位させることによる後続の型締め運動を実施するステップと
を有していてよい。

0016

この態様では、シャーエッジギャップのギャップ幅が、第2の型半部からの第1の型半部の間隔の調整により変化させられ、型開き位置から前型締め位置への両型半部のうちの少なくとも一方の型半部の変位による型締め運動の実施後には、シャーエッジギャップが、空気をキャビティからシャーエッジギャップを介して排気することができるギャップ幅を有していて、このギャップ幅では、シャーエッジギャップ内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べてまだ高められていないかまたは少なくとも大幅には高められておらず、前型締め位置から最終型締め位置への両型半部のうちの少なくとも一方の型半部の変位による後続の型締め運動の実施後には、シャーエッジギャップが、前型締め位置に比べて減じられたギャップ幅であって、シャーエッジギャップ内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べて高められているギャップ幅を有していてよい。

0017

この態様では、シャーエッジギャップが変向部を含んでいて、この限りにおいて、流れ静止区間(Totlaufstrecke)をも形成していてよい。変向部は、特にストランドレイアップ(Strangablage)のプロセスに際して、ノンクリンプファブリックの位置決めを容易にする平面ずれを発生させる。誤機能、たとえば充填過多または過度に低い型締め圧が考えられる場合に、樹脂もしくはマトリックス制動されずに金型から直接流出してしまうことは、変向部によって阻止することができる。さもないと、このことは、怪我の危険をはらむ恐れがある。

0018

変向部におけるギャップはその全長においてまたは部分的に、注入終了時にこの領域に達する樹脂もしくはマトリックス材料の流れが自ずと静止するように狭幅に形成されていてよい。すなわち、ギャップは、エアベントのために十分広幅に形成されている。しかし、粘性のマトリックス材料によって、フローフロントが停止するほど高い抵抗圧が発生させられる。変向区間の一部が分離平面に対して90°の角度を成して形成される場合には、ギャップ注入時でも、すなわち、金型がまだ完全に型締めされていない場合でも、ギャップのこの領域が作用する。

0019

択一的または補足的には、本発明に係る方法は、さらに、
キャビティ内に配置されたノンクリンプファブリックを樹脂の含浸のために両型半部の間に位置適正に固定するために形成されたピンチオフエッジを付加的に有する高圧樹脂トランスファ成形用金型を準備するステップと、
両型半部のうちの少なくとも一方の型半部を型開き位置から、ノンクリンプファブリックがピンチオフエッジによって、1つには、樹脂の含浸のために両型半部の間に位置適正に固定されていて、もう1つには、キャビティの排気のために十分に空気透過性に保たれている前型締め位置へと変位させることによる型締め運動を実施するステップと、
両型半部のうちの少なくとも一方の型半部を前型締め位置から、ノンクリンプファブリックがピンチオフエッジによって損傷なしに固く締め付けられていて、この締付け時に、ピンチオフエッジの領域でノンクリンプファブリックを通流する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗、特にピンチオフエッジにより影響が与えられないノンクリンプファブリック区分における樹脂流の流れ抵抗に比べて高められている最終型締め位置へと変位させることによる後続の型締め運動を実施するステップと
を有している。

0020

ピンチオフエッジは、特にキャビティ全体を取り囲むように環状に延びていてよい。ピンチオフエッジはノンクリンプファブリックに関して、このノンクリンプファブリックがピンチオフエッジ上にもしくはピンチオフエッジの上方に環状に位置しているように延びていてよい。キャビティの高さに対するピンチオフエッジの高さは、型の閉鎖時にノンクリンプファブリックが十分に位置固定されているものの、過度に強くは圧縮されておらず、これによって、部分的にノンクリンプファブリックで満たされている残されたギャップを介しての排気もしくはエアベントがまだ保証されているように選択されていてよい。ピンチオフエッジの幾何学形状は、ノンクリンプファブリックが損傷することなくかつ/またはピンチオフエッジが付加的な所要の型締め圧を発生させることなく、ノンクリンプファブリックが十分に位置固定されているように選択されていてよい。

0021

すなわち、ピンチオフエッジの機能は、特にノンクリンプファブリックの位置固定、排気機能もしくはエアベント機能の可能化およびマトリックスに対する止め段部の形成であってよい。これによって、マトリックスが、ノンクリンプファブリックで満たされたキャビティから一部スポットで早期に流出して、内側のフローフロントの外側領域において先行し、これによって、キャビティのエアベントを妨害してしまうことを阻止することができる。

0022

さらに、前述した課題は、高圧樹脂トランスファ成形用金型、特に前述した方法を実施するために調整された高圧樹脂トランスファ成形用金型であって、この高圧樹脂トランスファ成形用金型が、第1の型半部と、第2の型半部と、両型半部により取り囲まれたキャビティが高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能である高圧樹脂トランスファ成形用金型の最終型締め位置で両型半部を互いにシールするために形成された少なくとも1つの第1のシール装置と、高圧樹脂トランスファ成形用金型の前型締め位置で、両型半部により取り囲まれたキャビティを排気することができる程度に、第1の型半部と第2の型半部との間の開放ギャップを空気密にシールするために形成された第2のシール装置とを有していることによって解決される。

0023

高圧樹脂トランスファ成形用金型は、第1・第2の型半部のほかに、場合により更なる型半部を有していてもよく、これによって、たとえば製造された成形部材のアンダカットを離型することができる。キャビティの開閉のためには、選択的に、両型半部のうちの一方の型半部だけが運動させられてもよいし、2つ、複数または全ての型半部が時間的に相前後してまたは同時に運動させられてもよい。キャビティは、成形部材の形成のために樹脂で満たされる、型半部同士の間に取り囲まれた中空室を成している。

0024

第2のシール装置が第1の型半部と第2の型半部との間の開放ギャップを空気密にシールしている前型締め位置では、両型半部により取り囲まれたキャビティが排気可能である。前型締め位置では、存在するシャーエッジギャップ内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べてまだ高められていないかまたは少なくともまだ大幅には高められていない程度に、シャーエッジギャップが開放されていてよい。前型締め位置では、シャーエッジギャップ内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べて高められている最終型締め位置へと型半部が運動させられている場合よりも容易にかつ/または十分に、キャビティの排気を行うことができる。この排気時には、場合により、流入した樹脂内もしくは樹脂により形成された成形部材内への空気封入物の残存のリスクを減らすことができる。これによって、キャビティ内に挿入されたノンクリンプファブリックへの特に十分な含浸を改善することもできる。また、本発明による第2のシール装置によって、キャビティの排気を時間的により早期に、つまり、両型半部が最終型締め位置に達する前にすでに開始することもできる。こうして、サイクル時間も減少させることができ、ひいては、成形部材の製造がより有効となり、特により廉価となる。

0025

前型締め位置では、第1のシール装置は、これに向かい合って位置する型半部にまだ密に接触していない。

0026

すなわち、たとえば中空室を備えたコードシールであってよい第2のシール装置もしくはフレキシブルなシール部材によって、キャビティがまだ完全に閉鎖されていない場合でも、キャビティを、特にギャップ注入時に排気することが可能となる。完全に圧縮されている、すなわち、最終型締め位置において型が閉鎖されている場合には、第2のシール装置が、付加的に、調整パラメータとして利用することができる再現可能な一定の型内圧を確保するための保証手段を成している。

0027

高圧樹脂トランスファ成形用金型では、第2のシール装置が、キャビティを取り囲むように閉じられた環状のシール帯材を有しており、このシール帯材が、両型半部のうちの一方の型半部に固定されていて、前型締め位置では、両型半部のうちの他方の型半部に空気密に接触しているように形成されていて、最終型締め位置では、第1のシール装置が両型半部のうちの当該他方の型半部に密に接して、キャビティが高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能となるように、シール帯材が圧縮可能に形成されている。

0028

最終型締め位置はゼロ載置体(Nullauflage)に対応していてよい。このようなゼロ載置体は環状に形成されていてよく、キャビティを常に最適に閉鎖しかつ一定の高さを有していることを確保している。ゼロ載置体が、充填すべきキャビティから空間的に比較的十分に遠ざけられている場合には、ノンクリンプファブリックもしくはマトリックスによるゼロ載置体の汚染もしくは損傷の危険は極めて少ない。固定のシール部材は、キャビティ容積を一義的にかつ一定に制限することができる。これによって、型内圧の推移が、一義的にかつ確実に再現可能となる。したがって、型内圧の推移が、一義的な品質特徴を成していて、充填プロセスの調整のために利用されるようになっている。固定のシール部材は、後続のフレキシブルなシール部材とマトリックスとの接触を防護することができ、したがって、場合により、フレキシブルなシール部材の寿命を数倍延長する。

0029

特殊な態様では、高圧樹脂トランスファ成形用金型の第1の型半部が、キャビティを取り囲むように閉じられた環状の溝を有しており、この溝内に第2のシール装置、特にシール帯材が挿入されている。

0030

このような環状の溝は、真空通路と、マトリックストラップまたは樹脂トラップとを形成していてよい。環状の溝は真空ユニットへの接続部を有している。環状の通路によって、真空がキャビティを最適に全周にわたって排気することが確保されている。溝の容積が余剰のマトリックス材料を収容するので、このマトリックス材料が圧力ピークを発生させることはあり得ない。溝の幾何学形状は、たとえば発熱反応に基づき心材燃焼を発生させる恐れがあるマトリックス材料肉厚が生じないように設定されている。

0031

シール帯材は、環状の溝内に挿入された、特に弾性的な第1の区分と、高圧樹脂トランスファ成形用金型の型開き位置で溝を越えて第2の型半部の方向に突出した、特に弾性的な第2の区分とを有していてよい。

0032

択一的または補足的には、シール帯材が、少なくとも1つの中空室、特に弾性的な第1の区分に設けられた第1の中空室と弾性的な第2の区分に設けられた第2の中空室とを備えた弾性的なコードシールとして形成されていてよい。

0033

高圧樹脂トランスファ成形用金型の全ての態様では、第1のシール装置が、キャビティと第2のシール装置、特にシール帯材との間に、キャビティを取り囲むように閉じられて環状に配置されていてよい。

0034

高圧樹脂トランスファ成形用金型は、第2の型半部からの第1の型半部の間隔の調整により可変となるギャップ幅を有するシャーエッジギャップを有しており、型開き位置から前型締め位置への両型半部のうちの少なくとも一方の型半部の変位による型締め運動の実施後には、シャーエッジギャップが、空気をキャビティからシャーエッジギャップを介して排気することができるギャップ幅を有していて、特にシャーエッジギャップ内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べてまだ高められておらず、前型締め位置から最終型締め位置への両型半部のうちの少なくとも一方の型半部の変位による後続の型締め運動の実施後には、シャーエッジギャップが、前型締め位置に比べて減じられたギャップ幅であって、シャーエッジギャップ内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗に比べて高められているギャップ幅を有していてよい。

0035

このようなシャーエッジギャップに対して択一的または補足的には、高圧樹脂トランスファ成形用金型が、キャビティ内に配置されたノンクリンプファブリックを樹脂の含浸のために両型半部の間に位置適正に固定するために形成されたピンチオフエッジを有しており、型開き位置から前型締め位置への両型半部のうちの少なくとも一方の型半部の変位による型締め運動の実施後には、ノンクリンプファブリックがピンチオフエッジによって、1つには、樹脂の含浸のために両型半部の間に位置適正に固定されていて、もう1つには、キャビティの排気のために十分に空気透過性に保たれており、前型締め位置から最終型締め位置への両型半部のうちの少なくとも一方の型半部の変位による後続の型締め運動の実施後には、ノンクリンプファブリックがピンチオフエッジによって損傷なしに固く締め付けられていて、この締付け時に、ピンチオフエッジの領域でノンクリンプファブリックを通流する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ内での樹脂流の流れ抵抗、特にピンチオフエッジにより影響が与えられないノンクリンプファブリック区分における樹脂流の流れ抵抗に比べて高められていてよい。

0036

高圧樹脂トランスファ成形用金型は、両型半部のうちの一方の型半部、特に第2のシール装置を有する第1の型半部に、特に環状の溝として形成された、キャビティを取り囲むように閉じられた環状の樹脂トラップを有しており、この樹脂トラップの形状によって環状の真空通路を形成するために、樹脂トラップに対して、排気ポンプを接続するための吸引通路が開口している。

0037

本発明の実施の形態が、添付の概略図に例示してある。

図面の簡単な説明

0038

型開き位置における一例としての高圧樹脂トランスファ成形用金型の概略的な部分断面図である。
前型締め位置における図1に示した一例としての高圧樹脂トランスファ成形用金型の概略的な部分断面図である。
最終型締め位置における図1に示した一例としての高圧樹脂トランスファ成形用金型の概略的な部分断面図である。
キャビティと、このキャビティを取り囲むように全周にわたって延びる樹脂トラップとを有する一例としての高圧樹脂トランスファ成形用金型の第1の型半部の平面図である。
図4に示した第1の型半部の断面線A−Aに沿った断面図である。

0039

図1には、高圧樹脂トランスファ成形用金型1の一部が横断面図で示してある。この高圧樹脂トランスファ成形用金型1は、第1の型半部3と第2の型半部5とを有している。図示の実施の形態では、この第2の型半部5が混合ヘッド7を有している。この混合ヘッド7はノズル出口9を有していて、このノズル出口9を介して、マトリックス、すなわち、液状のまたは可塑化された樹脂が、第1の型半部3と第2の型半部5とにより画定されるキャビティ11内に装入可能となる。ノズル出口9は、第2の型半部5の上側のキャビティ壁13と同一平面を成して終わっている。さらに、この上側のキャビティ壁13には、上側のシャーエッジ(食切り)15と、たとえば当業者原理的に周知の、詳しく図示していない排気ポンプ19を接続するための吸引通路17とが加工されている。

0040

図示の実施の形態では、第1の型半部3が下側のキャビティ壁21を有している。この下側のキャビティ壁21は、キャビティ11の内部にピンチオフエッジ23を有している。このピンチオフエッジ23は、キャビティ11内に配置されたノンクリンプファブリック27を、樹脂の含浸のために両型半部3,5の間に位置適正に固定するために形成することができ、図1に示した型開き位置から図2に示した前型締め位置への両型半部3,5のうちの少なくとも一方の型半部の変位による型締め運動の実施後には、ノンクリンプファブリック27がピンチオフエッジ23によって、1つには、樹脂の含浸のために両型半部3,5の間に位置適正に固定されていて、もう1つには、キャビティ11の排気のために十分に空気透過性に保たれており、引き続き図2に示した前型締め位置から図3に示した最終型締め位置への両型半部3,5のうちの少なくとも一方の型半部の変位による後続の型締め運動の実施後には、ノンクリンプファブリック27がピンチオフエッジ23によって損傷なしに固く締め付けられており、この締付け時には、ピンチオフエッジ23の領域でノンクリンプファブリック27を通流する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ11内での樹脂流の流れ抵抗、特にピンチオフエッジ23により影響が与えられないノンクリンプファブリック区分における樹脂流の流れ抵抗に比べて高められている。

0041

ピンチオフエッジ23は、環状に閉じられてキャビティ11の内部に延在しており、しかも、図示の実施の形態では、ノンクリンプファブリック27の縁領域25を取り囲むように環状に延在している。ノンクリンプファブリック27は、たとえば、マトリックスもしくは樹脂が含浸させられた繊維織物マット、マトリックスもしくは樹脂の注入により、このマトリックスもしくは樹脂で取り囲まれた繊維織物マットおよび/またはマトリックスもしくは樹脂と共に圧縮された繊維織物マットであってよい。シャーエッジギャップ29(図3参照)を形成するために、第1の型半部3は、上側のシャーエッジ15に対応した下側のシャーエッジ31を有している。

0042

シャーエッジギャップ29のギャップ幅Tは、第2の型半部5からの第1の型半部3の間隔の調整によって変えることができ、図1に示した型開き位置から図2に示した前型締め位置への両型半部3,5のうちの少なくとも一方の型半部の変位による型締め運動の実施後には、シャーエッジギャップ29が、空気をキャビティ11からシャーエッジギャップ29を介して排気することができるギャップ幅Tを有しており、このギャップ幅Tの際には、シャーエッジギャップ29内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ11内での樹脂流の流れ抵抗に比べてまだ高められておらず、引き続き、図2に示した前型締め位置から図3に示した最終型締め位置への両型半部3,5のうちの少なくとも一方の型半部の変位による後続の型締め運動の実施後には、シャーエッジギャップ29が、図2に示した前型締め位置に比べて減少させられたギャップ幅Tを有しており、このギャップ幅Tの際には、シャーエッジギャップ29内に流入する樹脂流の流れ抵抗が、キャビティ11内での樹脂流の流れ抵抗に比べて高められている。

0043

キャビティ11を起点として外側に向かって、下側のシャーエッジ31に樹脂トラップ33が続いている。この樹脂トラップ33は第1の型半部3に形成されている。

0044

図4に詳しく示したように、樹脂トラップ33はその形状により同時に環状の真空通路35を形成している。この真空通路35には、吸引通路17(図1参照)が接続されている。樹脂トラップ33もしくは真空通路35は、キャビティ11を取り囲むように閉じられて環状に形成されている。図示の実施の形態では、樹脂トラップ33もしくは真空通路35が、第1の型半部3に設けられた環状の溝として形成されている。

0045

樹脂トラップ33もしくは真空通路35は、第1の型半部3に設けられた、キャビティ11を取り囲むように閉じられた環状の溝を形成している。樹脂トラップ33の形状によって環状の真空通路35を形成するために、環状の溝に対して、排気ポンプ19を接続するための吸引通路17(図1参照)が開口している。樹脂トラップ33、特に環状の溝は、図5に明確に示したように、第1の深さT1の第1の領域55において、第2の深さT2の第2の領域57よりも大量の樹脂をより短い時間内で取り込むかまたは吸い込むことができるように寸法設定されていてよい。深さT1よりも少ない深さT2の第2の領域57では、溝が流れブレーキのように作用する。すなわち、溝の深さT2の第2の領域57は、ギャップ幅Tのシャーエッジギャップ29に類似して作用する。深さT2の第2の領域57に押し入る樹脂は、深さT1の第1の領域55に押し入る樹脂よりも強く制動され、これによって、第2の領域57への樹脂の先行流入が、特にシャーエッジギャップ29内でも、阻止されるかまたは少なくとも大幅に減じられる。図示の実施の形態では、樹脂の先行流入が、一例としての長方形のキャビティ11の長手方向縁部の領域で部分的に阻止されるかまたは少なくとも大幅に減じられるのに対して、この長手方向縁部の領域において、一例としての長方形のキャビティ11の角隅領域における対角線方向での樹脂のスムーズな流れは制動されない。第1の領域55と第2の領域57とが、キャビティ11を通じて全周にわたって均一なまたは少なくともほぼ均一な樹脂流れを可能にするために形成されている場合には、キャビティ11の構造、サイズ、形状および/または輪郭に応じて、第1の領域55および第2の領域57の個数、構造、サイズ、形状および/または輪郭、特に深さが、異なる形態で形成されていてよい。樹脂トラップ33もしくは真空通路35の完全な充填に到るまでの樹脂の望ましくない先行は阻止されるべきである。なぜならば、樹脂トラップ33もしくは真空通路35の完全な充填が、キャビティ11の適正な充填を阻止してしまう恐れがあるからである。

0046

樹脂トラップ33もしくは真空通路35の、シャーエッジ31と反対の側では、第1の型半部3に第1のシール装置37が配置されている。この第1のシール装置37は、両型半部3,5により取り囲まれたキャビティ11を高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填することができる高圧樹脂トランスファ成形用金型1の最終型締め位置(図3参照)で、両型半部3,5を互いにシールするために形成されている。図1では、第1のシール装置37が、確かに、黒く示した別個の環状の条片として示してあるが、第1のシール装置37は、第1の型半部3と一体に形成されていてもよい。このためには、第1のシール装置37が、たとえば第1の型半部3の下側の型半部壁39に設けられた突出部によって形成されてよい。この限りにおいて、第1のシール装置37は第1の型半部3の金属材料によって形成することができる。第1のシール装置37は、図示の実施の形態では、樹脂トラップ33もしくは真空通路35とキャビティ11とを取り囲むように全周にわたって閉じられて延在している。第1のシール装置37によって、キャビティ11が最終型締め位置(図3参照)でシールされ、これによって、両型半部3,5により取り囲まれたキャビティ11が、高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能となっている。

0047

第1のシール装置37の外周側では、同じく全周にわたって閉じられて、第2のシール装置41が延在している。

0048

この第2のシール装置41は、高圧樹脂トランスファ成形用金型1の前型締め位置(図2参照)で第1の型半部3と第2の型半部5との間の開放ギャップSを、両型半部3,5により取り囲まれたキャビティ11を排気することができる程度に空気密にシールするために形成されている。

0049

第2のシール装置41は、図示の実施の形態に示したように、キャビティ11を取り囲むように閉じられた環状のシール帯材43を有していてよい。このシール帯材43は、第1の型半部3に固定されていて、図2に示した前型締め位置では、第2の型半部5に空気密に接触しているように形成されており、図3に示した最終型締め位置では、第1のシール装置37が第2の型半部5に密に接して、キャビティ11が高圧樹脂トランスファ成形法において漏れなしに樹脂で完全充填可能となるように、シール帯材43が圧縮可能に形成されている。

0050

第2のシール装置41を第1の型半部3に固定するかもしくは支承するためには、第1の型半部3が、図示のように、キャビティ11を取り囲むように閉じられた環状の溝45を有していてよく、この溝45内に第2のシール装置41、特にシール帯材43が挿入されている。

0051

具体的な実施の形態では、図示のように、シール帯材43が、環状の溝45内に挿入された、特に弾性的な第1の区分47と、高圧樹脂トランスファ成形用金型1の型開き位置で溝45を越えて第2の型半部5の方向に十分に突出した、特に弾性的な第2の区分49とを有している。

0052

図面に示したように、シール帯材43は、弾性的な第1の区分47に設けられた第1の中空室51と、弾性的な第2の区分49に設けられた第2の中空室53とを備えた弾性的なコードシール、つまり、紐状シール部材として形成することができる。

0053

1高圧樹脂トランスファ成形用金型
3 第1の型半部
5 第2の型半部
7混合ヘッド
9ノズル出口
11キャビティ
13 上側のキャビティ壁
15 上側のシャーエッジ
17吸引通路
19排気ポンプ
21 下側のキャビティ壁
23ピンチオフエッジ
25 縁領域
27ノンクリンプファブリック
29 シャーエッジギャップ
31 下側のシャーエッジ
33樹脂トラップ
35真空通路
37 第1のシール装置
39 下側の型半部壁
41 第2のシール装置
43シール帯材
45 溝
47 第1の区分
49 第2の区分
51 第1の中空室
53 第2の中空室
55 第1の領域
57 第2の領域
S,T,T1,T2 ギャップ幅

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