インクリメンタルフォーミングと射出成型を融合したものづくり教材開発と実践

渐进成形与注射成型相结合的制造教材的开发与实践

基本信息

批准号：
18H00245
负责人：
竹内修
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Kochi National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H00245/
关键词：
インクリメンタルフォーミング射出成形張り出し成形法

项目摘要

プラスチックの射出成形は、180～450℃に加熱溶融させた熱可塑性樹脂を、圧力を付加して金型に注入し、冷却、固化して成形品を得る加工技術である。これを適用するためには、射出設備の他に、製品と同形状の空洞を持ち、高圧に耐える金型、その開閉用プレスが必要となる。この金型の製作には多大な時間と費用を要するため、一般に射出成形を多品種少量生産品へ適用することは困難とされている。これに対し、金属薄板を自在な形状に成形するインクリメンタルフォーミング技術(逐次張出し成形法)を用いて射出成形の金型製作することにより、短期間でしかも低コストで多品種の金型製作する方法を考案した。この技術と射出成形技術が融合し、少量生産に対応した射出成形の実施が可能となると考えられる。ものづくり学習においても、金型製作において棒状工具を使い金属薄板が変形して目的とする形状に立体化していくインクリメンタルフォーミング技術を視覚に訴え、射出成形によって製品が出来るまでの一連の流れを理解、学習させる教育効果は多様な造形作業を学ぶ上で非常に大きいと考えており本研究で検証した。○3Dプリンタ、ダイレスフォーミングマシン、射出成形機を用いての加工プロセスの開発本研究では、3Dプリンタ、マシニングセンタを用いて合理的にデータを共有することにより、素板支持型を短時間で製作する。そしてインクリメンタルフォーミングにより薄板を製品と同形状に成形し、これをクランプ等で補強することにより、射出成形型として完成させる。この型を用いて熱可塑樹脂を注型し製品の試作を行う。この一連の加工プロセスを、従来の射出成形金型の製作を含めたプロセスと比較し、本法の評価を行う。評価は、リードスパン、コスト、そして製品の品質等、多方面から実施した。○ものづくり学習においての教育的効果インクリメンタルフォーミング法(張出成形)をベースに新しい射出成形法を考案、実践した。3Dプリンタ、ダイレスマシン、射出成形機を組み合わせた生産プロセスを構築した。ダイレスマシンで成形型を張出成形する事によって短時間、低コストで多品種製作する事が出来た。今後問題点を改善していき、ものづくり学習において、学生への体験学習となる工作実習や卒業研究への取り入れ、学校開放行事においての記念品製作の取り組みなどを企画しているところである。

塑料的注射成型是一种加工技术，其中已加热至180-450°C的热塑性树脂通过施加压力，冷却和凝固以获得模制产物，将其注入模具中。为了应用此功能，除了注入设备外，还需要具有与产品相同形状并承受高压的模具，并且需要打开和关闭产品的压力。由于制造这种模具需要大量的时间和成本，因此通常认为很难将注塑成型涂在各种各样的小体积产品上。相比之下，一种在短时间内制造各种模具和低成本的方法是通过使用增量形成技术（顺序投影塑造方法）制造模具来设计的，其中将薄金属板自由形成。该技术和注塑技术将合并，以使注射成型能够在少量生产中实施。在制造学习中，我们从视觉上吸引了增量形成技术，其中使用杆状工具将薄金属板转换为三维形状，转化为所需的形状，我们相信，理解和学习导致通过注射模塑制造产品的一系列步骤的教育效果对于学习各种制定的制定任务非常重要，并且我们检查了这些研究的研究，并且我们研究了这项研究。 ○在这项研究中，使用3D打印机，无用的成型机和注塑机的加工过程开发，可以使用3D打印机和加工中心合理地共享数据，以在短时间内生产裸板支撑类型。然后通过增量形成将薄板模制成与产品相同的形状，并用夹具或类似的夹具加强注射模具。该模具用于铸造热塑性树脂和原型产品。将这一系列的加工过程与传统过程进行了比较，包括注射模具的产生，然后对此方法进行评估。评估是从多种角度进行的，包括铅跨度，成本和产品质量。 ○根据增量成型方法（扩展成型），设计和实施了一种新的注射成型方法的教育效果。创建了结合3D打印机，无用机器和注塑机器的生产过程。通过使用无用的机器伸出模具，我们能够在短时间内以低成本生产各种产品。我们目前正在计划将来改善问题，包括将它们纳入学生的体验学习中，并将其纳入毕业研究，以及在学校开放活动中创建纪念项目的努力。