JP6015247B2 - Three-dimensional object molding method and apparatus - Google Patents
Three-dimensional object molding method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP6015247B2 JP6015247B2 JP2012188328A JP2012188328A JP6015247B2 JP 6015247 B2 JP6015247 B2 JP 6015247B2 JP 2012188328 A JP2012188328 A JP 2012188328A JP 2012188328 A JP2012188328 A JP 2012188328A JP 6015247 B2 JP6015247 B2 JP 6015247B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional
- sheet
- molding
- forming
- shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
本発明は立体物の成形方法とその装置に関し、より詳しくは、平面状のシートを所要形状の立体型枠に圧接させて、該シートを所要形状の立体物に成形する立体物の成形方法とその装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional object molding method and apparatus, and more specifically, a three-dimensional object molding method in which a planar sheet is pressed against a three-dimensional mold frame having a required shape, and the sheet is formed into a three-dimensional object having a required shape. It relates to the device.
従来の立体物の成形方法として、例えば真空成形を利用して平面状のシートを所要形状の立体型枠(雌型)に圧接させ、それによって該シートを所要形状の立体物に成形するようにしたものが知られている(特許文献1)。
この成形方法は、予め雌型となる所要形状の立体型枠を製造しておき、その雌型の開口側を上記シートで密封する。そしてこの状態でシートを加熱して軟化させたら、上記立体型枠内に負圧を導入して軟化したシートを雌型の内面に密着させる。この後、シートが冷却されて硬化したら該シートを雌型から分離させて、雌型の内面形状に倣った所要形状の立体物を得るようにしている。
As a conventional method for forming a three-dimensional object, for example, a flat sheet is pressed against a three-dimensional mold frame (female) having a required shape by using vacuum forming, thereby forming the sheet into a three-dimensional object having a required shape. Is known (Patent Document 1).
In this molding method, a three-dimensional mold having a required shape to be a female mold is manufactured in advance, and the opening side of the female mold is sealed with the sheet. When the sheet is heated and softened in this state, the softened sheet is brought into close contact with the inner surface of the female mold by introducing a negative pressure into the three-dimensional mold frame. Thereafter, when the sheet is cooled and hardened, the sheet is separated from the female mold to obtain a three-dimensional object having a required shape following the inner shape of the female mold.
上述した従来の成形方法においては、上記雌型は製造しようとする立体物の全体に倣った形状となっており、立体物全体を1度の真空成形で製造するようにしていた。そのため、立体物を製造するためには上記立体物の全体を一度で成形できる大型の雌型が必要となり、コストがかかるという欠点があった。かかる欠点は立体物が大型となるに従って顕著となっていた。
また、例えば立体物として立体地図を製造する場合には、平面状のシートに予め山や道路などの平面地図を印刷しておき、これを雌型の内面に密着させることになるが、その際に平面地図の印刷箇所と雌型の所定位置とを正確に位置合わせをすることが困難となり、特に大型の立体地図ではその位置ずれが顕著になっていた。
本発明はそのような事情に鑑み、大型の立体物を製造する際にも大型の立体型枠を必要としない新規の立体物の成形方法とその装置を提供するものである。
In the conventional molding method described above, the female mold has a shape that follows the entire three-dimensional object to be manufactured, and the entire three-dimensional object is manufactured by one vacuum forming. For this reason, in order to manufacture a three-dimensional object, a large-sized female mold that can form the whole three-dimensional object at one time is required, which is disadvantageous in that it is costly. Such a defect becomes more prominent as the three-dimensional object becomes larger.
For example, when manufacturing a three-dimensional map as a three-dimensional object, a plane map such as a mountain or a road is printed in advance on a flat sheet, and this is in close contact with the inner surface of the female mold. In addition, it is difficult to accurately align the printing position of the planar map and the predetermined position of the female mold, and the positional deviation is particularly remarkable in a large three-dimensional map.
In view of such circumstances, the present invention provides a novel three-dimensional object molding method and apparatus that does not require a large three-dimensional frame even when a large three-dimensional object is manufactured.
すなわち請求項1に係る立体物の成形方法は、平面状のシートを所要形状の立体型枠に圧接させて、該シートを所要形状の立体物に成形する立体物の成形方法であって、
上記シートを複数の成形区域に区画し、いずれかの成型区域を当該成型区域に求められる立体形状に適合した立体型枠に圧接させて当該成型区域を当該立体型枠に倣った立体形状に形成し、次に、上記立体型枠の形状を次に成形する成型区域に求められる立体形状に適合した形状に変形させるとともに、当該立体型枠を上記次に成形する成型区域に相対的に移動させて、当該次に成形する成型区域を当該立体型枠に圧接させて当該成型区域を当該立体型枠に倣った立体形状に形成し、これを各成型区域毎に繰り返して、隣接する成型区域の立体形状を相互に連続させてシート全体を上記所要形状の立体物に成形することを特徴とするものである。
また請求項2に係る立体物の成形装置は、立体に成形される平面状のシートを保持するシート保持手段と、成形ヘッドにそれぞれ先端部を出没自在に設けた複数の線状体と、各線状体をそれぞれ進退動させて、各線状体の先端部により形成される立体型枠を上記成形ヘッドの先端部に形成させる駆動手段と、上記シート保持手段と成形ヘッドとをシートの表面と平行な方向に相対移動させる相対移動手段と、上記シート保持手段に保持されたシートと上記成形ヘッドの先端部に形成された立体型枠とを相互に圧接させて、該シートを立体型枠に倣った立体形状に成形する圧接手段と、上記シートを区画して形成した複数の成形区域と各成型区域毎に求められるそれぞれの立体形状とを記憶した制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記相対移動手段を制御して成形ヘッドを所定の成形区域に移動させるとともに、上記駆動手段を制御して各線状体の先端部により形成される立体型枠を当該成形区域に適合した立体型枠に形成させ、さらに上記圧接手段を制御して当該立体型枠を上記シートの当該成形区域に圧接させて、該シートの当該成形区域を上記立体型枠に倣った立体形状に成形し、これを各成形区域毎に繰り返して、隣接する成型区域の立体形状を相互に連続させてシート全体を所要形状の立体物に成形することを特徴とするものである。
That is, the three-dimensional object molding method according to
The sheet is divided into a plurality of molding areas, and one of the molding areas is pressed against a three-dimensional mold frame that matches the three-dimensional shape required for the molding area, and the molding area is formed into a three-dimensional shape that follows the three-dimensional mold frame. Next, the shape of the three-dimensional mold is changed to a shape suitable for the three-dimensional shape required for the next molding area, and the three-dimensional mold is moved relative to the next molding area to be molded. Then, the molding area to be molded next is pressed against the three-dimensional mold frame to form the molding area into a three-dimensional shape following the three-dimensional mold frame, and this is repeated for each molding area, The three-dimensional shape is made continuous with each other, and the entire sheet is formed into a three-dimensional object having the required shape.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional object forming apparatus comprising: a sheet holding means for holding a flat sheet formed into a three-dimensional shape; a plurality of linear bodies each provided with a tip portion that can be moved in and out of the forming head; Driving means for moving the shape members forward and backward to form a three-dimensional mold frame formed by the leading end portions of the linear members at the leading end portion of the forming head, and the sheet holding means and the forming head parallel to the surface of the sheet. A relative movement means for relatively moving the sheet in a desired direction; a sheet held by the sheet holding means; and a three-dimensional frame formed at the tip of the forming head are brought into pressure contact with each other, so that the sheet follows the three-dimensional mold frame. Pressure control means for forming a three-dimensional shape, a plurality of molding areas formed by partitioning the sheet, and a control device that stores the respective three-dimensional shapes required for each molding area,
The control device controls the relative moving means to move the forming head to a predetermined forming area, and controls the driving means to add a three-dimensional mold frame formed by the tip of each linear body to the forming area. Forming a conformable three-dimensional mold frame, further controlling the press contact means to press the three-dimensional mold frame against the forming area of the sheet, and forming the three-dimensional shape of the sheet following the three-dimensional mold frame The molding is repeated for each molding area, and the three-dimensional shape of the adjacent molding areas is made continuous to form the entire sheet into a three-dimensional object having a required shape.
請求項1および請求項2の発明においては、上記シートの全体を一度に所要形状の立体物に成形するのではなく、該シートを複数の成形区域に区画して、区画した小さな成型区域を立体型枠に圧接させることにより小さな立体形状を成形し、これを各成形区域毎に繰り返して、最終的に隣接する成型区域の立体形状を相互に連続させてシート全体を所要形状の立体物に成形するようにしている。
したがって立体型枠としては、シート全体を一度に所要形状の立体物に成形するような大きな立体型枠が必要とされることはなく、区画した小さな成型区域に適合した小さな立体型枠を準備すればよいので、1つの大きな立体型枠を準備するよりも結果としてコストの低減を図ることが可能となる。
特に請求項2の発明においては、駆動手段によって各線状体をそれぞれ進退動させることにより、各線状体の先端部によって種々の形状の立体型枠を成形ヘッドの先端部に形成させることができる。したがって1つ又は少数の成形ヘッドによってシート全体を所要形状の立体物に成形することが可能となるので、一層のコスト低減を図ることができる。
また、例えば立体物として立体地図を製造する場合のように平面状のシートに予め山や道路などの平面地図を印刷してある場合には、本発明によれば、小さな成型区域を立体型枠に圧接させることにより小さな立体形状を成形するようにしているので、小さな成型区域における山や道路などの平面地図を立体型枠に圧接させる際にその位置合わせが大きな立体型枠を用いる場合に比較して容易となり、より高精度な立体地図を製造することが可能となる。
In the first and second aspects of the invention, the entire sheet is not formed into a three-dimensional object having a required shape at once, but the sheet is divided into a plurality of forming areas, and the divided small forming areas are three-dimensionally formed. A small three-dimensional shape is formed by press-contacting to the formwork, and this is repeated for each forming area. Finally, the three-dimensional shape of the adjacent forming areas is made mutually continuous to form the entire sheet into a three-dimensional object of the required shape. Like to do.
Therefore, as a three-dimensional formwork, there is no need for a large three-dimensional formwork that forms the entire sheet into a three-dimensional object of the required shape at once. As a result, the cost can be reduced as a result rather than preparing one large three-dimensional formwork.
In particular, in the invention of
Further, when a planar map such as a mountain or a road is printed in advance on a planar sheet as in the case of manufacturing a three-dimensional map as a three-dimensional object, for example, according to the present invention, a small molding area is formed into a three-dimensional frame. Since a small three-dimensional shape is formed by press-contacting to a three-dimensional mold frame, compared to using a three-dimensional mold frame with a large alignment when pressing a plane map such as a mountain or road in a small molding area against the three-dimensional mold frame Thus, it becomes easy and a more accurate three-dimensional map can be manufactured.
以下図示実施例について本発明を説明すると、図1において、立体に成形される方形平面状のシート1は、その4辺をシート保持手段2によって保持されて水平に張設されている。上記シート1はポリスチレン樹脂やPET樹脂などの熱可塑性樹脂からなり、熱を加えることによって軟化され、冷却されることによって硬化されるようになっている。また該シート1の上面は、予め地図などの印刷が施された印刷面となっている。
上記シート保持手段2はシート1の大きさに合わせた方形の枠体3を備えており、この枠体3の各辺に設けたクランプ手段4によって上記シート1の4辺を保持できるようにしてある。
In the following, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, a rectangular
The
上記シート保持手段2の枠体3は、相対移動手段7によって水平面内で相互に直交するX−Y方向に移動されるようになっており、その枠体3の移動により、後述する成形ヘッド11A、11Bに対して、シート1をその表面と平行な方向に相対移動させることができるようにしてある。換言すれば、シート1に対して、成形ヘッド11A、11Bをシート1の表面と平行な方向に相対移動させることができるようにしてある。
上記相対移動手段7は従来公知のX−Yテーブルによって構成されており、図1では簡略化して示してあるが、枠体3をX方向に移動させるX方向駆動用モータ8と、Y方向に移動させるY方向駆動用モータ9とを備えている。各駆動用モータ8、9はそれぞれネジ軸10を正逆に回転駆動させることができるようになっており、枠体3側に固定して設けた図示しないナット部材を介して、枠体3をX−Y方向にそれぞれ移動させることができるようになっている。
上記相対移動手段7は、シート1を移動させる代わりに成形ヘッド11A、11BをX−Y方向に移動させるものであってもよく、或いは枠体3をX方向に移動させるとともに、成形ヘッド11A、11BをY方向に移動させるものであってもよい。
The
The
The relative moving means 7 may move the forming
上記成形ヘッド11A、11Bは、図示実施例ではシート1を挟んでその上下に配設してあり、上方の成形ヘッド11Aの先端部に雌型の立体型枠12Aを形成するとともに、下方の成形ヘッド11Bの先端部に雄型の立体型枠12Bを形成することができるようにしてある。
そして圧接手段13によって上記両立体型枠12A、12Bを相互に圧接させることにより、両立体型枠12A、12Bの間に挟持したシート1をそれら立体型枠12A、12Bに倣った立体形状に成形することができるようにしてある。
上記圧接手段13は、上方の成形ヘッド11Aを昇降させる駆動モータ14Aと、下方の成形ヘッド11Bを昇降させる駆動モータ14Bとを備えており、各駆動用モータ14A、14Bはそれぞれネジ軸15を正逆に回転駆動させることができるようになっている。図1では簡略化して示してあるが、各ネジ軸15は各成形ヘッド11A、11Bに固定して設けた図示しないナット部材を介して、各成形ヘッド11A、11Bそれぞれ昇降させることができるようにしてある。
In the illustrated embodiment, the forming
The
The pressure contact means 13 includes a
図2に示すように、各成形ヘッド11A、11Bは円筒状のハウジング21を備えており、各ハウジング21の先端側は円錐状に窄めたテーパ部21Aとしてある。各テーパ部21Aの先端面はシート1の平面と平行となるように平面に形成してあり、そこに多数のガイド孔21Bを全体として概略円形となるように配置して形成してある。
各ガイド孔21Bには、可撓性を有する線状体22の先端部をそれぞれ出没自在に係合させてあり、各線状体22をそれぞれ別個に進退動させることにより各線状体22のガイド孔21Bからの突出量を別個に調整して、各線状体22の先端部によって上記立体型枠12A、12B(図1、図3参照)をそれぞれ形成することができるようにしてある。各線状体22の先端部は、それぞれ滑らかな半球状に形成してある。
As shown in FIG. 2, each
Each
上記線状体22は、一例として109本を相互に近接して例えば直径10mmの円形状となるように配置してあり、また各線状体22の移動距離は例えば10mmに設定してある。これにより円錐形の雌型を形成する場合には、周囲となる線状体22の突出量が最も大きく、中心の線状体22の突出量が最も小さくなるようにして、それらの間の線状体22の突出量を徐々に変化させることにより、最大深さが10mmの滑らかな円錐形の凹部を有する立体型枠12Aを形成することができる。
本実施例では上下の成形ヘッド11A、11Bは同一構成を備えており、上方の立体型枠12Aを円錐形の凹部を有する雌型として形成した場合には、下方の立体型枠12Bはその雌型に適合するように、円錐形の凸部を有する雄型として形成することができるようにしてある。したがって両立体型枠12A、12Bでシート1を挟持すれば、シート1のその挟持部分を円錐形の立体形状に成形することができる。
For example, 109 of the
In this embodiment, the upper and lower molding heads 11A and 11B have the same configuration. When the upper three-
上記各線状体22の末端部は駆動手段24を構成する駆動モジュール25にそれぞれ連結してあり、各駆動モジュール25によって各線状体22をそれぞれ別個に進退動させることができるようにしてある。この駆動手段24は、上記円筒状のハウジング21に連設して設けてある方形のハウジング26(図1)内にそれぞれ設けてある。
上記各線状体22は、図示しないがその長手方向の複数箇所に設けたガイド孔によってそれぞれ進退動が案内されるようになっており、かつ各線状体22の先端部に上記シート1が圧接された際に、その圧力によって各線状体22の先端部が後退されてしまうことがないように配慮されている。
上記各駆動モジュール25は、駆動モータ27とこの駆動モータによって正逆に回転されるネジ軸28とを備えており、各ネジ軸28に駆動部材29に設けた図示しないナット部材を螺合させている。各駆動部材29はレール30に沿って進退動されるようになっており、各駆動部材29に上記線状体22の末端部をそれぞれ連結している。
したがって、各駆動モータ27によってそれぞれネジ軸28を正逆に回転させることにより各駆動部材29を進退動させることができ、それによってそれぞれの線状体22を独立して進退動させることができるようにしてある。
The end portions of the
Although not shown in the drawing, the
Each of the
Therefore, each drive
さらに図1に示すように、上記シート1の所要位置を加熱する加熱手段31を設けてある。本実施例では上記加熱手段31は熱風を給送するブロワ32と、このブロワ32からの熱風を案内する可撓性を有する配管などの加熱通路33とを備えている。
上記加熱通路33の先端部は上方の成形ヘッド11Aに取り付けられて(図3参照)、該成形ヘッド11Aの先端部に形成される立体型枠12Aの近傍のシート1に向けて熱風を吹き付けることができるようにしてあり、それによって立体型枠12Aによって成形される部分のシート1を軟化させることができるようにしてある。
Further, as shown in FIG. 1, heating means 31 for heating the required position of the
The leading end of the
さらに制御装置35が設けられており、この制御装置35は上記相対移動手段7の駆動用モータ8、9と、圧接手段の駆動モータ14A、14Bと、駆動手段24の各駆動モータ27と、さらに加熱手段31のブロワ32とをそれぞれ制御することができるようになっている。
そして上記制御手段35には、上記シート1に形成する完成品としての立体物の立体形状が入力されて記憶されており、該制御装置35は上記成形ヘッド11A、11Bの先端部に形成される立体型枠12A、12Bの大きさに合わせて、図4に示すように、上記シート1を複数の成形区域Sに区画形成してそれを記憶している。各成形区域Sは、図4に示す実施例では、多数の線状体22の外郭が形成する円形Rに内接するような方形に形成してある。
さらに制御手段35は、上記完成品としての立体形状から、各成形区域S毎に求められるそれぞれの立体形状を算出して記憶しており、また完成品としての立体形状から最も高い箇所となる成形区域Sを選定するとともに、最も低い位置となる成形区域Sを選定し、それらに基づいて各成形区域Sの加工順序を記憶している。
Further, a
The control means 35 receives and stores the three-dimensional shape of a three-dimensional object as a finished product formed on the
Further, the control means 35 calculates and stores the respective three-dimensional shapes required for each molding area S from the three-dimensional shape as the finished product, and also forms the highest point from the three-dimensional shape as the finished product. While selecting the area S, the molding area S used as the lowest position is selected, and the processing order of each molding area S is memorize | stored based on them.
以上の構成において、平面状のシート1を所要形状の立体物に成形する際には、先ずシート保持手段2にシート1を張設する。
シート保持手段2にシート1が張設されて制御装置35に成形加工の開始指令が与えられると、制御装置35は、先ず最も高い箇所となる成形区域S1(図4参照)を選定してこれを最初の成形区域S1とする。最初の成形区域S1が選定されると、制御装置35は、上記相対移動手段7の駆動用モータ8、9を制御して枠体3をX−Y方向に移動させ、相対的に成形ヘッド11A、11Bを上記最初に加工すべき成形区域S1の位置まで移動させる。
成形ヘッド11A、11Bが最初に加工すべき成形区域S1の位置まで移動されると、加熱手段31のブロワ32が起動されて当該成形区域S1を加熱して軟化させる。
In the above configuration, when the
When the
When the molding heads 11A and 11B are moved to the position of the molding zone S1 to be processed first, the
これと同時に制御装置35は、駆動手段24の各駆動モータ27を制御して、上方の成形ヘッド11Aの立体型枠12Aを、当該成形区域S1に要求される立体形状に適合した雌型に成形する。このとき、立体型枠12Aを形成する線状体22の一部は、当該成形区域S1に隣接する成形区域S2〜S9まではみ出しているので(図4参照)、その隣接する成形区域S2〜S9まではみ出している線状体22に対しては、当然に各隣接する成形区域S2〜S9のそれぞれの立体形状に適合した突出位置に位置制御されるようになる。
また下方の成形ヘッド11Bの立体型枠12Bは、上方の成形ヘッド11Aの立体型枠12Aと同様にして、当該成形区域S1に要求される立体形状に適合した雄型に成形されるようになる。
At the same time, the
Further, the three-
このようにして上下の成形ヘッド11A、11Bの立体型枠12A、12Bがそれぞれ当該成形区域S1に要求される立体形状に適合した形状に制御され、かつ当該成形区域S1のシート1が軟化されたら、上記制御装置35は圧接手段の駆動モータ14A、14Bを制御して、両立体型枠12A、12Bでシート1を挟持する。
これにより当該成形区域S1は、両立体型枠12A、12Bの立体形状に倣った立体形状に成形されるようになる。
この状態となったら、上記制御装置35は圧接手段の駆動モータ14A、14Bを制御して、両立体型枠12A、12Bを離隔させる。
In this way, when the three-
Thereby, the molding area S1 is molded into a three-dimensional shape following the three-dimensional shape of the
If it will be in this state, the said
次に、制御装置35は2番目の加工点となる成形区域S2を選定する。図4に示す例では、2番目の加工点となる成形区域S2は最初の成形区域S1に隣接しているが、必ずしもそうである必要はなく、離れた位置となることもありうる。
2番目の成形区域S2が選定されると、制御装置35は上述したのと同様にして、上記相対移動手段7の駆動用モータ8、9を制御して枠体3をX−Y方向に移動させ、相対的に成形ヘッド11A、11Bを上記2番目に加工すべき成形区域S2の位置まで移動させる。
この間、制御装置35は、駆動手段24の各駆動モータ27を制御して、上下の成形ヘッド11A、11Bの立体型枠12A、12Bを、当該成形区域S2に要求される立体形状に適合した立体形状に成形する。この場合においても、立体型枠12A、12Bを形成する線状体22の一部は、当該成形区域S2に隣接する成形区域まではみ出しているので、その隣接する成形区域まではみ出している線状体22に対しては、当然に各隣接する成形区域のそれぞれの立体形状に適合した突出位置に位置制御されるようになる。
Next, the
When the second molding section S2 is selected, the
During this time, the
そして上下の成形ヘッド11A、11Bの立体型枠12A、12Bがそれぞれ当該成形区域S2に要求される立体形状に適合した形状に制御され、かつ当該成形区域S2のシート1が軟化されたら、上記制御装置35は圧接手段13の駆動モータ14A、14Bを制御して、両立体型枠12A、12Bでシート1を挟持する。
これにより当該成形区域S2は、両立体型枠12A、12Bの立体形状に倣った立体形状に成形されるようになり、引き続き上記制御装置35は圧接手段の駆動モータ14A、14Bを制御して、両立体型枠12A、12Bを離隔させるようになる。
この後、上述した作業が繰り返されて、全ての成形区域Sが順次所要の立体形状に成形され、それによって隣接する成型区域の立体形状が相互に連続されて、シート1の全体が完成品である所要形状の立体物に成形されるようになる。
Then, when the three-
As a result, the molding section S2 is molded into a three-dimensional shape following the three-dimensional shape of the
Thereafter, the above-described operation is repeated, and all the forming sections S are sequentially formed into a required three-dimensional shape, whereby the three-dimensional shapes of the adjacent forming sections are mutually continuous, and the
本実施例では、立体型枠12A、12Bは隣接する成形区域Sの境界部分をオーバーラップさせながら、各成形区域Sをそれぞれ所要の立体形状に整形するようにしているので、滑らかな立体形状の完成品を得ることができる。しかしながら必ずしも各成形区域Sをオーバーラップさせながら成形する必要はなく、例えば多数の線状体22の配列を方形とすればオーバーラップ部分をなくしてより迅速に完成品を得ることができる。
また本実施例では制御装置35に完成品としての立体形状を入力して、該制御装置35により、シート1を複数の成形区域Sに区画形成する作業と、各成形区域S毎に求められるそれぞれの立体形状を算出する作業と、各成形区域Sの加工順序の設定作業とを行わせるようにしているが、これに限定されるわけではなく、手動によってそれらを入力するようにしてもよい。
In this embodiment, the three-
Further, in this embodiment, a three-dimensional shape as a finished product is input to the
図5は本発明の第2実施例を示したもので、本実施例では上記第1実施例における上方の雌型の立体成形12Aを省略し、その代わりに、上方の成形ヘッド11Aの下端部に、耐熱性を有するシリコンゴムなどの弾性部材41を設けたものである。
その他の構成は第1実施例と同様に構成してあり、同一又は相当部分には第1実施例と同一符号を付して示してある。
本実施例においては、圧接手段13によって下方の立体型枠12Bと上方の弾性部材41とでシート1を挟持するようになり、この際、弾性部材41は弾性変形しながらシート1を立体型枠12Bに押し付けて、該シート1の成形区域Sを立体型枠12Bの立体形状に倣った立体形状に成形することになる。
このような構成によれば、線状体22を駆動する駆動手段24はシート1の下側だけに設ければよいので、構成を簡略化することができる。また弾性部材41側のシート表面には擦り傷が付きにくいため、この表面を完成品の表面側とすれば美観を損なう危険性を低減することができる。
なお、立体成形12Bと弾性部材41との配置は上下逆であってもよいことは勿論である。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the upper female three-
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment.
In this embodiment, the
According to such a configuration, the drive means 24 for driving the
Of course, the three-
図6は本発明の第3実施例を示したもので、上記第2実施例が弾性部材41でシート1を立体型枠12Bに押し付けるようにしているのに対し、本実施例では大気圧(真空圧)を利用してシート1を立体型枠12Bに押し付けるようにしたものである。
すなわち本実施例では上方の成形ヘッド11Aは省略してあり、下方の成形ヘッド11Bに、立体型枠12Bを囲んでその内部に密封空間43を形成するために弾性を有するリング状の弾性シール部材44を設けている。この弾性シール部材44は、圧接手段13の駆動モータ14Bによって下方の立体型枠12Bがシート1に向けて上昇された際に該シート1の下面に密着して、リング状のシール部材44の内部に上記密封空間43を形成することができるようになっている。
そして上記シール部材44の内部には負圧通路45の先端部を開口させてあり、この負圧通路45は負圧源46に連通させている。
したがって、リング状のシール部材44の内部に密封空間43を形成した状態で該密封空間43内に真空圧を導入すれば、大気圧はシール部材44を弾性変形させながらシート1の成形区域を立体型枠12Bに圧接させるようになり、それによって該シート1の成形区域Sは、立体型枠12Bの立体形状に倣った立体形状に成形されるようになる。
このような構成によれば、上方の成形ヘッド11Aを省略することができるので、構成を一層簡略化することができる。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. In the second embodiment, the
That is, in this embodiment, the
A tip portion of a
Accordingly, if a vacuum pressure is introduced into the sealing
According to such a configuration, since the
図7は本発明の第4実施例を示したもので、上記第3実施例が大気圧を利用してシート1を立体型枠12Bに押し付けるようにしているのに対し、本実施例では圧縮空気(正圧)を利用して、シート1を立体型枠12Bに押し付けるようにしたものである。
すなわち本実施例では上記第1実施例における上方の雌型の立体成形12Aを省略するとともに、該上方の成形ヘッド11Aの下端部に平面状の支持プレート48を上記シート1と平行となるように設けている。また該支持プレート48の下面に、下方の立体型枠12Bの周囲となる位置に、気密を確保するためにリング状の弾性シール部材49を設け、さらに下方の成形ヘッド11Bにも、下方の立体型枠12Bの周囲となる位置に、成形区域Sの周囲のシート1を支持するために支持プレート50を設けている。
上記リング状のシール部材49は、圧接手段13の駆動モータ14Aによって上方の成形ヘッド11Aがシート1に向けて下降された際にシート1の上面に密着して、リング状のシール部材49の内部に密封空間52を形成することができるようになっており、その際、下方の支持プレート50は成形区域Sの周囲のシート1を下方から支持して、上記密封空間52を良好に確保することができるようになっている。
すなわち本実施例では、上記シール部材49の内部に形成される密封空間52は、上記立体型枠12Bを挟んでシート1の反対側に形成されるようになっている。そして上記シール部材49の内部に正圧通路53の先端部を開口させてあり、この正圧通路53は圧縮空気原54に連通させている。また加熱手段31の加熱通路33も、シール部材49の内部に開口させてある。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. In the third embodiment, the
That is, in the present embodiment, the upper female three-
The ring-shaped
That is, in this embodiment, the sealed
上記第4実施例においては、上下の支持プレート48、50によってシート1を挟持することによりシール部材49の内部に密封空間52を形成することができる。そしてこの状態で、上記加熱通路33を介してシート1の成形区域Sを加熱しながら密封空間52内に正圧通路53から圧縮空気を供給すれば、該成形区域Sは下方の立体型枠12Bに押し付けられるようになるので、該シート1の成形区域Sを立体型枠12Bの立体形状に倣った立体形状に成形することができる。
In the fourth embodiment, the sealed
図8は本発明の第5実施例を示したもので、上記第1実施例における立体型枠12A、12Bは先端を半球状とした細い線状体22を多数束ねて構成しているが、本実施例は少数の太い線状体58によって立体型枠59を形成することができるようにしたものである。
本実施例では円柱状部材を放射状に10等分して10本の断面扇状の線状体58を形成してあり、立体型枠59を形成する線状体58の先端面は、シート1と平行となるようにそれぞれ平面に形成してある。
上記各線状体58を進退動させる駆動手段(図示せず)は、各線状体58をそれぞれ別個に、一定距離Lだけ前進した位置と後退した位置とのいずれか一方に進退動させることができるようになっている。
このような構成を有する立体型枠59は、図9で示す段状の立体物60を形成するのに適しており、上述した実施例に比較して構成を簡素化できるとともに、立体物60を迅速に成形することが可能となっている。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention, and the three-
In this embodiment, the cylindrical member is radially divided into 10 parts to form ten cross-sectional fan-like
The driving means (not shown) for moving the
The three-dimensional form 59 having such a configuration is suitable for forming the step-shaped three-
なお、本第5実施例においても、上記第2実施例から第4実施例で示した構成を採用することができる。
また上述した実施例では成形ヘッド11A、11B、59は1組又は1つのみを用いるようにしているが、成形ヘッドを2組又は2つ以上用いることができる。この場合には複数の成形ヘッドが相互に衝突しないように配慮する必要があるが、作業時間の大幅な短縮化を図ることができる。
In the fifth embodiment, the configurations shown in the second to fourth embodiments can be employed.
In the embodiment described above, only one set or one forming
1 シート 2 シート保持手段
7 相対移動手段 11A、11B、59 成形ヘッド
12A、12B 立体型枠 13 圧接手段
22、58 線状体 24 駆動手段
31 加熱手段 33 加熱通路
35 制御装置 41 弾性部材
43、52 密封空間 44、49 シール部材
53 正圧通路 S 成形区域
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記シートを複数の成形区域に区画し、いずれかの成型区域を当該成型区域に求められる立体形状に適合した立体型枠に圧接させて当該成型区域を当該立体型枠に倣った立体形状に形成し、次に、上記立体型枠の形状を次に成形する成型区域に求められる立体形状に適合した形状に変形させるとともに、当該立体型枠を上記次に成形する成型区域に相対的に移動させて、当該次に成形する成型区域を当該立体型枠に圧接させて当該成型区域を当該立体型枠に倣った立体形状に形成し、これを各成型区域毎に繰り返して、隣接する成型区域の立体形状を相互に連続させてシート全体を上記所要形状の立体物に成形することを特徴とする立体物の成形方法。 A method of forming a three-dimensional object in which a planar sheet is pressed against a three-dimensional mold frame having a required shape, and the sheet is formed into a three-dimensional object having a required shape
The sheet is divided into a plurality of molding areas, and one of the molding areas is pressed against a three-dimensional mold frame that matches the three-dimensional shape required for the molding area, and the molding area is formed into a three-dimensional shape that follows the three-dimensional mold frame. Next, the shape of the three-dimensional mold is changed to a shape suitable for the three-dimensional shape required for the next molding area, and the three-dimensional mold is moved relative to the next molding area to be molded. Then, the molding area to be molded next is pressed against the three-dimensional mold frame to form the molding area into a three-dimensional shape following the three-dimensional mold frame, and this is repeated for each molding area, A method for forming a three-dimensional object, wherein the three-dimensional shape is made continuous to form the entire sheet into a three-dimensional object having the required shape.
上記制御装置は、上記相対移動手段を制御して成形ヘッドを所定の成形区域に移動させるとともに、上記駆動手段を制御して各線状体の先端部により形成される立体型枠を当該成形区域に適合した立体型枠に形成させ、さらに上記圧接手段を制御して当該立体型枠を上記シートの当該成形区域に圧接させて、該シートの当該成形区域を上記立体型枠に倣った立体形状に成形し、これを各成形区域毎に繰り返して、隣接する成型区域の立体形状を相互に連続させてシート全体を所要形状の立体物に成形することを特徴とする立体物の成形装置。 A sheet holding means for holding a flat sheet formed in three dimensions, a plurality of linear bodies each having a tip portion that can be freely protruded and projected on the molding head, and a forward and backward movement of each linear body, A driving means for forming a three-dimensional mold frame formed by the leading end portion at the leading end of the forming head; a relative moving means for relatively moving the sheet holding means and the forming head in a direction parallel to the surface of the sheet; and the sheet. A pressing means for pressing the sheet held by the holding means and the three-dimensional mold formed at the tip of the molding head to form a three-dimensional shape following the three-dimensional mold; and the sheet A plurality of molding areas formed by partitioning and a control device storing each three-dimensional shape required for each molding area;
The control device controls the relative moving means to move the forming head to a predetermined forming area, and controls the driving means to add a three-dimensional mold frame formed by the tip of each linear body to the forming area. Forming a conformable three-dimensional mold frame, further controlling the press contact means to press the three-dimensional mold frame against the forming area of the sheet, and forming the three-dimensional shape of the sheet following the three-dimensional mold frame An apparatus for forming a three-dimensional object, which is formed and repeated for each forming area, and the three-dimensional shape of adjacent molding areas is made continuous to form the entire sheet into a three-dimensional object having a required shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012188328A JP6015247B2 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Three-dimensional object molding method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012188328A JP6015247B2 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Three-dimensional object molding method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014046454A JP2014046454A (en) | 2014-03-17 |
| JP6015247B2 true JP6015247B2 (en) | 2016-10-26 |
Family
ID=50606637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012188328A Active JP6015247B2 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Three-dimensional object molding method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6015247B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106827474A (en) * | 2017-03-31 | 2017-06-13 | 云工工业科技(深圳)有限公司 | A kind of transformable plastics suction mould of shape |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6238132U (en) * | 1985-08-26 | 1987-03-06 | ||
| JPH0732069A (en) * | 1993-07-20 | 1995-02-03 | Hitachi Ltd | Combination mold and its equipment |
| JPH08155990A (en) * | 1994-12-03 | 1996-06-18 | Yoshimichi Yonezawa | Object processing method |
| JP3043611B2 (en) * | 1996-04-15 | 2000-05-22 | 株式会社タケヒロ | Compression molding method of plate-like mat material |
| JPH10228237A (en) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Kunitachi Joho Kagaku Kenkyusho:Kk | Three-dimensional map, three-dimensional map manufacturing apparatus, and three-dimensional map manufacturing method |
| JPH10328748A (en) * | 1997-05-31 | 1998-12-15 | Yodogawa Steel Works Ltd | Production of metal panel |
| JP2007003715A (en) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Realviz:Kk | Three dimension forming system and sand table system for same |
-
2012
- 2012-08-29 JP JP2012188328A patent/JP6015247B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014046454A (en) | 2014-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130256951A1 (en) | Shaping tool for producing a substantially shell-shaped, fiber-reinforced plastic part | |
| US10000005B2 (en) | Article vacuum formation method and vacuum forming apparatus | |
| CN104842475B (en) | A kind of inserts feeding device, transfer system and transfer method | |
| CN1304351A (en) | Apparatus and method for thermoforming of twin sheets | |
| CN112203826A (en) | 3D film formation manufacturing apparatus and 3D film formation manufacturing method using the same | |
| JP6015247B2 (en) | Three-dimensional object molding method and apparatus | |
| US8845314B2 (en) | Lens manufacturing apparatus | |
| CN106584822B (en) | A kind of vacuum composite die | |
| KR101689568B1 (en) | Press system | |
| JP7527615B6 (en) | Thermoforming device and thermoforming method | |
| JP2007245515A (en) | Method and apparatus for manufacturing plastic lens | |
| KR20160077719A (en) | Incremental sheet forming apparatus and incremental sheet forming method | |
| KR102833052B1 (en) | Incremental forming apparatus for multi point incremental forming process | |
| KR20170021588A (en) | Mold for forming paper container | |
| JP2002172628A (en) | Manufacturing method and device for rubber product | |
| CN110884091B (en) | Continuous heating thermoforming device | |
| CN109623947A (en) | A kind of automobile middle control IMF diaphragm blanking die | |
| JP2011101978A (en) | Method of molding plastic optical lens | |
| KR101834182B1 (en) | Thermal transfer device for 3d glass | |
| JP6371626B2 (en) | Resin molded product manufacturing apparatus and resin molded product manufacturing method | |
| CN218258866U (en) | Plastic-aluminum blister packaging machine | |
| JP4907316B2 (en) | Molding apparatus and molding method | |
| JP4260717B2 (en) | Plastic molding assembly equipment | |
| TWI569903B (en) | Method and device for forming metal can | |
| JP2010222216A (en) | Molding apparatus and mold |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150713 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160328 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160407 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160603 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160830 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160912 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6015247 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |