成型装置及利用该成型装置进行成型的成型方法

摘要

本发明提供一种可以确保模具成型部件耐久性并且以简单的构造可以加热成型部件的成型装置以及利用该成型装置进行成型的成型方法。成型装置（100）具有对成型对象产品（PR）进行成型加工的第1模具（110）与第2模具（120）。该第1模具（110）与第2模具（120）在相对面的中央有第1成型部件（111）与第2成型部件（121）。该第1成型部件（111）与第2成型部件（121）各自呈与产品（PR）表面形状相对应的三维形状。该第1模具（110）及第2模具（120）的第1成型部件（111）与第2成型部件（121）的各个周围，设有隔热绝缘体（113、124）。该第1模具（110）与第2模具（120）通过输入输出电极（132、133）与供电装置（136）相连接，同时，利用连接电极（134、135）来接通或切断电流。

说明书

技术领域

本发明涉及一种成型装置及利用该成型装置进行成型的成型方法，在具 有与成型对象表面形状相对应的三维形状的一对模具内，配置（包括喷射） 具有可塑性或流动性的待成型材料，对产品进行成型。

背景技术

传统上有这样的成型装置，即在一对模具内配置具有可塑性或流动性的 待成型材料，例如树脂材料或金属材料，进行成型加工。这样的成型装置， 待成型材料在成型之前，通过预先对成型待成型材料前的模具中的成型待成 型材料的成型部件进行加热，以此来抑制待成型材料可塑性或流动性的下降， 从而进行精度优良的成型加工。

此种情况下，如下述各专利文献1～5所示，预先加热模具的方式有：在 模具周围或模具的成型部件配置感应器，对模具或成型部件进行感应加热的 感应加热方式（参考下述专利文献1、2）；在模具内部设置电热线或流动加 热后流体的流路，对模具或成型部件进行加热的热源埋设方式（参考下述专 利文献3、4）；通过在模具成型部件配置发热体（例如电热线或红外线灯等） 或向模具成型部件供给加热后的流体对模具或成型部件进行加热的外部热源 方式（参考下述专利文献5、6）；在模具表面使绝缘层介于中间设置导电层， 该导电层通电对模具进行加热的表层通电方式（下述专利文献7）。这些方式 当中，表层通电方式与其它方式相比，具有：由投入待成型材料到产品成型 终了的生产周期短，且以简单构造可以对模具或成型部件进行加热的优点。

先前技术文献

专利文献

专利文献1：特表2007-535786号公报

专利文献2：特开昭57-4748号公报

专利文献3：特开2007-118213号公报

专利文献4：特开平11-348041号公报

专利文献5：特开2009-202348号公报

专利文献6：特开平09-123240号公报

专利文献7：特开平04-265720号公报

但是，表层通电方式会出现这样的问题：即模具表层要分别有绝缘层与 导电层，这些绝缘层及导电层的形成工序非常复杂。特别是还会出现这样的 问题：在模具的成型工序中，需要多次对成型部件进行校正，即模校正，因 此，每次都必须有绝缘层与导电层。另外，有绝缘层与导电层的模具，数道 乃至数十道的成型工序会使薄膜导电层受到损伤，因此模具的耐久性会下降， 同时模具的维护作业复杂。

本发明是解决上述问题的一项发明，其目的在于提供一种可以确保模具 成型部件耐久性并且构造简单可以加热成型部件的成型装置以及利用该成型 装置进行成型的成型方法。

发明内容

为了实现上述目的，权利要求1所涉及的本发明为一种成型装置，为具 有第1模具与第2模具，该第1模具具有第1成型部件，该第1成型部件成 形有与成型对象产品的一部分表面相对应的三维形状，该第2模具为与该第 1模具对向配置并具有第2成型部件，该第2成型部件具有与产品的另一部 分表面相对应的三维形状，前述第1成型部件与第2成型部件之间配置待成 型材料，对产品进行成型的成型装置，其特征在于：具备对该第1模具与该 第2模具的至少其中之一通电的模具通电装置，在该第1模具及/或该第2模 具中，前述通电的第1成型部件及/或第2成型部件的壁厚比在该第1成型部 件及/或第2成型部件周围形成的支持该第1成型部件及/或第2成型部件的外 周部件的壁厚薄。

具有权利要求1所涉及的这种构造的本发明，其特征在于，成型装置具 有对用于形成产品表面的第1成型部件及第2成型部件至少一个成型部件的 第1模具及/或第2模具通电的模具通电装置。并且，通过模具通电装置通电 的第1成型部件及/或第2成型部件的壁厚，比该第1成型部件与第2成型部 件周围的模具外周部件的壁厚薄。即：加热对象(部分)的第1成型部件及/或 第2成型部件的截面面积变小，同时该部分的电阻值变大。因此，第1模具 及/或第2模具通过直流或交流电流时，与第1成型部件及/或第2成型部件形 成与模具外周部件壁厚相同的情况相比，可以以较少的电能快速进行加热。 另外，此时，第1成型部件及/或第2成型部件由于不需要传统技术所需的导 电层或绝缘层，因此模具的制作或维护工作量减少。即：本发明所涉及的成 型装置，可以确保模具成型部件的耐久性并且可以以简单的构造来进行加热。

权利要求2所涉及的本发明，其另一特征在于，在前述成型装置中，于 第1模具及/或第2模具中，在形成薄壁第1成型部件及/或第2成型部件的内 侧，沿着第1成型部件及/或第2成型部件形成空洞部件。

具有上述构造的权利要求2所涉及的本发明，其另一特征在于，成型装 置在第1模具及/或第2模具的第1成型部件及/或第2成型部件的内侧，沿着 第1成型部件及/或第2成型部件形成空洞部件。此时，第1成型部件及第2 成型部件的内侧，指的是第1成型部件及第2成型部件与对待成型材料进行 成型的一面相反的一侧。由此，在第1模具及/或第2模具通电之际，可以防 止供给电流流至第1模具及/或第2模具内的中央部分，使第1成型部件及/ 或第2成型部件通电。即：在第1模具及/或第2模具内以最短流路流动的电 流可以流动至第1成型部件及/或第2成型部件，对第1模具及/或第2模具内 进行有效的加热。另外，通过第1模具及/或第2模具内形成的空洞部件可以 减轻成型装置的质量，同时该第1模具及/或第2模具内形成的空洞部件可以 容纳成型装置的其它材料、部件或机构等，使得成型装置的构造更加小型化。

权利要求3所涉及的本发明，其另一特征在于，在前述成型装置中，更 于空洞部件，设置有向第1成型部件及/或第2成型部件供给冷却用流体的冷 却流体供给装置。

具有权利要求3所涉及的这种构造的本发明，其另一特征在于，在成型 装置的空洞部件设置有向第1成型部件及/或第2成型部件供给冷却用流体的 冷却流体供给装置。此时，冷却用流体可以使用水、油、液氮、水蒸气或空 气等各种液体及气体。由此，设置有冷却流体供给装置的第1模具及/或第2 模具可以早期对处于加热状态的第1成型部件及/或第2成型部件进行冷却。 另外，此时，第1成型部件及/或第2成型部件的壁厚薄，因此，可以更快地 冷却，并且可以更快地再次加热。

权利要求4所涉及的本发明，其另一特征在于，前述成型装置，在空洞 部件设置有支持第1成型部件及/或第2成型部件的加固筋。

具有权利要求4所涉及的这种构造的本发明，其另一特征在于，在成型 装置的空洞部件设置有支持第1成型部件及/或第2成型部件的加固筋。由此， 可以确保第1成型部件及/或第2成型部件的刚性，并且可以使壁变薄，更加 有效地对第1成型部件及/或第2成型部件进行加热。

权利要求5所涉及的本发明，其另一特征在于，在前述成型装置的空洞 部件，设置有用于测定第1成型部件及/或第2成型部件温度的温度测定传感 器。

具有权利要求5所涉及的这种构造的本发明，其另一特征在于，在成型 装置的空洞部件，设置有用于测定第1成型部件及/或第2成型部件温度的温 度测定传感器。由此，可以掌握第1成型部件及/或第2成型部件的温度状况， 从而可以对第1成型部件及/或第2成型部件的温度进行适当的控制，更加高 效且高精度地对成型物进行成型。

权利要求6所涉及的本发明，其另一特征在于，在前述成型装置中，模 具通电装置具有可以接通或切断第1模具与第2模具电流的电气连接部。

具有上述结构的权利要求6所涉及的本发明，其另一特征在于，成型装 置的模具通电装置具有可以接通或切断第1模具与第2模具电流的电气连接 部。由此，模具通电装置通过电器连接部，可以利用一个电源装置，使第1 模具与第2模具通电，并且构造简单。

权利要求7所涉及的本发明，其另一特征在于，前述成型装置在第1模 具与第2模具的外周部件设置有绝缘体。

具有上述结构的权利要求7所涉及的本发明，其另一特征在于，成型装 置在第1模具与第2模具之间的外周部件设置有绝缘体。因此，可以使第1 模具与第2模具在密合的闭模状态下通电。由此，通过对第1模具及第2模 具其中的一个模具通电并加热，可以利用热传导对另外一个第2模具或第1 模具进行加热。另外，由于在闭模状态下对第1模具与第2模具进行加热， 可以防止第1成型部件及第2成型部件的热量散失，从而进行有效的加热。 并且，由于在密闭状态下对第1模具与第2模具进行加热，即使在待成型材 料的成型加工中，也可以加热第1成型部件及第2成型部件，从而提高成型 加工精度。

本发明不仅可以作为成型装置来实施，还可以作为采用该成型装置的成 型方法的发明来实施。

具体来讲，权利要求8所涉及的本发明，为一种成型方法，在具有第1 模具与第2模具中，该第1模具具有第1成型部件，该第1成型部件具有与 成型对象产品的一部分表面相对应的三维形状，该第2模具与该第1模具对 向配置并具有第2成型部件，该第2成型部件具有与产品的另一部分表面相 对应的三维形状，该第1成型部件与该第2成型部件之间配置待成型材料， 对产品进行成型的方法，其特征在于：该第1成型部件及第2成型部件的至 少其中之一的壁厚比形成于第1成型部件及/或第2成型部件周围而支撑该第 1成型部件及/或第2成型部件的外周部的壁厚薄，使具有前述薄壁第1成型 部件及/或第2成型部件的第1模具及/或第2模具上通过电流，从而对第1成 型部件及/或第2成型部件进行加热，前述加热之后的第1成型部件及/或第2 成型部件将待成型材料成型为产品。

此时，如权利要求9所述，前述成型方法中，预先在第1模具及/或第2 模具的第1成型部件及/或第2成型部件的内侧，沿着第1成型部件及/或第2 成型部件形成有空洞部件，与该空洞部件相对，设置有向第1成型部件及/或 第2成型部件供给冷却用流体的冷却流体供给装置，待成型材料成型后，由 冷却流体供给装置向第1成型部件及/或第2成型部件供给冷却用流体，而对 第1成型部件及/或第2成型部件进行冷却。

具有上述结构的权利要求8及权利要求9所涉及的本发明，其特征在于， 可以得到与前述成型装置相同的效果。

附图说明

图1为模式化表示本发明成型装置主要部分结构的剖面略图；

图2为控制图1所示的成型装置动作的控制系统方块图；

图3为模式化表示图1所示的成型装置中的隔热绝缘体结构的放大剖面 图；

图4为模式化表示图1所示的成型装置的两个模具打开状态的剖面略图；

图5为模式化表示本发明变形实例中成型装置主要部分结构的剖面略 图；

图6为模式化表示本发明其它变形实例中成型装置主要部分结构的剖面 略图；

图7为模式化表示本发明其它变形实例中成型装置的两个模具打开状态 的剖面略图。

具体实施方式

下面，针对本发明中成型装置的一个实施方式，参考图示予以说明。图 1为模式化表示本发明中成型装置100的主要部分构造的剖面略图。图2为 控制成型装置100动作的控制系统方块图。为了便于理解本发明，本说明书 所参考的各图，以夸张等方式模式化表示其中的部分构造组件。因此，各个 构造组件之间的尺寸或比例等会有所不同。该成型装置100，是制造FRP（纤 维强化塑料）制产品PR的加工机，一边对热可塑性树脂层与纤维层积层形 成的待成型材料进行加热而一边压缩成型。产品PR可以作为摩托车或汽车、 船舶、飞机上的各种零部件或者其驱动系统的各种零部件。

（成型装置100的构造）

成型装置100具有第1模具110与第2模具120。第1模具110与第2 模具120为钢制，相互协作对待成型材料进行成型加工，在相对面的中央部 各自形成有第1成型部件111与第2成型部件121。第1成型部件111与第2 成型部件121，是实际对待成型材料施加热和施加压缩力的成型加工部分， 各自形成有与产品PR表面形状相对应的三维形状，更具体来讲，是各自形 成有使产品PR表面三维形状反转过来的三维形状。

在本实施方式中，第1成型部件111由与产品PR中图示下侧表面凹形相 对应并向图示上侧形成凸起的所谓的型芯所构成。该第1模具110中的第1 成型部件111，其壁厚比第1模具110的第1外周部件110a的壁厚（图示上 下方向的壁厚）薄。第1外周部件110a为在第1模具110中的第1成型部件 111周围形成平面状的部分，也是与第2模具120中的第2外周部件120a相 对的第2模具120的分割面。即：第1成型部件111形成于该第1外周部件 110a的内侧。该第1外周部件110a，当第1模具110受到第2模具120的按 压力时，会形成可以抑制第1成型部件111变形的壁厚。在本实施方式中， 第1模具110的第1外周部件110a的壁厚约为150mm，第1成型部件111 的壁厚约为20mm。

另外，在第1模具110的第1成型部件111的相反一侧，形成有凹状第1 空洞部件112。第1空洞部件112形成沿第1成型部件111的凸状。更加具体 来讲，第1空洞部件112沿着第1成型部件111形成，与第1成型部件111 相对的内壁面具有与该第1成型部件111形状对应的形状。即：具有保持第1 成型部件111壁厚小于第2外周部件110a壁厚的形状。

在本实施方式中，第2成型部件122由与产品PR中的图示上侧表面的 凸状相对应并向图示下侧形成凹入的所谓的内腔构成。该第2模具120的第 2成型部件121，其壁厚比第2模具120的第2外周部件120a的壁厚薄。此 时，第2外周部件120a与前述第1外周部件110a相同，为第2模具120的 第2成型部件121周围的平面部分，也是与第1模具110中的第1外周部件 110a相对的第1模具110的分割面。即：第2成型部件121位于该第2外周 部件120a的内侧。该第2外周部件120a，当第2模具110按压第1模具110 之际受到来自第1模具110的反力时，会形成可以抑制第2成型部件121变 形的壁厚。在本实施方式中，第2模具120的第2外周部件120a的壁厚约为 150mm，第2成型部件121的壁厚约为20mm。

另外，在第2模具120的第2成型部件121的相反一侧，形成有凹状第 2空洞部件122。第2空洞部件122沿第2成型部件121最深部图示水平部分 形成凹状。更加具体来讲，第2空洞部件122沿着第2成型部件121形成， 与第2成型部件121相对的内壁面具有与该第2成型部件121形状对应的形 状。即：具有保持第2成型部件121壁厚小于第2外周部件120a壁厚的形状。 并且，该第2空洞部件122上具有与最深部的图示水平部分连通的排水孔123。

排水孔123是用于将第2空洞部件122内滞留的冷却水排放到第2模具 120外部的延伸呈管状的孔。一端与第2空洞部件122连通，另一端开口于 第2模具120图示左侧侧面部。该排水孔123，开口于第2模具120图示左 侧侧面部的另一端与无图示的排水管相连接。

另外，第1模具110与第2模具120的第1外周部件110a与第2外周部 件120a上各自设置有隔热绝缘体113、124。隔热绝缘体113、124是用于对 第1模具110与第2模具120形成的封闭成型领域进行外部隔热、保持气密 以及对第1模具110与第2模具120进行绝缘的部件。该隔热绝缘体113、124 如图3所示，围绕第1成型部件111与第2成型部件121周围呈环状，并且 相对各自固定设置于第1模具110与第2模具120的第1外周部件110a与第 2外周部件120a上。在本实施方式中，隔热绝缘体113、124，由以磷酸盐作 为粘合剂将玻璃纤维固定呈断面形状为凹状的带状的基本部件113a、124a及 埋设在该基本部件113a、124a中的凹状部分内的由硅胶构成的密封部件部 113b、124b所构成。因此，隔热绝缘体113、124，通过密封部件部113b与 密封部件部124b相互按压而发生弹性变形来密合，形成前述隔热、气密及绝 缘状态。另外，关于隔热绝缘体113、124，可以仅在第1模具110与第2模 具120的任意一个模具上设置一个隔热绝缘体113（或隔热绝缘体124）。

在第1模具110的图示下面，设置有覆盖第1空洞部件112的第1托板 114。第1托板114为用于从背面支持受到来自第2模具120按压力的第1模 具110的钢制板，通过无图示的螺栓固定安装于第1模具110的图示下面。 并且，第1托板114以液体密封形成在第1模具110上的第1空洞部件112 的状态安装。该第1托板114的内部分别形成有给水孔115与排水孔117。

给水孔115是向具有第1模具110的第1空洞部件112一部分的第1成 型部件111供给冷却水的延伸呈管状的孔，一端开口于第1托板114的图示 右侧侧面部，另一端延长至具有第1空洞部件112一部分的第1成型部件111 的图示右侧端部附近。该给水孔115沿着第1成型部件111的图示纵向的形 成方向，并列有多个给水孔115。这些多个给水孔115，开口于第1托板114 的图示右侧侧面部的一端与向给水孔115供给冷却水的无图示给水配管的一 端相连接。

并且，这些给水孔115上，在沿着第1成型部件111的图示左右方向的 形成方向上，设置有多个（本发明实施方式中为2个）向具有第1空洞部件 112的第1成型部件111喷水的喷水管116。喷水管116，是将供水孔115所 供给的冷却水向第1成型部件111的内侧壁面喷射的钢制管组件，延长至形 成了第1空洞部件112的第1成型部件111的壁面附近。

另一方面，排水孔117为将第1模具110的第1空洞部件112内滞留的 冷却水排放到第1模具110外部的延伸呈管状的孔，一端开口于堵塞第1空 洞部件112的第1托板114的上面，另一端开口于第1托板114的图示左侧 侧面部。该排水孔117的开口于第1托板114的图示左侧侧面部的另一端与 无图示的排水管相连接。

一体型组装有该第1托板114的第1模具110通过隔热绝缘基体118，使 用无图示的螺栓安装于第1安装板119上。隔热绝缘基体118为位于第1托 板114与第1安装板119之间的用于隔热、绝缘的板状部件。在本发明实施 方式中，隔热绝缘基体118是以磷酸盐作为粘合剂将玻璃纤维固定，形成与 第1托板114相对应形状的板状体。第1安装板119，是用于将第1模具110 安装于成型装置100上无图示固定盘的钢制板状体。即：第1模具110为固 定设置于成型装置100上的固定盘上的所谓的下模（固定模）。

另一方面，在第2模具120的图示上面，以覆盖第2空洞部件122的状 态设置第2托板125。第2托板125为钢制板，用于从背面支持受到来自第1 模具110的反力的第2模具120。通过无图示的螺栓固定安装于第2模具110 的图示上面。并且，此时，第2托板125以液体密封第2模具120上的第2 空洞部件122的状态安装。该第2托板125的内部设有与前述给水孔115相 同的给水孔126。

给水孔126是向形成了第2模具120的第2空洞部件122一部分的第2 成型部件121供给冷却水的管状孔，一端开口于第2托板125的图示右侧侧 面部，同时另一端延长至形成有第2空洞部件122的一部分的第1成型部件 121的图示右侧端部附近。该给水孔126沿着第2成型部件121的图示纵向 方向上的形成方向，并列有多个给水孔126。这些多个给水孔126，开口于第 2托板125的图示右侧侧面部的一端与向给水孔126供给冷却水的无图示给 水配管的一端相连接。

并且，这些给水孔126上，在沿着第2成型部件121的图示左右方向的 形成方向上，设置有多个（本发明实施方式中为4个）向形成第2空洞部件 122的第2成型部件121喷水的喷水管127。喷水管127是将供水孔126所供 给的冷却水向第2成型部件121的内侧壁面喷射的钢制管组件，延长至形成 有第2空洞部件122的第2成型部件121的壁面附近。

一体型组装有该第2托板125的第2模具120通过隔热绝缘基体128， 使用无图示的螺栓安装于第2安装板129上。隔热绝缘基体128与上述隔热 绝缘基体118相同，是位于第2托板125与第2安装板129之间用于隔热、 绝缘的板状部件。在本发明实施方式中，隔热绝缘基体128是以磷酸盐作为 粘合剂将玻璃纤维固定，具有与第2托板125相对应形状的板状体。第2安 装板129是用于将第2模具120安装于成型装置100的无图示可动盘上的钢 制板状体。即：第2模具120为沿着图示上下方向可动式设置于成型装置100 上的可动盘上的所谓的上模（可动模）。

另外，向第1托板114与第2托板125各自的给水孔115、126供给冷却 水的给水配管（无图示），另一端与水管相连接，给水孔115、126与水管之 间的部分各自设置给水阀131。给水阀131受到后述控制装置140的控制， 使水管与给水孔115、126之间保持连通状态或非连通状态（切断）。即：给 水阀131将由水管向给水孔115、126供给的冷却水（自来水）打开或关闭。

在第1模具110与第2模具120中，通过第1成型部件111与第2成型 部件121在相对的侧面部设置有输入输出电极132、133与连接电极134、135。 输入输出电极132、133为使第1模具110与第2模具120流通电流的铜制电 极。该输入输出电极132、133呈沿着第1模具110与第2模具120的图示左 侧侧面部的图示纵向延长的板状。

连接电极134、135为连接或切断第1模具110与第2模具120之间电流 的铜制电极。这些连接电极134、135中，连接电极134呈沿着第1模具110 的图示左侧侧面部的图示纵向延长的板状。在该连接电极134上，沿着图示 纵向形成方向，形成有多个在图示上下方向贯通的圆筒形贯通孔134a。连接 电极135呈沿着第2模具120的图示左侧侧面部的图示纵向延长的板状。另 一方面，在该连接电极135上，设置有轴状管脚插孔135a，管脚插孔与前述 连接电极134上的贯通孔134a嵌合，并且位置、形状与贯通孔134a对应。 在该管脚插孔135a的表面施以银镀。

在输入输出电极132、133上，连接有供电装置136。供电装置136是用 于向第1模具110与第2模具120供电的电源装置。该供电装置136由控制 装置140控制，通过输入输出电极132、133，向第1模具110及第2模具120 供给交流电。在本实施方式中，供电装置136可以向输入输出电极132、133 输出电压约40V、电流约5000A、频率为50kHz的交流电。当然，该供电装 置136输出的交流电可以根据待成型材料WK的成型加工条件来设定。

成型装置100具有控制装置140。控制装置140通过由CPU、ROM、RAM 等构成的微机(MICROCOMPUTER)构成，根据实施者通过操作面板141发出 的指令，执行预先存储在ROM等存储器中的控制程序，对成型装置100的 各种动作进行控制。具体来讲，该控制装置140主要分别控制给水阀131、 供电装置136、模具驱动装置151以及真空装置152的各个动作。

在这种情形下，操作面板141是向控制成型装置100的控制装置140发 出指令并且显示来自成型装置100（控制装置140）的信息的用户界面。另外， 模具驱动装置151，是使支持前述第2模具120的可动盘（无图示）在接近 或远离第1模具110的方向上发生变位的电动驱动装置。当然，模具驱动装 置151除了电动式之外，也可以采用例如液压式等。又，真空装置152是在 第1模具110与第2模具120闭合之际，从第1模具110与第2模具120之 间的成型领域吸引空气的机械装置。另外，该成型装置100上具有用于从第 1模具110取出成型产品PR的脱模销（无图示），由于与本发明无直接关系， 因此省略其说明。

（成型装置100的动作）

下面，对于这种构造的成型装置100的动作予以说明。首先，如图4所 示，作业人员准备作为产品PR原料的待成型材料WK。在本实施方式中，分 别准备2张热可塑性树脂膜（例如：聚乙烯树脂膜）与1张纤维膜（例如： 玻璃纤维膜、碳纤维膜或金属纤维膜）。接下来，作业人员启动成型装置100。 具体来讲，作业人员操作成型装置100的操作面板141，接通成型装置100 的电源。成型装置100的控制装置140，通过执行无图示的规定控制程序， 处于等待作业人员输入指令的待机状态。

接下来，作业人员分别对第1模具110及第2模具120进行预热。具体 来讲，由作业人员操作操作面板141，对控制装置140发出模具锁模及开始 通电的指令。根据该指令，控制装置140控制模具驱动装置151的动作，通 过使第2模具120变位至第1模具110一侧（图示下方），第2模具120与第 1模具110密合后，控制供电装置136的动作，开始对第1模具110及第2 模具120通电。此时，第1模具110与第2模具120通过隔热绝缘体113、124 在绝缘状态下密合，同时连接电极135的管脚插孔135a与连接电极134的贯 通孔134a嵌合，而呈处于电气连接状态。

并且，第1模具110及第2模具120，由于供电装置136的供电而开始 发热。具体来讲，供电装置136所输出的电流，通过输入输出电极132（或 者输入输出电极133），供给至第1模具110（或者第2模具120）内，同时 通过连接电极134（或者连接电极135）以及连接电极135（或者连接电极134）， 在第2模具120（或者第1模具110）内流动后，通过输入输出电极133（或 者输入输出电极132）返回供电装置136。即：连接电极134、135相当于本 发明的电气连接部，这些输入输出电极132、133、连接电极134、135以及 供电装置136相当于本发明的模具通电装置。

在这种情形下，第1模具110及第2模具120的中央部由第1空洞部件 112及第2空洞部件122形成空洞，因此，第1模具110及第2模具120所流 过的电流流至第1成型部件111及第2成型部件121。并且，这些第1成型部 件111及第2成型部件121，比第1外周部件110a及第2外周部件120a的壁 薄，即：截面面积小，因此，成为加热对象部分的体积小。另外，由于第1 模具110及第2模具120流过交流电（高频电流）之际的趋肤效应(SKIN  EFFECT)，电流集中在第1成型部件111及第2成型部件121的表面流动。 因此，第1模具110及第2模具120的第1成型部件111及第2成型部件121 可以快速且高效加热。另外，此时由于边缘效应，电流偏流至第1模具110 及第2模具120的凸部，因此，第1成型部件111及第2成型部件121的凸 部（图1中为圆点虚线所示的部分）比其它部分更热。

又，在该第1模具110及第2模具120的预备加热工序中，第1模具110 与第2模具120通过隔热绝缘体113、124，在电气绝缘状态下保持密合。但 是，该预备加热工序可以向第1模具110及第2模具120通电，因此，第1 模具110与第2模具120并不一定要密合。即：如果连接电极134与连接电 极135处于可通电的接触状态，则第1模具110与第2模具120也可以是相 互不接触的隔离状态。

接下来，作业人员对第1模具110及第2模具120进行规定时间的通电、 加热之后，进行模具的敞模，组装待成型材料WK。具体来讲，作业人员在 第1成型部件111及第2成型部件121的温度大概达到200℃之后，由操作操 作面板141，向控制装置140发出模具敞模与停止通电的指令。当然，可以 根据待成型材料WK的种类、大小以及通电电能来决定第1模具110及第2 模具120的通电时间。根据该指令，控制装置140控制模具驱动装置151的 动作，使第2模具120向离开第1模具110的方向（图示上方）变位，第2 模具120从第1模具110离开之后，控制供电装置136的动作，停止对第1 模具110及第2模具120的通电。

然后，如图4所示，作业人员在敞模的第1模具110的第1成型部件111 上，组装待成型材料WK。在本实施方式中，纤维膜的两侧面配置有热可塑 性树脂膜的待成型材料WK配置在第1模具110的第1成型部件111上。

接下来，作业人员通过操作操作面板141，对控制装置140发出模具锁 模指令，同时发出抽取模具内空气的指令。根据该指令，控制装置140与前 面所述相同，控制模具驱动装置151的动作，使第2模具120变位至第1模 具110一侧（图示下方），第2模具120与第1模具110密合。此时，第2模 具120的第2成型部件121，一边使待成型材料WK压缩变形，一边变位至 第1模具110一侧。并且此时，第1成型部件111及第2成型部件121的前 述凸部（在图1中为圆点虚线），由于前述边缘效应，会比其它部分的温度高， 因此，可以使待成型材料WK有效地变形。

其次，控制装置140，在第2模具120与第1模具110密合之后，控制 真空装置152的动作，开始吸引锁模后的第1模具110与第2模具120之间 的成型领域内的空气。此时，配置有待成型材料WK的第1模具110与第2 模具120之间的成型领域，由于第1成型部件111及第2成型部件121周围 配置的隔热绝缘体113、124而确保了气密性，因此，可以进行精度良好的抽 气。

接下来，作业人员通过操作操作面板141，向控制装置140发出待成型 材料WK的成型加工指令。根据该指令，控制装置140再次控制供电装置136 的动作，开始对第1模具110及第2模具120通电。由此，第1模具110及 第2模具120的第1成型部件111及第2成型部件121，与前面所述相同，流 过交流电，各自被加热。此时，控制装置140控制供电装置136的动作，将 第1成型部件111及第2成型部件121的温度加热至待成型材料WK的热可 塑性树脂膜融化的温度，同时在该温度状态下保持规定的时间。在本实施方 式中，控制装置140将第1成型部件111及第2成型部件121的温度大概加 热到250℃～300℃的温度，并维持在该温度下。由此，第1成型部件111与 第2成型部件121之间配置的待成型材料WK的两个热可塑性树脂膜融化， 各自浸渍于纤维膜内。

以前，FRP（纤维强化塑料）一般由热硬化性树脂与纤维膜成型。这是 由于热硬化性树脂与热可塑性树脂相比，易于确保成型加工工序的流动性。 但是，本发明中的成型装置100，可以在待成型材料WK的成型加工工序中， 对第1模具110及第2模具120通电，加热待成型材料WK，因此，易于确 保热可塑性树脂的流动性，可以简单且短时间（短周期）制造热可塑性树脂 FRP。

接下来，作业人员等待待成型材料WK的热可塑性树脂膜浸渍至纤维膜 中必要的时间之后，操作操作面板141，对控制装置140发出冷却处理的指 令。根据该指令，控制装置140控制供电装置136的动作，停止对第1模具 110及第2模具120的通电，同时由控制给水阀131的动作，打开该给水阀 131，将冷却水导入给水孔115、126内。由此，设置在给水孔115、126内的 喷水管116、127向第1成型部件111及第2成型部件121喷射冷却水，该第 1成型部件111及第2成型部件121冷却（参考图1中的虚线箭头）。

此时，喷射阀116、127各自延长至具有第1空洞部件112及第2空洞部 件122的第1成型部件111的壁面及第2成型部件121的壁面的附近，因此， 可以有效地对第1成型部件111及第2成型部件121进行冷却。即：给水孔 115、126、喷水管116、127及给水阀131相当于本发明的冷却流体供给装置。

由此，第1成型部件112与第2成型部件122之间配置的成型后的待成 型材料WK迅速被冷却固化。另外，用于冷却第1成型部件111及第2成型 部件121的冷却水，通过第1托板114上形成的排水孔117及第2模具120 上形成的排水孔123，排放到第1模具110及第2模具120的外部（参考图1 的虚线箭头）。第1成型部件112与第2成型部件122之间配置的待成型材料 WK固化后，作业人员取出固化后的待成型材料WK即产品PR。具体来讲， 作业人员操作操作面板141，对控制装置140发出终止冷却以及模具敞模的 指令。

根据该指令，控制装置140由控制给水阀131的动作，关闭该给水阀131， 停止向给水孔115、126内供给冷却水，同时，控制模具驱动装置151，使第 2模具120向离开第1模具110的方向（图示上方）变位，第2模具120离 开第1模具110。由作业人员操作操作面板141，对控制装置140发出驱动第 1模具110上设置的无图示脱模销的指令。根据该指令，控制装置140驱动 第1模具110上设置的脱模销。由此，第1成型部件111上密合的产品PR从 脱模销上被挤出，作业人员可以从第1模具110上取出该被挤出的产品PR。

接下来，作业人员继续制造产品PR，再次从第1模具110及第2模具120 的预热工序开始进行作业。一方面停止产品PR的制造时，作业人员操作操 作面板141，关闭成型装置100的电源。由此，成型装置100制造产品PR的 制造作业结束。

为了便于理解上述操作说明，上述实施方式总结为，成型装置100具有 向用于形成产品表面的第1成型部件111及第2成型部件121的第1模具110 及第2模具120通电的供电装置136。并且，利用供电装置136通电的第1 成型部件111及第2成型部件121的壁厚，比该第1成型部件111及第2成 型部件121周围的第1外周部件110a及第2外周部件120a的壁厚薄。即： 加热对象第1成型部件111及第2成型部件121的截面面积变小。因此，第1 模具110及第2模具120通过交流电流时，与第1成型部件111及第2成型 部件121形成与第1外周部件110a及第2外周部件120a壁厚相同的情况相 比，可以以较少的电能快速进行加热。另外，此时，第1成型部件111及第2 成型部件121由于不需要传统技术所需的导电层或绝缘层，因此模具的制作 或维护工作量减少。即：本发明所涉及的成型装置，可以确保模具成型部件 的耐久性并且可以以简单的构造来进行加热。

本发明在实施之际，并不仅限于上述实施方式，在不脱离本发明原理的 前提下，还可以做出若干改进与润饰，这些改进与润饰也应视本发明的保护 范围。在表示下述各个变形例的图5～图7中，与上述实施方式中成型装置 100的结构相对应的部分标以相同的符号，这些说明予以省略。

例如，在上述实施方式中，由对第1模具110及第2模具120通电，对 第1成型部件111及第2成型部件121进行加热。但是，对第1模具110及 第2模具120通电也可以对第1模具110及第2模具120其中至少一个模具 进行通电。例如，仅对第1模具110进行通电时，第2模具120可以利用与 通电发热的第1模具110的近距离接触配置或通过绝缘体的密合配置，来间 接发热。

在上述实施方式中，在利用第1模具110及第2模具120对待成型材料 WK进行成型加工之前，对第1模具110及第2模具120进行预备加热。但 是，待成型材料WK在成型加工之际，如果以加热第1模具110及第2模具 120为前提，则并不一定要对第1模具110及第2模具120进行预备加热。 即：第1模具110及第2模具120一边通电一边压缩成型加工待成型材料WK 时，可以省略第1模具110及第2模具120的预备加热。

在上述实施方式中，第1模具110及第2模具120的第1成型部件111 及第2成型部件121的各个内面形成有第1空洞部件112及第2空洞部件122。 由此，第1模具110及第2模具120在通电之际，可以防止供给的电流流至 第1模具110及第2模具120内的中央部分，对第1成型部件111及第2成 型部件121进行通电。即：在第1模具110及第2模具120内以最短流路流 过的电流可以流至第1成型部件111及第2成型部件121，对第1模具110 及/或第2模具120内进行有效的加热。另外，第1模具110及/或第2模具 120内形成的第1空洞部件112及第2空洞部件122可以减轻成型装置100 的质量。第1空洞部件112及第2空洞部件122内可以设置用于冷却第1成 型部件111及第2成型部件121的冷却流体供给装置。但是，即使在第1空 洞部件112及第2空洞部件121并不一定必要，可将其省略而形成第1模具 及第2模具的情况下，第1成型部件111及第2成型部件121也可以流过电 流。此时，第1托板114及第2托板125可以形成相当于第1空洞部件112 及第2空洞部件121的形状。

在上述实施方式中，由给水孔115、126、喷水管116、127以及给水阀 131构成的冷却流体供给装置是利用水来冷却第1成型部件111及第2成型部 件121。但是，冷却流体供给装置除了将水流直接供给至第1成型部件111 及第2成型部件121之外，还可以以喷射状或雾状来供给。也可以采用水之 外的冷却媒体，例如由油或空气等各种液体或气体构成的流动体，对第1成 型部件111及第2成型部件121进行冷却。另外，喷水管116、127也可以缩 小喷水口，以便使水流的喷射更加有力。第1成型部件111及第2成型部件 121无需迅速冷却时，可以省略冷却流体供给装置。

在上述实施方式中，第1成型部件111及第2成型部件121壁厚约为 20mm。但是，第1成型部件111及第2成型部件121的壁厚，在小于第1外 周部件110a及第2外周部件120a的壁厚的范围内，可以根据待成型材料WK 或产品PR的种类、形状、大小、加工条件来决定。并且此时，例如图5所 示，在第1空洞部件112及第2空洞部件122内，可以设置对第1成型部件 111及第2成型部件121进行加固的加固筋161。由此，在确保第1成型部件 111及第2成型部件121刚性的同时，还可以减小壁厚。在图5中，第1成型 部件111及第2成型部件121分别设置一个加固筋161，加固筋161的数目及 形状在可以支持第1成型部件111及第2成型部件121的范围内决定。

在上述实施方式中，配置了用于冷却第1模具110及第2模具120的第 1空洞部件112及第2空洞部件122内的第1成型部件111及第2成型部件 121的冷却流体供给装置。但是，也可以在第1空洞部件112及第2空洞部 件122内，作为冷却流体供给装置的替代，或者再增设用于测定第1成型部 件111及第2成型部件121温度的温度传感器。此时，温度传感器检测出的 温度可以在操作面板141显示，可以用于控制装置140所控制的第1模具110 及第2模具120的加热控制及冷却控制。由此，作业人员及控制装置140可 以掌握第1成型部件111及第2成型部件121的温度，从而可以适当地控制 第1成型部件111及第2成型部件121的温度，更加高效且高精度地对成型 物进行成型。

在上述实施方式中，第1模具110及第2模具120的第1外周部件110a 及第2外周部件120a上分别配置隔热绝缘体113、124。这些隔热绝缘体113、 124是用于对第1模具110与第2模具120之间形成的封闭成型领域进行外 部隔热、保持气密以及对第1模具110与第2模具120之间进行绝缘的部件。 隔热绝缘体113、124设置时可以至少发挥隔热、气密保持及电力绝缘当中的 一个作用。例如，在第1模具110与第2模具120之间闭合的状态下通电。 换而言之，待成型材料WK在成型加工中无需通电时，隔热绝缘体113、124 就无需具备电力绝缘功能。另外，隔热绝缘体113、124可以以树脂以外的材 料，例如陶瓷或混凝土构成。隔热绝缘基体118、128也同样如此。

在上述实施方式中，连接电极134、135的构造为，嵌合有棒状管脚插孔 135a，管脚插孔135a从连接电极135向形成在连接电极134上的贯通孔134a 突出。由此，第1模具110与第2模具120之间无需密合就可以通电。但是， 连接电极134、135如果可以使第1模具110与第2模具120之间通电，就并 不仅仅局限于上述实施方式。例如：可以由连接电极134伸缩至第2模具120 一侧的导电弓机构构成，同时，由连接电极135接触至前述导电弓机构顶部 的电极所构成。

在上述实施方式中，供电装置136向第1模具110与第2模具120供给 交流电。当然，供电装置136也可以向第1模具110与第2模具120供给直 流电。由此，第1成型部件111及第2成型部件121的壁厚比第1外周部件 110a及第2外周部件120a的壁厚薄，即：截面面积变小，因此，电阻比第1 外周部件110a及第2外周部件120a大，加热对象的体积小。所以，第1成 型部件111及第2成型部件121可以快速高效加热。供电装置136输出的电 能，可以根据待成型材料的种类、大小或成型精度来设定，并不一定要局限 于上述实施方式。

在上述实施方式中，通过1个供电装置136与连接电极134、135使第1 模具110与第2模具120流过电流。但是，也可以由1个供电装置136分别 向第1模具110及第2模具120供电。可以分别准备各自向第1模具110及 第2模具120供电的供电装置136。

在上述实施方式中，待成型材料WK使用聚乙烯树脂。当然，待成型材 料WK也可以根据产品PR的规格来选择，可以是其它热可塑性树脂。例如： 聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、氯化聚乙烯树脂、甲基丙烯酸合成树脂、丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（所谓的ABS树脂）、聚对苯二甲酸乙二(醇)酯树 脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚酰胺纤维树 脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、苯撑硫醚树脂(聚苯硫树脂)、聚砜树脂或 聚醚醚酮树脂等均可作为待成型材料WK使用。

在上述实施方式中，由热可塑性树脂膜与纤维膜构成待成型材料WK。 但是，待成型材料WK也可以根据产品PR的规格来选择。因此，待成型材 料WK可以仅由热可塑性树脂膜构成，也可以由比热可塑性树脂膜厚的厚型 热可塑性树脂板构成。另外，待成型材料WK也可以是热可塑性树脂加热后 的流体。即：本发明中的成型装置100可以作为注射成型机。

具体来讲，例如，如图6所示，作为注射成型机的成型装置100，在第1 模具110的中央部具有构成待成型材料WK流路的流道162。由这样的注射 成型机构成的成型装置100，在待成型材料WK注入之前，对第1模具110 及第2模具120进行预热，可以有效防止注射成型时成型不良即所谓的熔接 不良或收缩不良，同时，产品PR可以更加薄。另外，可以对聚醚醚酮树脂 这样的高熔点材料进行精度良好的注射成型加工。作为图6所示的注射成型 机的成型装置100，第1模具110安装于无图示可动盘上，构成可动模；第2 模具120安装于无图示的固定盘上，构成固定模。对于这样固定的第2模具 120，第1模具110可以在近接或远离的方向上变位。

由这样的注射成型机构成的成型装置100，待成型材料WK除了热可塑 性树脂之外，还可以使用热硬化性树脂，例如：酚醛树脂、三聚氰胺树脂、 尿素树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂或不饱和聚酯树脂。另外，还可以在这些 热可塑性树脂或热硬化性树脂中混入碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、金属粉 末或各种矿物粉末，进行注射成型。

在由喷射成型机构成的成型装置100中，可以通过以下工序例如1～6对 产品PR进行成型加工。即：

工序1：第1模具110与第2模具120密合的锁模工序

工序2：第1模具110与第2模具120通电加热的预备加热工序

工序3：融化树脂通过浇口162注入模具内的注入工序（此时，通电不 通电均可）

工序4：向第1模具110与第2模具120供给冷却水进行冷却的冷却工 序

工序5：使第1模具110与第2模具120分离的敞模工序

工序6：驱动脱模销，将产品PR从第1模具110中取出的取出工序

作为待成型材料WK，除了树脂以外的材料，还可以使用例如各种钢材、 钛材、铝材或镁材等各种金属材料。即：本发明中的成型装置100，可以作 为金属材料的注射成型机或压力机。此时，在金属材料的冲压加工过程中， 由于传统方法待成型材料WK容易塑形变形，因此待成型材料在配置到压力 机上之前，一般预先进行加热处理。但是，本发明中的成型装置100作为压 力机使用时，可以对配置在第1模具110及第2模具120上的待成型材料WK 进行加热，因此无需在待成型材料WK配置于压力机之前预先加热，减少了 加工工序的作业程序。同时，可以高精度、有效地对难以塑形变形的钢材， 具体来讲就是高抗张力钢，进行冲压成型加工。

钛材、铝材或镁材等比较容易塑形变形的材料，在进行冲压加工时，例 如，如图7所示，第1模具110与第2模具120之间，设置用于在成型加工 时按压待成型材料WK进行固定的压料面163。压料面163是钢板部件，贯 通第1模具110，并且可以在成型装置100的无图示支持部，在图示上下方 向自由滑动。该压料面163根据第2模具120相对于第1模具110的变位， 受到第2模具120外周部件120a的按压，固定第1模具110上的待成型材料 WK。由此，钛材、铝材或镁材等比较容易塑形变形的材料就不会产生褶皱， 可以使之进行塑形变位。

在由压力机构成的成型装置100中，可以通过以下工序例如1～6对产品 PR进行成型加工。即：

工序1：对第1模具110及第2模具120通电加热的预备加热工序

工序2：在第1模具110与第2模具120分离的敞模状态下，组装待成 型材料WK的材料配置工序

工序3：在第1模具110与第2模具120密合的闭模状态下进行加压的 加压工序（非通电）

工序4：向第1模具110与第2模具120供给冷却水进行冷却的冷却工 序

工序5：使第1模具110与第2模具120分离的敞模工序

工序6：驱动脱模销，将产品PR从第1模具110中取出的取出工序

附图标记说明

PR 产品

WK 待成型材料

100 成型装置

110 第1模具

110a 第1外周部件

111 第1成型部件

112 第1空洞部件

113 隔热绝缘体

113a 基本部件

113b 密封部件部

114 托板

115 给水孔

116 喷水管

117 排水孔

118 隔热绝缘基体

119 安装板

120 第2模具

120a 第2外周部件

121 第2成型部件

122 第2空洞部件

123 排水孔

124 隔热绝缘体

124a 基本部件

124b 密封部件部

125 托板

126 给水孔

127 喷水管

128 隔热绝缘基体

129 安装板

131 供水阀

132、133 输入输出电极

134、135 连接电极

134a 贯通孔

135a 管脚插孔

136 供电装置

140 控制装置

141 操作面板

151 模具驱动装置

152 真空装置

161 加固筋

162 浇口

163 压料面