2022 Fiscal Year Annual Research Report
Experometal Analysis of Heat and Cool Hybrid Injection Molding Phenomena in Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Sheet
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20K04212
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
村田 泰彦 日本工業大学, 基幹工学部, 教授 (00200303)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プラスチック / 射出成形 / 金型 / 加熱・冷却ハイブリッド成形 / 赤外線ヒータ / 輻射加熱 / 炭素繊維強化熱可塑性シート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素繊維強化熱可塑性樹脂CFRTPシートを加熱圧縮成形した後、圧縮成形品上に立体形状を射出成形により付加し、高い比強度と良好な外観品質を有した複雑立体形状プラスチック成形品を成形する加熱・冷却ハイブリッド射出成形法が提案されている。しかし、本成形法では、シートへの金型キャビティ面形状の転写などの成形加工現象の系統的な解明が遅れており、成形品の外観に不良が発生した際に、抜本的な対策がはかれないことが問題となっている。そこで、本研究では、赤外線ヒータを用いたシートとキャビティ面の同時輻射加熱により、簡易的に上記成形法が実施できる新規金型を設計・製作し、本金型により、上記成形加工現象を系統的に解明することを目的としている。令和2年度は、シートと立体キャビティプレートとを同時に加熱することができる金型を設計・製作し、本金型と遠赤外線ヒータを用いて、ハイブリッド成形品が成形できることを確認した。また、上記プレートの加熱温度や圧縮成形完了から射出までの経過時間の違いによって、シート表面に欠陥が生じることを明らかにした。さらに、シートに素線熱電対を貼付して温度変化を計測することにより、上記欠陥の発生原因を明らかにした。令和3年度は、シート枚数と圧縮率を変化させながら成形を行い、シート枚数と圧縮率の増加に伴い、表面欠陥が概ね抑止されることを明らかにした。令和4年度は、本金型の適用範囲の拡大を目指して、エンジニアリングプラスチックであるポリカーボネートを母材とするCFRTPシートに適用するために、近赤外線ヒータを新たに導入し、圧縮成形完了から射出までの経過時間が成形品外観に影響を及ぼすことを明らかにした。以上のように、3年の研究期間において、加熱・冷却ハイブリッド射出成形現象を簡易的に実験解析できる方法を確立し、上記成形法において発現する様々な表面欠陥の発生原因を明らかにすることができた。
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Research Products
(2 results)
