JPH0236366B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0236366B2 JPH0236366B2 JP60146452A JP14645285A JPH0236366B2 JP H0236366 B2 JPH0236366 B2 JP H0236366B2 JP 60146452 A JP60146452 A JP 60146452A JP 14645285 A JP14645285 A JP 14645285A JP H0236366 B2 JPH0236366 B2 JP H0236366B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- epoxy resin
- thermally conductive
- box
- chunk
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
- B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
- B29C33/3878—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts used as masters for making successive impressions
- B29C33/3885—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts used as masters for making successive impressions the mould parts being co-operating impressions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/20—Making tools by operations not covered by a single other subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/40—Plastics, e.g. foam or rubber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C39/40—Compensating volume change, e.g. retraction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/58—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/16—Fillers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2863/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof as mould material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は充分に頑丈で薄板鋼をプレス加工でき
る大型の実寸鋳造エポキシ樹脂工具を製造する新
規な方法に関する。
る大型の実寸鋳造エポキシ樹脂工具を製造する新
規な方法に関する。
薄板金をプレス加工したり合成プラスチツク材
料を成形したりする工具を作る鋳造重合材料工具
は周知である。しかしながら、ナイロン、ポリエ
ステル、エポキシ樹脂、ポリウレタンのような鋳
造重合材料は硬化するときに収縮したり、形状を
変えたりする。したがつて、大型の工具を実寸に
鋳造するということは簡単ではなかつた。この問
題は、工具の特定の部位において、特に工具の長
さ方向に沿つて横断面が変化する部位において重
合体収縮が予測できないという事実によつてさら
に複雑になる。さらに、エポキシ樹脂のような熱
硬化性樹脂の硬化発熱量が不均一であるため、大
型工具をゆがませたり、強度を低下させたりする
可能性がある。従来は、非常に大きな鋳造工具ボ
デーにおける不均一な発熱を防いだり、補正した
りする有効な方法は知られていない。
料を成形したりする工具を作る鋳造重合材料工具
は周知である。しかしながら、ナイロン、ポリエ
ステル、エポキシ樹脂、ポリウレタンのような鋳
造重合材料は硬化するときに収縮したり、形状を
変えたりする。したがつて、大型の工具を実寸に
鋳造するということは簡単ではなかつた。この問
題は、工具の特定の部位において、特に工具の長
さ方向に沿つて横断面が変化する部位において重
合体収縮が予測できないという事実によつてさら
に複雑になる。さらに、エポキシ樹脂のような熱
硬化性樹脂の硬化発熱量が不均一であるため、大
型工具をゆがませたり、強度を低下させたりする
可能性がある。従来は、非常に大きな鋳造工具ボ
デーにおける不均一な発熱を防いだり、補正した
りする有効な方法は知られていない。
非常に小さな工具では重合体収縮を補正するの
は比較的容易であるが、自動車の車体パネルを鋼
板からプレス加工するためのポンチ・ダイセツト
のような大型の工具を作りたい場合には非常に厳
しい問題がある。たとえば、ビスフエノールＡの
脂肪族アミン硬化ジグリシジルエーテルをベース
とするエポキシ樹脂は、種々の充填剤を充填して
いない場合には約0.9％の収縮を示し、20重量パ
ーセントの種々の充填剤を充填した場合には約
0.4％から0.8％の収縮を示す。1982年にVan
Nostrand Reinhold Companyの発刊した、
Schwartz.Goodman共著の「プラスチツク材料
およびプロセス」（Plastics Materials and
Processes）を参照されたい。このようなエポキ
シ樹脂から成形した２メートル長の工具では、８
から18mmのもの大きさの収縮が生じると予想され
る。したがつて、大型の成形品を原型からそのま
ま実寸法に鋳造することはできなかつた。
は比較的容易であるが、自動車の車体パネルを鋼
板からプレス加工するためのポンチ・ダイセツト
のような大型の工具を作りたい場合には非常に厳
しい問題がある。たとえば、ビスフエノールＡの
脂肪族アミン硬化ジグリシジルエーテルをベース
とするエポキシ樹脂は、種々の充填剤を充填して
いない場合には約0.9％の収縮を示し、20重量パ
ーセントの種々の充填剤を充填した場合には約
0.4％から0.8％の収縮を示す。1982年にVan
Nostrand Reinhold Companyの発刊した、
Schwartz.Goodman共著の「プラスチツク材料
およびプロセス」（Plastics Materials and
Processes）を参照されたい。このようなエポキ
シ樹脂から成形した２メートル長の工具では、８
から18mmのもの大きさの収縮が生じると予想され
る。したがつて、大型の成形品を原型からそのま
ま実寸法に鋳造することはできなかつた。
大型鋳造工具の収縮問題は数多くの方法で処理
されてきた。たとえば、米国特許第2836530号
（Rees）が工具を鋳造するための鋳造の面を容易
に取除くことのできる材料で作つた薄いスペーサ
層で被覆する工具製作方法を開示している。硬化
性樹脂をこの鋳型に注入し、固化させる。固化中
に、成形体は収縮する。この収縮を補正すべく、
鋳型から硬化成形体を抜出し、成形面からスペー
サ層を取外す。次に、この成形体を鋳型に再び入
れ、成形体と鋳型の間に取外したスペーサ層の厚
さを有する表面材料層を加える。この表面層が硬
化したとき、先に鋳造した大型成形体の収縮が補
正される。
されてきた。たとえば、米国特許第2836530号
（Rees）が工具を鋳造するための鋳造の面を容易
に取除くことのできる材料で作つた薄いスペーサ
層で被覆する工具製作方法を開示している。硬化
性樹脂をこの鋳型に注入し、固化させる。固化中
に、成形体は収縮する。この収縮を補正すべく、
鋳型から硬化成形体を抜出し、成形面からスペー
サ層を取外す。次に、この成形体を鋳型に再び入
れ、成形体と鋳型の間に取外したスペーサ層の厚
さを有する表面材料層を加える。この表面層が硬
化したとき、先に鋳造した大型成形体の収縮が補
正される。
この方法では多くの問題が生じる。工具が既に
硬化した後に初めて工具の表面が工具の本体に接
合されるため、剥離のおそれが常にある。さら
に、この２段階式成形方法は煩雑であり、時間が
かかる。
硬化した後に初めて工具の表面が工具の本体に接
合されるため、剥離のおそれが常にある。さら
に、この２段階式成形方法は煩雑であり、時間が
かかる。
米国特許第3239590号（Trimble）では、別の
やり方で収縮問題を扱つている。工具鋳型の表面
を覆つて耐摩耗性のあるプラスチツク材料の薄い
層を当てがい、硬化させる。次に、熱硬化性プラ
スチツク材料の補強層と補強バインダを表面層の
背後に入れる。最後に、薄い離型フイルムを硬化
した層を覆つて当てがい、このフイルムを覆うよ
うに熱硬化性プラスチツク樹脂を注入して工具鋳
型を満たす。この樹脂は硬化時に収縮する。
やり方で収縮問題を扱つている。工具鋳型の表面
を覆つて耐摩耗性のあるプラスチツク材料の薄い
層を当てがい、硬化させる。次に、熱硬化性プラ
スチツク材料の補強層と補強バインダを表面層の
背後に入れる。最後に、薄い離型フイルムを硬化
した層を覆つて当てがい、このフイルムを覆うよ
うに熱硬化性プラスチツク樹脂を注入して工具鋳
型を満たす。この樹脂は硬化時に収縮する。
注入した樹脂が硬化した後、それを離型フイル
ムと一縮に鋳型から取出す。このフイルムを剥ぎ
取つてから収縮した鋳造バツキングを未硬化の熱
硬化性樹脂の層を覆うように鋳型内に再び置く。
この樹脂がバツキングの収縮を補正し、表面層と
バツキングを相互に接合する。
ムと一縮に鋳型から取出す。このフイルムを剥ぎ
取つてから収縮した鋳造バツキングを未硬化の熱
硬化性樹脂の層を覆うように鋳型内に再び置く。
この樹脂がバツキングの収縮を補正し、表面層と
バツキングを相互に接合する。
この方法には明らかに欠点があり、時間がかか
るのである。バツキングと表面層の間の接合が工
具の弱点部となり、金属プレス加工時の高い衝撃
力を受けたときに破壊することがあるという別の
問題もある。
るのである。バツキングと表面層の間の接合が工
具の弱点部となり、金属プレス加工時の高い衝撃
力を受けたときに破壊することがあるという別の
問題もある。
米国特許第4423094号（Dearlove等）には、金
属プレス加工用ダイを作るときに使用する強靭で
耐久性のあるエポキシ・ノボラツク樹脂材料が示
されている。この材料は工具として良好な特性を
持つているが、２段階の硬化が必要である。ま
ず、室温で硬化させ、次に、約150℃で高い温度
で硬化させなければならない。高温硬化を必要と
しないでダイを作ることが好ましいであろう。ま
た、エポキシ・ノボラツク樹脂よりも安い樹脂で
工具を成形するのも好ましいであろう。
属プレス加工用ダイを作るときに使用する強靭で
耐久性のあるエポキシ・ノボラツク樹脂材料が示
されている。この材料は工具として良好な特性を
持つているが、２段階の硬化が必要である。ま
ず、室温で硬化させ、次に、約150℃で高い温度
で硬化させなければならない。高温硬化を必要と
しないでダイを作ることが好ましいであろう。ま
た、エポキシ・ノボラツク樹脂よりも安い樹脂で
工具を成形するのも好ましいであろう。
したがつて、金属プレスや重合体成形のための
大型実寸鋳造エポキシ樹脂工具を作る新規な方法
が開発された。一層詳しく言えば、プレス加工あ
るいは成形しようとしている物品の実寸モデルか
ら直接工具を作る方法が発明されたのである。
大型実寸鋳造エポキシ樹脂工具を作る新規な方法
が開発された。一層詳しく言えば、プレス加工あ
るいは成形しようとしている物品の実寸モデルか
ら直接工具を作る方法が発明されたのである。
本発明による大型実寸鋳造エポキシ樹脂工具を
作る方法は、工具によつて形成しようとしている
物品の原型を用意する段階と、この原型を原型ボ
ツクス内に入れて方向決めし、工具の表面を定め
る原型およびボツクスの面に離型コーテイングを
当てがう段階と、前記表面を強靭で硬化性工具表
面塗料の薄い層で被覆する段階と、前記表面塗料
が完全に硬化する前に少なくとも50容量パーセン
トの熱伝導性粒状充填剤を含む液体エポキシ樹脂
で前記原型ボツクスを部分的に満たす段階と、工
具容量の少なくとも30パーセントの熱伝導性物質
のチヤンクを前記液エポキシ樹脂に添加する段階
と、前記ボツクスを付加的な液体エポキシ樹脂で
満たして前記チヤンクを覆う段階と、工具の内部
温度が決して約70℃を超えないように前記エポキ
シ樹脂と前記表面塗料を完全に硬化させる段階と
を包含し、熱伝導性充填剤と熱伝導性チヤンクの
存在がエポキシ樹脂の発熱によつて発生する熱を
中和するように作用し、原型に対する工具の無制
御硬化、収縮、形状変化を防止するようになつて
いる。
作る方法は、工具によつて形成しようとしている
物品の原型を用意する段階と、この原型を原型ボ
ツクス内に入れて方向決めし、工具の表面を定め
る原型およびボツクスの面に離型コーテイングを
当てがう段階と、前記表面を強靭で硬化性工具表
面塗料の薄い層で被覆する段階と、前記表面塗料
が完全に硬化する前に少なくとも50容量パーセン
トの熱伝導性粒状充填剤を含む液体エポキシ樹脂
で前記原型ボツクスを部分的に満たす段階と、工
具容量の少なくとも30パーセントの熱伝導性物質
のチヤンクを前記液エポキシ樹脂に添加する段階
と、前記ボツクスを付加的な液体エポキシ樹脂で
満たして前記チヤンクを覆う段階と、工具の内部
温度が決して約70℃を超えないように前記エポキ
シ樹脂と前記表面塗料を完全に硬化させる段階と
を包含し、熱伝導性充填剤と熱伝導性チヤンクの
存在がエポキシ樹脂の発熱によつて発生する熱を
中和するように作用し、原型に対する工具の無制
御硬化、収縮、形状変化を防止するようになつて
いる。
本発明の好ましい実施例によれば、薄板金をプ
レス加工するに適した大型実寸鋳造工具は次の通
りに作られ得る。この実寸鋳造工具によつて形成
しようとしているモデルまたは実際の物品を用意
する。モデル表面に離型剤を塗布し、粘土（クレ
ー）その他の適当な材料でダムを作つて工具の縁
を構成する。硬化性材料の層（フアブリツクまた
はフアイバーの層で補強してあると好ましい）を
モデル表面に当てがつてプレス工具表面の反転像
すなわち原型を作る。この層を工具エポキシ樹脂
の重量を支えるに充分なシンタクチツクフオー
ム、プラスターその他の充填剤の層で裏打ちす
る。
レス加工するに適した大型実寸鋳造工具は次の通
りに作られ得る。この実寸鋳造工具によつて形成
しようとしているモデルまたは実際の物品を用意
する。モデル表面に離型剤を塗布し、粘土（クレ
ー）その他の適当な材料でダムを作つて工具の縁
を構成する。硬化性材料の層（フアブリツクまた
はフアイバーの層で補強してあると好ましい）を
モデル表面に当てがつてプレス工具表面の反転像
すなわち原型を作る。この層を工具エポキシ樹脂
の重量を支えるに充分なシンタクチツクフオー
ム、プラスターその他の充填剤の層で裏打ちす
る。
この原型を治具で囲み、そのまわりに原型ボツ
クスを作る。ボツクス内で原型の向きを決めてか
ら支持して鋳造面をプレス位置に定める。離型コ
ートを原型およびボツクス内面に塗布する。次
に、硬化性の耐摩耗性表面層で離型コートを覆
う。この表面コーテイングが完全に硬化する前
に、少なくとも50容量パーセントの金属小粒子を
充填した液体エポキシ樹脂をボツクス内に注入す
る。エポキシ樹脂がまだ液体のうちに、少なくと
も30容量パーセントの同じ充填エポキシ樹脂組成
物、岩石、金属その他の適当な補強材料を鋳型ボ
ツクスに加える。必要ならば、チヤンクの上に金
網を置いて浮き上がりを防いでもよい。次に、ボ
ツクスに追加の液体エポキシ樹脂を充填して工具
のベースを形成する。硬化温度を監視するための
熱電対や、完成工具をプレスに取付けるためのア
ンカーを液体樹脂内に埋めこんでもよい。液体エ
ポキシ樹脂は、鋳造エポキシ樹脂の内部温度が約
70℃を決して越えないようにしながらボツクス内
で室温で硬化させる。一般に、工具の寸法によつ
て異なるが、約48時間から１週間で完全な硬化が
行なわれる。工具ボデーの中央が最初に硬化した
かのように観察された。これが工具表面付近のま
だ液体のエポキシ樹脂を再流動させ、中心から外
側に向つてボデーが硬化するときに生じる可能性
のあるいかなる収縮をも補正すると考えられる。
クスを作る。ボツクス内で原型の向きを決めてか
ら支持して鋳造面をプレス位置に定める。離型コ
ートを原型およびボツクス内面に塗布する。次
に、硬化性の耐摩耗性表面層で離型コートを覆
う。この表面コーテイングが完全に硬化する前
に、少なくとも50容量パーセントの金属小粒子を
充填した液体エポキシ樹脂をボツクス内に注入す
る。エポキシ樹脂がまだ液体のうちに、少なくと
も30容量パーセントの同じ充填エポキシ樹脂組成
物、岩石、金属その他の適当な補強材料を鋳型ボ
ツクスに加える。必要ならば、チヤンクの上に金
網を置いて浮き上がりを防いでもよい。次に、ボ
ツクスに追加の液体エポキシ樹脂を充填して工具
のベースを形成する。硬化温度を監視するための
熱電対や、完成工具をプレスに取付けるためのア
ンカーを液体樹脂内に埋めこんでもよい。液体エ
ポキシ樹脂は、鋳造エポキシ樹脂の内部温度が約
70℃を決して越えないようにしながらボツクス内
で室温で硬化させる。一般に、工具の寸法によつ
て異なるが、約48時間から１週間で完全な硬化が
行なわれる。工具ボデーの中央が最初に硬化した
かのように観察された。これが工具表面付近のま
だ液体のエポキシ樹脂を再流動させ、中心から外
側に向つてボデーが硬化するときに生じる可能性
のあるいかなる収縮をも補正すると考えられる。
こうして形成した工具は普通の金属プレスで使
用して、弾性ブロツクまたは対応するダイと一緒
に用いて普通の冷間圧延0.9mm厚鋼板をプレス加
工することができる。相手のダイは、後述するよ
うにモデルと同じエポキシ樹脂工具を用いて形成
することができる。長さ約20メートル、重さ4000
キログラム以上の工具を作つてみたところ、原型
に比べてなんら測定できるほどの収縮あるいはゆ
がみを見出せなかつた。
用して、弾性ブロツクまたは対応するダイと一緒
に用いて普通の冷間圧延0.9mm厚鋼板をプレス加
工することができる。相手のダイは、後述するよ
うにモデルと同じエポキシ樹脂工具を用いて形成
することができる。長さ約20メートル、重さ4000
キログラム以上の工具を作つてみたところ、原型
に比べてなんら測定できるほどの収縮あるいはゆ
がみを見出せなかつた。
今まで金属プレス加工用の工具を説明してきた
が、本発明の方法は熱可塑性あるいは熱硬化性の
重合体を成形するための工具の製作にも同等に応
用できる。プラスチツクを成形するための雌工具
も一般的に成形しようとしている物品のモデルか
ら直接形成できる。
が、本発明の方法は熱可塑性あるいは熱硬化性の
重合体を成形するための工具の製作にも同等に応
用できる。プラスチツクを成形するための雌工具
も一般的に成形しようとしている物品のモデルか
ら直接形成できる。
以下、本発明およびそれを実施する方法につい
て添付図面を参照しながら特別に説明する。
て添付図面を参照しながら特別に説明する。
本発明の好ましい実施例によれば、自動車ド
ア・パネルをプレス加工するための１組のエポキ
シ樹脂工具を次のようにして作つた。
ア・パネルをプレス加工するための１組のエポキ
シ樹脂工具を次のようにして作つた。
第１図はプロトタイプ自動車のクレーモデル２
を示す。自動車業界では実寸にクレーモデルを用
いてプロトタイプ自動車パネルを作るのに用いる
ハンマ形ダイの原型を作つている。クレーモデル
２のドア・パネル３が原型として用いられる。第
２図を参照して、クレー・ドア・パネル３の表面
４の寸法は、完成部分を作るのに用いる薄板金の
厚さの分だけ小さい完成部分の寸法に等しい。ク
レー・ダム６をクレーモデル２に加えてドア縁７
を構成する。第３図はエポキシ樹脂工具を鋳造す
るための原型を形成した後のダム付きドア・パネ
ルを示している。この原型はクレー・モデル表面
に離型剤の非常に薄い層８を塗布することによつ
て作られる。適当な離型剤としてはポリビニルア
ルコールがあり、これはクレーをシールして原型
の表面を形成するのに使用した樹脂と混ざり合う
のを防ぐのにも役立つ。離型剤８が乾いた後、エ
ポキシ樹脂１０を含浸させたガラス繊維布を離型
剤の上に置く。エポキシ樹脂をローラまたはブラ
シで丁寧に加工してクレーモデル面に完全に一致
させる。この層が硬化した後、シンタクチツク・
ポリウレタン・フオーム１２をこの層の背後に鋳
込んで支えを持つたエポキシ樹脂・ガラス繊維層
とする。
を示す。自動車業界では実寸にクレーモデルを用
いてプロトタイプ自動車パネルを作るのに用いる
ハンマ形ダイの原型を作つている。クレーモデル
２のドア・パネル３が原型として用いられる。第
２図を参照して、クレー・ドア・パネル３の表面
４の寸法は、完成部分を作るのに用いる薄板金の
厚さの分だけ小さい完成部分の寸法に等しい。ク
レー・ダム６をクレーモデル２に加えてドア縁７
を構成する。第３図はエポキシ樹脂工具を鋳造す
るための原型を形成した後のダム付きドア・パネ
ルを示している。この原型はクレー・モデル表面
に離型剤の非常に薄い層８を塗布することによつ
て作られる。適当な離型剤としてはポリビニルア
ルコールがあり、これはクレーをシールして原型
の表面を形成するのに使用した樹脂と混ざり合う
のを防ぐのにも役立つ。離型剤８が乾いた後、エ
ポキシ樹脂１０を含浸させたガラス繊維布を離型
剤の上に置く。エポキシ樹脂をローラまたはブラ
シで丁寧に加工してクレーモデル面に完全に一致
させる。この層が硬化した後、シンタクチツク・
ポリウレタン・フオーム１２をこの層の背後に鋳
込んで支えを持つたエポキシ樹脂・ガラス繊維層
とする。
第４図を参照して、ここには第３図の原型が木
製原型ボツクス１４内で硬化した状態で示してあ
る。原型は砂１６または他の保持媒質内で硬化
し、その頂面はプレス加工しようとしている金属
部品のためのフランジ１７を構成している。フラ
ンジ面は滑らかな重合コーテイング１８を備えて
おり、エポキシ樹脂を鋳造するための良好な表面
を形成している。
製原型ボツクス１４内で硬化した状態で示してあ
る。原型は砂１６または他の保持媒質内で硬化
し、その頂面はプレス加工しようとしている金属
部品のためのフランジ１７を構成している。フラ
ンジ面は滑らかな重合コーテイング１８を備えて
おり、エポキシ樹脂を鋳造するための良好な表面
を形成している。
第４図に示すボツクス１４は木で作つてある
が、原型や鋳造工具を保持することのできる別の
ボツクス材料も等しく使用できる。離型剤の非常
に薄い層（図示せず）を原型の表面、フランジ表
面およびボツクス表面（これらの表面に対して工
具が鋳込まれることになる）に塗布する。この用
途にはポリビニルアルコールも適している。
が、原型や鋳造工具を保持することのできる別の
ボツクス材料も等しく使用できる。離型剤の非常
に薄い層（図示せず）を原型の表面、フランジ表
面およびボツクス表面（これらの表面に対して工
具が鋳込まれることになる）に塗布する。この用
途にはポリビニルアルコールも適している。
非常に大型の工具を作る場合、工具をプレスに
取付けるための手段を鋳込むのが一層好ましい。
第４図は両端にねじ付き内径部２１を備えたいく
つかの鋼パイプ２０の一本が示してあり、これら
のパイプを後に工具をプレスに取付けるのに使用
する。パイプ２０はボツクス１４を貫いて挿入さ
れ、ボルト２２で蓋をしてエポキシ樹脂の漏洩を
防止する。
取付けるための手段を鋳込むのが一層好ましい。
第４図は両端にねじ付き内径部２１を備えたいく
つかの鋼パイプ２０の一本が示してあり、これら
のパイプを後に工具をプレスに取付けるのに使用
する。パイプ２０はボツクス１４を貫いて挿入さ
れ、ボルト２２で蓋をしてエポキシ樹脂の漏洩を
防止する。
工具が異なれば、摩耗や性能を最適化すべき表
面特性も異なる。シリコンカーバイド粉末その他
の耐摩耗性充填剤を充填した室温硬化性エポキシ
樹脂が薄板金プレス加工用の工具としては適当で
ある。プレス工具にとつて好ましい別の表面材料
としてはUC−25、すなわち、KONAP
Chemical Co.の製造した室温硬化性二液系ポリ
ウレタンがある。このポリウレタンは薄板金をプ
レス加工するのに良く適しているように思える。
原型、フランジおよびボツクス表面に表面層２６
を塗布する。この層は薄く、一般に15mm厚を超え
ないから、収縮なしに原型を合致する。
面特性も異なる。シリコンカーバイド粉末その他
の耐摩耗性充填剤を充填した室温硬化性エポキシ
樹脂が薄板金プレス加工用の工具としては適当で
ある。プレス工具にとつて好ましい別の表面材料
としてはUC−25、すなわち、KONAP
Chemical Co.の製造した室温硬化性二液系ポリ
ウレタンがある。このポリウレタンは薄板金をプ
レス加工するのに良く適しているように思える。
原型、フランジおよびボツクス表面に表面層２６
を塗布する。この層は薄く、一般に15mm厚を超え
ないから、収縮なしに原型を合致する。
表面層２６とパツキング・エポキシ樹脂３２と
を良好に接合させるには、表面層２６が完全に硬
化する前に工具ボデーを鋳造する方が好ましい。
したがつて、表面層２６を塗布した後、原型ボツ
クス１４の約３分の１まで適当なエポキシ樹脂３
２、たとえば、Magnolia Plastics Inc.の製品番
号6010、6012、6013、6015、6025Magno−
Ceram.Sumer−Ceramを充填する。この時点で、
鉄筋コンクリートに使用するタイプの鋼ロツド２
４を原型ボツクス内に設置する。これらのロツド
は非常に大型の工具を補強するのを助けるが、も
つと小さい工具では不要である。次に、ボツクス
の頂付近まで熱伝導性があり、強度の大きい充填
剤のチヤンク２８を充填する。原型ボツクス内に
既に存在する液体エポキシ樹脂はチヤンクが原型
または工具面に損傷を与えるのを防ぐ。
を良好に接合させるには、表面層２６が完全に硬
化する前に工具ボデーを鋳造する方が好ましい。
したがつて、表面層２６を塗布した後、原型ボツ
クス１４の約３分の１まで適当なエポキシ樹脂３
２、たとえば、Magnolia Plastics Inc.の製品番
号6010、6012、6013、6015、6025Magno−
Ceram.Sumer−Ceramを充填する。この時点で、
鉄筋コンクリートに使用するタイプの鋼ロツド２
４を原型ボツクス内に設置する。これらのロツド
は非常に大型の工具を補強するのを助けるが、も
つと小さい工具では不要である。次に、ボツクス
の頂付近まで熱伝導性があり、強度の大きい充填
剤のチヤンク２８を充填する。原型ボツクス内に
既に存在する液体エポキシ樹脂はチヤンクが原型
または工具面に損傷を与えるのを防ぐ。
ここで、充填剤チヤンクが工具全体の少なくと
も30容量パーセント、好ましくは約70容量パーセ
ントであると、エポキシ樹脂が硬化するときの収
縮を防ぎ、かつ、工具の圧縮強さを高めることが
わかつた。また、充填剤がエポキシ樹脂発熱で発
生した熱を速やかに伝達することも必要である。
充填剤チヤンクによる熱の放散により、工具ボデ
ーにホツトスポツトが生じて収縮やゆがみを生じ
させる可能性がなくなる。
も30容量パーセント、好ましくは約70容量パーセ
ントであると、エポキシ樹脂が硬化するときの収
縮を防ぎ、かつ、工具の圧縮強さを高めることが
わかつた。また、充填剤がエポキシ樹脂発熱で発
生した熱を速やかに伝達することも必要である。
充填剤チヤンクによる熱の放散により、工具ボデ
ーにホツトスポツトが生じて収縮やゆがみを生じ
させる可能性がなくなる。
非常に適したチヤンク充填剤の１つは、本発明
に従つて作つた古いエポキシ樹脂工具の大きな破
片である。別の適当な材料としては、直径数イン
チまでの自然石がある。岩石は圧縮強さが大き
く、エポキシ樹脂硬化を和らげるに充分な熱伝導
性を持つ。コンクリート・チヤンクは薄板金プレ
ス工具を作るには圧縮強度が不適であるが、圧縮
強度がもつと低い用途、たとえば、プラスチツク
材料の成形に使用する鋳型には適している。スク
ラツプ鉄、鋼、アルミニウム、銅またはセラミツ
クの大きな破片も適当である。
に従つて作つた古いエポキシ樹脂工具の大きな破
片である。別の適当な材料としては、直径数イン
チまでの自然石がある。岩石は圧縮強さが大き
く、エポキシ樹脂硬化を和らげるに充分な熱伝導
性を持つ。コンクリート・チヤンクは薄板金プレ
ス工具を作るには圧縮強度が不適であるが、圧縮
強度がもつと低い用途、たとえば、プラスチツク
材料の成形に使用する鋳型には適している。スク
ラツプ鉄、鋼、アルミニウム、銅またはセラミツ
クの大きな破片も適当である。
充填剤チヤンクは鋳造したエポキシ樹脂よりも
比重が低いならば、スクリーン３０をチヤンク２
８の上に置いてその浮き上がりを防いでもよい。
すべてのチヤンクを加えた後、原型ボツクスに所
望レベルまで追加のエポキシ樹脂３２を充填す
る。
比重が低いならば、スクリーン３０をチヤンク２
８の上に置いてその浮き上がりを防いでもよい。
すべてのチヤンクを加えた後、原型ボツクスに所
望レベルまで追加のエポキシ樹脂３２を充填す
る。
工具を鋳造するのに使用するエポキシ樹脂のタ
イプは絶対的な条件ではなく、室温（約23℃）で
硬化させたときに約70℃以上、好ましくは約65℃
より低い温度に達しないものであればよい。硬化
中でも工具としての使用中でも、エポキシ樹脂の
ガラス転移温度Tgを超えた温度にさらしてはな
らない。ガラス転移温度では、エポキシ樹脂の性
質が、非常に固くてもろい性質から比較的軟かく
て可撓性のもつと大きい性質に変わる。ガラス転
移温度を超えると、工具に生じた応力が永久変形
を生じさせる可能性がある。硬化中に遭遇するガ
ラス転移温度を超える発熱は形状変化も生じさ
せ、この形状変化は工具を完全に硬化させたとき
永久的となる。
イプは絶対的な条件ではなく、室温（約23℃）で
硬化させたときに約70℃以上、好ましくは約65℃
より低い温度に達しないものであればよい。硬化
中でも工具としての使用中でも、エポキシ樹脂の
ガラス転移温度Tgを超えた温度にさらしてはな
らない。ガラス転移温度では、エポキシ樹脂の性
質が、非常に固くてもろい性質から比較的軟かく
て可撓性のもつと大きい性質に変わる。ガラス転
移温度を超えると、工具に生じた応力が永久変形
を生じさせる可能性がある。硬化中に遭遇するガ
ラス転移温度を超える発熱は形状変化も生じさ
せ、この形状変化は工具を完全に硬化させたとき
永久的となる。
上述のように、熱伝導性材料の大きなチヤンク
の添加は、エポキシ樹脂硬化発熱によつて生じた
熱を放散させるのに非常に役立つ。また、できる
かぎり大量の充填剤チヤンクを使用することによ
つて工具を鋳造したときに存在する熱発生エポキ
シ樹脂の嵩を減らすこともできる。好ましいエポ
キシ樹脂としては、Shell Chemical Co.の販売
しているEponシリーズのDGEBA樹脂のような
ビスフエノールＡのジグリシジルエーテル
（DGEBA）がある。好ましいエポキシ樹脂硬化
剤としては、理論量（触媒量）ではないの芳香
族、多官能価の第一アミン、たとえば、ジメチル
アニリン（DMA）およびそのアダクトがある。
エポキシ樹脂および硬化剤は、それを用いる直前
に理論量比（約90容量部のエポキシ樹脂に対して
約10容量部の硬化剤）で混合して永久硬化を防
ぐ。
の添加は、エポキシ樹脂硬化発熱によつて生じた
熱を放散させるのに非常に役立つ。また、できる
かぎり大量の充填剤チヤンクを使用することによ
つて工具を鋳造したときに存在する熱発生エポキ
シ樹脂の嵩を減らすこともできる。好ましいエポ
キシ樹脂としては、Shell Chemical Co.の販売
しているEponシリーズのDGEBA樹脂のような
ビスフエノールＡのジグリシジルエーテル
（DGEBA）がある。好ましいエポキシ樹脂硬化
剤としては、理論量（触媒量）ではないの芳香
族、多官能価の第一アミン、たとえば、ジメチル
アニリン（DMA）およびそのアダクトがある。
エポキシ樹脂および硬化剤は、それを用いる直前
に理論量比（約90容量部のエポキシ樹脂に対して
約10容量部の硬化剤）で混合して永久硬化を防
ぐ。
液体エポキシ樹脂には熱伝導性粒状充填剤を少
なくとも30容量パーセント、好ましくは、70容量
パーセント充填しなければならない。エポキシ樹
脂の注型適性を失わない程度に充填剤を使用する
ことが好ましい。本発明の実務によれば２種類の
充填剤を使用する必要がある。まず、鋳造エポキ
シ樹脂と良く接合する熱伝導性があり、大きい強
度の材料の大型のチヤンク（数ミリメートルから
数十センチメートル）であり、次に、鋳造前に液
体エポキシ樹脂に入れた熱伝導性充填剤の小粒子
（数ミリメートル未満）である。この粒状の充填
剤はエポキシ樹脂の強度を高めるが、チヤンク充
填剤と一緒にエポキシ樹脂硬化発熱を抑えること
もできる。好ましい粒状充填剤としては鉄充填物
があるが、他の金属、セラミツク、石、ガラス、
グラフアイト、天然繊維その他の小粒子充填剤も
適当である。
なくとも30容量パーセント、好ましくは、70容量
パーセント充填しなければならない。エポキシ樹
脂の注型適性を失わない程度に充填剤を使用する
ことが好ましい。本発明の実務によれば２種類の
充填剤を使用する必要がある。まず、鋳造エポキ
シ樹脂と良く接合する熱伝導性があり、大きい強
度の材料の大型のチヤンク（数ミリメートルから
数十センチメートル）であり、次に、鋳造前に液
体エポキシ樹脂に入れた熱伝導性充填剤の小粒子
（数ミリメートル未満）である。この粒状の充填
剤はエポキシ樹脂の強度を高めるが、チヤンク充
填剤と一緒にエポキシ樹脂硬化発熱を抑えること
もできる。好ましい粒状充填剤としては鉄充填物
があるが、他の金属、セラミツク、石、ガラス、
グラフアイト、天然繊維その他の小粒子充填剤も
適当である。
第５図は硬化してからボツクス１４から取出し
た状態の第４図の雄工具すなわちポンチ３４を示
している。これはそのままプレスに装着すること
ができ、ゴムパツドと一緒に使用して薄板金ド
ア・パネルの一部を形成する。次に、工具縁まわ
りの薄板金を軟かいマレツトで叩くことによつて
成形を完了する。しかしながら、本発明方法で作
つた工具は対応したダイセツトの両部材として使
用するにも充分強靭でもある。
た状態の第４図の雄工具すなわちポンチ３４を示
している。これはそのままプレスに装着すること
ができ、ゴムパツドと一緒に使用して薄板金ド
ア・パネルの一部を形成する。次に、工具縁まわ
りの薄板金を軟かいマレツトで叩くことによつて
成形を完了する。しかしながら、本発明方法で作
つた工具は対応したダイセツトの両部材として使
用するにも充分強靭でもある。
第６図は第５図の雄工具３４を対応した雌工具
４０を作る準備として原型ボツクス３６内に装着
した状態で示している。この工具３４は鋼パイプ
２０の端に挿入したボルト２２によつてボツクス
３６の底に固定される。この工具でプレス加工し
ようとしている金属と同じ厚さを持つワツクス層
３８を雄工具３４の表面に置く、これにより、完
成工具を結合することなく相互に加工することが
できる。離型剤の薄い層（図示せず）をワツクス
３８およびボツクス３６の側面に塗布する。プレ
スに雌工具４０を取付けるためのねじ付き端を持
つパイプ２０′をボツクス３６を貫いて挿入し、
ボルト２２′で蓋をする。雄工具で用いたと同様
の耐摩耗性表面コート２６′を塗布する。次に補
強ロツド２４′をボツクスに挿入する。表面コー
ト２６′が完全に硬化しないうちに、原型ボツク
ス３６に雄工具上方約３分の１までエポキシ樹脂
３２′を充填する。次に、ボツクスの頂付近まで
上記タイプの熱伝導性高強度充填剤のチヤンク２
８′を充填する。スクリーン３０′を使用してチヤ
ンク２８′の浮き上がりを防いでもよい。充分な
量の液体エポキシ樹脂３２′を追加してチヤンク
を覆い、ボツクスを満たす。第７図は原型として
ワツクス被覆雄工具を用いて雌工具を鋳造した後
のボツクスの断面を示している。
４０を作る準備として原型ボツクス３６内に装着
した状態で示している。この工具３４は鋼パイプ
２０の端に挿入したボルト２２によつてボツクス
３６の底に固定される。この工具でプレス加工し
ようとしている金属と同じ厚さを持つワツクス層
３８を雄工具３４の表面に置く、これにより、完
成工具を結合することなく相互に加工することが
できる。離型剤の薄い層（図示せず）をワツクス
３８およびボツクス３６の側面に塗布する。プレ
スに雌工具４０を取付けるためのねじ付き端を持
つパイプ２０′をボツクス３６を貫いて挿入し、
ボルト２２′で蓋をする。雄工具で用いたと同様
の耐摩耗性表面コート２６′を塗布する。次に補
強ロツド２４′をボツクスに挿入する。表面コー
ト２６′が完全に硬化しないうちに、原型ボツク
ス３６に雄工具上方約３分の１までエポキシ樹脂
３２′を充填する。次に、ボツクスの頂付近まで
上記タイプの熱伝導性高強度充填剤のチヤンク２
８′を充填する。スクリーン３０′を使用してチヤ
ンク２８′の浮き上がりを防いでもよい。充分な
量の液体エポキシ樹脂３２′を追加してチヤンク
を覆い、ボツクスを満たす。第７図は原型として
ワツクス被覆雄工具を用いて雌工具を鋳造した後
のボツクスの断面を示している。
第８図は金属プレス加工用プレス４１内に装着
した第６，７図の対応した雄雌のダイを示してい
る。雌工具４０はパイプ２０′内にボルト４６を
装着することによつて頂プラテン５２のバイン
ダ・リング４２に留める。雄工具３４は取付ボル
ト４７によつて底プラテン５０のベース４８に載
つているバインダ・リング４４に留める。これら
の工具を用いていくつかの９mm厚冷間圧延鋼ド
ア・パネル５４を打抜き加工したが、うまく行つ
た。
した第６，７図の対応した雄雌のダイを示してい
る。雌工具４０はパイプ２０′内にボルト４６を
装着することによつて頂プラテン５２のバイン
ダ・リング４２に留める。雄工具３４は取付ボル
ト４７によつて底プラテン５０のベース４８に載
つているバインダ・リング４４に留める。これら
の工具を用いていくつかの９mm厚冷間圧延鋼ド
ア・パネル５４を打抜き加工したが、うまく行つ
た。
この種の工具を多種類の鋼板を打抜いて自動車
の外板や構造部品を加工するのに使用してみた。
いずれの工具も現在壊れることなく使用されてい
る。15.2mm厚の鋼から非常に深い絞りを必要とす
る長くて幅の狭い部品であるエンジン・クレード
ルを209個打抜いてみたが、測定できるほどの摩
耗も損傷もまつたくない。
の外板や構造部品を加工するのに使用してみた。
いずれの工具も現在壊れることなく使用されてい
る。15.2mm厚の鋼から非常に深い絞りを必要とす
る長くて幅の狭い部品であるエンジン・クレード
ルを209個打抜いてみたが、測定できるほどの摩
耗も損傷もまつたくない。
第９図は本発明に従つて作つた鋳型１００，１
０２を示している。これらの鋳型は型キヤビテイ
１０４内で中空びん１０６を吹込み成形するため
のものである。びんとしての熱可塑性パリソンを
マニホルド１００の吹込みピン１０８からの空気
でふくらませ、この間、鋳型１００，１０２は閉
じておく。鋳型温度を調整する液体を運ぶダクト
が、取付パイプ２０を薄板金プレス加工ダイに組
込んだと同じ要領で鋳型に組込むことができる。
工具のエポキシ樹脂および充填剤チヤンクに大量
の熱伝導性充填剤を含めたことにより、鋳型温度
が各成形サイクルを通じて変化する可能性のある
プラスチツク成形作業で特に有用となつた。成
形、プレス加工のいずれでも、使用温度より高い
ガラス転移温度を持つエポキシ樹脂を選んで工具
の損傷を防ぐことが重要である。上述の金属打抜
き加工用工具を作るのに使用した方法をほぼ踏襲
して自動車用の中空背もたれを吹込み成形した。
ガラス充填改質ポリプロピレンオキシド樹脂、た
とえば、General Electricの販売しているNoryl
からエポキシ樹脂鋳型を用いて約330℃で150個の
背もたれを成形してみたが、うまく行つた。
０２を示している。これらの鋳型は型キヤビテイ
１０４内で中空びん１０６を吹込み成形するため
のものである。びんとしての熱可塑性パリソンを
マニホルド１００の吹込みピン１０８からの空気
でふくらませ、この間、鋳型１００，１０２は閉
じておく。鋳型温度を調整する液体を運ぶダクト
が、取付パイプ２０を薄板金プレス加工ダイに組
込んだと同じ要領で鋳型に組込むことができる。
工具のエポキシ樹脂および充填剤チヤンクに大量
の熱伝導性充填剤を含めたことにより、鋳型温度
が各成形サイクルを通じて変化する可能性のある
プラスチツク成形作業で特に有用となつた。成
形、プレス加工のいずれでも、使用温度より高い
ガラス転移温度を持つエポキシ樹脂を選んで工具
の損傷を防ぐことが重要である。上述の金属打抜
き加工用工具を作るのに使用した方法をほぼ踏襲
して自動車用の中空背もたれを吹込み成形した。
ガラス充填改質ポリプロピレンオキシド樹脂、た
とえば、General Electricの販売しているNoryl
からエポキシ樹脂鋳型を用いて約330℃で150個の
背もたれを成形してみたが、うまく行つた。
第１０図は本発明に従つて作つた鋳型でカツプ
状の物体を射出成形するための機械の型締め部分
を示す。雌鋳型６０はアンダカツト・ベース６２
を有し、これがリテナ・プレート６４内の所定位
置に鋳型を取付ける。プレート６４は冷却管路６
６を備えているものとして示してあるが、これら
の管路はエポキシ樹脂鋳型に鋳込んでもよい。鋳
型に充填するためのスプルー６８は雌鋳型６０を
鋳造すると同時に形成することになる。重合材料
は鋳型ベース７２の注入ポート７０からランナー
７３を通つてスプルー６８に流れる。
状の物体を射出成形するための機械の型締め部分
を示す。雌鋳型６０はアンダカツト・ベース６２
を有し、これがリテナ・プレート６４内の所定位
置に鋳型を取付ける。プレート６４は冷却管路６
６を備えているものとして示してあるが、これら
の管路はエポキシ樹脂鋳型に鋳込んでもよい。鋳
型に充填するためのスプルー６８は雌鋳型６０を
鋳造すると同時に形成することになる。重合材料
は鋳型ベース７２の注入ポート７０からランナー
７３を通つてスプルー６８に流れる。
雌鋳型６０はほぼ円筒形であり、耐摩耗性表面
７４を有する。これらの鋳型には同じ組成の破壊
した工具のチヤンク７７を充填する。これらのチ
ヤンクは鉄充填エポキシ樹脂７８内に埋め込む。
雄工具８９も耐摩耗性表面層８２と、エポキシ樹
脂８６に埋め込んだチヤンク８４のボデーとを有
する。
７４を有する。これらの鋳型には同じ組成の破壊
した工具のチヤンク７７を充填する。これらのチ
ヤンクは鉄充填エポキシ樹脂７８内に埋め込む。
雄工具８９も耐摩耗性表面層８２と、エポキシ樹
脂８６に埋め込んだチヤンク８４のボデーとを有
する。
雄鋳型８０はベース８８を有し、このベースに
よつてリテナ・プレート９０に取付けられる。雄
鋳型には環状のオリフイスが形成してあつてエジ
エクタ・プレート９４で支えたエジエクタ・ピン
９２を収容している。鋳型ベース９６はエジエク
タ機構を収容するように設計されている。このよ
うな工具を作るのに使用したエポキシ樹脂には、
好ましくは、約70容量パーセントの鋼粒子を充填
する。これにより、熱可塑性材料の射出成形で必
要とするように工具を熱的に循環させるのが容易
になる。
よつてリテナ・プレート９０に取付けられる。雄
鋳型には環状のオリフイスが形成してあつてエジ
エクタ・プレート９４で支えたエジエクタ・ピン
９２を収容している。鋳型ベース９６はエジエク
タ機構を収容するように設計されている。このよ
うな工具を作るのに使用したエポキシ樹脂には、
好ましくは、約70容量パーセントの鋼粒子を充填
する。これにより、熱可塑性材料の射出成形で必
要とするように工具を熱的に循環させるのが容易
になる。
本発明に従つて、Super Ceram（Magnolia
Plasticsの販売）として知られた材料から作つた
工具で70個のラジエータ囲いを射出成形してみ
た。或るものはポリエチレンで、また或るものは
アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンで、さ
らに或るものはポリカーボネートで作つた。工具
の温度は約320℃になつたが、悪影響はまつたく
なかつた。
Plasticsの販売）として知られた材料から作つた
工具で70個のラジエータ囲いを射出成形してみ
た。或るものはポリエチレンで、また或るものは
アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンで、さ
らに或るものはポリカーボネートで作つた。工具
の温度は約320℃になつたが、悪影響はまつたく
なかつた。
本発明による工具の実寸鋳造方法は眞空成形工
具、圧縮成形工具、カレンダ・ロールその他の合
成プラスチツク形成工具を作るにも応用できる。
具、圧縮成形工具、カレンダ・ロールその他の合
成プラスチツク形成工具を作るにも応用できる。
要約すれば、本発明は非常に大型の実寸鋳造エ
ポキシ樹脂工具を作る新規な方法を包含する。こ
の方法では、工具の原型を用意し、この原型を原
型ボツクス内に上に向けて置き、離型コートを塗
布し、強靭な工具表面層で原型を被覆する。ボツ
クスに少量のエポキシ樹脂を鋳込んでから表面層
を完全に硬化させ、次いで熱伝導性材料のチヤン
クを追加する。ボツクスに追加の液体エポキシ樹
脂を充填してチヤンクを覆い、工具のための平ら
なバツキングを形成する。注入したエポキシ樹脂
の硬化を注意深く制御して数日以内に完全な硬化
を行なうが、約70℃より高いピーク硬化温度を決
して超えてはならない。
ポキシ樹脂工具を作る新規な方法を包含する。こ
の方法では、工具の原型を用意し、この原型を原
型ボツクス内に上に向けて置き、離型コートを塗
布し、強靭な工具表面層で原型を被覆する。ボツ
クスに少量のエポキシ樹脂を鋳込んでから表面層
を完全に硬化させ、次いで熱伝導性材料のチヤン
クを追加する。ボツクスに追加の液体エポキシ樹
脂を充填してチヤンクを覆い、工具のための平ら
なバツキングを形成する。注入したエポキシ樹脂
の硬化を注意深く制御して数日以内に完全な硬化
を行なうが、約70℃より高いピーク硬化温度を決
して超えてはならない。
第１図は対応したポンチ・ダイセツトのポンチ
のための原型をとるための自動車のドア・パネル
の実寸モデルのためのクレーモデルを示す図であ
る。第２図はクレーダムをドア縁のところに作つ
た後の第１図のクレーモデルの断面図である。第
３図はエポキシ樹脂ポンチを作るための原型を使
用した後のドア・モデルを示す図である。第４図
は原型ボツクスに原型を装填しエポキシ樹脂ポン
チを鋳造した後の状態を示す図である。第５図は
第４図のポンチを硬化後に示す図である。第６，
７図は第５図のポンチを原型として使用するダイ
を成形するための原型ボツクスを示す図である。
第８図は薄板金プレス加工用プレスに装着したエ
ポキシ樹脂ポンチ・ダイとそれで作つた薄板金部
品を示す図である。第９図は本発明に従つて作つ
たエポキシ樹脂鋳型をびんの吹込み成形に使用し
た状態を示す概略図である。第１０図はカツプ状
物品を作るための射出成形機に装着した、本発明
によるエポキシ樹脂工具を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕、８……離型剤層、
１０……原型の表面材、１２……原型のバツキン
グ材、１４……原型ボツクス、２０……プレス取
付用パイプ、２６，２６′……表面層、２８，２
８′……チヤンク、３２，３２′……エポキシ樹
脂、３４……雄工具（ポンチ）、３６……第２の
原型ボツクス、３８……ワツクス層、４０……雌
工具（ダイ）、４１……プレス、５０……底プラ
テン、５２……頂プラテン。
のための原型をとるための自動車のドア・パネル
の実寸モデルのためのクレーモデルを示す図であ
る。第２図はクレーダムをドア縁のところに作つ
た後の第１図のクレーモデルの断面図である。第
３図はエポキシ樹脂ポンチを作るための原型を使
用した後のドア・モデルを示す図である。第４図
は原型ボツクスに原型を装填しエポキシ樹脂ポン
チを鋳造した後の状態を示す図である。第５図は
第４図のポンチを硬化後に示す図である。第６，
７図は第５図のポンチを原型として使用するダイ
を成形するための原型ボツクスを示す図である。
第８図は薄板金プレス加工用プレスに装着したエ
ポキシ樹脂ポンチ・ダイとそれで作つた薄板金部
品を示す図である。第９図は本発明に従つて作つ
たエポキシ樹脂鋳型をびんの吹込み成形に使用し
た状態を示す概略図である。第１０図はカツプ状
物品を作るための射出成形機に装着した、本発明
によるエポキシ樹脂工具を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕、８……離型剤層、
１０……原型の表面材、１２……原型のバツキン
グ材、１４……原型ボツクス、２０……プレス取
付用パイプ、２６，２６′……表面層、２８，２
８′……チヤンク、３２，３２′……エポキシ樹
脂、３４……雄工具（ポンチ）、３６……第２の
原型ボツクス、３８……ワツクス層、４０……雌
工具（ダイ）、４１……プレス、５０……底プラ
テン、５２……頂プラテン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 大型の実寸鋳造エポキシ樹脂工具３４を製造
する方法であつて、 工具によつて形成しようとしている物品の原型
８，１０，１２を用意し、この原型８，１０，１
２を原型ボツクス１４内に入れて方向決めし、工
具３４の表面を定める原型８，１０，１２および
原型ボツクス１４の表面に離型剤コーテイング１
８を施し、前記表面を強靭な硬化性の工具表面塗
料の薄い層２６で被覆し、前記表面塗料が完全に
硬化する前に少なくとも50容量パーセントの熱伝
導性粒状充填剤を含む液体エポキシ樹脂３２で前
記原型ボツクス１４を部分的に満たし、工具容量
の少なくとも30パーセントの熱伝導性物質のチヤ
ンク２８を前記液体エポキシ樹脂３２に添加し、
前記原型ボツクス１４を追加の液体エポキシ樹脂
３２で満たして前記チヤンク２８を覆い、工具３
４の内部温度が決して約70℃を超えないように前
記エポキシ樹脂３２と前記表面塗料を完全に硬化
させ、このとき熱伝導性充填剤と熱伝導性チヤン
ク２８の存在がエポキシ樹脂の発熱によつて発生
する熱を中和するように作用し、かくして原型
８，１０，１２に対する工具３４の無制御硬化、
収縮、形状変化を防止するようにしたことを特徴
とする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の大型実寸鋳造エ
ポキシ樹脂工具３４を製造する方法において、熱
伝導性物質のチヤンク２８が同じ組成の工具チヤ
ンク、自然石および金属からなる群から選択した
ものであることを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の大型実寸鋳造エ
ポキシ樹脂工具３４を製造する方法において、熱
伝導性粒状充填剤がほぼ金属鉄からなることを特
徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の大型実寸鋳造エ
ポキシ樹脂工具３４を製造する方法において、液
体エポキシ樹脂３２を追加して熱伝導性物質のチ
ヤンク２８を覆う前に原型ボツクス１４内に補強
ロツド２４を設置することを特徴とする方法。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の大型実寸鋳造エ
ポキシ樹脂工具３４を製造する方法において、熱
伝導性物質のチヤンク２８が同じ組成の工具チヤ
ンクおよび自然石からなる群から選択したもので
あり、熱伝導性粒状充填剤がほぼ金属鉄からなる
ことを特徴とする方法。 ６ 薄板金素材を形成するための第１の工具３４
および第２の工具４０からなる一組の大型実寸鋳
造エポキシ樹脂工具３４，４０を製造する方法で
あつて、 工具によつて形成しようとしている物品の原型
８，１０，１２を用意し、この原型８，１０，１
２を第１の原型ボツクス１４内に入れて方向決め
し、第１の工具３４の表面を定める原型８，１
０，１２および第１の原型ボツクス１４の表面に
離型剤コーテイング１８を施し、前記表面を強靭
な硬化性の工具表面塗料の薄い層２６で被覆し、
前記表面塗料が完全に硬化する前に少なくとも50
容量パーセントの熱伝導性粒状充填剤を含む液体
エポキシ樹脂３２で前記第１の原型ボツクス１４
を部分的に満たし、工具容量の少なくとも30パー
セントの熱伝導性物質のチヤンク２８を前記液体
エポキシ樹脂３２に添加し、前記第１の原型ボツ
クス１４を追加の液体エポキシ樹脂３２で満たし
て前記チヤンク２８を覆い、第１の工具３４の内
部温度が決して約70℃を超えないように前記エポ
キシ樹脂３２と前記表面塗料を完全に硬化させ、
このとき熱伝導性充填剤と熱伝導性チヤンク２８
の存在がエポキシ樹脂の発熱によつて発生する熱
を中和するように作用し、かくして原型８，１
０，１２に対する第１の工具３４の無制御硬化、
収縮、形状変化を防止するようにして第１の工具
を製造し、 第２の原型ボツクス３６内に完全に硬化した第
１の工具３４を正しい向きで入れ、第２の工具４
０の表面を定める硬化した第１の工具３４と第２
の原型ボツクス３６の表面に該一組の工具３４，
４０によつて形成しようとしている薄板金素材の
厚さを有する取外自在の層３８を当てがい、第２
の工具４０の表面を定める取外自在の層３８と第
２の原型ボツクス３６の表面に離型剤コーテイン
グを施し、前記第２の工具４０のための前記表面
を強靭な硬化性の工具表面塗料の薄い層２６′で
被覆し、第２の工具４０のための前記表面塗料が
完全に硬化する前に少なくとも50容量パーセント
の熱伝導性粒状充填剤を含む液体エポキシ樹脂３
２′で前記第２の原型ボツクス３６を部分的に満
たし、工具容量の少なくとも30パーセントの熱伝
導性物質のチヤンク２８′を前記液体エポキシ樹
脂３２′に添加し、前記第２の原型ボツクス３６
を追加の液体エポキシ樹脂３２′で満たして前記
チヤンク２８′を覆い、第２の工具４０の内部温
度が決して約70℃を超えないように前記エポキシ
樹脂３２′と前記第２の工具４０のための前記表
面塗料を完全に硬化させ、このとき熱伝導性充填
剤と熱伝導性チヤンク２８′の存在がエポキシ樹
脂の発熱によつて発生する熱を中和するように作
用し、かくして第１の工具３４に対する第２の工
具４０の無制御硬化、収縮および形状変化を防止
するようにして第２の工程を製造することを特徴
とする方法。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の一組の大型実寸
鋳造エポキシ樹脂工具３４，４０を製造する方法
において、熱伝導性物質のチヤンク２８，２８′
が同じ組成の工具チヤンク、自然石および金属か
らなる群から選択したものであることを特徴とす
る方法。 ８ 特許請求の範囲第６項記載の一組の大型実寸
鋳造エポキシ樹脂工具３４，４０を製造する方法
において、熱伝導性粒状充填剤がほぼ金属鉄から
なることを特徴とする方法。 ９ 特許請求の範囲第６項記載の一組の大型実寸
鋳造エポキシ樹脂工具３４，４０を製造する方法
において、液体エポキシ樹脂３２，３２′を追加
して熱伝導性物質のチヤンク２８，２８′を覆う
前に原型ボツクス１４，３６内に補強ロツド２
４，２４′を設置することを特徴とする方法。 １０ 特許請求の範囲第６項記載の一組の大型実
寸鋳造エポキシ樹脂工具３４，４０を製造する方
法において、熱伝導性物質のチヤンク２８，２
８′が同じ組成の工具チヤンクおよび自然石から
なる群から選択したものであり、熱伝導性粒状充
填剤がほぼ金属鉄からなることを特徴とする方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/627,540 US4601867A (en) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | Method of making cast-to-size epoxy tools for stamping sheet metal panels |
| US627540 | 1984-07-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163417A JPS6163417A (ja) | 1986-04-01 |
| JPH0236366B2 true JPH0236366B2 (ja) | 1990-08-16 |
Family
ID=24515086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60146452A Granted JPS6163417A (ja) | 1984-07-03 | 1985-07-03 | 実寸鋳造エポキシ樹脂工具を製造する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4601867A (ja) |
| EP (1) | EP0170374B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6163417A (ja) |
| AU (1) | AU565088B2 (ja) |
| CA (1) | CA1269218A (ja) |
| DE (1) | DE3583834D1 (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4863663A (en) * | 1984-02-11 | 1989-09-05 | General Motors Corporation | Method of making a model, prototype part, and mold |
| US4834929A (en) * | 1987-03-03 | 1989-05-30 | 3D Manufacturing, Inc. | Method of making molds |
| GB8722668D0 (en) * | 1987-09-26 | 1987-11-04 | Games Workshop Ltd | Injection moulding process |
| FR2623111B1 (fr) * | 1987-11-13 | 1994-05-27 | Chausson Usines Sa | Jeu d'outils composites pour presse d'emboutissage |
| US4824628A (en) * | 1988-01-20 | 1989-04-25 | General Motors Corporation | Method of making an epoxy mold |
| EP0344386A1 (fr) * | 1988-06-03 | 1989-12-06 | Regie Nationale Des Usines Renault | Outillage d'emboutissage de tôles à taux de portée élevé |
| US4980112A (en) * | 1988-06-24 | 1990-12-25 | Masters William E | Method for rotational molding |
| FR2640168B2 (fr) * | 1988-08-02 | 1994-09-02 | Chausson Usines Sa | Procede pour la fabrication d'outils a base de beton de resine pour le formage, notamment d'emboutissage, de detourage et autres, de pieces en tole metallique |
| FR2635026B1 (fr) * | 1988-08-02 | 1994-05-27 | Chausson Usines Sa | Procede pour la fabrication d'outils a base de beton de resine pour le formage, notamment d'emboutissage, de detourage et autres, de pieces en tole metallique |
| US5075053A (en) * | 1988-08-04 | 1991-12-24 | Gte Valenite Corporation | Method of making cutting insert |
| FR2640187A1 (fr) * | 1988-12-08 | 1990-06-15 | Sulmon Andre | Procede de fabrication de matrice et de contre-matrice pour le gaufrage de materiaux en feuilles |
| US5039469A (en) * | 1989-06-16 | 1991-08-13 | General Motors Corporation | Method of making plastic tooling with compression adjustment |
| US4976400A (en) * | 1989-06-16 | 1990-12-11 | General Motors Corporation | Plastic tooling with compression adjustment |
| EP0517073A1 (de) * | 1991-06-04 | 1992-12-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Umhüllen von elektrischen und elektronischen Bauelementen |
| US5260014A (en) * | 1991-06-13 | 1993-11-09 | Automotive Plastic Technologies | Method of making a multilayer injection mold |
| US5261984A (en) * | 1992-01-21 | 1993-11-16 | General Electric Company | Stamp press process for imprinting decorative textures in thermoplastic composites |
| US6284168B1 (en) * | 1997-03-28 | 2001-09-04 | Gary Robinson | Method of forming molds and mold plugs |
| US6676872B2 (en) | 1997-12-30 | 2004-01-13 | Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. | Die and process especially for stamping detergent bars |
| US6355196B1 (en) * | 1998-03-16 | 2002-03-12 | Vantico Inc. | Process for producing direct tooling mold and method for using the same |
| DE19847257A1 (de) * | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Markus Haeussermann | Werkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugs |
| US6352609B1 (en) | 1999-07-12 | 2002-03-05 | The Boeing Company | Composite tooling process for curing materials at elevated temperatures |
| US6309587B1 (en) | 1999-08-13 | 2001-10-30 | Jeffrey L. Gniatczyk | Composite molding tools and parts and processes of forming molding tools |
| US6290890B1 (en) * | 1999-12-01 | 2001-09-18 | Peter B. Karesa | Method for fabricating thermoformed plastic laminate articles |
| US20070160823A1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-12 | Pyzik Matthew R | Three dimensional structures and method of making the structures using electronic drawing data |
| WO2011146995A1 (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | Mirteq Pty Ltd | Reinforced composite materials for use in the manufacture moulds and the use of such moulds |
| EP3030423B1 (en) * | 2013-08-09 | 2024-07-17 | Weir Minerals Australia Ltd | Cyclone separator apparatus and methods of production |
| US20180043642A1 (en) * | 2016-08-11 | 2018-02-15 | GM Global Technology Operations LLC | Mold apparatus and method of using the same |
| WO2019202571A1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | 3M Innovative Properties Company | Cast tooling and methods for casting tools |
| CN115247250B (zh) * | 2021-11-12 | 2024-06-25 | 徐州瑞马智能技术有限公司 | 一种热镀锌钢管用全自动化有序冷却设备 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2836530A (en) * | 1953-04-28 | 1958-05-27 | Bristol Aircraft Ltd | Method of making forming tools |
| US3101065A (en) * | 1958-06-16 | 1963-08-20 | Gen Motors Corp | Reinforced plastic die |
| US3065511A (en) * | 1959-11-16 | 1962-11-27 | Pacific Pulp Molding Co | Method of making a pattern for a die |
| US3239590A (en) * | 1962-01-29 | 1966-03-08 | Budd Co | Method of making composite structure of plastic, especially forming die |
| DE1201536B (de) * | 1962-02-22 | 1965-09-23 | Organa Bautenschutz G M B H | Verfahren zur Herstellung von beliebig grossen, stark gefuellten Kunstharzgiesskoerpern |
| DE2347876A1 (de) * | 1973-09-19 | 1975-04-03 | Paul Rathmann | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bekleidungsplatten |
| US4086118A (en) * | 1976-10-04 | 1978-04-25 | Frank Dewey | Rigid composite articles and a method for their manufacture |
| US4141532A (en) * | 1976-11-11 | 1979-02-27 | Leisure Life, Inc. | Frame structure for casting concrete |
| SE430479B (sv) * | 1980-11-10 | 1983-11-21 | Cerac Inst Sa | Form for kompaktering av pulver medelst en stotvag |
| US4423094A (en) * | 1982-11-12 | 1983-12-27 | General Motors Corporation | Durable cast epoxy tooling composition |
-
1984
- 1984-07-03 US US06/627,540 patent/US4601867A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-04-26 CA CA000480166A patent/CA1269218A/en not_active Expired
- 1985-06-11 DE DE8585304110T patent/DE3583834D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-11 EP EP85304110A patent/EP0170374B1/en not_active Expired
- 1985-06-19 AU AU43833/85A patent/AU565088B2/en not_active Ceased
- 1985-07-03 JP JP60146452A patent/JPS6163417A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0170374B1 (en) | 1991-08-21 |
| EP0170374A2 (en) | 1986-02-05 |
| AU4383385A (en) | 1986-01-09 |
| EP0170374A3 (en) | 1989-07-05 |
| DE3583834D1 (de) | 1991-09-26 |
| AU565088B2 (en) | 1987-09-03 |
| JPS6163417A (ja) | 1986-04-01 |
| US4601867A (en) | 1986-07-22 |
| CA1269218A (en) | 1990-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0236366B2 (ja) | ||
| CN101578168B (zh) | 泡沫工具 | |
| JPH01503129A (ja) | シートの深絞り加工及び材料の流し込成形のための成形型 | |
| US3811175A (en) | Method of making a split mold | |
| US3239590A (en) | Method of making composite structure of plastic, especially forming die | |
| US3088174A (en) | Method of producing a reinforced plastic die | |
| GB2052359A (en) | Casting mould for the manufacture of mouldings from reactive casting resins and the use of such a mould | |
| US3816903A (en) | Method of fabricating an impregnated porous metal mould | |
| US20100229682A1 (en) | Cold cast mass element | |
| JP3029831B1 (ja) | 成形型 | |
| CN117682795A (zh) | 一种矿物铸件及其制备方法和应用 | |
| JPH0755979B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
| CA2238269C (en) | Ceramic polymer composite tool | |
| JP2699048B2 (ja) | 成形型の製造方法 | |
| US3596316A (en) | Blow-molding apparatus | |
| US5039469A (en) | Method of making plastic tooling with compression adjustment | |
| JPH03162909A (ja) | エポキシ樹脂製成形型および製造方法 | |
| JPH0732011Y2 (ja) | 樹脂製の型 | |
| US6497834B1 (en) | Method of making a flow channel block | |
| JPS5860516A (ja) | モールドされた磁気浮上列車用地上設置コイルの製造法 | |
| Faignet et al. | Mineral polymer tooling system for making prototype fibre reinfoced composite parts | |
| JPS608937B2 (ja) | レジンインジエクシヨン成形法 | |
| JPS5858715A (ja) | モールドされた磁気浮上列車の地上設置コイルの製法 | |
| JPS613620A (ja) | 樹脂製プレス型の製造法 | |
| JPH049228A (ja) | 成形加工用簡易型 |