JPH03199015A - 成形金型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、低融点合金からなる成形用の簡易金型を製造
する方法に係り、特に先に鋳造され使用された低融点合
金からなる金型の再生利用を図った製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来から合成樹脂の射出成形等に使用される金型の製造
は、まず製品図から作製された型図に基づいて、ＮＣ（
数値制御）工作機械等によって金型の製品部（キャビテ
ィ）を機械加工した後、こうして製作された金型を実際
に使用して射出成形を行い、得られた成形体の形状を測
定評価し、この評価に基づいて金型を修正することを何
度か繰返すことによって行われている。

［発明が解決しようとする課Ｗｎ］ しかしながらこのような方法では、致方ショット以上の
優れた耐久性を有する金型が得られる反面、一つの金型
を製造するために多くの日数を必要とし、かつ製造コス
トが非常に高くなるという問題があった。

一方、近年、合成樹脂成形体を使用した新製品や試作品
の開発が進み、製品のサイクルが短くなってきているが
、これにともなって成形体の製造分野では、多品種少量
生産方式が採られることが多くなっている。さらに、製
品形状の修正や改選のだ請も多くなってきている。

そのためこのような製品を成形するための型として、従
来のように機械加工によって製造された量産用の金型を
使用した場合には、コスト的に引き合わず、製品価格の
上昇につながるという問題があった。

またさらに試作品用の金型あるいは成形個数の特に少な
い製品用の金型としては、従来から木型、金属型などの
製品モデル（母型）に、低融点の合金をスプレーで塗布
し、あるいは金属粉入りの樹脂を注型してキャビティを
形成したものが使用されている。

しかしこのような方法で製造された金型は、成形型とし
ての必要特性、例えば耐圧力、強度、離型性、外観等に
劣るため、簡易金型としても満足すべき成形品を得るこ
とが困難であった。

本発明はこれらの問題を解決するためになされたもので
、製造が容易で製造コストの低減を図ることができ、か
つ強度、寸法精度、外観等も良好で多品種少量生産に好
適する合成樹脂成形用の成形金型の製造方法を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の成形金型の製造方法は、 （イ）成形すべき製品と同一形状、同一寸法の母型を硬
質プラスチックを用いて機械加工により制作する工程と
、（ロ）この硬質プラスチックからなる母型を中子とし
てその外側に液状の硬化性合成ゴムを注型し硬化させた
後前記硬質プラスチックからなる母型を抜脱除去してこ
の母型と同一形状、同一寸法のキャビティを有する合成
ゴム型を製作する工程と、（ハ）この合成ゴム型の前記
キャビティ内に耐熱性の硬化性液状合成ゴムを注型し硬
化させて前記耐熱性合成ゴムからなる母型を製作する工
程と、（ニ）この耐熱性合成ゴムからなる母型を中子と
してその外側に融点が２００℃以下の低融点合金を鋳造
した後前記耐熱性合成ゴムからなる母型を抜脱除去して
この母型と同一形状、同一寸法のキャビティを有する成
形金型を得る工程を行う成形金型の製造方法であって、
先に前記（イ）乃至（ニ）の工程を経て製造された低融
点合金からなる成形金型を加熱溶融したものを、後の前
記（ニ）の工程の低融点合金として使用することを特徴
としている。

本発明において、成形すべき製品と同一形状、同一寸法
の母型を製作するための硬質プラスチックとしては、製
品と同質材料のプラスチックの使用が好ましいが、その
他、従来からエンジニアリングプラスチックとして一般
に使用されているプラスチック材料を使用することがで
きる。このようなものとしては例えばＡＢＳ樹脂（アク
リロニトリル−ブタジェン−スチレン共重合体）があり
、比較的安価で機械的特性や耐熱性が良く、また成形性
や寸法安定性に優れた樹脂として知られている。

またこのような硬質プラスチックのマスターの外側に注
型し、中間段階の成形型を形成する液状の硬化性合成ゴ
ムとしては、硬化性の液状シリコーンゴムを使用するこ
とができる。

さらにこの合成ゴム型のキャビティ内に注型し最終的な
金型の中子となる注型体を形成する耐熱性の硬化性液状
合成ゴムとしては、後述する低融点合金の融点以上の極
めて高い耐熱性を有する耐熱性液状シリコーンゴムや、
あるいは液状のフッ素系ゴムの使用が望ましい。

またさらに、このような耐熱性合成ゴムからなる母型を
中子とし、その外側に鋳造される融点が２００℃以下の
低融点合金としては、通常ウッドメタルと呼ばれている
、融点が１２０−１２５℃のビスマスと鉛を主成分とし
た合金、あるいは融点が１３８〜１７０℃のビスマス−
スズ系合金等を使用することかできる。

そして本発明においては、先にこのような低融点合金か
ら鋳造され、その後製品形状の修正要請等のために使用
されなくなった金型を、加熱溶融し、それを後の鋳造材
料として使用する。

［作用］ 本発明の成形金型の製造方法においては、まず製品図を
もとにしＮＣ工作機械等を用いて硬質プラスチックのブ
ロックを機械加工することによって、成形すべき製品と
同一形状、同一寸法の母型が製作される。

次いでこの母型を注型用枠体の内部に中子として挿入し
、その外側に液状シリコーンゴムのような液状の硬化性
合成ゴムを注型した後２つ割りして中子の母型を抜脱除
去することによって、押入されていた母型と同一形状、
同一寸法、すなわち成形すべき製品と同一形状、同一寸
法のキャビティを有する合成ゴムの成形型が得られる。

次に得られた合成ゴム底形型のキャビティ内に、耐熱性
の高い合成ゴムを注型することによって、再び母型と同
一形状、同一寸法、すなわち成形すべき製品と同一形状
、同一寸法の耐熱性合成ゴムからなる母型が得られる。

しかる後この母型を中Ｔとし、その外側に融点が２００
℃以下の低融点合金を鋳造し２つ割りして中子の母型を
抜脱除去することによって、中子の部分がキャビティと
して形成され、強度が高く、・Ｊ゛法精度、外観等が良
好な金型が得られる。

そして本発明においては、ここで得られた金型が、製品
の製造中止により使用済みとなったり、あるいは損傷し
て再度同じ金型を製造する必要が生じた場合に、−昼顔
熱溶融され、上記最終工程における低融点合金材料とし
て再び使用される。

すなわち新たな製品図をもとに上記したような工程を経
て作製された耐熱性合成ゴムからなる母型の外側に鋳造
されて新たな金型が製造される。なお金型の損傷により
再製造する場合は、新たに母型を作製する必要はなく、
もとの母型から製造することができる。

本発明においては、このように、金型の溶融、再利用が
繰り返されて、次々と、強度が高く、寸法精度、外観等
が良好な金型が新たに製造、または更新される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例の工程を説明するためのフロー
チャートである。

実施例においては、まず新規に成形すべき製品の図をも
とにして、ＮＣ工作機械でＮＣテープによる機械加工を
行い、ＡＢＳ樹脂等の樹脂ブロックから、第２図（ａ）
に示すように、製品と同一形状、同一寸法の母型１を製
作する。

次いでこの母型１を、第２図（ｂ）に示すように、アク
リル樹脂等からなる注型用枠体２内部の所定の位置に中
子として挿入し、その外側に液状の硬化性シリコーンゴ
ムを注型し硬化させた後、得られた注型体３を２つ割り
して中子の母型１を抜脱除去する。

次にこうして得られた、内部に母型１と同一形状のキャ
ビティが形成されたシリコーンゴム成形型３のキャビテ
ィ内に、耐熱性が使用する低融点合金より高い液状シリ
コーンゴムを注型し、母型１と同一形状、同一寸法の注
型体４を形成する。

（第２図（Ｃ）） この後、第２図（ｄ）に示すように、得られた注型体４
を中子とし、その外側に融点が２００℃以下の低融点合
金５、例えばビスマス−鉛合金を鋳造するが、このとき
低融点合金として、先に、同様の方法で、第２図（ｅ）
〜（ｉ）に示すように、低融点合金から鋳造され成形金
型として既に使用された、異なる形状のキャビティを有
する金型１６を加熱溶融して使用する。すなわち、第２
図（ｅ）〜（ｉ）において、１１は製品図をもとにして
ＡＢＳ樹脂等の樹脂ブロックから製作された母型、１２
は注型用枠体、１３は内部に母型１１と同一形状、同一
寸法のキャビティが形成されたシリコーンゴム成形型、
１４は母型１１と同一形状、同一寸法の耐熱性シリコー
ンゴムからなる注型体であり、金型１６は、その注型体
１４を中子として、その外側に融点が２００℃以下の低
融点合金１５を鋳造し、加圧、冷却後２つ割りして中子
を取り出して得られたものである。

このように先に製造され使用された金型１６の加熱溶融
物を鋳造材料として、注型体４の外側に鋳造し、加圧、
冷却させた後２つ割りして中子を取出し、最後に得られ
た鋳型の外面を仕上げる。

こうして得られた低融点合金からなる金型６は、先に製
造された低融点合金からなる金型１６同様、寸法制度、
外観が良好で十分な耐熱性と機械的強度を有しており、
合成樹脂の注型用の金型としての使用の他に、ポリエチ
レン、ポリプロピレンのような熱可塑性樹脂の射出成形
用の金型として使用することができる。

そして使用され不用となった際、あるいは損傷等により
金型を更新する必要が生じたときには、上述の金型１６
同様に加熱溶融して新規なあるいは更新金型の成形材料
として再び使用する。

なおこれらの金型を射出成形用の金型として使用する場
合には、通常、第２図（ｊ）に示すように、金属製の型
板７と組み合わせて使用され、固定側型部８と可動側型
部９の対にし、これらの間の型キヤビテイ１０内に加熱
溶融された樹脂が、スプルー　ランナー、ゲートを経て
１・１出充填される。

このように実施例で得られる金型は、製造に要する工数
が少なく、しかも使用済みとなった金型を再利用して製
造されるので製造コストが安くなる。またキャビティ内
面が平滑で離型性が良好なため、内面の仕上げ加工を行
う必要がなく、さらに製品形状の修正や改造の要請にも
速やかに対応することができるので、多品種少量生産用
の金型として好適している。

また先に製造され使用された金型を加熱溶融し鋳造材料
として使用することは、材料コストを低減させるだけで
なく、資源の有効利用の面からも有利である。

なお実施例の製造方広においては、ＡＢＳ樹脂等の母型
１を成形品の抜き勾配、アンダーカット、樹脂の収ｔｒ
Ｉｉ率等を考慮して製作することによって、鋳造後に抜
き勾配等を付けるための機械加工を省略することができ
、さらに工数の削減を図ることができる。

また得られた金型に直接加工を施し、冷却媒体の流通路
を形成することができるばかりでなく、金型のキャビテ
ィ以外の部分に加工を施し、押出し機能を付加すること
も可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の製造方法によれば、使用
済みもしくは使用不可能となった低融点合金金型を加熱
溶融しこれを再び加圧鋳造することによって、強度、寸
法精度、外観等が良好な新規な成形金型もしくは更新金
型を、容易かつ低コストで製造することができる。

また本発明方法は、製品形状の修正や改造の要請にも速
やかに対応することができるので、多品種少量生産用の
成形金型の製造方法として有用である。

さらに資源の有効利用と使用節減を図ることができる利
点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の成形金型の製造方法の実施例を説明
するためのフローチャート、第２図は、同じ〈実施例の
工程を説明するための模式図である。 １・・・・・・・・・樹脂母型 ３・・・・・・・・・シリコーンゴム成形型４・・・・
・・・・・耐熱性シリコーンゴム注型体５・・・・・・
・・・低融点合金 ６・・・・・・・・・低融点合金金型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）成形すべき製品と同一形状、同一寸法の母
   型を硬質プラスチックを用いて機械加工により制作する
   工程と、 （ロ）この硬質プラスチックからなる母型を中子として
   その外側に液状の硬化性合成ゴムを注型し硬化させた後
   前記硬質プラスチックからなる母型を抜脱除去してこの
   母型と同一形状、同一寸法のキャビティを有する合成ゴ
   ム型を製作する工程と、 （ハ）この合成ゴム型の前記キャビティ内に耐熱性の硬
   化性液状合成ゴムを注型し硬化させて前記耐熱性合成ゴ
   ムからなる母型を製作する工程と、 （ニ）この耐熱性合成ゴムからなる母型を中子としてそ
   の外側に融点が２００℃以下の低融点合金を鋳造した後
   前記耐熱性合成ゴムからなる母型を抜脱除去してこの母
   型と同一形状、同一寸法のキャビティを有する成形金型
   を得る工程を行う成形金型の製造方法であって、先に前
   記（イ）乃至（ニ）の工程を経て製造された低融点合金
   からなる成形金型を加熱溶融したものを、後の前記（ニ
   ）の工程の低融点合金として使用することを特徴とする
   成形金型の製造方法。