JPH03290214A - 粉末射出成形方法および装置 - 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〕 本発明は粉末の成形方法、特にセラ短ツタ粉、金属粉等
の粉末にバインダを添加して流動性を付与し、射出成形
によって成形体を得たのち脱バインダ処理、焼成処理等
を施して粉末を原料とする焼結部品を得る粉末射出成形
方法と装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、セラ５ツク粉、金属粉等の粉末を原料として焼結
晶を生産する成形方法として、粉末に有機バインダを加
えて流動性と形状保持性を付与して射出成形用材料とし
、例えばスクリュー押出しの射出成形による流動成形に
て、合成樹脂と同しように成形金型にて成形品（グリー
ン体またはグリーン・パーツという）を成形し、該金型
より成形品を取り出した後、バインダ酸分を取り除く脱
バインダ処理（脱脂工程）と焼き固める焼成処理（焼結
工程）等を経て、所望形状の焼結部品を得ていた。

また、場合によっては、前記焼結部品に対し、後加工や
表面処理等を施行していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来技術においては、射出成形金型
にて成形したグリーン体（射出成形品）を咳金型より取
り出す際に、該グリーン体は粉末の結合力が弱いので、
グリーン体が薄肉形状部品（例えば厚さが１［Ｉｌ［１
以下）にあっては、割れや変形（形状の崩れ）が生じる
ことがあった。

また、金型からの取り出し時にグリーン体に割れや変形
が生じない場合であっても、グリーン体の加熱による脱
バインダ処理時において変形が生しるので、グリーン体
をセラミンク粉末等の中に埋め込んだ状態にて処理する
必要があった。

そして、セラミック粉末等に埋め込んだ場合には、焼結
部品の表面に付着したセラミック粉を除去する作業が必
要であった。

前記により、所望形状の焼結部品を得るための歩留りが
極めて悪いものであった。

本発明は、前記不具合に鑑みてなされたもので、グリー
ン体には割れや変形がなく、また脱バインダ処理時にお
いても変形しない、極めて歩留りの良好な粉末を原料と
する焼結部品の粉末射出成形方法と装置の提供を目的と
する。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の粉末
射出成形方法は、射出成形用金型内に射出成形用材料を
射出してグリーン体を射出成形するとともにこの射出成
形後のグリーン体を固定および可動入子とともに前記金
型内より取り出し、脱バインダおよび焼成処理後、前記
固定および可動入子より成形品を離型することにより成
形するものである。

また、本発明の粉末割出成形装置はキャビティーを形成
する固定および／または可動入子に排気孔を設けるとと
もに前記固定および可動入子を保持する固定および可動
板に前記排気孔に嵌合する嵌合ピンを突設することによ
り構成したものである。

因って、本発明は前記手段により、射出成形後のグリー
ン体の後工程並びに離型時における変形、割れ、その他
の損傷を防止し、所期の金型精度を反転した高精度の成
形精度を得ることができるとともに前記後工程における
脱バインダおよび焼結処理時に発生するガス抜き作用を
固定および可動入子に設けた排気孔により得ることがで
きる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

（第１実施例） 第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
射出成形用金型の断面図、第２図および第３図は射出成
形後のグリーン体の後工程を示す説明図である。

第１図における射出成形用金型１は、固定型２に対して
可動型３をＰＬ（パーティングライン）面４において開
閉自在に配設することにより構成されている。

前記固定型２は、固定側取付板５に固定板６を固定する
とともに、この取付板５および固定板６を貫通してスプ
ル７を備えるスプルブツシュ８を装着し、該スプルブツ
シュ８に接続して固定側取付板５にロケートリング９を
装着することにより構成されている。

また、前記固定板６には所望のグリーン体の外形形状に
対応する成形頭１０を有する固定入子１１の嵌合部１２
を設けるとともに固定入子１１の成形頭ｌＯに貫通する
排気孔１３および１４に嵌合する嵌合ピン１５および１
６が突設されている。

他方、前記可動型３は、可動取付板２０にスペーサブロ
ック２１および受Ｆｉ２２を介して可動板２３を固定す
るとともに前記スペーサブロック２１間に上下動自在な
突出板２４を装着することにより構成されている。

また、前記可動板２３には、前記固定入子１１の成形頭
１０に対応する成形頭２５を有する可動入子２６の嵌合
部２７を設けるとともに可動入子２６の成形頭２５に貫
通する排気孔２８および２９に嵌合する嵌合ピン３０お
よび３１が突設されている。

さらに、前記突出板２４には、前記固定および可動入子
１１および２６を突出するための突出しロッド３２とラ
ンナ３３の突出しロッド３４が装着されている。

また、前記固定板６および可動板２３に嵌合する固定お
よび可動入子１１および２６には、前記固定および可動
入子１１および２６の両戊形面１０および２５によって
形成されるキャビティー３５に連通するゲート３６を、
前記ランナ３３間に設けである（詳細は第２図、第３図
参照）。

尚、前記固定および可動入子１１および２６はともに固
定板６および可動板２３の嵌合部１２および２７に対し
て装脱自在に嵌合されて、両者を固定するボルト等の構
成を備えるものではない。

従って、固定型２および可動型３の型開きの際には、固
定入子ｌｌは可動入子２６と一体となった状態のまま型
開きされるとともに可動入子２６の排気孔２８および２
９には、これを嵌合部２７内に嵌合するセット時に可動
板２３の嵌合ビン３０および３１が嵌合し、固定入子１
１の排気孔１３および１４には型締めの際に固定板６の
嵌合部１２内に固定入子１１が嵌合するのに伴って嵌合
ピン１５および１６が嵌合されて射出成形時における気
密を保持し得るように構成されている。

本発明の粉末削出底形方法に使用する射出成形用金型１
は以上のような構成から戒り、以下には、前記構成を有
する射出成形用金型１により、第３図に示すような有底
の薄肉形状部品から成る成形品１７を粉末から成形する
方法について述べる。

まず、成形原料として例えば原料粉末（鉄−ニソケル合
金）に流動性と形状保持性を付与するために、有機バイ
ンダー（アクリル樹脂）を体積比で５０％と少量のワッ
クスを混入し、混練して造粒し、射出成形用のコンパウ
ンドにしておく。

そして、射出成形機（不図示）のノズルから、前記コン
パウンドを粉末溶融体として第１図示のスプル７、ラン
ナ３３、ゲート３６．を介して前記キャビティー３５内
に充填し、保圧をかけて成形用金型１を冷却する。

かかる射出成形用金型１における射出成形の完了後、Ｐ
Ｌ面４にて可動型３を可動して型開きする。

この際、固定板６の嵌合部１２より固定入子１１は分離
して可動入子２６と一体となって可動型３とともに移動
される。

しかして、前記型開き工程に関連して突出板２４が作動
して突出しロッド３２および３４が上動することにより
可動板２３の嵌合部２７内より可動入子２６を突き出す
とともにランナ３３の突き出しを行う。

しかる後、第２図に示す如く前記固定および可動入子１
１および２６のキャビティー３５内に成形されたグリー
ン体１８を当該グリーン体１８のゲートカットを行いつ
つ、固定および可動入子１１および２６と一体に可動板
２３の嵌合部２７内より取り出すとともに固定および可
動入子１１および２６と一体に脱脂、焼成炉（不図示）
中にて脱バインダー処理と焼成処理を所定の条件下（所
定の処理温度および時間等）に遂行して焼結体から威る
成形品１７の成形を行う。

さらに、前記工程の終了後、第３図に示す如く、固定入
子１１と可動入子２６を開きつつ成形品１７の離型を行
うことにより、有底の薄肉成形部品としての成形品１７
の粉末射出成形を完了することができる。

また、この後、固定入子１１と可動入子２６を組み合わ
せて可動板２３の嵌合部２７内に嵌合セットし、以下前
記各工程を繰り返すことにより、前記成形品１７の成形
を連続しで実施することができる。

特に、前記グリーン体１８の射出成形後の固定および可
動入子１１および２６と一体としたグリーン体１８の脱
バインダーおよび焼成処理工程においては、第２図示の
如く、固定および可動入子１１および２６に貫通した排
気孔１３，１４．２８および２９を介して同処理時に発
生するガスを排気することができ、同処理時の成形品１
７の変形を適確に防止し得る。

そして、前記した成形方法によれば、固定および可動入
子１１および２６内に射出成形したグリーン体１８を、
同人子１１および２６と一体に脱脂、焼成処理を施すこ
とにより突出し時の変形および割れ等の損傷の発生を防
止し、金型成形面を精度良く反転することができ、高精
度な粉末射出成形品を製造することができる。

（第２実施例） 第４図および第５図は本発明の第２実施例を示し、第４
図は射出成形用金型の要部を断面で示す正面図、第５図
は要部の部分拡大図である。

本実施例における射出成形用金型１は前記第１実施例の
射出成形用金型１の構成中固定板６および可動板２３の
嵌合部１２および２７とこれに嵌合する固定および可動
入子１１および２６の嵌合状態における構成をテーパー
嵌合にするとともに固定板６の嵌合部１２に対する固定
入子１１の嵌合を弾性部材を介して弾発的に行うように
構成した点を異にするものである。

すなわち、第４図および第５図に示す如く、固定および
可動入子１１および２６と固定板６および可動板２３の
嵌合部１２および２７と対応する外径および内径の形状
にテーパー１１ａ、１２ａ。

２６ａ、２７ａを設け（図面においては固定入子１１お
よび可動入子２６の外周形状を円錐状の外周形状とする
とともに嵌合部１２および２７の内周形状を円錐状の凹
形状に形成した構成を示している）、かつ固定板６には
スプリング３９および４０の装着孔３７および３８を設
けるとともに該装着孔３７および３８内にスプリング３
９および４０を装着し、嵌合孔１２内には固定入子１１
が両スプリング３９および４０の弾発力に抗して嵌合す
るように構成したものである。

その他の構成については、第１実施例と同−構成から成
り、第４図および第５図中の構成における同一構成部分
については同一番号を付して説明を省略し、かつ第４図
中において第１実施例との構成部分中、具体的図示を省
略して示している。

さて、本実施例の構成から成る射出成形用金型１による
成形品１７の粉末射出成形方法は前記第１実施例と同様
の方法によって実施するものであるとともに特に本実施
例の射出成形用金型１の構成によれば、固定および可動
入子１１および２６の嵌合部１２および２７に対する嵌
合は両者間におけるテーパー１１ａ、１２ａ、２６ａ、
２７ａを介して行われ、かつその離脱操作も同テーパー
１１ａ　　１２ａ、２６ａ、２７ａを介して行うことが
できるので、前記成形品１７の成形工程、特１ にグリーン体１８の射出成形とこれを脱脂および焼成処
理する作業工程時における固定および可動入子１１およ
び２６の嵌合部１２および２７に対する着脱操作を簡易
迅速化することができ、さらには、固定および可動入子
１１および２６の位置出し精度を向上し得る。

また、固定入子１１と嵌合部１２間にはスプリング３９
および４０を弾装したので、前記グリーン体１８の射出
成形後の型開き工程の際、固定入子１１が可動入子２６
側にスプリング３９および４０の弾力にて押圧されつつ
固定板６の嵌合部１２内より分離され、固定入子１１が
可動入子２６に対して一体となった状態のままに型開き
が完了するのを担保し得る効果を有する。

さらに、金型１のＰＬ面４と固定および可動入子１１お
よび２６の接合面４１間に段差を付けるとともに固定入
子１１の下端外周の外径形状については第５図にて拡大
して示す如く、可動板２３の嵌合部２７の内径テーパー
２７ａに対応した外径をテーパー１１ｂを設けて構成す
ることにより、２ 型合わせ精度の向上を計ったものである。

その他の作用効果については第１実施例と同様の作用効
果を得ることができるものである。

（第３実施例） 第６図および第７図は本発明の第３実施例を示し、第６
図は射出成形用金型の要部の縦断面図、第７図ａおよび
ｂは成形品の斜視図および縦断面図である。

本実施例においては、第７図ａおよびｂに示される成形
品４２を本発明の粉末射出成形方法を適用して成形する
場合の実施例である。

しかして、第７図ａおよびｂに示される成形品４２は筒
状の本体４３の両開口縁の互いに直交する位置に枢支孔
４４を有する４個の枢支片４５を突設するとともに内周
側の互いに対向する位置に通孔４６を有する２個の突起
４７を突設した内圧が非常に薄くかつ複雑な形状の成形
品４２である。

また、かかる成形品４２の射出成形用金型１の構成は、
第６図に示す如く、金型１の１或は、第６図に示す如く
、固定型２に対して可動型３をＰＬ面４より型締めおよ
び型開き自在に対向して配設されている。

そして、可動板２３の中には、突出しピン３２にて突出
し可能な入子４８が装着されている。前記入子４８は、
入子座４９の嵌合部５０に下端部を嵌合した可動側入子
５１と該可動側入子５１に対して４方向から進退するス
ライド型５２と、この各スライド型５２を挟むように可
動板２３上に載置される固定側入子５３とから構成され
る。また、前記可動側入子５１、各スライド型５２、固
定側入子５３で形成されるキャビティ３５には、キャビ
ティ３５の内方向に形成されたスプル７、ランナ３３お
よびゲート３６（図中では点線にて示す）を介して射出
成形用材料が射出されるようになっている。さらに、前
記固定側入子５３に斜めに取付けられたアンギエラピン
５４（４本のうち、図では２本を図示）は、各スライド
型５２のガイド孔５５に係合しており、かつ、中央部に
は成形品４２の内側に突設した突起４７の通孔４６の成
形部となる２本の成形用ピン５６を突設することにより
形成されている。

また、前記入子座４９には排気孔５７が開孔されるとと
もにこの排気孔５７に嵌合する嵌合ピン５８が可動板２
３より突出され、前記入子４８が可動板２３にセットさ
れる時には可動板２３の嵌合ビン５８が排気孔５７に嵌
合されて、同排気孔５７は気密的に閉鎖され、逆に入子
４８が可動板２３より取り出された場合にはグリーン体
１８の脱脂および焼成処理時のガス抜きが前記排気孔５
７を介して行われるように構成されている。

その他の構成については前記第１実施例と同様の構成か
ら成り、図中同一構成部分については同一番号を付して
説明を省略するとともに不図示の部分ついても説明を省
略する。

さて、以上の構成から威る射出成形用金型１によって成
形品４２を成形する場合には型締め状態下に不図示の射
出成形機より原料粉末をスプル、ランナおよびゲートを
介して前記キャビティ３５内に射出してグリーン体５９
の成形を行った後、金型１の型開きを行うことにより、
突出板２４の５ 作動により突出しロッド３２によって入子４９が嵌合部
５０内より突き出される。

しかして、前記射出成形後のグリーン体５９を入子４９
と一体のままの状態にて脱脂、焼成処理を行うとともに
前記固定側入子５３を可動側入子５１より分離し、かつ
、各スライド型５２を分離した後、可動側入子５１より
成形品４２を離型することにより第７図示の成形品４２
を製造することができる。

因って、本実施例においては、特に枢支片４５および突
起４７を有する薄肉成形品４２を精度よく成形するのに
最適であるとともに前述した各実施例と同様の作用効果
を得るこてができる。

尚、本実施例の成形品４２は医療用薄肉、複雑形状部品
としての成形品を例に図示したのであるが、その他の複
雑形状部品、例えば、情報機器用複雑形状の高精度な形
状部品の成形にも充分に対応し得るもので、但し、形状
が複雑であると脱脂工程および焼成工程において発生す
るガスが抜けずらいこともあり、そのような場合の対応
策とし６ ては前記してきた各実施例に当たって、その成形材料を
、特にセラミックス等の通気性があるものを使用し、ガ
ス抜きをよくした状態にて実施するのがより効果的であ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、金型入子内にて脱脂、焼成を行う為、
グリーン体突出し時の割れや変形等の損傷を有効に防止
し得るとともに脱脂、焼成処理時に発生する変形等をも
防止するごとができ、金型精度を適確に反転した高精度
の成形品の成形を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
射出成形用金型の断面図、第２図および第３図は射出成
形後のグリーン体の後工程を示す説明図、第４図および
第５図は本発明の第２実施例を示し、第４図は射出成形
用金型の要部を断面で示す正面図、第５図は要部の部分
拡大図、第６図および第７図は本発明の第３実施例を示
し、第６図は射出成形用金型の要部の縦断面図、第７図
ａおよびｂは成形品の斜視図および縦断面図である。 １・・・射出成形用金型 ２・・・固定型 ３・・・可動型 ４・・・ＰＬ面 ５・・・固定側取付板 ６・・・固定板 ７・・・スプル ８・・・スプルブツシュ ９・・・ロケートリング １０．２５・・・成形面 １１・・・固定入子 １２．２７・・・嵌合部 １３．１４．２８．２９・・・排気孔 １５．１６，３０．３１・・・嵌合ピン１７・・・成形
品 １８・・・グリーン体 ２０・・・可動側取付板 ２１・・・スペーサブロック ２２・・・受板 ２３・・・可動板 ２４・・・突出板 ２６・・・可動入子 ３２．３４・・・突出しロッド ３３・・・ランナ ３５・・・キャビティー ３６・・・ゲート ３７．３８・・・装着孔 ３９．４０・・・スプリング ４１・・・接合面 ４２・・・成形品 ４３・・・本体 ４４・・・枢支孔 ４５・・・枢支片 ４６・・・通孔 ４７・・・突起 ４８・・・入子 ４９・・・入子圧 ５０・・・嵌合部 ９ ５１・・・可動個人子 ５２・・・スライド型 ５４・・・アンギュラピン ５５・・・ガイド孔 ５６・・・成形用ピン ５７・・・排気孔 ５８・・・嵌合ビン ５９・・・グリーン体 ２、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出成形用金型内に射出成形用材料を射出してグ
   リーン体を射出成形するとともにこの射出成形後のグリ
   ーン体を固定および可動入子とともに前記金型内より取
   り出し、脱バインダおよび焼成処理後、前記固定および
   可動入子より成形品を離型することにより成形すること
   を特徴とする粉末射出成形方法。
2. （２）キャビティーを形成する固定および／または可動
   入子に排気孔を設けるとともに前記固定および可動入子
   を保持する固定および可動板に前記排気孔に嵌合する嵌
   合ピンを突設することにより構成したことを特徴とする
   粉末射出成形装置。