JPH04220310A - 成形用金型の製造方法 - Google Patents
成形用金型の製造方法Info
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- JPH04220310A JPH04220310A JP41197690A JP41197690A JPH04220310A JP H04220310 A JPH04220310 A JP H04220310A JP 41197690 A JP41197690 A JP 41197690A JP 41197690 A JP41197690 A JP 41197690A JP H04220310 A JPH04220310 A JP H04220310A
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Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂成形時における成
形用金型の冷却、加熱等の金型温度調整に必要な温度調
整用回路を有する、成形用金型及びその製造方法に関す
るものである。
形用金型の冷却、加熱等の金型温度調整に必要な温度調
整用回路を有する、成形用金型及びその製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ニッケルシェルからなる金型は、電鋳法
により製作されている。従来、ニッケル電鋳金型の場合
は、ニッケル電鋳法で製作した厚さ2〜3mmのニッケ
ルシェル金型の裏面に、銅パイプまたはステンレスパイ
プをニッケルシェル金型に沿うように配置し、溶接また
はロウ付でパイプをニッケルシェル裏面に仮どめする。 その後、パイプの周囲に耐熱エポキシ樹脂などを流し込
み、パイプを金型裏面に固定し、冷却回路としていた。
により製作されている。従来、ニッケル電鋳金型の場合
は、ニッケル電鋳法で製作した厚さ2〜3mmのニッケ
ルシェル金型の裏面に、銅パイプまたはステンレスパイ
プをニッケルシェル金型に沿うように配置し、溶接また
はロウ付でパイプをニッケルシェル裏面に仮どめする。 その後、パイプの周囲に耐熱エポキシ樹脂などを流し込
み、パイプを金型裏面に固定し、冷却回路としていた。
【0003】しかし、この方法では、パイプ加工に多く
の工数と熟練を要し、パイプの丸断面形状でしか回路断
面が設計できない制限がある。また、パイプのシェル裏
面への固定を行なうため、エポキシ樹脂などの熱伝導性
の劣る材料でパイプ周囲を覆うため、熱効率が悪くなる
うえ、ニッケルシェルの厚みが高々2〜3mmであるた
め、金型としての強度が不足している、などの欠点があ
った。
の工数と熟練を要し、パイプの丸断面形状でしか回路断
面が設計できない制限がある。また、パイプのシェル裏
面への固定を行なうため、エポキシ樹脂などの熱伝導性
の劣る材料でパイプ周囲を覆うため、熱効率が悪くなる
うえ、ニッケルシェルの厚みが高々2〜3mmであるた
め、金型としての強度が不足している、などの欠点があ
った。
【0004】また、鉄鋼系材料等を用い、一般の機械加
工法によって切削して作られる金型や、精密鋳造法など
の方法を用い鋳造で作られる金型においては、製品形状
に対応する成形表面から数十mm離れた位置に直線的に
孔明け加工を施し、この直線状の孔を冷却用回路として
いる。
工法によって切削して作られる金型や、精密鋳造法など
の方法を用い鋳造で作られる金型においては、製品形状
に対応する成形表面から数十mm離れた位置に直線的に
孔明け加工を施し、この直線状の孔を冷却用回路として
いる。
【0005】しかし、この際、成形表面から数十mm金
型内部に入った位置にしか孔明け加工ができず、また一
般に、直線状の断面円形の孔しか形成することがてきな
かった。また、ドリル加工であるため、成形表面から孔
への距離を均等にできなかった。これらの理由から、金
型の冷却、加熱効率が悪く、金型の温度コントロールに
時間がかかり、成形品の生産性向上の遮げになっていた
。 即ち、金型に注入又は射出された成型樹脂の熱によって
金型表面及び内部が昇温したとき、次の成形のために金
型の温度をいち早く室温へと降下させるためには、上記
の温度調整用回路では限界があった。
型内部に入った位置にしか孔明け加工ができず、また一
般に、直線状の断面円形の孔しか形成することがてきな
かった。また、ドリル加工であるため、成形表面から孔
への距離を均等にできなかった。これらの理由から、金
型の冷却、加熱効率が悪く、金型の温度コントロールに
時間がかかり、成形品の生産性向上の遮げになっていた
。 即ち、金型に注入又は射出された成型樹脂の熱によって
金型表面及び内部が昇温したとき、次の成形のために金
型の温度をいち早く室温へと降下させるためには、上記
の温度調整用回路では限界があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の課題は
、金型の製品形状部の内部直近に金型製品形状に沿って
、冷却あるいは加熱用回路を最も効率の良いと思われる
任意の位置に設定することで金型の冷却加熱効率を高め
、成形サイクルを大幅に短縮できるようにすることであ
る。また、第二の課題は、回路の配置のための工数を減
らし、金型製作の工期短縮、製作コストの低減を図るこ
とである。また、第三の課題は、回路の断面形状を、円
形状に限らず、金型の使用目的や金型の製品形状に応じ
て任意な断面形状で製作できるようにし、回路の断面寸
法も自由に設定できるようにすることで、金型の使用目
的に合った最も合理的な回路設計を可能とすることであ
る。
、金型の製品形状部の内部直近に金型製品形状に沿って
、冷却あるいは加熱用回路を最も効率の良いと思われる
任意の位置に設定することで金型の冷却加熱効率を高め
、成形サイクルを大幅に短縮できるようにすることであ
る。また、第二の課題は、回路の配置のための工数を減
らし、金型製作の工期短縮、製作コストの低減を図るこ
とである。また、第三の課題は、回路の断面形状を、円
形状に限らず、金型の使用目的や金型の製品形状に応じ
て任意な断面形状で製作できるようにし、回路の断面寸
法も自由に設定できるようにすることで、金型の使用目
的に合った最も合理的な回路設計を可能とすることであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学蒸着法に
よって形成された第一のニッケルシェルと、この第一の
ニッケルシェルの形状に沿って化学蒸着法によって形成
された第二のニッケルシェルとを有し、第一のニッケル
シェルと第二のニッケルシェルとの間に温度調整用回路
が形成され、この温度調整用回路の周囲が第一のニッケ
ルシェル及び第二のニッケルシェルによって囲まれてい
る成形用金型に係るものである。
よって形成された第一のニッケルシェルと、この第一の
ニッケルシェルの形状に沿って化学蒸着法によって形成
された第二のニッケルシェルとを有し、第一のニッケル
シェルと第二のニッケルシェルとの間に温度調整用回路
が形成され、この温度調整用回路の周囲が第一のニッケ
ルシェル及び第二のニッケルシェルによって囲まれてい
る成形用金型に係るものである。
【0008】また、本発明は、樹脂製マンドレル又は金
属製マスターモデル上に化学蒸着法によって第一のニッ
ケルシェルを形成する工程;この第一のニッケルシェル
の表面に金属製パイプを密着させ、固定して温度調整用
回路を形成する工程;前記第一のニッケルシェルの表面
及び前記金属製パイプの表面に沿って化学蒸着法によっ
て第二のニッケルシェルを形成し、前記金属製パイプの
周囲を前記第一のニッケルシェル及び前記第二のニッケ
ルシェルによって覆う工程;及び前記第一のニッケルシ
ェルを前記樹脂製マンドレル又は前記金属製マスターモ
デルから離型する工程を有する、成形用金型の製造方法
に係るものである。
属製マスターモデル上に化学蒸着法によって第一のニッ
ケルシェルを形成する工程;この第一のニッケルシェル
の表面に金属製パイプを密着させ、固定して温度調整用
回路を形成する工程;前記第一のニッケルシェルの表面
及び前記金属製パイプの表面に沿って化学蒸着法によっ
て第二のニッケルシェルを形成し、前記金属製パイプの
周囲を前記第一のニッケルシェル及び前記第二のニッケ
ルシェルによって覆う工程;及び前記第一のニッケルシ
ェルを前記樹脂製マンドレル又は前記金属製マスターモ
デルから離型する工程を有する、成形用金型の製造方法
に係るものである。
【0009】更に、本発明は、樹脂製マンドレル又は金
属製マスターモデル上に化学蒸着法によって第一のニッ
ケルシェルを形成する工程; この第一のニッケルシェ
ルの表面に低融点合金からなる長尺状体を密着させ、固
定する工程; 前記第一のニッケルシェルの表面及び前
記長尺状体の表面に沿って化学蒸着法によって第二のニ
ッケルシェルを形成し、前記長尺状体の周囲を前記第一
のニッケルシェル及び前記第二のニッケルシェルによっ
て覆う工程;前記第一のニッケルシェルを前記樹脂製マ
ンドレル又は前記金属製マスターモデルから離型する工
程; 及び前記長尺状体を前記低融点合金の融点以上の
温度に加熱して溶融し、この溶融物を前記第一のニッケ
ルシェル及び前記第二のニッケルシェルから流出させ、
これにより前記第一のニッケルシェルと前記第二のニッ
ケルシェルとの間に温度調整用回路を形成する、成形用
回路の製造方法に係るものである。
属製マスターモデル上に化学蒸着法によって第一のニッ
ケルシェルを形成する工程; この第一のニッケルシェ
ルの表面に低融点合金からなる長尺状体を密着させ、固
定する工程; 前記第一のニッケルシェルの表面及び前
記長尺状体の表面に沿って化学蒸着法によって第二のニ
ッケルシェルを形成し、前記長尺状体の周囲を前記第一
のニッケルシェル及び前記第二のニッケルシェルによっ
て覆う工程;前記第一のニッケルシェルを前記樹脂製マ
ンドレル又は前記金属製マスターモデルから離型する工
程; 及び前記長尺状体を前記低融点合金の融点以上の
温度に加熱して溶融し、この溶融物を前記第一のニッケ
ルシェル及び前記第二のニッケルシェルから流出させ、
これにより前記第一のニッケルシェルと前記第二のニッ
ケルシェルとの間に温度調整用回路を形成する、成形用
回路の製造方法に係るものである。
【0010】
【実施例】図1、図2は、それぞれ本発明の一実施例に
係るプラスチック成形用金型を示す断面図である。図1
の成形用金型3においては、化学蒸着法によって所定の
製品形状に沿って形成された第一のニッケルシェル2に
、複数本の金属製パイプ5が密着、固定され、第一のニ
ッケルシェル2の形状に沿って第二のニッケルシェル4
が化学蒸着法によって形成され、第一のニッケルシェル
2と第二のニッケルシェル4と間に金属製パイプ5が配
設されている。この金属製パイプ5の内部の円柱状の空
間が温度調整用回路6を構成し、従って温度調整用回路
6の周囲は第一のニッケルシェル2及び第二のニッケル
シェル4によって囲まれ、覆われている。
係るプラスチック成形用金型を示す断面図である。図1
の成形用金型3においては、化学蒸着法によって所定の
製品形状に沿って形成された第一のニッケルシェル2に
、複数本の金属製パイプ5が密着、固定され、第一のニ
ッケルシェル2の形状に沿って第二のニッケルシェル4
が化学蒸着法によって形成され、第一のニッケルシェル
2と第二のニッケルシェル4と間に金属製パイプ5が配
設されている。この金属製パイプ5の内部の円柱状の空
間が温度調整用回路6を構成し、従って温度調整用回路
6の周囲は第一のニッケルシェル2及び第二のニッケル
シェル4によって囲まれ、覆われている。
【0011】図2の成形用金型13においては、第一の
ニッケルシェル2及び第二のニッケルシェル4の構成自
体は図1のものと同様であるが、第一のニッケルシェル
2と第二のニッケルシェル4との間には例えば断面略四
辺形の細長い空間16を設け、この空間を温度調整用回
路16として使用する。即ち、この温度調整用回路16
は、第一のニッケルシェル2と第二のニッケルシェル4
との間の空隙として形成されており、温度調整用回路1
6の周囲は第一のニッケルシェル2及び第二のニッケル
シェル4によって囲まれている。
ニッケルシェル2及び第二のニッケルシェル4の構成自
体は図1のものと同様であるが、第一のニッケルシェル
2と第二のニッケルシェル4との間には例えば断面略四
辺形の細長い空間16を設け、この空間を温度調整用回
路16として使用する。即ち、この温度調整用回路16
は、第一のニッケルシェル2と第二のニッケルシェル4
との間の空隙として形成されており、温度調整用回路1
6の周囲は第一のニッケルシェル2及び第二のニッケル
シェル4によって囲まれている。
【0012】次に、こうした成形用金型の製造方法につ
いて順を追って述べる。まず、第一及び第二のニッケル
シェル2,4は、従来の電鋳法とは異なり、いわゆる化
学蒸着法(Chemical vapor depos
ition 法) によって形成する。
いて順を追って述べる。まず、第一及び第二のニッケル
シェル2,4は、従来の電鋳法とは異なり、いわゆる化
学蒸着法(Chemical vapor depos
ition 法) によって形成する。
【0013】具体的には、ニッケルを原材料としてニッ
ケル化合物、例えばニッケルカルボニルを生成させ、気
密室内で適当な温度に保持したモデル上にニッケルを析
出させ、ニッケルシェルを形成する。例えば図3に模式
的に示すような化学蒸着装置を使用する。
ケル化合物、例えばニッケルカルボニルを生成させ、気
密室内で適当な温度に保持したモデル上にニッケルを析
出させ、ニッケルシェルを形成する。例えば図3に模式
的に示すような化学蒸着装置を使用する。
【0014】即ち、図3において、まずニッケルカルボ
ニルNi(CO)4 等のニッケル化合物を気化して、
キャリアガスと共に供給系24から気密室21内に矢印
Aのように送り込む。気密室21内においては、所定の
製品形状に対応する表面形状を有する樹脂製マンドレル
又は金属製マスターモデル22が設置され、絶縁障壁2
3によってシールを行う。例えばNi(CO)4 は
200℃に加熱するとニッケルと一酸化炭素ガスとに分
解し、ニッケルがマンドレル又はマスターモデル22に
蒸着し、その表面にニッケル蒸着膜 (ニッケルシェル
)26 を生成する。なお、気密室21内は予め不活性
ガスで置換しておき、またマンドレル又はマスターモデ
ル22の裏面から矢印Bのように加熱媒体を吹きつける
ことで、マンドレル又はマスターモデル22の表面を例
えば200 ℃まで昇温させる。なお、図3中、25は
気体の回収系である。
ニルNi(CO)4 等のニッケル化合物を気化して、
キャリアガスと共に供給系24から気密室21内に矢印
Aのように送り込む。気密室21内においては、所定の
製品形状に対応する表面形状を有する樹脂製マンドレル
又は金属製マスターモデル22が設置され、絶縁障壁2
3によってシールを行う。例えばNi(CO)4 は
200℃に加熱するとニッケルと一酸化炭素ガスとに分
解し、ニッケルがマンドレル又はマスターモデル22に
蒸着し、その表面にニッケル蒸着膜 (ニッケルシェル
)26 を生成する。なお、気密室21内は予め不活性
ガスで置換しておき、またマンドレル又はマスターモデ
ル22の裏面から矢印Bのように加熱媒体を吹きつける
ことで、マンドレル又はマスターモデル22の表面を例
えば200 ℃まで昇温させる。なお、図3中、25は
気体の回収系である。
【0015】こうした方法でニッケルシェルを製造する
と、従来の電鋳法と異なりニッケルシェルの形成速度を
速くできるとともに複雑な形状のあらゆる部分、或いは
間隙に均一にニッケルシェルを形成する事ができる。ま
た、第一、第二のニッケルシェルとも任意の厚さに形成
させる事が可能である。
と、従来の電鋳法と異なりニッケルシェルの形成速度を
速くできるとともに複雑な形状のあらゆる部分、或いは
間隙に均一にニッケルシェルを形成する事ができる。ま
た、第一、第二のニッケルシェルとも任意の厚さに形成
させる事が可能である。
【0016】図1に示すような成形用金型を製造するに
は、図4(a) 〜(e) に示すように行う。先ず、
図4(a) に示すように、金属製マスターモデル11
(又は、例えば耐熱エポキシ樹脂製のマンドレル)
を準備する。
は、図4(a) 〜(e) に示すように行う。先ず、
図4(a) に示すように、金属製マスターモデル11
(又は、例えば耐熱エポキシ樹脂製のマンドレル)
を準備する。
【0017】次いで、図4(b) に示すように、金属
製マスターモデル11の表面に化学蒸着法によって、適
当な厚さの第一のニッケルシェル2を形成する。次いで
、図4(c) に示すように、第一のニッケルシェル2
に金属製パイプ5を密着させ、低融点合金又は耐熱接着
剤によって固定する。この際、金属製パイプ5は、成形
用金型3の冷却、加熱を最も効率的に行えるような平面
形状、レイアウトに従って配置し、これにより所望のレ
イアウトを有する温度調整用回路6を形成する。
製マスターモデル11の表面に化学蒸着法によって、適
当な厚さの第一のニッケルシェル2を形成する。次いで
、図4(c) に示すように、第一のニッケルシェル2
に金属製パイプ5を密着させ、低融点合金又は耐熱接着
剤によって固定する。この際、金属製パイプ5は、成形
用金型3の冷却、加熱を最も効率的に行えるような平面
形状、レイアウトに従って配置し、これにより所望のレ
イアウトを有する温度調整用回路6を形成する。
【0018】次いで、金属製マスターモデル11を再び
化学蒸着装置にセットして加熱し、図4(d) に示す
ように、第一のニッケルシェル2の表面及び金属製パイ
プ5の表面に沿って化学蒸着法によって第二のニッケル
シェル4を形成し、金属パイプ5の周囲を第一のニッケ
ルシェル2及び第二のニッケルシェル4によって覆う。
化学蒸着装置にセットして加熱し、図4(d) に示す
ように、第一のニッケルシェル2の表面及び金属製パイ
プ5の表面に沿って化学蒸着法によって第二のニッケル
シェル4を形成し、金属パイプ5の周囲を第一のニッケ
ルシェル2及び第二のニッケルシェル4によって覆う。
【0019】なお、第一のニッケルシェル2、第二のニ
ッケルシェル4及び金属製パイプ5の相互の密着を強固
にするため、第二のニッケルシェル4を蒸着する前の前
処理として、図4(c) の段階で、第一のニッケルシ
ェル2及び金属製パイプ5の表面をサンドブラストし、
酸洗して清浄化することが好ましい。
ッケルシェル4及び金属製パイプ5の相互の密着を強固
にするため、第二のニッケルシェル4を蒸着する前の前
処理として、図4(c) の段階で、第一のニッケルシ
ェル2及び金属製パイプ5の表面をサンドブラストし、
酸洗して清浄化することが好ましい。
【0020】次いで、図4(e) に示すように、金属
マスターモデル11から第一のニッケルシェルを離型し
、第1図の成形用金型3と同様の構成を有する成形用金
型23を得る。
マスターモデル11から第一のニッケルシェルを離型し
、第1図の成形用金型3と同様の構成を有する成形用金
型23を得る。
【0021】また、図2のような成形用金型を作製する
には、図4(a),(b) 及び図5(a) 〜(d)
の手順に従う。 即ち、図4(a),(b) に示すように金属製マスタ
ーモデル11の表面に第一のニッケルシェル2を形成す
る。次いで、Sn, Pb, Sb, Zn等によって
構成された低融点合金からなる断面略四辺形の長尺状体
を準備し、図5(a) に示すように、この長尺状体1
5を第一のニッケルシェル2に密着させ、低融点合金又
は耐熱接着剤によって固定する。この長尺状体15を配
置する際には、成形用金型の冷却と加熱とを最も効率的
に行える平面形状、レイアウトに従う。また、長尺状体
15の断面寸法も、最も効率的に金型の加熱と冷却とを
行えるようにすればよく、図5(a) に示す断面形状
には限られない。
には、図4(a),(b) 及び図5(a) 〜(d)
の手順に従う。 即ち、図4(a),(b) に示すように金属製マスタ
ーモデル11の表面に第一のニッケルシェル2を形成す
る。次いで、Sn, Pb, Sb, Zn等によって
構成された低融点合金からなる断面略四辺形の長尺状体
を準備し、図5(a) に示すように、この長尺状体1
5を第一のニッケルシェル2に密着させ、低融点合金又
は耐熱接着剤によって固定する。この長尺状体15を配
置する際には、成形用金型の冷却と加熱とを最も効率的
に行える平面形状、レイアウトに従う。また、長尺状体
15の断面寸法も、最も効率的に金型の加熱と冷却とを
行えるようにすればよく、図5(a) に示す断面形状
には限られない。
【0022】次いで、前記した図4の例と同様に、図5
(a) の段階で、第一のニッケルシェル2及び長尺状
体15の表面をサンドブラストし、酸洗して清浄化する
と、第一のニッケルシェル2、第二のニッケルシェル4
及び長尺状体15の相互の密着を強固にするうえで好ま
しい。
(a) の段階で、第一のニッケルシェル2及び長尺状
体15の表面をサンドブラストし、酸洗して清浄化する
と、第一のニッケルシェル2、第二のニッケルシェル4
及び長尺状体15の相互の密着を強固にするうえで好ま
しい。
【0023】次いで、図5(b) に示すように、第一
のニッケルシェル2の表面及び長尺状体15の表面に沿
って化学蒸着法によって第二のニッケルシェル4を形成
し、長尺状体15の周囲を第一のニッケルシェル2及び
第二のニッケルシェル4によって覆う。
のニッケルシェル2の表面及び長尺状体15の表面に沿
って化学蒸着法によって第二のニッケルシェル4を形成
し、長尺状体15の周囲を第一のニッケルシェル2及び
第二のニッケルシェル4によって覆う。
【0024】次いで、図5(c) に示すように、第一
のニッケルシェル2を金属製マスターモデル11から離
型する。そして、この型全体をオーブン中に装入し、長
尺状体15を、この長尺状体を構成する低融点合金の融
点以上の温度に加熱して溶融し、この溶融物を第一のニ
ッケルシェル2及び第二のニッケルシェル4の外へと流
出させ、これにより図5(d) に示すように、第一の
ニッケルシェル2と第二のニッケルシェル4との間に細
長い空間を形成する。この空間が温度調整用回路16と
して作用する。こうして、図2の成形用金型13と同様
の構成を有する成形用金型33が得られる。
のニッケルシェル2を金属製マスターモデル11から離
型する。そして、この型全体をオーブン中に装入し、長
尺状体15を、この長尺状体を構成する低融点合金の融
点以上の温度に加熱して溶融し、この溶融物を第一のニ
ッケルシェル2及び第二のニッケルシェル4の外へと流
出させ、これにより図5(d) に示すように、第一の
ニッケルシェル2と第二のニッケルシェル4との間に細
長い空間を形成する。この空間が温度調整用回路16と
して作用する。こうして、図2の成形用金型13と同様
の構成を有する成形用金型33が得られる。
【0025】こうした成形用金型及びその製造方法によ
れば、第一のニッケルシェル2の形状、即ち所定の製品
形状に沿って、化学蒸着膜である第一のニッケルシェル
2を介して直近に温度調整用回路6、16を配置できる
ので、金型を使用して成形を行う際に、金型の冷却、加
熱効率を大幅に改善することができ、従って成形工程で
生産性が大幅に向上する。
れば、第一のニッケルシェル2の形状、即ち所定の製品
形状に沿って、化学蒸着膜である第一のニッケルシェル
2を介して直近に温度調整用回路6、16を配置できる
ので、金型を使用して成形を行う際に、金型の冷却、加
熱効率を大幅に改善することができ、従って成形工程で
生産性が大幅に向上する。
【0026】また、温度調整用回路の配置のための工程
数を減らし、金型製作の時間、コストを大幅に削減でき
る。更に、温度調整用回路の断面形状、断面寸法を任意
に変えることができるので、金型の使用目的に合った合
理的な回路設計ができる。
数を減らし、金型製作の時間、コストを大幅に削減でき
る。更に、温度調整用回路の断面形状、断面寸法を任意
に変えることができるので、金型の使用目的に合った合
理的な回路設計ができる。
【0027】また、成形用金型3,23では、第一のニ
ッケルシェル2及び第二のニッケルシェル4の内部に金
属パイプ5が被覆されているので、金属製パイプ5の損
傷、剥離等の問題が発生しない。また、こうした構造に
より、金型の耐圧力も向上し、高圧で使用できる。
ッケルシェル2及び第二のニッケルシェル4の内部に金
属パイプ5が被覆されているので、金属製パイプ5の損
傷、剥離等の問題が発生しない。また、こうした構造に
より、金型の耐圧力も向上し、高圧で使用できる。
【0028】また、従来の電鋳法と異なり、化学蒸着法
によって第一のニッケルシェル2の厚さ及び第二のニッ
ケルシェル4の厚さの和を10mm以上とすることがで
きる。この場合には、成形用金型3,13, 23,3
3の強度が電鋳法による場合よりも遙かに大きく、この
ためブロー成形、インジェクション成形も可能である。
によって第一のニッケルシェル2の厚さ及び第二のニッ
ケルシェル4の厚さの和を10mm以上とすることがで
きる。この場合には、成形用金型3,13, 23,3
3の強度が電鋳法による場合よりも遙かに大きく、この
ためブロー成形、インジェクション成形も可能である。
【0029】上記において、第一のニッケルシェル2の
厚さは1mm以上、20mm以下とすることが好ましい
。ニッケルシェルをマンドレル又はマスターモデルの表
面全体に蒸着させるには、1mm以上の蒸着厚が必要で
あり、また、第一のニッケルシェル2の厚さが20mm
を超えると、温度調整用回路6,16と成形用金型表面
との間隔が大きくなり、熱効率が悪くなる。
厚さは1mm以上、20mm以下とすることが好ましい
。ニッケルシェルをマンドレル又はマスターモデルの表
面全体に蒸着させるには、1mm以上の蒸着厚が必要で
あり、また、第一のニッケルシェル2の厚さが20mm
を超えると、温度調整用回路6,16と成形用金型表面
との間隔が大きくなり、熱効率が悪くなる。
【0030】長尺状体15を構成する低融点合金の融点
は、210 ℃以上とすることが好ましい。これが 2
10℃未満であると、第二のニッケルシェル4の形成時
の加熱温度(約200℃) によってこの低融点合金が
融解するからである。但し、図5(d) の段階で、最
終的に長尺状体15を融解させるときの温度は、低温で
ある方が作業性がよく、またニッケルシェルの熱歪を避
けることができる。 従って、この温度は210 ℃以上のできるだけ低い方
の温度が好ましいが、実際上は、500 ℃以下であれ
ば製造上の問題は少ない。こうした低融点合金としては
、以下のものを例示できる。 Pb(327℃), Sn(232 ℃) 96.
5%Sn−3.5 %Ag(221℃) 80%Pb−
17.5%Cd−2.5 % Sb(236 ℃) Z
n−5%Al(382℃) 87%Pb−13%Sb(247℃) ( )内は融
点。
は、210 ℃以上とすることが好ましい。これが 2
10℃未満であると、第二のニッケルシェル4の形成時
の加熱温度(約200℃) によってこの低融点合金が
融解するからである。但し、図5(d) の段階で、最
終的に長尺状体15を融解させるときの温度は、低温で
ある方が作業性がよく、またニッケルシェルの熱歪を避
けることができる。 従って、この温度は210 ℃以上のできるだけ低い方
の温度が好ましいが、実際上は、500 ℃以下であれ
ば製造上の問題は少ない。こうした低融点合金としては
、以下のものを例示できる。 Pb(327℃), Sn(232 ℃) 96.
5%Sn−3.5 %Ag(221℃) 80%Pb−
17.5%Cd−2.5 % Sb(236 ℃) Z
n−5%Al(382℃) 87%Pb−13%Sb(247℃) ( )内は融
点。
【0031】第二のニッケルシェル4の厚さは、1mm
以上、10mm以下とすることが好ましい。このシェル
4の厚さは、金属製パイプ5又は長尺状体15を完全に
被覆し、強固に固定する必要から、また熱伝達効率の面
から、1mm以上とすることが必要である。しかし、第
二のニッケルシェル4の厚さは最大でも10mmあれば
充分であり、これは以上の厚さは不要である。
以上、10mm以下とすることが好ましい。このシェル
4の厚さは、金属製パイプ5又は長尺状体15を完全に
被覆し、強固に固定する必要から、また熱伝達効率の面
から、1mm以上とすることが必要である。しかし、第
二のニッケルシェル4の厚さは最大でも10mmあれば
充分であり、これは以上の厚さは不要である。
【0032】第一のニッケルシェル2の厚さと第二のニ
ッケルシェル4の厚さとの総和は2〜30mmとするこ
とが好ましい。これが2mm未満では成形用金型として
必要な強度が得られない。また、30mmを超えると、
化学蒸着の際にニッケルシェルを形成するのに長時間か
かり納期の短縮ができにくくなる。
ッケルシェル4の厚さとの総和は2〜30mmとするこ
とが好ましい。これが2mm未満では成形用金型として
必要な強度が得られない。また、30mmを超えると、
化学蒸着の際にニッケルシェルを形成するのに長時間か
かり納期の短縮ができにくくなる。
【0033】以下、実際にブロー成形用金型を作製した
例について述べる。 (実施例1:図4の例)まず、図4(a) に示すよう
に、金型用プリハードン鋼で金属製マスターモデル11
を作製した。成形用金型のパーティングとなる面も、金
属製マスターモデル11にその形状を反映させた。金属
製マスターモデル11の寸法は、300mm ×200
mm とした。この金属製マスターモデルの表面に付着
した油脂、汚れ等を、有機溶剤によって洗浄した。更に
、金属製マスターモデル11をオーブン中で220 ℃
〜250 ℃に加熱し、切削油等の微少付着物を除去し
た。次いで、金属製マスターモデル11を化学蒸着装置
にセットし、前述したようにして第一のニッケルシェル
2を形成した。この第一のニッケルシェル2の厚さは3
mmとし、ニッケルの蒸着速度は2.5 mm/10
時間を基準とし、蒸着時間を12時間とした。
例について述べる。 (実施例1:図4の例)まず、図4(a) に示すよう
に、金型用プリハードン鋼で金属製マスターモデル11
を作製した。成形用金型のパーティングとなる面も、金
属製マスターモデル11にその形状を反映させた。金属
製マスターモデル11の寸法は、300mm ×200
mm とした。この金属製マスターモデルの表面に付着
した油脂、汚れ等を、有機溶剤によって洗浄した。更に
、金属製マスターモデル11をオーブン中で220 ℃
〜250 ℃に加熱し、切削油等の微少付着物を除去し
た。次いで、金属製マスターモデル11を化学蒸着装置
にセットし、前述したようにして第一のニッケルシェル
2を形成した。この第一のニッケルシェル2の厚さは3
mmとし、ニッケルの蒸着速度は2.5 mm/10
時間を基準とし、蒸着時間を12時間とした。
【0034】次いで、表面を酸洗した外径φ10mmの
銅製パイプ5を準備し、これらの銅製パイプ5をピッチ
20mmで第一のニッケルシェル2の全面に亘って密着
させ、これらを第一のニッケルシェル2にロウ付けして
固定した。そして、銅製パイプ5を配管した後、それら
の表面をサンドブラストし、弱酸で酸洗し、この弱酸を
中和し、次いで金属製マスターモデル11を直ちに化学
蒸着装置にセットし、第二のニッケルシェル4を蒸着さ
せ、形成した。このとき、第二のニッケルシェル4の厚
さは6mmとした。
銅製パイプ5を準備し、これらの銅製パイプ5をピッチ
20mmで第一のニッケルシェル2の全面に亘って密着
させ、これらを第一のニッケルシェル2にロウ付けして
固定した。そして、銅製パイプ5を配管した後、それら
の表面をサンドブラストし、弱酸で酸洗し、この弱酸を
中和し、次いで金属製マスターモデル11を直ちに化学
蒸着装置にセットし、第二のニッケルシェル4を蒸着さ
せ、形成した。このとき、第二のニッケルシェル4の厚
さは6mmとした。
【0035】次いで、金属製マスターモデル11を化学
蒸着装置から取り出し、ニッケルシェル2,4を約10
0 ℃に過熱し、金属製マスターモデル11とニッケル
との熱膨脹差を利用して金属製マスターモデル11と第
一のニッケルシェル2とを分離し、ブロー成形用金型を
得た。
蒸着装置から取り出し、ニッケルシェル2,4を約10
0 ℃に過熱し、金属製マスターモデル11とニッケル
との熱膨脹差を利用して金属製マスターモデル11と第
一のニッケルシェル2とを分離し、ブロー成形用金型を
得た。
【0036】(比較例)以上の第一、第二のニッケルシ
エル層を形成するのに要した時間は、各々12と24時
間であった。これに対し、比較例として、同一のマスタ
ーモデルを用い、ニッケル電鋳法により、第1の3mm
厚のニッケルシエル層の製作を試みたが、最終的にほぼ
3mm厚とするのに20日間を要した。またこの場合の
ニッケルシエルの厚みも不均一なものとなった。特に凹
部のニッケルの析出量が少なく、逆に凸部には著しく多
量に析出するため、電鋳の途中において、多量な析出部
を手作業にて除去する必要があった。
エル層を形成するのに要した時間は、各々12と24時
間であった。これに対し、比較例として、同一のマスタ
ーモデルを用い、ニッケル電鋳法により、第1の3mm
厚のニッケルシエル層の製作を試みたが、最終的にほぼ
3mm厚とするのに20日間を要した。またこの場合の
ニッケルシエルの厚みも不均一なものとなった。特に凹
部のニッケルの析出量が少なく、逆に凸部には著しく多
量に析出するため、電鋳の途中において、多量な析出部
を手作業にて除去する必要があった。
【0037】(実施例2:図5の例)金属製マスターモ
デル11の表面に第一のニッケルシェル2を形成する工
程までは、実施例1と同様とした。但し、第一のニッケ
ルシェル2の厚さは5mmとした。
デル11の表面に第一のニッケルシェル2を形成する工
程までは、実施例1と同様とした。但し、第一のニッケ
ルシェル2の厚さは5mmとした。
【0038】そして、断面形状が9mm×9mmの正方
形であり、Pb 87 重量%、Sb13重量%の低融
点合金(融点247 ℃) からなる角棒状の長尺状体
15を準備し、これらの長尺状体15を20mmピッチ
で第一のニッケルシェル2の全体に密着配置し、Snに
よってハンダ付けしてシェル2に固定した。
形であり、Pb 87 重量%、Sb13重量%の低融
点合金(融点247 ℃) からなる角棒状の長尺状体
15を準備し、これらの長尺状体15を20mmピッチ
で第一のニッケルシェル2の全体に密着配置し、Snに
よってハンダ付けしてシェル2に固定した。
【0039】次いで、実施例1と同様に、第二のニッケ
ルシェル4を化学蒸着によって形成した(厚さ5mm)
。 そして、実施例1と同様にして、第一のニッケルシェル
2を金属製マスターモデル11から離型した。この後、
ニッケルシェル全体を 300℃に加熱し、低融点合金
からなる角棒状の長尺状体15を溶出させ、成形用金型
を得た。
ルシェル4を化学蒸着によって形成した(厚さ5mm)
。 そして、実施例1と同様にして、第一のニッケルシェル
2を金属製マスターモデル11から離型した。この後、
ニッケルシェル全体を 300℃に加熱し、低融点合金
からなる角棒状の長尺状体15を溶出させ、成形用金型
を得た。
【0040】本発明の成形用金型及びその製造方法は、
インジェクション成形、ブロー成形、RIM 成形、パ
ウダースラッシュ成形及びFRP 成形等の各成形用金
型及びその製造方法に適用できる。
インジェクション成形、ブロー成形、RIM 成形、パ
ウダースラッシュ成形及びFRP 成形等の各成形用金
型及びその製造方法に適用できる。
【0041】
【発明の効果】本発明に係る成形用金型及びその製造方
法によれば、化学蒸着法によって形成された第一及び第
二のニッケルシェルの間に温度調整用回路が形成され、
この温度調整用回路の周囲が第一のニッケルシェル及び
第二のニッケルシェルによって囲まれているので、化学
蒸着膜であるニッケルシェルを介して成形表面の冷却、
加熱をすることができる。従って、成形用金型の使用時
に、金型の冷却、加熱効率を大幅に改善することができ
、従って成形工程での生産性が大幅に向上する。
法によれば、化学蒸着法によって形成された第一及び第
二のニッケルシェルの間に温度調整用回路が形成され、
この温度調整用回路の周囲が第一のニッケルシェル及び
第二のニッケルシェルによって囲まれているので、化学
蒸着膜であるニッケルシェルを介して成形表面の冷却、
加熱をすることができる。従って、成形用金型の使用時
に、金型の冷却、加熱効率を大幅に改善することができ
、従って成形工程での生産性が大幅に向上する。
【0042】また、従来の電鋳法と異なり、化学蒸着法
によって第一及び第二のニッケルシェルを形成している
ので、シェルの製造速度が大きく、またこれらの厚さを
大きくすることにより、成形用金型の強度を高めること
も容易である。
によって第一及び第二のニッケルシェルを形成している
ので、シェルの製造速度が大きく、またこれらの厚さを
大きくすることにより、成形用金型の強度を高めること
も容易である。
【0043】また、本発明に係る成形用金型の製造方法
によれば、前述したような比較的簡単な手順によって温
度調整用回路を成形用金型内に設けることができるので
、温度調整用回路の配置のための工程数を減らし、金型
製作の時間、コストを大幅に削減できる。
によれば、前述したような比較的簡単な手順によって温
度調整用回路を成形用金型内に設けることができるので
、温度調整用回路の配置のための工程数を減らし、金型
製作の時間、コストを大幅に削減できる。
【0044】さらに、第一のニッケルシェルに、予め準
備した金属パイプ、又は低融点合金からなる長尺状体を
密着、固定するだけで、成形用金型における温度調整用
回路のレイアウトを決定でき、また温度調整用回路の断
面形状、断面寸法を金属パイプあるいは長尺状体の段階
で予め決定できるので、成形用金型の使用目的に合った
合理的な回路設計ができる。
備した金属パイプ、又は低融点合金からなる長尺状体を
密着、固定するだけで、成形用金型における温度調整用
回路のレイアウトを決定でき、また温度調整用回路の断
面形状、断面寸法を金属パイプあるいは長尺状体の段階
で予め決定できるので、成形用金型の使用目的に合った
合理的な回路設計ができる。
【図1】本発明に係る成形用金型を示す断面図である。
【図2】本発明に係る成形用金型を示す断面図である。
【図3】化学蒸着法によってニッケルシェルを形成する
ために用いた装置を示す概略図である。
ために用いた装置を示す概略図である。
【図4】(a) 、(b)、(c) 、(d) 及び(
e)は、それぞれ本発明の製造方法に従って成形用金型
を製造する際の各製造段階を示す断面図である。
e)は、それぞれ本発明の製造方法に従って成形用金型
を製造する際の各製造段階を示す断面図である。
【図5】(a) 、(b)、(c) 及び(d) は、
それぞれ本発明の他の製造方法に従って成形用金型を製
造する際の各製造段階を示す断面図である。
それぞれ本発明の他の製造方法に従って成形用金型を製
造する際の各製造段階を示す断面図である。
2 第一のニッケルシェル
3 13, 23, 33…成形用金型4 第二の
ニッケルシェル 5 金属製パイプ 6 温度調整用回路(金属製パイプの内部空間)11
金属製マスターモデル 15 低融点合金からなる長尺状体
ニッケルシェル 5 金属製パイプ 6 温度調整用回路(金属製パイプの内部空間)11
金属製マスターモデル 15 低融点合金からなる長尺状体
Claims (3)
- 【請求項1】 化学蒸着法によって形成された第一の
ニッケルシェルと、この第一のニッケルシェルの形状に
沿って化学蒸着法によって形成された第二のニッケルシ
ェルとを有し、第一のニッケルシェルと第二のニッケル
シェルとの間に温度調整用回路が形成され、この温度調
整用回路の周囲が第一のニッケルシェル及び第二のニッ
ケルシェルによって囲まれている成形用金型。 - 【請求項2】 樹脂製マンドレル又は金属製マスター
モデル上に化学蒸着法によって第一のニッケルシェルを
形成する工程;この第一のニッケルシェルの表面に金属
製パイプを密着させ、固定して温度調整用回路を形成す
る工程;前記第一のニッケルシェルの表面及び前記金属
製パイプの表面に沿って化学蒸着法によって第二のニッ
ケルシェルを形成し、前記金属製パイプの周囲を前記第
一のニッケルシェル及び前記第二のニッケルシェルによ
って覆う工程;及び前記第一のニッケルシェルを前記樹
脂製マンドレル又は前記金属製マスターモデルから離型
する工程を有する、成形用金型の製造方法。 - 【請求項3】 樹脂製マンドレル又は金属製マスター
モデル上に化学蒸着法によって第一のニッケルシェルを
形成する工程; この第一のニッケルシェルの表面に低
融点合金からなる長尺状体を密着させ、固定する工程;
前記第一のニッケルシェルの表面及び前記長尺状体の
表面に沿って化学蒸着法によって第二のニッケルシェル
を形成し、前記長尺状体の周囲を前記第一のニッケルシ
ェル及び前記第二のニッケルシェルによって覆う工程;
前記第一のニッケルシェルを前記樹脂製マンドレル又
は前記金属製マスターモデルから離型する工程; 及び
前記長尺状体を前記低融点合金の融点以上の温度に加熱
して溶融し、この溶融物を前記第一のニッケルシェル及
び前記第二のニッケルシェルから流出させ、これにより
前記第一のニッケルシェルと前記第二のニッケルシェル
との間に温度調整用回路を形成する、成形用金型の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411976A JP2948329B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 成形用金型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411976A JP2948329B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 成形用金型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220310A true JPH04220310A (ja) | 1992-08-11 |
| JP2948329B2 JP2948329B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=18520880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2411976A Expired - Fee Related JP2948329B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 成形用金型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2948329B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030078252A (ko) * | 2002-03-28 | 2003-10-08 | 현대자동차주식회사 | 니켈―바이퍼―디퍼지션 공정을 적용한 회전 블로우금형의 제작공법 |
| EP2752281A3 (de) * | 2013-01-07 | 2015-05-06 | Magna Interiors GmbH | Beheizbares Formwerkzeug, insbesondere beheizbares galvanisch abgeschiedenes Form-werkzeug, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Formwerkzeugs |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4926971A (ja) * | 1972-07-06 | 1974-03-09 | ||
| JPS50142821A (ja) * | 1974-04-17 | 1975-11-17 |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2411976A patent/JP2948329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4926971A (ja) * | 1972-07-06 | 1974-03-09 | ||
| JPS50142821A (ja) * | 1974-04-17 | 1975-11-17 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030078252A (ko) * | 2002-03-28 | 2003-10-08 | 현대자동차주식회사 | 니켈―바이퍼―디퍼지션 공정을 적용한 회전 블로우금형의 제작공법 |
| EP2752281A3 (de) * | 2013-01-07 | 2015-05-06 | Magna Interiors GmbH | Beheizbares Formwerkzeug, insbesondere beheizbares galvanisch abgeschiedenes Form-werkzeug, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Formwerkzeugs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2948329B2 (ja) | 1999-09-13 |
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