CN110325336A - 蜂窝结构体成型用金属模具以及蜂窝结构体成型用金属模具的制造方法 - Google Patents

Abstract

金属模具(1)对具备由孔格壁(H1)划分出的多个孔格(C)的蜂窝结构体(H)进行挤压成型。金属模具具有金属模具主体(11)、原料供给部(2)、及狭缝部(3)。原料供给部具有提供金属模具主体的一个面的原料供给面(12)和从原料供给面向挤压方向(X)延伸的原料供给孔(21)。狭缝部具有隔着原料供给孔与原料供给面对置的挤压面(13)、以及相对于挤压面开口并且在金属模具主体的内部与原料供给孔连通的格子状的狭缝(31)。狭缝包含格子点(P)。原料供给孔设置于与格子点对应的位置而设置为与格子点同轴。在原料供给孔的挤压方向的端部设置有朝向格子点缩径的节流孔(22)、和从节流孔向外侧延伸配置而向包含格子点的狭缝引导原料的引导孔(23)。

Description

蜂窝结构体成型用金属模具以及蜂窝结构体成型用金属模具 的制造方法

相关申请的交叉引用

本申请主张于2017年2月24日申请的日本专利申请2017－033408号的优先权，并通过参照将其公开内容引入本申请中。

技术领域

本发明涉及蜂窝结构体成型用金属模具以及用于制造该蜂窝结构体成型用金属模具的蜂窝结构体成型用金属模具的制造方法。

背景技术

使用于净化汽车用的废气的催化剂等的蜂窝结构体通常具有筒状，并且通过孔格壁将内侧划分。由此，蜂窝结构体具有在蜂窝结构体的轴向上相互平行地延伸的多个孔格。孔格壁例如在与轴向垂直的剖面中具有与孔格的形状(矩形)对应的格子状，并以成为所希望的孔格密度的方式设定格子的大小。蜂窝结构体通常使用设置了格子状的狭缝、和与狭缝连通的原料供给孔的金属模具，对陶瓷原料进行挤压成型由此被制造。例如，金属模具的狭缝通过使用了格子状的放电电极的放电加工而形成，原料供给孔通过钻孔加工而形成。

近年来，为了使净化废气的催化剂早期活化，正在推进蜂窝结构体的轻型化。因此，使蜂窝结构体的孔格壁的厚度变薄。另一方面，若蜂窝结构体的孔格壁变薄，则容易产生孔格壁的偏颇、蜂窝结构体的弯曲，因此难以均匀地控制原料向狭缝的供给速度、从狭缝挤出的挤压速度。因此，使蜂窝结构体的孔格壁变薄来使蜂窝结构体轻型化存在极限。另外，若欲提高成型精度，则需要将成型速度抑制得较低，从而生产率降低。

在专利文献1中公开了一种挤压模具，其具有：具备用于供给材料的多个供给孔的供给段、具备用于将材料排出为蜂窝结构体的排出开口部的排出段、以及配置于两段之间的过渡段。过渡段由被层叠的多个较薄的过渡层形成。各过渡层具有开口部，以开口部位于同一轴线上的方式层叠多个过渡层，由此各过渡层的开口部在过渡段的内部形成导管。各过渡层具有多个开口部，由此，在过渡段的内部形成有多个导管。从供给段被供给并在挤压模内流动的材料在多个导管各自的内部分支或变换方向，或者改变剖面形状而向排出段被送出。

专利文献1：日本特开平9－174657号公报

专利文献1所公开的挤压模通过过渡段将向排出段流动的材料的流动向不与流动的轴线平行的方向分配，由此减少挤压压力。但是，过渡段通过层叠多个过渡层而形成，因此在相邻的开口部彼此之间形成有阶梯差。过渡层越薄张数越多，则阶梯差越缓和，但开口部的加工精度以及过渡层的层叠精度(组装精度)被高度要求，从而难以将多个导管以及从多个导管的每一个分支的多个分支导管的内壁面的整体形成平滑的面。因此，例如，在陶瓷原料通过导管以及分支导管时产生与内壁面的勾挂等，而成为产生与邻接的区域的成型速度差的重要因素，进而无法进行均匀的挤压成型。

发明内容

本公开的目的在于，提供一种能够向金属模具的狭缝整体均匀地供给陶瓷原料并能够均匀地进行挤压成型，并且能够成型性良好地制造出抑制孔格壁的厚度而实现轻型化的蜂窝结构体的蜂窝结构体成型用金属模具。

根据本公开的一个方式，蜂窝结构体成型用金属模具对具备由孔格壁划分的多个孔格的蜂窝结构体进行挤压成型。蜂窝结构体成型用金属模具具有金属模具主体、原料供给部、以及狭缝部。原料供给部具有提供金属模具主体的一个面的原料供给面、以及从原料供给面向挤压方向延伸的原料供给孔。狭缝部具有隔着原料供给孔与原料供给面对置的挤压面、以及相对于挤压面开口并且在金属模具主体的内部与原料供给孔连通的格子状的狭缝。狭缝包含格子点。原料供给孔设置于与格子点对应的位置并设置为与格子点同轴。在原料供给孔的挤压方向的端部设置有朝向格子点缩径的节流孔、和从节流孔向外侧延伸配置并向包含格子点的狭缝引导原料的引导孔。

根据本公开的一个方式，在内部形成有原料供给孔以及狭缝的蜂窝结构体成型用金属模具的制造方法包括粉末铺设工序和激光加工工序。粉末铺设工序在台座上配置金属粉末。在激光加工工序中，向金属粉末照射激光，除了与原料供给孔以及狭缝对应的部位之外，使金属粉末熔融凝固。

根据本公开，蜂窝结构体成型用金属模具使向原料供给孔被供给的原料一边在沿挤压方向连续的节流孔缩径，一边向狭缝的格子点送出。同时，将节流孔的外周侧的原料向朝外侧延伸突出的引导孔引导，向包含格子点的狭缝供给。由此，原料在通过了原料供给部的阶段，被分配给狭缝的大致整体，因此抑制在狭缝部产生成型速度差，从而能够进行均匀的挤压成型。

根据本公开，蜂窝结构体成型用金属模具能够构成为使金属粉末熔融凝固而成的多个层的层叠体。通过使多个层层叠，由此能够使形成于层叠体的内部的供给锥孔、原料供给孔、节流孔、引导孔、以及狭缝的内表面形成平滑的表面，并且能够形成相互无接缝地连接的连续面。因此，原料的流动性提高，所以能够提高成型速度，提高生产率。

因此，能够提供一种能够向金属模具的狭缝整体均匀地供给陶瓷原料并均匀地进行挤压成型，并且能够成型性良好地制造抑制孔格壁的厚度来实现轻型化的蜂窝结构体的蜂窝结构体成型用金属模具。

附图说明

通过参照附图及下述的详细叙述，更加明确本公开的上述目的以及其他的目的、特征、优点。

图1是局部表示第1实施方式的蜂窝结构体成型用金属模具的简要构造的立体图。

图2A是表示第1实施方式的蜂窝结构体成型用金属模具的整体结构的剖视图。

图2B是图2A所示的蜂窝结构体成型用金属模具的俯视图。

图3是局部表示图2A和图2B所示的蜂窝结构体成型用金属模具的内部形状的放大剖视图。

图4是表示第1实施方式的蜂窝结构体的整体构造的立体图。

图5是表示第1实施方式的蜂窝结构体成型用金属模具的狭缝部与原料供给部的图。

图6是表示图5所示的狭缝部与原料供给部的构成例的立体图。

图7是表示图3所示的蜂窝结构体成型用金属模具的内部形状的立体图。

图8是表示第1实施方式的蜂窝结构体的成型装置的结构的示意性的剖视图。

图9是表示第1实施方式的蜂窝结构体的成型工序中的金属模具形状的示意性的图。

图10是用于对图9所示的蜂窝结构体的成型工序中的原料的流动进行说明的示意性的立体图。

图11是用于对图10所示的原料的流动进行说明的示意性的剖视图。

图12是局部表示比较例的蜂窝结构体成型用金属模具的构成例的立体图。

图13是表示图12所示的蜂窝结构体成型用金属模具的俯视图。

图14A是局部表示图2A和图2B所示的蜂窝结构体成型用金属模具的内部形状的放大剖视图，且是与图3对应的图。

图14B是表示在图14A所示的虚线框内XIVB，蜂窝结构体的成型工序中的原料的流速分布的示意性的图。

图15A是局部表示图12所示的比较例的蜂窝结构体成型用金属模具的内部形状的放大剖视图。

图15B是表示在图15A所示的虚线框内XVB，蜂窝结构体的成型工序中的原料的流速分布的示意性的图。

图16是表示第1实施方式的蜂窝结构体成型用金属模具的制造工序的示意性的图。

图17是表示图5所示的蜂窝结构体的孔格的形状的局部放大图、和对该蜂窝结构体进行成型的蜂窝结构体成型用金属模具的简要剖视图。

图18是表示第2实施方式的蜂窝结构体的孔格的形状的局部放大图、和对该蜂窝结构体进行成型的蜂窝结构体成型用金属模具的简要剖视图。

图19A是表示第3实施方式的蜂窝结构体的孔格的形状的局部剖视图。

图19B是图19A所示的虚线框XIXB的放大图。

图20A是表示第4实施方式的蜂窝结构体的孔格的形状的局部剖视图。

图20B是图20A所示的虚线框XXB的放大图。

图20C是图20A所示的虚线框XXC的放大图。

图21是第5实施方式的蜂窝结构体成型用金属模具的俯视图，且是与图2A对应的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本公开的多个实施方式进行说明。在各实施方式中，存在对与在先前的实施方式中说明的事项对应的部分标注相同的参照附图标记来省略重复说明的情况。在各实施方式中，在仅说明了结构的一部分的情况下，结构的其他的部分与先前说明的实施方式相同。

(第1实施方式)

参照图1－11、图14A、图14B、图16、以及图17，对第1实施方式的蜂窝结构体成型用金属模具与蜂窝结构体成型用金属模具的制造方法进行说明。蜂窝结构体成型用金属模具(以下，称为金属模具)例如通过使用了陶瓷原料的挤压成型来制造蜂窝结构体。

如图1、图2A、图2B、以及图3所示，本实施方式的金属模具1具有单一的金属模具主体11。如图2A和图2B所示，金属模具主体11具有板状，该板状在剖面中具有矩形的外形。金属模具主体11具备具有原料供给面12的原料供给部2、和具有挤压面13的狭缝部3。原料供给面12与挤压面13在金属模具主体11的板厚方向上对置。

原料供给部2具有沿金属模具主体11的板厚方向延伸的多个原料供给孔21、设置于多个原料供给孔21中的与挤压面13接近的端部的多个节流孔22以及多个引导孔23。狭缝部3具有格子状的狭缝31。多个原料供给孔21与狭缝31连通。多个节流孔22朝向狭缝31的多个格子点P分别缩径，多个引导孔23分别从多个节流孔22向外侧突出而将原料向与格子点P连续的狭缝31供给引导。

以下，将与板厚方向平行并从原料供给面12朝向挤压面13的方向称为挤压方向X。原料供给部2与狭缝部3配置于金属模具1的板面的中央部。狭缝部3的外形与蜂窝结构体H的外形对应。狭缝31划定的格子的形状与多个孔格C的形状对应。原料供给部2与狭缝部3设置为一体，例如，如后所述，能够使用3D打印机来制造金属模具主体11。

如图4所示，蜂窝结构体H具有圆柱状。蜂窝结构体H的内部被呈蜂窝状连续的多个孔格壁H1划分为多个孔格C。多个孔格C的形状、大小能够任意地设定。在本实施方式中，将多个孔格C各自的形状形成为正方形，在与蜂窝结构体H的轴向垂直的剖面的整个区域设定为相同的大小。多个孔格C也可以具有三角形以上的多边形。或者，多个孔格C也可以包括具有不同的多个形状的孔格。也可以在沿周向分割的多个区域的每个区域中变更多个孔格C的大小。多个孔格C的孔格密度也可以在内周侧与外周侧不同。

在图1和图3中，原料供给部2具有一端(即，图3的下端)在原料供给面12开口并且沿挤压方向X延伸的多个原料供给孔21。多个原料供给孔21在与板厚方向垂直的剖面中具有相同形状，相互平行且等间隔地配设。由此，能够从多个原料供给孔21向狭缝部3的规定位置均等地供给陶瓷原料。多个原料供给孔21的每一个除了板厚方向的两端部之外成为恒定直径的圆形孔。通过使多个原料供给孔21的流路长度增长，换言之使板厚方向的长度增长，由此金属模具主体11的刚性提高，从而能够降低在使成型压力增加时的金属模具主体11的变形。多个原料供给孔21分别具有平滑的内表面。内表面越平滑，与陶瓷原料的摩擦系数越低，从而成型速度提高，进而与陶瓷原料的摩擦导致的内表面的磨损也减少。由于多个原料供给孔21具有相同的结构，因此以下对一个原料供给孔21进行说明。

原料供给部2具有与原料供给孔21连接的供给锥孔24。原料供给孔21的数量与供给锥孔24的数量对应，因此，在本实施方式中形成有多个供给锥孔24。供给锥孔24中的板厚方向的一端(图3的下端)在原料供给面12开口，板厚方向的另一端(图3的上端)与原料供给孔21连接。供给锥孔24从原料供给孔21朝向原料供给面12扩径。即，供给锥孔24朝向挤压方向X缩径。供给锥孔24被与构成原料供给孔21的圆筒状的内周壁平滑地连续的锥壁划定，将从原料供给面12被导入的陶瓷原料向原料供给孔21送出。通过设置供给锥孔24，由此能够减少与陶瓷原料直面抵碰的原料供给面12的面积，并且降低与原料供给面12的摩擦导致的损耗率，因此能够减少金属模具主体11的变形，而提高成型速度。

供给锥孔24的流路长度、锥角能够以金属模具主体11的刚性、成型速度等成为所希望的范围的方式适当地设定。在金属模具主体11与陶瓷原料的摩擦系数足够小，抑制成型时的变形并且能够确保成型速度的情况下，也能够形成为不设置供给锥孔24的结构。

原料供给孔21中的与原料供给面12相反一侧的端部，即接近于挤压面13的端部与锥状的节流孔22连接，该锥状的节流孔22朝向狭缝部3缩径，即朝向挤压方向X缩径。节流孔22中的与原料供给孔21相反一侧的端部在狭缝31的格子点P开口。另外，在节流孔22的外侧设置有多个引导孔23。多个引导孔23与节流孔22连通，向从格子点P延伸的狭缝31引导陶瓷原料。

多个引导孔23分别具有截面面积朝向挤压方向X扩大的形状。换句话说，多个引导孔23是与原料供给孔21的轴向亦即板厚方向平行的剖面的形状具有倒三角形的扁平孔。在本实施方式中，多个引导孔23的数量为4个。2组引导孔23分别在与轴向垂直的方向上隔着节流孔22对称配置地对置。多个引导孔23的每一个中的与节流孔22连接的一个边是在节流孔22的锥状的内壁面开口而与节流孔22相互连通，并且将陶瓷原料向外侧引导的原料导出用的第1开口部231。多个引导孔23的每一个中的与狭缝部3连接的一个边是对狭缝31开口的原料分配用的第2开口部232。

在本实施方式中，多个孔格C分别在与蜂窝结构体H的轴向垂直的剖面中具有正方形。因此，狭缝部3的狭缝31划定四边形的格子。狭缝31的形状在板厚方向上为恒定，从而确定蜂窝结构体H的最终形状。例如，狭缝31的格子间隔、狭缝宽度与多个孔格C的间距、孔格壁H1的厚度对应地被设定。狭缝31的高度例如能够设定为与狭缝31的格子间隔同等程度。

如图5、图6所示，原料供给孔21例如相对于狭缝31的多个格子点P在纵向以及横向上均每隔一个地配置。原料供给孔21的节流孔22在格子点P开口，并且位于与供给锥孔24呈同心状的位置。供给锥孔24的外径例如能够形成与狭缝31的各格子的对角线长度同等程度或者小于狭缝31的各格子的对角线长度，随着外径越大，而与相邻的供给锥孔24的距离越近。由此，能够高效地供给陶瓷原料，来减少流入供给锥孔24时的损耗率，并能够抑制金属模具1的变形，来提高成型速度。

4个狭缝槽31a、31b、31c、31d从狭缝31的各格子点P呈放射状延伸。4个狭缝槽31a、31b、31c、31d在格子点P的周围对称地配置。在本实施方式中，4个引导孔23与节流孔22连通，并且从节流孔22的外周面向外侧延伸突出。4个引导孔23沿着4个狭缝槽31a、31b、31c、31d从节流孔22呈放射状延伸。4个引导孔23分别具有沿着节流孔22在板厚方向上延伸并且与节流孔22连通的第1开口部231、及在狭缝31开口的第2开口部232。具体而言，4个第2开口部232相对于4个狭缝槽31a、31b、31c、31d分别开口。

4个引导孔23分别被隔着各狭缝槽31a、31b、31c、31d对置的一对的面23a、23b、和在与节流孔22相反的一侧将一对的面23a、23b连接的倾斜面23c划定。多个引导孔23分别具有扁平孔状。一对的面23a、23b各自的宽度朝向挤压方向X增大。换句话说，一对的面23a、23b分别具有倒三角形。

多个引导孔23的高度分别与节流孔22的高度同等。第1开口部231与倾斜面23c对置，遍布各引导孔23的全长相对于节流孔22开口。一对的面23a、23b例如相互平行地配设，在一对的面23a、23b之间形成狭缝状的孔。狭缝状的孔的宽度与狭缝31的宽度同等或比狭缝31的宽度稍大。与狭缝31连接的第2开口部232形成于多个引导孔23各自的延伸端。第2开口部232的最外缘部在邻接的2个格子点P之间延伸。

多个引导孔23例如分别具有宽度从原料供给孔21朝向狭缝31平滑地扩大的形状，由此成型阻力更少。例如，在狭缝31的宽度在每个区域变化的情况下，使引导孔23的宽度与狭缝31的宽度对应地变化。由此，能够向狭缝31的各区域均匀地供给陶瓷原料，从而能够获得精度较高的成型体。另外，也可以使与原料供给孔21连通的节流孔22的开口部的大小与对应的格子点P的狭缝31的宽度对应地变化。据此，能够获得与使引导孔23的宽度变化的效果相同的效果。

图7示出了原料供给部2和狭缝部3的内部形状。即，图7示出了通过原料供给部2和狭缝部3的陶瓷原料的立体形状。如图7所示，从供给锥孔24经由原料供给孔21被导入至节流孔22的陶瓷原料的一部分被4个引导孔23引导，而逐渐向侧面扩展。即，多余的陶瓷原料伴随着节流孔22朝向狭缝31的格子点P缩径，而从4个引导孔23各自的第1开口部231朝向各引导孔23的内部空间向外侧被移送，并被从格子点P朝向呈放射状延伸的狭缝31引导。因此，能够在到达4个引导孔23各自的第2开口部232之前的期间将陶瓷原料朝向狭缝31分配，对狭缝31的大致整体均匀地进行供给。其结果，能够容易地获得沿着狭缝31的形状被挤压成型的蜂窝结构体H。

如图8所示，在使用金属模具1对蜂窝结构体H进行挤压成型的情况下，在挤压成型装置100的挤压方向X的端面以狭缝部3成为外侧的方式设置金属模具1，并供给陶瓷原料101。在挤压成型装置100内的与金属模具1的原料供给面12对置的供给侧的端面设置有螺杆102。螺杆102将粘土状的陶瓷原料101如由箭头表示的那样沿挤压方向X挤出而供给至金属模具1。由此，陶瓷原料101通过狭缝部3，从挤压面13被挤出作为蜂窝结构体H。作为陶瓷原料101，例如能够采用若进行烧制则生成堇青石、SiC等的原料。

如图9所示，在挤压成型时，对金属模具1的原料供给面12施加较高的成型压力，因此供陶瓷原料通过的中央部容易以沿挤压方向X突出的方式变形。因此，以往，需要将成型压力抑制得较低来抑制变形。与此相对，根据本实施方式的金属模具1，能够通过节流孔22与4个引导孔23高度地控制陶瓷原料从原料供给部2向狭缝部3的流动，能够抑制金属模具主体11的变形，并且使成型压力增加。接下来，对挤压成型时的陶瓷原料的流动进行说明。

如图10、图11所示，原料供给部2具有在原料供给面12开口的供给锥孔24，因此陶瓷原料直面抵碰的面积变小。另外，被导入至供给锥孔24的陶瓷原料沿着锥状的内壁面向原料供给孔21被送出，迅速地通过原料供给孔21而朝向节流孔22。陶瓷原料边沿着节流孔22的锥状的内壁面被逐渐节流边朝向狭缝31的格子点P，并且外周侧的一部分向在内壁面开口的4个引导孔23的内部空间被导出。引导孔23把向形成于平坦的一对的面23a、23b之间的内部空间流入的陶瓷原料沿着倾斜面23c逐渐向外侧引导。

4个引导孔23各自的第2开口部232相对于在相邻的2个格子点P之间延伸的狭缝31开口。即，4个第2开口部232相对于4个狭缝槽31a、31b、31c、31d分别开口。由此，通过了节流孔22以及引导孔23的陶瓷原料迅速地流入到4个狭缝槽31a、31b、31c、31d。没有配置节流孔22的格子点P经由狭缝31与邻接的配置有节流孔22的格子点P连通。因此，通过了从邻接的格子点P延伸的4个狭缝槽31a、31b、31c、31d的陶瓷原料流入至没有配置节流孔22的格子点P。

供给锥孔24、原料供给孔21、节流孔22、以及4个引导孔23的内壁面均为平滑的曲面或者平面。供给锥孔24的内壁面与原料供给孔21的内壁面无接缝平滑地连接，原料供给孔21的内壁面与节流孔22的内壁面以及4个引导孔23的内壁面的每一个无接缝平滑地连接。因此，陶瓷原料在原料供给部2的内部平滑地流动，不会产生勾住、阻塞。这样，在通过原料供给部2的期间，朝向狭缝31的整体分配陶瓷原料，而不迟滞地向狭缝部3的整体供给。到达了狭缝部3的陶瓷原料保持原样地从狭缝31被均等地挤出。因此，成型性大幅提高，能够抑制金属模具1的变形，并且提高成型速度，因此能够兼得品质提高与生产率。

图12、图13作为比较例示出了以往的金属模具200。在金属模具200中，恒定直径的原料供给孔201经由锥状的端部202与狭缝203的格子点P连接。因此，陶瓷原料的流动变得不均匀。这里，对狭缝203的格子点P每隔一个地连接原料供给孔201，从而难以从圆孔状的端部202向格子状的狭缝203的整体均等地分配陶瓷原料。因此，需要使狭缝203的板厚方向的长度足够长，或者放缓成型速度。

基于模拟了陶瓷原料的流动而得到的结果，比较本实施方式的金属模具1与以往的金属模具200的效果的不同。图14A示出了本实施方式的金属模具1的剖视图。图14B示出了金属模具1的陶瓷原料的流动的模拟结果。图15A示出了比较例的金属模具200的剖视图。图15B示出了金属模具200的陶瓷原料的流动的模拟结果。

如图14B所示可知，在金属模具1中，陶瓷原料从节流孔22以及引导孔23朝向狭缝31的流动大致均匀，流动方向、速度没有较大地变化。与此相对，如图15B所示，在金属模具200中，陶瓷原料的流动在从原料供给孔201朝向锥状的端部202一旦向内改变流动之后，而向外进行较大幅地变化。另外，陶瓷原料的流动的速度在内侧较大，在外侧较小，从而没有形成均匀的流动。

金属模具1例如能够使用3D打印机通过使金属粉末激光烧结的三维金属层叠造型方式进行制造。换句话说，金属模具1能够构成为使金属粉末熔融凝固而成的多个层的层叠体。如图16所示，3D打印机具有成为容器状的装置的底面的可动式的台座300。在三维金属层叠造型方式中，在台座300上铺设金属粉末(粉末铺设工序)，向金属粉末照射激光使其熔融凝固(激光加工工序)，通过切削加工整理形状(切削工序)。

在本实施方式中，在对原料供给部2进行造型后，以层叠于原料供给部2的方式对狭缝部3进行造型。图16示出了将被三维造型的原料供给部2配置于台座300的上表面的状态。图16的粉末铺设工序(a)、激光加工工序(b)、以及切削工序(c)示意性地示出了使用3D打印机的金属模具1的制造工序的一个例子。

在粉末铺设工序(a)中，金属粉末301被填充为覆盖原料供给部2。作为金属粉末301，例如使用不锈钢等的钢材的细微粉末。

在激光加工工序(b)中，使用激光照射装置302，向金属粉末301的所希望的部位照射激光L，使其熔融凝固。通过1次的激光照射而被熔融凝固的金属粉末301的层的厚度例如为0.05mm左右。此时，使台座300与被熔融凝固的金属粉末301的层的厚度的量对应地下降0.05mm。接着，再次进行粉末铺设工序(a)。例如反复10次粉末铺设工序(a)以及激光加工工序(b)，由此被熔融凝固的金属粉末301的层的厚度合计为0.5mm，台座300合计下降0.5mm。

若被溶解凝固的金属粉末301的层的厚度达到规定的厚度，则在切削工序(c)中，使用切削工具303进行切削加工。在切削工序(c)中，能够以使供给锥孔24、原料供给孔21、节流孔22、引导孔23、以及狭缝31的内壁面的凹凸变得平滑的方式调整形状。

如上所述，反复进行粉末铺设工序(a)、激光加工工序(b)、以及切削工序(c)，由此能够将被熔融凝固的金属层层叠而获得金属模具1。

这里，基于金属模具1的形状的三维数据对通过1次的激光照射而熔融凝固的金属粉末301的层的厚度以及该层的形状预先进行解析。具体而言，将金属模具主体11视为在板厚方向(挤压方向X)上被分割的多个层的层叠体，确定该层的厚度以及形状。根据该层的厚度以及形状，控制激光照射装置302，由此形成具有所希望的厚度以及形状的层。

在本实施方式中，在激光加工工序(b)中，除了与供给锥孔24、原料供给孔21、节流孔22、以及引导孔23对应的部位之外，使金属粉末301凝固，由此对原料供给部2进行造型。接着，除了与狭缝31对应的部位之外，使金属粉末301熔融凝固而对狭缝部3进行造型。由此，对金属模具1进行造型。根据本实施方式，将金属模具1设为使多个层层叠而构成的层叠体，由此能够将形成于金属模具1的内部的供给锥孔24、原料供给孔21、节流孔22、引导孔23、以及狭缝31的内表面形成平滑的表面，并且形成相互无接缝地连接的连续面。

如图17所示，对金属模具1而言，例如形成于狭缝部3的各狭缝的宽度为0.08mm，相接的2个格子点P之间的距离为0.9mm，它们分别与蜂窝结构体H的孔格壁厚、孔格间距对应。另外，在板厚方向上，例如，能够形成如下尺寸，金属模具主体11的全长为40mm，节流孔22的长度为10mm，狭缝31的长度为2.5mm，原料供给孔21的直径为0.85mm，供给锥孔24的直径为1.2mm，供给锥孔24的锥角为60度。金属模具1能够使陶瓷原料从这样的微小的孔径的原料供给部2向细微的狭缝部3均匀地供给，而成型性良好地制造薄壁的蜂窝结构体H。

(第2实施方式)

第1实施方式所示的金属模具1将原料供给部2的原料供给孔21相对于狭缝部3的狭缝31的格子点P在纵横方向上每隔一个地配置。与此相对，如图18所示，在本实施方式中，例如，将原料供给孔21相对于狭缝31的全部的格子点P配置。在本实施方式中，与第1实施方式相同，与原料供给孔21连接的供给锥孔24在原料供给面12开口，节流孔22相对于狭缝31的格子点P开口，并且4个引导孔23从节流孔22向外侧延伸配置。

原料供给孔21、供给锥孔24的孔径、板厚方向的长度等以能够确保金属模具1的刚性的方式适当地设定。本实施方式的金属模具1也能够使用3D打印机如上所述那样精度良好地进行制造。除此以外的金属模具1的构造以及材质与第1实施方式相同，从而省略说明。根据本实施方式的金属模具1，也能够均匀地进行原料供给，而成型性良好地制造薄壁的蜂窝结构体H。

(第3实施方式)

在第1实施方式以及第2实施方式中，狭缝部3的狭缝31的格子的形状为四边形。如图19A所示，在第3实施方式中，狭缝31的各格子具有六边形。换言之，多个孔格C分别在剖面中具有六边形。在本实施方式中，如图19B所示，3个狭缝槽31a、31b、31c从狭缝31的一个格子点P延伸。多个孔格C全部具有相同的截面面积。

在本实施方式中，与第1实施方式以及第2实施方式相同，与原料供给孔21连接的供给锥孔24在原料供给面12开口，并且节流孔22相对于狭缝31的格子点P开口。在第1实施方式以及第2实施方式中，4个引导孔23从节流孔22向外侧延伸配置，但在本实施方式中，由于与3个狭缝槽31a、31b、31c对应，所以3个引导孔23从节流孔22向外侧延伸配置。即，3个引导孔23均等地配置于节流孔22的外侧的3个位置，并且从节流孔22呈放射状向外侧延伸，能够向3个狭缝槽31a、31b、31c均匀供给陶瓷原料。

根据本实施方式的金属模具1，也能够均匀地供给陶瓷原料，而成型性良好地制造薄壁的蜂窝结构体H。除此以外的金属模具1的构造、材质等与第1实施方式相同，从而省略说明。

(第4实施方式)

在第1、第2、第3实施方式中，将多个孔格C的剖面形状形成四边形或者六边形。与此相对，在第4实施方式中，如图20A、图20B、以及图20C所示，多个孔格C与第3实施方式相同地具有六边形，但具有不同的截面面积。具体而言，使多个孔格C的截面面积从狭缝31的内周部朝向外周部逐渐增大。例如，如图20A所示，截面面积被扩大的孔格C也可以具有由正六边形变形的形状。

在本实施方式中，与第3实施方式相同，与原料供给孔21连接的供给锥孔24在原料供给面12开口，节流孔22相对于狭缝31的格子点P开口，并且3个引导孔23从节流孔22向外侧延伸配置。根据本实施方式的金属模具1，也能够均匀地供给陶瓷原料，而成型性良好地制造薄壁的蜂窝结构体H。另外，使多个孔格C的截面面积在内周部与外周部不同，由此能够容易地实现所希望的蜂窝结构体H的形状。

(第5实施方式)

如图21所示，相对于第1、第2、第3、第4实施方式的结构的金属模具1，也能够附加设置向原料供给部2供给水的水供给装置4。水供给装置4例如具有设置于金属模具主体11中的不具有狭缝31的外周部内的水存积部41、和将水存积部41与原料供给孔21连接的多个水路42。多个水路42的一端与水存积部41连接，多个水路的另一端与多个原料供给孔21分别连接。多个水路42的另一端分别具有在原料供给孔21的内周侧面开口的导水口43。存积于水存积部41的内部的水在水路42流动，从导水口43向原料供给孔21内被供给。水存积部41与未图示的金属模具主体11外部的水供给路连通。

根据本实施方式，在挤压成型时，从各水路42向原料供给孔21的内部供给适量的水，能够大幅度降低陶瓷原料与金属模具1的摩擦系数。由此，若以相同的成型速度进行比较，则与不进行水供给的情况相比，能够获得使成型压力降低的效果。

多个水路42只要配置为通过金属模具主体11的没有形成原料供给孔21的部位，向对应的原料供给孔21开口即可，水路42的形状、针对原料供给孔21的开口位置能够适当地设定。附加设置了这样的水供给装置4的金属模具1也能够通过使用了上述的3D打印机的方法进行制造。

(其他的实施方式)

此外，本公开不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本公开的主旨的范围内适当地变更。另外，上述各实施方式并非相互没有关系，除了组合明显不可能的情况之外，能够适当地组合。另外，构成上述各实施方式的要素除了特别明示为是必须的情况和被认为原理上明确是必须的情况等之外，未必是必须的。

在上述各实施方式中，在言及构成要素的个数、数值、量、范围等的数值的情况下，除了特别明示为是必须的情况和原理上明确地限定于特定的数字的情况等之外，其构成要素的数值并非限定于特定的数字。另外，在上述各实施方式中，构成要素等的材质、形状、位置关系等除了特别明示的情况以及原理上限定于特定的材质、形状、位置关系等的情况等之外，不被上述的具体例限定。

(1)在上述的实施方式中，蜂窝结构体H具有圆柱状。然而，蜂窝结构体H的外形例如也能够形成椭圆形、赛道形状等。为了与这些形状对应，也适当地变更金属模具1的原料供给部2、狭缝部3的外形。相同地，为了与蜂窝结构体H的孔格C的形状、壁厚等对应，也能够适当地变更原料供给部2的原料供给孔21、狭缝部3的狭缝31的形状等。

(2)使用金属模具1被制造出的蜂窝结构体H例如能够在搭载于汽车来净化废气的催化剂等中，作为担载催化剂的载体来使用。

Claims (7)

1.一种蜂窝结构体成型用金属模具，是对具备由孔格壁(H1)划分出的多个孔格(C)的蜂窝结构体(H)进行挤压成型的蜂窝结构体成型用金属模具(1)，其特征在于，

具备：

金属模具主体(11)；

原料供给部(2)，具有提供所述金属模具主体的一个面的原料供给面(12)、以及从所述原料供给面沿挤压方向(X)延伸的原料供给孔(21)；以及

狭缝部(3)，具有隔着所述原料供给孔与所述原料供给面对置的挤压面(13)、以及相对于所述挤压面开口并且在所述金属模具主体的内部与所述原料供给孔连通的格子状的狭缝(31)，

所述狭缝(31)包含格子点(P)，

所述原料供给孔与所述格子点同轴地设置在与所述格子点对应的位置，

在所述原料供给孔的所述挤压方向的端部设置有朝向所述格子点缩径的节流孔(22)、以及从所述节流孔向外侧延伸配置并将原料向包含所述格子点的所述狭缝引导的引导孔(23)。

2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体成型用金属模具，其特征在于，

所述引导孔具有在所述节流孔的内周面开口并且沿着所述内周面延伸的第1开口部(231)、以及相对于所述狭缝开口的第2开口部(232)。

3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体成型用金属模具，其特征在于，

所述狭缝具有从所述格子点延伸的狭缝槽(31a、31b、31c、31d)，

所述引导孔形成于隔着所述狭缝槽对置的一对的面(23a、23b)之间，

所述一对的面具有随着朝向所述挤压方向而宽度增大的形状。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的蜂窝结构体成型用金属模具，其特征在于，

所述原料供给孔在与所述原料供给面接近的端部具有供给锥孔(24)，所述供给锥孔具有随着朝向所述原料供给面而扩径的锥状的剖面。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的蜂窝结构体成型用金属模具，其特征在于，

所述原料供给孔、所述节流孔、以及所述引导孔的内表面为平滑的曲面或者平面，并相互平滑地连接。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的蜂窝结构体成型用金属模具，其特征在于，

所述狭缝为多边形格子状，

所述狭缝包含多个格子点、以及在所述多个格子点中的每相邻的2个格子点之间延伸的多个狭缝槽(31a、31b、31c、31d)，

针对所述多个狭缝槽的每一个设置所述原料供给引导孔。

7.一种制造方法，是在内部形成有所述原料供给孔(21)和所述狭缝(31)的权利要求1～6中任一项所记载的蜂窝结构体成型用金属模具的制造方法，其特征在于，具备：

在台座(300)上配置金属粉末(301)的粉末铺设工序；以及

对所述金属粉末照射激光(L)，除了与所述原料供给孔以及所述狭缝对应的部位以外，使所述金属粉末熔融凝固的激光加工工序。