JP2004358545A - 金属射出成形方法及び装置 - Google Patents
金属射出成形方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004358545A JP2004358545A JP2003162865A JP2003162865A JP2004358545A JP 2004358545 A JP2004358545 A JP 2004358545A JP 2003162865 A JP2003162865 A JP 2003162865A JP 2003162865 A JP2003162865 A JP 2003162865A JP 2004358545 A JP2004358545 A JP 2004358545A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- molten metal
- injection molding
- metal
- solid raw
- 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.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【解決手段】押出しシリンダ(3)の内部に、固体原料(18)の直径よりも僅かに小さな内径を有した縮径部(20)を形成し、縮径部(20)において固体原料(18)を押出し、塑性変形させることによって、溶解部(40)以降に蓄積された溶湯(19)と外気の接触を遮断し、且つ溶解部(40)内に溶湯(19)を密閉するようにした。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術の分野】
本発明は、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属材料を射出成形するための金属射出成形方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
アルミニウム合金又はマグネシウム合金等の金属材料の成形機において、インゴットを機械的に加工して粒状に製作した材料チップとせずに、加熱筒にインゴットを直接供給する図9に示す金属成形機の原料供給装置が知られている(特開2001−30059公報)。このような金属成形機の原料供給装置102では、加熱筒に連通する筒状体105と、この筒状体105の内壁面に設けられ、インゴット103の外周部に接して筒状体105内と外気とを遮断するシール部材106と、筒状体105の外周部に設けられインゴット103の先端部103aのみを部分溶融する高周波等の誘導加熱手段107とを備え、筒状体105内で溶融された溶融金属108を加熱筒104に連続的に供給するように構成されている。加熱筒104内には攪拌移動手段であるスクリュ110が回転可能に設けられており、スクリュ110を回転駆動すると筒状体105より供給された溶融金属108を搬送し、加熱筒104の先端部104bより半溶融金属109を図示しない金型に圧入して、所望の金属成形品が得られる。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−30059公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法では、以下の問題がある。
【0005】
前記の金属成形機の原料供給装置では、金属材料はインゴットのような固体原料で供給されるので、材料チップを供給する方式のように、材料費は高価になることはない。しかしながら、筒状体の内壁面に設けられ、材料インゴットの外周部に当接したシール部材により筒状体内と外気とを遮断しているため、材料インゴットの外周面は比較的平滑である必要があり、材料インゴットの表面性状に制約を受けるという問題がある。また、筒状体内にシール部材を用いる必要があるため、金属成形機自体がコストアップするという問題もある。
【0006】
また、スクリュを回転駆動して筒状体より供給された溶融金属を搬送し、加熱筒の先端部より半溶融金属を金型に圧入して、所望の金属成形品を得るが、溶融材料は金型内での凝固が早いため短時間で金型に充填する必要があり、スクリュの回転駆動圧力のみで金型に圧入することは困難であり、表面性状の優れた金属成形品や細部を有する複雑な形状の金属成形品を得ることが困難であるという問題がある。
【0007】
本発明は、上記のような従来の装置の課題を解決するためのものであり、固体原料の表面形状に制約を受けずに固体原料を急速溶融することができ、気泡を含まず高品質で構造が複雑な金属成形品を得ることができ、且つ構造が簡単で安価な金属射出成形方法及び装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項1記載の発明では、押出しシリンダ(3)の長手方向に往復動自在で、押出し用プランジャ(2)により固体原料(18)を押し出す押出し部(30)と、
押出し部(30)に連結され、押し出された固体原料(18)を加熱溶解する溶解部(40)と、
この溶解部(40)で溶解された溶湯(19)を、計量し、且つ金型(11、12)内に射出する射出部(60)とからなり、
押出しシリンダ(3)の内部に、固体原料(18)の直径Dよりも僅かに小さな直径dを有した縮径部(20)を形成し、縮径部(20)において固体原料(18)を押出し、塑性変形させることによって、溶解部(40)以降に蓄積された溶湯(19)と外気との接触を遮断し、且つ溶解部(40)内に溶湯(19)を密閉するようにしたことを特徴とする。
【0009】
本発明のうち請求項2記載の発明では、溶解部(40)に不活性ガス貯留部(70)を設け、溶解部(40)内の不活性ガス貯留部(70)を一定の圧力に維持するように調整するようにしたことを特徴とする。
【0010】
本発明のうち請求項3記載の発明では、不活性ガス貯留部(70)の不活性ガスの正圧と射出用プランジャ(7)の後退動作によって発生する負圧の圧力差によって、溶湯(19)を計量するようにしたことを特徴とする。
【0011】
本発明のうち請求項4記載の発明では、不活性ガス貯留部(70)に一定の圧力で保持された不活性ガスによって、射出工程中に発生する溶湯圧力を吸収するようにしたことを特徴とする。
【0012】
本発明のうち請求項5記載の発明では、溶解部(40)に溶湯(19)の液面位置を検出するレベルセンサ(15)を配置して、溶湯量の減少および固体原料(18)の投入時期を把握するようにしたことを特徴とする。
【0013】
本発明のうち請求項6記載の発明では、固体原料(18)は、予め溶融開始温度以下に加熱しておくようにしたことを特徴とする。
【0014】
本発明のうち請求項7記載の発明では、溶解部(40)中に加熱手段(41)を挿入し、内部から溶湯(19)を加熱するようにしたことを特徴とする。
【0015】
本発明のうち請求項8記載の発明では、押出しシリンダ(3)内で、押出し用プランジャ(2)により固体原料(18)を溶解部(40)に押し出して、固体原料(18)を加熱溶解し、溶解された溶湯(19)を射出部(60)で計量し、且つ金型(11、12)内に射出を行うようにした金属射出成形方法であって、
溶解部(40)の溶湯(19)中に固体原料(18)を塑性変形するように押出して直接接触熱交換するようにしたことを特徴とする。
【0016】
本発明のうち請求項9記載の発明では、押出しシリンダ(3)内で、押出し用プランジャ(2)により固体原料(18)を溶解部(40)に押し出して、固体原料(18)を加熱溶解し、溶解された溶湯(19)を射出部(60)で計量し、且つ金型(11、12)内に射出を行うようにした金属射出成形方法であって、
押出しシリンダ(3)の内部に、固体原料(18)の直径Dよりも僅かに小さな直径dを有した縮径部(20)を形成し、縮径部(20)において固体原料(18)を押出し、塑性変形させることによって、溶解部(40)以降に蓄積された溶湯(19)と外気との接触を遮断し、且つ溶解部(40)内に溶湯(19)を密閉するようにしたことを特徴とする。
【0017】
本発明のうち請求項10記載の発明では、溶解部(40)に不活性ガスを貯留し、溶解部(40)内の前記不活性ガスを一定圧力に調整するようにしたことを特徴とする。
【0018】
本発明のうち請求項11記載の発明では、前記不活性ガスの正圧と射出用プランジャ(7)の後退動作によって発生する負圧の圧力差によって、溶湯(19)を計量するようにしたことを特徴とする。
【0019】
本発明のうち請求項12記載の発明では、一定の圧力で保持された前記不活性ガスによって、射出工程中に発生する溶湯(19)の圧力を吸収するようにしたことを特徴とする。
【0020】
本発明のうち請求項13記載の発明では、溶解部(40)に溶湯(19)の液面位置を検出するレベルセンサ(15)を配置して、溶湯量の減少および固体原料(18)の投入時期を把握するようにしたことを特徴とする。
【0021】
本発明のうち請求項14記載の発明では、固体原料(18)は、溶融開始温度以下に加熱しておくようにしたことを特徴とする。
【0022】
本発明のうち請求項15記載の発明では、溶解部(40)の内部から溶湯(19)を加熱するようにしたことを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図により説明する。図1は、本発明の実施の形態を示す金属射出成形装置の概略断面図である。
【0024】
本発明の実施の形態を図1により説明する。
本実施の形態の金属射出成形装置は、主に、固体原料である原料ビレット18を押出して塑性変形させる押出し部30、押し出された原料ビレット18を加熱、溶解する溶解部40、溶解部40の上部に設けられた不活性ガス貯留部70、溶解した液体原料である溶湯19を金型11、12内に射出充填する射出部60、溶解部40を射出部60に開口連結する連結部50から構成されている。
【0025】
原料ビレット18は、図7に示す保温炉24から押出しシリンダ3内に搬送される。この搬送手段は、例えば、予熱装置である保温炉24と材料供給口31との間に通路を設けて、エアーシリンダ21で原料ビレット18を保温炉24から押出しシリンダ3に押し出して供給するようにしても良い。
【0026】
詳細には、保温炉24を構成する円筒形容器内に固体原料18を順次装填し、外周部に取り付けたヒータ22によって固体原料18を溶融開始温度以下に予熱する。固体原料18を供給する際は、エアーシリンダ21で固体原料18を順次押出し、予熱された固体原料18を傾斜したシュータ23へ落下させる。シュータ23は押出しシリンダ3と開口連結されており、押出しシリンダ3内に固体原料18を供給する。固体原料18の押出しシリンダ3内への供給が終了後、エアーシリンダ21を元の位置まで後退させ、コンベアなどの固体原料18の搬送手段を利用して、常温の固体原料18を予熱装置へ供給し、上記の処理を繰返す。
【0027】
本実施の形態の金属射出成形装置では、押出しシリンダ3には、その内部に原料ビレットの直径Dよりも僅かに小さな直径dを有した縮径部20を設けるようにしたことを特徴とする。縮径部20の絞り比は、原料ビレット18を塑性変形させて外気と溶融材料を遮断することができる程度であれば良い。絞り比を大きくするほど、大きな押出し力が必要となるので、絞り比は小さいほうが望ましいためである。押出し力は、絞りによる塑性変形抵抗と摩擦抵抗によって支配される。縮径部20の絞り角度は、30〜60°程度の範囲であるのが望ましい。絞りによる塑性変形だけを計算すると、絞り角度が小さいほど、押出し力は小さくなり、絞り角度90°で最大となる。但し、絞り角度を小さくすると、絞り部の長さが長くなるため、絞り部内壁面と原料ビレット18の摩擦抵抗が大きくなり、結果的に押出し力は大きくなる。従って、本実施の形態では、絞り角度を30〜60°程度が好ましい。本実施例では、45°としている。
【0028】
押出しシリンダ3に投入された原料ビレット18は、押出し用プランジャ2の前進動作と共に前方へと搬送され、縮径部20で塑性変形する。この縮径部20において、塑性変形した原料ビレット18が押出しシリンダ3内壁と密着することによって、外気と溶湯19の接触を遮断し、溶解部40内において溶湯19を密閉する。
【0029】
本実施の形態では、固体原料18として、円筒形の直径D×長さLの原料ビレットを使用する。原料ビレット18の形状は、押出しシリンダ3内に収容可能な大きさで、且つ縮径部20の内径dよりも外径がわずかに大きければ良い。具体的には、原料ビレット18の直径Dと縮径部20の直径dは、面積絞り比が1.05〜1.30程度に設定するのが好ましい。基本的には、原料ビレット18は、円筒形を想定している。この際、原料ビレット18の真円度が問題となるが、原料コストを低減させる意味から、余り高精度を要求する必要はない。例えば、直径90mmの縮径部20を持った押出しシリンダ3に使える原料ビレット18は、面積絞り比が1.05〜1.30とすれば、φ92.2mm〜φ102.6mmの原料寸法となる。従って、最小でも直径に対して2.2mmの誤差まで許容される。
【0030】
また、原料ビレット18は溶融開始温度以下で、ハンドリング時に変形しない最高温度であることが好ましい。温度が高すぎると、酸化しやすく且つハンドリング不可能となり、逆に、原料ビレット18の温度が低すぎると、押出し時に膨大な押出し力が必要となるためである。具体例としては、マグネシウム合金AM50Aの場合、溶融開始温度は540℃であるので、500℃程度に設定する。
【0031】
押出し部30は、押出し用油圧シリンダ1に連結され、その長手方向に往復動自在で、原料ビレット18を押し出すための押出し用プランジャ2と、押し出された原料ビレット18を溶解部40に連結する押出しシリンダ3とからなる。
【0032】
また、押出し用プランジャ2の原料ビレット18に対する押圧力は、原料ビレット18の形状(直径D、長さL)、絞り比、押出し速度と密接な関係がある。一般的には、原料ビレット18の直径、長さが大きいほど、絞り比が大きいほど、また押出し速度が早いほど、押出し力は大きくなる。本実施の形態では、射出成形機という性格上、ある所定の成形サイクル時間以内に押出し工程を完了する必要があるため、押出し速度が大きく取れるように原料ビレット18の寸法を規定している。成形機の大きさ、対象とする成形品の重量等にもよるが、原料ビレット18の寸法は、概ね(L/D)<0.5程度とする。また、絞り比についても、押出し速度を落とすことなく、縮径部20でのガスシールが確保できる最小の絞り比となるように設計する。具体的には、原料ビレット寸法;φ60xL30で、絞り比1.20の場合、押出し力は最大で20トン、押出し速度5mm/sである。
【0033】
押出し用プランジャ2の駆動は、押出し用油圧シリンダ1で行う。なお、本実施の形態では、押出し用プランジャ2の駆動は、押出し用油圧シリンダ1としているが、これに限定されるものではなく、モータ駆動であっても良い。また、押出し用プランジャ2の駆動手段として、例えば、図示しないが両側に配されたロール間に原料ビレットを挟んで両側のロールを内回転させることにより原料ビレットを前方に押出す方式、スクリュネジを回転させることにより原料ビレットを前方に押出す方式、クランク機構によりクランク軸の回転により原料ビレットを押出す方式等の駆動方法であっても良い。
【0034】
なお、図1においては溶解部40を射出部60の上方に垂直に配置したが、これを射出部60に対して上方に傾斜させて配置し、両者間に連結部50により接続することもできる。
【0035】
射出部60は、射出用油圧シリンダ5と連結された射出用プランジャ7、射出シリンダ9およびノズル10などから構成されている。射出部60の後端には、射出用プランジャ7に取り付けられた逆流防止リング6と射出シリンダ9の内部に空気あるいは水を流通させる冷却管17の冷却作用によって、射出部60後方への溶湯の漏れを防止可能な構造となっている。また、射出用プランジャ7の先端には、逆流防止装置8が取り付けられており、射出あるいは保圧時に溶湯が溶解部40へと逆流することを防止する。
【0036】
上述した連結部50および射出部60には、溶湯温度を保持するために必要となる電気式ヒータあるいは誘導加熱ヒータ等の加熱装置16が、その外周部に取り付けてある。
【0037】
なお、連結部50の途中に、ロータリ式、ピストン式などの機械式逆流防止機構あるいはポペット式、ボール式などの逆流防止機構を設けることによって、計量容積および射出容積の精度向上を図ることができる。さらに、このような逆流防止機構を具備すれば、射出用プランジャの先端部に逆流防止装置8を配置する必要が無くなり、また射出用プランジャを連結部後端の位置まで短小化することが可能となり、装置コストの低減を図ることができる。
【0038】
溶解部40は、内部が円筒状の中空となっており、押出し部30から押出・搬送された原料ビレット18は、押出しシリンダ3の外周部に取り付けた電気式ヒータあるいは誘導加熱式ヒータなどの加熱装置16によって溶解され、所定の設定温度に保持される。
【0039】
不活性ガス貯留部70には、不活性ガスとしてArガスを導入するための不活性ガス導入管14が連結されている。そして、溶湯上面にArガスの不活性ガス層を形成させることによって、溶湯の酸化を防止するようになっている。また、このArガス層の圧力は、不活性ガス導入管14に連結された圧力調節器13によって、0.1MPa〜2.0MPaの範囲で任意のガス圧力に調節可能である。このArガス圧力は、射出用プランジャ7を後退させて計量する場合に、射出用プランジャ7の後退動作に伴い発生する溶湯吸引力との差圧によって、溶湯搬送力を発生させる。具体的には、不活性ガスの圧力P1(正圧)と射出用プランジャ7の後退動作によって射出用プランジャの先端(計量空間)に発生する負圧P2の圧力差によって溶湯19の計量を行う。
【0040】
さらに、射出時には、射出用プランジャ7の前方に発生する10MPa〜150MPaの射出圧力によって、射出用プランジャ7の先端に配置された逆流防止装置8を介して、溶湯19が溶解部40へ逆流することになる。逆流した溶湯は、その量に応じてArガス層の溶湯液面を上昇させ、Arガス圧力を増加させる。仮に、Arガス層を設けず、原料ビレット18の塑性変形部分で溶解部40を完全に密閉し、溶湯19を完全に充満した場合には、射出時の僅かな溶湯逆流によっても溶解部40の溶湯圧力が射出圧と同程度に上昇することになり、溶解部40などには高温、高強度を有した高価な特殊耐熱材料を使用する必要がある。しかし、本発明のようにArガス層を設けることによって、射出時の逆流による溶湯圧力の増加を吸収することが可能となり、安価な一般耐熱材料で溶解部などを構成することが可能となる。具体的には、高温、高強度を有した高価な特殊耐熱材料とはNi基をベースとしたスーパーアロイ(Inconelなど)やW基、Co基などを含有した熱間工具鋼などである。
【0041】
具体的には、射出あるいは保圧工程中に、射出用プランジャの先端側に設けられている逆流防止装置8から射出力あるいは保圧力によって逆流現象が生じる。この時、逆流防止装置8より上流側(根元側)が、溶湯19で完全に満たされている状態であると、逆流した溶湯19の逃げ場が無いため、逆流した溶湯19によって上流側の内圧も急激に上昇することとなる。しかし、不活性ガス貯留部70が上流側に設けられている場合には、逆流した溶湯19は、この不活性ガスを圧縮するだけになり、上流側に大きな内圧は発生しない。すなわち、不活性ガスの圧力をP1、容積をV1として、逆流によって容積V2の溶湯19が上流側に逆流した場合の不活性ガス圧力P3は、P3=P1×V1/(V1−V2)となる。上式の(V1−V2)が負にならないように、最大量逆流したとしてもV1>V2となる不活性ガスの容積が必要となる。
【0042】
なお、不活性ガス貯留部70には、溶湯19の液面位置を検出するため、電気式あるいはフロート式のレベルセンサ15が取付けられており、溶湯量の検出および原料ビレット18の投入時期の把握を行う。
【0043】
溶解部40にて、所定の温度まで加熱・溶解された溶湯19は、Arガス圧力と射出用プランジャ7の後退動作に伴う溶湯吸引力の差圧による溶湯搬送力によって、溶解部40―射出部60間を連通する連結部50を通して射出部60へ流入される。
【0044】
(動作)
図2〜6を用いて、本実施の形態の動作を説明する。
まず、図2では、本実施の形態の典型的な動作例として、溶湯液面位置が下降し、レベルセンサ15が溶湯不足を検知した状態から開始するようにしている。
【0045】
不活性ガス貯留部70に設けられたレベルセンサ15によって、溶湯液面位置が下降したことを検知した場合、押出し用プランジャ2を後退させて、原料ビレット18を押出しシリンダ3内に投入する。この時、原料ビレット18は、本装置と連結した予熱装置である保温炉24において、溶融温度開始以下、例えば、マグネシウム合金の場合、400〜500℃に予加熱しておくようにする。なお、予熱装置は、別置きの予熱炉であっても良い。
【0046】
次に、図3に示すように、原料ビレット18投入後、押出し用プランジャ2を前進させ、原料ビレット18を押出しシリンダ3の前方へ搬送し、縮径部20にて原料ビレット18を塑性変形させる。そして、原料ビレット18が縮径方向に塑性変形することによって、押出しシリンダ3内面と原料ビレット18外周面が密着し、それ以降の溶解部40において溶湯19を密閉することになる。
【0047】
縮径方向に塑性変形した原料ビレット18は、溶解部40へ搬送される。そして、搬送された原料ビレット18の容積分だけ溶解部40の溶湯液面位置が上昇し、不活性ガス貯留部70のレベルセンサ15が再び液面位置を検出する。さらに、溶湯19の液面位置が上昇することによって、不活性ガス貯留部70に保持されたArガスが圧縮、加圧される。なお、押出し用プランジャ2の前進動作は、レベルセンサ15が液面位置を検出した段階で停止してもよいし、またはレベルセンサ15の応答によらず押出し用プランジャ2が機械的に規定された最前進位置まで移動した後停止してもよい。また、不活性ガス貯留部70内のArガス圧力は、不活性ガス導入管14の経路途中に配置された圧力調節器13によって、溶湯液面位置によらず一定の圧力に保持される。
【0048】
図4に示すように、押出し工程を終了した後、予め規定の後退位置にあった射出用プランジャ7を高速で前進させ、溶湯19を金型11、12内に充填する。この射出工程において、射出用プランジャ7の前方には、溶湯19の金型11、12内への充填負荷に応じた射出圧力(10MPa〜150MPa程度)が発生することになる。この圧力の作用によって、射出用プランジャ7先端に取りつけられた逆流防止装置8から、溶湯19が溶解部40へと微量だけ逆流することになる。そして、逆流した溶湯量に応じて、不活性ガス貯留部70の溶湯液面位置が上昇し、Arガス圧力を増加させる。このArガスによるクッション効果によって、溶解部40内の溶湯は、設定されたArガス圧力と同程度の低い圧力に維持することが可能となる。
【0049】
図5に示すように、射出工程を終了した後、射出用プランジャ7を後退させて、次ショットの計量を行う。溶解部40内の溶湯19は、射出用プランジャ7の後退動作に伴い発生する溶湯吸引力とArガス圧力との差圧によって、射出用プランジャ7前方へと搬送される。そして、射出用プランジャ7が、成形品のショット重量に応じた規定の位置まで後退すると、射出用プランジャ7の後退動作を終了する。この計量工程中に溶解部40内の溶湯19が射出用プランジャ7の前方へ搬送されるため、不活性ガス貯留部70の溶湯19の液面位置は下降し、またArガス圧力は減少する。そして、図6に示すように、ノズル先端に金型11、12からの冷却によって固化層が形成された時点で、型開きを行い、成形品の突き出し動作を行い、成形品を取り出す。
【0050】
本実施の形態では、溶解部40では、外部にヒータを設けるようにしているが、これに限定するものではなく、図8に示すように、溶解部40中に加熱手段(ヒータ)41を挿入し、内部から溶湯を加熱することもできる。これにより、溶解部40内部から溶湯19を加熱するので、溶解能力を向上させることができる。溶解部40中に加熱手段(ヒータ)41を挿入し、内部から溶湯を加熱する場合には、ヒータ41を内包したスリーブ(図示せず)を溶湯中に配置するようにする。これにより、外部への熱損失が低減し、さらに溶湯内に対流を生じさせて、スリーブ外面と溶湯19間の熱伝達を促進することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上のように、本発明のうち請求項1、9記載の発明によれば、押出しシリンダ内に固体原料の直径Dよりも僅かに小さな直径dを有する縮径部を設け、原料ビレットを塑性変形させることによって、溶湯と外気との接触を遮断し、溶解部内の溶湯を密閉状態とすることが可能となり、溶解部内を溶湯および押出された固体材料で充満させて、シリンダからの伝熱効率を促進させることができる。これにより、溶湯を密閉状態で保持することができるので、溶湯の酸化を防止することが可能となり、成形品への酸化物の混入といった品質不良ならびに溶解炉に発生した酸化物の除去作業を無くすことができるという効果がある。
【0052】
さらに、本発明のうち請求項2〜4、10〜12記載の発明によれば、溶解部に不活性ガスである不活性ガス貯留部を設け、不活性ガスを一定の加圧状態に維持することによって、計量工程では溶湯の搬送力を発生し、射出工程では溶湯の逆流による溶湯圧力(サージ圧力)の増加を防止することが可能となる。そして、溶湯圧力を設定された不活性ガス圧力と同程度の低い圧力に維持することができれば、溶解部あるいは連結部などを構成する部材には、安価な一般耐熱材料を使用することが可能となり、金属射出成形装置コストおよび成形品コストを低減することができる。
【0053】
本発明のうち請求項5、13記載の発明によれば、不活性ガス貯留部に電気式あるいはフロート式のレベルセンサを配置し、溶湯の液面位置を検出することによって、簡易な構成で、溶湯量の減少および固体原料の投入時期を把握することができる。
【0054】
本発明のうち請求項6、14記載の発明によれば、固体原料は、溶融開始温度以下に加熱しておくようにしたので、短時間に原料ビレットを塑性変形させることができる。
【0055】
本発明のうち請求項7、15記載の発明によれば、溶解部中に加熱手段を挿入し、内部から溶湯を加熱するようにしているので、溶解能力が向上する。
【0056】
本発明のうち請求項8記載の発明によれば、押出しシリンダ内で、押出し用プランジャにより固体原料を溶解部に押し出して、固体原料を加熱溶解し、射出部で溶解された溶湯を計量し、金型内に射出を行うようにした金属射出成形方法であって、
溶湯中に固体原料を押出して直接接触熱交換するようにしたことにより、固体原料を直接溶解させるようにしているので、チップ化する必要もないため、原料費も低下させることができ、且つ溶解能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す金属射出成形装置の概略断面図である。
【図2】本発明の実施の形態の動作を説明する概略断面図であり、レベルセンサが溶湯不足を検知した状態を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態の動作を説明する概略断面図であり、図2の状態から押出し用プランジャが前進した状態を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態の動作を説明する概略断面図であり、図3の状態から射出用プランジャが前進した状態を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態の動作を説明する概略断面図であり、図4の状態から射出用プランジャが後退した状態を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態の動作を説明する概略断面図であり、図5の状態から型開きして、成形品の突き出し状態を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態である保温炉と材料供給口との間の通路について示す原料予熱装置と自動供給装置の構成図である。
【図8】本発明の実施の形態の溶解部中に加熱手段を挿入し、内部から溶湯を加熱するようにした状態を説明する構成図である。
【図9】従来の金属成形機の一部を示す正面断面図である。
【符号の説明】
1 押出し用油圧シリンダ
2 押出し用プランジャ
3 押出しシリンダ
4 連結部
5 射出用油圧シリンダ
6 逆流防止リング
7 射出用プランジャ
8 逆流防止装置
9 射出シリンダ
10 ノズル
13 圧力調節器
14 不活性ガス導入管
15 レベルセンサ
18 原料ビレット(固体原料)
19 液体原料(溶湯)
20 縮径部
30 押出し部
40 溶解部
50 連結部
60 射出部
70 不活性ガス貯留部(Arガス貯留部)
Claims (15)
- 押出しシリンダ(3)の長手方向に往復動自在で、押出し用プランジャ(2)により固体原料(18)を押し出す押出し部(30)と、
押出し部(30)に連結され、押し出された固体原料(18)を加熱溶解する溶解部(40)と、
この溶解部(40)で溶解された溶湯(19)を、計量し、且つ金型(11、12)内に射出する射出部(60)とからなり、
押出しシリンダ(3)の内部に、固体原料(18)の直径Dよりも僅かに小さな直径dを有した縮径部(20)を形成し、縮径部(20)において固体原料(18)を押出し、塑性変形させることによって、溶解部(40)以降に蓄積された溶湯(19)と外気との接触を遮断し、且つ溶解部(40)内に溶湯(19)を密閉するようにしたことを特徴とする金属射出成形装置。 - 溶解部(40)に不活性ガス貯留部(70)を設け、溶解部(40)内の不活性ガス貯留部(70)を一定の圧力に維持するように調整するようにしたことを特徴とする請求項1記載の金属射出成形装置。
- 不活性ガス貯留部(70)の不活性ガスの正圧と射出用プランジャ(7)の後退動作によって発生する負圧の圧力差によって、溶湯(19)を計量するようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の金属射出成形装置。
- 不活性ガス貯留部(70)に一定の圧力で保持された不活性ガスによって、射出工程中に発生する溶湯圧力を吸収するようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の金属射出成形装置。
- 溶解部(40)に溶湯(19)の液面位置を検出するレベルセンサ(15)を配置して、溶湯量の減少および固体原料(18)の投入時期を把握するようにしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の金属射出成形装置。
- 固体原料(18)は、予め溶融開始温度以下に加熱しておくようにしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載の金属射出成形装置。
- 溶解部(40)中に加熱手段(41)を挿入し、内部から溶湯(19)を加熱するようにしたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか記載の金属射出成形装置。
- 押出しシリンダ(3)内で、押出し用プランジャ(2)により固体原料(18)を溶解部(40)に押し出して、固体原料(18)を加熱溶解し、溶解された溶湯(19)を射出部(60)で計量し、且つ金型(11、12)内に射出を行うようにした金属射出成形方法であって、
溶解部(40)の溶湯(19)中に固体原料(18)を塑性変形するように押出して直接接触熱交換するようにしたことを特徴とする金属射出成形方法。 - 押出しシリンダ(3)内で、押出し用プランジャ(2)により固体原料(18)を溶解部(40)に押し出して、固体原料(18)を加熱溶解し、溶解された溶湯(19)を射出部(60)で計量し、金型(11、12)内に射出を行うようにした金属射出成形方法であって、
押出しシリンダ(3)の内部に、固体原料(18)の直径Dよりも僅かに小さな直径dを有した縮径部(20)を形成し、縮径部(20)において固体原料(18)を押出し、塑性変形させることによって、溶解部(40)以降に蓄積された溶湯(19)と外気との接触を遮断し、且つ溶解部(40)内に溶湯(19)を密閉するようにしたことを特徴とする金属射出成形方法。 - 溶解部(40)に不活性ガスを貯留し、溶解部(40)内の前記不活性ガスを一定圧力に調整するようにしたことを特徴とする請求項8又は9記載の金属射出成形方法。
- 前記不活性ガスの正圧と射出用プランジャ(7)の後退動作によって発生する負圧の圧力差によって、溶湯(19)を計量するようにしたことを特徴とする請求項8又は9記載の金属射出成形方法。
- 一定の圧力で保持された前記不活性ガスによって、射出工程中に発生する溶湯(19)の圧力を吸収するようにしたことを特徴とする請求項10又は11記載の金属射出成形方法。
- 溶解部(40)に溶湯(19)の液面位置を検出するレベルセンサ(15)を配置して、溶湯量の減少および固体原料(18)の投入時期を把握するようにしたことを特徴とする請求項8〜12のいずれか記載の金属射出成形方法。
- 固体原料(18)は、溶融開始温度以下に加熱しておくようにしたことを特徴とする請求項8〜13のいずれか記載の金属射出成形方法。
- 溶解部(40)の内部から溶湯(19)を加熱するようにしたことを特徴とする請求項8〜14のいずれか記載の金属射出成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003162865A JP3720822B2 (ja) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | 金属射出成形方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003162865A JP3720822B2 (ja) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | 金属射出成形方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004358545A true JP2004358545A (ja) | 2004-12-24 |
JP3720822B2 JP3720822B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=34054886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003162865A Expired - Fee Related JP3720822B2 (ja) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | 金属射出成形方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3720822B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190139132A (ko) * | 2018-06-07 | 2019-12-17 | 가부시키가이샤 소딕 | 경금속 사출 성형기의 사출 장치 |
CN114515832A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-20 | 杭州科技职业技术学院 | 一种用于金属粉末注射成型生产的一体化设备 |
-
2003
- 2003-06-06 JP JP2003162865A patent/JP3720822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190139132A (ko) * | 2018-06-07 | 2019-12-17 | 가부시키가이샤 소딕 | 경금속 사출 성형기의 사출 장치 |
CN110576184A (zh) * | 2018-06-07 | 2019-12-17 | 株式会社沙迪克 | 轻金属注射成形机的注射装置 |
US10702915B2 (en) | 2018-06-07 | 2020-07-07 | Sodick Co., Ltd. | Injection device of light metal injection molding machine |
KR102199231B1 (ko) * | 2018-06-07 | 2021-01-06 | 가부시키가이샤 소딕 | 경금속 사출 성형기의 사출 장치 |
CN110576184B (zh) * | 2018-06-07 | 2021-10-08 | 株式会社沙迪克 | 轻金属注射成形机的注射装置 |
CN114515832A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-20 | 杭州科技职业技术学院 | 一种用于金属粉末注射成型生产的一体化设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3720822B2 (ja) | 2005-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7137435B2 (en) | Enhanced cold chamber die casting molding machine | |
JP4119892B2 (ja) | 軽金属射出成形機の射出装置 | |
US9090016B2 (en) | Injection molding machine | |
JP2004050269A (ja) | 軽金属射出成形機の射出装置 | |
WO2012070522A1 (ja) | ダイカストマシン及びダイカストマシンの異常検出方法 | |
US9108352B2 (en) | Injection molding machine | |
JP2004358545A (ja) | 金属射出成形方法及び装置 | |
KR102199231B1 (ko) | 경금속 사출 성형기의 사출 장치 | |
JP3439434B2 (ja) | 金属材料の射出成形における材料供給及び溶解方法 | |
JP6113636B2 (ja) | 射出成形機 | |
JP3827006B2 (ja) | 金属射出成形方法及び装置 | |
JP3677746B2 (ja) | 低融点金属材料の射出成形機 | |
JP3794017B2 (ja) | 金属成形品の射出成形方法 | |
JP2003211260A (ja) | 軽金属材料の射出方法および軽金属射出成形機の射出装置 | |
JP2002248663A (ja) | 射出制御装置及び射出制御方法 | |
JPS635861A (ja) | プランジヤ加圧鋳造方法および装置 | |
EP4067045A1 (en) | Injection molding machine, control device for injection molding machine, and control method | |
JP3565437B2 (ja) | 低融点金属材料用の金属射出成形装置 | |
JP2002248655A (ja) | 射出制御装置 | |
JP3477414B2 (ja) | 射出成形方法及び装置 | |
JP4736500B2 (ja) | プリプラ式射出成形方法及び装置 | |
JP2014117889A (ja) | 射出成形機の射出装置 | |
JP2000301582A (ja) | 射出成形装置の樹脂計量方法および射出成形装置並びに射出成形方法 | |
JP2002225083A (ja) | 射出装置 | |
JP2006256278A (ja) | ピストン駆動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050705 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050712 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050908 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3720822 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080916 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100916 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100916 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110916 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110916 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120916 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120916 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130916 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |