JP2007038584A

JP2007038584A - 電鋳成形型の製造方法

Info

Publication number: JP2007038584A
Application number: JP2005226994A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mukai; 浩章向; Tamotsu Nagatani; 保永谷; Takeshi Kitano; 毅北野
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Kyokuto Seiki Co Ltd
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Kyokuto Seiki Co Ltd
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】短時間に成形型を製造することが可能な、低コストの電鋳成形型の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】樹脂材料によって形成された原型１は、電解液３中に浸漬されることにより、その導電層上に電鋳層６が形成される。電鋳層６が形成された原型１を電解液３から取り出して、電鋳層６の背面を枠体７で取り囲み、リブ８および補強用ボルト８２を取り付けて補強した後、上下方向を逆にして、原型１の凹部１２内に液体窒素を注入する。液体窒素によって冷却された原型１は収縮して変形し、電鋳層６から短時間で分離される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電鋳処理により原型上に電鋳成形型を形成する電鋳成形型の製造方法に関する。

車両の内装材の表皮を成形する成形型の製造方法として、表面に導電層を有した原型を電解液中で電鋳処理し、原型上にこれの逆形状となる電鋳成形型を形成する方法が広く行われている（例えば、特許文献１参照）。この従来の電鋳成形型の製造方法においては、原型上に電鋳成形型が形成された後、樹脂材料にて形成された原型を高温で加熱して溶融させ、形成された電鋳成形型と分離することがよく行われていた。
特開平６−２５８８４号公報（第１図、第２図）

上述した原型の分離方法によれば、原型を加熱するための加熱装置を必要とするとともに、加熱により原型を分離するまでに長時間を要し、生産性が悪く、その製造コストが嵩むという問題があった。また、原型を長時間高温にさらすことにより、電鋳成形型も加熱されてしまい、成形型の寸法精度にも悪影響を及ぼすことがあった。本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、短時間に成形型を製造することが可能な、低コストの電鋳成形型の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、表面に導電層を有した樹脂材料製の原型を電解液中に浸漬させて電鋳処理し、前記原型上に電鋳層を形成し、前記原型を前記電鋳層から分離することにより、電鋳成形型を形成する電鋳成形型の製造方法において、前記原型において、前記電鋳層が形成される側の反対側に凹部を形成し、前記原型上に前記電鋳層が形成された後、前記凹部内に冷媒を供給して、前記原型を冷却することにより収縮させ、前記電鋳層から分離させることを特徴とする電鋳成形型の製造方法とした。

請求項２の発明は、前記冷媒は液体窒素であることを特徴とする請求項１記載の電鋳成形型の製造方法とした。

＜請求項１の発明＞
原型において、電鋳層が形成された側の反対側に凹部を形成し、原型上に電鋳層が形成された後、凹部内に冷媒を供給して、原型を冷却することにより収縮させ、電鋳層から分離させるため、加熱による成形型の寸法精度への悪影響がなく、短時間に原型を分離することができる。また、加熱装置等を必要としないため、電鋳成形型を低コストに製造することができる。

＜請求項２の発明＞
冷媒は液体窒素であることにより、原型を急冷して、短時間に電鋳成形型から分離することができる。

本発明による電鋳成形型の製造方法の実施形態を、図１乃至図７によって説明する。最初に、エポキシ樹脂材料によって、製造目的の電鋳成形型５に対する逆形状を成す原型１を形成する。原型１の電鋳成形型５が形成される側の表面１１には、メッキ液を吹き付ける等して導電層を形成しておく。また、原型１の電鋳成形型５が形成される側の反対側には、凹部１２が形成されている。次に、原型１の表面に、複数の細孔１３を形成する。細孔１３は、ドリル等で直接に原型１の表面に穿孔する。図１に示すように、各々の細孔１３には、適当な長さの天蚕糸またはワイヤ等の金属、もしくは樹脂で形成された線状部材１４を差し込んでおく。

次に、図２に示すように、線状部材１４が差し込まれた原型１を、電解槽２の電解液（スルファミン酸ニッケル等が主成分）３中に浸漬させる。また、電解液３にニッケル板４を浸し、電解液３を所定温度に維持しながら、直流電源のプラス極をニッケル板４に接続し、マイナス極を原型１の導電層に接続して通電する。この電鋳処理加工により、原型１の表面１１の導電層上には、ニッケルが析出して電鋳層６が形成される（図３示）。この時、細孔１３上には線状部材１４が差し込まれていることにより、ニッケルが析出せず、電鋳層６には複数の通気孔６１が貫通している。尚、線状部材１４は原型１を電解槽２から取り出した後、すべて原型１から引き抜かれる。

電鋳層６は、原型１とともに電解槽２から取り出された後、その背面側（原型１と当接していない面側）の補強が行われる。これは、原型１を電鋳層６から分離する際に、電鋳層６に形状的な影響（歪、破壊等）を発生させないようにするためである。図４に示すように、まず、金属あるいは樹脂材料にて形成された枠体７が、矩形状に四方を取り囲むように、電鋳層６の背面に取り付けられる。同様に、金属あるいは樹脂材料にて形成された複数のリブ８によって、枠体７の内部を格子状に連結する。リブ８と電鋳層６との間には、数ｍｍの隙間が形成される。更に、各リブ８から突出するようにブラケット８１を取り付け、ブラケット８１と電鋳層６との間を補強用ボルト８２にて連結する。図示したように、補強用ボルト８２は電鋳層６に直接溶接し、電鋳層６の強度を向上させている。

電鋳層６の背面側の補強が完了すると、図５に示すように、原型１の上下方向を逆にした後、凹部１２内に摂氏−２００℃以下の液体窒素を注入して５分程度放置する。これにより、樹脂材料にて形成された原型１は、急冷却されて収縮して変形するため、外力を加えなくとも電鋳層６から分離し始める（図６示）。原型１が電鋳層６から分離することにより、双方の間には空気層が形成され、この空気層が原型１から電鋳層６への熱伝播を防止し、温度変化による電鋳層６へのダメージを低減できる。収縮が進行して、やがて原型１は破壊（割れる）等して電鋳層６から完全に分離し、電鋳層６によって形成された電鋳成形型５が完成する（図７示）。

本実施形態によれば、原型１において、電鋳層６が形成される側の反対側に凹部１２を形成し、原型１上に電鋳層６が形成された後、凹部１２内に冷媒を供給して、原型１を冷却することにより収縮させ、電鋳層６から分離させるため、加熱等により成形型５に歪、変形等を発生させることなく、短時間に原型１を分離でき、耐久性のある寸法精度のよい成形型５にすることができる。また、加熱装置等を必要としないため、低コストな製造方法にすることができる。また、冷媒は液体窒素であることにより、原型１を急冷して、短時間に電鋳層６から分離することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）原型を冷却する冷媒として、液体酸素、液体ヘリウム等も使用可能である。
（２）電鋳層に通気孔を形成するため、原型に複数の貫通孔を形成し、電解槽中で通気孔から空気を吹き出させることにより、通気孔上にニッケルが析出しないようにしてもよい。
（３）電鋳層の背面に補強を施さずに、原型を分離してもよい。この場合、電鋳層がそのまま電鋳成形型となる。

本実施形態による電鋳成形型の製造方法において、電解液に浸す前の原型を表した断面図である。原型に電鋳処理を施しているところを示した断面図である。原型の表面に電鋳層が形成されたところを示した断面図である。電鋳層の背面を補強したところを示した断面図である。原型の凹部に冷媒を注入したところを示した断面図である。原型を電鋳層から分離するところを示した断面図である。完成した電鋳成形型の断面図である。

符号の説明

１…原型
３…電解液
５…電鋳成形型
６…電鋳層
１１…原型の表面
１２…凹部
６１…通気孔
８２…補強用ボルト

Claims

表面に導電層を有した樹脂材料製の原型を電解液中に浸漬させて電鋳処理し、前記原型上に電鋳層を形成し、前記原型を前記電鋳層から分離することにより、電鋳成形型を形成する電鋳成形型の製造方法において、
前記原型において、前記電鋳層が形成される側の反対側に凹部を形成し、前記原型上に前記電鋳層が形成された後、前記凹部内に冷媒を供給して、前記原型を冷却することにより収縮させ、前記電鋳層から分離させることを特徴とする電鋳成形型の製造方法。
前記冷媒は液体窒素であることを特徴とする請求項１記載の電鋳成形型の製造方法。