JP2009000847A - Master model and manufacturing method for master model - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、
シートクッションパッドやシートバックパッド等の中実の製品用の成形型を製作するためのマスターモデルに関する。
The present invention
The present invention relates to a master model for producing a mold for a solid product such as a seat cushion pad or a seat back pad.
従来、中実の製品用の成形型を製作するためのマスターモデルを製作する場合、NC工作機械のテーブルに硬質ウレタン等の樹脂材を取付け、その樹脂材の外面を、荒削り・仕上げ削り等の複数段階にわたって精密に切削加工して、マスターモデルを中実の一体物に形成していた。 Conventionally, when producing a master model for producing a mold for a solid product, a resin material such as hard urethane is attached to the table of an NC machine tool, and the outer surface of the resin material is roughened, finished, etc. The master model was formed into a solid unit by precisely cutting over multiple stages.
上記従来の技術によれば、マスターモデルを中実の一体物に形成していたために、マスターモデルが重量化して、成形型を製作する工程でマスターモデルの取り扱いに手間がかかっていた。 According to the above conventional technique, since the master model is formed as a solid unit, the master model is heavy, and it takes time to handle the master model in the process of manufacturing the mold.
その結果、成形型の製作作業の作業効率が低くなっていた。また、NC工作機械等のマスターモデルの製造装置が大型化していた。 As a result, the working efficiency of the mold production work has been low. In addition, master model manufacturing apparatuses such as NC machine tools have become larger.
本発明は上記実状に鑑みて成されたもので、その目的は、軽量化を図ることができて、成形型の製作作業の作業効率を向上させることができ、小型の製造装置でも製造できるマスターモデル、及び、マスターモデルの製造方法を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce the weight, improve the working efficiency of the mold manufacturing work, and can be manufactured by a small manufacturing apparatus. It is in providing a manufacturing method of a model and a master model.
請求項1の発明(第1発明)の構成・作用・効果は次のとおりである。
[構成]
中実の製品用の成形型を製作するためのマスターモデルであって、
内部を中空に形成し、
複数の分割マスターモデルに分割するとともに、前記分割マスターモデルに設けた連結部を介して前記分割マスターモデル同士を連結してある。
The structure, operation, and effect of the invention of claim 1 (first invention) are as follows.
[Constitution]
A master model for producing molds for solid products,
Forming the inside hollow,
While dividing | segmenting into a some division | segmentation master model, the said division | segmentation master models are connected through the connection part provided in the said division | segmentation master model.
[作用・効果]
この構成によれば、マスターモデルの内部を中空に形成してあるから、マスターモデルの重量化を抑制することができ、マスターモデルの取り扱いに手間がからなくなって、成形型を製作する工程でマスターモデルを取り扱いやすくすることができる。従って、成形型の製作作業の作業効率を向上させることができる。
また、複数の分割マスターモデルに分割するとともに、分割マスターモデルに設けた連結部を介して分割マスターモデル同士を連結してあるから、分割マスターモデルを別々に製造することができ、マスターモデルを小型の製造装置であっても製造することができる。
[Action / Effect]
According to this configuration, since the inside of the master model is formed hollow, it is possible to suppress the weight of the master model, and the master model is not time-consuming to handle. The model can be made easier to handle. Therefore, it is possible to improve the working efficiency of the mold manufacturing work.
In addition, the divided master models are divided into a plurality of divided master models, and the divided master models are connected to each other via a connecting portion provided in the divided master model, so that the divided master models can be manufactured separately, and the master model is reduced in size. Even a manufacturing apparatus of can be manufactured.
請求項2の発明の構成・作用・効果は次のとおりである。
[構成]
請求項1による発明の構成において、
前記分割マスターモデルの中空部の内面に1又は2以上のリブを形成してある。
The structure / action / effect of the invention of
[Constitution]
In the structure of the invention according to
One or more ribs are formed on the inner surface of the hollow portion of the divided master model.
[作用・効果]
請求項1の構成による上記の作用・効果に加えて、次の作用・効果を奏することができる。
分割マスターモデルの中空部の内面に1又は2以上のリブを形成してあるから、分割マスターモデルの強度・剛性を強くすることができ、複数の分割マスターモデルを連結して成るマスターモデルを中空に構成したにもかかわらず、そのマスターモデルの強度・剛性を強くすることができる。その結果、マスターモデルの変形を回避することができ、マスターモデルを目標の形状に正確に形成することができる。
[Action / Effect]
In addition to the operations and effects of the configuration of the first aspect, the following operations and effects can be achieved.
Since one or more ribs are formed on the inner surface of the hollow part of the divided master model, the strength and rigidity of the divided master model can be increased, and the master model formed by connecting multiple divided master models is hollow. Despite being configured, the strength and rigidity of the master model can be increased. As a result, deformation of the master model can be avoided, and the master model can be accurately formed in a target shape.
請求項3の発明の構成・作用・効果は次のとおりである。
[構成]
請求項2による発明の構成において、
前記1又は2以上のリブを、前記分割マスターモデルの中空部の対向する内面の間に架設して、前記中空部を複数の中空部部分に仕切るとともに、各中空部部分を、前記分割マスターモデルの分割部の開口を介して外部空間と連通させてある。
The structure, operation, and effect of the invention of
[Constitution]
In the configuration of the invention according to
The one or more ribs are laid between opposing inner surfaces of the hollow portion of the divided master model to partition the hollow portion into a plurality of hollow portion portions, and each hollow portion portion is divided into the divided master model. And communicated with the external space through the opening of the divided portion.
[作用・効果]
請求項2の構成による上記の作用・効果に加えて、次の作用・効果を奏することができる。
前記1又は2以上のリブを、前記分割マスターモデルの中空部の対向する内面の間に架設してあるから、分割マスターモデルの強度・剛性をより強くすることができ、複数の分割マスターモデルを連結して成るマスターモデルを中空に構成したにもかかわらず、そのマスターモデルの強度・剛性を強くすることができる。その結果、マスターモデルの変形を回避することができ、マスターモデルを目標の形状に正確に形成することができる。
また、分割マスターモデルの中空部を複数の中空部部分に仕切るとともに、各中空部分を、分割マスターモデルの分割部の開口を介して外部空間と連通させてあるから、例えば、1又は2以上のリブで密閉された中空部分を形成した構造に比べて簡単に製造することができる。
[Action / Effect]
In addition to the above-described operation / effect, the following operation / effect can be achieved.
Since the one or more ribs are installed between the opposing inner surfaces of the hollow portion of the divided master model, the strength and rigidity of the divided master model can be further increased, and a plurality of divided master models can be provided. Even though the connected master model is hollow, the strength and rigidity of the master model can be increased. As a result, deformation of the master model can be avoided, and the master model can be accurately formed in a target shape.
Moreover, since the hollow part of the division | segmentation master model is divided into several hollow part parts, and each hollow part is connected with external space through the opening of the division | segmentation part of a division | segmentation master model, for example, 1 or 2 or more Compared to a structure in which a hollow portion sealed with ribs is formed, it can be easily manufactured.
請求項4の発明の構成・作用・効果は次のとおりである。
[構成]
請求項1〜3のいずれか一つによる発明の構成において、
前記複数の分割マスターモデルの全てを中空に形成してある。
The structure, operation and effect of the invention of
[Constitution]
In the structure of the invention according to any one of
All of the plurality of divided master models are formed hollow.
[作用・効果]
請求項1〜3のいずれか一つの構成による上記の作用・効果を、より得やすくすることができる。
[Action / Effect]
The above-mentioned operation and effect of any one of
請求項5の発明(第2発明)の構成・作用・効果は次のとおりである。
[構成]
請求項1〜4のいずれか一つに記載のマスターモデルを製造する方法であって、
前記分割マスターモデルの三次元モデルを作成するとともに、前記三次元モデルを予め定められたピッチでスライスしてスライス形状のスライスデータを複数作成し、
各スライスデータに対応する形状の層状体を積層造形装置で形成し積層して前記分割マスターモデルを製造し、
前記複数の分割マスターモデルを前記積層造形装置で製造した後、前記複数の分割マスターモデル同士を前記連結部を介して連結して前記マスターモデルを製造する。
The structure, action, and effect of the invention of claim 5 (second invention) are as follows.
[Constitution]
A method for producing a master model according to any one of
Creating a three-dimensional model of the divided master model, and slicing the three-dimensional model at a predetermined pitch to create a plurality of slice-shaped slice data;
A layered body of a shape corresponding to each slice data is formed with a layered manufacturing apparatus and laminated to produce the divided master model,
After the plurality of divided master models are manufactured by the additive manufacturing apparatus, the plurality of divided master models are connected to each other via the connecting portion to manufacture the master model.
[作用・効果]
分割マスターモデルの三次元モデルを作成するとともに、三次元モデルを予め定められたピッチでスライスしてスライス形状のスライスデータを作成する。
そして、各スライスデータに対応する形状の層状体を積層造形装置で形成し積層して前記分割マスターモデルを製造する。このようにして複数の分割マスターモデルを製造した後、複数の分割マスターモデル同士を前記連結部を介して連結してマスターモデルを製造する。
[Action / Effect]
A three-dimensional model of the divided master model is created, and slice data of a slice shape is created by slicing the three-dimensional model at a predetermined pitch.
Then, a layered body having a shape corresponding to each slice data is formed by a layered manufacturing apparatus and stacked to manufacture the divided master model. After manufacturing a plurality of divided master models in this way, a plurality of divided master models are connected to each other through the connecting portion to manufacture a master model.
上記のようにしてマスターモデルを製作することで、次の作用効果を奏することができる。 By producing a master model as described above, the following effects can be obtained.
例えば、NC工作機械により硬質の樹脂材の外面を切削加工してマスターモデルを製造すると、前述の問題の他にも次の問題がある。
(1) 切粉が発生してその処理に手間がかかる。
(2) 硬質の樹脂材の外面を、荒削り、仕上げ削り等の複数段階にわたって切削加工するために、切削加工の時間が長くかかって加工にコストがかかる。
For example, when a master model is manufactured by cutting the outer surface of a hard resin material with an NC machine tool, there are the following problems in addition to the problems described above.
(1) Chips are generated and the processing is troublesome.
(2) Since the outer surface of the hard resin material is cut in a plurality of stages such as roughing and finishing, the time required for the cutting is long and the processing is expensive.
これに対して本発明の上記手段によれば、マスターモデルの各分割マスターモデルを製作する積層造形装置は、切削加工機であるNC工作機械に比べて一般に小型の機械であり、大きな工場でなくても据え付けることができる。また、積層造形装置は切削加工機ではないので切粉を生じることがなく、切粉の処理にかかる手間を省くことができるとともに、加工時間を短縮化できる。 On the other hand, according to the above means of the present invention, the additive manufacturing apparatus for manufacturing each master model of the master model is generally a small machine as compared with the NC machine tool which is a cutting machine, and is not a large factory. Can be installed. In addition, since the additive manufacturing apparatus is not a cutting machine, it does not generate chips, can save labor for processing chips, and can reduce processing time.
積層造形装置を用いてマスターモデルを製造する場合であっても、マスターモデルが中実であると多量の材料が必要で、材料コストが高くなり、製作コストが高くなるが、本発明の上記手段によればマスターモデルは中空であるので、材料に要するコストを低廉化することができる。また、中実のマスターモデルに比べると、マスターモデルを軽量化することができる。 Even when a master model is manufactured using an additive manufacturing apparatus, if the master model is solid, a large amount of material is required, which increases the material cost and the manufacturing cost. Therefore, since the master model is hollow, the cost required for the material can be reduced. In addition, the master model can be reduced in weight compared to the solid master model.
請求項6の発明(第2発明)の構成・作用・効果は次のとおりである。
[構成]
請求項5による発明の構成において、
前記積層造形装置は、テーブル上に粉末層を形成する作動と、前記粉末層の上に接着剤層を形成する作動とを交互に繰り返して複数の前記粉末層を積層する装置であり、
各粉末層の上に、各スライスデータに対応する形状の接着剤層を各別に形成して、
前記接着剤層が接着する粉末層部分を前記層状体に構成し、前記接着剤層を挟んで位置する層状体同士を前記接着剤層で接続し、前記接着剤層が接着していない粉末を除去して前記分割マスターモデルを製造する。
The configuration, action, and effect of the invention of claim 6 (second invention) are as follows.
[Constitution]
In the structure of the invention according to
The additive manufacturing apparatus is an apparatus that stacks a plurality of powder layers by alternately repeating an operation of forming a powder layer on a table and an operation of forming an adhesive layer on the powder layer,
An adhesive layer having a shape corresponding to each slice data is separately formed on each powder layer,
The powder layer portion to which the adhesive layer adheres is configured in the layered body, the layered bodies positioned with the adhesive layer sandwiched therebetween are connected by the adhesive layer, and the powder to which the adhesive layer is not bonded The divided master model is manufactured by removing.
[作用・効果]
分割マスターモデルの三次元モデルを作成するとともに、三次元モデルを予め定められたピッチでスライスしてスライス形状のスライスデータを作成する。
そして、テーブル上に粉末層を形成する作動と、前記粉末層の上に接着剤層を形成する作動とを交互に繰り返して前記粉末層を積層する積層造形装置を用い、各粉末層の上に、各スライスデータに対応する形状の接着剤層を各別に形成して、接着剤層が接着する粉末層部分を前記層状体に構成し、接着剤層を挟んで位置する層状体同士を前記接着剤層で接続する。
その後、接着剤層が接着していない粉末を除去して分割マスターモデルを製造する。このようにして複数の分割マスターモデルを製造した後、複数の分割マスターモデル同士を前記連結部を介して連結してマスターモデルを製造する。
[Action / Effect]
A three-dimensional model of the divided master model is created, and slice data of a slice shape is created by slicing the three-dimensional model at a predetermined pitch.
Then, using an additive manufacturing apparatus that laminates the powder layer by alternately repeating the operation of forming the powder layer on the table and the operation of forming the adhesive layer on the powder layer, The adhesive layer having a shape corresponding to each slice data is formed separately, the powder layer portion to which the adhesive layer adheres is formed into the layered body, and the layered bodies positioned with the adhesive layer sandwiched are bonded together. Connect with the agent layer.
Thereafter, the powder to which the adhesive layer is not adhered is removed to manufacture a divided master model. After manufacturing a plurality of divided master models in this way, a plurality of divided master models are connected to each other through the connecting portion to manufacture a master model.
前記分割マスターモデルの製造工程において、接着剤層に接着していない粉末を除去する場合、分割マスターモデルの分割部の開口を通して粉末を除去することができる。このようにしてマスターモデルを製作することで、請求項5の構成による上記作用効果と同様の作用効果を奏することができる。 In the manufacturing process of the divided master model, when removing the powder not adhered to the adhesive layer, the powder can be removed through the opening of the divided portion of the divided master model. By producing the master model in this way, the same operational effects as the above-described operational effects can be achieved.
また、積層造形装置を用いてマスターモデルを製造する場合であっても、マスターモデルが中実であると多量の粉末が必要で、粉末にコストがかかって材料コストが高くなり、製作コストが高くなるが、本発明の上記手段によればマスターモデルは中空であり、中空部内の粉末を前記開口を通して除去するので、その粉末を再利用することができて、粉末に要するコストを低廉化することができる。また、中実のマスターモデルに比べると、マスターモデルを構成する粉末の量を少なくすることができ、マスターモデルを軽量化することができる。 Even when a master model is manufactured using an additive manufacturing apparatus, if the master model is solid, a large amount of powder is required, which adds to the cost of the powder, increases the material cost, and increases the manufacturing cost. However, according to the above means of the present invention, the master model is hollow, and the powder in the hollow portion is removed through the opening, so that the powder can be reused and the cost required for the powder can be reduced. Can do. Further, compared to a solid master model, the amount of powder constituting the master model can be reduced, and the master model can be reduced in weight.
請求項7の発明の構成・作用・効果は次のとおりである。
[構成]
請求項5又は6による発明の構成において、
前記中実の製品はシートクッションパッド又はシートバックパッドである。
The structure, operation, and effect of the invention of
[Constitution]
In the structure of the invention according to
The solid product is a seat cushion pad or a seat back pad.
[作用・効果]
シートクッションパッド又はシートバックパッドの成形型を製作するためのマスターモデルを製造する場合に、請求項5又は6の構成による上記の作用・効果と同様の作用・効果を奏することができる。
[Action / Effect]
When manufacturing a master model for manufacturing a mold for a seat cushion pad or a seat back pad, the same operation / effect as the above-described operation / effect can be achieved.
本発明によれば、
軽量化を図ることができて、成形型の製作作業の作業効率を向上させることができ、小型の製造装置でも製造できるマスターモデル、及び、マスターモデルの製造方法を提供することができた。
According to the present invention,
It was possible to reduce the weight, improve the working efficiency of the mold manufacturing work, and provide a master model that can be manufactured even with a small manufacturing apparatus, and a method for manufacturing the master model.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図4に、自動車の座席用のシートクッションパッドP(中実の製品に相当)を示してある。図1はシートクッションパッドPの斜視図、図2はシートクッションパッドPの平面図、図3はシートクッションパッドPの底面図、図4はシートクッションパッドPの側面図(左側面図)である。シートクッションパッドPは、表皮材(図示せず)に被覆されてシートクッションを構成する。そして、シートクッションの後端部から立ち上がるシートバックと共に自動車のシートを構成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show a seat cushion pad P (corresponding to a solid product) for an automobile seat. 1 is a perspective view of the seat cushion pad P, FIG. 2 is a plan view of the seat cushion pad P, FIG. 3 is a bottom view of the seat cushion pad P, and FIG. 4 is a side view (left side view) of the seat cushion pad P. . The seat cushion pad P is covered with a skin material (not shown) to constitute a seat cushion. And the seat of a motor vehicle is comprised with the seat back which rises from the rear-end part of a seat cushion.
[シートクッションパッドPの構造]
シートクッションパッドPは、発泡したウレタン等で中実に形成されており、左右一対の隆起したサイド部1と、両サイド部1の間のセンター部2とを備えている。左右一対の隆起したサイド部1は前後方向(車両前後方向)に沿っており、乗員の臀部及び大腿部を左右方向で保持して臀部及び大腿部の左右方向での位置ずれを防止する。
[Structure of seat cushion pad P]
The seat cushion pad P is solidly formed of foamed urethane or the like, and includes a pair of left and right raised
そして、シートクッションパッドPの後端部を幅狭に成形し、裏面部に複数の凹部3を形成し(図3参照)、表面部のうち、サイド部1とセンター部2の間などに、表皮材(図示せず)を引き込むための縦横の溝4を形成してある。シートバックは、シートクッションパッドPの幅狭の後端部付近から立ち上がる。縦横の溝4は平面視でH字形状に設定されている。このH字形状の溝4に表皮材を引き込むことで、シートクッションの外観を向上させることができる。
Then, the rear end portion of the seat cushion pad P is formed to be narrow, a plurality of
図6(a),図6(b),図6(c),図7(a),図7(b),図7(c)に示すように、サイド部1の上面は、左右外方側ほど上方に位置する傾斜面に形成され、前後方向中間部のサイド部1の隆起量が、前後方向両端部(前端部及び後端部)のサイド部1の隆起量よりも大きくなっている。左右一対のサイド部1の外側面は上下方向にほぼ一直線状に沿った面に形成されている。また、サイド部1の裏側が上方にえぐられて、前記裏側に空間が形成されている。
As shown in FIGS. 6 (a), 6 (b), 6 (c), 7 (a), 7 (b), and 7 (c), the upper surface of the
シートクッションパッドPの裏面には補強布(図示せず)を張り付けてある。図3に示すように、前記凹部3は、センター部2の前端部に左右一対配置され、これら左右一対の凹部3間の後ろ側に1個配置されて、シートクッションに座った乗員の左右の大腿部に加わる力を弱くしている。前記左右一対の凹部3は底面視で四角形状に形成され、前記1個の凹部3は底面視で丸みを帯びた三角形状に形成されている。この1個の凹部3はセンター部2の左右中央であってセンター部2の前後方向中央よりも少し前方側に位置している。
A reinforcing cloth (not shown) is attached to the back surface of the seat cushion pad P. As shown in FIG. 3, the
図5,図6(c),図7(a),図7(b),図7(c)にも示すように、前記溝4の底部の裏側に、表皮材の裏面に設けたフック等の係止具を係止させるワイヤー6を埋設してある。そして前記溝4の底部に、溝4の長手方向に所定の間隔を空けて並ぶ複数の係止具係止操作用の長穴5を形成してある。図6(c)に示すように、ワイヤー6を係止具係止操作用の長穴5の底面と上下方向でほぼ同じ位置に配置してある。従って、前記係止具を長穴5に挿入してワイヤー6に係止操作する際に、係止具を係止させやすくすることができる。前記長穴5は溝4の長手方向に長い平面視長円形に形成されている。
As shown in FIGS. 5, 6 (c), 7 (a), 7 (b), and 7 (c), a hook or the like provided on the back side of the skin material on the back side of the bottom of the
図21に示すようにシートクッションパッドPは、下型24と、この下型24に対して横軸芯O周りに上下揺動開閉自在に支持された上型25とで成形される。
その成形工程について説明すると、
(1) 上型25を上方に開放させた開放状態で、補強布を上型25にセットし、ワイヤー6を上型25(又は下型24)にセットする。
(2) 下型24に発泡樹脂原液としてのウレタン原液を供給し、上型25を揺動下降させるとともに下型24に重ね合わせて閉じ、上型25と下型24の間に形成されるキャビティ26でウレタン原液を発泡させる。
(3) 発泡成形が終了したら、上型25を横軸芯O周りに上方に揺動開放して脱型する。
シートクッションパッドPは上下逆向きに成形される。これにより、シートクッションパッドPの乗員側の面である表側の面を緻密に成形することができる。また、前記表側の面に欠肉が形成されにくくすることができる。
As shown in FIG. 21, the seat cushion pad P is formed by a
Explaining the molding process,
(1) With the
(2) A urethane stock solution as a foamed resin stock solution is supplied to the
(3) When the foam molding is completed, the
The seat cushion pad P is formed upside down. Thereby, the surface on the front side which is the surface on the passenger side of the seat cushion pad P can be densely formed. Further, it is possible to make it difficult to form a thin wall on the front side surface.
前記下型24と上型25から成る成形型8(シートクッションパッド用の成形型8であり、金型である)は、シートクッションパッドPのマスターモデル10に合わせて製作される。次に、シートクッションパッド用の成形型8を製作するためのマスターモデル10の構造とマスターモデル10の製造方法とについて説明する。
The molding die 8 (the seat cushion pad molding die 8, which is a mold) composed of the
[マスターモデル10の構造]
図8,図9,図10(a),図10(b),図10(c)に示すように、マスターモデル10の外面形状を、シートクッションパッドPの外面形状と同一に設定し、前記成形型8を用いて発泡成形されたウレタンの脱型後の収縮率を考慮して、マスターモデル10の大きさをシートクッションパッドPよりも少し大きく設定してある。具体的には、マスターモデル10の大きさを、製品であるシートクッションパッドPの20/1000倍の大きさに設定してある。
[Structure of master model 10]
As shown in FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10 (a), FIG. 10 (b), and FIG. 10 (c), the outer surface shape of the
またマスターモデル10を中空に成形し、左右中心を通る1本の縦の分割ラインL1(前後方向に沿うライン,図8参照)と、マスターモデル10を前後にほぼ3等分する2本の横の分割ラインL2(左右方向に沿うライン,図8参照)とでマスターモデル10を前後左右に6分割して(図9参照)ある。
Further, the
これにより、マスターモデル10は、左前側の分割マスターモデル11と、右前側の分割マスターモデル12と、左中央の分割マスターモデル13と、右中央の分割マスターモデルデル14と、左後ろ側の分割マスターモデル15と、右後ろ側の分割マスターモデル16とから成る。全ての分割マスターモデル11,12,13,14,15,16が中空になっており、各分割マスターモデル11,12,13,14,15,16に設けた連結部9を介して隣合う分割マスターモデル11,12,13,14,15,16同士を連結してある。
As a result, the
前記連結部9は、隣合う分割マスターモデル11,12,13,14,15,16に、互いに嵌合する連結ピン9Aとピン穴9Bとを複数個づつ振分け配設して構成してある。
詳しくは、左前側の分割マスターモデル11の後端面(後ろ側の分割面、以下同じ)の上下両端部に、連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設し、左前側の分割マスターモデル11の右端面(右側の分割面、以下同じ)の上下両端部に連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設してある。
同様に、右前側の分割マスターモデル12の後端面の上下両端部に、連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設し、右前側の分割マスターモデル12の左端面(左側の分割面、以下同じ)の上下両端部に連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設してある。
そして、左後ろ側の分割マスターモデル15の前端面(前側の分割面、以下同じ)の上下両端部に、連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設し、左後ろ側の分割マスターモデル11の右端面の上下両端部に連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設してある。
同様に、右後ろ側の分割マスターモデル16の前端面の上下両端部に、連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設し、右後ろ側の分割マスターモデル12の左端面の上下両端部に連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設してある。
The connecting
Specifically, the connecting
Similarly, the connecting
Then, the connecting
Similarly, the connecting
左右一対の中央の分割マスターモデル13,14には、前端面と後端面と左端面(右中央の分割マスターモデル14の場合)と右端面(左中央の分割マスターモデル13の場合)との上下両端部それぞれに、連結ピン9Aとピン穴9Bとを振分け配設してある。連結ピン9Aとピン穴9Bはいずれも断面が円形である。
The pair of left and right center divided
以上の連結構造において、各分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の前記連結ピン9Aに換えてピン孔9Bを設け、各分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の対向するピン孔9B同士を、各分割マスターモデル11,12,13,14,15,16とは別体のピン9Aを介して連結するように構成してあってもよい。つまり、ピン9Aの軸方向の半分を一方のピン孔9Bに嵌合し、別の半分を他方のピン孔9Bに嵌合する。次に上記構造のマスターモデル10の製造方法について説明する。
In the above connecting structure, a
[マスターモデル10の製造方法]
積層造形装置としての3Dプリンタ30を用いて分割マスターモデル11,12,13,14,15,16を1個づつ別々に製作し、隣合う分割マスターモデル11,12,13,14,15,16同士を前記連結ピン9Aとピン穴9Bを介して連結してマスターモデル10を製造する。以下、この製造方法について説明するが、この製造方法に換えて、1つの3Dプリンタ30で6個の分割マスターモデル11,12,13,14,15,16を一挙に製作してもよく、あるいは1つの3Dプリンタ30で分割マスターモデルを複数個づつ製造してもよい。
[Manufacturing Method of Master Model 10]
The divided
[1]3Dプリンタ30の構造(概略構造)
本実施形態で用いる3Dプリンタ30は米国Z社(ゼット コーポレーション)の、
商品名 「Zprinter 310 Plus System」である。
この3Dプリンタ30は、テーブルとしての後述の第1昇降板41上に粉末層を形成する作動と、前記粉末層の上に所定形状の接着剤層を形成する作動とを交互に多数回繰り返して前記粉末層を積層し、接着剤層で接着されていない粉末を除去して立体物(本実施形態では分割マスターモデル11,12,13,14,15,16)を製造する装置である。
[1] Structure of 3D printer 30 (schematic structure)
The
The product name is “Zprinter 310 Plus System”.
The
図12〜図16に3Dプリンタ30の模式図及び作用図を示してある。各図に示すように3Dプリンタ30は、いずれも横断面長方形の粉末貯留室31と粉末層形成室32とを装置フレーム33に左右に並ぶ状態に支持させ、粉末貯留室31に第1昇降板41を、粉末層形成室32に第2昇降板42(テーブルに相当)を、それぞれ昇降駆動部51,52により駆動昇降自在に設けて構成されている。第1昇降板41と第2昇降板42は一定のピッチで昇降する。
12 to 16 are schematic diagrams and operation diagrams of the
さらに、装置フレーム33の上部に左右方向に沿う前後一対のスライドレール34を設け、両スライドレール34に架け渡されてスライドレール34に対してスライド移動する可動フレーム35を設け、この可動フレーム35に対してその長手方向にスライド移動するインクジェット式のプリントヘッド36を設け、可動フレーム35の長手方向に沿うローラ(図せず)を可動フレーム35に支持させ、昇降駆動部51,52や可動フレーム35の駆動部やプリントヘッド36等の各部を制御する制御部38を設けてある。前記ローラで粉末層形成部(粉末層形成機構)を構成し、前記プリントヘッド36で接着剤層形成部(接着剤層形成機構)を構成している。
Further, a pair of front and rear slide rails 34 extending in the left-right direction is provided on the upper portion of the
商品名 「Zprinter 310 Plus System」の3Dプリンタの大きさは、左右方向の全長(スライドレール34の長手方向に沿う方向の長さ)が1m30cm、前後方向の全長(可動フレーム35の長手方向に沿う方向の長さ)が50cm、高さ寸法が1m(いずれもおおよその長さ)であり、NC工作機械等の切削加工機に比べると、かなり小型の装置である。 The product name “Zprinter 310 Plus System” 3D printer is 1m30 cm in length in the left-right direction (length in the direction along the longitudinal direction of the slide rail 34), and is in the length direction in the front-rear direction (in the longitudinal direction of the movable frame 35). The length in the direction) is 50 cm and the height dimension is 1 m (both are approximate lengths), which is a considerably small device compared to a cutting machine such as an NC machine tool.
[2] 分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の製造方法
(1) 3Dプリンタ30を作動させる前に3Dプリンタ30の制御部38に入力するスライスデータを三次元CAD20で予め作成しておく。
図11に示すように、3Dプリンタ30とは別体の三次元CAD20で、マスターモデル10の三次元モデルを作成するとともに、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の三次元モデル21を作成し、前記三次元モデル21を予め定められた一定のピッチでスライスして、二次元のスライス形状(輪切り形状とも称される)のスライスデータを(前記三次元CAD20で)多数作成しておく。スライス方向はシートクッションパッドPの前後左右に沿う方向(水平方向)に対応する方向(この方向以外の方向であってもよい)である。スライス面同士は、シートクッションパッドPの上下方向に対応する方向に積層している。図11に示す上下に一定間隔で並ぶ多数の横線はスライス面(スライス線)を示している。
[2] Manufacturing method of divided
As shown in FIG. 11, a three-
(2) 粉末として米国Z社の、 商品名 「ZP130Plaster」、
接着剤として米国Z社の、商品名 「ZP58Binder」
を用いる。
そして、3Dプリンタ30を下記(2−1)〜(2−7)の手順で作動させる。前述したように3Dプリンタ30の各部は前記制御部38に制御されて作動する。
(2−1) 図12に示すように、粉末貯留室31の第1昇降板41が下側ストローク端に位置した状態で、粉末貯留室31の第1昇降板41の上に粉末39が多量に貯留されている。粉末層形成室32の第2昇降板42は上側ストローク端に位置し、可動フレーム35は左側ストローク端に位置している。貯留粉末39の上端部は粉末貯留室31の上端よりも少し上方に位置している。
(2) Product name “ZP130Plaster” of US Z company as powder,
Product name “ZP58Binder” of Z company in the United States as an adhesive
Is used.
Then, the
(2-1) As shown in FIG. 12, a large amount of
(2−2) 図12,図13に示すように、可動フレーム35を走行駆動させるための駆動部が駆動して、可動フレーム35がプリントヘッド36と一体に右側ストローク端に向かってスライドレール34上をスライド移動する。このスライド移動に伴って、図示外のローラが、第1昇降板41上の貯留粉末39の上端部を右側に押して、図14に示すように、貯留粉末39の上端部を第2昇降板42上に薄く敷き詰める。第2昇降板42上に敷き詰められた粉末層39Sの厚さは0.08mmである。粉末層39Sの厚さは、この数値に限られるものではなく、例えば0.089mm〜0.203mmであってもよい。
(2-2) As shown in FIGS. 12 and 13, the drive unit for driving the
(2−3) 図14に示すように、右側ストローク端に位置した可動フレーム35が、プリントヘッド36と一体に左側ストローク端に向かってスライドレール34上をスライド移動する。図15に示すように、このスライド移動に伴って、プリントヘッド36が可動フレーム35の長手方向にスライド移動し、プリントヘッド36から粉末層39Sの上に接着剤43を、前記スライスデータに対応する形状になるように噴射する。
可動フレーム35の長手方向へのプリントヘッド36のスライド移動量や、プリントヘッド36からの接着剤43の噴射のタイミング(噴射の時期、噴射する時間)は、3Dプリンタ30の制御部38に入力された各スライスデータに基づいて前記制御部38で制御される。接着剤43の噴射が終了すると、粉末層形成室32の第2昇降板42が所定の量だけ下降する。粉末貯留室31の第1昇降板41は所定の量だけ上昇し、貯留粉末39の上端部を上昇させて、図12に示す状態になっている。
(2-3) As shown in FIG. 14, the
The sliding movement amount of the
(2−4) 左側ストローク端に位置した可動フレーム35が、プリントヘッド36と一体に右側ストローク端に向かってスライドレール34上をスライド移動して上記(2−2)と同じように作動し、第1昇降板41上の貯留粉末39の上端部を右側に押して、その粉末を前記粉末層39S、及び、この粉末層39Sの上に形成された前記接着剤層43の上に再び敷き詰める。そして上記(2−3)のように作動する。
(2-4) The
(2−5) 上記の(2−2)〜(2−4)の作動を多数回繰り返して、粉末層39Sを多数積層する。前記粉末層39Sのうち接着剤層43が接着する粉末層部分である層状体39S1同士(接着剤層43を挟んで位置する層状体39S1同士)は接着剤層43を介して接続される。
(2-5) The operations of the above (2-2) to (2-4) are repeated many times to stack a large number of
(2−6) 前記接着剤層43に接着していない粉末39を吸引装置(図示せず)で吸引除去する。上記のように3Dプリンタ30は、前記粉末層39Sの形成作動と前記接着剤層43の形成作動とを交互に繰り返し、複数の層状体39S1を形成し積層して分割マスターモデル11,12,13,14,15,16を1個づつ製造する。
つまり、各スライスデータを3Dプリンタ30の制御部38に予め入力しておき、各粉末層39Sの上に、各スライスデータに対応する形状の接着剤層43を各別に形成して、接着剤層43を挟んで位置する層状体39S1同士を接着剤層43で接続する(図16参照)。換言すれば、粉末層形成部で第2昇降板42上に粉末層39Sを形成するたびに、接着剤層形成部で各スライスデータに対応する形状の接着剤層43を順に一つづつ前記粉末層39S上に形成して、接着剤層43を挟んで位置する層状体39S1同士を接着剤層43で接続する。前記接着剤層43については、最初に図11の最も下側のスライスデータに対応する形状の接着剤層43が形成され、順にその上側のスライスデータに対応する形状の接着剤層43が形成されていく。
(2-6) The
That is, each slice data is input in advance to the
(2−7) 前記接着剤層43に接着していない粉末39を吸引除去して分割マスターモデル11,12,13,14,15,16を製造する。接着剤層43に接着していない粉末39を除去する場合、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の分割部23の開口18を通して粉末39を除去することができる。粉末39を吸引以外の方法で除去してもよい。上記のように、各スライスデータに対応する層状体39Sを3Dプリンタ30で形成し積層して分割マスターモデル11,12,13,14,15,16を製造する。
(2-7) The divided
図10(a)には、右前側分割マスターモデル12の左側開口18と、右中央分割マスターモデル14の左側開口18と、右後ろ側分割マスターモデル16の左側開口18とを示してあり、各開口18から粉末39を吸引除去することができるが、これらの分割マスターモデル12,14,16の前側あるいは後ろ側の開口からも粉末39を吸引除去することができる。
FIG. 10A shows the
同様に、左前側分割マスターモデル11と、左中央分割マスターモデル13と、左後ろ側分割マスターモデル15の前後あるいは左右の開口18からも粉末39を吸引除去することができる。このように、接着剤層43が接着していない粉末39を吸引して除去することにより、粉末39を短時間で効率よく、かつ、確実に除去することができて、作業性を向上させることができる。
Similarly, the
(3) 分割マスターモデル11,12,13,14,15,16にワックスを手塗りして、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の乾燥による割れを防止する。ワックスの代わりに水を塗ってもよい。
(3) The
(4) 複数の分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の全てを3Dプリンタ30で製造した後、複数の分割マスターモデル11,12,13,14,15,16同士を、連結ピン9Aとピン穴9Bを介して連結する。このようにしてマスターモデル10を製造する。
(4) After all of the plurality of divided
例えば、NC工作機械により硬質の樹脂材の外面を切削加工してマスターモデル10を製造すると、切粉が発生してその処理に手間がかかったり、硬質の樹脂材の外面を、荒削り、仕上げ削り等の複数段階にわたって切削加工するために、切削加工の時間が長くかかって加工にコストがかかる。
For example, when the
これに対して、本発明の上記手段によれば、マスターモデル10(分割マスターモデル11,12,13,14,15,16)を製作する3Dプリンタ30は、切削加工機であるNC工作機械に比べて小型の機械であるから、大きな工場でなくても据え付けることができる。また、3Dプリンタ30は切削加工機ではないので切粉を生じることがなく、切粉の処理にかかる手間を省くことができるとともに、加工時間を短縮化できて、作業性を向上させることができる。
On the other hand, according to the above-described means of the present invention, the
マスターモデル10が中実であると多量の粉末が必要で、粉末39にコストがかかって製作コストが高くなるが、本発明の上記手段によれば分割マスターモデル11,12,13,14,15,16は中空であり、中空部19内の粉末39を前記開口18を通して除去するので、その粉末39を再利用することができて、粉末39に要するコストを低廉化することができる。また、中実のマスターモデル10に比べると、マスターモデル10を構成する粉末39の量を少なくすることができるとともに、マスターモデル10を軽量化することができる。
If the
さらに、複数の分割マスターモデル11,12,13,14,15,16を3Dプリンタ30で1個づつ製作し、その後に、隣合う複数の分割マスターモデル11,12,13,14,15,16同士をピン9A及びピン穴9Bを介して連結してマスターモデル10を製造するから、非分割型のマスターモデル10を製作する場合に比べて小型の3Dプリンタ30を用いることができる。その結果、大きなマスターモデル10であっても製作することができる。
Further, a plurality of divided
複数の分割マスターモデル11,12,13,14,15,16を連結して製造したマスターモデル10は内部が中空になっているから、マスターモデル10の重量化を抑制することができ、マスターモデル10の取り扱いに手間がからなくなって、成形型8の製作工程でマスターモデル10を取り扱いやすくすることができ、作業効率を向上させることができる。
Since the
[別実施形態]
[1] 図17,図18(a),図18(b),図19(a),図19(b),図19(c)に示すように、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の中空部19の内面19Aに複数のリブ22を形成してあってもよい。本別実施形態の場合、前記複数のリブ22を、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の中空部19の対向する内面19Aの間に架設して、中空部19を複数の中空部部分29に仕切るとともに、各中空部部分29を、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の分割部23の開口18を介して外部空間S(分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の周りの空間)と連通させてある。
[Another embodiment]
[1] As shown in FIGS. 17, 18 (a), 18 (b), 19 (a), 19 (b), and 19 (c), the divided
この構成によれば、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の中空部19の対向する内面19Aの間にリブ22を架設してあるから、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の強度・剛性を強くすることができ、中空のマスターモデル10でありながら(つまり、軽量のマスターモデル10でありながら)、マスターモデル10の強度・剛性を第1の実施形態の構造よりも強くすることができる。その結果、マスターモデル10の変形を回避することができ、マスターモデル10を目標の形状に正確に形成することができる。
According to this structure, since the
また、中空部19を複数の中空部部分29に仕切るとともに、各中空部部分29を、前記分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の分割部23の開口18を介して外部空間Sと連通させてあるから、例えば、1又は2以上のリブ22で密閉された中空部分を形成した構造に比べて、簡単に製造することができる。さらに、接着剤層43に接着していない粉末を除去する場合、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の分割部23の開口18を通して粉末39を除去することができる。
Further, the
[2] 図20に示すように、前記分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の中空部19の内面19Aに複数のリブ22を形成し、前記複数のリブ22を、対向する内面19Aの間に架設してない構造であってもよい。
[2] As shown in FIG. 20, a plurality of
この構造によれば、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の中空部19の内面19Aに複数のリブ22を形成してあるから、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の強度・剛性を強くすることができ、中空のマスターモデル10でありながら(つまり、軽量のマスターモデル10でありながら)、マスターモデル10の強度・剛性を第1の実施形態の構造よりも強くすることができる。その結果、マスターモデル10の変形を回避することができ、マスターモデル10を目標の形状に正確に形成することができる。
According to this structure, since the plurality of
[3] 本実施形態で挙げた数値は一例であり、別の数値であってもよい。例えば、分割マスターモデル11,12,13,14,15,16の数は6個以外の数であってもよい。同様に連結ピン9Aやピン穴9Bの数は、各図に示した数以外の数であってもよい。
[3] The numerical values given in this embodiment are merely examples, and may be different numerical values. For example, the number of divided
[4] 前記粉末や接着剤は、上記の実施形態で挙げた粉末や接着剤とは別の粉末や接着剤を用いてもよい。前記粉末は、例えば、石膏・デンプン・プラスチック・セラミックのいずれか1つの粉末を採用してもよい。 [4] As the powder or adhesive, a powder or adhesive other than the powder or adhesive mentioned in the above embodiment may be used. As the powder, for example, any one powder of gypsum, starch, plastic, and ceramic may be adopted.
[5] 本発明は、シートバックパッド用の成形型8のマスターモデル10を製造する場合にも適用することができ、シートクッションパッドPやシートバックパッド以外の製品用の成形型8のマスターモデル10を製造する場合にも適用することができる。
[5] The present invention can also be applied to the production of the
[6]本発明は、樹脂を熱で溶解して積層する造形技術である熱溶解積層方式の3Dプリンタを用いて分割マスターモデル11,12,13,14,15,16を製造する場合等にも適用することができる。
[6] The present invention is used in the case where the divided
1 サイド部
2 センター部
3 凹部
4 溝
5 長穴
6 ワイヤ
8 成形型
9 連結部
9A ピン
9B ピン穴
10 マスターモデル
11 分割マスターモデル(左前側の分割マスターモデル)
12 分割マスターモデル(右前側の分割マスターモデル)
13 分割マスターモデル(左中央の分割マスターモデル)
14 分割マスターモデル(右中央の分割マスターモデル)
15 分割マスターモデル(左後ろ側の分割マスターモデル)
16 分割マスターモデル(右後ろ側の分割マスターモデル)
18 開口
19 中空部
19A 中空部の内面
20 CAD
21 三次元モデル
22 リブ
23 分割部
24 下型
25 上型
26 キャビティ
29 中空部部分
30 積層造形装置(3Dプリンタ)
31 粉末貯留室
32 粉末層形成室
33 装置フレーム
34 スライドレール
35 可動フレーム
36 プリントヘッド
38 制御部
39 粉末
39S 粉末層
39S1 粉末層部分(層状体)
41 第1昇降板
42 テーブル(第2昇降板)
43 接着剤層
51 第1昇降板の昇降駆動部
52 第2昇降板の昇降駆動部
L1 縦の分割ライン
L2 横の分割ライン
O 横軸芯
P シートクッションパッド
S 外部空間
DESCRIPTION OF
12 split master model (right front split master model)
13 Division master model (left center division master model)
14 Split master model (Right center split master model)
15 split master model (left rear split master model)
16 Split master model (Right-side split master model)
18
21 Three-
31
41
43
Claims (7)
内部を中空に形成し、
複数の分割マスターモデルに分割するとともに、前記分割マスターモデルに設けた連結部を介して前記分割マスターモデル同士を連結してあるマスターモデル。 A master model for producing molds for solid products,
Forming the inside hollow,
A master model that is divided into a plurality of divided master models, and the divided master models are connected to each other through a connecting portion provided in the divided master model.
前記分割マスターモデルの三次元モデルを作成するとともに、前記三次元モデルを予め定められたピッチでスライスしてスライス形状のスライスデータを複数作成し、
各スライスデータに対応する形状の層状体を積層造形装置で形成し積層して前記分割マスターモデルを製造し、
前記複数の分割マスターモデルを前記積層造形装置で製造した後、前記複数の分割マスターモデル同士を前記連結部を介して連結して前記マスターモデルを製造するマスターモデルの製造方法。 A method for producing a master model according to any one of claims 1 to 4,
Creating a three-dimensional model of the divided master model, and slicing the three-dimensional model at a predetermined pitch to create a plurality of slice-shaped slice data;
A layered body of a shape corresponding to each slice data is formed with a layered manufacturing apparatus and laminated to produce the divided master model,
The manufacturing method of the master model which manufactures the said master model by connecting the said some division | segmentation master models via the said connection part, after manufacturing the said some division | segmentation master model with the said additive manufacturing apparatus.
各粉末層の上に、各スライスデータに対応する形状の接着剤層を各別に形成して、
前記接着剤層が接着する粉末層部分を前記層状体に構成し、前記接着剤層を挟んで位置する層状体同士を前記接着剤層で接続し、前記接着剤層が接着していない粉末を除去して前記分割マスターモデルを製造する請求項5記載のマスターモデルの製造方法。 The additive manufacturing apparatus is an apparatus that stacks a plurality of powder layers by alternately repeating an operation of forming a powder layer on a table and an operation of forming an adhesive layer on the powder layer,
An adhesive layer having a shape corresponding to each slice data is separately formed on each powder layer,
The powder layer portion to which the adhesive layer adheres is configured in the layered body, the layered bodies positioned with the adhesive layer sandwiched therebetween are connected by the adhesive layer, and the powder to which the adhesive layer is not bonded The master model manufacturing method according to claim 5, wherein the divided master model is manufactured by removing the master model.
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