JP2019049027A - Method for manufacturing a tabular metallic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は板状金属部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a plate-like metal member.
板状金属部材を製造する方法として、溶湯を鋳型に注入する方法が知られている。 As a method of manufacturing a plate-like metal member, a method of injecting a molten metal into a mold is known.
特許文献1には、溶湯を鋳型に注入し、ピン状突起が形成された金属部材を製造する方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a method of injecting a molten metal into a mold and manufacturing a metal member having a pin-like protrusion.
特許文献1に開示されている金属部材の製造方法では、鋳型を用いているため、鋳型を製造する必要がある。したがって、板状金属部材を製造するよりも前に、鋳型を製造する必要がある。一方、三次元造形装置を用いる場合、鋳型を用いずに板状金属部材を製造することができる。したがって、三次元造形装置を用いて板状金属部材を製造する場合には、鋳型を製造する必要がない。そのため、鋳型を製造する際に要する材料や電力を抑制することができる。 In the method of manufacturing a metal member disclosed in Patent Document 1, since a mold is used, it is necessary to manufacture the mold. Therefore, it is necessary to manufacture a mold prior to manufacturing a plate-like metal member. On the other hand, when using a three-dimensional shaping apparatus, a plate-shaped metal member can be manufactured without using a mold. Therefore, when manufacturing a plate-like metal member using a three-dimensional shaping apparatus, it is not necessary to manufacture a casting_mold | template. Therefore, the material and electric power which are required when manufacturing a casting_mold | template can be suppressed.
しかしながら、三次元造形装置を用いて板状金属部材を製造する場合には、下記のような問題が発生する。以下、図9を参照して本発明の課題について説明する。 However, when manufacturing a plate-like metal member using a three-dimensional modeling apparatus, the following problems generate | occur | produce. Hereinafter, the problem of the present invention will be described with reference to FIG.
図9は、従来の板状金属部材100の構成について説明する斜視図である。図9に示すように、板状金属部材100は、本体部102、及び複数のピン状突起103を備える。
FIG. 9 is a perspective view for explaining the configuration of the conventional plate-
本体部102は、金属からなる板である。本体部102の主面には、三次元造形装置を用いて複数のピン状突起103が設けられている。
The
複数のピン状突起103を設ける際には、本体部102の主面に金属粉末を満たした金属粉末層を形成する。そして、形成された金属粉末層にレーザー等を照射し、金属粉末の一部を焼結する。その後、焼結された金属粉末層の上に更に金属粉末層を形成する。金属粉末層を形成し焼結することを繰り返すことによって、複数のピン状突起103は本体部102の主面全体に造形される。このとき、金属粉末層は、レーザー等を照射されるため、高温になる。そして、金属粉末層の熱が本体部102に伝わり、本体部102が変形する恐れがある。本体部102が変形してしまうと、複数のピン状突起103を予め定めた位置に造形することが困難になる。
When providing the plurality of pin-
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、鋳型を用いずに、かつ、金属板の変形を抑制することができる板状金属部材の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the above background, and an object of this invention is to provide the manufacturing method of the plate-shaped metal member which can suppress a deformation | transformation of a metal plate, without using a casting_mold | template.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、主面に複数のピン状突起が形成された板状金属部材の製造方法であって、主面の面積が前記板状金属部材よりも大きい金属板の主面上に、三次元造形装置を用いて前記複数のピン状突起を造形する造形工程と、前記複数のピン状突起が造形された前記金属板から前記板状金属部材を打ち抜く打ち抜き工程と、を備え、前記造形工程において、前記金属板の主面上に、間隔を空けた複数の領域毎に前記複数のピン状突起を造形し、前記打ち抜き工程において、前記複数の領域のそれぞれから前記板状金属部材を打ち抜く。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a method for manufacturing a plate-like metal member having a plurality of pin-like projections formed on the main surface, and the area of the main surface is larger than that of the plate-like metal member. A forming step of forming the plurality of pin-like projections on the main surface of the metal plate using a three-dimensional forming apparatus, and punching out the plate-like metal member from the metal plate on which the plurality of pin-like projections are formed And forming a plurality of pin-like projections on each of a plurality of spaced areas on the main surface of the metal plate in the forming step, and in the punching step, forming each of the plurality of areas. Punching out the plate-like metal member from the above.
本発明に係る板状金属部材の製造方法では、主面上に三次元造形装置を用いて複数のピン状突起を、間隔を空けた複数の領域毎に形成した後に、金属板から板状金属部材を打ち抜いている。そのため、板状金属部材の本体部の主面全体に複数のピン状突起を形成する場合よりも、金属板の熱による変形を抑制することができる。 In the method of manufacturing a plate-like metal member according to the present invention, a plurality of pin-like protrusions are formed on the main surface by using a three-dimensional shaping apparatus for each of a plurality of spaced areas, The members are being punched out. Therefore, deformation of the metal plate due to heat can be suppressed as compared to the case where a plurality of pin-like protrusions are formed on the entire main surface of the main body portion of the plate-like metal member.
本発明によれば、鋳型を用いずに、かつ、金属版の変形を抑制することができる板状金属部材の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the plate-shaped metal member which can suppress a deformation | transformation of a metal plate can be provided, without using a casting_mold | template.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in order to clarify the explanation, the following description and the drawings are simplified as appropriate.
まず、図1を参照して、本実施の形態に係る板状金属部材の製造方法を用いて製造される板状金属部材1について説明する。
図1は、本実施の形態に係る板状金属部材1の斜視図である。図1に示すように、板状金属部材1は、本体部2、及び複数のピン状突起3を備えており、本実施の形態に係る板状金属部材の製造方法を用いて製造される板状金属部材である。板状金属部材1は、例えば、放熱板に好適である。
First, with reference to FIG. 1, the plate-shaped metal member 1 manufactured using the manufacturing method of the plate-shaped metal member which concerns on this Embodiment is demonstrated.
FIG. 1 is a perspective view of a plate-like metal member 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the plate-like metal member 1 includes a
なお、当然のことながら、図1及びその他の図面に示した右手系xyz直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、z軸正方向が鉛直上向き、xy平面が水平面であり、図面間で共通である。 As a matter of course, the right-handed system xyz orthogonal coordinates shown in FIG. 1 and the other drawings are convenient for describing the positional relationship of components. Usually, the positive z-axis direction is vertically upward, and the xy plane is a horizontal plane, which is common to the drawings.
図1に示すように、板状金属部材1の本体部2は、金属製の板状部材である。本体部2は、例えば、アルミニウム合金を用いて構成される。また、本体部2のz軸正方向側の主面上には、複数のピン状突起3が設けられている。複数のピン状突起3は、例えば、本体部2と同様に、アルミニウム合金からなる円柱である。
As shown in FIG. 1, the
複数のピン状突起3の形状や配列は、特に限定されないが、図1の例では、本体部2の主面上に、X軸方向及びY軸方向に整列されている。すなわち、複数のピン状突起3は、本体部2の主面上にマトリクス状に配置されている。複数のピン状突起3が本体部2の主面上に設けられているため、板状金属部材1の表面積が増大し、放熱性を高めることができる。
The shape and arrangement of the plurality of pin-
次に、図2を参照して、本実施の形態に係る板状金属部材の製造方法について説明する。図2は、本実施の形態に係る板状金属部材の製造方法を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 2, the manufacturing method of the plate-shaped metal member which concerns on this Embodiment is demonstrated. FIG. 2 is a flowchart showing a method of manufacturing the plate-like metal member according to the present embodiment.
まず、複数のピン状突起3を金属板4の主面上に造形する造形工程(ステップS1)を行う。そして、複数のピン状突起3が造形された金属板4から、板状金属部材1を打ち抜く打ち抜き工程(ステップS2)を行う。
First, a forming step (step S1) of forming the plurality of pin-
次に、図3〜図5を参照して、造形工程(ステップS1)について、詳細に説明する。
図3は、金属板4の上面図である。図4は、金属板4の斜視図である。図5は、複数のピン状突起3が造形された金属板4の斜視図である。図3及び図4に示すように、金属板4は、xy平面に平行な金属板であり、例えば、アルミニウム合金を用いて構成される。
Next, with reference to FIGS. 3-5, a modeling process (step S1) is demonstrated in detail.
FIG. 3 is a top view of the
図5に示すように、造形工程(ステップS1)において、複数のピン状突起3は、金属板4の複数の領域11毎に三次元造形装置を用いて造形される。図3に示すように、複数の領域11は、間隔を空けて配置されており、互いに接しない。
As shown in FIG. 5, in the forming step (step S <b> 1), the plurality of pin-shaped
三次元造形装置内において、まず、金属板4のz軸正方向側の主面上に、金属粉末を満たした金属粉末層を形成する。そして、形成された金属粉末層にレーザー等を照射し、金属粉末の一部を焼結する。その後、金属粉末の一部が焼結された層の上に、更に金属粉末層を形成し、レーザー等を照射し、金属粉末の一部を焼結する。z軸正方向に金属粉末を積層して焼結することを繰り返すことによって、複数のピン状突起3を造形する。
In the three-dimensional modeling apparatus, first, a metal powder layer filled with metal powder is formed on the main surface on the z-axis positive direction side of the
レーザー等を照射された金属粉末は、高温になる。そして、金属板4に、金属粉末の熱が伝わる。ここで、金属板4は、板状金属部材1よりも主面の面積が大きいため、レーザー等の照射によって熱を受けても、反り等の変形が起こりにくい。
The metal powder irradiated with a laser etc. becomes high temperature. Then, the heat of the metal powder is transmitted to the
造形工程(ステップS1)を行う際には、固定具5を用いて、テーブル(不図示)に金属板4を固定しても良い。固定具5を設ける位置は、金属板4の主面上であって、領域11以外であることが望ましい。金属板4がテーブルに固定されているため、熱を受けて変形しようとする際に、金属板4の変形をより抑制することができる。
When performing a formation process (step S1), you may fix the
また、三次元造形装置を用いて複数のピン状突起3を造形すると、鋳型を用いる必要がない。したがって、鋳型を製造する必要がないため、鋳型の製造に要する材料や電力を抑制することができる。
In addition, when a plurality of pin-shaped
ところで、鋳型を用いて複数のピン状突起が形成された板状金属部材を製造する場合、複数のピン状突起に対応するキャビティに、溶湯が不均一に注入されることがある。したがって、複数のピン状突起は、高さが不均一になる恐れがある。そこで、鋳型を用いて複数のピン状突起が形成された板状金属部材を製造する場合には、複数のピン状突起に仕上げ研削を行い、複数のピン状突起の高さを均一にする必要がある。一方、三次元造形装置を用いて複数のピン状突起3を造形する場合、複数のピン状突起3の高さが均一であるから、仕上げ研削を行う必要がない。
By the way, when manufacturing the plate-shaped metal member in which several pin-shaped protrusions were formed using a casting_mold | template, a molten metal may be inject | poured unevenly into the cavity corresponding to several pin-shaped protrusions. Therefore, the plurality of pin-like protrusions may have uneven height. Therefore, in the case of manufacturing a plate-like metal member having a plurality of pin-like protrusions formed using a mold, it is necessary to finish grind the plurality of pin-like protrusions and make the heights of the plurality of pin-like protrusions uniform. There is. On the other hand, in the case of forming the plurality of pin-shaped
次に、図6、図7を参照して、打ち抜き工程(ステップS2)について、詳細に説明する。図6及び図7は、打ち抜き加工装置6の断面図である。図6に示すように、打ち抜き加工装置6は、パンチ61、板押さえ62、及びダイ63を備える。なお、図6及び図7では、複数のピン状突起3、及び金属板4についても、図示している。
Next, the punching step (step S2) will be described in detail with reference to FIG. 6 and FIG. 6 and 7 are cross-sectional views of the
打ち抜き工程(ステップS2)においては、打ち抜き加工装置6を用いて、金属板4から板状金属部材1を打ち抜く。まず、図6に示すように、ピン状突起3を形成された金属板4は、複数のピン状突起3が形成された主面がダイ63と接するように載置される。ダイ63は、板状金属部材1の主面に対応する形状の開口部を有する。金属板4がダイ63に載置される際には、領域11がダイ63の開口部に当たるように載置される。
In the punching step (step S2), the sheet metal member 1 is punched out of the
そして、金属板4の複数のピン状突起3が形成されていない主面には、パンチ61が載置される。図6に示すように、パンチ61は、金属板4の領域11に載置される。パンチ61の金属板4に接する面の形状は、板状金属部材1の主面の形状に対応している。ダイ63に載置された金属板4には、更に、パンチ61を囲うように板押さえ62が載置されている。板押さえ62は、板状金属部材1の主面に対応する形状の開口部を有する。金属板4に載置されたパンチ61をダイ63に向かって押し込み、領域11から板状金属部材1を打ち抜く。この際、板押さえ62とダイ63とを用いて金属板4の領域11の周囲が挟持されているため、金属板4は変形しにくい。
Then, the
また、図7に示すように、金属板4の複数のピン状突起3が形成されていない主面が、ダイ63に接するように載置されてもよい。このとき、パンチ61は、例えば、淵のみが金属板4に接しており、複数のピン状突起3がパンチ61に接しない形状である。領域11に載置されたパンチ61をダイ63に向かって押し込むと、複数のピン状突起3に接することなく領域11から板状金属部材1を打ち抜くことができる。
Further, as shown in FIG. 7, the main surface of the
なお、図6及び図7に示すように金属板4から板状金属部材1を打ち抜く際には、領域11のパンチ61と接していない面に、バックアップ型(不図示)を載置しても良い。バックアップ型とパンチ61とを用いて領域11は挟持されているため、金属板4から板状金属部材1を打ち抜く際に、板状金属部材1は変形しにくい。
When punching the plate-like metal member 1 from the
金属板4の主面上には、複数の領域11毎に複数のピン状突起3が形成されている。複数の領域11は、図6及び図7で示したように1ずつ打ち抜かれても良いし、複数の開口部を有するダイ等を用いて一度に打ち抜かれても良い。複数の領域11を一度に打ち抜く場合、複数の領域11を1ずつ打ち抜く場合よりも、複数の領域11のそれぞれから板状金属部材1を打ち抜く打ち抜き工程(ステップS2)に要する時間を短縮することができる。
A plurality of pin-shaped
ところで、板厚が薄い等、金属板4の体積が小さい場合では、金属板4は、加熱される際に変形しやすい。したがって、造形工程(ステップS1)において、金属板4が変形しやすい。そこで、図8に示すように、金属板4を、予想される変形と反対方向に予め反らせても良い。金属板4を予め反らせる場合、造形工程(ステップS1)において加えられる熱によって金属板4が変形し、金属板4は、反りのない板となる。したがって、金属板4の体積が小さい場合、金属板4を予め反らせることによって、金属板4の変形を抑制することができる。
By the way, in the case where the volume of the
以上で説明した本実施の形態に係る板状金属部材の製造方法では、複数のピン状突起3を金属板4の主面上に形成した後に金属板4から板状金属部材1を打ち抜いているため、鋳型を用いずに、かつ、金属板の変形を抑制することができる。
In the method of manufacturing the plate-like metal member according to the present embodiment described above, the plate-like metal member 1 is punched out of the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、板押さえ62の金属板4に接する部分や、ダイ63の金属板4に接する部分に突起を設け、板押さえ力を高めても良い。また、パンチ61やバックアップ型は、複数のピン状突起3を覆うように、金属板4及び複数のピン状突起3に接する形状であっても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope of the present invention. For example, the plate pressing force may be increased by providing a projection on a portion of the
1、100 板状金属部材
11 領域
2、102 本体部
3、103 ピン状突起
31 ピン状突起造形位置
4 金属板
5 固定具
6 打ち抜き加工装置
61 パンチ
62 板押さえ
63 ダイ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
主面の面積が前記板状金属部材よりも大きい金属板の主面上に、三次元造形装置を用いて前記複数のピン状突起を造形する造形工程と、
前記複数のピン状突起が造形された前記金属板から前記板状金属部材を打ち抜く打ち抜き工程と、を備え、
前記造形工程において、前記金属板の主面上に、間隔を空けた複数の領域毎に前記複数のピン状突起を造形し、
前記打ち抜き工程において、前記複数の領域のそれぞれから前記板状金属部材を打ち抜く板状金属部材の製造方法。 It is a manufacturing method of the plate-like metal member by which a plurality of pin-like projections were formed in the principal surface,
Forming a plurality of the pin-like projections using a three-dimensional forming apparatus on the main surface of a metal plate having an area of the main surface larger than that of the plate-like metal member;
Punching out the plate-like metal member from the metal plate on which the plurality of pin-like protrusions are formed;
In the forming step, the plurality of pin-shaped projections are formed on a main surface of the metal plate for each of a plurality of spaced areas,
In the said punching process, the manufacturing method of the plate-shaped metal member which pierces the said plate-shaped metal member from each of these several area | regions.
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JP2017173228A JP2019049027A (en) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | Method for manufacturing a tabular metallic component |
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