JP2020131705A - 射出成形装置および射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料コストを削減し、材料全体の使用量を削減することができる射出成形装置および射出成形方法を提供する。【解決手段】金型１１０と、注入装置１２０と、ガス供給装置１３０とを含む射出成形装置１００であって、注入装置によって金型にセラミック粉末材料ＣＲを注入し、セラミック粉末材料が注入されているときにガス供給装置によって金型にガスを供給して、ガスによってセラミック粉末材料内に空洞を形成するように構成される射出成形装置、およびセラミック粉末材料を注入装置によって金型へと注入するステップと、ガスをガス供給装置によって前記金型へと供給し、当該ガスによって前記セラミック粉末材料内に空洞を形成するステップとを含む射出成形方法。【選択図】図１

Description

本発明は、成形装置および成形方法に関し、さらに詳しくは、射出成形装置および射出成形方法に関する。

セラミック粉末射出成形は、セラミック製品の重要なプロセスの１つである。このプロセスは、きわめて細かい寸法および迅速なプロセスという利点を有する。しかしながら、セラミック粉末材料は、比較的高価であり、処理プロセスが比較的複雑である。さらに、セラミック粉末自体には流動性がなく、セラミック粉末材料の流動性を高めるために他の添加剤を追加する必要があり、これも材料コストの増加につながる。したがって、材料コストを削減し、生産効率を向上させる方法が、当業者にとって大きな課題である。

本発明は、材料コストを削減し、生産効率を向上させるために、材料全体の使用量を削減することができる射出成形装置および射出成形方法を提供する。

本発明の射出成形装置は、金型、注入装置、およびガス供給装置を含む。注入装置は、金型にセラミック粉末材料を注入するように構成される。ガス供給装置は、金型にガスを供給して、当該ガスによってセラミック粉末材料内に空洞を形成するように構成される。

本発明の一実施形態において、金型は、ガス注入チャネルを有する。ガス注入チャネルは、金型の内部を金型の外部に連通させる。ガス供給装置は、ガスをガス注入チャネルを通って金型へと供給するように構成される。

本発明の一実施形態において、注入装置およびガス注入チャネルは、金型の同じ側に配置される。

本発明の一実施形態において、射出成形装置は、ガス注入チャネル内に配置された圧力感知構成要素をさらに含む。

本発明の射出成形方法は、セラミック粉末材料を注入装置によって金型へと注入することと、ガスをガス供給装置によって金型へと供給し、当該ガスによってセラミック粉末材料内に空洞を形成することとを含む。

本発明の一実施形態においては、射出成形方法において、セラミック粉末材料が金型へと注入された後に、ガスが金型へと供給される。

本発明の一実施形態においては、射出成形方法において、ガスが金型へと供給される前に、セラミック粉末材料は金型を完全には満たしていない。セラミック粉末材料は、ガスによって金型の内壁面に向かって押される。

本発明の一実施形態においては、射出成形方法において、ガスが金型へと供給される前に、セラミック粉末材料は金型を完全に満たす。セラミック粉末材料は、ガスによって金型の内壁面に向かって圧縮される。

上記に基づき、本発明は、ガスによってセラミック粉末材料内に空洞を形成することを達成可能にすることで、材料全体の使用量を減らし、材料コストを削減する。また、材料全体の使用量が削減された後に、後続の工程における冷却時間および処理時間を短縮することができ、したがって生産効率が向上する。

本発明の上述の特徴および利点ならびに他の特徴および利点をより分かりやすくするために、いくつかの実施形態が図面と併せて以下で詳細に説明される。

添付図面は、本発明のさらなる理解をもたらすために含まれており、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、本発明の実施形態を例示し、本明細書と併せて本発明の原理の説明に役立つ。

本発明の一実施形態による射出成形装置を示す概略図である。

本発明の一実施形態による射出成形方法を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態によるガスが金型へと供給される前の射出成形装置を示す概略図である。

本発明の別の実施形態によるガスが金型へと供給される前の射出成形装置を示す概略図である。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形装置を示す概略図である。図１を参照すると、本実施形態の射出成形装置１００は、金型１１０、注入装置１２０、およびガス供給装置１３０を含む。注入装置１２０は、セラミック粉末材料ＣＲを金型１１０に注入するように構成されている。本実施形態のセラミック粉末材料ＣＲが、単一のセラミック粉末粒子に限定されず、セラミック粉末材料ＣＲの全体が複数のセラミック粉末粒子で構成されてもよく、セラミック粉末材料ＣＲの種類が本発明においてとくに限定されないことに、注意すべきである。セラミック粉末材料ＣＲは、金型１１０への注入が可能である限りにおいて、本発明が求める保護の範囲に関係する。ガス供給装置１３０は、金型１１０へとガスを供給することで、ガスによってセラミック粉末材料ＣＲ内に空洞Ｒを形成するように構成されている。具体的には、セラミック粉末材料ＣＲは、空洞Ｒを取り囲んで、金型１１０の内部に中空構造を形成することができる。ガスは、不活性ガスまたはチッ素ガスであってよい。

このように、本実施形態においては、ガスによってセラミック粉末材料ＣＲ内に空洞を形成することにより、材料全体の使用量を削減することができ、材料コストを削減することができる。また、材料全体の使用量が削減された後に、後続の工程における冷却時間および処理時間を短縮することができ、したがって生産効率が向上する。

本実施形態において、金型１１０は、ガス注入チャネル１１２を有することができる。ガス注入チャネル１１２は、金型１１０の内部を金型１１０の外部に連通させる。ガス供給装置１３０は、ガスをガス注入チャネル１１２を通って金型１１０へと供給するように構成される。

本発明は、ガス注入チャネル１１２が金型１１０の内部と金型１１０の外部とを連通させることができる限りにおいて、ガス注入チャネル１１２の金型１１０との連絡の位置を限定せず、位置にかかわらず本発明の範囲に属することに注意すべきである。例えば、この実施形態において、ガス供給装置１３０は、金型１１０の内部と金型１１０の外部とを連通させるように金型１１０を接続する入口であってよい。図示されていない別の実施形態において、ガス供給装置１３０は、金型１１０の内部と金型１１０の外部とを連通させるように金型１１０を接続する出口であってよい。図示されていないさらに別の実施形態において、ガス供給装置１３０は、金型１１０の内部と金型１１０の外部とを連通させるように金型１１０を同時に接続する入口および出口であってよい。

注入装置１２０およびガス注入チャネル１１２は、金型１１０の同じ側に位置することができ、したがって、ガスが金型１１０へと注入されるときにセラミック粉末材料ＣＲ内に空洞Ｒを確実に形成できるように、金型１１０へのガスの注入の位置は、注入装置１２０による金型１１０へのセラミック粉末材料ＣＲの注入の位置に隣接することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図示されていない別の実施形態において、注入装置１２０およびガス注入チャネル１１２は、金型１１０の異なる側に位置してもよい。

加えて、圧力感知構成要素１４０が、本実施形態にさらに含まれてよい。圧力感知構成要素１４０は、ガス注入チャネル１１２に配置される。したがって、圧力感知構成要素１４０を、ガス供給装置１３０がガスを金型１１０へと注入するときの注入圧力を制御するために、金型１１０へと注入されるときのガスの圧力を感知するために使用することができる。

以下で、図面を参照して、本発明の実施形態の射出成形方法の主な流れを説明する。図２は、本発明の一実施形態による射出成形方法を示すフローチャートである。図３は、本発明の一実施形態によるガスが金型へと供給される前の射出成形装置を示す概略図である。図４は、ガスが金型へと供給される前の射出成形装置を示す本発明の別の実施形態の概略図である。最初に図２および図３の両方を参照すると、セラミック粉末材料ＣＲが、注入装置１２０によって金型１１０へと注入される（ステップＳ１０２）。詳細には、セラミック粉末材料ＣＲは、例えば、加熱されて溶かされ、その後に注入装置１２０によって金型１１０へと注入される。次に、図１および図２の両方を参照すると、セラミック粉末材料ＣＲが金型１１０へと注入されているときに、ガス供給装置１３０によってガスが金型１１０へと供給され、ガスによってセラミック粉末材料ＣＲ内に空洞Ｒが形成される（ステップＳ１０４）。

具体的には、本実施形態においては、図３に示されるように、金型１１０へのガスの供給前は、セラミック粉末材料ＣＲが金型１１０を完全に満たしていなくてもよく、すなわちセラミック粉末材料ＣＲは金型１１０の一部のみに充てんされている。その後に、図１に示されるように、セラミック粉末材料ＣＲはガスによって金型１１０の内壁面Ｓ１に向かってさらに押され、セラミック粉末材料ＣＲ内に空洞Ｒが形成される。このように、本実施形態においては、最初にセラミック粉末材料ＣＲの使用量を減らして、材料コストを削減し、生産効率を高めることができる。しかしながら、本発明は、これに限定されない。別の実施形態においては、図４に示されるように、セラミック粉末材料ＣＲを金型１１０へと供給する前に、ガスを金型１１０へと供給して圧力をもたらすことができ、次いでセラミック粉末材料ＣＲで金型１１０を完全に満たし、ガスによってセラミック粉末材料ＣＲを金型１１０の内壁面Ｓ１に向かってさらに圧縮して、図１に示されるようにセラミック粉末材料ＣＲ内に空洞Ｒを形成することができる。ガスの圧力が充てん時のセラミック粉末材料ＣＲの溶融した前面を改善することができるため、セラミック粉末材料ＣＲをガスによって金型１１０の内壁面Ｓ１に向かって押すことができ、あるいはセラミック粉末材料ＣＲをガスによって金型１１０の内壁面Ｓ１に向かって圧縮することができ、従来の噴水流によって引き起こされる高せん断の問題を解決することができる。

以上に鑑み、本発明によれば、ガスによるセラミック粉末材料内の空洞の形成を達成し、材料全体の使用量を削減して材料コストを下げることができる。また、材料全体の使用量が削減された後に、後続の工程における冷却時間および処理時間を短縮することができ、したがって生産効率が向上する。

本発明を、上記の実施形態を参照して説明したが、本発明の精神から逸脱することなく、上述の実施形態について変更が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、上記の詳細な説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定められる。

この射出成形装置および射出成形方法は、射出成形を利用する製造プロセスに適用可能である。

１００：射出成形装置
１１０：金型
１１２：ガス注入チャネル
１２０：注入装置
１３０：ガス供給装置
１４０：圧力感知構成要素
Ｓ１：内壁面
ＣＲ：セラミック粉末材料
Ｒ：空洞
Ｓ１０２−Ｓ１０４：ステップ

Claims (10)

1. 金型と、
   前記金型へとセラミック粉末材料を注入するように構成された注入装置と、
   前記金型へとガスを供給して、当該ガスによって前記セラミック粉末材料内に空洞を形成するように構成されたガス供給装置と
   を備える射出成形装置。
2. 前記金型は、当該金型の内部と当該金型の外部とを連通させるガス注入チャネルを有し、前記ガス供給装置は、前記ガス注入チャネルを通って前記金型へとガスを供給するように構成されている、請求項１に記載の射出成形装置。
3. 前記注入装置および前記ガス注入チャネルは、前記金型の同じ側または異なる側に位置する、請求項２に記載の射出成形装置。
4. 前記ガス注入チャネルに配置された圧力感知構成要素をさらに備える、請求項２に記載の射出成形装置。
5. セラミック粉末材料を注入装置によって金型へと注入するステップと、
   ガスをガス供給装置によって前記金型へと供給し、当該ガスによって前記セラミック粉末材料内に空洞を形成するステップと
   を含む射出成形方法。
6. 前記セラミック粉末材料が前記金型へと注入されているときに、前記ガスが前記金型へと供給される、請求項５に記載の射出成形方法。
7. 前記ガスが前記金型へと供給される前に、前記セラミック粉末材料は前記金型を完全には満たしていない、請求項５に記載の射出成形方法。
8. 前記セラミック粉末材料は、前記ガスによって前記金型の内壁面に向かって押される、請求項７に記載の射出成形方法。
9. 前記セラミック粉末材料が前記金型へと供給される前に、前記ガスが前記金型へと供給される、請求項５に記載の射出成形方法。
10. 前記セラミック粉末材料は、前記ガスによって前記金型の内壁面に向かって圧縮される、請求項９に記載の射出成形方法。