JP2021151741A - Mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金型に関する。 The present invention relates to a mold.
一般に、金型を用いて成形品を製造する際の離型性を評価するためには、金型から成形品を離型するときの離型抵抗を測定している。例えば、特許文献1には、金型から成形品を離型するときのエジェクタピンの突き出し力を離型抵抗として、圧力センサを用いて測定することが記載されている。
Generally, in order to evaluate the mold releasability when a molded product is manufactured using a mold, the mold releasability when the molded product is released from the mold is measured. For example,
しかし、エジェクタピンなどのエジェクタ機構を用いる離型方式では、離型時に成形品の機能面を破損させる虞があるため、成形品の機能面となる位置にエジェクタ機構を配置できず、離型抵抗を測定できない場合がある。
そこで本発明は、エジェクタ機構を用いずに離型抵抗を測定することができる金型の提供を目的とする。
However, in the mold release method using an ejector mechanism such as an ejector pin, the ejector mechanism cannot be arranged at a position that becomes the functional surface of the molded product because the functional surface of the molded product may be damaged at the time of mold release, and the mold release resistance. May not be measured.
Therefore, an object of the present invention is to provide a mold capable of measuring a mold release resistance without using an ejector mechanism.
上記の課題を解決するための、本発明に関する金型は、成形機の基台に取り付けられる金型であって、基台に対向する基台側面、及び前記基台側面と反対側の成形側面を有する板状の可動駒、前記可動駒の成形側面に、前記可動駒の縁部が露出するように配置されている成形型、前記可動駒の縁部の成形側面に対向するように配置され、かつ前記基台に取り付けられている可動駒受け体、並びに前記可動駒の縁部と前記可動駒受け体との間に配置されている圧力センサを備え、前記可動駒は、成形時に基台側に位置し、離型時に可動駒受け体側に位置する。 The mold according to the present invention for solving the above problems is a mold attached to a base of a molding machine, and is a base side surface facing the base and a molding side surface opposite to the base side surface. A plate-shaped movable piece having a It is provided with a movable piece receiver attached to the base and a pressure sensor arranged between the edge of the movable piece and the movable piece receiver, and the movable piece is located on the base side at the time of molding. , Located on the movable piece receiver side when the mold is released.
本発明の金型によれば、エジェクタ機構を用いずに離型抵抗を測定することができる。 According to the mold of the present invention, the mold release resistance can be measured without using the ejector mechanism.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、実施の形態の金型1は、上金型として、上温調駒3a及び上金型取り付け駒5aを介して、可動側基台である成形機の上基台7aに取り付けられている。下金型9は、下温調駒3b及び下金型取り付け駒5bを介して、固定側基台である成形機の下基台7bに取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
上温調駒3a及び下温調駒3bは、電気加熱要素や冷却媒体など(図示せず)をそれぞれ備え、金型1及び下金型9を加熱又は冷却する。
上金型取り付け駒5a及び下金型取り付け駒5bは、例えば、成形品を製造する際の成形機からの荷重に耐え得る、炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼のような金属材料から形成されている。炭素工具鋼は、JIS G4401 2009に規定され、合金工具鋼及び高速度工具鋼は、JIS G4403 2015にそれぞれ規定されている。
The upper
The upper
実施の形態の金型1である上金型は、板状の可動駒11と、成形型13と、可動駒受け体15と、圧力センサ17とを備えている。
The upper mold, which is the
板状の可動駒11は、上基台7aに対向する基台側面19、及び基台側面19と反対側の成形側面21を有する。板状の可動駒11のサイズは、例えば、10mm〜300mm×30mm〜300mm×1mm〜30mm(縦×横×厚さ)である。可動駒11は、例えば、上述したような金属材料から形成されている。
The plate-shaped
可動駒11の基台側面19は、可動駒11が後述する弾性部材(スプリング)23によって上基台7a側に向けて持ち上げられているため、上金型取り付け駒5aに接触している。
The
可動駒11の成形側面21には、可動駒11の縁部25が露出するように成形型13が配置されている。
A
可動駒11の縁部25には、上基台7a側に向かって凹んでいる可動駒側位置決め溝27が形成されている。可動駒側位置決め溝27は、可動駒11の基台側面19と成形側面21に平行な溝壁27a、及び溝壁27aと可動駒11の成形側面21に垂直に交わる側壁27bを有する。
The
成形型13は、上成形型として、上成形型本体29と、成形型取り付け駒31とを備えている。上成形型本体29は、成形型取り付け駒31によって、可動駒11の成形側面21に着脱自在に設けられている。上成形型本体29の表面33には、微細な凹凸を有する微細パターンが形成されている。微細な凹凸は、例えば、0.1μm〜1000μmの凹凸である。
The molding die 13 includes an upper molding die
可動駒受け体15は、可動駒11の縁部25の成形側面21に対向するように配置され、受け体取り付け部材35、上金型取り付け駒5a、及び上温調駒3aを介して上基台7aに取り付けられている。具体的には、可動駒受け体15は、上金型取り付け駒5aに取り付けられた受け体取り付け部材35に、可動駒受け体15の下基台側面37から、上基台7aに向けてネジ止めすることによって、上基台7aに取り付けられている。可動駒受け体15は、例えば、上述したような金属材料から形成されている。
The movable
可動駒受け体15の上基台側面39には、下基台7b側に向かって凹んでいる受け体側位置決め溝41が形成されている。受け体側位置決め溝41は、可動駒受け体15の上基台側面39に平行な溝壁41a、及び溝壁41aと可動駒受け体15の上基台側面39に垂直に交わる側壁41bを有する。受け体側位置決め溝41の溝壁41aは、可動駒側位置決め溝27の溝壁27aと平行に位置しており、受け体側位置決め溝41の側壁41bは、可動駒側位置決め溝27の側壁27bの直線上に位置している。
On the upper
圧力センサ17は、可動駒11の縁部25と、可動駒受け体15との間に配置されている。具体的には、圧力センサ17は、可動駒受け体15の受け体側位置決め溝41の溝壁41a上に配置されている。圧力センサ17は、離型荷重に耐え得るセンサであり、例えば、ひずみゲージ式、金属ゲージ式、半導体ゲージ式、半導体隔膜式のような圧力センサである。圧力センサ17は、検出した圧力信号を外部に出力するために、配線が上金型から外部に向かって延び出している(図2)。
The
圧力センサ17の上には、可動駒位置決め体43が配置され、可動駒11の可動駒側位置決め溝27と、可動駒受け体15の受け体側位置決め溝41に挿入されている。
可動駒位置決め体43は、断面視においてH字形状を有し、圧力センサ17上に配置されているウェブ45と、ウェブ45の両端部から上基台7a及び下基台7b側にそれぞれ延出している2つのフランジ47とを有する。
A movable
The movable
可動駒位置決め体43のウェブ45は、圧力センサ17に接触している。
可動駒位置決め体43の2つのフランジ47は、可動駒側位置決め溝27の側壁27bと受け体側位置決め溝41の側壁41bに沿って接触しているが、可動駒側位置決め溝27の溝壁27aと、受け体側位置決め溝41の溝壁41aには接触していない。
The
The two
可動駒位置決め体43は、圧力センサ17に接触しているウェブ45を有するため、可動駒11から可動駒位置決め体43に荷重が加えられた場合、その荷重を圧力センサ17に伝えることができる。
また、可動駒位置決め体43は、可動駒側位置決め溝27の側壁27bと受け体側位置決め溝41の側壁41bに沿って接触している2つのフランジ47を有するため、可動駒11が上基台7aと平行方向にずれることを抑制又は防止して、成形不良の発生を抑制又は防止することができる。
Since the movable
Further, since the movable
可動駒位置決め体43の2つのフランジ47の可動駒11側の間には、弾性部材であるスプリング23が配置されている。スプリング23は、可動駒11の受け体側位置決め溝27の溝壁27aと可動駒位置決め体43のウェブ45とに接触して、可動駒11を上基台7a側に向けて持ち上げ、上金型取り付け駒5aに接触させている。
スプリング23は、可動駒11を上基台7a側に向けて持ち上げ、上金型取り付け駒5aに接触させることにより、可動駒11が上金型取り付け駒5aに接触していない場合と比較して、上温調駒3aによる成形型13の加熱又は冷却の際の温度ロスを低減させ、成形型13の温度変化を短時間で行うことができるため、成形品の製造時間を短縮することができる。
A
The
下金型9は、下成形型として、下成形型本体49と、成形型取り付け駒51とを備えている。下成形型本体49は、成形型取り付け駒51によって、下金型取り付け駒5b上に着脱自在に設けられている。下成形型本体49の表面53には、上成形型本体29の表面33の凹凸パターンに対応する微細パターンが形成されている。
The
このような実施の形態の金型1は、例えば、溶融微細転写プロセスに用いることができる。溶融微細転写プロセスに用いられる材料は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ABS樹脂のような熱可塑性樹脂である。
The
続いて、実施の形態の金型1の組み立てについて、図2を参照して説明する。
最初に、上金型取り付け駒5aと、受け体取り付け部材35を用意し、上金型取り付け駒5aの長手方向の両端部に、受け体取り付け部材35を取り付ける。
Subsequently, the assembly of the
First, the upper
次に、可動駒11と、上成形型本体29と、成形型取り付け駒31を用意し、可動駒11の成形側面21に、上成形型本体29を縁部25が露出するように、成形型取り付け駒31を用いて取り付ける。言い換えると、可動駒11の成形側面21に、縁部25が露出するように成形型13を取り付ける。
Next, the
次に、成形型13を取り付けた可動駒11と、スプリング23と、可動駒位置決め体43と、圧力センサ17と、可動駒受け体15とを用意する。
可動駒11の受け体側位置決め溝27に、スプリング23を配置し、可動駒位置決め体43を挿入し、可動駒位置決め体43の2つのフランジ47の間に圧力センサ17を配置する。続いて、可動駒受け体15を、可動駒11の受け体側位置決め溝27に挿入した可動駒位置決め体43が、可動駒受け体15の受け体側位置決め溝41(図2において図示せず)に挿入するように配置し、受け体取り付け部材35を介して、上金型取り付け駒5aに取り付ける。このようにして、実施の形態の金型1を組み立てることができる。
実施の形態の金型1は、上温調駒3aを介して成形機の上基台7a(図2において図示せず)に取り付けられる。
Next, a
The
The
以下に、実施の形態の金型1による成形品の離型抵抗の測定について、図3を参照して説明する。なお、図3は、溶融微細転写プロセスによって熱可塑性樹脂製の成形品を製造している。
The measurement of the mold release resistance of the molded product by the
最初に、図1に示すように、実施の形態の金型1を、上温調駒3a及び上金型取り付け駒5aを介して成形機の上基台7aに取り付け、下金型9を、下温調駒3b及び下金型取り付け駒5bを介して成形機の下基台7bに取り付ける。
First, as shown in FIG. 1, the
次に、上温調駒3a及び下温調駒3bを用いて金型1及び下金型9を加温し、下金型9の下成形型本体49の表面53上に、熱可塑性樹脂をスクリュー等で可塑化した樹脂材料55を塗布する。
Next, the
続いて、樹脂材料55を成形するために、成形機の上基台7aを下基台7bに向けて下降させ、上成形型本体29の表面33を樹脂材料55に接触させると、成形型13及び可動駒11は、樹脂材料55から上基台7a方向の力、すなわち反作用の力を受ける。このため、可動駒11は、成形時に上基台7a側に位置する(図3(A))。言い換えると、可動駒11は、成形時にスプリング23の有無によらず上基台7a側に位置している。
このとき、圧力センサ17には、可動駒11が上基台7a側に位置しているため、可動駒11の縁部25に形成されている可動駒側位置決め溝27の溝壁27aに、可動駒位置決め体43の2つのフランジ47が接触せずに、可動駒位置決め体43から圧力センサ17に成形荷重57が伝わらない。
Subsequently, in order to mold the resin material 55, the
At this time, since the
一定時間経過後、上温調駒3a及び下温調駒3bを用いて金型1及び下金型9を冷却し、樹脂材料55を固化して成形品59を製造する。
After a lapse of a certain period of time, the
次に、成形品59を離型するために、成形機の上基台7aを上昇させると、可動駒11と成形型13はそのままに、上温調駒3a、上金型取り付け駒5a、可動駒受け体15、圧力センサ17、及び可動駒位置決め体43が上基台7aとともに上方に動く。すなわち、可動駒11は、離型時に可動駒受け体15側に位置する(図3(B))。
このとき、圧力センサ17は、可動駒11が可動駒受け体15側に位置しているため、可動駒11の縁部25に形成されている可動駒側位置決め溝27の溝壁27aに、可動駒位置決め体43の2つのフランジ47が接触して、可動駒位置決め体43から圧力センサ17に離型荷重61が伝わる。この離型荷重61を離型抵抗として圧力センサ17で測定することによって、成形品59の離型抵抗を測定することができる。
Next, when the
At this time, since the
したがって、実施の形態の金型1は、エジェクタピンなどのエジェクタ機構を用いずに離型抵抗を測定することができる。
また、実施の形態の金型1は、圧力センサ17に成形荷重57が伝わらないため、成形時に破損する虞がなく、長期間使用することができる。
このような実施の形態の金型1は、例えば、成形品の離型抵抗を経時的に測定することによって、成形品の製造プロセスの監視に使用することができる。
Therefore, the
Further, since the molding load 57 is not transmitted to the
The
[変形例]
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、実施の形態の金型1を、下金型として、固定側基台である成形機の下基台7bに取り付け、下金型9を上金型として、可動側基台である成形機の上基台7aに取り付けてもよい。
[Modification example]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
For example, the
実施の形態の金型1は、上成形型のパターンを成形材料に転写するようなインプリント成形にも用いることができる。
また、実施の形態の金型1は、上成形型である成形型13を下基台7bに向かって突出している成形型(コア)とし、下成形型本体49を下基台7bに向かって凹んでいる成形型(キャビティ)として、射出成形にも用いることができる。
さらに、実施の形態の金型1は、可塑化用流体として二酸化炭素を用いて樹脂成形品の表面層を可塑化する転写成形方法にも用いることができる。この場合、上温調駒3a及び下温調駒3bは成形機の上基台7a及び下基台7bに取り付けられていなくてもよく、スプリング23は配置されていなくてもよい。
The
Further, in the
Further, the
可動駒11と成形型13は、一体に形成されていてもよい。
The
1 金型
11 可動駒
13 成形型
15 可動駒受け体
17 圧力センサ
1
Claims (3)
基台に対向する基台側面、及び前記基台側面と反対側の成形側面を有する板状の可動駒、
前記可動駒の成形側面に、前記可動駒の縁部が露出するように配置されている成形型、
前記可動駒の縁部の成形側面に対向するように配置され、かつ前記基台に取り付けられている可動駒受け体、並びに
前記可動駒の縁部と前記可動駒受け体との間に配置されている圧力センサを備え、
前記可動駒は、成形時に基台側に位置し、離型時に可動駒受け体側に位置する金型。 A mold that can be attached to the base of a molding machine.
A plate-shaped movable piece having a base side surface facing the base and a molding side surface opposite to the base side surface.
A molding die, which is arranged so that the edge of the movable piece is exposed on the molding side surface of the movable piece.
The movable piece receiver is arranged so as to face the molding side surface of the edge portion of the movable piece and is attached to the base, and is arranged between the edge portion of the movable piece and the movable piece receiver. Equipped with a pressure sensor
The movable piece is a mold located on the base side at the time of molding and on the movable piece receiver side at the time of mold release.
前記圧力センサは、前記可動駒位置決め体と前記可動駒受け体との間に配置されている請求項1に記載の金型。 The movable piece side positioning groove formed on the molded side surface of the edge portion of the movable piece, the receiver side positioning groove formed on the base side surface of the movable piece receiver, and the movable piece side positioning groove and the receiver side positioning. Further equipped with a movable piece positioning body inserted in the groove,
The mold according to claim 1, wherein the pressure sensor is arranged between the movable piece positioning body and the movable piece receiver.
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