JP2023173061A - 成形型の製造方法、および成形型 - Google Patents

成形型の製造方法、および成形型 Download PDF

Info

Publication number
JP2023173061A
JP2023173061A JP2022085053A JP2022085053A JP2023173061A JP 2023173061 A JP2023173061 A JP 2023173061A JP 2022085053 A JP2022085053 A JP 2022085053A JP 2022085053 A JP2022085053 A JP 2022085053A JP 2023173061 A JP2023173061 A JP 2023173061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
metal particles
manufacturing
laminate
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022085053A
Other languages
English (en)
Inventor
達哉 坪井
Tatsuya Tsuboi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2022085053A priority Critical patent/JP2023173061A/ja
Priority to US18/321,937 priority patent/US20230382042A1/en
Publication of JP2023173061A publication Critical patent/JP2023173061A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/165—Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/052—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/08—Metallic powder characterised by particles having an amorphous microstructure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/18—Formation of a green body by mixing binder with metal in filament form, e.g. fused filament fabrication [FFF]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/38—Process control to achieve specific product aspects, e.g. surface smoothness, density, porosity or hollow structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/007—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/188—Processes of additive manufacturing involving additional operations performed on the added layers, e.g. smoothing, grinding or thickness control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2505/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as filler
    • B29K2505/08—Transition metals
    • B29K2505/12—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/757—Moulds, cores, dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】積層体にこもる熱を少なくして成形品の冷却時間を短くさせつつ、成形品に充填不良および反りが発生し難い成形型を製造することができる成形型の製造方法を提供する。【解決手段】射出成形装置に用いられる成形型の製造方法であって、金属粒子および樹脂を含む造形材料を可塑化して可塑化材料を生成する工程と、前記可塑化材料をステージに向けて吐出して層を積層することで、前記成形型の少なくとも一部となる積層体を造形する工程と、を含み、前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である、成形型の製造方法。【選択図】図７

Description

本発明は、成形型の製造方法、および成形型に関する。
可塑化装置によって可塑化された材料を、成形型のキャビティーに向けて射出して硬化させることによって、成形品を成形する射出成形装置が知られている。
例えば特許文献１には、射出成形装置の成形型を、三次元造形装置を用いて造形することが記載されている。三次元造形装置によって、従来では作ることができなかった形状を、一体的に造形することができる。特許文献１の成形型は、樹脂製または金属製である。
特開２０１７－１２４５９３号公報
しかしながら、樹脂製の成形型の場合、熱伝導率が低いため、成形型に熱がこもり冷却に時間がかかる。一方、金属製の成形型の場合、熱伝導率が高いため、材料が成形型のキャビティーを充填する前に固まってしまい、充填不良が発生し易い。さらに、成形型によって成形される成形品が急冷されて反りが発生し易い。
本発明に係る成形型の製造方法の一態様は、
射出成形装置に用いられる成形型の製造方法であって、
金属粒子および樹脂を含む造形材料を可塑化して可塑化材料を生成する工程と、
前記可塑化材料をステージに向けて吐出して層を積層することで、前記成形型の少なくとも一部となる積層体を造形する工程と、
を含み、
前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である。
本発明に係る成形型の一態様は、
射出成形装置に用いられる成形型であって、
金属粒子と、樹脂と、を含む積層体を有し、
前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である。
本実施形態に係る射出成形装置を模式的に示す側面図。 本実施形態に係る射出成形装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る射出成形装置のフラットスクリューを模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る射出成形装置のバレルを模式的に示す図。 本実施形態に係る射出成形装置の成形型を模式的に示す分解斜視図。 本実施形態に係る射出成形装置の成形型を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る射出成形装置の成形型の製造方法を説明するためのフローチャート。 本実施形態に係る射出成形装置の成形型の製造方法で用いられる三次元造形装置を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る射出成形装置の成形型の製造方法で用いられる三次元造形装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る射出成形装置の成形型の製造工程を模式的に示す断面図。 実施例および比較例における金属粒子の平均粒子径と面粗度の評価結果とを示す表。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
１． 射出成形装置
１．１． 全体の構成
まず、本実施形態に係る射出成形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る射出成形装置１００を模式的に示す側面図である。なお、図１では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示している。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、例えば、水平方向である。Ｚ軸方向は、例えば、鉛直方向である。
射出成形装置１００は、図１に示すように、例えば、材料供給部１０と、射出部２０と、型部３０と、型締部４０と、制御部５０と、を含む。
材料供給部１０は、射出部２０に原料となる材料を供給する。材料供給部１０は、例えば、ホッパーによって構成されている。材料供給部１０から供給される材料の形状は、例えば、ペレット状、粉末状である。材料供給部１０から供給される材料は、例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂である。
射出部２０は、材料供給部１０から供給された材料を可塑化して、可塑化材料にする。そして、射出部２０は、可塑化材料を型部３０に向けて射出する。
なお、可塑化とは、溶融を含む概念であり、固体から流動性を有する状態に変化させることである。具体的には、ガラス転移が起こる材料の場合、可塑化とは、材料の温度をガラス転移点以上にすることである。ガラス転移が起こらない材料の場合、可塑化とは、材料の温度を融点以上にすることである。
型部３０には、成形品の形状に相当するキャビティーが形成される。射出部２０から射出された可塑化材料は、キャビティーに流れ込む。そして、可塑化材料が冷却されて固化され、成形品が生成される。
型締部４０は、型部３０の成形型の開閉を行う。型締部４０は、可塑化材料が冷却されて固化された後に、型部３０の成形型を開く。これにより、成形品が外部に排出される。
制御部５０は、例えば、プロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースと、を有するコンピューターによって構成されている。制御部５０は、例えば、主記憶装置に読み込んだプログラムをプロセッサーが実行することによって、種々の機能を発揮する。具体的には、制御部５０は、射出部２０および型締部４０を制御する。なお、制御部５０は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。
１．２． 具体的な構成
図２は、射出成形装置１００を模式的に示す図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。射出部２０は、図２に示すように、例えば、可塑化装置６０と、射出機構７０と、ノズル８０と、を有している。
可塑化装置６０は、材料供給部１０から供給された材料を可塑化し、流動性を有するペースト状の可塑化材料を生成して射出機構７０へと導くように構成されている。可塑化装置６０は、例えば、スクリューケース６２と、駆動モーター６４と、フラットスクリュー１１０と、バレル１２０と、加熱部１３０と、を含む。
スクリューケース６２は、フラットスクリュー１１０を収容する筐体である。スクリューケース６２とバレル１２０とによって囲まれた空間に、フラットスクリュー１１０が収容されている。
駆動モーター６４は、スクリューケース６２に接続されている。駆動モーター６４は、フラットスクリュー１１０を回転させる。駆動モーター６４は、例えば、サーボモーターである。駆動モーター６４のシャフト６６は、フラットスクリュー１１０に接続されている。駆動モーター６４は、制御部５０によって制御される。なお、図示はしないが、減速機を介して、駆動モーター６４のシャフト６６と、フラットスクリュー１１０とが、接続されていてもよい。
フラットスクリュー１１０は、回転軸Ｒ方向の大きさが、回転軸Ｒ方向と直交する方向の大きさよりも小さい略円柱形状を有している。図示の例では、回転軸Ｒは、Ｙ軸と平行である。駆動モーター６４が発生させるトルクによって、フラットスクリュー１１０は、回転軸Ｒを中心に回転する。フラットスクリュー１１０は、主面１１１と、主面１１１とは反対側の溝形成面１１２と、主面１１１と溝形成面１１２とを接続する接続面１１３と、を有している。ここで、図３は、フラットスクリュー１１０を模式的に示す斜視図である。なお、便宜上、図３では、図２に示した状態とは上下の位置関係を逆向きとした状態を示している。
フラットスクリュー１１０の溝形成面１１２には、図３に示すように、第１溝１１４が形成されている。第１溝１１４は、例えば、中央部１１５と、接続部１１６と、材料導入部１１７と、を有している。中央部１１５は、バレル１２０に形成された連通孔１２６と対向している。中央部１１５は、連通孔１２６と連通している。接続部１１６は、中央部１１５と材料導入部１１７とを接続している。図示の例では、接続部１１６は、中央部１１５から溝形成面１１２の外周に向かって渦状に形成されている。材料導入部１１７は、溝形成面１１２の外周に形成されている。すなわち、材料導入部１１７は、フラットスクリュー１１０の接続面１１３に形成されている。材料供給部１０から供給された材料は、材料導入部１１７から第１溝１１４に導入され、接続部１１６および中央部１１５を通って、バレル１２０に形成された連通孔１２６に搬送される。図示の例では、第１溝１１４は、２つ形成されている。
なお、第１溝１１４の数は、特に限定されない。図示はしないが、第１溝１１４は、３つ以上形成されていてもよいし、１つだけ形成されていてもよい。
バレル１２０は、図２に示すように、フラットスクリュー１１０に対向して設けられている。バレル１２０は、フラットスクリュー１１０の溝形成面１１２に対向する対向面１２２を有している。対向面１２２は、Ｙ軸方向において、溝形成面１１２と対向している。対向面１２２の中心には、連通孔１２６が形成されている。ここで、図４は、バレル１２０を模式的に示す図である。
バレル１２０の対向面１２２には、図４に示すように、第２溝１２４と、連通孔１２６と、が形成されている。第２溝１２４は、複数形成されている。図示の例では、６つの第２溝１２４が形成されているが、その数は、特に限定されない。複数の第２溝１２４は、Ｙ軸方向からみて、連通孔１２６の周りに形成されている。第２溝１２４は、一端が連通孔１２６に接続され、連通孔１２６から対向面１２２の外周に向かって渦状に延びている。第２溝１２４は、可塑化材料を連通孔１２６に導く機能を有している。連通孔１２６は、可塑化された材料をバレル１２０の外部に流出させる。
なお、第２溝１２４の形状は、特に限定されず、例えば、直線状であってもよい。また、第２溝１２４の一端は、連通孔１２６に接続されていなくてもよい。さらに、第２溝１２４は、対向面１２２に形成されていなくてもよい。ただし、連通孔１２６に可塑化材料を効率よく導くことを考慮すると、第２溝１２４は、対向面１２２に形成されていることが好ましい。
加熱部１３０は、図２に示すように、バレル１２０に設けられている。加熱部１３０は、フラットスクリュー１１０とバレル１２０との間に供給された材料を加熱する。加熱部１３０は、第１溝１１４に供給された材料を加熱する。加熱部１３０は、制御部５０によって制御される。可塑化装置６０は、フラットスクリュー１１０、バレル１２０、および加熱部１３０によって、材料を連通孔１２６に向かって搬送しながら加熱して可塑化材料を生成し、生成された可塑化材料を、連通孔１２６から射出機構７０へと流出させる。なお、加熱部１３０は、バレル１２０に設けられていなくてもよく、例えばフラットスクリュー１１０に設けられていてもよい。
射出機構７０は、例えば、シリンダー７２と、プランジャー７４と、プランジャー駆動部７６と、を有している。シリンダー７２は、連通孔１２６に接続された略円筒状の部材である。プランジャー７４は、シリンダー７２の内部を移動する。プランジャー７４は、モーターやギア等によって構成されたプランジャー駆動部７６によって駆動される。プランジャー駆動部７６は、制御部５０によって制御される。なお、シリンダー７２は、連通孔１２６よりも下流の流路に接続されていてもよい。
射出機構７０は、プランジャー７４をシリンダー７２内で摺動させることによって、計量操作および射出操作を実行する。計量操作とは、連通孔１２６から離れる－Ｘ軸方向にプランジャー７４を移動させることによって、連通孔１２６に位置する可塑化材料をシリンダー７２内へと導いて、シリンダー７２内において計量する操作を指す。射出操作とは、連通孔１２６へ近付く＋Ｘ軸方向にプランジャー７４を移動させることによって、シリンダー７２内の可塑化材料を、ノズル８０を介して型部３０に射出する操作を指す。
ノズル８０には、連通孔１２６と連通しているノズル孔８２が形成されている。ノズル８０は、可塑化装置６０から供給された可塑化材料を型部３０の成形型３１に向けて射出する。具体的には、上述した計量操作および射出操作が実行されることによって、シリンダー７２内で計量された可塑化材料が、射出機構７０から連通孔１２６を介してノズル孔８２へと送られる。そして、可塑化材料は、ノズル孔８２から成形型３１へと射出される。
型部３０は、成形型３１と、押出機構３２と、を有している。ノズル孔８２に送られた可塑化材料は、ノズル孔８２から成形型３１のキャビティー１４０に射出される。具体的には、成形型３１は、互いに対向する可動型３１ａおよび固定型３１ｂを有し、可動型３１ａと固定型３１ｂとの間にキャビティー１４０を有している。キャビティー１４０は、成形品の形状に相当する空間である。成形型３１の詳細については、後述する。
押出機構３２は、可動型３１ａに設けられている。押出機構３２は、成形品を成形型３１から離型させる。押出機構３２は、例えば、エジェクターピン３３と、支持板３４と、支持棒３５と、ばね３６と、押出板３７と、スラストベアリング３８と、を有している。
エジェクターピン３３は、キャビティー１４０で成形された成形品を押し出すための棒状部材である。エジェクターピン３３は、可動型３１ａを貫通してキャビティー１４０まで挿通するように設けられている。
支持板３４は、エジェクターピン３３を支持する板部材である。エジェクターピン３３は、支持板３４に固定されている。支持棒３５は、支持板３４に固定されている。支持棒３５は、可動型３１ａに形成された貫通孔に挿通されている。
ばね３６は、可動型３１ａと支持板３４との間の空間に配置されている。ばね３６は、支持棒３５に挿入されている。ばね３６は、成形時において、エジェクターピン３３の頭部がキャビティー１４０の壁面の一部をなすように支持板３４を付勢する。
押出板３７は、支持板３４に固定されている。スラストベアリング３８は、押出板３７に取り付けられている。スラストベアリング３８は、ボールねじ部４４の頭部が押出板３７を傷つけないように設けられている。なお、スラストベアリング３８に替えて、スラスト滑り軸受等を用いてもよい。
型締部４０は、例えば、型駆動部４２と、ボールねじ部４４と、を有している。型駆動部４２は、例えば、モーター、ギアなどによって構成されている。型駆動部４２は、ボールねじ部４４を介して可動型３１ａに接続されている。型駆動部４２は、制御部５０によって制御される。ボールねじ部４４は、型駆動部４２の駆動による動力を可動型３１ａに伝達する。型締部４０は、型駆動部４２およびボールねじ部４４によって可動型３１ａを移動させることによって、成形型３１の開閉を行う。
１．３． 成形型
図５は、成形型３１の可動型３１ａを模式的に示す分解斜視図である。図６は、可動型３１ａの積層体１４２を模式的に示す図５のＶＩ－ＶＩ線断面図である。
成形型３１の可動型３１ａは、図５および図６に示すように、例えば、積層体１４２と、母型１５０と、を有している。成形型３１は、射出成形装置１００に用いられる。
成形型３１の可動型３１ａは、図５に示すように、積層体１４２を、母型１５０に形成された凹部１５２に嵌合することによって形成される。母型１５０の材質は、例えば、金属である。
積層体１４２は、図６に示すように、複数の層１４４を有している。積層体１４２は、複数の層１４４が積層されて構成されている。複数の層１４４の数は、特に限定されない。積層体１４２は、中子である。
積層体１４２は、キャビティー１４０を有している。キャビティー１４０の形状は、射出成形装置１００によって成形される成形品の形状に対応している。キャビティー１４０の底面１４６には、エジェクターピン３３が挿入される図示しない貫通孔が形成されている。キャビティー１４０の底面１４６は、層１４４によって構成されている。図示の例では、底面１４６は、－Ｙ軸方向を向いている。
積層体１４２のキャビティー１４０の面粗度は、例えば、２μｍ以下であり、好ましくは１．５μｍ以下であり、より好ましくは１．４μｍ以下である。積層体１４２のキャビティー１４０の面粗度は、例えば、０．１μｍ以上である。「キャビティー１４０の面粗度」とは、キャビティー１４０の底面１４６の面粗度のことである。面粗度は、３Ｄ形状測定機によって測定される。
積層体１４２は、冷却管１４８を有している。図示の例では、冷却管１４８は、キャビティー１４０の＋Ｙ軸方向に形成されている。冷却管１４８には、成形品を冷却させるための冷媒が流れる。冷媒としては、例えば、水が挙げられる。
積層体１４２は、例えば、金属粒子と、樹脂と、相溶化剤と、を含む。
積層体１４２に含まれる金属粒子の材質は、アモルファス金属である。アモルファス金属は、非晶質の金属である。アモルファス金属の主成分は、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などである。「アモルファス金属の主成分」とは、アモルファス金属において７０質量％以上の含有量を有する成分である。アモルファス金属は、上記の主成分に、シリコン（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）などが添加されていてもよい。
積層体１４２に含まれる金属粒子の形状は、例えば、球状である。金属粒子は、例えば、アトマイズ法によって形成されている。アトマイズ法により、アモルファス金属からなる球状の金属粒子を得ることができる。
積層体１４２に含まれる金属粒子の平均粒子径Ｄ１０は、例えば、９μｍ以下であり、好ましくは０．５μｍ以上５μｍ以上であり、より好ましくは１μｍ以上３μｍ以下である。金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下であり、好ましくは０．５μｍ以上１０μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以上５μｍ以下であり、さらにより好ましくは１μｍ以上４．１μｍ以下である。金属粒子の平均粒子径Ｄ９０は、例えば、４９μｍ以下であり、好ましくは０．５μｍ以上１０μｍ以上であり、より好ましくは１μｍ以上８μｍ以下である。
なお、「平均粒子径Ｄ１０」は、体積基準の粒子径ヒストグラムにおける累積頻度が１０％になるときの粒子径である。「平均粒子径Ｄ５０」は、体積基準の粒子径ヒストグラムにおける累積頻度が５０％になるときの粒子径である。「平均粒子径Ｄ９０」とは、体積基準の粒子径ヒストグラムにおける累積頻度が９０％になるときの粒子径である。平均粒子径Ｄ１０，Ｄ５０，Ｄ９０は、粒子径分布測定装置によって測定される。
積層体１４２における金属粒子の含有量は、例えば、２０体積％以上４０体積％以下であり、好ましくは３０体積％以上４０体積％以下であり、より好ましくは３５体積％以上４０体積％以下である。
積層体１４２に含まれる金属粒子には、相溶化剤がコーティングされている。金属粒子にコーティングされた相溶化剤は、例えば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤の材質は、例えば、３－メルカプトプロピルトリメトキシシランである。
積層体１４２に含まれる樹脂としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などが挙げられる。相溶化剤がコーティングされた金属粒子は、樹脂の内部に設けられている。
１．４． 成形型の製造方法
１．４．１． 全体の流れ
次に、本実施形態に係る成形型３１の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態に係る成形型３１の製造方法を説明するためのフローチャートである。
まず、図７に示すように、ステップＳ１として、金属粒子および樹脂を含む造形材料を可塑化して可塑化材料を生成する。造形材料は、上述した金属粒子、樹脂、および相溶化剤を含む。造形材料における金属粒子の含有量は、積層体１４２における金属粒子の含有量と同じである。
具体的には、金属粒子に相溶化剤をコーティングし、相溶化剤がコーティングされた金属粒子と、樹脂と、を二軸押出機で混錬して、造形材料を生成する。そして、例えば、後述するようにフラットスクリューを用いて造形材料を可塑化し、可塑化材料を生成する。
次に、ステップＳ２として、可塑化材料をステージに向けて吐出して層１４４を積層することで、成形型３１の一部となる積層体１４２を造形する。
次に、ステップＳ３として、積層体１４２を切削してキャビティー１４０を形成する。積層体１４２の切削は、例えば、後述するように切削工具を用いて行われる。なお、ステップＳ２の積層体１４２を造形する工程において、キャビティー１４０を形成してもよい。また、ステップＳ３は、省略されてもよい。
次に、ステップＳ４として、図４に示すように、積層体１４２を母型１５０に嵌合する。
以上の工程により、成形型３１を製造することができる。なお、ステップＳ２において、成形型３１となる積層体１４２を造形してもよい。この場合、ステップＳ３は、省略されてもよく、ステップＳ４は、省略される。つまり、ステップＳ２において、成形型３１の少なくとも一部となる積層体１４２が造形されればよい。
１．４．２． 成形型の製造方法で用いられる三次元造形装置
成形型３１の製造方法は、三次元造形装置を用いて行われる。図８は、成形型３１の製造方法で用いられる三次元造形装置２００を模式的に示す斜視図である。三次元造形装置２００は、成形型３１の一部となる積層体１４２を造形する。
三次元造形装置２００は、図８に示すように、造形ユニット２１０と、切削ユニット２２０と、ステージ２３０と、位置変更部２４０と、制御部２５０と、を含む。
三次元造形装置２００は、造形ユニット２１０のノズル２１６からステージ２３０に可塑化材料を吐出させつつ、位置変更部２４０を駆動して、ノズル２１６とステージ２３０との相対的な位置を変化させる。これにより、造形ユニット２１０は、ステージ２３０上に積層体１４２を形成する。
さらに、三次元造形装置２００は、切削ユニット２２０の切削工具２２２を回転させつつ、位置変更部２４０を駆動して、切削工具２２２とステージ２３０との相対的な位置を変化させる。これにより、切削ユニット２２０は、ステージ２３０上に形成された積層体１４２を切削する。このようにして、三次元造形装置２００は、所望の形状の積層体１４２を造形する。
ここで、図９は、造形ユニット２１０を模式的に示す断面図である。造形ユニット２１０は、図９に示すように、例えば、材料供給部２１２と、可塑化部２１４と、ノズル２１６と、を有している。
材料供給部２１２は、可塑化部２１４に造形材料を供給する。材料供給部２１２には、ペレット状や粉末状の造形材料が投入される。材料供給部２１２は、例えば、ホッパーによって構成されている。材料供給部２１２と可塑化部２１４とは、材料供給部２１２の下方に設けられた供給路２１３によって接続されている。材料供給部２１２に投入された造形材料は、供給路２１３を介して、可塑化部２１４に供給される。
可塑化部２１４は、上述した射出成形装置１００の可塑化装置６０と同様の構成を有している。すなわち、可塑化部２１４は、フラットスクリュー２１４ａと、バレル２１４ｂと、加熱部２１４ｃと、を有している。可塑化部２１４は、材料供給部２１２から供給された造形材料を可塑化することにより、流動性を有するペースト状の可塑化材料を生成し、ノズル２１６に設けられたノズル孔２１８へと導く。
ノズル２１６は、可塑化部２１４によって生成された可塑化材料をステージ２３０に向けて吐出する。
切削ユニット２２０は、図８に示すように、ステージ２３０側の先端に取り付けられた切削工具２２２を回転させて、ステージ２３０上に形成された積層体１４２の切削を行う。切削ユニット２２０は、例えば、積層体１４２を切削してキャビティー１４０を形成する。切削工具２２２として、例えば、フラットエンドミルや、ボールエンドミルを用いる。制御部２５０は、位置変更部２４０を制御することによって、切削工具２２２と、ステージ２３０上に形成された積層体１４２と、の相対的な位置を変化させて切削位置を制御する。
ステージ２３０上には、積層体１４２が積層される。図示の例では、積層体１４２は、直接ステージ２３０上に設けられている。なお、図示はしないが、積層体１４２は、ベースプレートを介してステージ２３０上に設けられていてもよい。そして、積層体１４２およびベースプレートを母型１５０に嵌合することにより、成形型３１が製造されてもよい。
位置変更部２４０は、ステージ２３０を支持している。図示の例では、位置変更部２４０は、ステージ２３０を、造形ユニット２１０および切削ユニット２２０に対して、互いに直交する３軸に沿って移動させる３軸ポジショナーとして構成されている。
なお、位置変更部２４０は、ステージ２３０を移動させずに、造形ユニット２１０および切削ユニット２２０をステージ２３０に対して移動させてもよい。また、位置変更部２４０は、ステージ２３０と、造形ユニット２１０および切削ユニット２２０と、の両方を移動させてもよい。例えば、位置変更部２４０は、ステージ２３０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、造形ユニット２１０および切削ユニット２２０をＺ軸方向に移動させてもよい。
位置変更部２４０は、ステージ２３０を、水平面に対して傾斜させる機能を有してもよい。位置変更部２４０は、ノズル２１６および切削工具２２２を、水平面に対して傾斜させる機能を有してもよい。
制御部２５０は、例えば、プロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースと、を有するコンピューターによって構成されている。制御部２５０は、例えば、主記憶装置に読み込んだプログラムをプロセッサーが実行することによって、造形ユニット２１０、切削ユニット２２０、および位置変更部２４０を制御する。なお、制御部２５０は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。
ここで、図１０は、三次元造形装置２００において積層体１４２の製造工程を模式的に示す断面図である。
制御部２５０は、図１０に示すように、ステージ２３０とノズル２１６との距離を保持したまま、ステージ２３０の上面に沿った方向に、ステージ２３０に対するノズル２１６の位置を変えながら、ノズル２１６から可塑化材料を吐出させる。ノズル２１６から吐出された可塑化材料は、ノズル２１６の移動方向に連続してステージ２３０上に堆積され、層１４４が形成される。
制御部２５０は、ノズル２１６の走査を繰り返して複数の層１４４を形成する。具体的には、制御部２５０は、１つの層１４４を形成した後、ステージ２３０に対するノズル２１６の位置を、上方に移動させる。そして、これまでに形成された層１４４の上に、さらに層１４４を積み重ねることによって積層体１４２を造形する。
制御部２５０は、例えば、１層分の層１４４を堆積した後にノズル２１６を上方に移動させる場合や、不連続のパスを造形する場合等において、ノズル２１６からの可塑化材料の吐出を一時的に中断させることがある。この場合、制御部２５０は、ノズル孔２１８に設けられた図示せぬバタフライバルブなどを制御して、ノズル２１６からの可塑化材料の吐出を停止させる。制御部２５０は、ノズル２１６の位置を変更した後、バタフライバルブを開いて可塑化材料の吐出を再開させることによって、変更後のノズル２１６の位置から可塑化材料の堆積を再開させる。
１．４．３． 作用効果
成形型３１の製造方法では、金属粒子および樹脂を含む造形材料を可塑化して可塑化材料を生成する工程と、可塑化材料をステージ２３０に向けて吐出して層１４４を積層することで、成形型３１の少なくとも一部となる積層体１４２を造形する工程と、を含み、金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である。
このように、成形型３１の製造方法では、金属粒子および樹脂を含む造形材料を用いているため、樹脂からなる造形材料を用いる場合に比べて、積層体１４２にこもる熱を少なくして成形品の冷却時間を短くさせることができる。さらに、金属からなる造形材料を用いる場合に比べて、成形品に充填不良および反りが発生し難い成形型３１を製造することができる。したがって、積層体１４２にこもる熱を少なくして成形品の冷却時間を短くさせつつ、成形品に充填不良および反りが発生し難い成形型３１を製造することができる。
さらに、成形型３１の製造方法では、金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である。そのため、キャビティー１４０の面粗度を小さくすることができる。また成形型３１の繰り返しの利用によっても小さい面粗度を維持することができる。これにより、品質の高い造形品を造形することができる。金属粒子の平均粒子径Ｄ５０が２３μｍより大きいと、例えば、積層体を切削してキャビティーを形成する際に金属粒子が抜け落ちて面粗度が大きいキャビティーが形成される。また、成形型３１の繰り返しの利用によって金属粒子が抜け落ちて面粗度が大きくなる。これにより、品質の高い造形品を造形することができない。
成形型３１の製造方法では、金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、１μｍ以上５μｍ以下である。成形型３１の製造方法では、金属粒子の平均粒子径Ｄ５０が１μｍ以上であるため、金属粒子と樹脂とを容易に混錬することができる。金属粒子の平均粒子径Ｄ５０が１μｍより小さいと、金属粒子の体積に対する表面の割合が大きくなる。当該割合が大きくなると、表面は不安定なため、混錬が難しくなる。さらに、金属粒子の平均粒子径Ｄ５０が５μｍ以下であるため、キャビティー１４０の面粗度を、より小さくすることができる。
成形型３１の製造方法では、可塑化材料は、相溶化剤を含む。そのため、成形型３１の製造方法では、金属粒子と樹脂との密着性を向上させることができる。
成形型３１の製造方法では、金属粒子には、相溶化剤がコーティングされている。そのため、成形型３１の製造方法では、金属粒子と樹脂との密着性を、より確実に向上させることができる。
成形型３１の製造方法では、造形材料における金属粒子の含有量は、２０体積％以上４０体積％以下である。成形型３１の製造方法では、金属粒子の含有量が２０体積％以上であるため、積層体１４２の熱伝導率および剛性を高めることができる。さらに、金属粒子の含有量が４０体積％以下であるため、混錬を容易に行うことができる。
成形型３１の製造方法では、成形型３１のキャビティー１４０の面粗度は、２μｍ以下である。そのため、成形型３１の製造方法では、キャビティー１４０の面粗度を小さくすることができる。
成形型３１の製造方法では、金属粒子の材質は、アモルファス金属である。アモルファス金属は、熱伝導率が金属よりも低く、樹脂よりも高い。そのため、成形型３１の製造方法では、積層体１４２にこもる熱を少なくして成形品の冷却時間を短くさせつつ、成形品に充填不良および反りが発生し難い成形型３１を製造することができる。
成形型３１の製造方法では、アモルファス金属の主成分は、鉄であり、金属粒子の形状は、球状である。そのため、成形型３１の製造方法では、金属粒子が球状ではない場合に比べて、互いに直交する第１方向および第２方向において、弾性率の差が小さい積層体１４２を製造することができる。これにより、積層体１４２の機械的特性を安定化させることができる。さらに、設計の自由度を高めることができる。
２． 実施例および比較例
２．１． 積層体の作製
２．１．１． 実施例１
実施例１の積層体を作製するために、金属粒子を用意した。金属粒子としては、エプソンアトミックス株式会社製のアトマイズ粉「ＡＷ２－０８ＰＦ－５Ｆ」を用いた。当該アトマイズ粉は、球状のＦｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｒ系のＦｅ基アモルファス合金からなる。金属粒子の平均粒子径Ｄ１０，Ｄ５０，Ｄ９０は、図１１に示すとおりである。なお、図１１は、金属粒子の平均粒子径および面粗度の評価結果を示す表である。
金属粒子の平均粒子径の測定は、マイクロトラック・ベル株式会社製の粒子径分布測定装置「ＨＲＡ９２３０－Ｘ１００」を用いた。平均粒子径の測定条件として、測定溶媒をメタノールとした。流速を７０％とした。測定モードをＭＴ３０００ＩＩとした。測定屈折率を１．３３とした。
次に、金属粒子を、相溶化剤でコーティングした。相溶化剤としては、信越化学工業株式会社のシランカップリング剤「ＫＢＭ－８０３」を用いた。当該シランカップリング剤の材質は、３－メルカプトプロピルトリメトキシシランである。
次に、相溶化剤がコーティングされた金属粒子と、樹脂と、を二軸押出機で混錬して、造形材料を生成した。樹脂としては、ＰＰＳを用いた。造形材料における金属粒子の含有量を４０体積％とした。
次に、造形材料を可塑化して可塑化材料を生成し、生成した可塑化材料をステージに向けて吐出して層を積層することで積層体を造形した。積層体の造形には、上述した図８に対応する三次元造形装置を用いた。
２．１．２． 比較例１
比較例１では、金属粒子として、エプソンアトミックス株式会社製のアトマイズ粉「ＫＵＡＭＥＴ」を用いこと以外は、上述した実施例１と同様に、積層体を作製した。比較例１で用いた金属粒子の材質は、実施例１と同様であり、平均粒子径が実施例１と異なる。金属粒子の平均粒子径は、図１１に示すとおりである。
２．２． 面粗度の評価
上述の積層体のキャビティーの面粗度を測定した。具体的には、キャビティーの底面の面粗度を測定した。面粗度の測定面積を、１ｍｍ２とした。面粗度の測定は、株式会社キーエンス製のワンショット３Ｄ形状測定機「ＶＲ－５０００」を用いた。面粗度の測定条件として、倍率を４０倍とした。フィルター種別をガウシアンとした。ローパスフィルターをなしとした。形状補正をなしとした。ハイパスフィルターをなしとした。終端効果の補正をＯＮとした。
次に、上述の積層体を、母型に嵌合し、可動型を作製した。そして、作製した可動型を、図２に対応する射出成形装置の成形型の可動型として用いて射出成形を行い、所定の形状の造形品を造形した。その後、上述と同じ方法で、キャビティーの面粗度を測定した。
図１１に、射出成形前のキャビティーの面粗度と、射出成形後のキャビティーの面粗度と、を示す。図１１において、射出成形後のキャビティーの面粗度として、実施例１は、１０ショット、すなわち１０個の造形品を造形した後の面粗度であり、比較例１は、２０ショット、すなわち２０個の造形品を造形した後の面粗度である。
図１１に示すように、平均粒子径Ｄ５０が小さい実施例１は、比較例１に比べて、射出成形前であっても射出成形後であっても、面粗度が小さいことがわかった。
実施例１および比較例１ともに、射出成形後は、射出成形前に比べて、面粗度が大きくなった。なお、最初の２０ショットで面粗度の増加は、ほぼ飽和する傾向にあり、２０ショット以降で、面粗度の変化は、ほとんど確認されなかった。
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。
成形型の製造方法の一態様は、
射出成形装置に用いられる成形型の製造方法であって、
金属粒子および樹脂を含む造形材料を可塑化して可塑化材料を生成する工程と、
前記可塑化材料をステージに向けて吐出して層を積層することで、前記成形型の少なくとも一部となる積層体を造形する工程と、
を含み、
前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である。
この成形型の製造方法によれば、積層体にこもる熱を少なくして成形品の冷却時間を短くさせつつ、成形品に充填不良および反りが発生し難い成形型を製造することができる。
成形型の製造方法の一態様において、
前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。
この成形型の製造方法によれば、金属粒子と樹脂とを容易に混錬することができ、かつキャビティーの面粗度をより小さくすることができる。
成形型の製造方法の一態様において、
前記可塑化材料は、相溶化剤を含んでもよい。
この成形型の製造方法によれば、金属粒子と樹脂との密着性を向上させることができる。
成形型の製造方法の一態様において、
前記金属粒子には、前記相溶化剤がコーティングされていてもよい。
この成形型の製造方法によれば、金属粒子と樹脂との密着性を、より確実に向上させることができる。
成形型の製造方法の一態様において、
前記造形材料における前記金属粒子の含有量は、２０体積％以上４０体積％以下であってもよい。
この成形型の製造方法によれば、積層体の熱伝導率および剛性を高めることができ、かつ混錬を容易に行うことができる。
成形型の製造方法の一態様において、
前記成形型のキャビティーの面粗度は、２μｍ以下であってもよい。
この成形型の製造方法によれば、キャビティーの面粗度を小さくすることができる。
成形型の製造方法の一態様において、
前記金属粒子の材質は、アモルファス金属であってもよい。
この成形型の製造方法によれば、積層体にこもる熱を少なくして成形品の冷却時間を短くさせつつ、成形品に充填不良および反りが発生し難い成形型を製造することができる。
成形型の製造方法の一態様において、
前記アモルファス金属の主成分は、鉄であり、
前記金属粒子の形状は、球状であってもよい。
この成形型の製造方法によれば、積層体の機械的特性を安定化させることができる。
成形型の一態様は、
射出成形装置に用いられる成形型であって、
金属粒子と、樹脂と、を含む積層体を有し、
前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である。
１０…材料供給部、２０…射出部、３０…型部、３１…成形型、３１ａ…可動型、３１ｂ…固定型、３２…押出機構、３３…エジェクターピン、３４…支持板、３５…支持棒、３６…ばね、３７…押出板、３８…スラストベアリング、４０…型締部、４２…型駆動部、４４…ボールねじ部、５０…制御部、６０…可塑化装置、６２…スクリューケース、６４…駆動モーター、６６…シャフト、７０…射出機構、７２…シリンダー、７４…プランジャー、７６…プランジャー駆動部、８０…ノズル、８２…ノズル孔、１００…射出成形装置、１１０…フラットスクリュー、１１１…主面、１１２…溝形成面、１１３…接続面、１１４…第１溝、１１５…中央部、１１６…接続部、１１７…材料導入部、１２０…バレル、１２２…対向面、１２４…第２溝、１２６…連通孔、１３０…加熱部、１４０…キャビティー、１４２…積層体、１４４…層、１４６…底面、１４８…冷却管、１５０…母型、１５２…凹部、２００…三次元造形装置、２１０…造形ユニット、２１２…材料供給部、２１４…可塑化部、２１４ａ…フラットスクリュー、２１４ｂ…バレル、２１４ｃ…加熱部、２１６…ノズル、２２０…切削ユニット、２２２…切削工具、２３０…ステージ、２４０…位置変更部、２５０…制御部

Claims (9)

  1. 射出成形装置に用いられる成形型の製造方法であって、
    金属粒子および樹脂を含む造形材料を可塑化して可塑化材料を生成する工程と、
    前記可塑化材料をステージに向けて吐出して層を積層することで、前記成形型の少なくとも一部となる積層体を造形する工程と、
    を含み、
    前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である、成形型の製造方法。
  2. 請求項１において、
    前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、１μｍ以上５μｍ以下である、成形型の製造方法。
  3. 請求項１または２において、
    前記可塑化材料は、相溶化剤を含む、成形型の製造方法。
  4. 請求項３において、
    前記金属粒子には、前記相溶化剤がコーティングされている、成形型の製造方法。
  5. 請求項１または２において、
    前記造形材料における前記金属粒子の含有量は、２０体積％以上４０体積％以下である、成形型の製造方法。
  6. 請求項１または２において、
    前記成形型のキャビティーの面粗度は、２μｍ以下である、成形型の製造方法。
  7. 請求項１または２において、
    前記金属粒子の材質は、アモルファス金属である、成形型の製造方法。
  8. 請求項７において、
    前記アモルファス金属の主成分は、鉄であり、
    前記金属粒子の形状は、球状である、成形型の製造方法。
  9. 射出成形装置に用いられる成形型であって、
    金属粒子と、樹脂と、を含む積層体を有し、
    前記金属粒子の平均粒子径Ｄ５０は、２３μｍ以下である、成形型。
JP2022085053A 2022-05-25 2022-05-25 成形型の製造方法、および成形型 Pending JP2023173061A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022085053A JP2023173061A (ja) 2022-05-25 2022-05-25 成形型の製造方法、および成形型
US18/321,937 US20230382042A1 (en) 2022-05-25 2023-05-23 Method for manufacturing molding die, and molding die

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022085053A JP2023173061A (ja) 2022-05-25 2022-05-25 成形型の製造方法、および成形型

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023173061A true JP2023173061A (ja) 2023-12-07

Family

ID=88877566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022085053A Pending JP2023173061A (ja) 2022-05-25 2022-05-25 成形型の製造方法、および成形型

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20230382042A1 (ja)
JP (1) JP2023173061A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230382042A1 (en) 2023-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5920859B2 (ja) 三次元プリンター
US20200016833A1 (en) Three-dimensional forming apparatus and method of forming three-dimensional object
JP2019202458A (ja) 可塑化装置、射出成形機および造形装置
CN110962335B (zh) 塑化装置
US20200016834A1 (en) Three-dimensional forming apparatus and method of forming three-dimensional object
JP2020082558A (ja) 三次元造形装置、および、三次元造形物の製造方法
CN110406098B (zh) 三维造型装置以及三维造型物的制造方法
JP7172566B2 (ja) 三次元造形装置、および、三次元造形物の製造方法
US11951676B2 (en) Method for manufacturing molding mold and molding mold
CN113997562A (zh) 三维造型装置以及三维造型物的制造方法
JP2023173061A (ja) 成形型の製造方法、および成形型
JP2020032623A (ja) 三次元造形装置および三次元造形物の製造方法
US20230391010A1 (en) Formed article producing method
CN114103096B (zh) 三维造型装置以及三维造型物的制造方法
US11602877B2 (en) Method for manufacturing mold and mold
US20220203443A1 (en) Method for producing product
JP2022037410A (ja) 可塑化装置、射出成形装置、および三次元造形装置
JP2023112430A (ja) 可塑化装置、三次元造形装置及び射出成形装置
JP2023159914A (ja) 成形型の製造方法、及び、成形型
JP7505331B2 (ja) 成形型の製造方法、および、成形型
US11731331B2 (en) Plasticizing apparatus, injection molding apparatus, and three-dimensional shaping apparatus
Jacobson et al. Practical issues in the application of direct metal laser sintering
JP2021062566A (ja) 三次元造形物の製造方法、および、データ処理装置
JP2022187132A (ja) 可塑化装置、射出成形装置、および三次元造形装置
JP2021133633A (ja) 三次元造形物の製造方法、および三次元造形装置