JP2566742B2 - 互いに係合する部分を製造する方法 - Google Patents
互いに係合する部分を製造する方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１及び４の上位
概念に基き互いに係合する部分を粉末射出成形法と押出
法の両法で製造する方法に関する。
概念に基き互いに係合する部分を粉末射出成形法と押出
法の両法で製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】粉末射出成形及び押出法で前記部分を製
造する方法は公知である。押出法は金属成形材を押し出
すため金属粉末に関連する場合にだけ使用されている。
一方で粉末射出成形は、金属部分とセラミック部分との
両方の製造に使用されている。方法ステップは殆んど同
じ様に行われる。つまり例えば金属粉末を、所望の合金
添加を用いて−同じ様に粉末形状で−混合する。加熱さ
れたニーダ内でこの粉末混合物を、有機ポリマバインダ
手段（ワックス、プラスチック）を介して可塑化し、続
いて従来の射出成形機で可能であるような形式で粒状化
処理を行う。鋳型としてはプラスチック射出成形工具に
類似した構造の射出成形工具を使用する。射出成形され
た成形体（中間製品）を、バインダ手段を放出及び除去
するためバインダ放出炉内に挿入する。放出プロセスで
バインダ手段の分子チェンを、熱的又は化学的な分解に
よって破壊する。同時に、成形体に充分な安定性を付与
する金属成形体の予備焼結を行う。
造する方法は公知である。押出法は金属成形材を押し出
すため金属粉末に関連する場合にだけ使用されている。
一方で粉末射出成形は、金属部分とセラミック部分との
両方の製造に使用されている。方法ステップは殆んど同
じ様に行われる。つまり例えば金属粉末を、所望の合金
添加を用いて−同じ様に粉末形状で−混合する。加熱さ
れたニーダ内でこの粉末混合物を、有機ポリマバインダ
手段（ワックス、プラスチック）を介して可塑化し、続
いて従来の射出成形機で可能であるような形式で粒状化
処理を行う。鋳型としてはプラスチック射出成形工具に
類似した構造の射出成形工具を使用する。射出成形され
た成形体（中間製品）を、バインダ手段を放出及び除去
するためバインダ放出炉内に挿入する。放出プロセスで
バインダ手段の分子チェンを、熱的又は化学的な分解に
よって破壊する。同時に、成形体に充分な安定性を付与
する金属成形体の予備焼結を行う。
【０００３】焼結は真空又は保護ガス内で行われるが、
その焼結の際に金属射出成形部分は、その最終的な材料
特性を得ることができる。その際密度は増加し、寸法は
約２０％収縮する。これまでは収縮が大きいため、互い
に係合する部分を粉末射出成形乃至連続的な押出法によ
る中間層金属成形材で製造することは不可能であった。
その焼結の際に金属射出成形部分は、その最終的な材料
特性を得ることができる。その際密度は増加し、寸法は
約２０％収縮する。これまでは収縮が大きいため、互い
に係合する部分を粉末射出成形乃至連続的な押出法によ
る中間層金属成形材で製造することは不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
述べた方法を改良して、粉末射出成形材内及び２層金属
成形材内の互いに係合する部分を、連続的な粉末金属押
出法で製造できるようにすることにある。
述べた方法を改良して、粉末射出成形材内及び２層金属
成形材内の互いに係合する部分を、連続的な粉末金属押
出法で製造できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、請求項１及
び４に記載の特徴によって上記課題を解決することがで
きた。コアとして役立っている、一般に内方に位置する
部材上に、プラスチックから成る分離層を射出成形法で
プラスチック部分として射出する。続いてプラスチック
部分の外方輪郭を、粉末射出成形法で装着された他方の
部分の内方輪郭に形成する。分離層の肉厚ひいてはプラ
スチック部分の壁厚を、バインダ放出プロセス兼焼結プ
ロセスの後に、少くとも粉末射出成形で装着された他方
の部分の収縮量に一致せしめる。分離層の肉厚を収縮量
に正確に一致せしめた場合にはプロセスの終了後に挟持
座着部が形成されるようになり、分離層の肉厚が収縮量
を超えている場合には互いに係合する部分間にギャップ
が発生する。分離層として作用するプラスチック部分
は、これをバインダ放出プロセスの際に溶出せしめる
か、又は粉末混合物中に含まれるバインダ手段と一緒に
化学的に分離せしめる。
び４に記載の特徴によって上記課題を解決することがで
きた。コアとして役立っている、一般に内方に位置する
部材上に、プラスチックから成る分離層を射出成形法で
プラスチック部分として射出する。続いてプラスチック
部分の外方輪郭を、粉末射出成形法で装着された他方の
部分の内方輪郭に形成する。分離層の肉厚ひいてはプラ
スチック部分の壁厚を、バインダ放出プロセス兼焼結プ
ロセスの後に、少くとも粉末射出成形で装着された他方
の部分の収縮量に一致せしめる。分離層の肉厚を収縮量
に正確に一致せしめた場合にはプロセスの終了後に挟持
座着部が形成されるようになり、分離層の肉厚が収縮量
を超えている場合には互いに係合する部分間にギャップ
が発生する。分離層として作用するプラスチック部分
は、これをバインダ放出プロセスの際に溶出せしめる
か、又は粉末混合物中に含まれるバインダ手段と一緒に
化学的に分離せしめる。
【０００６】
【発明の効果】この方法はセラミックに対しても（セラ
ミック射出成形＝ＣＩＭ）また金属（金属射出成形＝Ｍ
ＩＭ）に対しても共に適合可能である。両場合共バイン
ダの放出のために、バインダ手段として使用されるプラ
スチックの解重合を加速する触媒が使用されている。つ
まり本発明の方法は、２つの部分の内少くとも一方の部
分が粉末射出成形で製造されている２つの部分の、形状
接続的な結合及び互いに係合する結合を実現している。
これによって例えば、凹んだ区分を備えた鋼製ピンの端
部に拡開円錐を接続して、この区分上に軸方向に運動可
能な、粉末射出成形法による金属拡開スリーブを取り付
けることも可能である。この例の場合拡開ピンは、従来
の形式で回転変形法又は冷間変形法によって製造可能で
あり、挿入部分として射出成形工具内に挿入することが
できる。
ミック射出成形＝ＣＩＭ）また金属（金属射出成形＝Ｍ
ＩＭ）に対しても共に適合可能である。両場合共バイン
ダの放出のために、バインダ手段として使用されるプラ
スチックの解重合を加速する触媒が使用されている。つ
まり本発明の方法は、２つの部分の内少くとも一方の部
分が粉末射出成形で製造されている２つの部分の、形状
接続的な結合及び互いに係合する結合を実現している。
これによって例えば、凹んだ区分を備えた鋼製ピンの端
部に拡開円錐を接続して、この区分上に軸方向に運動可
能な、粉末射出成形法による金属拡開スリーブを取り付
けることも可能である。この例の場合拡開ピンは、従来
の形式で回転変形法又は冷間変形法によって製造可能で
あり、挿入部分として射出成形工具内に挿入することが
できる。
【０００７】しかしまた、互いに係合する両部分を粉末
射出成形法で製造することも可能である。この場合は第
１部分の射出後に分離層を射出成形し、両部分を一緒に
して１つ又は２つのステップでバインダの放出及び焼結
を行う。バインダの放出プロセス兼焼結プロセスを２つ
のステップで実施することは、両部分が異なった材料組
成及び又は異なったバインダ手段を有している場合にと
りわけ推奨することができる。
射出成形法で製造することも可能である。この場合は第
１部分の射出後に分離層を射出成形し、両部分を一緒に
して１つ又は２つのステップでバインダの放出及び焼結
を行う。バインダの放出プロセス兼焼結プロセスを２つ
のステップで実施することは、両部分が異なった材料組
成及び又は異なったバインダ手段を有している場合にと
りわけ推奨することができる。
【０００８】互いに係合する部分の製造の際の乃至は分
離層の装着の際の、サイクルタイムを減少せしめるた
め、有利には対応する射出成形工具を備えた２成分射出
成形機乃至３成分射出成形機が使用される。
離層の装着の際の、サイクルタイムを減少せしめるた
め、有利には対応する射出成形工具を備えた２成分射出
成形機乃至３成分射出成形機が使用される。
【０００９】多層金属成形材の少くとも１つの層が金属
粉末押出法で製造されている多層金属成形材の製造の際
には、同じ様に内方に位置する成形材部分上に連続的な
押出法によるプラスチックから成る分離層を装着する。
その場合外方の金属被膜を金属粉末押出で形成する。ま
たこの連続的な製造方法の場合には分離層の肉厚を少く
とも外方金属層の収縮量に一致せしめる。分離層は射出
工程の後、バインダ放出プロセスの際に貫通炉内で溶出
せしめられるか又は化学的に分離せしめられる。この方
法によって、例えば従来の方法で製造された金属成形材
部分を後から別の金属層で覆うこともできる。金属成形
材部分が金属粉末押出法で製造されている場合には、分
離層と外方金属層との両方を付加的な射出シリンダを用
いて同時押出で連続的に装着することができる。
粉末押出法で製造されている多層金属成形材の製造の際
には、同じ様に内方に位置する成形材部分上に連続的な
押出法によるプラスチックから成る分離層を装着する。
その場合外方の金属被膜を金属粉末押出で形成する。ま
たこの連続的な製造方法の場合には分離層の肉厚を少く
とも外方金属層の収縮量に一致せしめる。分離層は射出
工程の後、バインダ放出プロセスの際に貫通炉内で溶出
せしめられるか又は化学的に分離せしめられる。この方
法によって、例えば従来の方法で製造された金属成形材
部分を後から別の金属層で覆うこともできる。金属成形
材部分が金属粉末押出法で製造されている場合には、分
離層と外方金属層との両方を付加的な射出シリンダを用
いて同時押出で連続的に装着することができる。
【００１０】
【実施例】次に本発明を、図面に図示された実施例に基
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１１】図１、図２及び図３には、拡開アンカを使
用して互いに係合する２つの部分を製造するための方法
ステップが原理図の形状で概略図示されている。モール
ド１内に挿入されて従来の形式又は金属射出成形法で製
造された金属ピン２が縮径された区分３を有し、該区分
３に拡開円錐が接続している。プラスチックから成る分
離層５を縮径した区分３上に装着せしめるため、モール
ド１は縮径された区分３を取り囲んでいる中空室６を有
している。この中空室６を第１の射出ステップで射出通
路７を介して充填する。分離層５を備えたピン２を射出
モールド８（図２参照）内に挿入した後中空室９内に、
バインダ手段で混合された粉末混合物を射出通路１０を
貫いて射出する。これによって拡開スリーブ１１として
構成された他方の部分の形状接続的な配列を、ピン２の
縮径された区分３上に形成することができる。続いてバ
インダ放出プロセス兼焼結プロセスを行う。その際にバ
インダ手段及び分離層を除去する。分離層５の肉厚によ
って形成された自由空間は、バインダ放出及び焼結の際
に発生する拡開スリーブ１１の収縮を可能にしている。
図示の実施例の場合分離層５の肉厚は、拡開スリーブ１
１とピン１の縮径された区分３との間に軸方向の移動を
可能にする遊びが残りうるような寸法に選択されてい
る。スリーブ１１には１つ又は複数の長手方向スリット
１２が設けられているので、拡開円錐４を拡開スリーブ
１１内に引き入れる際に拡開が行われる。
用して互いに係合する２つの部分を製造するための方法
ステップが原理図の形状で概略図示されている。モール
ド１内に挿入されて従来の形式又は金属射出成形法で製
造された金属ピン２が縮径された区分３を有し、該区分
３に拡開円錐が接続している。プラスチックから成る分
離層５を縮径した区分３上に装着せしめるため、モール
ド１は縮径された区分３を取り囲んでいる中空室６を有
している。この中空室６を第１の射出ステップで射出通
路７を介して充填する。分離層５を備えたピン２を射出
モールド８（図２参照）内に挿入した後中空室９内に、
バインダ手段で混合された粉末混合物を射出通路１０を
貫いて射出する。これによって拡開スリーブ１１として
構成された他方の部分の形状接続的な配列を、ピン２の
縮径された区分３上に形成することができる。続いてバ
インダ放出プロセス兼焼結プロセスを行う。その際にバ
インダ手段及び分離層を除去する。分離層５の肉厚によ
って形成された自由空間は、バインダ放出及び焼結の際
に発生する拡開スリーブ１１の収縮を可能にしている。
図示の実施例の場合分離層５の肉厚は、拡開スリーブ１
１とピン１の縮径された区分３との間に軸方向の移動を
可能にする遊びが残りうるような寸法に選択されてい
る。スリーブ１１には１つ又は複数の長手方向スリット
１２が設けられているので、拡開円錐４を拡開スリーブ
１１内に引き入れる際に拡開が行われる。
【００１２】ピン２を同じ様に金属粉末射出成形法（Ｍ
ＩＭ法）で製造する。この場合にあっては前述の射出成
形法によって、第３モールド内でピン２を−拡開スリー
ブ１１の場合に説明したのと同じ様に−製造する。その
後で図１及び図２で述べた別の方法ステップを行う。
ＩＭ法）で製造する。この場合にあっては前述の射出成
形法によって、第３モールド内でピン２を−拡開スリー
ブ１１の場合に説明したのと同じ様に−製造する。その
後で図１及び図２で述べた別の方法ステップを行う。
【００１３】この場合分離層５の肉厚は更に小さく保持
される。それは、バインダ放出プロセス兼焼結プロセス
の際ＭＩＭ法で製造されたピン２が同じ様に収縮するか
らである。ススト的に有利な製造を実現するため製造の
際には、多成分射出成形のために対応する射出成形工具
を備えた２成分乃至３成分射出成形機を使用すると有利
である。
される。それは、バインダ放出プロセス兼焼結プロセス
の際ＭＩＭ法で製造されたピン２が同じ様に収縮するか
らである。ススト的に有利な製造を実現するため製造の
際には、多成分射出成形のために対応する射出成形工具
を備えた２成分乃至３成分射出成形機を使用すると有利
である。
【００１４】図４には、２層金属成形材を同時押出射出
機で製造する場合の概略が図示されている。成形材部分
１３を射出ノズル１４によって金属粉末押出法で製造す
る。金属粉末及びバインダ手段による積層を射出シリン
ダ１５を介して行う。別のステップで、ノズル１６及び
射出シリンダ１７を介し内方に位置する成形材部分１３
上にプラスチックから成る分離層を装着する。成形材部
分の外方金属層１９を金属粉末射出法でノズル２０及び
射出シリンダ２１を介して射出する。続いて同時押出法
によって製造された成形材部分を、バインダ放出兼焼結
炉を貫走せしめ、その間にバインダ手段及び分離層を除
去する。この分離層によって、連続的な製造方法で２層
成形材部分を製造することができ、その際各層は、夫々
異なった材料構成及び収縮特性を有していても差支えな
い。
機で製造する場合の概略が図示されている。成形材部分
１３を射出ノズル１４によって金属粉末押出法で製造す
る。金属粉末及びバインダ手段による積層を射出シリン
ダ１５を介して行う。別のステップで、ノズル１６及び
射出シリンダ１７を介し内方に位置する成形材部分１３
上にプラスチックから成る分離層を装着する。成形材部
分の外方金属層１９を金属粉末射出法でノズル２０及び
射出シリンダ２１を介して射出する。続いて同時押出法
によって製造された成形材部分を、バインダ放出兼焼結
炉を貫走せしめ、その間にバインダ手段及び分離層を除
去する。この分離層によって、連続的な製造方法で２層
成形材部分を製造することができ、その際各層は、夫々
異なった材料構成及び収縮特性を有していても差支えな
い。
【図１】分離層を挿入部分として金属ピン上に射出する
ための、モールドの原理図である。
ための、モールドの原理図である。
【図２】分離層上に第２金属部分を射出するためのモー
ルドの図である。
ルドの図である。
【図３】バインダ放出プロセス兼焼結プロセスの後に、
拡開スリーブが装着された金属ピンの図である。
拡開スリーブが装着された金属ピンの図である。
【図４】同時押出法で２層金属管を製造する場合の原理
図である。
図である。
１ モールド ２ 金属ピン ３ 区分 ４ 拡開円錐 ５ 分離層 ６ 中空室 ７ 射出通路 ８ 射出モールド ９ 中空室 １０ 射出通路 １１ 拡開スリーブ １２ 長手方向スリット １３ 成形材部分 １４ 射出ノズル １５ 射出シリンダ １６ ノズル １７ 射出シリンダ １８ 分離層 １９ 金属層 ２０ ノズル ２１ 射出シリンダ
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに係合する部分を製造する方法であ
って、少くとも１つの部分が粉末射出成形で製造されて
いる形式のものにおいて、 一方の部分（２）上に射出成形法によってプラスチック
から成る分離層（５）を装着し、続いて分離層（５）上
に他方の部分（１１）を粉末射出成形で射出し、分離層
の肉厚を少くとも他方の部分（１１）の収縮量に一致せ
しめ、射出工程の後バインダ放出プロセス兼焼結プロセ
スの際に分離層及びバインダ手段を除去することを特徴
とする、互いに係合する部分を製造する方法。 - 【請求項２】 両部分（２，１１）を粉末射出成形で製
造し、第１部分（２）を射出成形した後に分離層（５）
を射出し、かつ互いに係合する両部分（２，１１）から
バインダ放出を行うと共に該部分（２，１１）の焼結を
行うことを特徴とする、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 互いに係合する部分（２，１１）の製造
並びに分離層（５）の装着のために、適当な射出成形工
具を備えた２成分乃至３成分射出成形機を使用すること
を特徴とする、請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 ２層金属成形材部分を製造する方法であ
って、両金属層の内の少くとも１つの層を金属粉末押出
法で製造する形式のものにおいて、 内方に位置する成形材部分（１３）上にプラスチックか
ら成る分離層（１８）を押出法で、かつ分離層（１８）
上に成形材部分の金属層（１９）を金属粉末押出法で、
夫々装着せしめ、分離層（１８）の肉厚を少くとも外方
金属層（１９）の収縮量に一致せしめ、押出プロセスの
後連続的なバインダ放出プロセス兼焼結プロセスによっ
て分離層（１８）及びバインダ手段を除去することを特
徴とする、２層金属成形材部分を製造する方法。 - 【請求項５】 内方に位置する成形材部分（１３）を金
属粉末押出法で製造し、かつ分離層（１８）及び外方金
属層（１９）を２つの別個の拡開シリンダ（１７，２
１）による同時押出で連続的に装着することを特徴とす
る、請求項４記載の方法。
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