JP3406362B2 - 型作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光造形システムを利用
した型の作成方法に関する。特には、作成に手間のかか
る見切り治具（パーティング面作成用の治具・モデル）
をも光造形することにより、工数を削減できる型作成方
法に関する。

【０００２】なお、ここでいう光造形には、光（可視光
線、レーザ光線、紫外線等）硬化樹脂に光を当てて固化
させることにより所定の形の物を得る、狭義の光造形の
他、電子線、Ｘ線、高エネルギー粒子線等の反応性エネ
ルギーに応答して硬化する適当な流体媒質を用いる造形
システムを含む。さらには、反応性化学物質に応答して
硬化するような流体媒質に、該反応性化学物質の小単位
を正確に位置決めして投射する手法を用いる造形システ
ムをも含む。また、マスクを介してそのようなエネルギ
ーや物質を投射するいわゆるリソグラフィー手法を用い
る造形システムを含む。

【０００３】

【従来の技術】製品マスタモデルを光造形する方法は公
知である（特開昭５６−１４４４７８、特公平２−４８
４２２等）。また、このモデルを用いて、樹脂モールデ
ィング法等により型（簡易型等）を作成することも公知
である。

【０００４】樹脂モールディング法による従来の型作成
工程を、図１を参照しつつ説明する。図１（Ａ）は、モ
デル１と見切り治具３とを合わせようとしている状態
を、図１（Ｂ）は両者が合わさった状態を示す。このモ
デル１は、光造形されたものである。見切り治具３は、
機械加工・手仕上げ等により成形されたものである。

【０００５】次いで、図１（Ｃ）、（Ｄ）に示すよう
に、合わされたモデル１と見切り治具３との回りをワク
５（アクリル板等）で囲み、モデル１のパーティング面
１１及び見切り治具３のパーティング面３１上に、樹脂
モールディング法（アルミ粉添加エポキシ樹脂等）によ
りキャビティ型７を形成・固化する。次いで、図１
（Ｅ）に示すようにワクを外して、上下反転させ、見切
り治具３を外す。その後、コア型、キャビティ型住置合
せ用のドリル穴（ダボ穴７５）をキャビティ型７のパー
ティング面７１上にあける。

【０００６】次いで、図Ｆ、Ｇに示されているように、
モデル１とキャビティ型７とが合わさったものの回りを
ワク５を立て、モデル１の内面１５、パーティング面１
１に離型剤を塗布した上に、樹脂モールディング法によ
りコア型８を形成・固化する。次いで、コア型８とキャ
ビティ型７とを分離してモデル１を取外し、図１（Ｈ）
に示されているように、両型を合わせた後、拘束治具９
で拘束した後に熱処理して型が完成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の型作成
工程の中で、見切り治具の作成に熟練を要し手間がかか
っていた。というのは、図１では見切り治具３のパーテ
ィング面３１は単純な平面であるが、実際には、複雑形
状の製品においてアンダーカットを避けるために、パー
ティング面は複雑に傾斜・錯綜した面となることが多い
からである。本発明は、見切り治具の作成にかかる工数
を削減できる、低コスト・短工期の型作成方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の型作成方法は型により製造されるべき製品
のマスタモデルを光造形する工程と、該型作成用の見切
り治具を光造形する工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明の型作成方法においては、上記マスタモデ
ルの形状データ（モデルデータ）をコンピュータ中に蓄
える工程と、このモデルデータを反転して見切り治具の
モデルフィット面の形状データを得る工程と、をさらに
含むことが好ましい。

【０００９】

【作用】見切り治具は、一般的に、モデルの表面形状の
一部とフィットする面（フィット面）、型のパーティン
グラインとなる面（パーティング面）とを含んで構成さ
れる。これらの面は複雑な三次元形状となることが多
い。光造形システムを用いて、このような三次元形状を
形成することにより、人手をほとんどかけずに見切り治
具を作成することができる。この際、モデルのＣＡＤデ
ータ等を反転利用して見切り治具のモデルフィット面を
光造形すれば、さらに手間がかからず、かつ、モデルと
見切り治具とがピッタリ合うように作成でき、型の寸法
精度が上がる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を、製造工程を追って
説明する。なお、特に説明しない事項は、前述の従来例
と基本的に同様である。 （１）モデル作成 モデル形状データをＣＡＤデータとして蓄積した。Ａｒ
レーザ照射タイプの光造形システムと紫外線硬化樹脂
（デュポン社商標名 ＳＯＭＯＳ２１００）とを用い、
図１（Ａ）のモデル１を光造形した。

【００１１】（２）見切り治具作成 モデル１の内面１５にフィットするコア部分３３と、パ
ーティング面３１とを含む見切り治具３を、上記（１）
と同じく光造形し作成した。その際、コア部分３３の形
状データは、モデル１の内面１５の形状データを反転し
て用いた。なお、上記モデルや見切り治具作成用データ
作成時に、製品の成形時変形・抜き勾配・形抜き時変形
等を、必要により、考慮することはもちろんである。

【００１２】この実施例の場合、モデルと見切り治具の
材料（光硬化樹脂）は同じものを用いた。固化・熱処理
（後述）時の寸法変形が両者で同一であるため、両者を
合わせた時にピタっとフィットして好適であった。ま
た、この実施例で用いた樹脂は、やや黄色ににごった色
をしているので、硬化のためのレーザ光が、照射点で少
々散乱する。そのため、光造形品の表面にやや丸みがか
かるので、滑らかな表面の光造形品が得られる。したが
って、表面の手仕上げが不必要な場合も多い。

【００１３】（３）キャビティ型モールディング 図１（Ｃ）の状態にモデル、見切り治具、ワクを組ん
で、図１（Ｄ）のように、キャビティ型７をモールディ
ングする。モールディング材は、アルミ粉６０容量％・
残エポキシ樹脂（日本ゼオン商標名 メタルレジンＭＥ
Ｚ）を用いた。モールディングの際、モールディング材
を真空脱泡した後に流し込んだ。モールディング後１２
時間室温下で放置し硬化させた。なお、モールディング
材に触れるモデル１の表面等には離型剤を塗布した。

【００１４】（４）コア型モールディング 従来技術を同様の方法で、キャビティ型モールディング
と同じモールディング剤を用いて、コア型をモールディ
ング成形した（図１（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ））。 （５）モデル取外し キャビティ型７とコア型８とを分離した後、モデル１を
取外した。この際、モデルの材料が軟らかく（硬度Ｒ８
６）、モデルを変形させながら部分的に徐々にはがせた
ので、モデル取外しが簡単という利点もある。

【００１５】（６）熱処理 図１（Ｈ）の状態で、１５０℃−５時間熱処理（高温二
次硬化）した。これで型作成が完了した。この型を用い
て、ＡＢＳ樹脂製品を射出成形したが、良好な表面性状
・寸法精度の製品が得られた。

【００１６】この実施例は、キャビティ型の転写後にコ
ア型を作成したが、逆に、コア型を転写後、キャビティ
型を作成することも、同様に可能である。本発明の型作
成方法は、上述の実施例のような樹脂モールディングを
用いる型作成方法の他、モデルや見切り治具の表面に金
属溶射やメッキにより金属をデポジットする方法、石膏
やシリコンゴム、ワックス、粘土をモールドする方法等
によることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の型作成方法は、以下の効果を発揮する。 見切り治具作成が非常に簡単になるため、型の製作
納期が短くなる。同様に型製作コストが安くなる。 熟練作業者の手を借りなくても精度の高い型を作成
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂モールディング法による型作成工程を示す
図である。

【符号の説明】

１ モデル ３ 見切り治具 ５ ワク ７ キャビティ
型 ８ コア型 ９ 拘束治具 １１ パーティング面 １３ 外面 １５ 内面 ３１ パーティ
ング面 ３３ コア部分 ７１ パーティ
ング面 ７３ キャビティ面 ７５ ダボ穴

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 63/00 - 33/76 B29C 67/00 B21D 37/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型により製造されるべき製品のマスタモ
   デルを光造形する工程と、 該型作成用の見切り治具を光造形する工程と、 を含むことを特徴とする型作成方法。
2. 【請求項２】 上記マスタモデルの形状データ（モデル
   データ）をコンピュータ中に蓄える工程と、 このモデルデータを反転して見切り治具のモデルフィッ
   ト面の形状データを得る工程と、をさらに含む請求項１
   記載の型作成方法。