JP5912499B2

JP5912499B2 - 樹脂成形用金型の製造方法

Info

Publication number: JP5912499B2
Application number: JP2011276878A
Authority: JP
Inventors: 和彦三宅
Original assignee: 株式会社セントラルファインツール
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2031-12-19
Also published as: JP2013126738A

Description

本発明は、各種樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型の製造方法に関する。より詳しくはインサート成形用金型、フープ成形用金型またはアウトサート金型などの異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型の製造方法に関する。

従来より、異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型を製造する場合、図６に示すように、工具顕微鏡などを用いて異種材料部品の所要な二次元寸法データを測定する工程（Ａ１）、それら異種材料部品の二次元寸法データを元にＣＡＤデータを作成する工程（Ａ２）、異種材料部品のＣＡＤデータに合わせて金型のＣＡＤデータを作成する工程（Ａ３）、金型のＣＡＤデータからＣＡＭデータを作成する工程（Ａ４）、金型の加工工程（Ａ５）、金型の組付工程（Ａ６）、試し打ち成形工程（Ａ７）および金型の検査工程（Ａ８）を経て樹脂成形用金型が作製されている。

しかし、異種材料部品の二次元寸法データを測定する工程（Ａ１）は、異種材料部品の形態等に応じて、工具顕微鏡、マイクロメータ、ノギス、ピンゲージ、ブロックゲージなどを用いて二次元寸法データを多数測定しなければならず、煩雑かつ時間を要する作業であった。

また、工程（Ａ１）で行う測定は、二次元寸法データとして出力するために測定機等が検出もしくは接触した一部の箇所を元に寸法を算出することから、異種材料部品全体の形態を正確に把握することは難しく、曲面やＲといった三次元形状を含む形態に至っては測定自体が困難または不可能な場合が多々あった。

さらに、異種材料部品の二次元寸法データを元にＣＡＤデータを作成する工程（Ａ２）は、断片的な二次元寸法データを組み合わせて異種材料部品のＣＡＤデータを作成しなければならず、この工程も煩雑かつ時間を要する作業であると共に、実際の形態の一部しか反映されていないため、異種材料部品の正確なＣＡＤデータを作成できなかった。

そして、そのような正確でない異種材料部品のＣＡＤデータを元にして、金型のＣＡＤデータを作成する工程（Ａ３）、金型のＣＡＤデータからＣＡＭデータを作成する工程（Ａ４）、金型の加工工程（Ａ５）、金型の組付工程（Ａ６）および試し打ち成形工程（Ａ７）が順次行われるため、金型の検査工程（Ａ８）では、金型と異種材料部品が合わなかったり、極端にバリが出たりして不合格となることが多かった。

金型が不合格な場合は、金型ばらし工程（Ａ９）を経て金型の修正検討工程（Ａ１０）に入り、修正が必要な場合は、金型の加工工程（Ａ５）に戻り再加工を施し、微調整（例えばブラシ等による簡単な調整）で対応可能な場合は組み付け工程（Ａ６）に戻り、金型の検査工程（Ａ８）で合格するまで、金型ばらし工程（Ａ９）および修正検討工程（Ａ１０）、さらには、金型の加工工程（Ａ５）、金型の組付工程（Ａ６）および試し打ち成形工程（Ａ７）を繰り返して樹脂成形用金型を作製しており、異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型の作製に際しては、多大な労力、時間および熟練を要した。

そこで、本発明の課題は、異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型であっても、金型の設計工程を極めて容易かつ短時間で行うことができると共に、金型を繰り返し修正する工程を要せず、容易かつ短時間で正確な金型を作製できる樹脂成形用金型の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するものは、異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型の製造方法であって、レーザー測定機またはＸ線測定機で前記異種材料部品の三次元寸法データを測定する工程と、前記異種材料部品の三次元寸法データを三次元ＣＡＤデータに変換する工程と、前記異種材料部品の三次元ＣＡＤデータをＣＡＤ上に読み出し、前記異種材料部品の三次元ＣＡＤデータを前記異種材料部品の配置位置に組み込んで金型のＣＡＤデータを作成する工程とを有していることを特徴とする樹脂成形用金型の製造方法である。

前記レーザー測定機またはＸ線測定機で異種材料部品の三次元寸法データを測定する工程は、異種材料部品の一部の三次元寸法データを測定するものであってもよい。

請求項１に記載した発明によれば、異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型であっても、金型の設計工程を極めて容易かつ短時間で行うことができると共に、金型を繰り返し修正する工程を要せず、容易かつ短時間で正確な金型を作製できる。
請求項２に記載した発明によれば、異種材料部品のうちで、正確な金型を作製し難い部分や極端にバリが出やすい部分を予め選択して部分的に測定することで、より短時間で正確な金型を作製できる。

本発明の樹脂成形用金型の製造方法の一実施例のフローチャートである。図１に示した樹脂成形用金型の製造方法における一工程（Ｓ１）を説明するための異種材料部品の三次元寸法データ（点群データ）である。図１に示した樹脂成形用金型の製造方法における一工程（Ｓ２）を説明するための異種材料部品の三次元ＣＡＤデータである。図１に示した樹脂成形用金型の製造方法における一工程（Ｓ３）を説明するための斜視図である。図１に示した樹脂成形用金型の製造方法における一工程（Ｓ３）を説明するための斜視図である。従来の樹脂成形用金型の製造方法のフローチャートである。

本発明は、レーザー測定機またはＸ線測定機で異種材料部品の三次元寸法データを測定する工程（Ｓ１）と、異種材料部品の三次元寸法データを三次元ＣＡＤデータに変換する工程（Ｓ２）と、異種材料部品の三次元ＣＡＤデータに合わせて金型のＣＡＤデータを作成する工程（Ｓ３）とを有することで、異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型であっても、金型の設計工程を極めて容易かつ短時間で行うことができると共に、金型を繰り返し修正する工程を要せず、容易かつ短時間で正確な金型を作製できる樹脂成形用金型の製造方法を実現した。

本発明の樹脂成形用金型の製造方法を図１ないし図５に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例の樹脂成形用金型の製造方法は、図１に示すように、異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型の製造方法であって、レーザー測定機またはＸ線測定機で異種材料部品の三次元寸法データ１を測定する工程（Ｓ１）と、異種材料部品の三次元寸法データ１を三次元ＣＡＤデータ２に変換する工程（Ｓ２）と、異種材料部品の三次元ＣＡＤデータ２に合わせて金型のＣＡＤデータ３を作成する工程（Ｓ３）と、金型のＣＡＤデータ３からＣＡＭデータを作成する工程（Ｓ４）、金型の加工工程（Ｓ５）、金型の組付工程（Ｓ６）および試し打ち成形工程（Ｓ７）と、金型の検査工程（Ｓ８）とを経て樹脂成形用金型を製造する方法である。以下、各工程について順次詳述する。

この実施例の樹脂成形用金型の製造方法は、金属材料部品（異種材料部品）を含むラッチ（樹脂製品）をインサート成形によって作製するための樹脂成形用金型の製造方法である。ただし、本発明における異種材料部品は、金属材料部品に限定されるものではなく、樹脂材料と共に成形可能な異種材料からなる部材を広く包含するものである。また、この実施例はインサート成形用金型の製造方法であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばフープ成形用金型またはアウトサート金型などの異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型の製造方法を広く包含するものである。

レーザー測定機またはＸ線測定機で異種材料部品の三次元寸法データ１を測定する工程（Ｓ１）では、レーザー測定機またはＸ線測定機を用いて異種材料部品の三次元寸法データ１（図２の点群データ）を測定する。このように、本発明では、レーザー測定機またはＸ線測定機にて異種材料部品の三次元寸法データ１（図２）を作成するため、工具顕微鏡、マイクロメータ、ノギス、ピンゲージ、ブロックゲージなどを用いて二次元寸法データを多数測定する従来の方法に比して、極めて容易かつ短時間で異種材料部品の形態および寸法を正確に把握できる。

なお、この実施例の三次元寸法データ１（図２の点群データ）は、ラッチに含まれる金属材料部品の一部分（複雑な曲面からなり正確な金型を作製し難い部分）の三次元寸法データ（点群データ）である。このように、異種材料部品のうちで、正確な金型を作製し難い部分や極端にバリが出やすい部分を予め選択して部分的に測定することで、より短時間で正確な金型を作製できる。ただし、異種材料部品の全体の三次元寸法データを測定する場合も本発明の範疇に包含される。

異種材料部品の三次元寸法データ１を三次元ＣＡＤデータ２に変換する工程（Ｓ２）では、点群データ処理ソフトなどのリバースエンジアリングソフトを使用して、異種材料部品の三次元寸法データ１（図２の点群データ）を三次元ＣＡＤデータ２（図３）に変換する。これにより、従来のように、断片的な二次元寸法データを組み合わせて異種材料部品のＣＡＤデータを作成する必要がなく、極めて容易かつ短時間で異種材料部品のＣＡＤデータを作成できる。また、異種材料部品の曲面やＲなども正確に再現したＣＡＤデータを作成できる。

異種材料部品の三次元ＣＡＤデータ２に合わせて金型のＣＡＤデータ３を作成する工程（Ｓ３）では、図４に示すように、異種材料部品の三次元ＣＡＤデータ２をＣＡＤ上に読み出して、それに合わせて金型のＣＡＤデータ３を作成する（図５参照）。これにより、異種材料部品の形態および寸法に正確に対応した金型のＣＡＤデータ３を作成することができるため、金型を繰り返し修正する工程がなくなり、容易かつ短時間で正確な金型を作製できる。

金型のＣＡＤデータ３からＣＡＭデータを作成する工程（Ｓ４）では、上記工程（Ｓ３）で作成した金型のＣＡＤデータ３を元に、加工で利用するためのＣＡＭデータ（加工用プログラム）を作成する。

金型の加工工程（Ｓ５）では、マシニングセンター、放電加工、ワイヤーカットなどのＮＣ加工により金型を作製する。

金型の組付工程（Ｓ６）では、上記工程（Ｓ５）で作製された金型を組み合わせる。試し打ち成形工程（Ｓ７）では、前記工程（Ｓ６）で組み付けた金型と異種材料部品（インサート部品）を用いて成形テストを行う。

金型の検査工程（Ｓ８）では、試し打ち成形工程（Ｓ７）で成形されたインサート樹脂製品や金型自体を検査する。本発明は、レーザー測定機またはＸ線測定機で異種材料部品の三次元寸法データ１を測定する工程（Ｓ１）と、異種材料部品の三次元寸法データ１を三次元ＣＡＤデータ２に変換する工程（Ｓ２）と、異種材料部品の三次元ＣＡＤデータ２に合わせて金型のＣＡＤデータ３を作成する工程（Ｓ３）とを有することで、異種材料部品の形態および寸法に対応した正確な金型が設計されるため、設計者の過誤等がない限り金型が不合格になることは基本的になく、従来のように、金型の検査工程（Ａ８）で合格するまで、金型ばらし工程（Ａ９）を経て金型の修正検討工程（Ａ１０）に入り、金型の加工工程（Ａ５）、金型の組付工程（Ａ６）および試し打ち成形工程（Ａ７）を繰り返す必要がなく、容易かつ短時間で正確な金型を作製できる。そして、金型の検査工程（Ｓ８）を経て金型が出荷される。

１異種材料部品の三次元寸法データ
２異種材料部品の三次元ＣＡＤデータ
３金型のＣＡＤデータ

Claims

異種材料部品を含む樹脂製品を成形するための樹脂成形用金型の製造方法であって、レーザー測定機またはＸ線測定機で前記異種材料部品の三次元寸法データを測定する工程と、前記異種材料部品の三次元寸法データを三次元ＣＡＤデータに変換する工程と、前記異種材料部品の三次元ＣＡＤデータをＣＡＤ上に読み出し、前記異種材料部品の三次元ＣＡＤデータを前記異種材料部品の配置位置に組み込んで金型のＣＡＤデータを作成する工程とを有していることを特徴とする樹脂成形用金型の製造方法。
前記レーザー測定機またはＸ線測定機で異種材料部品の三次元寸法データを測定する工程は、異種材料部品の一部の三次元寸法データを測定するものである請求項１に記載の樹脂成形用金型の製造方法。