JP6952837B2 - ガス排出構造体及びガス排出構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ガス排出構造体に関する。
樹脂成形品の射出成形にあたっては、成形金型への樹脂の射出に伴い成形金型内の空気を外部へ排出する必要があることから、成形金型に微細間隙のガス排出構造体を配置している。このガス排出構造体は、ガス流路を形成するスリットを有してなり、このスリットとなるガス排出路は製品面ではガス排出構造体に樹脂が流入しないような溝幅と長さとし、製品面から離れた奥で断面が広く取られたガス排出路を複数設けた板を、ボルトを利用して締結した構造やピンを利用して位置決めした構造としていた。その様に、締結部ボルトや位置決めピンを設けるため、隣接するガス排出路の間隔を長く取った積層構造体としている結果、ガス排出路長さ／板長さの比を小さくしていた（特許文献１）。
またこのガス排出構造体を形成する板の厚みは、機械加工や成形圧力によるガス排出路構成板の変形を考慮して厚く設定していた。その結果、ガス排出路幅／板厚の比を小さくして一定厚みにおける板の積層枚数が少ない積層構造体としている市販品が存在した。
またこのガス排出構造体を形成する板の厚みは、機械加工や成形圧力によるガス排出路構成板の変形を考慮して厚く設定していた。その結果、ガス排出路幅／板厚の比を小さくして一定厚みにおける板の積層枚数が少ない積層構造体としている市販品が存在した。
以上の特許文献１に示されるガス排出構造体や市販品では構造体長さに対しスリット溝の合計長さが短いこと、構造体厚みに対し、板の積層枚数が少ないことなどから、開口率が低くガス排出効率が悪かった。このため金型キャビティー内への樹脂充填に伴い、単位時間あたりに排出が必要なガス排出量に比べ、スリット溝を通じて金型キャビティー外へ排出する能力が低いことから、ガスがキャビティー内に残留し、得られる樹脂製品の品質悪化の原因となっていた。
積層方向のスリット溝の分布が粗であるために、樹脂合流の位置とガス排出路の位置が一致しないことが発生し、これを調整するために積層厚みを変える必要が生じていた。
さらにボルト締結や位置決めピンを有する構造のため、金型へ構造体を組み込む際に、構造体自身の組み立て作業や位置決め作業などを必要とした。
加えてガス排出路が製品面より奥で広がっているために、ガス残滓が集積しやすく、洗浄を行った際もガス残滓を除去しにくく、分解洗浄・組み立てが必要であった。
さらにボルト締結や位置決めピンを有する構造のため、金型へ構造体を組み込む際に、構造体自身の組み立て作業や位置決め作業などを必要とした。
加えてガス排出路が製品面より奥で広がっているために、ガス残滓が集積しやすく、洗浄を行った際もガス残滓を除去しにくく、分解洗浄・組み立てが必要であった。
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、キャビティー内のガスを容易に排出できる効率の良い高い開口率を有し、３Ｄ形状の広範囲の部位から効率よくガスを排出することができるガス排出構造体及びガス排出構造体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係るガス排出構造体は、本体とこの本体と一体な多孔質部、を有し、前記本体には成形金型への樹脂の射出に伴い成形金型内の空気を外部へ排出する複数のガス排出路が形成され、前記複数のガス排出路はその一端が前記多孔質部に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出路が集約されて単一の経路を形成して前記本体外側に開放されるガス排出構造体において、前記本体は前記多孔質部よりも密な多孔質金属によって形成され、前記ガス排出路内側面がＮＣ加工仕上げ面とされると共に前記多孔質部の前記複数のガス排出路との連通側面と、その反対側面との間隔を１ｍｍ以上５ｍｍ以下にしてなることを特徴とする。
これによって単一の経路を介してエアを供給することが可能となり、ガス排出路とエア供給源との接続が簡易となる。すなわちエア供給源を単一の経路に接続することによって単一の経路を介して複数のガス排出路から製品全面にガスを供給することが可能となる。ガス排出構造体自体のシンナー等を用いた洗浄も単一の経路を介して複数のガス排出路にシンナー等を供給して簡便に行うことができる。
前記本体が前記多孔質部よりも密な多孔質金属によって形成され、また前記ガス排出路内側面はＮＣ加工で仕上げられた平滑面であるようにすることによって精密にガス流路断面の変化をなくし、ガス残滓堆積を防止することができる。またガス流路内側面の清掃作業も容易となる。
前記多孔質部の前記複数のガス排出路との連通側面と、その反対側面との間隔が１ｍｍ以上５ｍｍ以下にされてなるようにしてもよい。
１ｍｍ未満である場合には金型に充填される樹脂溶湯の圧力に耐える剛性が不足する。一方、５ｍｍを越える場合には、ガス排出効率が低下する。
１ｍｍ未満である場合には金型に充填される樹脂溶湯の圧力に耐える剛性が不足する。一方、５ｍｍを越える場合には、ガス排出効率が低下する。
前記ガス排出路と前記多孔質部との連通部には溝部が形成されるようにすることによって、成形樹脂が通過する際に各所から順次ガスを抜くことができ広範囲のガスを効率よく排出することができる。
本発明のガス排出構造体によれば、射出成形金型に組み込まれるガス排出構造体には、樹脂圧に耐える強度と、量産全期間にわたって、樹脂の１方向流れの末端付近や対向流の合流位置付近において、キャビティー内のガスを容易に排出するため入り口から出口まで高い開口率を有する。
以下に本発明の一実施の形態のガス排出構造体につき図面を参照して説明する。
図１に示す様に本実施の形態のガス排出構造体１は、本体２とこの本体２と一体な多孔質部３、を有し、本体２には成形金型への樹脂の射出に伴い成形金型内の空気を外部へ排出する複数のガス排出路４が形成され、複数のガス排出路４はその一端が多孔質部３に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出路４が集約されて単一の経路５を形成して本体２外側に開放される。
図２に示す様にガス排出構造体１はその外面、特には多孔質部３の外面が製品形状に沿う曲面を有するものであっても、複数のガス排出路４を介して広範囲の部位からガスを排出し、また供給することができる。
図１に示す様に本実施の形態のガス排出構造体１は、本体２とこの本体２と一体な多孔質部３、を有し、本体２には成形金型への樹脂の射出に伴い成形金型内の空気を外部へ排出する複数のガス排出路４が形成され、複数のガス排出路４はその一端が多孔質部３に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出路４が集約されて単一の経路５を形成して本体２外側に開放される。
図２に示す様にガス排出構造体１はその外面、特には多孔質部３の外面が製品形状に沿う曲面を有するものであっても、複数のガス排出路４を介して広範囲の部位からガスを排出し、また供給することができる。
本体２は多孔質部３よりも密な多孔質金属によって形成されており、またガス排出路４内側面４ａは図示しないＮＣ加工で仕上げられた平滑面とされている。これによって精密にガス流路断面Ｘの変化をなくし、ガス残滓堆積を防止することができる。
多孔質部３の複数のガス排出路４との連通側面３ａと、その反対側面３ｂとの間隔は４ｍｍ程度とされている。
また、ガス排出路４と多孔質部３との連通部には溝部６が形成されている。
また、ガス排出路４と多孔質部３との連通部には溝部６が形成されている。
以上の本実施の形態のガス排出構造体１は以下のプロセスで製造することができる。
１．スキージング
造形・加工テーブル上に、ガス排出構造体１の材料となる金属粉末を０．０５ミリメートル厚に積層する。
２．レーザー焼結
次に造形・加工テーブル上に積層されたガス排出構造体１の材料となる金属粉末にレーザーを照射し、金属粉末を製品形状に焼結させ造形・加工テーブルに接合する。焼結が終わるとスキージングにより次層となる０．０５ミリメートル厚の金属粉末材料を供給する。再度その金属粉末をレーザで焼結させ積層していく。以上の１．スキージングと２，レーザー焼結を10回繰り返し、0.5ミリメートル厚まで積層した時点で、切削加工を行う。
３．切削加工
エンドミルによって以上の１．スキージングと２，レーザー焼結によって得られた造形物の輪郭を高速で精密に切削し、仕上げを行う。
４．スキージング→レーザー焼結→切削加工の反復
以上の１．スキージングと２，レーザー焼結による造形と３．切削仕上げの繰り返しにより、ガス排出構造体１を下層から上層に向かって構築し造型する。
１．スキージング
造形・加工テーブル上に、ガス排出構造体１の材料となる金属粉末を０．０５ミリメートル厚に積層する。
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次に造形・加工テーブル上に積層されたガス排出構造体１の材料となる金属粉末にレーザーを照射し、金属粉末を製品形状に焼結させ造形・加工テーブルに接合する。焼結が終わるとスキージングにより次層となる０．０５ミリメートル厚の金属粉末材料を供給する。再度その金属粉末をレーザで焼結させ積層していく。以上の１．スキージングと２，レーザー焼結を10回繰り返し、0.5ミリメートル厚まで積層した時点で、切削加工を行う。
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以上の工程で製造される結果、ガス排出構造体１は本体２と多孔質部３とが一体構造のものとして得られる。しかもその製造過程においてどのような複雑な内部形状であっても成形できることから、ガス排出路４を本体２の内部形状としてＮＣ加工で仕上げられた平滑面４ａを備えるものとして成形できる。
上記金型を用いて射出成形を行なう樹脂は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレレン−エチレンテレフタレート（ＰＢＴ−ＰＥＴ共重合樹脂）、ポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、６ナイロン（ＰＡ６）、６−６ナイロン（ＰＡ６６）、６Ｔナイロン（ＰＡ６Ｔ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、等の熱可塑性樹脂である。これらを単独又は混合して用いることができる。また、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ジアリルフタレート樹脂（ＰＤＡＰ）、シリコーン樹脂（ＳＩ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、ユリア樹脂（ＵＦ）等の熱硬化性樹脂である。これらの熱可塑性樹脂ならびに熱硬化性樹脂に、耐熱性や寸法安定性を向上させる目的で、炭素繊維、ガラス繊維、ガラスビーズ、タルク等の無機充填材を適宜配合してもよい。またセルロースナノファイバー等の有機充填剤を適宜配合しても良い。
１・・・ガス排出構造体、２・・・本体、４・・・ガス排出路、５・・・経路、６・・・溝部。
Claims (2)
- 本体とこの本体と一体な多孔質部、を有し、前記本体には成形金型への樹脂の射出に伴い成形金型内の空気を外部へ排出する複数のガス排出路が形成され、前記複数のガス排出路はその一端が前記多孔質部に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出路が集約されて単一の経路を形成して前記本体外側に開放されるガス排出構造体において、前記ガス排出路と前記多孔質部との連通部には、複数の前記ガス排出路と前記多孔質部とを連通する単一の溝部を形成してなることを特徴とするガス排出構造体。
- 本体とこの本体と一体な多孔質部、を有し、前記本体には成形金型への樹脂の射出に伴い成形金型内の空気を外部へ排出する複数のガス排出路が形成され、前記複数のガス排出路はその一端が前記多孔質部に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出路が集約されて単一の経路を形成して前記本体外側に開放されるガス排出構造体の製造方法において、スキージングとレーザー焼結による造形と切削仕上げの繰り返しによって、下層から上層に向かって造型し、前記本体を前記多孔質部よりも密な多孔質金属によって形成すると共に、前記ガス排出路内側面をＮＣ加工で仕上げ、前記ガス排出路と前記多孔質部との連通部には、複数の前記ガス排出路と前記多孔質部とを連通する単一の溝部を形成することを特徴とするガス排出構造体の製造方法。
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