JPH02108433A - Molding method for mold - Google Patents

Molding method for mold

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Publication number
JPH02108433A
JPH02108433A JP25722788A JP25722788A JPH02108433A JP H02108433 A JPH02108433 A JP H02108433A JP 25722788 A JP25722788 A JP 25722788A JP 25722788 A JP25722788 A JP 25722788A JP H02108433 A JPH02108433 A JP H02108433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
pattern
model
glass transition
transition point
Prior art date
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Pending
Application number
JP25722788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Fujimura
藤村 浩史
Shunichi Hayashi
俊一 林
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02108433A publication Critical patent/JPH02108433A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make mold having complicate shape at high accuracy by using a pattern manufactured with polymer having shape memory property, heating to the temp. having more than glass transition point after making the mold at the temp. having less than the glass transition point and separating the pattern from the mold. CONSTITUTION:After shaping the pattern 1 with injection molding method by using polyurethane having about 35 deg.C glass transition point (TR), the pattern 1 is machined, to finish this into accurate shape. By using this pattern 1, the molding material 2 is packed around the pattern 1 at the room temp. of less than the TR and rammed to make the mold. Successively, the whole mold which is made, is heated at the temp. having more than the glass transition point of the pattern 1, to soften the pattern nd the pattern 1 is easily deformed to shapes 1', 10' to separate this from the mold. In this result, the pattern 1 can be very easily separated from the mold which is made, without any damage in the mold. By this method, the complicate and precise mold is easily made at high accuracy and also one piece of the pattern can be repeatedly used.

Description

【発明の詳細な説明】 1産業上の利用分野1 本発明は、鋳型造形方法に関し、特に複雑形状の模型を
用いて複雑形状の鋳型を造形した後、該模型を容易に離
形することのでき、従って1個の複雑形状の模型により
複数個の複雑形状の鋳型を容易に造形することのできる
鋳型造形方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. Field of Industrial Application 1 The present invention relates to a mold manufacturing method, and in particular to a method for easily releasing the mold after molding a complex-shaped mold using a complicated-shaped model. The present invention relates to a mold manufacturing method that can easily form a plurality of complex-shaped molds using one complex-shaped model.

I従来の技術1 鋳型を造形するには、一般に、該鋳型によって鋳造され
る鋳物製品の形状と同一形状の模型を製作し、該模型の
周囲等に、鋳物砂や該鋳物砂の接着剤等により調製され
た鋳型材を充填し、該鋳型材を搗固めて鋳型を造形した
後、上記模型を離形することによって行われている。
I Prior Art 1 To form a mold, generally, a model having the same shape as the cast product to be cast by the mold is manufactured, and molding sand, an adhesive for the molding sand, etc. are applied around the model. This is done by filling a mold material prepared by the method described above, pounding and hardening the mold material to form a mold, and then releasing the model.

このような模型として、従来は、木材、ロウ材、合成樹
脂材等が用いられていた。
Conventionally, such models have been made of wood, waxed wood, synthetic resin, or the like.

特に、ロウ材は、所謂ロストワックス法を応用して鋳型
を造形する場合等に有効であり、複雑かつ精密な模型を
ロウ材で調製し、該模型を用いて上記のようにして複雑
かつ精密な鋳型を造形後、該ロウ材製模型を過熱して消
失させ、模型の離形工程を不要とするものである。
In particular, brazing metal is effective when molding molds by applying the so-called lost wax method. After forming a mold, the wax model is heated to disappear, thereby eliminating the need for a model release process.

このロストワックス法によれば、模型離形の際に、せっ
かく精密に造形した複雑形状の鋳型が僅かでも損壊する
のを防止することができ、複雑形状の鋳型を精密に造形
する必要がある場合に極めて有効である。
According to this lost wax method, when releasing the model, it is possible to prevent even the slightest damage to the precisely formed mold with a complex shape, and when it is necessary to precisely form a mold with a complex shape. It is extremely effective.

また、近年の合成樹脂技術の進歩4こより、各種の合成
樹脂を用いた模型が調製され、各種分野で使用されてい
る。
Furthermore, due to recent advances in synthetic resin technology, models using various synthetic resins have been prepared and used in various fields.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記した従来のロウ材製模型を用いるロストワ
ックス法によれば、1つの鋳型を造形する毎に、複雑か
つ精密な模型を消費することになり、同一形状の鋳型を
複数造形するには、それと同数の模型を調製しなければ
ならず、材料費及び製造費ともに高額となる問題があっ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] However, according to the above-mentioned conventional lost wax method using a wax model, a complex and precise model is consumed each time one mold is produced, and the same In order to create a plurality of shaped molds, it is necessary to prepare the same number of molds, which poses a problem of high material and manufacturing costs.

また、上記した従来の各種合成樹脂製の模型によれば、
剛性の選択が問題であった。
Furthermore, according to the conventional models made of various synthetic resins mentioned above,
The choice of stiffness was a problem.

すなわち、剛性の高い合成樹脂を用いた場合は、鋳型造
形中に該樹脂製模型が変形すると言った事態の発生はな
く、複雑形状の鋳型であっても精密に造形することがで
きる。
That is, when a highly rigid synthetic resin is used, there is no possibility that the resin model is deformed during mold making, and even complex-shaped molds can be precisely molded.

しかし、剛性が高いため、模型の離形が極めて困難であ
り、複雑形状の鋳型の場合には模型の離形が不可能にな
ることもあり、複雑形状の鋳型の造形には適用できない
と言う問題があった。
However, due to its high rigidity, it is extremely difficult to release the model, and in the case of complex-shaped molds, it may be impossible to release the model, so it cannot be applied to molds with complex shapes. There was a problem.

一方、剛性の低い合成樹脂を用いた場合は、該樹脂製模
型は容易に変形するため、該模型の離形を容易に行うこ
とができるが、鋳型造形中にも該模型が変形すると言っ
た事態が発生し、寸法精度の良い鋳型を造形することは
不可能であった。
On the other hand, when a synthetic resin with low rigidity is used, the resin model easily deforms, so the model can be easily released, but the model also deforms during mold production. Due to this problem, it was impossible to create a mold with good dimensional accuracy.

本発明は、このような問題を解決し、複雑形状の鋳型造
形であっても高精度で造形することができ、しかも1個
の模型により複数個の複雑形状の鋳型を高精度でかつ容
易に造形することのできる鋳型造形方法を提案すること
を目的とするものである。
The present invention solves these problems and allows molds with complex shapes to be manufactured with high precision, and moreover, it is possible to easily create multiple molds with complex shapes with high precision using one model. The purpose of this project is to propose a mold manufacturing method that can be used to create molds.

1課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を、形状記憶性ポリマーで製作した
模型を用い、該模型のガラス転移点以下の温度で鋳型造
形を行った後、該ガラス転移点以上の温度に加熱して該
模型を離形することを特徴とする鋳型造形方法により達
成するものである。
1. Means for Solving the Problems] The present invention achieves the above object by using a model made of a shape-memory polymer, and after forming a mold at a temperature below the glass transition point of the model, at a temperature above the glass transition point. This is achieved by a mold making method characterized by heating the model to a temperature of .

1作用] 本発明方法は、形状記憶性を有するポリマーで製作した
模型を用いるものであり、該模型のガラス転移点(以下
、Tg)以下の温度で鋳型造形を行う。
1 Effect] The method of the present invention uses a model made of a polymer having shape memory properties, and the mold is formed at a temperature below the glass transition point (hereinafter referred to as Tg) of the model.

このポリマーは、Tg以下の温度では剛性が高くなり、
前述の鋳型材を充填し搗固める際に、何ら変形すること
はなく、複雑形状の鋳型を高精度で造形することができ
る。
This polymer becomes more rigid at temperatures below Tg,
When the above-mentioned mold material is filled and pounded and hardened, there is no deformation at all, and a complex-shaped mold can be formed with high precision.

このようにして、鋳型造形が終了したなら、上記模型の
7g以上の温度に加熱して、該模型を離形する。
After the mold forming is completed in this way, the model is heated to a temperature of 7 g or more and released.

このポリマーは、7g以上の温度では剛性が極端に低下
し、著しく軟化する。従って、該模型をTg以」二に加
熱し著しく軟化させて離形すれば、造形された鋳型を損
壊することなく、スムーズに離形することができ、複雑
かつ精密な鋳型を高精度でかつ容易に造形できる。
This polymer has extremely low rigidity and softens significantly at temperatures above 7 g. Therefore, if the model is heated above Tg to soften it considerably and then released, it can be released smoothly without damaging the formed mold, and complex and precise molds can be made with high precision and Can be easily shaped.

従って、本発明方法で使用する模型のTg (すなわち
、該模型の原料である形状記憶性ポリマーのTg)は、
鋳型造形時の温度より高いことが必要である。
Therefore, the Tg of the model used in the method of the present invention (that is, the Tg of the shape memory polymer that is the raw material for the model) is:
It is necessary that the temperature be higher than the temperature during mold forming.

また、該模型を低価格で製造するには、上記ポリマーの
成形性が良好であることも必要となる。
Furthermore, in order to manufacture the model at a low cost, it is also necessary that the polymer has good moldability.

このようなポリマーとしては、ウレタン系ポリマー ス
チレン−ブタジェン系ポリマー、結晶性、ニトリル−ブ
タジェン系ポリマー ジエン系ポリマー ノルボルネン
系ポリマー等が挙げられる。
Examples of such polymers include urethane polymers, styrene-butadiene polymers, crystalline polymers, nitrile-butadiene polymers, diene polymers, norbornene polymers, and the like.

その中でも、2官能ジイソシアナート、2官能ポリオー
ル、及び活性水素基を含む2官能鎖延長剤を、モル比で
、ジイソシアナート:ボリオール:鎖延長剤= 2.0
0〜1.10: 1.00: 1.00〜0.10とな
るように配合し、プレポリマ法により重合したポリウレ
タンであって、末端にNCO基と011基を略等喧含有
し、ガラス転移点が一50〜60℃、結晶化度が3〜5
0重量%のものが好ましい。
Among them, a bifunctional diisocyanate, a bifunctional polyol, and a bifunctional chain extender containing an active hydrogen group are used in a molar ratio of diisocyanate:boliol:chain extender=2.0.
0 to 1.10: 1.00: 1.00 to 0.10, and is a polyurethane polymerized by a prepolymer method, containing approximately equal numbers of NCO groups and 011 groups at the terminals, and glass transition. Point is 150~60℃, crystallinity is 3~5
0% by weight is preferred.

このポリウレタンは、分子の末端に余剰のNGO基を有
していないため、架橋反応が進行せず、鎖状の分子とな
っており、加えて」ユ記結晶化度を有するため、熱可塑
性を示し、成形性が良好であり、複雑かつ精密な模型で
あっても容易に製作することができる。
This polyurethane does not have excess NGO groups at the end of the molecule, so the crosslinking reaction does not proceed and it becomes a chain-like molecule.In addition, it has a high degree of crystallinity, so it has thermoplastic properties. It has good moldability, and even complex and precise models can be easily manufactured.

また、上記Tgを有するため、このポリウレタン製の模
型を用いる本発明方法によれば、極低温からかなり高温
まで広い温度範囲において、鋳型造形が可能であり、鋳
型材を低温下でしか使用できないような場合や、逆に高
温かでしか使用できないような場合に特に有効である。
Furthermore, since it has the above-mentioned Tg, according to the method of the present invention using this polyurethane model, it is possible to form molds in a wide temperature range from extremely low temperatures to considerably high temperatures, so that mold materials can only be used at low temperatures. This is particularly effective in cases where the device can only be used at high temperatures or, conversely, where it can only be used at high temperatures.

なお、上記ポリウレタンの原料である2官能イソシアナ
ートとしては、一般式が0CN−R−NCOで示され、
Rは1又は2個のフェニレン基を意味するが、Rがない
ものであっても良く、具体的には、2゜4−トルエンジ
イソシアナート、4.4’−ジフェニルメタンジイソシ
アナート、カルボジイミド変成の4.4′−ジフェニル
メタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナ
ート等が使用できる。
In addition, the general formula of the bifunctional isocyanate which is a raw material for the above polyurethane is 0CN-R-NCO,
R means 1 or 2 phenylene groups, but it may be one without R, specifically, 2゜4-toluene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, carbodiimide modified 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc. can be used.

また、2官能ポリオールとしては、一般式がOHR’−
011で示され、R′は1又は2個のフェニレン基を意
味するが、Rがないものであっても良く、更には2官能
ポリオールと2官能カルボン酸又は環状エーテルとの反
応生成物等があり、具体的には、ポリプロピレングリコ
ール、1.4−ブタングリコールアジペート、ポリテト
ラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビス
フェノールAとプロピレンオキサイドとの反応生成物等
が使用できる。
In addition, as a bifunctional polyol, the general formula is OHR'-
011, R' means one or two phenylene groups, but it may be one without R, and furthermore, a reaction product of a difunctional polyol and a difunctional carboxylic acid or a cyclic ether, etc. Specifically, polypropylene glycol, 1,4-butane glycol adipate, polytetramethylene glycol, polyethylene glycol, a reaction product of bisphenol A and propylene oxide, etc. can be used.

活性水素基を含む2官能鎖延長剤としては、−般式が0
11−1?’−011で示され、R′は(C8,) 、
、基、1又は2個のフェニレン基を意味し、更には該鎖
延長剤と2官能カルボン酸又は環状エーテルとの反応生
成物等があり、具体的には、エチレングリコール、1.
4−ブタングリコール、ビス(2−ハイドロキシエチル
)ハイドロキノン、ビスフェノールAエチレンオキサイ
ドとの反応生成物、ビスフェノールAとプロピレンオキ
サイドとの反応生成物等が使用できる。
As a bifunctional chain extender containing an active hydrogen group, - the general formula is 0
11-1? '-011, R' is (C8,),
, group, and one or two phenylene groups, and further includes reaction products of the chain extender and bifunctional carboxylic acid or cyclic ether, and specifically, ethylene glycol, 1.
4-butane glycol, bis(2-hydroxyethyl)hydroquinone, a reaction product of bisphenol A with ethylene oxide, a reaction product of bisphenol A and propylene oxide, etc. can be used.

これらの原料から合成された本発明ポリウレタンは、下
記一般式で示すことができる。
The polyurethane of the present invention synthesized from these raw materials can be represented by the following general formula.

+1OR’0CONII(RNllCOOR’0CON
l()nRNIIcoOR’0CONH−(RNIIC
OOR’ 0CONH)a+RNHcOOR’OH−二
1〜16  n=0〜16 1実施例] 111ポリウレタンの調装例 第1表に示す組成にて本発明に係るポリウレタンを調製
した。
+1OR'0CONII(RNllCOOR'0CON
l()nRNIIcoOR'0CONH-(RNIIC
OOR'0CONH)a+RNHcOOR'OH-21-16 n=0-16 1 Example] Preparation Example of 111 Polyurethane A polyurethane according to the present invention was prepared with the composition shown in Table 1.

であり、結晶化度はX線回折法によるものである、。The crystallinity is determined by X-ray diffraction.

121模型の調装例 第1表中No、 38のポリウレタを用いて、射出成形
法により第1図に示す形状の模型1を概略成形し、その
後切削して正確な形状に仕−1−げた。
121 Model Preparation Example Using polyurethane No. 38 in Table 1, a model 1 having the shape shown in FIG. 1 was roughly molded by injection molding, and then cut to give an accurate shape. .

この4り型1のTgは35℃であり、Tg以下での剛性
(弾性率)は10.000Kgf/cgz”程度で、T
g以−1−では極めて軟らかくなった。
The Tg of this 4-shaped mold 1 is 35°C, and the rigidity (modulus of elasticity) below Tg is about 10.000 Kgf/cgz", and the Tg
At g-1-, it became extremely soft.

13]鋳型造形例 この模型lを用い、第2図(A)に示すように(なお、
同図は、第1図の模型1の内、フィン部10のみを模式
的に示したものである)、該模型1のTg以下の常温に
て該模型1 (フィン部IQ)の周囲に鋳型材2を充填
し搗固めて、鋳型を造形した。
13] Mold manufacturing example Using this model l, as shown in Fig. 2 (A) (in addition,
This figure schematically shows only the fin portion 10 of the model 1 in FIG. Material 2 was filled and hardened to form a mold.

次いで、このようにして造形した鋳型全体を模型!1の
l’g以ヒの40℃に加熱して該模型1を軟化させ、第
2図(B)に示すような形状1’、IO’に変形させ易
くして、離形した。
Next, model the entire mold created in this way! The model 1 was heated to 40° C. below 1'g to soften it, making it easier to deform into the shapes 1' and IO' as shown in FIG. 2(B), and then released.

この結果、造形した鋳型を何ら損壊することなく、極め
て容易に離形することができた。
As a result, the formed mold could be released extremely easily without any damage.

発明の効果] 以り詳述した本発明方法によれば、次のような効果を奏
することができる。
Effects of the Invention] According to the method of the present invention described in detail above, the following effects can be achieved.

1)本発明に係る模型は、Tg以下の温度では剛性が高
くなり、鋳型材を充填し揚固める際に、何ら変形するこ
とはなく、複雑形状の鋳型を高精度で造形することがで
きる。また、Tg以」;の温Lkに加熱すると、剛性が
極端に低下して著しく軟化し、造形された鋳型を損壊す
ることなく、スムーズに離形することができ、複雑かつ
精密な鋳型を高精度でかつ容易に造形できる。
1) The model according to the present invention has high rigidity at a temperature below Tg, does not deform at all when filling with mold material and lifting and hardening, and can mold complex-shaped molds with high precision. In addition, when heated to a temperature Lk higher than Tg, the rigidity is extremely reduced and the mold becomes noticeably softer, making it possible to release the mold smoothly without damaging the mold. Can be easily and accurately shaped.

2)1個の模型を繰返し使用することができるため、模
型を1個のみ用いて複雑かつ精密な形状の鋳型の複数個
を容易かつ高精度で造形することができる。
2) Since one model can be used repeatedly, multiple molds with complex and precise shapes can be formed easily and with high precision using only one model.

3)に記J)、 2)の結果、#Q型の材料費及び製作
費、更には鋳型の製造費のいずれも大幅に低減すること
ができ、製品コストが大幅に低下する。
As a result of J) and 2) described in 3), both the material cost and manufacturing cost of the #Q type, as well as the manufacturing cost of the mold, can be significantly reduced, resulting in a significant reduction in product cost.

4)前記したポリウレタンは、分子鎖の末端に余剰のN
CO基がなく、従ってこのNGO基に由来する架橋反応
は生起せず、鎖状の高分子化合物となっており、加工性
の自由度が高く、例えばq4出成形、押出成形、吹込成
形等一般の成形方法を自由に適用することできるため、
1−記の2)に加えて、−・層模111■の製作費が低
減する。
4) The polyurethane mentioned above has excess N at the end of the molecular chain.
There is no CO group, so crosslinking reactions originating from this NGO group do not occur, making it a chain polymer compound, which has a high degree of freedom in processability, such as general molding such as q4 extrusion molding, extrusion molding, and blow molding. Because the molding method can be freely applied,
In addition to 1-2), the manufacturing cost of layer pattern 111■ is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例で用いた4々型を示す図、第2
図(^)、(+1)は第1図に示した模>(2を用いた
本発明方法の一実施例を説明するための図である。 第1図 第2図 (A) <B)
Figure 1 is a diagram showing the four-way type used in the embodiment of the present invention;
Figures (^) and (+1) are diagrams for explaining an embodiment of the method of the present invention using the model shown in Figure 1 (2). Figure 1 Figure 2 (A) <B)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 形状記憶性ポリマーで製作した模型を用い、該模型のガ
ラス転移点以下の温度で鋳型造形を行った後、該ガラス
転移点以上の温度に加熱して該模型を離形することを特
徴とする鋳型造形方法。
The method is characterized by using a model made of a shape-memory polymer, molding it at a temperature below the glass transition point of the model, and then releasing the model by heating it to a temperature above the glass transition point. Mold manufacturing method.
JP25722788A 1988-10-14 1988-10-14 Molding method for mold Pending JPH02108433A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25722788A JPH02108433A (en) 1988-10-14 1988-10-14 Molding method for mold

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6827325B2 (en) * 2000-08-28 2004-12-07 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Shape memory polymer or alloy ophthalmic lens mold and methods of forming ophthalmic products

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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