JPH02169207A - 成形用金型及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は成形用金型及びその製造方法に関するもので
、更に詳細には、無機質材料にて形成される支持型と超
塑性合金製パーティング面材との複合材料にて形成され
る成形用金型及びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、この種の成形用金型として、例えば亜鉛とアル
ミニウム合金等の超塑性金属ブロック製金型、あるいは
、合成樹脂製支持型の表面に超塑性金属板を被着した金
型等が知られている。これら金型を製造する方法として
、前者すなわち超塑性金属ブロック製金型は、超塑性金
属ブロックを切削加工したり、ホットホビングによって
製造していた。また、後者すなわち合成樹脂製支持型に
超塑性金属板を被着する金型の製造方法として特開昭５
５−３４９５０号公報に示す製造方法が知られている。

プなわら、この製造方法は、第１６図に示すように、容
器ａ内に樹脂すを充満し、容器ａに超塑性金属板Ｃを４
！け、容器ａを加熱して樹脂す及び超塑性金属板Ｃを所
望温度に昇温させ、超塑性金属板Ｃ面から所定形状のマ
スターボンデｄを押込むと同時に、その際に超塑性金属
板Ｃに背圧を付与しつつマスターポンチｄの下降による
余剰体積を油圧シンクｅによって吸収することにより、
樹脂すの表面に超塑性金属板Ｃを被着した金型を得るよ
うにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のこの種の金型はいずれも８価な超
塑性材料を使用するため、金型費が嵩むという問題があ
り、特に、前者の超塑性金属ブロック製金型においては
多種少量生産用の金型としては不向きであった。また、
超塑性金属ブロック製金型においては、一般に加工時間
が極めて長く、しかも、製造方法によっては大規模な加
工装置等が必要となるという問題がある。一方、超塑性
金属ブロック製金型をホットホビングにより製造する方
法及び合成樹脂製支持型の表面に超塑性金属板を被着す
る製造方法では高温、高圧に耐えｌ！Ｉるマスターポン
チが必要であるため、加工装置等が大規模となるばかり
かコストが嵩む等の問題があり、更には、大型の金型に
おいては荷重容量の関係上金型の大きさに限界が生じて
しまい大型の金型を得ることができないという問題があ
った。

この発明は上記事情に鑑みなされたもので、その第１の
目的とするところは、耐強度性に富みかつ低廉でしかも
大型化が可能な成形用金型を提供し、また、第２の目的
とするところは、大災りな装置等を使用せずに容易に成
形用金型を製作できるようにしたことを特徴とする成形
用金型の製造方法を提供しようとづ゛るものである。

［課題を解決するだめの手段］ 上記目的を達成するために、第１の発明の成形用金型は
、パーティング面形状を有する無機質材料にて形成され
る支持型と、この支持型のバーチインク面形状に沿って
一体成形される超塑性合金材料にて形成されるパーティ
ング面材とを具備するものである。また、第２の発明の
成形用金型の製造方法は、被成形品型に基いたパーティ
ング面形状を第１の転写型に転写する第１の工程と、上
記第１の転写型に基いてパーティング面形状を第２の転
写型に転写する第２の工程と、上記第２の転写型のパー
ティング面形状に沿って配設される超塑性合金板を加熱
下において第２の転写型に向って加圧することにより塑
性変形してパーディング面材を形成する第３の工程と、
上記パーティング面材の背面に支持型を一体成形する第
４の工程とから成るものである。

第１の発明の成形用金型において、ト記パーディング面
材は強度を有する超塑性合金材料にて形成されるもので
あれば任意のものでよく、例えばＪＩＳ　　７０００系
好ましくはＪＩＳ　　７０７５のアルミニウム合金製板
材やＳＰ’Ｚ材（２２ＸＡｊ−Ｚｎ合金）、２相ステン
レス合金等が使用される。また、このパーティング面材
の支持型は超塑性合金材料の塑性変形の圧力及び温瓜以
上において使用可能な特性を有する無機質材料であれば
任意のものでよいが、好ましくは高強度セメントにスヂ
ールファイバあるいはガラスファイバを適宜充填したも
の、あるいは、構造用セラミックス等の無機質材料であ
る方がよい。

第２の発明の製造方法において、被成形品型に基いたパ
ーティング面形状を第１の転写型に転写づる第１の工程
は対をなす金型半体毎に行ってもよいが、好ましくは被
成形品型に関して一対の第１の転写型を対峙する共に、
これら第１の転写型に同時にパーティング面形状を転写
する方がよい。

また、第１の転写型及びＭ２の転写型は被成形品型に基
いたパーティング面形状を転写づる機能を有するもので
あればその材質は問わないが、好ましくは耐熱性の石膏
あるいはセメン１−、セラミックス等の無機質材料を使
用する方がよい。

加えて、上記第４の工程はパーティング面材の背面側に
支持型を一体成形する工程であれば、例えば第３の工程
において形成されたパーティング面材と支持型との間に
接着剤を介在させて両者を接着させてもよく、あるいは
、パーティング面材の背面側に接着促進材を介在させて
支持型を形成する際に同時に接着させてパーティング面
材と支持型とを一体に形成するものであってもよい。

［作　用］ 上記のように、無機質材料にて形成される支持型のパー
ティング面形状に沿わせて超塑性合金製パーティング面
材を一体成形づることにより、耐強度性に富む成形用金
型を得ることができると共に、金型の人望化及び低廉化
を可能にすることができる。また、被成形品型に基いた
パーティング面形状を複数の転写型に転写させ、その転
写型のパーティング面形状に沿わせてパーティング面材
を形成した後、パーティング面材の背面側に支持型を一
体成形することにより、大災りな装置等を使用すること
なく、容易に成形用金型を製作するとができる。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する
。

第１図はこの発明の成形用金型の第−実施例の断面斜視
図が示されている。

この発明の金型は、被成形品型（以下にマスクという）
の内方の輪郭に基いた凸状パーティング面形状１１を有
する雌形金型半体１０と、マスタ１の外方の輪郭に基い
た凹状パーティング面形状１３を有する雌形金型半体１
２とで構成されている。これら金型半休１０．１２は、
凸状又は凹状のパーティング面形状１１．１３を有する
無機質材料にて形成される支持型１４と、この支持型１
４のパーティング面形状１１．１３に沿って一体成形さ
れる超塑性合金ＩｖＦｌにて形成されるパーティング面
材１６とで構成されている。この場合、支持型１４は、
引張強瓜を持たせるために、例えば高強度セメント１５
内に２〜５重階％のスヂールファイバあるいはガラスフ
ァイバ１１を充填した無機質材料にて形成されており、
また、パーティング面材１６は、例えばＪＩＳ　　７０
７５のアルミニウム合金＜ＡＩ−Ｚｎ−ＭＱ系アルミニ
ウム合金）等の超塑性合金にて形成されでいる。また、
支持型１４とパーティング面材１６とは、これら支持型
１４のパーティング面形状とパーディング面材１６のパ
ーティング面形状との間に介在される耐熱性及び接着力
に富む接着剤１８（フェノール樹脂系接着剤、具体的に
はｒセメダインＮＱ１１０Ｊ（セメダイン株式会社製）
）にで強固に接合されている。なＪ３この場合、支持型
１４とパーティング面材１６との接合は必ずしも接ｎ剤
１８にて接着する（」のに限定されず、支持型１４とパ
ーティング面材１６との間に別の接谷促進材等を介在さ
せて！ｉいに接着させるようにしてもよい。

第２１４はこの発明の金型の別の実施例が示され“Ｃい
る。

第２図に示づ金型は、プラスチック射出成形用金型とし
て使用されるもので、雌形金型半体１２の支持型１４と
パーティング面材１６に頁通づるプラスチック材料注入
口２０を形成した場合である。この第２図に示す金型に
おいて、その他の部分は上記第一実施例と同様であるの
で、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する
。

以Ｆに、この発明の成形用金型の製造方法について説明
する。

なお、金型を形成する雌形金型半体１０と雌形金型半体
１２とはパーティング面形状が凹凸逆になる以外は構造
及び製造方法が同じであるので、以下にａ彫金型半体１
２の場合の製造方法について説明づる。

まず、被成形品型として円錐キャップ状のマスタ１を用
意する（第３図参照）。

◎第１の工程 上記マスタ１の外方向にコンクリート用離型剤２２を塗
布し、このマスタ１の間口側を下方にしてを定盤２４上
に載置すると共に、その周囲に型枠２６を配置し、そし
て、マスタ１と型枠２６との空ｊｌｌ内に石膏を流し込
んでマスタ１の外方輪郭形状のパーティング面形状を有
する第１の転写型３１を形成する（第４図参照）。

◎第２の工程 第１の工程にて形成された第１の転写型３１のパーティ
ング面形状１３にコンクリート用離型剤２２を塗布する
と共に、パーティング面形状１３を上向きにし、その周
囲に型枠２１を配置した状態で、第１の転写型３１と型
枠２７との空間内に耐熱用石膏を流し込んで第２の転写
型３２を形成する（第５図参照）。

◎第３の工程 第２の工程で形成された第２の転写型３２のパーティン
グ面形状１３部に耐熱用離型剤２８（具体的には「ボロ
ンコートスプレーＪ（三重油脂株式会社製））を塗布し
た状態で第２の転写型３２を基台３４上にＩＩすると共
に、第２の転写型３２の周囲を下部ホルダ３６にて囲繞
し、下部ホルダ３６の上部間口面との間に超塑性合金に
て形成される超塑性板金４１を挾持すべく上部ホルダ３
８を６ＸＨして、電気炉３３内にセットする。そして、
電気炉３３内を超塑性変形温度（約５１５℃〜５２０℃
）に昇温すると共に、電気炉３３の外方から超塑性板金
４１と上部ホルダ３８とで囲まれた空間３５内にガスボ
ンベ３７よりレギュレータ３９を介して不活性ガス又は
還元性ガスを封入して、超塑性板金４１を８１１２の転
写型３２に向って加圧することにより超塑性板金４１を
パーティング面形状１３に沿わせて塑性変形してパーテ
ィング面材１６を形成する（第６図参照）。

この第３の工程において、上記超塑性板金４１として、
例えばＪＩＳ　　７０７５のアルミニウム合金（ＡＩ−
Ｚｎ−Ｍａ系アルミニウム合金）で結晶粒径が１４μｍ
、板厚が０．８と２．５ＪＩｌｌＩのものを用いて以下
の表−１に示す成形条件にて行った。

表−１ なお、超塑性板金４１を挾持する上、下部ホルダ３８、
３６間を気密にするために、上、下部ホルダ３８゜３６
の対向側面にバッキング４２を配設しておくことが望ま
しい。また、電気炉３３内の超塑性変形温度を高開度に
制御ｌするために上、下部ホルダ３８．３６に熱雷対４
４．４４をｊｌ！設すると共に、熱雷対４４．４４にて
検出した温度を電気炉３３外部に配設された温度測定器
４６にて測定させるようにする方が望ましい。

Ｏ第４の工程 第３の工程にて成形されたパーティング面材１６の背面
側にコンクリート用離型剤２２を塗布すると共に、この
パーティング面材１６と第２の転写型３２とを型枠２９
内にセットした後、型枠２９内に高強度セメント１５内
に例えば２〜５ｆＪｆｆ１％のスヂールファイバあるい
はガラスファイバ１７を適宜充填したｓ１１質材料を流
し込み、無機質材料を十分硬化させて支持型１４を形成
した後（第７図参照）、第２の転写型３２、パーティン
グ面材１６及び支持型１４を型枠２９から取外して分離
して、パーティング面材１６の背面に接着剤１８（具体
的にはフェノール樹脂系接着剤、更に具体的には「セメ
ダインＮｏ１１０Ｊ（セメダイン株式会社製））を塗布
する（第８図参照）。そして、支持型１４のパーティン
グ面形状１３にパーティング面材１６を接着して両者を
一体成形することにより成形用金型（Ｉｉ形全金型半体
１２ン形成する（第９図参照）。

なお、上記支持型１４は、上記衣−１の成形条件の下で
は圧縮強度６００Ｋｇｆ／ＣＩｉ以上、引張強度は２０
０に９ｒ　／ｃｉ以上が必要であり、また、＃ｆｊ、着
剤１８の引張接老強さは約２００Ｋｇｆ／ｃａ以上が必
要である。また、パーティング面材１６を形成づる超塑
性板金を必要に応じて熱処理、メツキ等の処理を施ずこ
とにより、強度の変更やコストの低廉化を可能にするこ
とができる。

この第４の工程において、支持型１４を形成した少、第
２の転写型３２、パーティング面材１６及び支持型１４
を分離させ、接着剤１８を介して支持型１４のパーティ
ング面形状１３に沿ってパーティング面材１６を接着す
る場合について説明したが、必ずしも接着剤１８を介在
させて接着させるものに限定されるものではなく、例え
ば第１０図及び第１１図に示すように、パーティング面
材１６の背面側にアルミニウム製薄板４８に無数のフィ
ン４９．４９を立設させた接着促進材５０を予め接着さ
せておき、そして、支持型用の無機質材料を流し込むこ
とにより、無機質材料中のスチールファイバあるいはガ
ラスファイバが相俟って無機質材料が接着促進材５０に
密着して支持型１４とパーティング面材１６とを一体成
形することができる。また、上記接着促進材５０に代え
てアルミニウム製薄板４８に複数の鍋形の突起５１、５
１・・・を立設した接着促進材５０を用いても同様に支
持型１４とパーティング面材１６とを接着させることも
できる（第１２図参照）。

また、成形用金型をプラスチック射出成形用金型として
使用する場合には、プラスチックの射出口を必要とする
ため、第１３図に示すように、第４の工程において、予
めビン等の入子５２を超塑性板金４１の上面に接触させ
ておき、そして、上記と同様に支持型用無機質材料を流
し込んで無機質材料が硬化した後、従来と同様に孔明は
加工を論ずことにより、プラスチックの射出口５４を形
成することができる。なお、雌形金型についても同様に
第４の工程において、超塑性板金４１の上面に予めエジ
ェクタービン等の入子等を配設しておくことにより、無
機質材料の硬化後の加工が容易となる。

このように形成された金型を用いてプラスチックの射出
成形を行うには、第１４図に示すように、ロケートリン
グ５５を有する固定側取付板５６に雌形金型半体１２を
設置し、この雌形金型半体１２に対向して進退移動する
可動側取付板５７にロッキングブロック５８を介して雄
彫金型半休１０を取付けると共に、可動側取付板５７に
取付けられるエジェクタープレート５９から突出するエ
ジェクタービン６０をＪｄｌ形金型金型半休１０設され
るエジェクタービン用ブツシュ人子６１内に突入させた
状態にセットづる。

そして、可動側取付板５７を図示しないシリンダ装置等
の可動手段にて雌形金型半休１２に向って移動すること
により、両金型半体１０．１２のパーティング面材１６
．１６間に形成された空間６２内にプラスチック材ｒｌ
を射出して成形することができる。勿論、この発明の成
形用金型はプラスチック！ｌ）１出成形用にのみ使用さ
れるものではなく、反応射出成形（ＲｆＭ）　、ブロー
成形あるいは圧空成形用金型等として使用できるもので
ある。

なお、上記実施例では第１の工程から第４の工程におい
て雌形金型半体１２あるいは雄彫金型半体１０を単独に
成形する場合について説明したが、必ずしも燗彫金型半
体１２と雌形金型半体１０とは各工程において別個に形
成される６のではなく、第１５図に示すように、第１の
■稈において、内方及び外方面にコンクリート用離型剤
２２を塗布したマスタ１とこのマスタ１の開口端面に沿
って仕切り板６３を配設すると共に、これにマスタ１及
び仕切り板６３を型枠２６内にセットし、そして、型枠
２６内に石膏を流し込むことにより、マスタ１及び仕切
り板６３に関して一対すなわち雌形及び維彫金型用の第
１の転写型３１．３１を同時に形成することができ、￥
！Ｊ造工稈の簡略化を図ることができる。

［′Ｑ明の効果１ この発明は以上に説明したように構成されているので、
以下のような効果が得られる。

１）請求項１記載の成形用金型によれば、無機質材料に
て形成される支持型のパーティング面形状に沿って超塑
性合金材料にて形成されるパーティング面材を一体成形
づるので、十分な強度を右する安価な成形用金型を提供
することができる。

２）請求項２記載の成形用金型の製造方法によれば、ボ
ビング法のようにプレスを使用することなく、空気やガ
ス等の流体圧によって簡単に加工することができ、しか
も、流体圧による加工が可能なため、大型の成形用金型
の製造方法としても？■効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の成形用金型の第一実施例を示す断面
斜視図、第２図は成形用金型の第二実施例の一部を示す
断面斜視図、第３図はこの発明の製造方法における被成
形品型を示す斜視図、第４図はこの発明の製造方法の第
１の工程を示す断面図、第５図は第２の工程を示す断面
図、第６図は第３の工程を示す断面図、第７図ないし第
９図は第４の工程手順を示す断面図、第１０図は第４の
工程の別の実施例を示す断面図、第１１図は第１０図に
示す第４の工程により製造された成形用金型の断面図、
第１２図は第４の工程の更に別の実施例を示す成形用金
型の断面図、第１３図は別のプラスチック射出成形用の
成形用金型の製造方法の第４の工程を示す断面図、第１
４図はこの発明の成形用金型の使用状態の一例を示す断
面図、第１５図は第１の工程の別の実施例を示す断面図
、第１６図は従来の成形用金型の製造方法を示す断面図
である。 符号説明 （１）・・・凸状パーティング面形状 （３）・・・凹状バー−ｊインク面形状４）・・・支持
型 ６）・・・パーティング面材 ８）・・・接着剤 ３１）・・・第１の転写型 ３２）・・・第２の転写型 （４１）・・・超塑性板金 （５０）・・・接着促進材 特　許　出　願　人　富士ゼロックス株式会社代　　理
　　人　　弁理士　　中　　村　　智　　廣　（外３名
）第４ 図 ３１：第１の転写型 弔 図 ３２：第２の転写型 第 図 第 図 第 図 第６ 図 第１０ 図 第１１ 図 第１２ 図 ４１：超塑性根音 ５０、接看促進材 第１３ 図 第１５図 第１４ 図 第１６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）パーティング面形状を有する無機質材料にて形成
   される支持型と、この支持型のパーティング面形状に沿
   って一体成形される超塑性合金材料にて形成されるパー
   ティング面材とを具備することを特徴とする成形用金型
   。
2. （２）被成形品型に基いたパーティング面形状を第１の
   転写型に転写する第１の工程と、上記第１の転写型に基
   いてパーティング面形状を第２の転写型に転写する第２
   の工程と、上記第２の転写型のパーティング面形状に沿
   って配設される超塑性合金板を加熱下において第２の転
   写型に向つて加圧することにより塑性変形してパーティ
   ング面材を形成する第３の工程と、上記パーティング面
   材の背面に支持型を一体成形する第４の工程とから成る
   ことを特徴とする成形用金型の製造方法。
3. （３）上記第１の工程において、被成形品型に関して一
   対の第１の転写型を対峙する共に、これら第１の転写型
   に同時にパーティング面形状を転写することを含む請求
   項２記載の成形用金型の製造方法。