JPH082534B2 - Method of manufacturing electroformed mold - Google Patents

Method of manufacturing electroformed mold

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JPH082534B2
JPH082534B2 JP63020620A JP2062088A JPH082534B2 JP H082534 B2 JPH082534 B2 JP H082534B2 JP 63020620 A JP63020620 A JP 63020620A JP 2062088 A JP2062088 A JP 2062088A JP H082534 B2 JPH082534 B2 JP H082534B2
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plating layer
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和好 今井
茂 渡辺
博充 原田
嘉則 後藤
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Nihon Plast Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電鋳金型の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing an electroforming mold.

(従来の技術) 従来の電鋳金型の製造方法は、例えば、第9図および
第10図に示すように、ろう、木材、石こう、あるいはプ
ラスチック等で製品形状に形成した金型製造用モデル1
の表面に、銀鏡反応により銀層を折出させ、導電性を付
与してから、電鋳法によってニッケルあるいは銅等のメ
ッキ層(金型本体)2を平均約8mm程度の厚さに形成す
る。次に、このメッキ層2の背後を裏打ブロック3とし
て樹脂セメントあるいは樹脂入りアルミ粒子等で固め
る。なお、この裏打ブロック3には温調用の通水管4を
埋め込んでおく。そして、裏打ブロック3が固化したと
ころで、モデル1を剥離することにより、このモデル1
の表面形状を前面に写し取った電鋳金型を製造できる。
(Prior Art) As shown in FIGS. 9 and 10, the conventional method for manufacturing an electroformed mold is, for example, a model 1 for manufacturing a mold formed into a product shape with wax, wood, gypsum, or plastic.
On the surface of, the silver layer is projected by the silver mirror reaction to give conductivity, and then a plating layer (die body) 2 of nickel or copper is formed to an average thickness of about 8 mm by electroforming. . Next, the back side of the plated layer 2 is used as a backing block 3 and solidified with resin cement or resin-containing aluminum particles. A water passage pipe 4 for temperature control is embedded in the lining block 3. Then, when the backing block 3 is solidified, the model 1 is peeled off, so that the model 1
It is possible to manufacture an electroformed mold in which the surface shape of is copied to the front surface.

しかしながら、上記従来の方法で製造される電鋳金型
は、樹脂セメントあるいは樹脂入りアルミ粒子等でメッ
キ層2を裏打ちしているため、型締圧の低い(通常5〜
20kg/cm2程度)反応射出成形(RIM)用金型としてなら
十分の強度を有するが、型締圧の高い(通常200〜400kg
/cm2程度)射出成形や圧縮成形等に用いる金型としては
耐圧強度が足りず、利用できない問題があった。
However, the electroformed mold produced by the above-mentioned conventional method has a low mold clamping pressure (usually 5 to 5) because the plating layer 2 is lined with resin cement or resin-containing aluminum particles.
20 kg / cm 2 ) It has sufficient strength as a mold for reaction injection molding (RIM), but high mold clamping pressure (usually 200 to 400 kg).
(/ cm 2 ) As a mold used for injection molding, compression molding, etc., there is a problem that it cannot be used due to insufficient pressure resistance.

このような問題を解決するために、従来の樹脂セメン
トや樹脂入りアルミ粒子等の裏打ブロック3に代えて、
メッキ層の背後に溶融したアルミニウム合金あるいは亜
鉛合金等を流し込んで裏打ブロックを形成する方法が考
えられる。
In order to solve such a problem, instead of the conventional backing block 3 made of resin cement or resin-containing aluminum particles,
It is possible to form a backing block by pouring molten aluminum alloy or zinc alloy behind the plated layer.

しかしながら、このような方法では、メッキ層の背面
には、モデルの形状とは無関係な多数の凹凸が形成され
るが、溶融金属を凹凸の隅々まで侵入させるのは非常に
困難で、エアボイドが残るのは避けられず、成形圧を受
けたときに、エアボイドの部分が陥没する。さらに、こ
の従来の方法では、メッキ層が高温の溶融金属にさらさ
れて軟化し熱変形を起こし、キャビティの寸法精度が低
下する問題がある。
However, in such a method, a large number of irregularities that are unrelated to the shape of the model are formed on the back surface of the plating layer, but it is very difficult to penetrate the molten metal into every irregularity, and air voids are generated. It is unavoidable that the air voids remain, and when the molding pressure is applied, the air voids are depressed. Further, in this conventional method, there is a problem that the plating layer is exposed to the high-temperature molten metal and softens to cause thermal deformation, which deteriorates the dimensional accuracy of the cavity.

さらに、上記従来の方法では溶融金属が冷却固化する
際の収縮でメッキ層が歪み、寸法変動が生じ、剥離を起
こすことがある。
Further, in the above-mentioned conventional method, the plating layer may be distorted due to contraction when the molten metal is cooled and solidified, resulting in dimensional variation and peeling.

そこで、従来は、裏打ブロック3を高強度とするため
に、第11図ないし第13図に示す方法が採られていた。
Therefore, conventionally, in order to increase the strength of the backing block 3, the method shown in FIGS. 11 to 13 has been adopted.

この従来の方法は、第11図に示すように、メッキ層2
を必要以上に厚肉に形成した後、このメッキ層2の背面
に形成されたモデル1の形状とは無関係な多数の凹凸2a
を、第12図に示すように、矢印で示すように作動する切
削機5などにより切削して、メッキ層2の背面を凹凸の
ない平滑な面2bとする。また、第13図に示すように、こ
の平滑な面2bに密着される前面を有する裏打ブロック3
を、別工程において、アルミニウム合金または亜鉛合金
などにより鋳造または切削加工して製作する。次に、こ
の裏打ブロック3にメッキ層2を嵌合して、ビス6など
で固着して電鋳金型を製造していた。
This conventional method, as shown in FIG.
After being formed thicker than necessary, a large number of irregularities 2a irrelevant to the shape of the model 1 formed on the back surface of the plating layer 2 are formed.
As shown in FIG. 12, is cut by a cutting machine 5 or the like that operates as shown by the arrow to make the back surface of the plating layer 2 a smooth surface 2b having no unevenness. Further, as shown in FIG. 13, a lining block 3 having a front surface which is in close contact with the smooth surface 2b.
Is manufactured by casting or cutting with an aluminum alloy or a zinc alloy in a separate process. Next, the electroplating mold was manufactured by fitting the plating layer 2 into the backing block 3 and fixing it with screws 6 or the like.

しかしながら、この従来の方法では、メッキ層2を厚
肉に形成して、このメッキ層2を切削加工するため、電
鋳工程において、電力コストがかさむとともに多大の時
間を要し、生産性の低下をきたし、また、無駄も多い。
さらに、裏打ブロック3の製作においても、高い精度が
要求されるため、加工コストの上昇を招来する問題があ
った。
However, in this conventional method, since the plating layer 2 is formed to be thick and the plating layer 2 is cut, the electroforming process requires a large amount of time and a large amount of time, resulting in reduced productivity. There is also a lot of waste.
Further, also in the production of the backing block 3, high precision is required, which causes a problem of increasing the processing cost.

(発明が解決しようとする課題) 上記第11図ないし第13図に示す従来の電鋳金型では、
裏打ブロックが樹脂セメントなどからなっていたため、
耐圧強度が低い問題があった。また、メッキ層(金型本
体)の背後に溶融したアルミニウム合金などを直接流し
込んで裏打ブロックを形成する方法では、溶融したアル
ミニウム合金などが高温であるため、熱変形などによ
り、寸法精度の低下やメッキ層の剥離をきたす問題があ
るとともに、メッキ層の背面の凹凸によりエアボイドが
生じて、陥没が生じる問題がある。さらに、メッキ層を
厚肉に形成してこのメッキ層の裏面を切削加工し、この
裏面に合わせて前面を形成したアルミニウム合金などか
らなる裏打ブロックにメッキ層を嵌合して固定する方法
でも、工数、コストがかさむ問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional electroformed mold shown in FIG. 11 to FIG. 13,
Since the lining block was made of resin cement,
There was a problem of low pressure resistance. Also, in the method of forming a backing block by directly pouring a molten aluminum alloy or the like to the back of the plating layer (die body), the molten aluminum alloy or the like is at a high temperature, so that the dimensional accuracy may deteriorate due to thermal deformation or the like. There is a problem that the plating layer is peeled off, and an air void is generated due to the unevenness on the back surface of the plating layer, which causes a depression. Furthermore, by a method of forming a thick plating layer, cutting the back surface of this plating layer, and fitting and fixing the plating layer to a backing block made of an aluminum alloy or the like whose front surface is formed to match this back surface, There was a problem of increasing man-hours and costs.

そこで、第1図ないし第4図に示す方法(公知ではな
い)が本発明者により提案された。この方法は、金型製
造用モデル11の表面に金型キャビティ面12aを前面に有
する薄肉の金型本体12を電鋳法によって形成し、錫、ビ
スマス、カドミウム、鉛、亜鉛、インジウム、アンチモ
ンの金属群より選択された少なくとも2者からなる低融
点合金18を溶融状態で前記金型製造用モデル11の表面に
形成された前記金型本体12の背面12b上に枠体17内の金
型本体12の背面12b上に導入し、アルミニウム合金、亜
鉛合金、鋼鉄の金属素材群より選択された物質からなり
前記金型本体12の背面形状に近似した形状の前面をする
裏打ブロック13を第4図に示すように、その前面13aが
前記金型本体12の背面12bに当接するまで押圧し、その
際、金型本体12の背面12bの凹凸の凸部先端と裏打ブロ
ック13の前面13aとが当接するとともに、金型本体12の
背面12bの当接面12dと裏打ブロック13の前面13aの対向
面である当接面13dとが当接する。このとき、裏打ブロ
ック13に押圧されて、余分な溶融した低融点合金18は、
裏打ブロック13の通孔13cを通って、金型本体12と裏打
ブロック13との負から外部へ溢流する。この状態で前記
低融点合金18を硬化させる方法で、この裏打ブロック13
の前面13aと前記金型本体12の背面12bと相対向する位置
関係で低融点合金18の薄層を介して一体に結合されてお
り、さらに、前記金型本体12の背面12bの適宜個所に形
成された当接面12dが前記裏打ブロック13の当接面13dと
密接しているものである。
Therefore, the method (not known) shown in FIGS. 1 to 4 has been proposed by the present inventor. In this method, a thin mold body 12 having a mold cavity surface 12a on its front surface is formed on the surface of a mold manufacturing model 11 by electroforming, and tin, bismuth, cadmium, lead, zinc, indium, and antimony are formed. A low-melting-point alloy 18 composed of at least two members selected from the metal group in a molten state is formed on the rear surface 12b of the main mold body 12 formed on the surface of the mold manufacturing model 11, and the main mold body in the frame body 17 The backing block 13 which is introduced on the back surface 12b of 12 and is made of a material selected from the group of metal materials of aluminum alloy, zinc alloy and steel and has a front surface having a shape similar to the back surface of the mold body 12 is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the front surface 13a is pressed until it comes into contact with the back surface 12b of the mold body 12, and at this time, the tips of the convex and concave portions on the back surface 12b of the mold body 12 and the front surface 13a of the backing block 13 are brought into contact with each other. Contact with the back surface 12d of the back surface 12b of the mold body 12 A facing surface of the front 13a of the block 13 and the abutment surface 13d abuts. At this time, the excess molten low melting point alloy 18 is pressed by the backing block 13,
Through the through hole 13c of the backing block 13, the negative of the die body 12 and the backing block 13 overflows to the outside. In this state, the backing block 13 is formed by a method of hardening the low melting point alloy 18.
The front surface 13a and the back surface 12b of the mold body 12 are integrally coupled via a thin layer of the low melting point alloy 18 in a positional relationship facing each other, and further at an appropriate position on the back surface 12b of the mold body 12. The formed contact surface 12d is in close contact with the contact surface 13d of the backing block 13.

そして、前記金型本体12は予め凹凸のある背面12bの
適宜個所を切削機などにより切削して当接面12dを形成
しておく。また、前記裏打ブロック13には、その前面13
aから反対側の背面13bに貫通して通孔13cを形成すると
ともに、前面13aの近くに位置して冷却水を流通させる
ための通水管14を埋設する。また、第2図に示すよう
に、ベース板15上にクランプ16などにより取付けられた
枠体17内に、金型本体12を表面に形成したモデル11を金
型本体12上に向けて嵌入し、このモデル11と裏打ブロッ
ク13との周囲を枠体17で囲んで、この枠体17に裏打ブロ
ック13をボルト22などにより固定する。
Then, in the mold body 12, an appropriate portion of the uneven back surface 12b is previously cut by a cutting machine or the like to form a contact surface 12d. Further, the backing block 13 has a front surface 13
A through hole (13c) is formed so as to penetrate from a to the back surface (13b) on the opposite side, and a water pipe (14) located near the front surface (13a) for circulating cooling water is buried. Further, as shown in FIG. 2, the model 11 having the mold body 12 formed on the surface is fitted into the frame body 17 mounted on the base plate 15 by the clamp 16 or the like so as to face the mold body 12. The model 11 and the backing block 13 are surrounded by a frame body 17, and the backing block 13 is fixed to the frame body 17 by bolts 22 or the like.

そして、この方法では、メッキ層である金型本体12を
背面12bから裏打ちする裏打ブロック13をアルミニウム
合金または亜鉛合金または鋼鉄製とすることにより、耐
圧強度を高め、射出成形や圧縮成形における型締圧にも
耐えられ、金型本体12の背面12bの形状と裏打ブロック1
3の前面13aの形状とが完全に一致していなくとも、これ
ら金型本体12と裏打ブロック13とが確実に結合され、金
型本体12の熱変形などを防止できる。さらに、成形時に
は、とくに前記金型本体12の背面12bの適宜個所に形成
された当接面12dとこの当接面12dに密接された前記裏打
ブロック13の当接面13dとが型締圧を確実に受けること
ができ、金型本体12の背面12b上に溶融した低融点合金1
8を導入した後に、裏打ブロック13をその前面13aが金型
本体12の背面12bに当接するまで押圧することにより、
余分な低融点合金18を金型本体12と裏打ブロック13との
間から溢流させるとともに、金型本体12の背面12bの凹
凸の凹部に生じる気泡を圧縮または圧潰する。また、製
造の全工程において金型本体12を金型製造用モデル11に
固定したままにしておくことにより、裏打ブロック13の
押圧などに伴う金型本体の変形を防止するという利点を
有している。
In this method, the backing block 13 that lines the die body 12 as the plating layer from the back surface 12b is made of an aluminum alloy, a zinc alloy, or steel to increase the pressure resistance and to perform mold clamping in injection molding or compression molding. Withstands pressure, the shape of the back surface 12b of the mold body 12 and the backing block 1
Even if the shape of the front surface 13a of 3 does not completely match, the mold body 12 and the backing block 13 are surely coupled to each other, and thermal deformation of the mold body 12 can be prevented. Further, at the time of molding, particularly the contact surface 12d formed at an appropriate place on the back surface 12b of the mold body 12 and the contact surface 13d of the backing block 13 which is in close contact with the contact surface 12d exert a mold clamping pressure. A low melting point alloy 1 that can be reliably received and is melted on the back surface 12b of the mold body 12.
After introducing 8, by pressing the backing block 13 until its front surface 13a abuts the back surface 12b of the mold body 12,
Excessive low melting point alloy 18 is caused to overflow from between the die body 12 and the backing block 13, and bubbles generated in the concave and convex portions on the back surface 12b of the die body 12 are compressed or crushed. Further, by leaving the mold body 12 fixed to the mold manufacturing model 11 in all the steps of manufacturing, it has an advantage of preventing deformation of the mold body due to pressing of the backing block 13. There is.

しかしながら、この方法では、モデルの表面に形成さ
れた金型本体の多数の凹凸の形成された背面を特定個所
を高い加工精度で切削加工することが要求され、加工仕
上げ工程に手数を要し、工数が掛り、コストを低減する
障害となる。また、製造時に金型が熱変形されるおそれ
があり、金型の寸法精度が低くなる問題がある。
However, with this method, it is required to cut the specific surface of the back surface of the mold body on the surface of the model, on which a large number of irregularities are formed, with high processing accuracy, which requires time and labor for the processing and finishing process. It takes man-hours and becomes an obstacle to cost reduction. Further, the mold may be thermally deformed at the time of manufacturing, and there is a problem that the dimensional accuracy of the mold becomes low.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、高い耐
圧強度と精度とを有し、しかも、製造における工数およ
びコストを低下させる電鋳金型の製造方法を提供するも
のである。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for manufacturing an electroformed mold that has high pressure resistance and accuracy, and that reduces man-hours and costs in manufacturing.

(課題を解決するための手段) 請求項1記載の本願発明の電鋳金型の製造方法は、金
型製造用モデル11の表面に薄肉の金型本体12を電鋳法に
よって形成し、アルミニウム合金、亜鉛合金、鋼鉄の金
属素材群より選択された物質からなり前記金型本体12の
背面12b形状に近似した形状の前面13aを有する裏打ブロ
ック13をその前面13aと前記金型製造用モデル11の表面
に形成された前記金型本体12の背面12bとの間に間隙21
を保持して位置させ、この間隙21にオイル19を充填し、
このオイル19を加熱した後、錫、ビスマス、カドミウ
ム、鉛、亜鉛、インジウム、アンチモンの金属群より選
択された少なくとも2者からなる低融点合金18を前記間
隙21に溶融状態で導入して前記オイル19と置換させ、前
記低融点合金18を硬化させるものである。
(Means for Solving the Problem) A method for manufacturing an electroformed mold according to the present invention according to claim 1 is such that a thin mold main body 12 is formed on the surface of a mold manufacturing model 11 by electroforming, and an aluminum alloy is used. , A zinc alloy, a backing block 13 having a front surface 13a made of a material selected from a metal material group of steel and having a shape similar to the back surface 12b shape of the mold body 12, the front surface 13a and the mold manufacturing model 11 A gap 21 is formed between the mold body 12 and the back surface 12b formed on the surface.
Hold and position, fill the gap 21 with oil 19,
After heating this oil 19, a low melting point alloy 18 made of at least two metals selected from the group consisting of tin, bismuth, cadmium, lead, zinc, indium and antimony is introduced into the gap 21 in a molten state, and the oil is added. The low melting point alloy 18 is hardened by substituting it with 19.

(作用) 請求項1記載の発明の電鋳金型の製造方法では、溶融
した低融点合金18の導入前に、金型本体12の背面12bに
裏打ブロック13の前面13aを間隙21を保持して対向させ
てこの裏打ブロック13を位置させ、前記間隙21にオイル
19を充填して加熱した後、低融点合金18を前記間隙21に
溶融状態で導入して前記オイル19と置換させることによ
り、金型本体12に対する裏打ブロック13の位置決めを予
め正確に行なえるようにしているとともに、エアボイド
の発生や金型の熱変形が防止でき、寸法精度が向上され
る。
(Operation) In the method for manufacturing an electroformed mold according to the first aspect of the present invention, before the molten low melting point alloy 18 is introduced, the back face 12b of the mold body 12 and the front face 13a of the backing block 13 are held with the gap 21. Position the backing block 13 facing each other, and place the oil in the gap 21.
After filling 19 and heating, the low melting point alloy 18 is introduced into the gap 21 in a molten state and replaced with the oil 19, so that the backing block 13 can be accurately positioned in advance with respect to the mold body 12. In addition, generation of air voids and thermal deformation of the mold can be prevented, and dimensional accuracy is improved.

(実施例) 本発明の電鋳金型の製造方法の一実施例を、第5図な
いし第7図を参照して説明する。
(Example) An example of a method for manufacturing an electroformed mold of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

第5図(a)に示すように、金型製造用モデル11の表
面に、ニッケルあるいは銅等からなる平均約8mmの薄肉
のメッキ層(金型本体)12を電鋳法により形成する。こ
のメッキ層12の金型製造用モデル11に接合された前面は
金型キャビティ面12aとなるが、メッキ層12の背面12bに
は金型製造用モデル11の形状とは無関係な多数の凹凸が
形成されている。
As shown in FIG. 5 (a), a thin plating layer (die body) 12 of nickel or copper or the like having an average of about 8 mm is formed on the surface of the die manufacturing model 11 by electroforming. The front surface of the plating layer 12 joined to the mold manufacturing model 11 becomes a mold cavity surface 12a, but the back surface 12b of the plating layer 12 has many irregularities unrelated to the shape of the mold manufacturing model 11. Has been formed.

また、アルミニウム合金、亜鉛合金、鋼鉄の金型素材
群より選択された物質からなる裏打ブロック13を鋳造な
どで製作する。この裏打ブロック13の前面13aの形状
は、金型製造用モデル11の表面の形状をほぼ反転した形
状で、メッキ層12の背面12bの形状を反転した形状に近
似した形状となっており、また、裏打ブロック13には、
その前面13aから反対側の背面13bに貫通して通孔13cを
形成するとともに、前面13aの近くに位置して冷却水を
流通させるための通水管14が埋設されている。そして、
ベース板15上にクランプ16などにより取付けられた枠体
17内に、メッキ層12を表面に形成した金型製造用モデル
11をメッキ層12を上に向けて嵌入する。
Further, the backing block 13 made of a material selected from a group of die materials of aluminum alloy, zinc alloy, and steel is manufactured by casting or the like. The shape of the front surface 13a of this backing block 13 is a shape that is substantially the reverse of the shape of the surface of the mold manufacturing model 11, and is similar to the shape that is the reverse of the shape of the back surface 12b of the plating layer 12, and , Backing block 13,
A through hole 13c is formed so as to penetrate from the front surface 13a to the back surface 13b on the opposite side, and a water pipe 14 for circulating cooling water is buried near the front surface 13a. And
Frame attached to the base plate 15 by the clamp 16
Model for mold production with plating layer 12 formed on the surface in 17
11 is inserted with the plated layer 12 facing upward.

次いで、前記金型製造用モデル11の表面に形成された
メッキ層12の背面12bとこの背面12bに相対向する裏打ブ
ロック13の前面13aとの間に数mmないし数cmの間隙21を
あけて、金型製造用モデル11の上方に裏打ブロック13を
位置させるとともに、これら金型製造用モデル11と裏打
ブロック13との周囲を枠体17で囲んで、この枠体17に裏
打ブロック13をボルト22などにより固定する。なお、前
記裏打ブロック13は、金型製造用モデル11の表面に形成
されたメッキ層12の上方に固定したとき、このメッキ層
12の背面12bと裏打ブロック13の前面13aとの間に前記数
mmないし数cmの間隙21が形成されるように粗加工を施し
て製作する。この当接面12dは、図示のような平滑面に
限るものではなく、曲面あるいは段差のある面などであ
ってもよい。
Then, a gap 21 of several mm to several cm is provided between the back surface 12b of the plating layer 12 formed on the surface of the mold manufacturing model 11 and the front surface 13a of the backing block 13 facing the back surface 12b. , The backing block 13 is positioned above the mold manufacturing model 11, and the periphery of the mold manufacturing model 11 and the backing block 13 is surrounded by a frame body 17, and the backing block 13 is bolted to the frame body 17. Fix it with 22, etc. When the backing block 13 is fixed above the plating layer 12 formed on the surface of the mold manufacturing model 11, the plating layer
The number between the back 12b of 12 and the front 13a of the backing block 13
It is manufactured by performing rough processing so that a gap 21 of mm to several cm is formed. The contact surface 12d is not limited to the smooth surface shown in the figure, but may be a curved surface or a surface having a step.

次いで、前記裏打ブロック13の中央部または外周部に
予め貫通形成された湯口である通孔13cから沸点が180〜
200℃の食用油または鉱油などのオイル19を注入し、こ
のオイル19をヒータ24で120〜140℃程度まで加熱する。
なお、第5図(b)に示すように、外部に設けられたス
トップ弁25、ヒータ26を有する加熱容器27、リターンパ
イプ28およびポンプ29を介してオイル19を循環昇温させ
れば、一層均一な温度分布が得られる。
Then, the boiling point is 180 ~ from the through hole 13c which is a sprue previously formed through the central portion or the outer peripheral portion of the backing block 13.
An oil 19 such as edible oil or mineral oil at 200 ° C. is injected, and this oil 19 is heated by a heater 24 to about 120 to 140 ° C.
As shown in FIG. 5 (b), if the oil 19 is circulated and heated via a stop valve 25 provided outside, a heating container 27 having a heater 26, a return pipe 28, and a pump 29, the temperature is further increased. A uniform temperature distribution can be obtained.

次に、第6図に示すように、ヒータ30を有する加熱容
器31から滴下バルブ32を介して、錫、ビスマス、カドミ
ウムなどを主成分とする融点が約140℃を溶融した低融
点合金18を通孔13cへ滴下する。この低融点合金18は、
オイル19中を緩やかに降下し、保温されながら前記間隙
21を低い個所から順に埋めていく。このとき、オイル19
(比重0.9)は低融点合金18(比重7.5〜9)に比べて著
しく軽いので、この低融点合金18に容易に置換されて通
孔13cから溢流する。なお、枠体17の上部には、オイル1
9の溢流路を開閉するドレイン弁33が設けられている。
このようにして、通孔13cの上限に達するまで低融点合
金18を注げば、間隙21内のオイル19は全て低融点合金18
で置換される。
Next, as shown in FIG. 6, a low melting point alloy 18 containing tin, bismuth, cadmium and the like as a main component and having a melting point of about 140 ° C. is melted from a heating container 31 having a heater 30 through a dropping valve 32. Drop into the through hole 13c. This low melting point alloy 18 is
Gently descends through the oil 19 and keeps the temperature
Fill 21 in order from the lowest point. At this time, oil 19
Since (specific gravity 0.9) is remarkably lighter than the low melting point alloy 18 (specific gravity 7.5 to 9), it is easily replaced by the low melting point alloy 18 and overflows from the through hole 13c. In addition, the oil 1
A drain valve 33 for opening and closing the overflow channel 9 is provided.
In this way, if the low melting point alloy 18 is poured until the upper limit of the through hole 13c is reached, all the oil 19 in the gap 21 will be melted in the low melting point alloy 18
Is replaced by.

そして、メッキ層12と裏打ブロック13との間の間隙21
に充填された低融点合金18が硬化した後、枠体17を外し
て、金型製造用モデル11を剥離すれば、第7図に示す電
鋳金型が得られる。
Then, the gap 21 between the plating layer 12 and the backing block 13
After the low melting point alloy 18 filled in is hardened, the frame 17 is removed and the mold manufacturing model 11 is peeled off to obtain the electroformed mold shown in FIG.

次にこの実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

溶融した低融点合金18の注入前に、金型製造用モデル
11の表面に形成されたメッキ層12の上方に、低融点合金
18を注入すべき間隙21をあけて裏打ブロック13を固定す
るので、メッキ層12のキャビティ面12aを基準として、
裏打ブロック13を予め正しく定位させることができ、し
たがって、高精度が求められる金型の加工仕上げ工程を
大幅に簡略化できる。
Model for mold making before injection of molten low melting point alloy 18
Above the plating layer 12 formed on the surface of 11, a low melting point alloy
Since the backing block 13 is fixed with a gap 21 into which 18 should be injected, with reference to the cavity surface 12a of the plating layer 12,
The backing block 13 can be correctly orientated in advance, and therefore the working and finishing process of the mold, which requires high accuracy, can be greatly simplified.

また、加熱したオイル19を媒介にして間隙21に低融点
合金18を導入するので、メッキ層12の背面12bの凹凸部
にエアボイドができないとともに、低融点合金18の急冷
が防止されるので、金型の熱変形を防止でき、寸法精度
を向上させることができる。
In addition, since the low melting point alloy 18 is introduced into the gap 21 through the heated oil 19, air voids cannot be formed in the uneven portion of the back surface 12b of the plating layer 12, and the rapid cooling of the low melting point alloy 18 is prevented. It is possible to prevent thermal deformation of the mold and improve dimensional accuracy.

なお、オイル19と置換せず、低融点合金18を常圧で直
接注入したとすると、第8図に示すように、メッキ層12
の背面12bの凹凸部などにエアボイド34ができる。
If the low melting point alloy 18 is directly injected at atmospheric pressure without replacing the oil 19, as shown in FIG.
Air voids 34 are formed in the uneven portion of the back surface 12b of the.

また、低融点合金18は、メッキ層12および裏打ブロッ
ク13の他の金型用部材の金属素材すなわちニッケル、
銅、亜鉛、アルミニウム合金などと異なり融点が低いの
で、容易に他の金型用部材から分離、回収して再利用す
ることができる。
Further, the low melting point alloy 18 is a metal material of the other die members of the plating layer 12 and the backing block 13, that is, nickel,
Since it has a low melting point unlike copper, zinc, aluminum alloys, etc., it can be easily separated from other mold members, recovered, and reused.

また、このようにして製造された電鋳金型は、メッキ
層12を高強度のアルミニウム合金または亜鉛合金または
鋼鉄からなる裏打ブロック13により裏打ちしたものなの
で、高い耐圧強度を有し、型締圧の高い射出成形や圧縮
形成などにも用いることができる。
Further, since the electroformed mold produced in this manner has the plating layer 12 lined with the backing block 13 made of a high-strength aluminum alloy, zinc alloy, or steel, it has a high compressive strength and a high clamping force. It can also be used for high injection molding and compression molding.

また、錫、ビスマス、カドミウムなどを主成分とする
低融点合金18は、裏打ブロック13の素材であるアルミニ
ウム合金、亜鉛合金などに比べてより低温の溶融状態で
注入できるので、メッキ層12の熱変形、歪み、剥離など
も防止でき、キャビティ面12aの精度も保持される。
Further, the low melting point alloy 18 containing tin, bismuth, cadmium, etc. as the main component can be injected in a molten state at a lower temperature than the aluminum alloy, the zinc alloy, etc., which are the materials of the backing block 13, so that the heat of the plating layer 12 can be reduced. Deformation, distortion, and peeling can be prevented, and the accuracy of the cavity surface 12a is maintained.

また、製造の全工程において、メッキ層12のキャビテ
ィ面12aを金型製造用モデル11に接合させておくことが
できるので、裏打ブロック13が押圧されるなどしても、
キャビティ面12aの精度は確実に保持される。
In addition, since the cavity surface 12a of the plating layer 12 can be bonded to the mold manufacturing model 11 in all the manufacturing steps, even if the backing block 13 is pressed,
The accuracy of the cavity surface 12a is reliably maintained.

なお、低融点合金18は、錫、ビスマス、カドミウム、
鉛、亜鉛、インジウム、アンチモンの金属群から選択さ
れた少なくとも2者からなるものとすればよいが、例え
ば、カドミウムは酸化劣化の問題もあるので、錫、ビス
マスがより好ましい。
The low melting point alloy 18 is tin, bismuth, cadmium,
It may be made of at least two selected from the group of metals of lead, zinc, indium, and antimony. For example, cadmium has a problem of oxidative deterioration, so tin and bismuth are more preferable.

ところで、低融点合金18の融点が90℃以下であると、
成形中に熱軟化して剛性が低下する危険が高く、あまり
実用性がない。一方、180℃以上であると、製造時のメ
ッキ層12の熱変形、歪みが無視できなくなる。したがっ
て、低融点合金18の融点は、90〜180℃とするのが好ま
しい。
By the way, if the melting point of the low melting point alloy 18 is 90 ° C. or lower,
There is a high risk that it will be softened by heat during molding and its rigidity will decrease, and it is not very practical. On the other hand, when the temperature is 180 ° C. or higher, thermal deformation and distortion of the plated layer 12 during manufacturing cannot be ignored. Therefore, the melting point of the low melting point alloy 18 is preferably 90 to 180 ° C.

(発明の効果) 本発明によれば、溶融した低融点合金の導入前に、金
型本体の背面に裏打ブロックの前面を間隙を保持して対
向させてこの裏打ブロックを位置させるので、金型本体
のキャビティ面を基準として裏打ブロックを予め正確に
定位させておくことができ、また、金型本体と裏打ブロ
ックとを錫、ビスマス、カドミウム、鉛などを主成分と
する低融点合金の薄層を介して一体に結合するので、製
造にあたって、モデルの表面に形成された金型本体の多
数の凹凸の形成された背面を切削加工する必要がないと
ともに、この背面に前面が相対向される裏打ブロックに
も高い加工精度が要求されず、したがって、高精度を求
められる金型の加工仕上げ工程を簡略化でき、工数、コ
ストをさらに低減できる。また、前記間隙にオイルを充
填して加熱した後、低融点合金を間隙に導入してオイル
と置換させるので、エアボイドの発生や金型の熱変形を
防止し、寸法精度を向上させることができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, before the introduction of the molten low melting point alloy, the backing block is positioned so that the front surface of the backing block is opposed to the back surface of the mold body with a gap therebetween. The backing block can be accurately orientated beforehand based on the cavity surface of the main body, and the mold body and the backing block are a thin layer of a low melting point alloy containing tin, bismuth, cadmium, lead, etc. as the main components. Since it is integrally connected via the back side, it is not necessary to cut the back surface of the mold body formed on the surface of the model with a large number of irregularities in the manufacturing process, and the back surface whose front surface is opposed to this back surface The block is not required to have high machining accuracy, and therefore, the machining finishing process of the mold, which requires high accuracy, can be simplified, and the man-hour and cost can be further reduced. Further, after filling the gap with oil and heating it, the low melting point alloy is introduced into the gap and replaced with oil, so that generation of air voids and thermal deformation of the die can be prevented, and dimensional accuracy can be improved. .

そして、メッキ層である薄肉の金型本体をアルミニウ
ム合金または亜鉛合金または鋼鉄からなる裏打ブロック
により裏打ちするので、電鋳金型の耐圧強度が向上す
る。しかも、低融点合金は低温の溶融状態で導入できる
ので、本体の熱変形、歪み、剥離なども防止できる。さ
らに、金型本体の背面に形成された当接面と裏打ブロッ
クの対向面とが適宜個所で密接しているので、金型の耐
圧強度が一層向上する。
Then, since the thin die main body which is the plating layer is lined with the lining block made of aluminum alloy, zinc alloy or steel, the pressure resistance of the electroformed die is improved. Moreover, since the low melting point alloy can be introduced in a molten state at a low temperature, it is possible to prevent thermal deformation, distortion and peeling of the main body. Furthermore, since the contact surface formed on the back surface of the mold body and the facing surface of the backing block are in close contact with each other at appropriate points, the pressure resistance of the mold is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の前提となる電鋳金型の製造方法の製造
工程を示す金型製造用モデルの表面に金型本体を形成し
た状態を示す概略断面図、第2図は同上表面に金型本体
を形成した金型製造用モデルを枠体に嵌入した状態を示
す概略断面図、第3図は同上金型本体の背面上に低融点
合金を導入して枠体に裏打ブロックを嵌入する状況を示
す概略断面図、第4図は同上裏打ブロックを金型本体に
押圧した状態を示す概略断面図、第5図(a)は本発明
の電鋳金型の製造方法一実施例を示す金型本体と裏打ブ
ロックとの間隙に充填されたオイルを加熱する工程を示
す概略断面図、第5図(b)は同上オイルを加熱する工
程の変形例を示す概略断面図、第6図は第5図(a)に
示す状態から溶融した低融点合金を滴下してオイルと置
換させる工程を示す概略断面図、第7図は同上製造され
た電鋳金型の概略断面図、第8図はオイルを置換する方
法を採用しなかった場合のエアボイドの形成状態を示す
概略断面図、第9図は従来の電鋳金型の製造方法の一例
を示す金型製造用モデルの表面に金型本体を形成した状
態を示す概略断面図、第10図は同上樹脂セメントなどに
より金型本体を裏打ちした状態を示す概略断面図、第11
図は従来の電鋳金型の製造方法の他の例を示す金型製造
用モデルの表面に金型本体を形成した状態を示す概略断
面図、第12図は同上金型本体の背面を切削する状況を示
す概略断面図、第13図は同上金型本体にアルミニウム合
金などからなる裏打ブロックを結合した状態を示す概略
断面図である。 11……金型製造用モデル、12……メッキ層(金型本
体)、12b……金型本体のメッキ層の背面、13……裏打
ブロック、13a……裏打ブロックの前面、18……低融点
合金、19……オイル、21……間隙。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a mold body is formed on the surface of a mold manufacturing model showing a manufacturing process of a method for manufacturing an electroformed mold which is a premise of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a mold manufacturing model in which a mold body is formed is fitted in a frame body. FIG. 3 is the same as above, but a low melting point alloy is introduced on the back surface of the mold body and the backing block is fitted in the frame body. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the situation, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the backing block is pressed against the mold body, and FIG. 5 (a) is a mold showing an embodiment of a method for manufacturing an electroformed mold of the present invention. FIG. 5 (b) is a schematic sectional view showing a step of heating the oil filled in the gap between the mold body and the backing block, FIG. 5 (b) is a schematic sectional view showing a modified example of the same step of heating the oil, and FIG. Fig. 5 shows the process of dropping the molten low melting point alloy from the state shown in Fig. 5 (a) and replacing it with oil. A schematic cross-sectional view, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the electroformed mold manufactured in the same as above, FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the formation state of air voids when the method of replacing oil is not adopted, and FIG. 9 is A schematic cross-sectional view showing a state in which a mold body is formed on the surface of a mold manufacturing model showing an example of a conventional method for manufacturing an electroformed mold, and FIG. 10 shows a state in which the mold body is lined with resin cement or the like. 11 is a schematic sectional view showing
The figure is a schematic cross-sectional view showing a state in which a mold body is formed on the surface of a mold manufacturing model showing another example of a conventional electroformed mold manufacturing method, and FIG. 12 is the same as the above, but cutting the back surface of the mold body. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the situation, and FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a backing block made of an aluminum alloy or the like is bonded to the mold body. 11 …… Mold manufacturing model, 12 …… Plating layer (mold body), 12b …… Back of the plating layer of the mold body, 13 …… Backing block, 13a …… Front side of backing block, 18 …… Low Melting point alloy, 19 ... oil, 21 ... gap.

フロントページの続き (72)発明者 後藤 嘉則 静岡県富士市青島町218番地 日本プラス ト株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−198408(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Yoshinori Goto 218 Aoshima-cho, Fuji-shi, Shizuoka Nihon Plast Co., Ltd. (56) References JP 62-198408 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金型製造用モデルの表面に薄肉の金型本体
を電鋳法によって形成する工程と、 アルミニウム合金、亜鉛合金、鋼鉄の金属素材群より選
択された物質からなり前記金型本体の背面形状に近似し
た形状の前面を有する裏打ブロックをその前面と前記金
型製造用モデルの表面に形成された前記金型本体の背面
との間に間隙を保持して位置させる工程と、 前記間隙にオイルを充填して加熱する工程と、 錫、ビスマス、カドミウム、鉛、亜鉛、インジウム、ア
ンチモンの金属群より選択された少なくとも2者からな
る低融点合金を前記間隙に溶融状態で導入して前記オイ
ルと置換させ前記低融点合金を硬化させる工程と、 を有することを特徴とする電鋳金型の製造方法。
1. A process of forming a thin mold main body on the surface of a mold manufacturing model by electroforming, the mold main body comprising a substance selected from a group of metal materials of aluminum alloy, zinc alloy, and steel. And placing a backing block having a front surface having a shape similar to the back surface of the mold with a gap between the front surface and the back surface of the mold body formed on the surface of the mold manufacturing model, Filling the gap with oil and heating, and introducing a low-melting point alloy containing at least two metals selected from the group consisting of tin, bismuth, cadmium, lead, zinc, indium and antimony in a molten state into the gap. And a step of substituting the oil to harden the low melting point alloy, the method for producing an electroformed mold.
JP63020620A 1988-01-30 1988-01-30 Method of manufacturing electroformed mold Expired - Lifetime JPH082534B2 (en)

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