JPH11165354A - 金型レス成形システム - Google Patents

金型レス成形システム

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JPH11165354A
JPH11165354A JP9339020A JP33902097A JPH11165354A JP H11165354 A JPH11165354 A JP H11165354A JP 9339020 A JP9339020 A JP 9339020A JP 33902097 A JP33902097 A JP 33902097A JP H11165354 A JPH11165354 A JP H11165354A
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JP
Japan
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molding system
moldless
molding material
molding
holding
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JP9339020A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Takeuchi
宏 竹内
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SHINKO SELLBICK KK
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SHINKO SELLBICK KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】精度の高い成型品を得る。 【解決手段】非塊状の成形材料Sを供給する供給装置2
と、供給された成形材料Sを保持する保持装置3と、保
持装置3に保持され塊状となっている成形材料Sの形状
を変更する工作装置4とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型を使用せずに
成型品を成形する金型レス成形システムに係る技術分野
に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、本出願人は、精密機械加工等によ
る金型製作のコストを消失させることを指向して、先に
金型レス成形技術を提案している(特願平7−3540
80号参照)。
【0003】この本出願人に係る先提案は、成形材料を
流動状態で供給し、固化して塊状になった成形材料を削
減による工作で成型品に仕上げるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の本出願人に係る
先提案では、流動状態で供給された成形材料が固化する
までに流動して位置ずれを生ずるため、NC制御等の精
密な工作機を使用して削減の工作を行っても、精度の高
い成型品を得ることが難しいということが判明した。
【0005】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、精度の高い成型品を得ることのできる金
型レス成形システムを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係る金型レス成形システムは、次のような
手段を採用する。
【0007】即ち、請求項1では、非塊状の成形材料を
供給する供給装置と、供給された成形材料を保持する保
持装置と、保持装置に保持され塊状となっている成形材
料の形状を変更する工作装置とからなる。
【0008】この手段では、保持装置が供給された成形
材料を状態に応じた手段で保持して位置ずれを阻止し、
工作装置が塊状になった成形材料を材質特性に合った工
作で形状を変更することにより、成型品を成形する。
【0009】また、請求項2では、請求項1の金型レス
成形システムにおいて、保持装置は多数の小孔が整列し
て穿孔され非塊状の成形材料の一部の通過を許容するが
大部分の通過を阻止する保持プレートを備えていること
を特徴とする。
【0010】この手段では、保持装置が成形材料の粘性
を利用した保持プレートで位置ずれを阻止する。
【0011】また、請求項3では、請求項1の金型レス
成形システムにおいて、保持装置は多数の凹凸又は粗面
が整列してなる保持プレートを備えていることを特徴と
する。
【0012】この手段では、保持装置が成形材料の粘性
を利用して凹凸又は粗面で位置すれを阻止する。
【0013】また、請求項4では、請求項1〜3のいず
れかの金型レス成形システムにおいて、少なくと非塊状
の成形材料を凍結させる冷却機構を備えていることを特
徴とする。
【0014】この手段では、少なくとも成形材料が冷却
され、所望により材料保持を含めて材料供給と加工とに
関連する装置全体が冷却雰囲気に形成される。成形材料
の凍結保形性を利用した冷却機構により保持装置におい
ては位置ずれを阻止する。
【0015】また、請求項5では、請求項1〜3のいず
れかの金型レス成形システムにおいて、少なくとも非塊
状の成形材料を加熱硬化させる加熱機構を備えているこ
とを特徴とする。
【0016】この手段では、少なくとも成形材料が加熱
され、所望により材料保持を含めて材料供給と加工とに
関連する装置全体が加熱雰囲気に形成される。成形材料
の硬化保形性を利用した加熱機構で位置ずれを阻止す
る。
【0017】また、請求項6では、請求項1〜5のいず
れかの金型レス成形システムにおいて、供給装置は異な
る非塊状の成形材料を供給する複数の供給端末機構を備
えていることを特徴とする。
【0018】この手段では、各供給端末機構から異なる
成形材料が供給される。
【0019】また、請求項7では、請求項6の金型レス
成形システムにおいて、供給装置は各供給端末機構を単
独でまたは複数連係で駆動可能な駆動機構を備えている
ことを特徴とする。
【0020】この手段では、各供給端末機構からの異な
る成形材料の供給が駆動機構によって選択制御される。
【0021】また、請求項8では、請求項6の金型レス
成形システムにおいて、供給装置は各供給端末機構を単
独でまたは複数連係で動作可能な切換機構を備えている
ことを特徴とする。
【0022】この手段では、各供給端末機構からの異な
る成形材料の供給が切換機構によって選択制御される。
【0023】また、請求項9では、請求項1〜8のいず
れかの金型レス成形システムにおいて、工作装置は塊状
の成形材料の形状を異なる工作手段で変更する複数の工
作端末機構を備えていることを特徴とする。
【0024】この手段では、各工作端末機構で異なる成
形材料の形状を異なる工作手段で変更する。
【0025】また、請求項10では、請求項9の金型レ
ス成形システムにおいて、工作装置は各工作端末機構を
単独でまたは複数連係で駆動可能な駆動機構を備えてい
ることを特徴とする。
【0026】この手段では、各工作端末機構での異なる
工作手段が駆動機構によって選択制御される。
【0027】また、請求項11では、請求項9の金型レ
ス成形システムにおいて、工作装置は各工作端末機構を
単独でまたは複数連係で動作可能な切換機構を備えてい
ることを特徴とする。
【0028】この手段では、各工作端末機構での異なる
工作手段が切換機構機構によって選択制御される。
【0029】また、請求項12では、請求項1〜11の
いずれかの金型レス成形システムにおいて、供給装置,
保持装置,工作装置は成形される成型品の断層データを
ベースにするCAMデータに基づいて制御を行うコント
ローラに接続されていることを特徴とする。
【0030】この手段では、CAMデータにより供給装
置,保持装置,工作装置が制御される。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る金型レス成形
システムの実施の形態を図面に基いて説明する。図1〜
図3は、本発明に係る金型レス成形システムの実施の形
態(1)を示すものである。
【0032】この実施の形態では、成形材料Sが溶融状
態で供給される合成樹脂成形に好適なものを示してあ
る。この実施の形態は、図1,図2に示すように、コン
トローラ1,供給装置2,保持装置3,工作装置4の各
部で構成されている。
【0033】コントローラ1は、成型品Pの断層データ
をベースにしたCAMデータに基づいた制御を行うコン
ピュータからなる。CAMデータは、例えば、超音波,
X線等により撮影した画像を合成した断層データにより
成形品Pのモデルデータを作成し、成形材料Sの供給,
加工工程順等を合成してプログラミングされる。そし
て、プログラミングされたCAMデータは、適当な読込
み手段によりコントローラ1に入力される。このこのコ
ントローラ1は、供給装置2,保持装置3,工作装置4
にそれぞれ接続されて制御ネットを構成している。
【0034】供給装置2は、合成樹脂材からなる成形材
料Sを溶融状態で供給する押出機,射出機からなる。こ
の供給装置2は、成形材料Sの供給端末となる1つの供
給端末機構21を備えている。
【0035】保持装置3は、供給装置2から供給された
成形材料Sを載せるテーブルからなる。この保持装置3
は、多数の小孔31が整列して穿孔された保持プレート
32を備えている。保持プレート32は、図3に詳細に
示すように、ある程度の粘性を有している合成樹脂材か
らなる成形材料Sの一部を小孔31から通過させるが大
部分を小孔31から通過させないように構成され、成形
材料Sの流動方向を下方へ規制してテーブル上での成形
材料Sの位置ずれを防止する。小孔31は、保持プレー
ト32の放熱孔としても機能することができる。
【0036】工作装置4は、保持装置3に保持されてい
る塊状になった成形材料Sの形状を研削により変更する
研削機からなる。この工作装置4は、成形材料Sの形状
の変更手先となる1つの工作端末機構41を備えてい
る。
【0037】この実施の形態によると、保持装置3の送
り機構(図示せず)を駆動して供給装置2の下方に保持
装置3を配置した後に、供給装置2から保持装置3に成
形材料Sを供給することになる。
【0038】供給装置2から保持装置3に溶融状態で供
給された成形材料Sは、保持装置3の保持プレート32
に載った状態で流動方向を規制されて自然冷却(小孔3
1による放熱をも含む。)され、塊状に固化することに
なる。従って、塊状に固化した成形材料Sの保持プレー
ト32上の位置は、供給装置2の供給端末機構21によ
ってターゲットにされた供給ポイントとの関係で位置ず
れを生じないことになる。
【0039】この後、保持装置3の送り機構(図示せ
ず)を駆動して工作装置4の下方に保持装置3を配置し
た後に、工作装置4で保持装置3に保持されている塊状
の成形材料Sの形状を変更することになる。
【0040】従って、供給装置2の供給端末機構21の
供給ポイントと位置ずれがない状態で成型品Pが成形さ
れるため、成型品Pの精度が高くなる。なお、成形材料
Pの小孔31から通過した部分S’(図3参照)につい
ては、成型品Pの取出しの際にカットすることになる。
【0041】保持装置3の変形例としては、図示しない
が小孔31に代えて保持プレート32の表面に凹凸又は
粗面を整列して突出させ、凹凸又は粗面に成形材料Sを
保持する構造とすることができ、この場合には成形材料
Sの位置ずれは阻止可能となる。
【0042】工作装置4の変形例としては、保持装置3
に保持されている塊状になった成形材料Sの形状を溶着
により変更する溶着機構とすることができる。この工作
装置4は、成形材料Sが例えば熱可塑性樹脂のときには
加熱し、金属のときには電気やガス等で加熱することで
溶着させる等して形状を変更する。
【0043】なお、保持装置3を供給装置2,工作装置
4の間で往復送りして、成型品Pを一部ずつ成形するこ
とも可能である。この実施の形態の変形例としては、供
給装置2,工作装置4側に送り機構を備えることが考え
られる。
【0044】図4は、本発明に係る金型レス成形システ
ムの実施の形態(2)を示すものである。
【0045】この実施の形態では、成形材料Sが水で噴
射されて供給される場合に好適なものを示してある。こ
の実施の形態の供給装置2は、水を噴射する噴射ノズル
からなる。
【0046】この実施の形態の保持装置3は、平板な保
持プレート31に冷却機構33を接続した冷凍パン構造
になっている。この実施の形態の工作装置4は、前述の
実施の形態(1)と同様のものを採用している。
【0047】この実施の形態によると、基本的には前述
の実施の形態(1)と同様の作用,効果が奏される。た
だし、成形材料Sは、保持装置3の保持プレート31の
上で直ちに氷塊状に凍結して固定されることになる。
【0048】また、水からなる成形材料Sに短繊維等か
らなる補強材を混入して供給することも可能である。
【0049】なお、この実施の形態でも、保持装置3を
供給装置2,工作装置4の間で往復送りして、成型品P
を一部ずつ成形することが可能である。
【0050】この実施の形態によって得られた成型品P
は、凍結状態では成形形状を保形することができるため
用途が限定されるものの、他の成型品を成型品を成形す
る成形型や他の成形型を成形するための素型としての用
途を選択すると、材料コスト,成形コスト等の製造コス
トが安価なことから極めて有用性がある。
【0051】冷却機構33については、冷凍パン構造の
ほかに、冷却効率を高めるために材料供給や材料加工に
対しても付加できる。また、成形材料Sとしてゾル状/
ゲル状物質を選択することができ、このゾル状/ゲル状
物質を凍結可能な雰囲気下で冷却(凍結を含む)する構
造を付加できる。さらに、気体を圧縮液化する雰囲気下
で冷却(圧縮液化を含む)し、固体塊の体積膨張率が維
持できる雰囲気下に維持する構造も付加でき、例えばド
ライアイスを好適に実施できる。
【0052】図5は、本発明に係る金型レス成形システ
ムの実施の形態(3)を示すものである。この実施の形
態では、他種類の成形材料Sの供給に好適なものを示し
てある。
【0053】この実施の形態の供給装置2は、それぞれ
異なる成形材料Sを供給する複数の供給端末機構21を
備えている。これ等の供給端末機構21は、単独の駆動
機構等を備えて切換機構22により1基が単独にまたは
2基以上が連係して成形材料Sを供給することができる
ようになっている。
【0054】この実施の形態の保持装置3は、前述の実
施の形態(2)と同様のものを採用している。ただし、
冷却機構32は、供給装置2から供給される各成形材料
Sの材質に対応して、加熱機構,乾燥機構,送風機構等
が適宜選択組合わせされる。
【0055】この実施の形態の工作装置4は、供給装置
2から供給される異なる成形材料Sの形状を異なる工作
手段で変更する複数の工作端末機構41を備えている。
これ等の工作端末機構41は、単独の駆動機構等を備え
てにより1基が単独にまたは2基以上が連係して成形材
料Sを供給することができるようになっている。
【0056】この実施の形態によると、基本的には前述
の実施の形態(1),(2)と同様の作用,効果が奏さ
れる。ただし、供給装置2から複数の成形材料Sを同時
的(同時,交互,配合比変更等)に供給することができ
る。従って、複数の成形材料S(例えば、粉粒状の第1
の成形材料Sと、第1の成形材料Sを結合する結合剤の
第2の成形材料Sと。)について、保持装置3の保持プ
レート31上での混合により、直ちに塊状に固化等させ
て位置ずれを防止することもできる。保持装置3の冷却
機構32(加熱機構,乾燥機構,送風機構等)は、複数
の成形材料Sの固化の促進等に寄与する。また、複数か
らなる成形材料Sの形状を変更する工作装置4は、複数
の工作手段(例えば、切削刃による切削と、レーザによ
る切削面仕上げと。)を同時的に行うことができる。従
って、材質の異なる複数の成形材料Sで成形される成型
品Pの精度低下が防止される。
【0057】なお、この実施の形態でも、保持装置3を
供給装置2,工作装置4の間で往復送りして、成型品P
を一部ずつ成形することが可能である。
【0058】この実施の形他の変形例としては、供給装
置2の各供給端末機構21や工作装置4の工作端末機構
41をそれぞれ駆動部を兼用するようにし、切換機構2
2,42に代えて駆動部で切換制御するようにすること
もできる。
【0059】加熱機構については、成形材料Sの保持装
置3に加熱ヒータ構造等を付加することのほかに、加熱
効率を高めるために材料供給や材料加工に対しても付加
できる。
【0060】以上、図示した実施の形態の外に、保持装
置3をテーブル形以外の構成とすることもできる。
【0061】さらに、保持装置3に芯材を備えておき、
供給装置2から保持装置3の芯材の周囲に成形材料Sを
供給するようにすることも可能である。
【0062】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る金型レス成
形システムは、供給装置からから供給された成形材料が
保持装置で保持されて位置ずれが防止されるため、精度
の高い成型品を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金型レス成形システムの実施の形
態(1)を示す斜視図である。
【図2】図1の他の動作状態図である。
【図3】図1,図2の要部の拡大断面図である。
【図4】本発明に係る金型レス成形システムの実施の形
態(2)を示す斜視図である。
【図5】本発明に係る金型レス成形システムの実施の形
態(3)を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 コントローラ 2 供給装置 21 供給端末機構 3 保持装置 31 保持プレート 33 冷却機構 4 工作装置 41 工作端末機構 S 成型材料 P 成型品

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非塊状の成形材料を供給する供給装置
    と、供給された成形材料を保持する保持装置と、保持装
    置に保持され塊状となっている成形材料の形状を変更す
    る工作装置とからなる金型レス成形システム。
  2. 【請求項2】 請求項1の金型レス成形システムにおい
    て、保持装置は多数の小孔が整列して穿孔され非塊状の
    成形材料の一部の通過を許容するが大部分の通過を阻止
    する保持プレートを備えていることを特徴とする金型レ
    ス成形システム。
  3. 【請求項3】 請求項1の金型レス成形システムにおい
    て、保持装置は多数の凹凸又は粗面が整列してなる保持
    プレートを備えていることを特徴とする金型レス成形シ
    ステム。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの金型レス成形
    システムにおいて、少なくとも非塊状の成形材料を凍結
    させる冷却機構を備えていることを特徴とする金型レス
    成形システム。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかの金型レス成形
    システムにおいて、少なくとも非塊状の成形材料を加熱
    硬化させる加熱機構を備えていることを特徴とする金型
    レス成形システム。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかの金型レス成形
    システムにおいて、供給装置は異なる非塊状の成形材料
    を供給する複数の供給端末機構を備えていることを特徴
    とする金型レス成形システム。
  7. 【請求項7】 請求項6の金型レス成形システムにおい
    て、供給装置は各供給端末機構を単独でまたは複数連係
    で駆動可能な駆動機構を備えていることを特徴とする金
    型レス成形システム。
  8. 【請求項8】 請求項6の金型レス成形システムにおい
    て、供給装置は各供給端末機構を単独でまたは複数連係
    で動作可能な切換機構を備えていることを特徴とする金
    型レス成形システム。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかの金型レス成形
    システムにおいて、工作装置は塊状の成形材料の形状を
    異なる工作手段で変更する複数の工作端末機構を備えて
    いることを特徴とする金型レス成形システム。
  10. 【請求項10】 請求項9の金型レス成形システムにお
    いて、工作装置は各工作端末機構を単独でまたは複数連
    係で駆動可能な駆動機構を備えていることを特徴とする
    金型レス成形システム。
  11. 【請求項11】 請求項9の金型レス成形システムにお
    いて、工作装置は各工作端末機構を単独でまたは複数連
    係で動作可能な切換機構を備えていることを特徴とする
    金型レス成形システム。
  12. 【請求項12】 請求項1〜11のいずれかの金型レス
    成形システムにおいて、供給装置,保持装置,工作装置
    は成形される成型品の断層データをベースにするCAM
    データに基づいて制御を行うコントローラに接続されて
    いることを特徴とする金型レス成形システム。
JP9339020A 1997-10-03 1997-12-09 金型レス成形システム Pending JPH11165354A (ja)

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JP9-271617 1997-10-03
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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