JPH11169972A - 超塑性成形用金型の製造方法並びにこの金型を適用した超塑性成形方法 - Google Patents

超塑性成形用金型の製造方法並びにこの金型を適用した超塑性成形方法

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JPH11169972A
JPH11169972A JP9338641A JP33864197A JPH11169972A JP H11169972 A JPH11169972 A JP H11169972A JP 9338641 A JP9338641 A JP 9338641A JP 33864197 A JP33864197 A JP 33864197A JP H11169972 A JPH11169972 A JP H11169972A
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JP
Japan
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forming
mold
die
superplastic
cavity
Prior art date
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JP9338641A
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English (en)
Inventor
Yoichi Kojima
陽一 小島
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.)
KANTO SEIKO KK
Marelli Corp
Original Assignee
KANTO SEIKO KK
Kanto Seiki Co Ltd
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Publication date
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  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型をつくる手間を簡略化しながらも微細な
凹凸模様が転写可能であり、且つ製造コストを充分に低
減できる超塑性成形用金型の新規な製造方法と、この金
型を適用した新規な超塑性成形方法を提供する。 【解決手段】 立体的に形成されたキャビティ形状Cを
有する案内型3は、切り絵模様状にキャビティ要素CE
をくり抜き加工されて成る成形要素型31を一枚または
複数枚積層して構成され、また成形要素型31のくり抜
き加工にあたっては、あらかじめ用意された任意模様を
スキャナ機能により読み取りこのデータに基づいてキャ
ビティ要素CEがくり抜かれ、またくり抜き加工された
一部に凹凸模様が形成された独立成形要素が嵌め込まれ
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は看板文字、装飾模様
の建材用パネル、レリーフ等、工芸パネル等の超塑性成
形用金型の製造方法と、この金型を適用した超塑性成形
方法に関するものである。
【0002】
【発明の背景】金属素材を加熱して可塑状態とした上
で、これを適宜の金型に押し付けることによって金型の
有するレリーフ状の立体成形模様を再現する超塑性成形
が注目されつつある。この超塑性成形は比較的精密な凹
凸模様が金属素材で再現できることや、その生産性が高
いこと等が利点として挙げられる。しかしながらその一
方で、このような立体的な形状を再現させるための金型
そのものの製造については金型素材を切削加工したり、
あるいは鋳造により加工する等の従来手法がそのまま踏
襲されており、この点において次のような不都合を生じ
ていた。
【0003】すなわち切削加工する手法においては、デ
ザイナーがイメージする不定曲面の表現がNC加工でも
難しいという問題があり、鋳造により加工する方法にお
いては、製品表面への凹凸模様の再現性に難があるとい
う問題があった。また双方とも金型の製作には設計図や
母型等を必要として製作に長時間を要し、高コストとな
るという問題も生じていた。このようなことから一つの
金型でその金型の製造コストが償却できる程度のロット
が見込まれない限りは、このような超塑性加工も行えな
いのが現状であり、金型をつくる手間そのものを簡略化
する工夫が求められていた。
【0004】
【解決を試みた技術的課題】本発明はこのような背景を
認識してなされたものであり、金型をつくる手間そのも
のを簡略化しながらも微細な凹凸模様が転写可能であ
り、且つ製造コストを充分に低減できる超塑性成形用金
型の新規な製造方法と、この金型を適用した新規な超塑
性成形方法の開発を技術課題としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項1記載の
超塑性成形用金型の製造方法は、適宜立体的に形成され
たキャビティ形状を有する案内型に対し、可塑状態の金
属素材を押圧し、金属素材に対してキャビティ形状を転
写状態に再現する超塑性成形用の金型を製造する方法に
おいて、前記案内型は、切り絵模様状に適宜キュビティ
要素をくり抜き加工されて成る成形要素型を一枚または
複数枚積層して所定のキャビティ形状を構成するように
したことを特徴として成るものである。この発明によれ
ば、金型の製造コストを充分低減でき、今まで超塑性加
工が行えなかった少ロットの製品に対しても超塑性加工
が行える。
【0006】また請求項2記載の超塑性成形用金型の製
造方法は、前記請求項1記載の要件に加え、前記成形要
素型はあらかじめ用意された任意模様をコンピュータの
スキャナ機能により読み取り、このデータに基づいてキ
ャビティ要素が切り絵模様状にくり抜かれることを特徴
として成るものである。この発明によれば、デザイナー
が表現したデザインどおりにキャビティ形状を加工する
ことが可能である。また金型の製造時間をより短縮でき
る。
【0007】更にまた請求項3記載の超塑性成形用金型
の製造方法は、前記請求項1または2記載の要件に加
え、前記成形要素型には、くり抜き加工された部位に凹
凸模様が形成された独立成形要素が嵌め込まれることを
特徴として成るものである。この発明によれば、比較的
精密な凹凸模様が細部にわたり再現可能であり、より立
体的な表現が行える。
【0008】更にまた請求項4記載の超塑性成形方法
は、適宜立体的に形成されたキャビティ形状を有する案
内型に対し、可塑状態の金属素材を押圧し、金属素材に
対してキャビティ形状を転写状態に成形する方法におい
て、適用される前記案内型は、切り絵模様状に適宜キュ
ビティ要素をくり抜き加工されて成る成形要素型を一枚
または複数枚積層して所定のキャビティ形状を構成し、
前記金属素材が凹凸模様を有するパネル状に成形される
ことを特徴として成るものである。この発明によれば、
金型の製造コストを充分低減でき、今まで超塑性加工が
行い得なかった少ロットの製品を成形する場合でも充分
償却可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態に
基づき説明する。説明にあたっては、本発明の製造方法
により製造された超塑性成形用金型1について説明し、
次いで本発明の製造方法並びに成形方法について説明す
る。なお成形する以前の金属素材を超塑性金属板A0
称し、成形後の金属素材を成形品Aと称する。また本発
明における成形品Aとは金属板上に適宜の凹凸模様を転
写成形して成るパネル状製品を示すものである。まず超
塑性成形用金型1は図1に示すように蓋体2と、適宜立
体的に形成されたキャビティ形状Cを有する案内型3
と、案内型3を固定保持する基部型4とを具えて成るも
のである。蓋体2には一例として可塑状態の超塑性金属
板A0 を押圧するように圧縮空気等を導入する押圧孔2
1が形成されている。
【0010】案内型3は押圧されて変形した超塑性金属
板A0 を案内してキャビティ形状Cを製品の表面に転写
成形するものであり、一例として三枚の平板状の成形要
素型31を基部型4に対して積層して成るものである。
ここで複数の成形要素型31を一つずつ区別する場合、
基部型4に近い方から順次31A、31B、31C・・
・・として区別する。成形要素型31は図1に示すよう
に一例として各々異なった大きさにくり抜き加工されて
成る開口部を有するものであるが、例えば図4に示すよ
うに同じ大きさの開口部を有することも可能であるし、
また必ずしも開口させずに図5に示すように彫り込むよ
うにくり抜き加工することも可能である。なおこのくり
抜き加工される部位が集合してキャビティ形状Cを構成
するものであり、キャビティ要素CEと定義する。また
図1に示す成形要素型31はその構造を単純化し、一つ
の成形要素型31に対して一つのキャビティ要素CEを
形成したものであるが、実際には図3に示すように一つ
の成形要素型31に対して複数のキャビティ要素CEが
設けられ、あたかも切り絵模様状に形成されることが多
い。
【0011】更に成形要素型31には図3に併せて示す
ようにくり抜き加工したキャビティ要素CEの一部にエ
ッチング加工した銅板や真鍮板あるいは微細な凹凸模様
を彫り込んだセラミックス板等の独立成形要素32が嵌
め込まれても構わない。その際、独立成形要素32を図
6に拡大して示すように表面を曲面状に形成することも
可能である。更に図示した案内型3は三枚程度の成形要
素型31を積層して構成するようにしたものであるが、
何枚でも構わない。
【0012】次に以上のように構成される超塑性成形用
金型1の製造方法並びに成形方法について説明する。 (1)スキャナ処理 まず図1に示すように文字、写真、デザイン等の任意模
様をコンピュータのスキャナ機能により読み取り、平面
画像を影や色、重なり具合等の情報に基づいて凹凸を有
する立体形状に変換する。なおこの立体形状は案内型3
のキャビティ形状Cに相当する。そして案内型3を構成
する成形要素型31の枚数等に応じて立体画像をいくつ
かの水平面で輪切りにし、それぞれの等高輪郭線に変換
する。
【0013】(2)立体成形型の製作と固定 得られた等高輪郭線に従い、それぞれの成形要素型31
からそれぞれのキャビティ要素CEをくり抜き加工し、
成形要素型31を切り絵模様状に形成する。その際、レ
ーザー加工機等のCAD/CAM機能のコンピュータ支
援により成形要素型31を自動的に加工することが可能
であり、デザイナーの表現を確実に案内型3に表現でき
るとともに、極めて安価且つ容易に加工が行える。また
成形要素型31の一部には、例えば図3に示すような微
細な凹凸模様が形成された独立成形要素32を嵌め込む
ことが可能である。因みに図3の独立成形要素32は図
2に示す「葡萄図柄」の平面画像における葉の表面の微
細な凹凸模様を表現するものである。その後、本体成形
型31は順に基部型4に保持された後、ボルト等により
締結されて固定される。
【0014】(3)成形 一枚または複数枚の成形要素型31を積層した案内型3
上に超塑性金属板A0を載置し、これを蓋体2で挟み込
むようにセットする。そして超塑性金属板A0を加熱し
て可塑状態とした上で押圧孔21から圧縮空気を供給
し、超塑性金属板A0 を押圧する。押圧された超塑性金
属板A0 は変形し、成形要素型31のくり抜き加工され
たキャビティ要素CEに押し付けられ、最終的にはキャ
ビティ形状Cを転写状態に再現するように成形される。
その際、成形要素型31の凹部すなわち成形品Aの凸部
のピン角は押圧力を調整することにより完全に転写せ
ず、R面取りされた形状にすることが可能であり、ドア
用模様や文字、点字等のデザインには好都合な成形表現
になる。更に成形要素型31が薄い場合には、残留する
R面取り形状は成形品Aを離型するときの抜き勾配に相
当し、離型を容易に行える。なおこのようにして成形さ
れる成形品Aはドア用装飾模様や各種公共施設における
点字用表示手段あるいは車両用ナンバープレートや住宅
用標札またはレリーフ等の工芸品などに適用可能であ
る。特に工芸品などは多品種少量生産される場合もある
が、本発明の超塑性成形用金型の製造方法においては、
このような少ロット成形にも充分対応可能となる。
【0015】
【発明の効果】まず請求項1記載の超塑性成形用金型の
製造方法によれば、超塑性成形用金型1を安価に製造で
き、今まで超塑性加工が行えなかった少ロットの製品に
対しても超塑性加工が行える。
【0016】また請求項2記載の超塑性成形用金型の製
造方法によれば、デザイナーの表現した形状にそのまま
成形要素型31を加工することが可能である。また超塑
性成形用金型1の製造時間をより短縮でき、充分に低コ
スト化が図れる。
【0017】更にまた請求項3記載の超塑性成形用金型
の製造方法によれば、比較的精密な凹凸模様が細部にわ
たり再現可能となり、より立体的な表現が行える。
【0018】更にまた請求項4記載の超塑性成形方法に
よれば、超塑性成形用金型1の製造コストを充分低減で
き、今まで超塑性加工が行えなかった少ロットの製品を
成形する場合でも充分償却可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超塑性成形用金型の製造方法並びに成
形方法を骨格的に示す説明図である。
【図2】図3における案内型の平面画像を示す正面図で
ある。
【図3】案内型の固定状態並びに分解状態を示す斜視図
である。
【図4】複数の成形要素型を同じ大きさにくり抜き加工
した実施の形態を示す断面図である。
【図5】キャビティ要素を開口させずに彫り込み加工し
た実施の形態を示す断面図である。
【図6】図3における独立成形要素を曲面状に形成した
実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 超塑性成形用金型 2 蓋体 3 案内型 4 基部型 21 押圧孔 31 成形要素型 31A 成形要素型 31B 成形要素型 31C 成形要素型 32 独立成形要素 A 成形品 A0 超塑性金属板 C キャビティ形状 CE キャビティ要素

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 適宜立体的に形成されたキャビティ形状
    を有する案内型に対し、可塑状態の金属素材を押圧し、
    金属素材に対してキャビティ形状を転写状態に再現する
    超塑性成形用の金型を製造する方法において、前記案内
    型は、切り絵模様状に適宜キュビティ要素をくり抜き加
    工されて成る成形要素型を一枚または複数枚積層して所
    定のキャビティ形状を構成するようにしたことを特徴と
    する超塑性成形用金型の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記成形要素型はあらかじめ用意された
    任意模様をコンピュータのスキャナ機能により読み取
    り、このデータに基づいてキャビティ要素が切り絵模様
    状にくり抜かれることを特徴とする請求項1記載の超塑
    性成形用金型の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記成形要素型には、くり抜き加工され
    た部位に凹凸模様が形成された独立成形要素が嵌め込ま
    れることを特徴とする請求項1または2記載の超塑性成
    形用金型の製造方法。
  4. 【請求項4】 適宜立体的に形成されたキャビティ形状
    を有する案内型に対し、可塑状態の金属素材を押圧し、
    金属素材に対してキャビティ形状を転写状態に成形する
    方法において、適用される前記案内型は、切り絵模様状
    に適宜キュビティ要素をくり抜き加工されて成る成形要
    素型を一枚または複数枚積層して所定のキャビティ形状
    を構成し、前記金属素材が凹凸模様を有するパネル状に
    成形されることを特徴とする超塑性成形方法。
JP9338641A 1997-12-09 1997-12-09 超塑性成形用金型の製造方法並びにこの金型を適用した超塑性成形方法 Pending JPH11169972A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102240718A (zh) * 2010-05-10 2011-11-16 毅嘉科技股份有限公司 金属板细微成型制作工艺及成型模的细微纹路的形成方法
JP2011230188A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Ichia Technologies Inc 金属板微細成形プロセス及び成形型の細線を形成する方法

Cited By (2)

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