JPS58188612A - 射出成形方法 - 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】 本発明はプラスチックスとセラミクス粉末との混合材料
を射出成形する方法に関するものである。

セラミクスで形状の複雑な部品を作る方法として、プラ
スチックスにセラミクス粉末を混合せしめた混合材料（
以下、単に混合材料と記す。）を射出成形機を使って、
所望の形状に成形する。そして、得られた成形品を加熱
してプラスチックスを焼却除去し、セラミクス粉末のみ
の成形品としたのち、高温度で焼結することによって、
セラミクス部品を作ることが行なわれている。もし、成
形される部品が貫通孔あるいは深いへこみ（以下、空孔
という＞１有する場合には、成形用型のキャビティ内に
、該空孔に相当する中子あるいは突起を設けた状顧で、
該キャビティへ混合材料を射出している。

しかしながら、混合材料が、キャビティへ射出するとき
、該混合材料は上記中子あるいは宍起の周囲を迂回して
、二つ以上の流れに分紋流動し、中子おるいは突起を回
り込んだところで再び合流する。この合流点において、
混合材料は完全に結合しが九く、均質とならない。通常
、この結合部はウェルドと呼ばれている。

射出成形時において、成形品にウェルドが発生すると、
焼結後、該ウェルド部は、セラミクス材料の脆性と相ま
って、クラックの発生原因となる欠点を有する。また、
該ウェルド部は、外観上からも、商品愉値を下げるなど
好ましくない。

そこで、本発明者らは、上記欠点を克服することを目的
として、鋭慧研究を重ねた結果、本発明をなすに至った
のである。

本発明は、空孔を有する成形品を射出成形するに当り、
キャビティ内へ進退が可能であり、成形品のｙ孔部分を
成形するためのスライドピンを有する射出成形用型を用
い、上記スライドピンを後退させた状態において、該射
出成形用型の固定型と可動型とを合わせてキャビティを
形成する型締−［程と、フラスチックスとセラミクス粉
末等との混合材料を流動状軸でキャビティ内へ高圧射出
し、該混合材料をキャビティに充満せしめる射出工程と
、上記混合材料が流動性を失なわないうちに、射出圧力
を低下せしめる減圧工程と、上記混合材料が流動性を失
なわないうちに、前記スライドビンをキャビティ内へ押
入するとともに、この押入に伴なって上記混合材料の一
部を射出成形機の射出シリン【ス°内へ押しもどす押入
工程と、上記混合材料が冷却固化するとき生じる混合材
料の収縮を桶なうために、射出圧力を増加して、上記押
しもどした混合材料の一部を、再びキャビティ方向へ圧
入する加圧工程と、上記冷却固化した混合材料からスラ
イドピンを後退させる引抜１鵬と、前記固定型と可動型
とを分離する型開工程と、前記キャビティ内の成形品を
取り出す取出工程とからなることを％黴とする射出成形
方法にある。

本発明によれば、ウェルドのない成形品を得ることがで
きる。そのため、この成形品を焼結して得られるセラミ
クス部品は材質が均質で、その機械的強度は高く、クラ
ックが発生しにくい。また外観上もなめらかである。

本発明によれば、混合材料が流動性を失なわないうちに
、しかもキャビティ内圧力を、射出圧力よりも減じた状
態でスライドピンを押入させるので、減圧しない方法に
比べて、咳スライドピンの押入に大きな力を必要としな
いばかりでなく、混合材料中のセラミクス粉末によるス
ライドピンの単純も少なくなる。

さらに、スライドビン押入により生じる余分の混合材料
をキャビティから射出用シリンダ側に押しもどすため、
押しもどされた混合材料は、後の工程である加圧工程あ
るいは次回の射出用材料として使用されるので、スクラ
ップが出ない。しかして、混合材料が有効に使用できる
。

−／ｉ、減圧下でスライドピンを挿入せしめるため、得
られる成形品に発生する残留応力は極く小さい。それ故
、最終製品であるセラミクス部品精度が、減圧しない場
合より向上する。

団 以下に、本発明の実施例を第）よび第２図と共に示す。

本実施例では、第１図に示す形状のディーゼルエンジン
用のセラミ佃りス製渦流室成形体５を成形した。

この渦流室成形体５は、一端が開放した円柱状で、内部
に円錐台状の空洞５１を有し、さらに該空洞５１から端
面５２へ向けて斜めにｌＩ通する、本発明における空孔
としての傾斜孔５３を有するものである。

第２図には、上記渦流室成形体５を成形するための射出
成形用台型を示した。該射出成形用金型は固定型１と可
動８！ｉ２とよりなる。該固定型１および該可動型２を
、それぞれ射出成形機（図示せず）に取りつげ、該ム■
動型２を、型締用油圧回路により、固定型１に、用足の
位置関係で押しつける。しかして、渦流室成形体５を成
形するための、キャビティ３を形成する。該キャビティ
ｓ内へ、渦流室成形体５のｔ＊斜孔５５を成形するため
のスライドピン４が押入可能となっている。押入された
スライドビン４の先端面４１は、可動型２のキャビティ
コア２３の先端面２５１と密着するようになっている。

第２図は、上記渦流室成形体５の成形を完了した時点を
示している。

固定型１の構成は次のようである。

固定型１は、混合材料をキャビティ３に注入するための
スプル）を有する固定＠型板１１と、該固ず側型板１１
から用足方向に進退可能にしたスライドビン４と、該固
定側型板１１の溝１３内を、上下に摺動可能としたスラ
イドコア１４とから成ると共に、該スライドビン４と該
スライドコア１４とを連結する連結ピン１５と、該スラ
イドコア１４を上下させるための油圧シリンダ１６と、
上記固に側型板１１の溝１３を有する側にスライドコア
１４の脱落防止を兼ねたｔｉ！ｉｔ冗側取付呼側取付と
か一方、可動型２は、下エジェクタプレート２１１に、
エジェクタスリーブ２１２とスプルロックピン２１３金
上エジエクタプレート２１４で固定してなるエジェクタ
アセンブリ２１と、該エジェクタアセンブリ２１と摺動
可能に嵌合する可動側型板２２およびキャビティコア２
３と、該可動側型板２２に固定され、該キャビティコア
２５との相対位置をだめるためのスペーサブロック２４
とから成る。また、該可動型２は、該スペーサブロック
２４を介して可動側型板２２を保持する可動側取付は板
２５と、該可動側取付は板２５にキャビティコア２３を
固定するキャビティコア押え板２３２からなる。

このように構成した射出成形用金型を、固定型１の固定
側取付は板１７および可動型２の可動側取付は板２５ｉ
介して射出成形様に取り付けた。

次に、上記、射出成形Ｖ７！ｍを用いて、前記渦流室成
形体５を成形する方法について説明する。

まず、型締工程として、射出成形機の型締用油圧回路を
操作し、可動型１を固定型２に押しつける。これにより
キャビティコア２５、エジェクタスリーブ２１２、可動
側型板２２、固定側型板１１およびスライドビン４によ
り囲まれてなるキャビティａを形成する。このとき、ス
ライドビン移動用油圧回’ａｔ＜図示せず）を操作して
、油圧シリンダ１６によりスライドコア１４を図中の上
方に引き上げ、スライドビン４を右斜上方に移動させ、
該スライドビン４をキャビティ５から後退せしめる。こ
の場合、スライドビン４の先端面４１が固定側型板１１
の側面１１１と一致するのが好ましいが、スライドビン
４の先端面４１がキャビティ３内に突き出し、あるいは
、逆に後退した位置で停止せしめてもよい。

なお、エジェクタアセンブリ２１は、エジェクタブツシ
ュロッド（図示せず）によって、図中の左方向に押しつ
けられ、キャビティ３の容積が最大となる（図示の位置
）。

次に射出工程を実施する。

すなわち、混合材料としての、窒化珪素粉末、熱可１性
樹脂および少量の添加物との混合、混線物を、射出成形
機内で加熱し、流動性を持たせる。

［７かるのち、この混合材料を射出シリンダで固定型１
のスプル１２からキャビティ３へ高圧射出し、該混合材
料をキャビティ３に充満させる。

上記射出工程が完了すると、キャビティ３内の混合材料
が流動性を失なわないうちに、減圧工程内 ？：実施し、キャビティ内圧力を下げる。

この減圧工程は、射出成形機側の射出工程を停止する方
法によってもよいし、射出圧力を低下させる方法で実施
してもよい。これら、いずれの方法にｉっても、キャビ
ティ内圧力を瞬時に所冗圧に１げることも、めるいは零
にすることもできる。

これにより、減圧工程に必要な時間を極力短かくするこ
とが可能となる。さらに、これらの方法を実行する場合
、射出成形＠側にも特別の装置を必婆とせず、若干のシ
ーケンス回路の変更で済む特徴がおる。

Ｆ記減圧工程が完了すると、キャビティ３内の混合材料
に、該混合材料が流動性を失なわないうちに、油圧シリ
ンダ１６内のピストンによって、スライドコア１４を下
方に押し下げ、該スライドコア１４の長孔１８に拘束摺
動する連結ビン１５に固定されたスライドビン４を、キ
ャビティ３内に押入する押入工程を施す。

該押入工程の結果、混合材料に所定の傾斜孔５５が形成
される。このとき、キャビティ３内の余分の混合材料は
キャビティ５からスプル１２を通して射出シリンダへ押
しもどされる。スライドビン４の押入に際して、キャビ
ティ３内の圧力を減じないときには、該スライドビン４
と混合材料との接触圧力が大きく、混合材料中のセラミ
クス粉末。

によってスライドビン４は析離され、スライドビン４の
単純蓋は極度に大きくなる。それ故、セラミクス粉末を
含んだ材料を射出成形する横置、上記減圧工程は型寿錐
を延長せしめる効果を生ずる。

また、上記スライドビン４の押入に際して、キャビテイ
圧を減じるため、スライドビン４の押入に要する力は減
圧しない場脅に比べて小さくなる。

これにより、スライドビン押入用駆動機構は小型のもの
でよい。

上記スライドビン４の押入を完了すると、次に、射出成
形機により、キャビティ５に再び、圧力をかけ、圧入さ
れたスライドビン４と混合材料とをなじませΣとともに
、混合材料をキャビティ内へ再充填させる加圧工程を施
す。セラミクス部品を含む混合材料は、グラスチックス
のみの材料に比べて流動性が低いので、この加圧工程が
必要となるのである。このとき、押入工程で射出シリン
タ入押しもどされた混合材料の一部は、再びキャピテイ
側へ押し出され、押入工程でスクラップとなるべき材料
を再び有効に使用することが出来るのである。

このようにして、キャビティ内では、混合材料が、所定
の形状、寸法に成形されつつ、冷却されて、徐々に流動
性を失う。

混合材料が流動性を失なったところで、スライドビン４
を該混合材料から固定型１内へ後退せしめる。スライド
ビン４を引き抜くことよりなる引抜工程によって、キャ
ビティ５内の混合材料には所定形状の空孔である傾斜孔
５５が形成され、所望の成形品となる。

次に、射出成形機の型締用油圧回路を操作し、可動型２
を固定型１から分離する型開工程の後、射出成形機のエ
ジェクタ用油圧回路で作動するエジェクタロッド２６に
より、エジェクタアセンブＩＪ２１を右方に押し、キャ
ビティ内の成形品を可動型２から取り出す。

このようにして、その周辺部にウェルド部のない＃Ａ斜
孔５５ｔ−有する成形品を得ることができた。

通富、混合材料の射出成形品には、混合材料の流動によ
り、剪断応力が発生し、該混合材料は流れ方向に配向す
ることが知られている。

それ故、得られる成形品には、複雑な分布形の残留応力
が発生する。この成形品に、加熱による脱樹脂処理を施
すと、脱樹脂が進行するにつれて残留応力が開放される
ので、成形品は変形したり、割れることがある。

ところが、本発明では、押入工程において混合材料をキ
ャビティから射出シリンダへ逆流するため、射出工程中
の一方向流れによる成形ひずみがある程度打ち消される
。

したがって、成形品に発生する残留応力は小さくなる。

このようにして得た成形品を脱樹脂後、焼結したセラミ
クス部品は、従来法によるものに比べて、寸法の積度は
、すこぶる同上し、クラックの発生も少なかった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図は渦流室成形体の形
状を示す一部欠截料視図、第２図は成形完了時における
射出成形用台型の断面図である。 １・・・固に型、１１・・・固定側型板、１２・・・、
スプル、２・・・可動型、２１・０エジエクタアセンブ
リ、２１２・・・エジェクタスリーブ、２５・・・キャ
ピテイコア、２２・・・可動側型板２６・・・エジェク
タロッド、５・・・キャビティ４・・・スライドビン、
５・・・渦巻室成形体、５５・・・墳斜孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空孔を有する成形品を射出成形するに当り、キャビティ
   内への進退が可能であり、成形品の突孔部分を成形する
   ためのスライドピンを有する射出成形用型を用い、上記
   スライドピンを後退させた状態において、該射出成形用
   型の固定型と可動型とを合わせてキャビティを形成する
   ｍｗｉ工程と、プラスチックスとセラミクス粉末等との
   混合材料を流動状態でキャビティ内へ高圧射出し、該混
   合材料をキャビティに充満せしめる射出工程と、上記混
   合材料が流動性を失わないうちに、射出圧力を低下せし
   める減圧工程と、上記混合材料が流動性を失わないうち
   に、前記スライドピンをキャビティ内へ押入するととも
   に、この押入に伴なって上記混合材料の一部を射出成形
   機の射出シリンダ内へ押しもどす押入工程と、上記混合
   材料が冷却固化するとき生じる混合材料の収縮を補なう
   ために射出圧力を増加して、上記押しもどした混合材料
   の一部を再びキャビティ方向へ圧入する加圧工程と、上
   記冷却固化した混合材料からスライドピンを後退させる
   引抜工程と、前記固定型と可動型とを分離する型開工程
   と、前記キャビティ内の成形品を収り出す取出工程とか
   らなることｔ−％做とする射出成形方法。