JPS59193748A - 金属ダイカストおよびプラスチツク射出成形用の型の製法 - 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】 本発明は金属タゞイカスト用の型およびとくにプラスチ
ック射出成形用の工具の製法に関する。

今までは高価な工具を特殊鋼ブロックから切削加工によ
り製造しなければならなかった。射出成形部材の品質お
よび寸法精度はいまだに主として工具材料の硬度に依存
する。切１−１１加工は時間および費用を要するので、
複雑な型の場合、毎回非常に大きい（固数でしか採算の
合わな（・高い投資を必要とする。このような工具を製
造する場合あらかじめ製造すべき部材が販売および使用
に最適の形状を有することをできるたけ確認しなげれば
ならない。工具の変更Ｑままったく不可能で゛あり、ま
たは時間および費用を要するたとえは放電加工によりご
く小さい６，１囲でしか実施し得ない。大規模な変更は
新しい工具の製造によらなければ実現されない。

硬度の低い材料からなる工具は安く製造でとるけれど、
耐用ショツト数がはるかに小さく、寸法精度の低い製品
が得られる。このような安い工具は正確な寸法を必要と
せず、そのｌｌ１ｌ故が比較的少ないたとえは玩具のよ
うな製品の場合にしか価格的に引合わない。このような
簡単な製品のための簡単な工具はたとえは亜鉛合金から
鋳造されるけれど、硬質ニッケル型セットとして１次成
形コアρ・ら電鋳法により形成することもできる。亜鉛
系鋳造工具はさらに亜鉛が収縮パイプを形成しやすい欠
点を有する。

この簡単な工具は最高５０００〜１００［ＩＯショット
に耐えるけれど、ガラス硬度の高級合金鋼からなる特殊
鋼工具は容易に１００万シヨツトに耐える。

高価な工具を製造する前に製品をまず簡単な工具で製造
して試験したい場合、第１に試験工具のいまだに比較的
高い価格を余儀なくされ、第２に試験結果が不十分で不
正確な精度のため多少によらず無価値となる危険が残る
。

常用法による高価な射出成形工具製造のための高い費用
は射出成形法の融通性を著しく阻害する。新しい型の製
造ごとに大きい投資の危険がある。モデルが市場に受入
れられた場合高い工具費用は問題でないけれど、市場が
変更を要求する場合、新たな投資を余儀なくされる。

この状態は）０ラスチツク工業に一般的であり、とくに
目下連続的イノベーションの時期にあるタイヤニ業に代
表される。というのはこの業界はいまたにスパイクタイ
ヤに代る冬期タイヤのさらに良好なプロフィルを模索し
２ているからである。試験の際プロフィルはしばしば平
滑な投影から切出される。というのは射出成形法による
小個数の製造は高過ぎ、さらに１つのタイヤに対して６
つ以上のセグメント工具を必要とし、これを１つの工具
に組立てなければならないからである。道路工事、地下
工事、農業用トラクタおよびクロスカントリトレーラ用
タイヤのような特殊タイヤの形状変更は１同数に比［−
て費用が高くなり過ぎる。同様の費用上の困ρ（（Ｌが
金属ダイカストの場合にも、この場合工具はさほど高価
でなく、もちろん寿命も短いけれど、発生ずる。

本発明の目的は前記困難を除去（−１きわめて迅速にき
わめて低い費用で製造することかでき、さらに特殊鋼ブ
ロックから切削加工によって製造した品質的に最高の工
具と同様高い品質および硬い型表面を有する射出５に肘
用の型の製法を得ることである。

この本発明の目的は特許請求の範囲第１項記４ｙの特徴
によって解決される。

次に７０ラスチツク材料射出成形用の型（工具）の本発
明による製法の実施例を図面により説明する。

まず原型１，２（第１および２図）によりセラコラから
１次成形コア３（第６図）を製造する。第６図に示す１
次成形コア３は原型１０表面形状に相当する。原型２（
第２図）に相当する１次成形コア（図示せず）は同様に
セラコラ流込みにより製造される。しかし１次成形コア
は１００°Ｃ付近の温度で変形しない限り他の拐料たと
えは木材、プラスチック等を使用することもできる。１
次成形コア３は耐水性で脂肪を含まず、平滑でなければ
ならない。

各１次成形コア３を幾何学的に平らな基板４上に配置し
、特許請求の範囲第２項記載の耐水性被覆層５を市販の
塗料スプレーがンにより１５〜３０μの層厚まで塗布す
る。被覆層５を完全乾燥した後、特許請求の範囲第３項
記載の水容性分ト油層６を被ネ１層５と同じ厚さまでス
プレーする。多くの場合２つの層の全層厚は６０μで十
分である。

特許請求の範囲第２および３項に規定した溶液の性質に
関しては、耐水性溶液５は１次成形コア３０表面に耐熱
性でもある耐水被覆層をつくる目的を有することを明ら
かにしなげればならない。水心ｆｆＥ　廐液６は耐水被
覆層５の上に水溶性被覆層６を形成し、この層は金属溶
射ガンの衝突および熱作用によっても耐水被覆層５と結
合せず、すなわちこの層から化学的および機械的に分離
したｊま留まるような組成を有する。

約１００℃を超える温度にならない１次成形コア３がセ
ラコラ、木材、プラスチック等からなる場合、多数の特
殊鋼型の溶射のために同じ耐水被覆層５を使用すること
ができる。

特許請求の範囲第２および６項に示した配合は最適の例
ということができる。特許請求の範囲第１項記載の範囲
（特電の萱の指示なし）内で多数の使用可能の配合組成
を得ることができる。

層５，６の乾燥は所望により熱で促進することかできる
。１次成形コアのどくに平滑な表面を得ろため、コアを
注意深く研摩することができるけれど、その際分離層６
をすべて研摩して敗らないように注意しなければならな
い。

次に金属溶射ガンで溶融特殊鋼を２つの１次成形コア３
へ溶射する。溶射の際特殊鋼シェルフの過熱が生じない
ように注意しなげればならない。溶射ガンと１次成形コ
アの間の溶射距離は少なくとも約６０〜５０ぼなけれは
ならず、溶射は多数回に実施し、各回の溶射後短い休止
時間を挿入し、それによって溶射された特殊鋼はそれぞ
れ冷却することができる。

温度が約１６０°Ｃを超えると特殊鋼シェルフは分［〜
ｌｋ層６を破り、圧縮空気または圧縮ガスが１次成形コ
アと特殊鋼シェルの間に侵入する。

特殊鋼シェルは１次成形コアから剥離し、使用不可能に
なる。

この場合高含量の炭水化物（特許請求の範囲第６項記載
の糖蜜）は警告信号に作用する。糖蜜は１００°Ｃです
でに煙を発生しながら燃焼する。それによってｄ射ガン
の使用者は特殊鋼が冷却するように短い休止時間を挿入
しなければならないことを知る。

約１　ｍｍの厚さの特殊鋼シェルフを達成するためには
１５〜２０の層が必要である。しかし特殊鋼シェルフを
プラスチック射出成形工具の型部材として使用するには
このように厚いシェルは必要でなく、約０．１〜０．５
ｐ＋ｍのはるかに小さい厚さで十分である。というのは
結合した工具で特殊鎗１シェルフは後述のように支持機
能を有しないからである。特殊鋼のシェルフを射出成形
の型として使用するためには第１に材料の硬度が重要で
ある。他の加工原理とは異なり本発明の方法によれは材
料硬度による困難は生じない。もつとも硬いクロム鋼で
も容易して容易することができる。

特殊鋼を西独実用新案登録第８２２５７２８号（後の西
独公開特許公報第６２３３９２５号）により酸素のない
溶射室で溶射する場合、１次成形コア３に形成された特
殊鋼のシェルγは焼付かなく、鋳造または切削加工によ
り製造した素材と同様の組餓を有する。このシェルは次
に適当に研摩することもできる。特殊鋼とくにｒ −ｅ＝ｅ−−Ｖ鋼またはＭｏ　−ＡＩ鋼をチッ素を充て
んした溶射室内で溶射すると自動的に付加的チッ化硬化
が行われる。

１次成形コア３上の特殊鋼シェルフの完全冷却後、各シ
ェルフの周囲にそれぞれ１つの上および下へ開くケーシ
ング８を配置し、その縁まで裏込９のエポキシ樹脂とケ
イ砂の混合物を充てんする。このケーシング８へふた１
０をふたの縁１１がケーシング８内へ突入するようにか
ぶせる。ふたの縁１１は円錐台状の斜向１２を有する。

ふた１０はその中心に孔１３を備える。

ふた１０はエポキシ樹脂−ケイ砂混合物がケーシングの
ずべての表面および特殊鋼シェルフにも密着するように
ケーシング８へ押込まれる。

ふたの縁１１は辛うじてケーシング８へ挿入しうる寸法
を有し、それゆえ不注意に抜取り、または脱落しないよ
うに、固定手段を備える必要がない。ケーシング８およ
びふた１０は第８図に示される。

裏込９目、エポキシ樹脂−鉄粉、エポキシ樹脂−ガラス
粉末（またはガラス小球）の混合物からなることもでき
る。裏込は無条件１〆こ非弾性的で、非常に大きい力（
射出力オ６よひ締付力）を弾性的でなく吸収（、得なげ
れはならない。

裏込９の充てん後、水を１次成形コア３と特殊鋼シェル
フの間に導入する。水溶性分１’ｍｔ１層６は溶解し、
工具１４．１５を１次成形コアから分離することができ
る。

工具部材１５に配置したスプル一孔Ｂで射出機の射出ユ
ニツ）Ｅは全工具１４．１５と結合する。射出機から遠
い工具部材１４には射出機に近い工具部材に作用する射
出力に相当する締伺力が作用する。全工具１４．１５は
この２つの力によって圧縮される。この力は非常に大き
い。機械の大きさおよび素材の大きさに応じて力は１０
〜５０００　Ｍｐである。この力はふた１０へ作用する
ので、場合により現れろ裏込９の弾性はふたの縁１１が
裏込９内へ突入することによって、少しでもそこに弾性
がある限り、ふたによって吸収される。

裏込の完全な非弾性は各裏込を溶融状態でケーシング８
内へＪｆ造した低融点金属から製造」−ることにより達
成される。この手段は特殊鋼シェルフをあらかじめ裏込
として使用する金属の融点に近い湯度へもたらすことを
前提とする。

さもなげれば特殊鋼シェルの歪みが生ずるからである。

そ、１１ゆえ１次成形コア３は適当に耐熱性の材料たと
えば＠ＢＪ　（融点的１０８０°Ｃ）から製造しなげれ
ばならず、裏込はその際亜鉛（１別点約４２０°Ｇ）ま
たは青銅（！触点約７００℃）からなることができる。

１次成形コア３および６１＃殊鋼シエルフを加熱すると
、分離層６および被覆層５は燃焼するので、工具部材１
４．１５は金属裏込１６の充てんの除ずでに分離する。

金属裏込１６は完全に非弾性１１．ｃので、ふた１０は
縁およびカラーなしに裏込に支持し、ねじ１７などで固
定して締付力を受けることができる（第９図参照）。

全縮裏込は金属ダイカストの際要求さね、さらに自動車
タイヤ製造の脛、射出成形かこの場合セソコウ、プラス
チックなどの１次成形コアが耐えない温度下に行われる
ので、必要である。

タイヤ製造用工具はセグメント状に製造され、次にこの
セグメント工具からリング状の全工具が形成される。

特ａ　鋼シェルフのできるたけ迅速で均一な熱導出を必
要とする場合、特殊鋼１シェルフの溶射および冷却後、
銅層１８を溶射するのか有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工具により製造するフ０ラスチックシ
ェルの原型の前面斜視図、第２図はそ−の背面斜視図、
第３図は第１図の７０ラスチツクシエルの表面の形に相
当する特殊鋼シェルおよびエボキンーケイ砂裏込からな
る射出機から遠い工具部材の縦断面図、第４図は同様射
出機に近い工具部材の縦断面図、第５図は第６図および
第４図の工具部材から形成した工具の縦断面図、第６図
は特殊鋼シェル−の製造工程を示す縦断面図、第７図は
第６図Ａ部の拡大図、第８図は型のふたおよびケーシン
グの斜視図、框９図は金属裏込および簡単なふたを有す
る２つの工具部材の縦断面図である。 １．２・・原型、３・・１次成形コア、４・・基板、５
・耐水被接、６・・水溶性分離層、７　特殊鋼シェル、
８・・ケーシング、９・裏込、１０・・・ふた、１６・
・・金層裏込 Ｆｔ’ｇ＃ Ｆｉｇ、２ Ｆｉｇ、３　　　　Ｆｉｇ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 土　金属ダイカストおよびプラスチック射出成形用の型
   の製法において、特殊鋼もしく（・まその他の適当な金
   属またはセラミックを溶融状態で１次成形コア（３）へ
   醍射し、その際このコアはあらかじめまずヒドロシル、
   ラテックス、アクリル樹脂、石英粉末およびアルキッド
   ラッカの水浴液からなる耐水被棟層（５）およびその完
   全乾に後、にかわ、炭水化物、石英粉末および金属粉末
   の水浴液からなる水溶性分離層（６）を備え、次に金属
   の溶射によって発生した金属シェル（γ）に非弾性材料
   からなろ裏込（９，１６）を備え、金属シェル（７）お
   よび裏込（９，１６）からなる型部材（１４，１５）を
   水溶性分離層（６）へ水を導入［２て１次成形コア（３
   ）から剥離することを特徴とする金）気ダイカストおよ
   びフ０ラスチック射出成形用の型の製法。 ２、耐水・曲被覆層（５）の溶液が下記組成゛ラテック
   ス　　　６８重量最 多　　　　　　　　　　　　２５　　〃石英粉末　　　
   　２５　ｌｌ アクリル樹脂　　　８　／／ ヒドロシル　　　　３　〃 アルキッドラッカ　　　ｉ　　　／／ を有する特許請求の範１７１：ｌ第１項記載の製法。 鬼、水容性分離層（６）溶液が下記の組成二表面張力を
   低くした水　６８重量乃 石英粉末　　　　３６／／ 糖蜜　　　　　　１５　ｌｌ にかわ　　　　　　８　〃 金属粉末（Ｎｉ）　　　　３　　ｌｌ を有する特許請求の範囲第１項記載の製法。 ４、裏込（９）がケイ砂、金属粉末などで強化した工？
   キシ樹脂からなる特許請求の１ｊ〜、囲第１項記載の製
   法。 ５　裏込（１６）が鋳造金属からなる特許請求の範囲第
   １項記載の製法。 ６、　裏込（９，１６）を、１次成形コア（３）および
   金属シェル（７）を包囲するケーシング（８）へ充てん
   する特許請求の範囲第１項記載の製法。 ７　ケーシング（８）がふた（１０）を備え、このふた
   が円錐台形に形成した縁（１１）によってケーシングの
   側壁へ嵌入１−１裏込（９）を封鎖している特許請求の
   範囲第１項またン は第６項記載の製法。 ８．１次成形コア（３）へ特殊鋼シェル（７）を溶射し
   た後、付加的銅層（１８）を彼覆する特許請求の範囲第
   １項記載の製法。