JPS62158534A - 金型製作方法並びにその部材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金型を溶射技術により極めて容易、且つ低コ
スト、しかも極短時間に作成することが可能な金型製作
方法並びにその部材に関する。

〔従来の技術〕

従来、金型製作方法としては、■設計図面に基づき金型
を加工する方法、■設８１図面寸法と同形の模型を製作
し、これに基づき加工する方法、■逆型を製作し、放電
加工により、正型を製作する方法、■簡易に耳型又は現
物に溶融金属を溶射して金型を製作する方法がある。

〔従来技術の問題点〕

しかし、上記■、■、■のような方法ではいずれも型製
作成形用機械、器具、装置等が高価であり且つ高度な技
術を必要とし、しかも製作日数もｆｌｉ週間〜数カ月も
要するために効果にならざるをえなかった。そこで■の
溶融金属を溶射する方法を採ることにより、製作費用の
低廉化、製作時間を大幅な短縮化が図られる。しかしな
がら、溶射の場合は溶融金属を溶射するとき耳型に到達
するまでに外気により急速に冷却されるため、どうして
も完成する溶射層は半溶融状態となり、粒子状の部分が
出来てしまう。上記溶射による溶射層は互いの粒子が不
安定な状態で結合しているため、非常に脆く小さな圧力
で崩壊する。このため射出成形に使用する回数に制限が
あった。そこで本発明はこの溶射層に溶融金属を含浸さ
せ粒子間の結合を強化する方法で上記問題点を解決する
ことを目的とする。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は以上の問題点を解決する金型製作方法を提供せ
んとして以下のようにする。

成形品の表面形状を転写してなるマスター型表面に溶射
をなし、成形空間形成用溶射層を作成し、この溶射層に
溶融金属を含浸させて両材料の共存状態による成形空間
形成部材を作り、この部材を表面に位置して台座に固着
し、成形用金型を作成する。

〔実施例〕

本発明に係る金型製作方法の実施例を図面の第１図〜第
６図の工程説明断面図及び第７図の応用例を参照にて説
明する。

まず金型の原形となる第１図に示すマスター型１を石膏
材２または現物で作成する。このマスター型１は具体的
には石膏材２に型取りに必要な寸法に写したものである
。但し、溶射温度に耐えられるもの、つまり溶射によっ
て型崩れ、ひび割れ等しないものであれば石膏材以外の
もの、例えば現物でも差し支えはない。

次に、第２図に示すようにこのマスター型ｌの必要な表
面、つまりマスター型表面３にプラズマ式、電気式及び
火炎／８式等の）容射機４を使用して熔融金属を溶射し
、成形空間形成用溶射層５を形成する。この溶射すると
きに、溶融金属は外気に触れ、マスター型表面３に到達
するときは、一部が半熔融状態になる。

上記方法で作成した成形空間形成用溶射Ｎ５は、溶融状
態の金属を粒子状にしてマスター型表面３に飛ばして積
層溶着させるものであるから、層内部は粒子が互いに一
部溶着した状態を呈し、組織的には全体が熔融した金属
を同化したもの、例えば従来の金型お如くインゴットを
切削加工して得たものに比して強度上弱いものとなり耐
久度の上で問題であるばかりでなく成形空間形成用溶射
層５表面の平ｌｈ度においても粒子が露呈する。

ここで、溶射用の熔融金属として採用されるものとして
は、例えば亜鉛、銅、鉄、ステンレス及びその地合金材
料等があり、場合により無機材料も使用しうる。溶射材
料として、これらの金属の中でいずれを選択するかは、
金型の耐久度に見合った材料で決定すればよい。

そこで、本発明は、成形空間形成用溶射Ｎ５に溶融金属
を含浸させて、補強するものである。第３図では、低融
点金属６をガスバーナー１４で溶融したものを溶融金属
にしたもので、該ｌｄ融金冗を成形空間形成用溶射層５
の粒子間空孔部に）是透させることにより成形空間形成
用溶射層５を構成する粒子と該ｌ８融金属とが互いに固
着し、５って組織は強固なものを作ろうえに、この金属
ｔｕｔ＠は前記溶射金属と該溶融金属とが互いに単なる
共存状態または部分的な合金状態となったものを含む両
材料の共存状態による成形空間形成用部材７を作るので
ある。

ここで、含浸させる金属素材として：よ、鉛、錫、亜鉛
等の低融点金属の一種又は二種以上、さらには他の諸金
屈が採用される。その取り扱い上の容易さからすれば低
融点金属を使用することが好ましい。又、この溶融金属
含浸時には金属流動促進材（フランクス）を使用すれば
より溶融金現を成形空間形成用溶射層５に含浸させるの
が一層容易となる。尚、溶融金属を成形空間形成用溶射
層５へ流入させるには溶融させながら行ってもよいが、
炉内し行う方法も採用しうる。このようにしそ作成した
成形空間形成用部材７は強度があるため、第４図のよう
に石膏型１から離型しても型崩れしない。

次に、第５図に示すように、予め成形空間形成用部材７
の外面部９が嵌合するように、即ち、溶射によって形成
する屑の厚み分を引いた寸法に台金８を加工しておき、
この台金８に成形空間形成用部材７を嵌合して、低融点
金属を溶融し、台金８と外面部９間のクリヤランス部分
１０に溶用Ｉ金属を流し込み台金８に固定する。但し、
形状の簡単なもの、また、精度の高いものを要求されな
ければ、第３Ｉ５の工程終了後、成形空間形成用部材７
とマスター型１とを第４図に示すように１派型すること
なく直接第５図の工程に入っても何ら差し障りはない。

このように離型の工程を金型の用途、精度、耐久度等に
応じて、適宜設定可能となる。

別の方法として、予め第２図の工程終了した成形空間形
成用溶射層５を、該成形空間形成用溶射層５の外面と合
致するように表面を加工した台金８に嵌合して、成形空
間形成用部材７の作成処理と台金８への固定を同時に行
うことも可能である。

以上のように、成形空間形成用溶射層５から一気に台金
８に固定することにより、さらに金型作成工程を容易に
し、大幅に時間の短縮、製作コストの低廉化が可能にな
る。この場合は成形空間形成用部材７作成後に石膏材２
を離型するのが好ましい。

上記工程により、台金８に固定した部材の不要な部分を
切削加工して一方の金型を完成させる。

第６図はこの金型面１１の完成図である。

同様にして、第６図金型に対する他の型つまりインジェ
クション用金型が作成される。

又、水冷パイプ内装型の金型を作る方法を第７図にて説
明する。これば成形空間形成用部材７を取り巻くように
、螺線状に巻いたパイプ１２を台金８に配し、この台金
８に成形空間形成用部材を空気を友きを設けてなる支え
る支柱（図示しない）に成形空間形成用部材７を載せ、
溶融金属流入部１３に熔融金属を流し込み、パイプ１２
を成形空間形成用部材７とともに台金８に固着する。溶
融金属流入部１３は、成形空間形成用部材７と台金８と
パイプ１２を同時に固定した部分である。

第７図の方法によると、パイプ１２を埋設が極めて容易
となり、パイプ１２と成形空間形成用部ＪＩＡ７の接触
が密にされ、熱交換効率の優れた金型ができるのである
。

〔発明の効果〕

以上のように、マスター型に熔融金属を溶射することに
より、極めて容易に溶射層を形成し、この溶射層に熔融
金属を含浸させることにより、溶射層を補強することが
できるとともに表面を清らかに形成することができた。

また、溶射層のみでなる金型の数倍〜数十倍の射出成形
が可能になり、価格も従来の数分の−という低価格が実
現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はマスター型から金型を製作する工程を
説明する図であり、第１図はマスター型説明図、第２図
は溶融金属を溶射する説明図、第３図は成形空間形成用
溶射層に低融点金属を含浸させる説明図、第４図は成形
空間形成用部材を離型する説明図、第５図は成形空間形
成用部材と合金間のクリヤランスに低融点金属を流しこ
む説明図、第６図は成形金型完成説明図、第７図は水冷
パイプを埋設する説明図である。 ■＝マスター型、　２：石膏材、 ３：マスター型表面、　　４；溶射機、５；成形空間形
成用溶射層、 ６：低融点金属、　７：成形空間形成用部子オ、８；台
金、　９：外面部、　ｌＯ：クリヤランス、１１：金型
面、　１２：パイプ、 １３：溶融金属流入部。 第　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）成形品の表面形状を転写してなるマスター型表面に
   溶射をなし、成形空間形成用溶射層を作成し、この溶射
   層に溶融金属を含浸させて両材料の共存状態による成形
   空間形成部材を作り、この部材を表面に位置して台座に
   固着し、成形用金型を作成してなる金型製作方法。 ２）マスター型表面に形成した溶射層に低融点金属を含
   浸させて形成してなる金型の成形空間形成用部材。