WO2004035285A1 - 金型装置及びその製造方法、成形方法、成形品並びに成形機 - Google Patents

金型装置及びその製造方法、成形方法、成形品並びに成形機 Download PDF

Info

Publication number
WO2004035285A1
WO2004035285A1 PCT/JP2003/013295 JP0313295W WO2004035285A1 WO 2004035285 A1 WO2004035285 A1 WO 2004035285A1 JP 0313295 W JP0313295 W JP 0313295W WO 2004035285 A1 WO2004035285 A1 WO 2004035285A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mold
sliding
layer
movable
molding
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/013295
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshiyuki Imatomi
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. filed Critical Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
Priority to AU2003301421A priority Critical patent/AU2003301421A1/en
Priority to US10/531,093 priority patent/US20060051453A1/en
Priority to JP2004544977A priority patent/JPWO2004035285A1/ja
Priority to EP03756666A priority patent/EP1563976A4/en
Publication of WO2004035285A1 publication Critical patent/WO2004035285A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/37—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56—Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
    • B29C45/2632—Stampers; Mountings thereof
    • B29C2045/2634—Stampers; Mountings thereof mounting layers between stamper and mould or on the rear surface of the stamper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/2602—Mould construction elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/2608—Mould seals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
    • B29C45/2632—Stampers; Mountings thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/56—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
    • B29C45/561—Injection-compression moulding

Definitions

  • the present invention relates to a mold apparatus, a manufacturing method thereof, a molding method, a molded product, and a molding machine.
  • a resin heated and melted in a heating cylinder is injected at a high pressure to fill a cavity of a mold apparatus, and then cooled in the cavity. After solidification, the molded product is taken out.
  • the injection molding machine includes a mold device, a mold clamping device, and an injection device.
  • the mold device includes a fixed mold and a movable mold.
  • the mold clamping device includes a fixed platen, a movable platen, and a motor for mold clamping.
  • the mold closing motor is driven, the movable platen is moved forward and backward with respect to the fixed platen, and the movable mold is moved forward and backward with respect to the fixed mold. Opening and closing of the mold are performed.
  • the injection device includes the calorie heating cylinder that heats and melts the resin supplied from the hopper, an injection nozzle that injects the melted resin, and the like.
  • a screw as an injection member is provided in the heating cylinder. It is arranged so that it can move forward and backward and rotate freely. Then, the screw is advanced by driving the injection motor during the injection process, whereby the resin is injected from the injection nozzle. The resin is rotated by driving the measurement motor during the measurement process, and the screw is retracted accordingly. By doing so, the resin is weighed.
  • injection molding machines that compress the resin filled in the cavity space, that is, compression molding machines, move the movable mold forward and close the mold. After the cavity space is formed and the resin is filled into the cavity space, the movable mold is further advanced to close the mold, The resin can be compressed. A weir member is provided so that the resin does not leak from the cavity space when the resin is filled into the cavity space.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a conventional compression molding machine.
  • 11 is an injection device
  • 12 is a heating cylinder
  • 13 is an injection nozzle arranged at the front end (left end in the figure) of the heating cylinder
  • 14 is a mold device
  • 15 is not shown
  • 16 is a movable mold attached to a movable platen (not shown)
  • 17 is a cavity formed in the fixed mold
  • 18 is a movable mold 1
  • Reference numeral 6 denotes a core formed so as to project toward the cavity 17.
  • the movable platen is moved forward and backward by a mold clamping device (not shown), and the movable mold 16 is moved forward and backward (moves in the left-right direction in the figure), so that the mold of the mold device 14 can be closed, closed and closed. It can be performed.
  • the mold is closed, the cavity 17 is formed between the fixed mold 15 and the movable mold 16 by the cavity 17, the core 18 and the annular dam member 22. .
  • a sprue 19 is formed in the fixed mold 15 in communication with the cavity space C.
  • annular groove 21 is formed on a surface of the peripheral portion of the fixed mold 15 facing the movable mold 16, and defines an outer peripheral edge of the cavity space C in the groove 21.
  • the weir member 22 is disposed so as to be able to advance and retreat, and the weir member 22 is urged toward the movable mold 16 by a spring 23 as an urging member housed in the groove 21. Is performed.
  • a not-shown stop for locking the weir member 22 is formed in the groove 21.
  • a surface of the outer peripheral edge of the movable mold 16 facing the fixed mold 15 has an annular contact portion 2 for receiving the front end surface (left end surface in the figure) of the dam member 22. 6 is formed, and a step 25 is formed on the outer peripheral edge of the contact portion 26. The step 25 is protruded radially outward from the step 25 toward the fixed gold 15 by a predetermined amount. An annular protrusion 29 is formed.
  • the dam member 22 is projected from the front end face of the fixed mold 15 by a predetermined amount in an initial state. Then, the mold clamping motor is driven. As a result, the movable mold 16 is moved forward (moved to the right in the figure), and the mold is closed as shown in the figure. First, the front end face of the dam member 22 comes into contact with the contact portion 26 As a result, the cavity space C is formed. Further, when the movable mold 16 is advanced by a predetermined amount, the weir member 22 retreats against the urging force of the spring 23 by the amount by which the movable mold 16 is advanced (right in the figure). In the direction 21), and is advanced into the groove 21, and further pressed against the contact portion 26 by the urging force of the spring 23.
  • the dam member 22 is further retracted.
  • the core 18 is advanced toward the cavity 17, the protrusion 29 is brought into contact with the front end face of the fixed mold 15, and the resin in the cavity C is compressed. Thereafter, the resin in the cavity space C is cooled and becomes a molded product.
  • the movable mold 16 is retracted (moved leftward in the figure) and the mold is opened, the molded product is retracted together with the movable mold 16 with the molded product adhered to the movable mold 16. . Then, when the molded product is ejected by advancing an unillustrated ejector pin disposed in the movable mold 16, the molded product is released from the movable mold 16, and the mold device 14 is moved from the mold device 14. Taken out.
  • the weir member 22 that has entered the groove 21 is moved forward (moves to the left in the figure), and the fixed mold 15 is moved by the same amount as the initial state. From the front end face of the
  • the weir member 22 is moved forward and backward with respect to the fixed mold 15, and is moved into the groove 21, or the groove 2 is moved. It is made to protrude from one.
  • the inner peripheral surface of the groove 21 and the outer peripheral surface of the weir member 22 are slid, and when the mold apparatus 14 is used repeatedly, the inner peripheral surface of the groove 21 and the weir Member 2 of 2 The sliding surface consisting of the outer peripheral surface is worn, and the durability of the mold apparatus 14 is reduced.
  • the abrasion-resistant coating layer is formed on the sliding surface by plating the base material of the groove 21 and the weir member 22 having the sliding surface and performing a coating process such as evaporation. Wear of the sliding surface is suppressed.
  • the coating layer formed by the coating process such as plating and vapor deposition is thin, it is easily affected by the condition of the base material. For example, when the base material thermally expands, the coating layer may peel off. However, the coating layer may be distorted. Therefore, the durability of the mold apparatus 14 is reduced.
  • the present invention solves the problems of the conventional mold device, improves the durability of the mold device, reduces the cost of the mold device, and a method of manufacturing the same.
  • An object of the present invention is to provide a molding method, a molded product, and a molding machine. Disclosure of the invention
  • the mold apparatus includes a first mold and a second mold disposed to be able to move forward and backward with respect to the first mold.
  • At least one of the first and second dies has a sintering portion having a predetermined thickness.
  • a sintering portion having a predetermined thickness is formed in at least one of the first and second molds, so that the sliding surface is worn when the mold device is repeatedly used. Can be prevented, and the durability of the mold apparatus can be improved.
  • the sintered part is formed at least on a sliding surface.
  • the sintered portion is formed at least on a contact surface between the base and the nest.
  • the sintering portion is formed by sintering a sintered powder, and comprises a base layer made of a first material, and an outermost layer made of a second material. Is provided.
  • the first and second materials have different characteristics from each other.
  • the second material is a material having high wear resistance.
  • an intermediate layer made of a material containing the first and second materials at a predetermined content is formed between the base layer and the outermost layer.
  • the content of the first and second materials is changed from the base layer side to the outermost layer in the intermediate layer.
  • the sliding surface includes first and second sliding surfaces formed of materials having different characteristics from each other.
  • the mold device is manufactured by sintering the powder constituting the base layer and the powder constituting the outermost layer and comprising a wear-resistant material by spark plasma sintering. Form.
  • the sintered part formed on at least one of the movable mold and the fixed mold is moved to the other mold by advancing the movable mold toward the fixed mold.
  • at least one of a movable mold and a fixed mold is provided in the mold.
  • the molded product is formed by the stamper in which the turn is formed.
  • the molded article of the present invention is formed by the molding method according to claim 12 or 13.
  • a molding machine according to the present invention includes the mold device according to any one of claims 1 to 3. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional compression molding machine
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of the compression molding machine according to the first embodiment of the present invention at the time of starting mold closing
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of the compression molding machine at the time of mold clamping according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of a discharge plasma sintering apparatus according to the first embodiment of the present invention. Is a cross-sectional view of a weir member according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a first sliding member according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a first sliding member according to the first embodiment;
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state of the compression molding machine at the time of starting mold closing according to the first embodiment of the present invention;
  • FIG. 10 is a sectional view showing a main part of an injection molding machine according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a sectional view of the injection molding machine according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view showing a main part,
  • FIG. 11 is a sectional view showing a state before starting mold closing of an injection molding machine in a fifth embodiment of the present invention, and
  • FIG. 12 is a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state of the injection molding machine at the time of mold clamping according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a state before the mold closing of the injection molding machine according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of the compression molding machine according to the first embodiment of the present invention at the time of starting mold closing, and FIG. It is sectional drawing which shows a state.
  • reference numeral 11 denotes an injection device.
  • the injection device 11 includes a heating cylinder 12 as a cylinder member for heating and melting a resin (not shown) as a molding material supplied from a hopper (not shown).
  • An injection nozzle 13 that is disposed at the front end (left end in the figure) of the cylinder 11 and that injects melted luster, is disposed so as to be able to advance and retreat in the heating cylinder 12 and to be rotatable.
  • an unillustrated screw as an injection member.
  • 14 is a mold device
  • 15 is a fixed mold as a first mold attached to a fixed platen not shown
  • 16 is attached to a movable platen not shown
  • 17 is a cavity formed in the fixed mold
  • 18 is a movable mold
  • a core C formed so as to project toward the cavity 17 is a cavity formed by the cavity 17, the core 18 and the annular dam member 37.
  • the mold clamping device (not shown) includes the fixed platen, the movable platen, a mold clamping motor as a driving unit for mold clamping, and the like.
  • the mold clamping motor is driven to move the movable platen forward and backward with respect to the fixed platen.
  • To move the movable mold 16 forward and backward with respect to the fixed mold 15 As a result, the mold closing, closing and opening of the mold of the mold apparatus 14 are performed.
  • a sprue 19 is formed in communication with the cavity space C.
  • annular groove 31 is formed on a surface of the peripheral portion of the fixed mold 15 facing the movable mold 16, and the annular groove 31 is formed along a radially inner circumferential surface in the groove 31.
  • An annular first sliding member 32 is provided by sticking, and an annular second sliding member 33 is formed along a radially outer peripheral surface in the groove 31. It is arranged by sticking.
  • the second sliding members 32, 33 are arranged by sticking.
  • the second sliding members 32, 33 are joined, welded, or fixed to a fixing member such as a bolt. It can also be arranged by the fastening according to this.
  • An annular sliding groove 35 is formed between the first and second sliding members 32.33 in the groove 31.
  • a cavity space is formed in the sliding groove 3.5.
  • the weir member 37 for defining the outer peripheral edge of C is provided so as to be able to advance and retreat, and the weir member 37 is provided by a spring 23 as an urging member housed in the sliding groove 35.
  • a surface of the outer peripheral edge of the movable mold 16 facing the fixed mold 15 has an annular contact portion 2 for receiving a front end face (left end face in the figure) of the weir member 37. 6 is formed and the corresponding contact 2
  • a step portion 25 is formed on the outer peripheral edge of 6, and an annular protrusion portion 29 is formed radially outward from the step portion 25 so as to project a predetermined amount toward the fixed mold 15 side.
  • a part of the fixed mold 15 is constituted by the first and second sliding members 32, 33 and the dam member 37.
  • the weir member 37 is projected from the front end face of the fixed mold 15 by a predetermined amount in an initial state. Then, when the movable mold 16 is moved forward by driving the mold clamping motor and the mold is closed, as shown in FIG. First, the contact portion 26 is brought into contact with the front end face of the weir member 37, and a cavity space C is formed radially inward of the weir member 37. Further, when the movable mold 16 is advanced by a predetermined amount, the weir member 37 is retracted by staking the urging force of the spring 23 by the amount by which the movable mold 16 is advanced (right in the figure). In the sliding direction), and is made to enter the sliding groove 35, and is pressed against the contact portion 26 by the urging force of the spring 23. At this point, the protruding portion 29 is not in contact with the front end surface of the fixed mold 15.
  • the resin is injected from the injection nozzle 13 and passes through the sprue 19 to fill the cavity C.
  • the dam member 37 is pressed against the contact portion 26 by the urging force, the resin does not leak from the cavity space C.
  • the dam member 37 is further retracted, and the protruding portion 29 is fixed to the fixed mold 15. It is brought into contact with the front end face.
  • the core 18 is advanced toward the cavity 17 and the resin in the cavity space C is compressed. Thereafter, the resin in the cavity space C is cooled and becomes a molded product.
  • the movable mold 16 is retracted (moved leftward in the figure) and the mold is opened, the molded product is retracted together with the movable mold 16 with the molded product adhered to the movable mold 16. . Then, when the molded product is ejected by advancing an unillustrated ejector pin disposed in the movable mold 16, the molded product is released from the movable mold 16, and the mold device 14 is moved from the mold device 14. Taken out.
  • the weir member 37 that has entered the sliding groove 35 is advanced toward the movable mold 16 and the fixed metal is moved by the same amount as the initial state. It protrudes from the front end face of the mold 15.
  • the movable mold 16 is moved forward and backward, and as the mold is opened and closed,
  • the material 37 is moved forward and backward with respect to the fixed mold 15, to enter the sliding groove 35, or to be protruded from the sliding groove 35. Therefore, as the weir member 37 advances and retreats, the outer peripheral surface of the first sliding member 32 and the inner peripheral surface of the weir member 37, and the inner peripheral surface of the second sliding member 33, The outer peripheral surface of the weir member 37 is slid.
  • the first and second sliding members 32, 33 and the dam member 37 are manufactured by a discharge plasma sintering method so that the sliding surface formed by the outer peripheral surface of the member 37 is not worn.
  • a sintering powder made of a wear-resistant material is sintered by spark plasma sintering, and in this embodiment, at least one of the fixed mold 15 and the movable mold 16 is fixed.
  • First and second sliding members 31 and 33 and a dam member 37 are formed on the mold 15 as a sintered portion having a predetermined thickness.
  • the entirety of the first and second sliding members 32, 33 and the weir member 37 is formed as a sintered part, but at least the sliding surface Can be formed as a sintered part.
  • the first and second sliding members 32, 33, the dam member 37 and the like are manufactured as a sintered body.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of a discharge plasma sintering apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • 41 is a discharge plasma sintering apparatus
  • 2 is a sealed casing having a cylindrical shape
  • a chamber 43 in the casing 42 is illustrated as a vacuum source. Is connected to a vacuum pump which is not operated, and is evacuated by operating the vacuum pump.
  • the inside of the housing 42 is evacuated.
  • the housing 42 may be filled with an inert gas such as argon gas.
  • a cooling pipe (not shown) is provided in the wall of the housing 42, and cooling water as a cooling medium (not shown) is circulated in the cooling pipe to cool the chamber 43.
  • Reference numeral 45 denotes a cylindrical die made of a conductive material, for example, graphite, and a first die made of a conductive material, for example, graphite, is provided above and below the die 45.
  • a bar-shaped upper punch 46 and a lower punch 47 as second punches are provided.
  • the upper punch 46 and the lower punch 47 are disposed so as to face each other, and predetermined irregularities (not shown) are formed on the facing surfaces in accordance with the shape of the sintered body to be manufactured.
  • the die 45, the upper punch 46 and the lower punch 47 constitute a sintered mold 48.
  • the die 45, the upper punch 46, and the lower punch 47 are formed of graphite, but instead of graphite, tungsten (W), molybdenum (Mo), carbon A conductive material such as (C) having a melting point of 110 ° C. or more can be used.
  • An upper electrode 51 as a first electrode is provided above the upper punch 46, and a lower electrode 52 as a second electrode is provided below the lower punch 47 in the vertical direction.
  • a cooling pipe (not shown) is provided in each of the upper electrode 51 and the lower electrode 52, and the cooling water is circulated in the cooling pipe to cool the upper electrode 51 and the lower electrode 52.
  • the die 45 is indirectly cooled through the upper punch 46 and the lower punch 47.
  • a temperature sensor (not shown) as a temperature detecting unit is provided at a predetermined position of the die 45, and the temperature of the die 45 is detected by the temperature sensor.
  • the upper electrode 51 and the lower electrode 52 are arranged so as to be movable in the vertical direction, and a pressing mechanism (not shown) is connected to the upper end of the upper electrode 51 and the lower end of the lower electrode 52.
  • the pressing force generated by the pressurizing mechanism is transmitted to the upper electrode 51 and the lower electrode 52, and moves the upper electrode 51 downward and the lower electrode 52 upward. .
  • the sintering powder 53 is filled, and the pressurizing mechanism is operated to move the upper electrode 51 and the lower electrode 5, whereby the sintering powder 53 is pressurized by the pressing force. it can.
  • the driving unit for pressurizing the pressurizing mechanism is a servomotor. Although a reduction gear is used, a hydraulic cylinder, a pneumatic cylinder, or the like can be used.
  • a position sensor (not shown) as a position detection unit is provided adjacent to the upper electrode 51 and the lower electrode 5, and the position The position of the upper electrode 51 and the lower electrode 52 is detected by the sensor.
  • a predetermined voltage is applied by a predetermined pulse by a power source (not shown) to the upper electrode.
  • a control unit (not shown) is provided for applying a voltage between 51 and the lower electrode 52, and the control unit is connected to the pressurizing mechanism and the power supply.
  • the discharge plasma sintering apparatus 41 when performing discharge plasma sintering, first, the upper electrode 51 is moved upward, the upper punch 46 is moved upward, and the upper end of the die 45 is opened. Then, the sintering powder 53 made of a predetermined material is filled in the filling chamber.
  • the pressure processing means of the control unit performs a pressure processing, and operates a pressure mechanism to operate the pressure mechanism.
  • the upper electrode 51 and the lower electrode 52 are moved, and the sintering powder 53 is pressed with a predetermined pressure.
  • the voltage application processing means of the control section performs a voltage application process, activates the power supply, and applies a pulse between the upper electrode 51 and the lower electrode 52 for about 10 minutes.
  • a voltage of 0.1 to 5 [V] is applied between the upper electrode 51 and the lower electrode 52, and a DC pulse of about 100 to 800 [A] is applied. Current flows.
  • a DC pulse-shaped current is supplied.
  • a current such as a rectangular wave, a triangular wave, a trapezoidal wave, or an alternating current may be supplied. You can also. Further, a current of the same value can be supplied for a certain period of time.
  • the sintering powder 53 is heated to a temperature of about 500 to 300 ° C., and is sintered by spark plasma sintering to form a sintered body. In this case, heat is generated at a point where the powders constituting the sintering powder 53 come into contact with each other, and the powders are joined to each other.
  • a predetermined binder is added to the sintering powder 53 in order to improve the handling property of the sintering powder 53. The binder is blown off when the pulsed current flows.
  • the die 45, the upper punch 46 and the lower punch 47 are heated by Joule heat to keep the sintered body warm, and then cooled by the cooling water supplied from the cooling system and sintered.
  • the body is completed.
  • the time for keeping the sintered body warm is set to about 10 to 53 minutes, and the time for cooling the sintered body is set to about 53 minutes.
  • a sintering body is manufactured by filling a sintering powder 53 into a filling chamber and sintering the powder.
  • a sintered body having one characteristic can be manufactured.
  • the sintering powder 53 is composed of at least two or more materials having different characteristics from each other, and by changing the distribution of each material at the time of filling, a sintered body having various characteristics is obtained.
  • the sliding surfaces that slide with each other can be constituted by, for example, first and second sliding surfaces formed of first and second materials having different characteristics.
  • FIG. 5 is a sectional view of a weir member according to the first embodiment of the present invention.
  • 37 is a weir member
  • 61 is a base layer as a first layer made of a material having a predetermined characteristic
  • 62 is an outermost layer as a second layer made of a material having high wear resistance.
  • the outermost layer 63 is an innermost layer as a third layer made of a material having high wear resistance, that is, the innermost layer 64 is a first layer formed between the base layer 61 and the outermost layer 62.
  • a gradient layer 65 is a first gradient layer formed between the base layer 61 and the innermost layer 63.
  • the first and second inclined layers 64 and 65 constitute an intermediate layer.
  • the base layer 61, the outermost layer 62, the innermost layer 63, and the first and second inclined layers 64 and 65 are formed by joining adjacent layers by sintering.
  • the first bonding surface S1 is between the base layer 61 and the first inclined layer 64
  • the second bonding surface S2 is between the base layer 61 and the second inclined layer 65.
  • a third joint surface S3 is formed between the innermost layer 63 and the second inclined layer 65
  • a third joint surface S3 is formed between the innermost layer 63 and the first inclined layer 64.
  • the base layer 61 is made of a material having high rigidity and toughness as a first material, for example, SUS304, and the outermost layer 61 and the innermost layer 63 are made of a second material having a high resistance. It is formed of a highly abrasive material, for example, titanium nitride (TiN).
  • titanium oxide instead of the titanium nitride as the second material (T i ⁇ 2), boron nitride ( BN), zirconium nitride (ZrN), cemented carbide (WC / C 0), Boron'nai stride ( ⁇ ), cubic boron Nai stride (CB New), Jirukoyua (zirconium oxide Z r 0 2), alumina (aluminum oxide A 1 2 0 3), silica (dioxide silicofluoride (silicon) containing S i 0 2), titania (titanium dioxide Niumu T i 0 2), silicon nitride (S i 3 N 4), chromium oxide (C r 0, C r 2 0 3, C r 0 3), can be used cordierite or the like.
  • the sliding surface composed of the inner and outer peripheral surfaces of the dam member 37 is formed on the outermost layer 62 and the innermost layer 63. Therefore, wear can be prevented, and the durability of the mold device 14 can be improved.
  • the dam member 37 is manufactured. Not only can the operation for the damping member 37 be shortened, but also the time required for manufacturing the dam member 37 can be shortened. Therefore, the cost of the mold apparatus 14 can be reduced.
  • the outermost layer 62 and the innermost layer 63 can be made sufficiently thick, they are hardly affected by the state of the base layer 61.For example, even if the base layer 61 thermally expands, the outermost layer 62 and There is no peeling of the innermost layer 63 and no distortion of the outermost layer 62 and the innermost layer 63. Therefore, the durability of the mold apparatus 14 can be improved.
  • the weir member 37 has the base layer 61 and the base layer 61 is formed of a material having high rigidity and toughness, the rigidity and toughness of the weir member 37 can be increased.
  • the weir member 37 is composed of a base layer 61, an outermost layer 62, an innermost layer 63, and first and second inclined layers 64.65. It can also be formed of a high material, for example, titanium nitride.
  • the base layer 61 is formed of a material having high rigidity and toughness as the first material.
  • a material having high heat insulation properties for example, ceramics such as zirconia and alumina Can also be formed.
  • the heat insulating property of the weir member 37 can be enhanced, so that the heat of the resin filled in the cavity space C can be suppressed from being dissipated through the weir member 37. Therefore, generation of residual stress in the molded product can be prevented, and the quality of the molded product can be improved.
  • the outermost layer 62 and the innermost layer 63 are formed of metal, while the base layer 61 is formed of ceramics. Therefore, in this case, if the base layer 61 and the outermost layer 62 and the innermost layer 63 are directly joined, an unreasonable stress is generated at the joining part due to a temperature change, so that the joining property is poor and the dam member 37 is broken. Warping and the like will occur. Therefore, the first and second inclined layers 64, 65 formed between the base layer 61, the outermost layer 62, and the innermost layer 63 are combined with the base layer 61, the outermost layer 62, and the innermost layer 6, respectively.
  • the material constituting the 3 for example, preferably formed of a material Jirukonia and Ji evening down nitride containing at a content of each 5 0 [wt 0/0].
  • the first and second inclined layers 64 and 65 are further made to have a multilayer structure, containing zirconia and titanium nitride. The rate can be varied stepwise or continuously.
  • FIG. 6 is a sectional view of a first sliding member according to the first embodiment of the present invention.
  • 32 is a first sliding member
  • 67 is a base layer as a first layer made of a material having predetermined characteristics
  • 68 is a second layer made of a material having high wear resistance. It is the outer layer.
  • the base layer 67 and the outermost layer 68 are formed by joining adjacent layers by sintering, and a bonding surface S 11 is formed between the base layer 67 and the outermost layer 68. Is formed.
  • the base layer 67 is made of a material having high rigidity and toughness as a first material, and which is compatible with the material constituting the main body of the fixed mold 15 (FIG. 2).
  • the outermost layer 68 is formed of a material having high wear resistance as the second material. Therefore, when the mold apparatus 14 is repeatedly used, the sliding formed by the outer peripheral surface of the first sliding member 32 is performed. Since the surface is formed on the outermost layer 68, the sliding surface can be prevented from being worn, and the durability of the mold device 14 can be improved.
  • the attachment of the first sliding member 32 can be improved.
  • the sliding surface composed of the outer peripheral surface of the first sliding member 32 is It is formed of a material having high abrasion properties.
  • the hardness of the material forming the sliding surface formed by the inner peripheral surface of the dam member 37 and the sliding force formed by the outer peripheral surface of the first sliding member 32 are determined. It is preferable to make the hardness of the material constituting the moving surface different.
  • the innermost layer 63 (FIG. 5) of the weir member 37 is formed of titanium nitride
  • the outermost layer 68 of 2 is formed of a material having a lower hardness than titanium nitride.
  • the first sliding surface is formed from the inner peripheral surface of the weir member 37 by the sliding surface composed of the outer peripheral surface of the first sliding member 32.
  • the first sliding surface is constituted by the sliding surface.
  • the hardness difference between the hardness of the material forming the sliding surface formed of the inner peripheral surface of the dam member 37 and the hardness of the material forming the sliding surface formed of the outer peripheral surface of the first sliding member 32 is different. Since it is formed, galling between the dam member 37 and the first sliding member 32 can be prevented.
  • the wear is temporarily reduced. Even if it occurs, parts can be easily replaced, so that the mold apparatus 14 can be maintained in a short time.
  • FIG. 7 is a sectional view of a first sliding member according to the first embodiment of the present invention.
  • 33 is a second sliding member
  • 71 is a base layer as a first layer made of a material having predetermined characteristics
  • 72 is a second layer made of a material having high wear resistance. It is the inner layer.
  • the base layer 71 and the innermost layer 72 are formed by joining adjacent layers by sintering, and a bonding surface S 21 is formed between the base layer 71 and the innermost layer 72. Is formed.
  • the base layer 71 is made of a material having high rigidity and toughness as a first material, and which is compatible with the material constituting the main body of the fixed mold 15 (FIG. 2).
  • the innermost layer 72 is formed of a material having high wear resistance as the second material. Therefore, when the mold apparatus 14 is repeatedly used, the sliding formed by the inner peripheral surface of the second sliding member 33 is performed. Since the moving surface is formed on the innermost layer 7, the sliding surface can be prevented from being worn, and the durability of the mold device 14 can be improved.
  • the attachment of the second sliding member 33 can be improved.
  • the hardness of the material forming the sliding surface formed by the outer peripheral surface of the weir member 37 and the hardness of the material forming the sliding surface formed by the inner peripheral surface of the first sliding member 33 are determined.
  • the outermost layer 62 of the dam member 37 (FIG. 5) is made of titanium nitride.
  • the innermost layer 72 of the second sliding member 33 is formed of a material having a lower hardness than titanium nitride.
  • a first sliding surface is constituted by a sliding surface formed of the outer peripheral surface of the dam member 37
  • a second sliding surface is constituted by a sliding surface formed of the inner peripheral surface of the second sliding member 33.
  • the hardness difference between the hardness of the material forming the sliding surface formed of the outer peripheral surface of the dam member 37 and the hardness of the material forming the sliding surface formed of the inner peripheral surface of the second sliding member 33 is different. Since it is formed, galling between the dam member 37 and the second sliding member 33 can be prevented.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state of the compression molding machine according to the first embodiment of the present invention when mold closing is started.
  • reference numeral 35 denotes an annular sliding groove
  • a sliding portion 132 is a fixed mold as a first mold along a radially inner circumferential surface in the sliding groove 35.
  • a ring-shaped weir member 37 for defining the outer periphery ⁇ of the cavity space C is provided in the sliding groove 35 so as to be able to advance and retreat (move left and right in the figure). Accordingly, the outer peripheral surface of the sliding portion 132 constituting the sliding surface and the inner peripheral surface of the dam member 37 are slid.
  • a slight gap is formed between the inner peripheral surface of the main body of the fixed mold 15 and the outer peripheral surface of the weir member 37, and the inner peripheral surface of the main body of the fixed mold 15 and the weir member 3 are formed. 7 cannot be slid on the outer peripheral surface.
  • the fixed mold 15 and the dam member 37 are manufactured by a spark plasma sintering method.
  • the sliding portion 132 and the weir member 37 are formed in the fixed mold 15 as a sintered portion having a predetermined thickness.
  • FIG. 9 is a sectional view showing a main part of an injection molding machine according to a third embodiment of the present invention.
  • reference numeral 74 denotes a flow path formed in a fixed mold 15 as a first mold, and the flow path 74 is a temperature control water as a temperature control medium supplied from a temperature controller (not shown). And the stationary mold 15 is cooled. Similarly, a flow path (not shown) is formed in the movable die 16 as the second die, temperature-controlled water flows through the flow path, and the movable die 16 is cooled.
  • Reference numeral 76 denotes a surface layer formed on the inner peripheral surface of the cavity 17 and having a substantially conical shape, and the surface layer 76 is located at the front end (left end in the figure) of the cavity 17. It comprises a sliding portion 77 formed on the inner peripheral surface and a non-sliding portion 78 other than the sliding portion 77.
  • Reference numeral 79 denotes an annular sliding portion formed on the outer peripheral surface of the rear end (left end in the figure) of the core 18.
  • the whole of the fixed mold 15 and the movable mold 16 is formed by the discharge plasma sintering method, and the fixed mold 15 and the movable mold 16 are sintered to a predetermined thickness. Unit is configured.
  • the sliding portion 77 and the sliding portion 79 with a material having high wear resistance, the sliding surface formed by the inner peripheral surface of the sliding portion 77 and the outer peripheral surface of the sliding portion 79 is formed. Wear can be prevented, and the durability of the mold apparatus 14 can be improved.
  • the non-sliding portion 78 with a material having high thermal conductivity, heat of a resin (not shown) as a molding material in the cavity C is transferred to the flow path 74 through the non-sliding portion 78. The resin in the cavity space C can be cooled quickly because it is transmitted well to the temperature control water.
  • the surface portion 76 constitutes at least a part of the fixed mold
  • the sliding portion 79 constitutes at least a part of the movable mold 16. It is formed as a second mold member. Then, the first and second mold members are set in the fixed mold 15 and the movable mold 16 as nests, respectively. Also, a part of the fixed mold 15 and a part of the movable mold 16 are separated from each other.
  • Each of the separated parts and the areas corresponding to the surface layer part 76 and the sliding part 79 are formed by the discharge plasma sintering method, and the separated parts, the surface part 76 and the sliding part 7 are formed.
  • a sintered portion having a predetermined thickness can be formed.
  • the part and the surface layer part 76 separated in the fixed mold 15 are separately formed in the movable mold 16 as a first mold member constituting at least a part of the fixed mold 15.
  • the moved portion and the sliding portion 79 are formed as a second mold member constituting at least a part of the movable mold 16.
  • the first and second mold members are set as nests in the fixed mold 15 and the movable mold 16, respectively.
  • FIG. 10 is a sectional view showing a main part of an injection molding machine according to a fourth embodiment of the present invention.
  • reference numeral 82 denotes a guide groove as a first circular guide formed at a plurality of predetermined locations in a fixed mold 15 as a first mold
  • reference numeral 83 denotes a mold for opening and closing the mold.
  • the guide rod 83 is buried in the movable mold 16 as the first portion, and the embedded portion 84 as the first portion, and the front end (the right end in the figure) of the movable mold 16 from the front (see FIG. And a sliding portion 85 protruded toward the right side in the drawing and fitted in the guide groove 82.
  • the guide rod 83 is manufactured by a discharge plasma sintering method so that the sliding surface composed of the outer peripheral surface of the sliding portion 85 does not wear when the mold device 14 is repeatedly used.
  • the sliding surface is formed of a wear-resistant material.
  • the guide rod 83 is formed in the movable mold 16 as a sintered portion having a predetermined thickness. Therefore, the sliding surface can be prevented from being worn, and the mold The durability of the device 14 can be improved.
  • the buried portion 84 is formed of a material compatible with the main body of the movable mold 16. Therefore, the attachment property of the guide rod 83 to the movable mold 16 can be improved.
  • molded products that have a fine pattern on the surface, such as light guide plates that guide light from the incident part to the radiating part, diffraction gratings used to pray light, disk substrates, etc.
  • a fifth embodiment of the present invention for forming a mold will be described. Note that the same reference numerals are given to components having the same structure as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. I do.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state before starting mold closing of an injection molding machine according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an injection molding machine according to a fifth embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the state at the time of mold clamping.
  • 14 is a mold device
  • 15 is a fixed mold as a first mold
  • 16 is a movable mold as a second mold
  • 15 1 is a receiving plate
  • 15 2 is A nested structure as a mold member supported by the receiving plate 151
  • 153 is a template disposed around the nested structure 152.
  • the nested structure 15 2 covers a base 15 4 as a first nest supported by a receiving plate 15 1, and a front end face (left end face in the figure) of the base 15 4,
  • a stamper 15 5 as a second nest, which is detachably attached to the base 15 4, is fixed to the template 15 3 by bolts b 1, and the stamper 15 Equipped with stamper holder 1 56 that attaches 5 to base 15 4.
  • a fine pattern (not shown) composed of a plurality of pits is formed on the surface of the stamper 155 facing the movable mold 16. Note that the inner peripheral edge of the stamper 155 is fixed by a stamper holder (not shown).
  • the base part 154 is made of a material having predetermined characteristics, and is provided with a main body part 157 constituting a base layer as a first layer, and a predetermined part in front (left side in the figure) of the main body part 157. It is made of a material having another predetermined characteristic, and is made up of 158 contact portions constituting an outermost layer as a second layer. Then, the main body 1 5 7 and the contact portion A coupling surface is formed between the two surfaces.
  • the fixed mold 15 and the movable mold 16 are moved.
  • a plurality of cavity spaces C are formed with the mold 16.
  • the cavity space C is filled with a resin (not shown) as a molding material and cooled, the fine pattern formed on the surface of the stamper 155 is transferred to the resin and the cavity space C is cooled.
  • the resin in C becomes a molded product.
  • the mold device 14 for molding a disk substrate one circular cavity C having a circular shape is formed between the fixed mold 15 and the movable mold 16.
  • the resin in the injection step, the resin is charged into the cavity C in a molten state at a high temperature, and in the cooling step, the resin in the cavity C is cooled sufficiently to be solidified. Therefore, the stamper 155 arranged facing the cavity space C is heated and expanded in the injection process and cooled and contracted in the cooling process under the influence of the heat of the moon. .
  • the stamper 155 expands and contracts in each molding cycle, and the rear end face (the right end face in the figure) of the stamper 155 and the front end face of the base 154 constitute a contact surface, and The rear surface of the stamper 155 slides with the front end surface of the base 154.
  • the base portion 154 is manufactured by the spark plasma sintering method so that the rear end surface of the stamper 155 and the front end surface of the base portion 154 do not wear due to sliding.
  • the base part 154 forms a sintered part having a predetermined thickness.
  • the main body part 157 is made of a material having high rigidity and toughness as the first material, for example, SUS304, and the contact part 158 is made of the wear-resistant material as the second material. It is formed of a high material ceramics, for example, titanium nitride (TiN).
  • copper instead of the SUS 3 0 4 as the first material (C u), titanium (T i) or using such titanium oxide instead of the titanium nitride as the second material (T I_ ⁇ 2), Boron nitride (BN), zirconium nitride (ZrN), cemented carbide (WC / Co), boron nitride (BN), cubic boron nitride (C BN), Jirukoyua (zirconium oxide Z r 0 2), alumina (oxide Aruminiu beam A 1 2 ⁇ 3), silica (silicon dioxide S i 0 2), titania (titanium dioxide T i 0 2), silicon nitride (S i 3 N 4), chromium oxide (C r O, C r 2 ⁇ 3, C r ⁇ 3), can be used co one mine bets like.
  • BN Boron nitride
  • ZrN zirconium nitride
  • the contact surface consisting of the front end face of the contact portion 158 can be prevented from being worn, and the durability of the mold device 14 can be improved. Can be.
  • the contact part 158 can be made sufficiently thick, it is hardly affected by the state of the main body part 157. For example, even if the main body part 157 thermally expands, the contact part 158 There is no peeling or distortion of the contact portion 158. Therefore, the durability of the mold apparatus 14 can be improved.
  • the nested structure 152 has a main body 1557 and the main body 1557 is formed of a material having high rigidity and toughness, the rigidity and toughness of the nested structure 152 can be increased. You can also.
  • the nested structure 152 includes the main body portion 157 and the contact portion 158, but may be formed of one material having high wear resistance, for example, titanium nitride.
  • the main body portion 157 is formed of a material having high rigidity and toughness as the first material, but the main body portion 157 is made of a material having high thermal conductivity. It can also be formed by forming with. In this case, the heat of the resin in the cavity space C is well transmitted to the temperature control water as a temperature control medium in the flow path (not shown) through the contact portion 158 and the main body portion 157. The resin in the space C can be cooled quickly.
  • the contact portion 158 may constitute a sintered portion having a predetermined thickness.
  • the contact portion 158 is formed as a mold member constituting at least a part of the fixed mold 15.
  • the mold member is set in the fixed mold 15 as a nest.
  • a part of the main body part 157 is separated, and the separated part and the area corresponding to the contact part 158 are formed.
  • the sintered portion having a predetermined thickness can be formed by the portion formed separately by the spark plasma sintering method and the contact portion 158.
  • the separate part and the contact part 158 of the fixed mold 15 are formed as a mold member constituting at least a part of the fixed mold 15. Then, the mold member is set in the fixed mold 15 as a nest.
  • the main body 157 is formed of metal, while the contact portion 158 is formed of metal. Since it is formed of Lamix, if the main body part 157 and the contact part 158 are directly joined, an unreasonable stress will be generated at the joint part due to temperature change, and the base part 154 will crack, warp, etc. Will occur.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state before starting mold closing of an injection molding machine according to a sixth embodiment of the present invention.
  • a base portion 154 as a first nest is made of a first material having predetermined characteristics, and a main body portion 157 constituting a base layer as a first layer, and the like.
  • the contact portion 158 which is made of the second material having the specified characteristics, and constitutes the outermost layer as the second layer, and is disposed between the main body portion 157 and the contact portion 158.
  • a gradient layer 159 constituting an intermediate layer as a third layer.
  • the gradient layer 159 contains 50% by weight of first and second materials constituting the main body portion 157 and the contact portion 158, for example, SUS304 and titanium nitride, respectively. It is preferable to use a material containing the same at a predetermined rate. In that case, the main body 1 5 7 and the inclined layer 1 5 9 And the contact between the inclined layer 159 and the contact portion 158 can be improved, so that the main body 157 and the inclined layer 159 can be improved. And the contact portion 15 8 are not peeled off. Therefore, the base 154 does not crack or warp.
  • the inclined layer 159 has a further multilayer structure, and the content of SUS304 and titanium nitride is changed stepwise or continuously from the main body portion 157 side to the contact portion 158. You can also.
  • the graded layer 1 5 9, SUS 3 0 4 and titanium nitride were, 9 0, 1 0 layer contained at a content of [weight 0/0], 8 0, 2 0 layer contained in containing chromatic ratio of [the weight 0/0], 7 0, 3 0 layer contained at a content of [weight 0/0] 6 0, 4 0 content of [weight 0/0] in the layer to be contained, 5 0, 5 0 layer contained at a content of [weight 0/0] 4 0, 6 0 layer contained at a content of [weight 0/0], 3 0, 7 0 layer contained at a content of [weight 0/0], 2 0, the layers contained at a content of 8 0 [wt 0/0], 1 0, 9 0 content of [weight 0/0] And a layer containing:
  • the bonding property between the base layer and the outermost layer can be further improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)

Abstract

金型装置(14)の耐久性を向上させ、コストを低くすることができることを目的とする。第1の金型と、該第1の金型に対して進退自在に配設された第2の金型とを有する。そして、該第1、第2の金型のうちの少なくとも一方の金型は所定の厚さの焼結部を備える。この場合、少なくとも一方の金型に所定の厚さの焼結部が形成されるので、金型装置(14)を繰り返し使用したときに、摺(しゅう)動画が摩耗するのを防止することができ、金型装置(14)の耐久性を向上させることができる。また、めっき、蒸着等の被覆処理を行う必要がないので、金型装置(14)を製造するための作業を簡素化することができるだけでなく、金型装置(14)を製造するのに必要な時間を短くすることができる。 したがって、金型装置(14)のコストを低くすることができる。

Description

明 細 書 金型装置及びその製造方法、 成形方法、 成形品並びに成形機 技術分野
本発明は、 金型装置及びその製造方法、 成形方法、成形品並びに成形機に関す るものである。 背景技術
従来、 成形機、 例えば、 射出成形機においては、 加熱シリンダ内において加熱 され溶融させられた樹脂を、 高圧で射出して金型装置のキヤビティ空間に充填 ( てん） し、 該キヤビティ空間内において冷却して固化させた後、 成形品を取り出 すようになっている。
前記射出成形機は金型装置、 型締装置及び射出装置から成り、 前記金型装置は 、 固定金型及び可動金型を備え、 前記型締装置は、 固定プラテン、 可動プラテン 、 型締用モータ等を備え、 該型締用モータを駆動し、 固定プラテンに対して可動 プラテンを進退させ、 固定金型に対して可動金型を進退させることによつて前記 金型装置の型閉じ、型締め及び型開きの型開閉が行われる。
一方、前記射出装置は、 ホツバから供給された樹脂を加熱して溶融させる前記 カロ熱シリンダ、 溶融させられた樹脂を射出する射出ノズル等を備え、 前記加熱シ リンダ内に射出部材としてのスクリユーが進退自在に、 かつ、 回転自在に配設さ れる。 そして、該スクリュ一を、 射出工程時に射出用モータを駆動することによ つて前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、 計量工程時に計量用 モータを駆動することによって回転させ、 それに伴って後退させることにより樹 脂の計量が行われる。
ところで、 成形品の品質を向上させるために、 キヤビティ空間に充填された樹 脂を圧縮するようにした射出成形機、 すなわち、 圧縮成形機においては、 可動金 型を前進させて型閉じを行い、 キヤビティ空間を形成し、 樹脂がキヤビティ空間 に充填された後、 可動金型を更に前進させて型締めを行い、 キヤビティ空間内の 樹脂を圧縮することができるようになつている。 そして、 樹脂がキヤビティ空間 に充填される際にキヤビティ空間から樹脂が漏れないように、 堰 （せき） 部材が 配設される。
第 1図は従来の圧縮成形機の要部を示す断面図である。
図において、 1 1は射出装置、 1 2は加熱シリンダ、 1 3は該加熱シリンダ 1 2の前端 （図において左端） に配設された射出ノズル、 1 4は金型装置、 1 5は 図示されない固定プラテンに取り付けられた固定金型、 1 6は図示されない可動 プラテンに取り付けられた可動金型、 1 7は前記固定金型 1 5に形成されたキヤ ビティ、 1 8は、 前記可動金型 1 6に、前記キヤビティ 1 7に向けて突出させて 形成されたコアである。
図示されない型締装置によって前記可動プラテンを進退させ、 可動金型 1 6を 進退 （図において左右方向に移動） させることによって、 前記金型装置 1 4の型 閉じ、 型締め及び型開きの型開閉を行うことができる。 そして、型閉じが行われ ると、 前記固定金型 1 5と可動金型 1 6との間に、 前記キヤビティ 1 7、 コア 1 8及び環状の堰部材 2 2によってキヤビティ空間 Cが形成される。 前記固定金型 1 5には、 キヤビティ空間 Cと連通させてスプルー 1 9が形成される。
また、前記固定金型 1 5の周縁部における可動金型 1 6と対向する面には、 環 状の溝 2 1が形成され、 該溝 2 1内にキヤビティ空間 Cの外周縁を画成する前記 堰部材 2 2が進退自在に配設され、前記溝 2 1内に収容された付勢部材としての スプリング 2 3によって、 前記堰部材 2 2は、 可動金型 1 6側に向けて付勢され る。 なお、前記堰部材 2 2が溝 2 1内から完全に抜け出ないように、 前記溝 2 1 には、 堰部材 2 2を係止するための図示されないストツバが形成される。 一方、 前記可動金型 1 6の外周縁部における固定金型 1 5と対向する面には、 前記堰部 材 2 2の前端面 （図において左端面） を受けるための環状の当接部 2 6が形成さ れるとともに、該当接部 2 6の外周縁に段部 2 5が形成され、 該段部 2 5より径 方向外方に、 所定の量だけ固定金犁 1 5側に突出させられた環状の突出部 2 9が 形成される。
前記構成の圧縮成形機において、 初期状態で前記堰部材 2 2は所定の量だけ固 定金型 1 5の前端面から突出させられている。 そして、型締用モータを駆動する ことによって可動金型 1 6を前進 （図において右方向に移動） させ、 図に示され るように型閉じを行うと、 最初に堰部材 2 2の前端面が当接部 2 6に当接させら れ、 キヤビティ空間 Cが形成される。 さらに、可動金型 1 6を所定の量だけ前進 させると、 堰部材 2 2は、 前記可動金型 1 6が前進させられた量だけスプリング 2 3の付勢力に抗して後退 （図において右方向に移動） させられ、 溝 2 1内に進 入させられ、前記スプリング 2 3の付勢力によって当接部 2 6に更に押し付けら れる。
続いて、前記射出ノズル 1 3から図示されない樹脂が射出されると、 樹脂はス プル一 1 9を通り、 キヤビティ空間 Cに充填される。 このとき、 堰部材 2 2は前 記付勢力によって当接部 2 6に押し付けられているので、 樹脂がキヤビティ空間 Cから漏れ出すことはない。
次に、前記可動金型 1 6を更に前進させて型締めを行うと、 堰部材 2 2が更に 後退させられる。 これに伴って、 コア 1 8がキヤビティ 1 7に向けて前進させら れ、 突出部 2 9が固定金型 1 5の前端面と当接させられ、 キヤビティ空間 C内の 樹脂が圧縮される。 その後、 キヤビティ空間 C内の樹脂は冷却されて成形品にな る。
続いて、前記可動金型 1 6を後退 （図において左方向に移動） させて型開きを 行うと、 成形品が可動金型 1 6に付着した状態で可動金型 1 6と共に後退させら れる。 そして、 可動金型 1 6内に配設された図示されないェジヱクタピンを前進 させることによって前記成形品を突き出すと、 該成形品は、 可動金型 1 6から離 型させられ、 金型装置 1 4から取り出される。
なお、 型開きが行われるのに伴って、溝 2 1内に進入していた堰部材 2 2は前 進 （図において左方向に移動） させられ、 初期状態と同じ量だけ固定金型 1 5の 前端面から突出させられる。
しかしながら、 前記従来の金型装置 1 4においては、 型開閉を行うのに伴って 堰部材 2 2が固定金型 1 5に対して進退させられ、 溝 2 1内に進入させられたり 、 溝 2 1から突出させられたりする。
したがって、 溝 2 1の内周面と堰部材 2 2の外周面とが摺 （しゅう） 動させら れ、 繰り返し金型装置 1 4を使用していると、 溝 2 1の内周面及び堰部材 2 2の 外周面から成る摺動面が摩耗してしまい、 金型装置 1 4の耐久性が低下してしま 。
そこで、摺動面を備えた溝 2 1及び堰部材 2 2の母材に対してめつき、蒸着等 の被覆処理を行うことによって、 前記摺動面に耐摩耗性の被覆層を形成し、 摺動 面が摩耗するのを抑制するようにしている。
ところが、 めっき.、 蒸着等の被覆処理を行う場合、各母材に対してあらかじめ 超音波洗浄、 マスキング等の処理を行い、 めっき、 蒸着等を行い、 その後、 被覆 層の表面を洗浄する必要がある。 したがって、 工数が多くなるだけでなく、 被覆 材料の母材への単位時間における付着量が極めて少ないので、 被覆層を形成する のに必要な時間が極めて長くなる。 その結果、 金型装置 1 4のコストが高くなつ てしまう。
また、 めっき、 蒸着等の被覆処理によって形成される被覆層は薄いので、 母材 の状態による影響を受けやすく、 例えば、 母材が熱膨張したときに、 被覆層が剥 (は） がれたり、 被覆層に歪 （ひず） みが発生したりしてしまう。 したがって、 金型装置 1 4の耐久性が低下してしまう。
本発明は、 前記従来の金型装置の問題点を解決して、 金型装置の耐久性を向上 させることができ、 金型装置のコストを低くすることができる金型装置及びその 製造方法、 成形方法、 成形品並びに成形機を提供することを目的とする。 発明の開示
そのために、 本発明の金型装置においては、 第 1の金型と、 該第 1の金型に対 して進退自在に配設された第 2の金型とを有する。
そして、該第 1、 第 2の金型のうちの少なくとも一方の金型は所定の厚さの焼 結部を備える。
この場合、 第 1、 第 2の金型のうちの少なくとも一方の金型に所定の厚さの焼 結部が形成されるので、 金型装置を繰り返し使用したときに、 摺動面が摩耗する のを防止することができ、 金型装置の耐久性を向上させることができる。
また、 めっき、 蒸着等の被覆処理を行う必要がないので、 金型装置を製造する ための作業を簡素化することができるだけでなく、 金型装置を製造するのに必要 な時間を短くすることができる。 したがって、金型装置のコストを低くすること ができる。
本発明の他の金型装置においては、 さらに、前記焼結部は少なくとも摺動面に 形成される。
本発明の更に他の金型装置においては、 さらに、前記焼結部は、 少なくとも基 部と入れ子との接触面に形成される。
本発明の更に他の金型装置においては、 さらに、 前記焼結部は、 焼結粉末を焼 結することによって形成され、 第 1の材料から成る基層、 及び第 2の材料から成 る最外層を備える。
本発明の更に他の金型装置においては、 さらに、前記第 1、 第 2の材料は、 互 いに異なる特性を有する。
本発明の更に他の金型装置においては、 さらに、 前記第 2の材料は耐摩耗性の 高い材料である。
本発明の更に他の金型装置においては、 さらに、 前記基層と最外層との間に、 第 1、 第 2の材料を所定の含有率で含有する材料から成る中間層が形成される。 本発明の更に他の金型装置においては、 さらに、前記中間層において基層側か ら最外層まで、 第 1、 第 2の材料の含有率が変化させられる。
本発明の更に他の金型装置においては、 さらに、 前記摺動面は互いに異なる特 性を有する材料によって形成された第 1、 第 2の摺動面から成る。
本発明の金型装置の製造方法においては、 基層を構成する粉末、 及び最外層を 構成し、 耐摩耗性の材料から成る粉末を放電ブラズマ焼結によつて焼結すること により金型装置を形成する。
本発明の成形方法においては、 可動金型を固定金型に向けて前進させることに よって、 可動金型及び固定金型のうちの少なくとも一方の金型に形成された焼結 部を他方の金型に対して摺動させ、 前記可動金型と固定金型との間に、 成形材料 を充填するためのキヤビティ空間を形成する工程と、 前記キヤビティ空間に成形 材料を充填する工程と、 前記キヤビティ空間に充填された成形材料を冷却するェ 程と、 前記可動金型を前記固定金型から離れる方向に後退させる工程とを備える 本発明の他の成形方法においては、 可動金型及び固定金型のうちの少なくとも 一方の金型に備えられ、微細 、。ターンが形成されたスタンパによつて成形品を成 形するようになっている。
そして、 可動金型を固定金型に向けて前進させる工程と、 前記可動金型と固定 金型との間に、 成形材料を充填するためのキヤビティ空間を形成する工程と、 前 記キヤビティ空間に成形材料を充填させ、前記スタンパを、前記一方の金型にお けるスタンパとの接触面に接触させた状態で膨張させる工程と、 前記キヤビティ 空間に充填された成形材料を冷却し、 前記スタンパを、前記接触面に接触させた 状態で収縮させる工程と、 前記可動金型を前記固定金型から離れる方向に後退さ せる工程とを備える。
本発明の成形品においては、 請求項 1 2又は 1 3に記載の成形方法によって成 形される。
本発明の成形機においては、 請求項 1〜 3のいずれか 1項に記載の金型装置を 備える。 図面の簡単な説明
第 1図は従来の圧縮成形機の要部を示す断面図、 第 2図は本発明の第 1の実施 の形態における圧縮成形機の型閉じ開始時の状態を示す断面図、 第 3図は本発明 の第 1の実施の形態における圧縮成形機の型締め時の状態を示す断面図、 第 4図 は本発明の第 1の実施の形態における放電プラズマ焼結装置の概念図、 第 5図は 本発明の第 1の実施の形態における堰部材の断面図、 第 6図は本発明の第 1の実 施の形態における第 1の摺動部材の断面図、 第 7図は本発明の第 1の実施の形態 における第 の摺動部材の断面図、 第 8図は本発明の第 1の実施の形態における 圧縮成形機の型閉じ開始時の状態を示す断面図、 第 9図は本発明の第 3の実施の 形態における射出成形機の要部を示す断面図、 第 1 0図は本発明の第 4の実施の 形態における射出成形機の要部を示す断面図、 第 1 1図は本発明の第 5の実施の 形態における射出成形機の型閉じを開始する前の状態を示す断面図、 第 1 2図は 本発明の第 5の実施の形態における射出成形機の型締め時の状態を示す断面図、 第 1 3図は本発明の第 6の実施の形態における射出成形機の型閉じを開始する前 の状態を示す断面図である 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 この 場合、 成形機としての射出成形機について説明する。
第 図は本発明の第 1の実施の形態における圧縮成形機の型閉じ開始時の状態 を示す断面図、 第 3図は本発明の第 1の実施の形態における圧縮成形機の型締め 時の状態を示す断面図である。
図において、 1 1は射出装置であり、 該射出装置 1 1は、 図示されないホッパ から供給された成形材料としての図示されない樹脂を加熱して溶融させるシリン ダ部材としての加熱シリンダ 1 2、 該加熱シリンダ 1 1の前端 （図において左端 ) に配設され、 溶融させられた樹月旨を射出する射出ノズル 1 3、 前記加熱シリン ダ 1 2内に進退自在に、 かつ、 回転自在に配設された射出部材としての図示され ないスクリユー等を備える。 そして、 該スクリューを、 射出工程時に射出用の駆 動部としての図示されない射出用モータを駆動することによつて前進させると、 射出ノズル 1 3から樹脂が射出され、 計量工程時に計量用の駆動部としての図示 されない計量用モータを駆動することによって回転させると、 加熱シリンダ 1 内を樹脂が前進させられて樹脂の計量が行われ、 それに伴ってスクリユーが後退 させられる。
また、 1 4は金型装置、 1 5は図示されない固定プラテンに取り付けられた第 1の金型としての固定金型、 1 6は図示されない可動プラテンに取り付けられ、 前記固定金型 1 5に対して進退 （図において左右方向に移動） 自在に配設された 第 2の金型としての可動金型、 1 7は前記固定金型 1 5に形成されたキヤビティ 、 1 8は、 前記可動金型 1 6に、 前記キヤビティ 1 7に向けて突出させて形成さ れたコア、 Cは前記キヤビティ 1 7、 コア 1 8及び環状の堰部材 3 7によって形 成されるキヤビティ空間である。
図示されない型締装置は、 前記固定プラテン、前記可動プラテン、型締用の駆 動部としての型締用モータ等を備え、 該型締用モータを駆動し、 固定プラテンに 対して可動プラテンを進退させ、 固定金型 1 5に対して可動金型 1 6を進退させ ることによって前記金型装置 1 4の型閉じ、 型締め及び型開きの型開閉が行われ る。
ところで、 射出成形機のうちの圧縮成形機においては、可動金型 1 6が前進 （ 図において右方向に移動） させられて型閉じが行われると、前記固定金型 1 5と 可動金型 1 6との間に前記キヤビティ空間 Cが形成される。 なお、前記固定金型
1 5には、 キヤビティ空間 Cと連通させてスプルー 1 9が形成される。
また、 前記固定金型 1 5の周縁部における可動金型 1 6と対向する面には、 環 状の溝 3 1が形成され、該溝 3 1内における径方向内方の周面に沿って、 環状の 第 1の摺動部材 3 2が貼 （ちょう） 着によって配設され、前記溝 3 1内における 径方向外方の周面に沿って、 環状の第 2の摺動部材 3 3が貼着によって配設され る。 なお、 本実施の形態においては、 第し 第 2の摺動部材 3 2、 3 3が貼着に. よって配設されるようになっているが、 接合、 溶接、 又はボルト等の固定部材に よる締結によつて配設することもできる。
そして、 前記溝 3 1内における前記第 1、 第 2の摺動部材 3 2 . 3 3間に、 環 状の摺動溝 3 5が形成され、 該摺動溝 3 · 5内に、 キヤビティ空間 Cの外周縁を画 成するための前記堰部材 3 7が進退自在に配設され、 前記摺動溝 3 5内に収容さ れた付勢部材としてのスプリング 2 3によって、前記堰部材 3 7は、 可動金型 1
6側に向けて付勢される。 なお、 前記堰部材 3 7が摺動溝 3 5内から完全に抜け 出ないように、前記第 1、 第 2の摺動部材 3 2、 3 3には、堰部材 3 7を係止す るための図示されないストツバが形成される。 一方、前記可動金型 1 6の外周縁 部における固定金型 1 5と対向する面には、 前記堰部材 3 7の前端面 （図におい て左端面） を受けるための環状の当接部 2 6が形成されるとともに、該当接部 2
6の外周縁に段部 2 5が形成され、 該段部 2 5より径方向外方に、 所定の量だけ 固定金型 1 5側に突出させられた環状の突出部 2 9が形成される。 なお、 前記第
1、 第 2の摺動部材 3 2、 3 3及び堰部材 3 7によつて固定金型 1 5の一部が構 成される。
前記構成の圧縮成形機において、 初期状態で前記堰部材 3 7は所定の量だけ固 定金型 1 5の前端面から突出させられている。 そして、 型締用モータを駆動する ことによって可動金型 1 6を前進させ、型閉じを行うと、 第 2図に示されるよう に、 最初に当接部 2 6が堰部材 3 7の前端面に当接させられ、 前記堰部材 3 7よ り径方向内方にキヤビティ空間 Cが形成される。 さらに、 可動金型 1 6を所定の 量だけ前進させると、堰部材 3 7は、前記可動金型 1 6が前進させられた量だけ スプリング 2 3の付勢力に杭して後退 （図において右方向に移動） させられ、 摺 動溝 3 5内に進入させられ、前記スプリング 2 3の付勢力によって当接部 2 6に 押し付けられる。 なお、 この時点で、前記突出部 2 9は固定金型 1 5の前端面と 当接してない。
続いて、 前記射出ノズル 1 3から樹脂が射出され、 スプルー 1 9を通り、 キヤ ビティ空間 Cに充填される。 このとき、 堰部材 3 7は前記付勢力によって当接部 2 6に押し付けられているので、 樹脂がキヤビティ空間 Cから漏れ出すことはな い。
次に、 前記可動金型 1 6を更に前進させて型締めを行うと、 第 3図に示される ように、 堰部材 3 7が更に後退させられ、 突出部 2 9が固定金型 1 5の前端面と 当接させられる。 これに伴って、 コア 1 8がキヤビティ 1 7に向けて前進させら れ、 キヤビティ空間 C内の樹脂が圧縮される。 その後、 キヤビティ空間 C内の樹 脂は冷却されて成形品になる。
この場合、 キヤビティ空間 Cに充填された樹脂が圧縮されるので、 キヤビティ 空間 C内の樹脂の圧力分布が均一になり、 成形品に残留応力が残るのを抑制する ことができる。 したがって、成形品にそり等が発生するのを防止することができ 、 成形品の品質を向上させることができる。
続いて、前記可動金型 1 6を後退 （図において左方向に移動） させて型開きを 行うと、 成形品が可動金型 1 6に付着した状態で可動金型 1 6と共に後退させら れる。 そして、 可動金型 1 6内に配設された図示されないェジヱクタピンを前進 させることによって前記成形品を突き出すと、 該成形品は、 可動金型 1 6から離 型させられ、 金型装置 1 4から取り出される。
なお、 型開きが行われるのに伴って、 摺動溝 3 5内に進入していた堰部材 3 7 は、 可動金型 1 6側に向けて前進させられ、 初期状態と同じ量だけ固定金型 1 5 の前端面から突出させられる。
このように、 可動金型 1 6が進退させられ、型開閉が行われるのに伴って堰部 材 3 7が固定金型 1 5に対して進退させられ、 摺動溝 3 5内に進入させられたり 、 摺動溝 3 5から突出させられたりする。 したがって、 堰部材 3 7の進退に伴つ て、 第 1の摺動部材 3 2の外周面と堰部材 3 7の内周面とが、 また、 第 の摺動 部材 3 3の内周面と堰部材 3 7の外周面とが摺動させられる。
そこで、 金型装置 1 4を繰り返し使用したときに、 第 1の摺動部材 3 2の外周 面、堰部材 3 7の内周面、 第 2の摺動部材 3 3の内周面、 及び堰部材 3 7の外周 面から成る摺動面が摩耗することがないように、 前記第 1、 第 2の摺動部材 3 2 、 3 3及び堰部材 3 7を放電プラズマ焼結法によって製造するようにしている。 そのために、 耐摩耗性の材料から成る焼結用粉末が放電プラズマ焼結によって焼 結され、 固定金型 1 5及び可動金型 1 6のうちの少なくとも一方、本実施の形態 においては、 固定金型 1 5に所定の厚さの焼結部として第 1、 第 2の摺動部材 3 1、 3 3及び堰部材 3 7が形成される。
本実施の形態においては、前記第 1、 第 2の摺動部材 3 2、 3 3及び堰部材 3 7の全体が焼結部として形成されるようになっているが、 少なくとも、 前記摺動 面を焼結部として形成することもできる。
次に、 第し 第 2の摺動部材 3 2、 3 3、 堰部材 3 7等を放電ブラズマ焼結法 によって製造するための放電プラズマ焼結装置について説明する。 なお、 この場 合、 第 1、 第 2の摺動部材 3 2、 3 3、 堰部材 3 7等は、 焼結体として製造され る。
第 4図は本発明の第 1の実施の形態における放電ブラズマ焼結装置の概念図で ある。
図において、 4 1は放電プラズマ焼結装置、 2は円筒形の形状を有する密封 された筐 （きょう） 体であり、 該筐体 4 2内のチャンバ 4 3は、 真空発生源とし ての図示されない真空ポンプに接続され、該真空ポンプを作動させることによつ て真空にされる。 なお、 本実施の形態においては、 筐体 4 2内を真空にするよう になっているが、 筐体 4 2内にァルゴンガス等の不活性ガスを充填することもで きる。 そして、 前記筐体 4 2の壁内には、 図示されない冷却管が配設され、 該冷 却管内を図示されない冷却媒体としての冷却水が循環させられ、 前記チャンバ 4 3が冷却される。 また、 4 5は、 導電性の材料、 例えば、 グラフアイ卜から成る円筒状のダイで あり、該ダイ 4 5の上方及び下方に、導電性の材料、 例えば、 グラフアイ卜から 成る、 第 1、 第 2のパンチとしての棒状の上パンチ 4 6及び下パンチ 4 7が配設 される。 該上パンチ 4 6及び下パンチ 4 7は、 互いに対向させて配設され、 対向 面に製造しょうとする焼結体の形状に対応させて所定の図示されない凹凸が形成 される。 なお、前記ダイ 4 5、 上パンチ 4 6及び下パンチ 4 7によって焼結型 4 8が構成される。
また、 本実施の形態において、 ダイ 4 5、 上パンチ 4 6及び下パンチ 4 7は、 グラフアイ トによって形成されるが、 グラフアイトに代えて、 タングステン (W ) 、 モリブデン （M o ) 、 カーボン （C ) 等の融点が 1 1 0 0 〔°C〕 以上である 導電性の材料を使用することができる。
前記上パンチ 4 6より上方に第 1の電極としての上電極 5 1が、 前記下パンチ 4 7より下方に第 2の電極としての下電極 5 2がそれぞれ垂直方向に延在させて 配設される。
前記上電極 5 1及び下電極 5 2内にはそれぞれ図示されない冷却管が配設され 、 該冷却管内を前記冷却水が循環させられ、 上電極 5 1及び下電極 5 2を冷却す るとともに、 上パンチ 4 6及び下パンチ 4 7を介してダイ 4 5を間接的に冷却す る。 そして、 ダイ 4 5の所定の箇所に温度検出部としての図示されない温度セン ザが配設され、該温度センサによってダイ 4 5の温度が検出される。
また、前記上電極 5 1及び下電極 5 2は上下方向に移動自在に配設されるとと もに、前記上電極 5 1の上端及び下電極 5 2の下端に図示されない加圧機構が連 結され、前記加圧機構によって発生させられた加圧力が上電極 5 1及び下電極 5 2に伝達され、 上電極 5 1を下方に向けて、 下電極 5 2を上方に向けて移動させ る。
前記ダイ 4 5及び下パンチ 4 7によって形成された充填空間としての有底の充 填室 （本実施の形態においては、 焼結体の形状に対応させて環状に形成される。 ) 内には、 焼結用粉末 5 3が充填され、前記加圧機構を作動させ、 上電極 5 1及 び下電極 5 を移動させることによって、前記加圧力で焼結用粉末 5 3を加圧す ることができる。 なお、前記加圧機構の加圧用の駆動部としては、 サーボモ一夕 、 減速機等が使用されるが、 油圧シリンダ、 空圧シリンダ等を使用することもで きる。
そし.て、前記上電極 5 1及び下電極 5 2の位置を検出するために、 上電極 5 1 及び下電極 5 に隣接させて位置検出部としての図示されない位置センサが配設 され、 該位置センサによって上電極 5 1及び下電極 5 2の位置が検出される。 前記加圧機構によって所定の加圧力を発生させ、該加圧力を上電極 5 1及び下 電極 5 2に伝達するために、 また、 図示されない電源によって所定のパルスで所 定の電圧を前記上電極 5 1と下電極 5 2との間に印加するために図示されない制 御部が配設され、 該制御部と加圧機構及び電源とが接続される。
前記構成の放電プラズマ焼結装置 4 1において、 放電プラズマ焼結を行う場合 、 まず、 上電極 5 1を上方に移動させ、 上パンチ 4 6を上方に移動させてダイ 4 5の上端を開口させ、 前記充填室に所定の材料から成る焼結用粉末 5 3を充填す る。
続いて、 上パンチ 4 6及び上電極 5 1を下方に移動させ、 前記充填室を密閉し た後、 前記制御部の加圧処理手段は、 加圧処理を行い、 加圧機構を作動させて上 電極 5 1及び下電極 5 2を移動させ、 焼結用粉末 5 3を所定の加圧力で加圧する 。 そして、前記制御部の電圧印加処理手段は、 電圧印加処理を行い、 電源を作動 させて、 上電極 5 1と下電極 5 2との間を約 1 0分間パルス通電する。 そのため に、 上電極 5 1と下電極 5 2との間に、 例えば、 0 . 1〜5 〔V〕 の電圧が印加 され、 約 1 0 0 0〜8 0 0 0 〔A〕 の直流のパルス状の電流が流される。 なお、 本実施の形態においては、 直流のパルス状の電流が流されるようになっているが 、 矩 （く）形波、三角波、 台形波等の電流を流したり、 交番電流を流したりする こともできる。 さらに、一定の時間同じ値の電流を流すこともできる。
これに伴って、 焼結用粉末 5 3は加熱され、 約 5 0 0〜3 0 0 0 〔°C〕 の温度 になり、放電プラズマ焼結によって焼結され、焼結体になる。 この場合、 焼結用 粉末 5 3を構成する各粉末が互いに接触する点において熱が発生し、 各粉末同士 が接合する。 なお、 焼結用粉末 5 3の取扱性を良好にするために、 焼結用粉末 5 3に所定のバインダが添加されるが、 該バインダは前記パルス状の電流が流れる 際に吹き飛ばされる。 この場合、上電極 5 1 —上パンチ 4 6—焼結用粉末 5 3—下パンチ 4 7—下電 極 5 2から成る第 1の通電経路、 上電極 5 1 —上パンチ 4 6—ダイ 4 5—下パン チ 4 7—下電極 5 2から成る第 2の通電経路、 及び上電極 5 1 —上パンチ 4 6— 焼結用粉末'ダイ界面 （焼結用粉末 5 3とダイ 4 5との界面） 一下パンチ 4 7 - 下電極 5 2から成る第 3の通電経路が形成されるが、 第 1〜第 3の通電経路を流 れる電流を適正に制御することによって、焼結用粉末 5 3を適正に焼結すること ができる。
続いて、 わずかに遅れてダイ 4 5、 上パンチ 4 6及び下パンチ 4 7がジュール 熱によって加熱され、 焼結体が保温され、 その後、 冷却系から供給される冷却水 によって冷却されて焼結体が完成される。 このとき、焼結体を保温する時間は約 1 0〜5 3分にされ、 焼結体を冷却する時間は約 5 3分にされる。
続いて、 上パンチ 4 6及び上電極 5 1が上昇させられ、 前記充填室から焼結体 が取り出される。
ところで、 前記放電プラズマ焼結法においては、 充填室内に焼結用粉末 5 3を 充填し、焼結することによって焼結体を製造するようになっているので、 焼結用 粉末 5 3を一つの材料で構成すると、 一つの特性を有する焼結体を製造すること ができる。 また、 焼結用粉末 5 3を互いに特 I生が異なる少なくとも二つ以上の複 数の材料で構成し、 充填する際の各材料の分布を変更することによって、 各種の 特性を有する焼結体を製造することができる。 そして、 互いに摺動する摺動面を 、例えば、特性の異なる第 1、 第 2の材料により形成された第 1、 第 2の摺動面 によつて構成することができる。
さらに、 放電プラズマ焼結法を用いることによって、 金型装置 1 4の摺動面の ような比較的精度を高くする必要がある部分においても、 均一な厚さを有する摺 動面を容易に形成することができる。 また、 ホットプレス焼結法等の他の焼結法 と比べて昇温速度が高く、 短時間で焼結が可能であるだけでなく、 高密度の焼結 体を形成することができるので、 従来の摺動面に施されていためつき、 蒸着等の 被覆処理と比べ、 金型装置 1 4の耐久性及び耐摩耗性を高くすることができる。 次に、 第 1、 第 2の材料によって構成された焼結用粉末 5 3を焼結して製造さ れる堰部材 3 7 (第 2図） について説明する。 第 5図は本発明の第 1の実施の形態における堰部材の断面図である。
図において、 37は堰部材、 6 1は所定の特性を有する材料から成る第 1の層 としての基層、 6 2は耐摩耗性の高い材料から成る第 2の層としての最外側の層 、 すなわち、最外層、 63は耐摩耗性の高い材料から成る第 3の層としての最内 側の層、 すなわち、 最内層、 64は前記基層 6 1と最外層 62との間に形成され た第 1の傾斜層、 6 5は前記基層 6 1と最内層 6 3との間に形成された第 1の傾 斜層である。 前記第 1、 第 2の傾斜層 64、 6 5によって中間層が構成される。 なお、 本実施の形態においては、 基層 6 1、 最外層 6 2、 最内層 6 3及び第 1、 第 2の傾斜層 64、 6 5は、 隣接する層同士が焼結によって接合させて形成され 、 基層 6 1と第 1の傾斜層 64との間に第 1の結合面 S 1が、 基層 6 1と第 2の 傾斜層 6 5との間に第 2の結合面 S 2が、最外層 6 2と第 1の傾斜層 64との間 に第 3の結合面 S 3が、 最内層 6 3と第 2の傾斜層 6 5との間に第 4の結合面 S 4が形成される。
本実施の形態において、 基層 6 1は第 1の材料としての剛性及び靱 （じん） 性 の高い材料、 例えば、 S U S 304によって、最外層 6 1及び最内層 6 3は第 2 の材料としての耐摩耗性の高い材料、 例えば、窒化チタン （T i N) によって形 成される。 なお、 第 1の材料として SUS 304に代えて銅 (Cu) 、 チタン ( T i ) 等を使用したり、 第 2の材料として窒化チタンに代えて酸化チタン （T i 〇2 ) 、窒化ホウ素 （BN) 、窒化ジルコニウム （ZrN) 、 超硬合金 （WC/ C 0) 、 ボロンナイ トライ ド (ΒΝ) 、 キュービックボロンナイ トライ ド (CB Ν) 、 ジルコユア （酸化ジルコニウム Z r 02 ) 、 アルミナ （酸化アルミニウム A 12 03 ) 、 シリカ （二酸化珪 （けい） 素 S i 02 ) 、 チタニア （二酸化チタ ニゥム T i 02 ) 、窒化珪素 （S i 3 N4 ) 、酸化クロム （C r 0、 C r 2 03 、 C r 03 ) 、 コージライト等を使用することができる。
したがって、 金型装置 1 4 (第 2図） を繰り返し使用したときに、 堰部材 37 の内周面及び外周面から成る摺動面は、 前記最外層 6 2及び最内層 6 3に形成さ れるので、 摩耗するのを防止することができ、 金型装置 1 4の耐久性を向上させ ることができる。
また、 めっき、 蒸着等の被覆処理を行う必要がないので、 堰部材 37を製造す るための作業を簡素化することができるだけでなく、 堰部材 3 7を製造するのに 必要な時間を短くすることができる。 したがって、 金型装置 1 4のコストを低く することができる。
そして、前記最外層 6 2及び最内層 6 3を十分に厚くすることができるので、 基層 6 1の状態による影響を受けにくく、 例えば、 基層 6 1が熱膨張しても、 最 外層 6 2及び最内層 6 3が剥がれたり、最外層 6 2及び最内層 6 3に歪みが発生 したりすることがない。 したがって、 金型装置 1 4の耐久性を向上させることが できる。
さらに、堰部材 3 7が基層 6 1を有し、 該基層 6 1が剛性及び靱性の高い材料 によって形成されるので、 堰部材 3 7の剛性及び靱性を高くすることもできる。 本実施の形態において、 堰部材 3 7は、 基層 6 1、 最外層 6 2、 最内層 6 3及 び第 1、 第 2の傾斜層 6 4 . 6 5から成るが、 一つの耐摩耗性の高い材料、 例え ば、 窒化チタンによって形成することもできる。
また、 本実施の形態において、 基層 6 1は、 第 1の材料として、 剛性及び靱性 の高い材料によって形成されるようになっているが、 断熱性の高い材料、 例えば 、 ジルコニァ、 アルミナ等のセラミックスによって形成することもできる。 その 場合、 堰部材 3 7の断熱性を高くすることができるので、 キヤビティ空間 Cに充 填された樹脂の熱が堰部材 3 7を介して放散されるのを抑制することができる。 したがって、 成形品に残留応力が発生するのを防止することができ、 成形品の品 質を向上させることができる。
ところで、 第 1の材料としてセラミックスを使用した場合、 基層 6 1がセラミ ックスで形成されるのに対して、最外層 6 2及び最内層 6 3が金属で形成される 。 したがって、 この場合、 基層 6 1と最外層 6 2及び最内層 6 3とを直接接合さ せると、 温度変化によって結合部に無理な応力が生じるので、 接合性が悪く、 堰 部材 3 7に割れ、 反り等が発生してしまう。 そこで、 基層 6 1と最外層 6 2及び 最内層 6 3との間に形成される前記第 1、 第 2の傾斜層 6 4、 6 5を、 基層 6 1 、 最外層 6 2及び最内層 6 3を構成する材料、 例えば、 ジルコニァ及び窒化チ夕 ンがそれぞれ 5 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有する材料で形成するのが好ましい。 その場合、 基層 6 1と最外層 6 2及び最内層 6 3との接合性を向上させることが できるので、 基層 6 1と最外層 6 2及び最内層 6 3とが剥がれることがなくなる また、 第 1、 第 2の傾斜層 6 4、 6 5を、 更に多層構造にし、 ジルコユア及び 窒化チタンの含有率を、 段階的に又は連続的に変化させることができる。
次に、 第 1、 第 2の材料によって構成される焼結用粉末 5 3 (第 4図） を焼結 して製造される第 1の摺動部材 3 について説明する。
第 6図は本発明の第 1の実施の形態における第 1の摺動部材の断面図である。 図において、 3 2は第 1の摺動部材、 6 7は所定の特性を有する材料から成る 第 1の層としての基層、 6 8は耐摩耗性の高い材料から成る第 2の層としての最 外層である。 なお、 本実施の形態においては、 基層 6 7及び最外層 6 8は、 隣接 する層同士が焼結によって接合させて形成され、 基層 6 7と最外層 6 8との間に 結合面 S 1 1が形成される。
本実施の形態において、 基層 6 7は、 第 1の材料としての剛性及び靱性が高く 、 しかも、 固定金型 1 5 (第 2図） の本体を構成する材料と相性がよい材料によ つて、 最外層 6 8は第 2の材料としての耐摩耗性の高い材料によって形成される したがって、 金型装置 1 4を繰り返し使用したときに、 第 1の摺動部材 3 2の 外周面から成る摺動面は最外層 6 8に形成されるので、 摺動面が摩耗するのを防 止することができ、 金型装置 1 4の耐久性を向上させることができる。
また、 基層 6 7の材料と固定金型 1 5の本体を構成する材料とは相性がよいの で、 第 1の摺動部材 3 2の取付性を良好にすることができる。
ところで、前記堰部材 3 7の進退に伴って第 1の摺動部材 3 2の外周面が摺動 させられるので、前記第 1の摺動部材 3 2の外周面から成る摺動面は、 耐摩耗性 の高い材料で形成されるが、 この場合、堰部材 3 7の内周面から成る摺動面を構 成する材料の硬度と、 第 1の摺動部材 3 2の外周面から成る摺動面を構成する材 料の硬度とを異ならせることが好ましく、 例えば、 堰部材 3 7の最内層 6 3 (第 5図） が、 窒化チタンによって形成される場合、 第 1の摺動部材 3 2の最外層 6 8は窒化チタンより硬度が低い材料によって形成される。 なお、 第 1の摺動部材 3 2の外周面から成る摺動面によって第 1の摺動面が、 堰部材 3 7の内周面から 成る摺動面によつて第 1の摺動面が構成される。
したがって、 堰部材 3 7の内周面から成る摺動面を構成する材料の硬度と、 第 1の摺動部材 3 2の外周面から成る摺動面を構成する材料の硬度とで硬度差が形 成されるので、 堰部材 3 7と第 1の摺動部材 3 2との間においてかじりが発生す るのを防止することができる。
また、 第 1の摺動部材 3 、堰部材 3 7等のような摺動する部品同士に硬度差 を形成し、 交換が容易な部品を硬度が低い材料で形成することによって、 仮に摩 耗が生じても、部品を容易に交換することができるので、 金型装置 1 4の保守を 短時間で行うことができる。
次に、 第 1、 第 2の材料で焼結用粉末 5 3 (第 4図） を構成して製造される第 2の摺動部材 3 3について説明する。
第 7図は本発明の第 1の実施の形態における第 1の摺動部材の断面図である。 図において、 3 3は第 2の摺動部材、 7 1は所定の特性を有する材料から成る 第 1の層としての基層、 7 2は耐摩耗性の高い材料から成る第 2の層としての最 内層である。 なお、本実施の形態においては、 基層 7 1及び最内層 7 2は、 隣接 する層同士が焼結によって接合させて形成され、 基層 7 1と最内層 7 2との間に 結合面 S 2 1が形成される。
本実施の形態において、 基層 7 1は、 第 1の材料としての剛性及び靱性が高く 、 しかも、 固定金型 1 5 (第 2図） の本体を構成する材料と相性がよい材料によ つて、 最内層 7 2は第 2の材料としての耐摩耗性の高い材料によって形成される したがって、金型装置 1 4を繰り返し使用したときに、 第 2の摺動部材 3 3の 内周面から成る摺動面は最内層 7 に形成されるので、 摺動面が摩耗するのを防 止することができ、 金型装置 1 4の耐久性を向上させることができる。
また、 基層 7 1の材料と固定金型 1 5の本体を構成する材料とは相性がよいの で、 第 2の摺動部材 3 3の取付性を良好にすることができる。
そして、 同様に、堰部材 3 7の外周面から成る摺動面を構成する材料の硬度と 、 第 1の摺動部材 3 3の内周面から成る摺動面を構成する材料の硬度とを異なら せることが好ましく、 例えば、 堰部材 3 7 (第 5図） の最外層 6 2が、 窒化チタ ンによって形成される場合、 第 2の摺動部材 3 3の最内層 7 2は窒化チタンより 硬度が低い材料によって形成される。 なお、 堰部材 3 7の外周面から成る摺動面 によって第 1の摺動面が、 第 2の摺動部材 3 3の内周面から成る摺動面によって 第 2の摺動面が構成される。
したがって、 堰部材 3 7の外周面から成る摺動面を構成する材料の硬度と、 第 2の摺動部材 3 3の内周面から成る摺動面を構成する材料の硬度とで硬度差が形 成されるので、 堰部材 3 7と第 2の摺動部材 3 3との間においてかじりが発生す るのを防止することができる。
次に、 本発明の第 2の実施の形態について説明する。 なお、 第 1の実施の形態 と同じ構造を有するものについては、 同じ符号を付与することによつてその説明 を省略し、 同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効 果を援用する。
第 8図は本発明の第 1の実施の形態における圧縮成形機の型閉じ開始時の状態 を示す断面図である。
図において、 3 5は環状の摺動溝であり、 該摺動溝 3 5内における径方向内方 の周面に沿って、 摺動部 1 3 2が第 1の金型としての固定金型 1 5と一体に形成 される。 そして、 摺動溝 3 5内にキヤビティ空間 Cの外周緣を画成するための環 状の堰部材 3 7が進退 （図において左右方向に移動） 自在に配設され、 堰部材 3 7の進退に伴って、摺動面を構成する摺動部 1 3 2の外周面と堰部材 3 7の内周 面とが摺動させられる。 なお、 固定金型 1 5の本体の内周面と堰部材 3 7の外周 面との間にわずかな間隙 （げき） が形成され、 固定金型 1 5の本体の内周面と堰 部材 3 7の外周面とは摺動させられない。
そして、 固定金型 1 5及び堰部材 3 7は放電プラズマ焼結法によって製造され る。 このようにして、 固定金型 1 5に所定の厚さの焼結部として摺動部 1 3 2及 び堰部材 3 7が形成される。 '
次に、 本発明の第 3の実施の形態について説明する。 なお、 第 1の実施の形態 と同じ構造を有するものについては、 同じ符号を付与することによつてその説明 を省略し、 同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効 果を援用する。 第 9図は本発明の第 3の実施の形態における射出成形機の要部を示す断面図で ある。
図において、 7 4は第 1の金型としての固定金型 1 5に形成された流路であり 、 該流路 7 4を図示されない温調器から供給された温調媒体としての温調水が流 され、 固定金型 1 5が冷却される。 なお、 第 2の金型としての可動金型 1 6にも 同様に図示されない流路が形成され、 流路を温調水が流され、可動金型 1 6が冷 却される。
また、 7 6はキヤビティ 1 7の内周面に形成されたほぼ円錐 （すい） 形の形状 を有する表層部であり、 該表層部 7 6は、 キヤビティ 1 7の前端 （図において左 端） の内周面に形成された摺動部 7 7及び該摺動部 7 7以外の非摺動部 7 8から 成る。 そして、 7 9はコア 1 8の後端 （図において左端） の外周面に形成された 環状の摺動部である。
本実施の形態においては、 固定金型 1 5及び可動金型 1 6の全体が放電プラズ マ焼結法によって形成され、 固定金型 1 5及び可動金型 1 6によって所定の厚さ の焼結部が構成される。
したがって、 摺動部 7 7及び摺動部 7 9を耐摩耗性の高い材料で形成すること によって、 摺動部 7 7の内周面及び摺動部 7 9の外周面から成る摺動面が摩耗す るのを防止することができ、 金型装置 1 4の耐久性を向上させることができる。 また、 非摺動部 7 8を熱伝導性の高い材料で形成することによって、 キヤビティ 空間 C内の成形材料としての図示されない樹脂の熱が非摺動部 7 8を介して流路 7 4内の温調水に良好に伝達されるので、 キヤビティ空間 Cの樹脂を迅速に冷却 することができる。
なお、 前記表層部 7 6及び摺動部 7 9に対応する領域だけを放電プラズマ焼結 法によって形成し、 表層部 7 6及び摺動部 7 9によって所定の厚さの焼結部を構 成することもできる。 この場合、 前記表層部 7 6は、 固定金型 1 5の少なくとも 一部を構成する第 1の型部材として、前記摺動部 7 9は、 可動金型 1 6の少なく とも一部を構成する第 2の型部材として形成される。 そして、 第 1、 第 2の型部 材は、 入れ子として、 それぞれ固定金型 1 5及び可動金型 1 6にセッ卜される。 また、 固定金型 1 5の一部及び可動金型 1 6の一部をそれぞれ別体にし、 別体 にされた各部分、 並びに表層部 7 6及び摺動部 7 9に対応する領域を放電プラズ マ焼結法によって形成し、 別体にされた各部分、 並びに表層部 7 6及び摺動部 7 9によって所定の厚さの焼結部を構成することができる。 この場合、 固定金型 1 5において別体にされた部分及び表層部 7 6は、 固定金型 1 5の少なくとも一部 を構成する第 1の型部材として、 可動金型 1 6において別体にされた部分及び摺 動部 7 9は、可動金型 1 6の少なくとも一部を構成する第 2の型部材として形成 される。 そして、 第 1、 第 2の型部材は、 入れ子として、 それぞれ固定金型 1 5 及び可動金型 1 6にセットされる。
次に、本発明の第 4の実施の形態について説明する。 なお、 第 1の実施の形態 と同じ構造を有するものについては、 同じ符号を付与することによつてその説明 を省略し、 同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効 果を援用する。
第 1 0図は本発明の第 4の実施の形態における射出成形機の要部を示す断面図 である。
図において、 8 2は第 1の金型としての固定金型 1 5における所定の複数箇所 に形成された円形の第 1の案内部としての案内溝、 8 3は、 型開閉が行われるの に伴って第 2の金型としての可動金型 1 6が進退 （図において左右方向に移動） させられるのに伴い、 案内溝 8 2内に嵌 （かん） 入される第 2の案内部としての 案内口ッドである。 なお、該案内口ッド 8 3は可動金型 1 6の一部を構成する型 部材である。
この場合、前記案内ロッド 8 3は、 可動金型 1 6内に埋設された第 1の部分と しての埋設部 8 4、 及び可動金型 1 6の前端 （図において右端） から前方 （図に おいて右方） に向けて突出させられ、 前記案内溝 8 2内に嵌入される摺動部 8 5 を備える。
金型装置 1 4を繰り返し使用したときに、 摺動部 8 5の外周面から成る摺動面 が摩耗することがないように、 案内ロッド 8 3を放電プラズマ焼結法によって製 造し、 少なくとも前記摺動面を耐摩耗性の材料によって形成するようにしている 。 このようにして、 可動金型 1 6に所定の厚さの焼結部として案内ロッド 8 3が 形成される。 したがって、 前記摺動面が摩耗するのを防止することができ、 金型 装置 1 4の耐久性を向上させることができる。
また、前記埋設部 8 4は、 可動金型 1 6の本体と相性がよい材料によって形成 される。 したがって、 案内ロッド 8 3の可動金型 1 6に対する取付け性を向上さ せることができる。
次に、 成形品として、 入射部から放射部まで光を案内する導光板、 光を回祈す るのに使用される回折格子、 ディスク基板等のように、表面に微細パターンを有 する成形品を成形するための本発明の第 5の実施の形態について説明する。 なお 、 第 1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、 同じ符号を付与するこ とによってその説明を省略し、 同じ構造を有することによる発明の効果について は同実施の形態の効果を援用する。
第 1 1図は本発明の第 5の実施の形態における射出成形機の型閉じを開始する 前の状態を示す断面図、 第 1 2図は本発明の第 5の実施の形態における射出成形 機の型締め時の状態を示す断面図である。
この場合、 1 4は金型装置、 1 5は第 1の金型としての固定金型、 1 6は第 2 の金型としての可動金型、 1 5 1は受け板、 1 5 2は該受け板 1 5 1によって支 持された型部材としての入れ子構造体、 1 5 3は該入れ子構造体 1 5 2の周囲に 配設された型板である。
前記入れ子構造体 1 5 2は、 受け板 1 5 1によって支持される第 1の入れ子と しての基部 1 5 4、 及び該基部 1 5 4の前端面 （図において左端面） を覆って、 基部 1 5 4に対して着脱自在に取り付けられた第 2の入れ子としてのスタンパ 1 5 5、 及びボルト b 1によって型板 1 5 3に固定され、 前記スタンパ 1 5 5の外 周縁においてスタンパ 1 5 5を基部 1 5 4に取り付けるスタンパ抑え 1 5 6を備 える。 前記スタンパ 1 5 5における可動金型 1 6と対向する表面には、 複数のピ ットから成る図示されない微細パターンが形成される。 なお、前記スタンパ 1 5 5の内周縁は、 図示されないスタンパ押えによって固定されている。
また、 前記基部 1 5 4は、 所定の特性を有する材料から成り、 第 1の層として の基層を構成する本体部 1 5 7、 及び本体部 1 5 7の前方 （図において左方） に 所定の厚さで形成され、 他の所定の特性を有する材料から成り、 第 2の層として の最外層を構成する接触部 1 5 8カヽら成る。 そして、前記本体部 1 5 7と接触部 1 5 8との間に結合面が構成される。
第 2の金型としての可動金型 1 6が前進 （図において右方向に移動） させられ て、 第 1 2図に示されるように型締めが行われると、 固定金型 1 5と可動金型 1 6との間に複数のキヤビティ空間 Cが形成される。 そして、 該キヤビティ空間 C に成形材料としての図示されない樹脂が充填され、 冷却されると、 これに伴って 、 スタンパ 1 5 5の表面に形成された前記微細パターンが樹脂に転写され、 キヤ ビティ空間 C内の樹脂は成形品になる。 なお、 ディスク基板を成形するための金 型装置 1 4においては、 固定金型 1 5と可動金型 1 6との間に、 円形の形状を有 する一つのキヤビティ空間 Cが形成される。
ところで、 射出工程において、 前記樹脂は、 高温の溶融させられた状態でキヤ ビティ空間 Cに充填され、 冷却工程において、 キヤビティ空間 C内の樹脂は固化 するのに十分なだけ冷却される。 そのため、 キヤビティ空間 Cに臨ませて配設さ れたスタンパ 1 5 5は、 樹月旨の熱の影響を受け、 射出工程において加熱され、 膨 張させられ、 冷却工程において冷却され、 収縮させられる。
その結果、 成形サイクルごとにスタンパ 1 5 5が膨張及び収縮させられ、 スタ ンパ 1 5 5の後端面 （図において右端面） 及び基部 1 5 4の前端面が、 接触面を 構成するとともに、 摺動面になり、 スタンパ 1 5 5の後端面と基部 1 5 4の前端 面とが摺動してしまう。
そこで、 スタンパ 1 5 5の後端面と基部 1 5 4の前端面とが摺動によって摩耗 することがないように、 前記基部 1 5 4を放電プラズマ焼結法によって製造する ようにしている。 この場合、 基部 1 5 4によって所定の厚さの焼結部が構成され る。
本実施の形態において、 本体部 1 5 7は第 1の材料としての剛性及び靱性の高 い材料、 例えば、 S U S 3 0 4によって、 接触部 1 5 8は第 2の材料としての耐 摩耗性の高い材料であるセラミックス、 例えば、 窒化チタン ( T i N ) によって 形成される。 なお、 第 1の材料として S U S 3 0 4に代えて銅 （C u ) 、 チタン ( T i ) 等を使用したり、 第 2の材料として窒化チタンに代えて酸化チタン （T i〇2 ) 、 窒化ホウ素 （B N ) 、 窒化ジルコニウム （Z r N ) 、 超硬合金 （WC / C o ) , ボロンナイトライド （B N ) 、 キュービックボロンナイ トライ ド （C B N ) 、 ジルコユア （酸化ジルコニウム Z r 0 2 ) 、 アルミナ （酸化アルミニゥ ム A 1 2 〇3 ) 、 シリカ （二酸化珪素 S i 0 2 ) 、 チタニア （二酸化チタニウム T i 0 2 ) 、窒化珪素 （S i 3 N 4 ) 、酸化クロム （C r O、 C r 2 〇3 、 C r 〇3 ) 、 コ一ジライ ト等を使用することができる。
したがって、 金型装置 1 4を繰り返し使用したときに、 接触部 1 5 8の前端面 から成る接触面が摩耗するのを防止することができ、金型装置 1 4の耐久性を向 上させることができる。
また、 めっき、 蒸着等の被覆処理を行う必要がないので、 入れ子構造体 1 5 2 を製造するための作業を簡素化することができるだけでなく、 入れ子構造体 1 5 2を製造するのに必要な時間を短くすることができる。 したがって、 金型装置 1 4のコストを低くすることができる。
そして、前記接触部 1 5 8を十分に厚くすることができるので、 本体部 1 5 7 の状態による影響を受けにくく、例えば、 本体部 1 5 7が熱膨張しても、 接触部 1 5 8が剥がれたり、 接触部 1 5 8に歪みが発生したりすることがない。 したが つて、 金型装置 1 4の耐久性を向上させることができる。
さらに、 入れ子構造体 1 5 2が本体部 1 5 7を有し、 該本体部 1 5 7が剛性及 び靱性の高い材料によって形成されるので、 入れ子構造体 1 5 2の剛性及び靱性 を高くすることもできる。
本実施の形態において、 入れ子構造体 1 5 2は、本体部 1 5 7及び接触部 1 5 8から成るが、 一つの耐摩耗性の高い材料、例えば、窒化チタンによって形成す ることもできる。
また、 本実施の形態において、 本体部 1 5 7は、第 1の材料として、 剛性及び 靱性の高い材料によって形成されるようになっているが、本体部 1 5 7を熱伝導 性の高い材料で形成することによって形成することもできる。 その場合、 キヤビ ティ空間 C内の樹脂の熱が接触部 1 5 8及び本体部 1 5 7を介して図示されない 流路内の温調媒体としての温調水に良好に伝達されるので、 キヤビティ空間 C内 の樹脂を迅速に冷却することができる。
なお、 前記接触部 1 5 8に対応する領域だけを放電プラズマ焼結法によって形 成し、 接触部 1 5 8によって所定の厚さの焼結部を構成することもできる。 この 場合、前記接触部 1 5 8は、 固定金型 1 5の少なくとも一部を構成する型部材と して形成される。 そして、型部材は、 入れ子として固定金型 1 5にセッ卜される また、 本体部 1 5 7の一部を別体にし、 別体にされた部分及び接触部 1 5 8に 対応する領域を放電ブラズマ焼結法によつて形成し、 別体にされた部分及び接触 部 1 5 8によって所定の厚さの焼結部を構成することができる。 この場合、 固定 金型 1 5において別体にされた部分及び接触部 1 5 8は、 固定金型 1 5の少なく とも一部を構成する型部材として形成される。 そして、型部材は、 入れ子として 固定金型 1 5にセットされる。
ところで、 第 1の材料として S U S 3 0 4を、 第 2の材料として窒化チ夕ンを 使用した場合、本体部 1 5 7が金属で形成されるのに対して、接触部 1 5 8がセ ラミックスで形成されることになるので、本体部 1 5 7と接触部 1 5 8とを直接 接合させると、 温度変化によって結合部に無理な応力が生じ、 基部 1 5 4に割れ 、 反り等が発生してしまう。
そこで、 本体部 1 5 7と接触部 1 5 8との間に中間層を形成するようにした、 本発明の第 6の実施の形態について説明する。 なお、 第 5の実施の形態と同じ構 造を有するものについては、 同じ符号を付与することによってその説明を省略し 、 同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用 する。
第 1 3図は本発明の第 6の実施の形態における射出成形機の型閉じを開始する 前の状態を示す断面図である。
図に示されるように、 第 1の入れ子としての基部 1 5 4は、 所定の特性を有す る第 1の材料から成り、 第 1の層としての基層を構成する本体部 1 5 7、 他の所 定の特性を有する第 2の材料から成り、 第 2の層としての最外層を構成する接触 部 1 5 8、 及び本体部 1 5 7と接触部 1 5 8との間に配設され、 第 3の層として の中間層を構成する傾斜層 1 5 9を有する。
該傾斜層 1 5 9は、 本体部 1 5 7及び接触部 1 5 8を構成する第 1、 第 2の材 料、 例えば、 S U S 3 0 4及び窒化チタンをそれぞれ 5 0 〔重量％〕 の含有率で 含有する材料で形成するのが好ましい。 その場合、本体部 1 5 7と傾斜層 1 5 9 との接合性及び傾斜層 1 5 9と接触部 1 5 8との接合性を向上させることができ るので、 本体部 1 5 7と傾斜層 1 5 9とが、 また、 傾斜層 1 5 9と接触部 1 5 8 とが剥がれることがなくなる。 したがって、基部 1 5 4に割れ、 反り等が発生す ることがない。
また、 前記傾斜層 1 5 9を、 更に多層構造にし、本体部 1 5 7側から接触部 1 5 8まで、 S U S 3 0 4及び窒化チタンの含有率を、 段階的に又は連続的に変化 させることもできる。
その場合、 例えば、 傾斜層 1 5 9は、 S U S 3 0 4及び窒化チタンが、 それぞ れ、 9 0、 1 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有される層、 8 0、 2 0 〔重量0 /0〕 の含 有率で含有される層、 7 0、 3 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有される層、 6 0、 4 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有される層、 5 0、 5 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有さ れる層、 4 0、 6 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有される層、 3 0、 7 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有される層、 2 0、 8 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有される層、 1 0 、 9 0 〔重量0 /0〕 の含有率で含有される層から成る。
このように、 傾斜層 1 5 9を更に多層構造にすると、 基層と最外層との接合性 を一層向上させることができる。
なお、 本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、 本発明の趣旨に基 づいて種々変形させることが可能であり、 それらを本発明の範囲から排除するも のではない。 産業上の利用可能性
この発明は、 成形品を成形するための成形機に利用することができる。

Claims

I . ( a ) 第 1の金型と、
( b ) 該第 1の金型に対して進退自在に配設された第 の金型とを有するととも に、
( c ) 該第 1、 第 2の金型のうちの少なくとも一方の金型は所定の厚さの焼結部 を備えることを特徴とする金型装置。
2 . 前記焼結部は少なくとも摺動面に形成される請求項 1に記載の金型装置。
3 . 前記焼結部は、 少なくとも基求部と入れ子との接触面に形成される請求項 1に 記載の金型装置。
の
4 . 前記焼結部は、 焼結粉末を焼結することによって形成され、 第 1の材料から 成る基層、 及び第 2の材料から成る最外層を備える請求項 1〜 3のいずれか 1項 囲
に記載の金型装置。
5 . 前記第 1、 第 2の材料は、 互いに異なる特 I生を有する請求項 4に記載の金型 装置。
6 . 前記第 2の材料は耐摩耗性の高い材料である請求項 5に記載の金型装置。
7 . 前記基層と最外層との間に、 第 1、 第 2の材料を所定の含有率で含有する材 料から成る中間層が形成される請求項 4に記載の金型装置。
8 . 前記中間層において基層側から最外層まで、 第 1、 第 2の材料の含有率が変 化させられる請求項 7に記載の金型装置。
9 . 前記摺動面は互いに異なる特 I、生を有する材料によって形成された第 1、 第 2 の摺動面から成る請求項 2に記載の金型装置。
1 0 . 基層を構成する粉末、 及び最外層を構成し、 耐摩耗性の材料から成る粉末 を放電ブラズマ焼結によつて焼結することにより金型装置を形成することを特徴 とする金型装置の製造方法。
I I . ( a ) 可動金型を固定金型に向けて前進させることによって、 可動金型及 び固定金型のうちの少なくとも一方の金型に形成された焼結部を他方の金型に対 して摺動させ、 前記可動金型と固定金型との間に、成形材料を充填するためのキ ャビティ空間を形成する工程と、 (b) 前記キヤビティ空間に成形材料を充填する工程と、
( c ) 前記キヤビティ空間に充填された成形材料を冷却する工程と、
( d )前記可動金型を前記固定金型から離れる方向に後退させる工程とを備える ことを特徴とする成形方法。
1 2. 可動金型及び固定金型のうちの少なくとも一方の金型に備えられ、 微細パ ターンが形成されたスタンパによつて成形品を成形する成形方法において、
(a) 可動金型を固定金型に向けて前進させる工程と、
(b) 前記可動金型と固定金型との間に、 成形材料を充填するためのキヤビティ 空間を形成する工程と、
(c) 前記キヤビティ空間に成形材料を充填させ、 前記スタンパを、 前記一方の 金型におけるスタンパとの接触面に接触させた状態で膨張させる工程と、
(d) 前記キヤビティ空間に充填された成形材料を冷却し、 前記スタンパを、 前 記接触面に接触させた状態で収縮させる工程と、
(e)前記可動金型を前記固定金型から離れる方向に後退させる工程とを備える ことを特徴とする成形方法。
1 3. 請求項 1 1又は 1 2に記載の成形方法によって成形される成形品。
1 4. 請求項 1〜 3のいずれか 1項に記載の金型装置を備えた成形機。
PCT/JP2003/013295 2002-10-17 2003-10-17 金型装置及びその製造方法、成形方法、成形品並びに成形機 WO2004035285A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003301421A AU2003301421A1 (en) 2002-10-17 2003-10-17 Metal mold device, method of manufacturing the metal mold device, molding method, molded product, and molding machine
US10/531,093 US20060051453A1 (en) 2002-10-17 2003-10-17 Metal mold device method of manufacturing the metal mold device . molding method molded product and molding machine
JP2004544977A JPWO2004035285A1 (ja) 2002-10-17 2003-10-17 金型装置及びその製造方法、成形方法、成形品並びに成形機
EP03756666A EP1563976A4 (en) 2002-10-17 2003-10-17 METAL MOLDING DEVICE, METHOD FOR PRODUCING THE METAL MOLDING DEVICE, METHOD FORMING, MOLDING AND MOLDING MACHINE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002303293 2002-10-17
JP2002-303293 2002-10-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004035285A1 true WO2004035285A1 (ja) 2004-04-29

Family

ID=32105070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/013295 WO2004035285A1 (ja) 2002-10-17 2003-10-17 金型装置及びその製造方法、成形方法、成形品並びに成形機

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20060051453A1 (ja)
EP (1) EP1563976A4 (ja)
JP (1) JPWO2004035285A1 (ja)
KR (1) KR100566077B1 (ja)
CN (1) CN100415476C (ja)
AU (1) AU2003301421A1 (ja)
TW (1) TWI230119B (ja)
WO (1) WO2004035285A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI252151B (en) * 2003-07-25 2006-04-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd The cavity and injection mold of light guide plate
US20050116387A1 (en) * 2003-12-01 2005-06-02 Davison Peter A. Component packaging apparatus, systems, and methods
ITTO20040697A1 (it) * 2004-10-11 2005-01-11 Incos Spa Apparecchiatura e procedimento per lo stampaggio mediante inietto-compressione di articoli di materia plastica a due componenti
WO2006123703A1 (ja) * 2005-05-19 2006-11-23 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. ディスク成形用金型、その製造方法及び金型部品
JP5791950B2 (ja) * 2011-04-25 2015-10-07 セーラー万年筆株式会社 金型及び筆記用具の製造方法
JP6178628B2 (ja) * 2013-06-05 2017-08-09 神戸セラミックス株式会社 断熱金型及びその製造方法
CN106903845A (zh) * 2015-12-22 2017-06-30 天津亿阔金属制品有限公司 一种用于注塑成型的设备
CN116748486B (zh) * 2023-06-19 2024-04-05 永康市凯茗工贸有限公司 一种铝合金结构件压铸模具

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707717A (en) * 1991-10-29 1998-01-13 Tdk Corporation Articles having diamond-like protective film
JPH10201264A (ja) * 1997-01-14 1998-07-31 Asmo Co Ltd 超音波モータのステータ及びその製造方法
JPH10230524A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Hitachi Ltd 光ディスク基板の成形型および製造方法
JPH11217227A (ja) * 1998-01-29 1999-08-10 Asahi Optical Co Ltd モールド成形用型，その作製方法，及び作製装置
JPH11240023A (ja) * 1998-02-24 1999-09-07 Idemitsu Petrochem Co Ltd 成形用金型および軽量樹脂成形品の成形方法
JPH11291292A (ja) * 1998-04-06 1999-10-26 Sony Corp 成形金型
JP2002192565A (ja) * 2000-12-26 2002-07-10 Sekisui Chem Co Ltd 射出成形用金型

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3286312A (en) * 1965-03-29 1966-11-22 Little Inc A Refractory coated casting mold
JPS6046213A (ja) * 1983-04-22 1985-03-13 Takeo Nakagawa 真空成形型の製作法
JPS62181118A (ja) * 1986-02-05 1987-08-08 Showa Denko Kk 成形用金型
US5516470A (en) * 1991-03-05 1996-05-14 Aga Aktiebolag Method of tempering a molding tool
JP3205363B2 (ja) * 1991-10-29 2001-09-04 ティーディーケイ株式会社 ダイヤモンド様薄膜保護膜を有する金型
JPH05278077A (ja) * 1992-04-02 1993-10-26 Fuji Electric Co Ltd トランスファモールド金型
JP2805422B2 (ja) * 1992-09-22 1998-09-30 株式会社エノモト 金型用柱状案内具
US6164953A (en) * 1998-03-12 2000-12-26 Patent Holding Company Method and mold to make plastic articles having reduced surface defects and assembly for use therein

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707717A (en) * 1991-10-29 1998-01-13 Tdk Corporation Articles having diamond-like protective film
JPH10201264A (ja) * 1997-01-14 1998-07-31 Asmo Co Ltd 超音波モータのステータ及びその製造方法
JPH10230524A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Hitachi Ltd 光ディスク基板の成形型および製造方法
JPH11217227A (ja) * 1998-01-29 1999-08-10 Asahi Optical Co Ltd モールド成形用型，その作製方法，及び作製装置
JPH11240023A (ja) * 1998-02-24 1999-09-07 Idemitsu Petrochem Co Ltd 成形用金型および軽量樹脂成形品の成形方法
JPH11291292A (ja) * 1998-04-06 1999-10-26 Sony Corp 成形金型
JP2002192565A (ja) * 2000-12-26 2002-07-10 Sekisui Chem Co Ltd 射出成形用金型

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1563976A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040034500A (ko) 2004-04-28
CN100415476C (zh) 2008-09-03
TWI230119B (en) 2005-04-01
CN1705548A (zh) 2005-12-07
AU2003301421A1 (en) 2004-05-04
EP1563976A4 (en) 2009-04-22
EP1563976A1 (en) 2005-08-17
US20060051453A1 (en) 2006-03-09
KR100566077B1 (ko) 2006-03-30
TW200406295A (en) 2004-05-01
JPWO2004035285A1 (ja) 2006-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4459168B2 (ja) 射出装置及び射出装置の加熱方法
JP6838865B2 (ja) 射出成形装置および射出成形方法
WO2004035285A1 (ja) 金型装置及びその製造方法、成形方法、成形品並びに成形機
JP6094600B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
JP2015517934A (ja) 層加熱部を有するダイインサート、該ダイインサートを有する成形プレート、及び該ダイインサートを動作させるための方法
TWI358095B (en) Plastic molding machine and plastic molding method
KR100509410B1 (ko) 금형 및 그 제조방법
WO2007007779A1 (ja) 成型装置とその製造方法、及び成型方法
JP6354780B2 (ja) 射出成形装置および射出成形方法
JP6094601B2 (ja) 射出成形装置
US20090232930A1 (en) Disk Molding Mold, Mirror Surface Disk, and Method of Manufacturing Mirror Surface Disk
JP6332318B2 (ja) 射出成形装置および射出成形方法
JP2004050825A (ja) 金型
JP6094607B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
JPWO2005084910A1 (ja) ディスク成形用金型、調整部材及びディスク基板の成形方法
JP6094603B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
JP6056887B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
JP2006341581A (ja) 成型装置とその製造方法、及び成型方法
TWI386937B (zh) Disc forming mold and mirror plate
JP6056886B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
JP6056878B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
JP6094608B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
EP1955834A1 (en) Mold device and mirror plate
JP6094602B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
JP2016128238A (ja) 射出成形装置及び射出成形方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004544977

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003756666

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006051453

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10531093

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20038A15979

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003756666

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10531093

Country of ref document: US