WO2017169830A1 - ガス排出供給構造体 - Google Patents

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敏雄 満嶋
久 中島
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Definitions

  • the present invention relates to a gas discharge supply structure.
  • This gas discharge supply structure has a slit that forms a gas flow path, and the gas discharge supply path serving as the slit has a groove width and length so that the resin does not flow into the gas discharge supply structure on the product surface.
  • a plate provided with a plurality of gas discharge supply passages having a wide cross section at a depth away from the product surface is positioned using a bolt or a pin.
  • the thickness of the plate forming the gas discharge supply structure is set to be thick in consideration of deformation of the gas discharge supply path constituting plate due to machining or molding pressure.
  • the ratio of the gas discharge supply path width / plate thickness is reduced to reduce the number of laminated plates at a constant thickness.
  • the position of the resin merging and the position of the gas discharge path do not coincide with each other, and it is necessary to change the stack thickness in order to adjust this. Furthermore, because of the structure having bolt fastening and positioning pins, when assembling the structure into the mold, assembly work or positioning work of the structure itself is required. In addition, since the gas discharge supply path is extended deeper than the product surface, the gas residue is easy to collect, and it is difficult to remove the gas residue even when cleaning is performed.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and has an object to provide a gas discharge supply structure from a wide range of 3D shapes having an efficient high aperture ratio that can easily discharge the gas in the cavity.
  • a gas discharge supply structure includes a main body and a porous portion integrated with the main body, and the main body includes a plurality of gas discharge supply paths, and the plurality of gas discharge supply paths has one end thereof. Is communicated with the porous portion, and at the other end, at least two or more gas discharge supply paths are aggregated to form a single path and open to the outside of the main body.
  • the main body may be formed of a porous metal that is denser than the porous portion, and the inner surface of the gas discharge supply path may be a smooth surface finished by NC processing. .
  • interval with the opposite side surface be 1 mm or more and 5 mm or less. If it is less than 1 mm, the rigidity to withstand the pressure of the molten resin filled in the mold is insufficient. On the other hand, when it exceeds 5 mm, gas discharge supply efficiency falls.
  • the gas By forming a groove in the communication part between the gas discharge supply path and the porous part, when the molding resin passes, the gas can be withdrawn sequentially from various places, and a wide range of gases can be efficiently discharged. can do.
  • the gas discharge and supply structure incorporated in the injection mold has a strength that can withstand the resin pressure, and near the end of the one-way flow of the resin and the counter flow over the entire mass production period. In the vicinity of the merging position, the gas in the cavity is easily discharged to have a high aperture ratio from the inlet to the outlet.
  • FIG. 1 is a schematic external view of an embodiment of a gas discharge supply structure according to the present invention.
  • the gas discharge supply structure 1 of the present embodiment has a main body 2 and a porous portion 3 integrated with the main body 2, and a plurality of gas discharge supply paths 4 are formed in the main body 2.
  • One end of each of the plurality of gas discharge supply passages 4 communicates with the porous portion 3, and the other end has at least two gas discharge supply passages 4 aggregated to form a single passage 5, which is outside the main body 2. Opened.
  • FIG. 1 A gas discharge supply structure according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the gas discharge supply structure 1 of the present embodiment has a main body 2 and a porous portion 3 integrated with the main body 2, and a plurality of gas discharge supply paths 4 are formed in the main body 2.
  • One end of each of the plurality of gas discharge supply passages 4 communicates with the porous portion 3, and the other end has at least two gas discharge supply passages 4 aggregated to form a single passage 5, which is outside the main body 2. Opened.
  • the gas discharge supply structure 1 has a wide range through a plurality of gas discharge supply passages 4 even if the outer surface, particularly the outer surface of the porous portion 3 has a curved surface that conforms to the product shape. Gas can be exhausted and supplied from the site.
  • the main body 2 is formed of a porous metal denser than the porous portion 3, and the inner side surface 4a of the gas discharge supply path 4 is a smooth surface finished by NC processing (not shown).
  • NC processing not shown
  • the distance between the communication side surface 3a of the porous portion 3 and the plurality of gas discharge supply paths 4 and the opposite side surface 3b is about 4 mm. Further, a groove 6 is formed in the communication part between the gas discharge supply path 4 and the porous part 3.
  • the gas discharge supply structure 1 of the present embodiment as described above can be manufactured by the following process. 1. Squeezing A metal powder as a material for the gas discharge supply structure 1 is laminated on the modeling / processing table to a thickness of 0.05 mm. 2. Laser Sintering Next, the metal powder, which is the material of the gas discharge supply structure 1 laminated on the modeling / processing table, is irradiated with laser, and the metal powder is sintered into a product shape and joined to the modeling / processing table. When the sintering is finished, a metal powder material having a thickness of 0.05 millimeters is provided as a next layer by squeezing. The metal powder is again sintered with a laser and laminated. 1 above.
  • the gas discharge supply structure 1 is obtained as a unitary structure of the main body 2 and the porous portion 3. Moreover, since any complicated internal shape can be formed in the manufacturing process, the gas discharge supply path 4 can be formed as an internal shape of the main body 2 and provided with a smooth surface 4a finished by NC processing.
  • Resins for injection molding using the above molds are polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polybutylene-ethylene terephthalate (PBT-PET copolymer resin), polyether ether ketone (PEEK resin), polyphenylene.
  • PVC polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PBT-PET copolymer resin polyether ether ketone
  • PEEK resin polyphenylene.
  • Thermosetting resins such as phenol resin (PF), epoxy resin (EP), diallyl phthalate resin (PDAP), silicone resin (SI), polyimide resin (PI), melamine resin (MF), urea resin (UF) It is.
  • inorganic fillers such as carbon fibers, glass fibers, glass beads, and talc may be appropriately blended with these thermoplastic resins and thermosetting resins.
  • blend organic fillers such as a cellulose nanofiber suitably.

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Abstract

【課題】キャビティー内のガスを容易に排出できる効率の良い高い開口率を有し、３Ｄ形状の広範囲の部位からガス排出供給構造体を提供する。 【解決手段】　ガス排出供給構造体１は、本体２とこの本体２と一体な多孔質部３、を有し、本体２には複数のガス排出供給路４が形成され、複数のガス排出供給路４はその一端が多孔質部３に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出供給路４が集約されて単一の経路５を形成して本体２外側に開放される。本体２は多孔質部３よりも密な多孔質金属によって形成されており、またガス排出供給路４内側面４ａは図示しないＮＣ加工で仕上げられた平滑面とされている。これによって精密にガス流路断面Ｘの変化をなくし、ガス残滓堆積を防止することができる。多孔質部３の複数のガス排出供給路４との連通側面３ａと、その反対側面３ｂとの間隔は４ｍｍ程度とされている。また、ガス排出供給路４と多孔質部３との連通部には溝部６が形成されている。

Description

ガス排出供給構造体
　本発明は、ガス排出供給構造体に関する。
　樹脂成形品の射出成形にあたっては、成形金型への樹脂の射出に伴い成形金型内の空気を外部へ排出する必要があることから、成形金型に微細間隙のガス排出供給構造体を配置している。このガス排出供給構造体は、ガス流路を形成するスリットを有してなり、このスリットとなるガス排出供給路は製品面ではガス排出供給構造体に樹脂が流入しないような溝幅と長さとし、製品面から離れた奥で断面が広く取られたガス排出供給路を複数設けた板を、ボルトを利用して締結した構造やピンを利用して位置決めした構造としていた。
その様に、締結部ボルトや位置決めピンを設けるため、隣接するガス排出供給路の間隔を長く取った積層構造体としている結果、ガス排出供給路長さ／板長さの比を小さくしていた（特許文献１）。
　またこのガス排出供給構造体を形成する板の厚みは、機械加工や成形圧力によるガス排出供給路構成板の変形を考慮して厚く設定していた。その結果、ガス排出供給路幅／板厚の比を小さくして一定厚みにおける板の積層枚数が少ない積層構造体としている市販品が存在した。
特開２００４－１６７７１４号公報
　以上の特許文献１に示されるガス排出供給構造体や市販品では構造体長さに対しスリット溝の合計長さが短いこと、構造体厚みに対し、板の積層枚数が少ないことなどから、開口率が低くガス排出効率が悪かった。このため金型キャビティー内への樹脂充填に伴い、単位時間あたりに排出が必要なガス排出量に比べ、スリット溝を通じて金型キャビティー外へ排出する能力が低いことから、ガスがキャビティー内に残留し、得られる樹脂製品の品質悪化の原因となっていた。
　積層方向のスリット溝の分布が粗であるために、樹脂合流の位置とガス排出路の位置が一致しないことが発生し、これを調整するために積層厚みを変える必要が生じていた。
　さらにボルト締結や位置決めピンを有する構造のため、金型へ構造体を組み込む際に、構造体自身の組み立て作業や位置決め作業などを必要とした。
　加えてガス排出供給路が製品面より奥で広がっているために、ガス残滓が集積しやすく、洗浄を行った際もガス残滓を除去しにくく、分解洗浄・組み立てが必要であった。
　本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、キャビティー内のガスを容易に排出できる効率の良い高い開口率を有し、３Ｄ形状の広範囲の部位からガス排出供給構造体を提供することを目的とする。
　本発明に係るガス排出供給構造体は、本体とこの本体と一体な多孔質部、を有し、前記本体には複数のガス排出供給路が形成され、前記複数のガス排出供給路はその一端が前記多孔質部に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出供給路が集約されて単一の経路を形成して前記本体外側に開放されることを特徴とする。
　これによって単一の経路を介してエアを供給することが可能となり、ガス排出供給路とエア供給源との接続が簡易となる。すなわちエア供給源を単一の経路に接続することによって単一の経路を介して複数のガス排出供給路から製品全面にガスを供給することが可能となる。ガス排出供給構造体自体のシンナー等を用いた洗浄も単一の経路を介して複数のガス排出供給路にシンナー等を供給して簡便に行うことができる。
　前記本体は前記多孔質部よりも密な多孔質金属によって形成されるようにすることができ、また前記ガス排出供給路内側面はＮＣ加工で仕上げられた平滑面であるようにすることができる。これによって精密にガス流路断面の変化をなくし、ガス残滓堆積を防止することができる。またガス流路内側面の清掃作業も容易となる。
　前記多孔質部の前記複数のガス排出供給路との連通側面と、その反対側面との間隔が１ｍｍ以上５ｍｍ以下にされてなるようにしてもよい。
　１ｍｍ未満である場合には金型に充填される樹脂溶湯の圧力に耐える剛性が不足する。
一方、５ｍｍを越える場合には、ガス排出供給効率が低下する。
　前記ガス排出供給路と前記多孔質部との連通部には溝部が形成されるようにすることによって、成形樹脂が通過する際に各所から順次ガスを抜くことができ広範囲のガスを効率よく排出することができる。
　　本発明のガス排出供給構造体によれば、射出成形金型に組み込まれるガス排出供給構造体には、樹脂圧に耐える強度と、量産全期間にわたって、樹脂の１方向流れの末端付近や対向流の合流位置付近において、キャビティー内のガスを容易に排出するため入り口から出口まで高い開口率を有する。
本発明に係るガス排出供給構造体の一実施の形態の模式断面図である。 本発明に係るガス排出供給構造体の一実施の形態の模式外観図である。
　以下に本発明の一実施の形態のガス排出供給構造体につき図面を参照して説明する。
　図１に示す様に本実施の形態のガス排出供給構造体１は、本体２とこの本体２と一体な多孔質部３、を有し、本体２には複数のガス排出供給路４が形成され、複数のガス排出供給路４はその一端が多孔質部３に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出供給路４が集約されて単一の経路５を形成して本体２外側に開放される。
　図２に示す様にガス排出供給構造体１はその外面、特には多孔質部３の外面が製品形状に沿う曲面を有するものであっても、複数のガス排出供給路４を介して広範囲の部位からガスを排出し、また供給することができる。
　本体２は多孔質部３よりも密な多孔質金属によって形成されており、またガス排出供給路４内側面４ａは図示しないＮＣ加工で仕上げられた平滑面とされている。これによって精密にガス流路断面Ｘの変化をなくし、ガス残滓堆積を防止することができる。
　多孔質部３の複数のガス排出供給路４との連通側面３ａと、その反対側面３ｂとの間隔は４ｍｍ程度とされている。
　また、ガス排出供給路４と多孔質部３との連通部には溝部６が形成されている。
　以上の本実施の形態のガス排出供給構造体１は以下のプロセスで製造することができる。
１．スキージング　造形・加工テーブル上に、ガス排出供給構造体１の材料となる金属粉末を０．０５ミリメートル厚に積層する。
２．レーザー焼結　次に造形・加工テーブル上に積層されたガス排出供給構造体１の材料となる金属粉末にレーザーを照射し、金属粉末を製品形状に焼結させ造形・加工テーブルに接合する。焼結が終わるとスキージングにより次層となる０．０５ミリメートル厚の金属粉末材料を供給する。再度その金属粉末をレーザで焼結させ積層していく。以上の１．スキージングと２，レーザー焼結を10回繰り返し、0.5ミリメートル厚まで積層した時点で、切削加工を行う。
３．切削加工　エンドミルによって以上の１．スキージングと２，レーザー焼結によって得られた造形物の輪郭を高速で精密に切削し、仕上げを行う。
　４．スキージング→レーザー焼結→切削加工の反復　以上の１．スキージングと２，レーザー焼結による造形と３．切削仕上げの繰り返しにより、ガス排出供給構造体１を下層から上層に向かって構築し造型する。
　以上の工程で製造される結果、ガス排出供給構造体１は本体２と多孔質部３とが一体構造のものとして得られる。しかもその製造過程においてどのような複雑な内部形状であっても成形できることから、ガス排出供給路４を本体２の内部形状としてＮＣ加工で仕上げられた平滑面４ａを備えるものとして成形できる。
　上記金型を用いて射出成形を行なう樹脂は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレレン－エチレンテレフタレート（ＰＢＴ－ＰＥＴ共重合樹脂）、ポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、６ナイロン（ＰＡ６）、６－６ナイロン（ＰＡ６６）、６Ｔナイロン（ＰＡ６Ｔ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、等の熱可塑性樹脂である。これらを単独又は混合して用いることができる。また、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ジアリルフタレート樹脂（ＰＤＡＰ）、シリコーン樹脂（ＳＩ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、ユリア樹脂（ＵＦ）等の熱硬化性樹脂である。これらの熱可塑性樹脂ならびに熱硬化性樹脂に、耐熱性や寸法安定性を向上させる目的で、炭素繊維、ガラス繊維、ガラスビーズ、タルク等の無機充填材を適宜配合してもよい。またセルロースナノファイバー等の有機充填剤を適宜配合しても良い。
　
１・・・ガス排出供給構造体、２・・・本体、４・・・ガス排出供給路、５・・・経路、６・・・溝部。
　

Claims (5)

  1. 　本体とこの本体と一体な多孔質部、を有し、前記本体には複数のガス排出供給路が形成され、前記複数のガス排出供給路はその一端が前記多孔質部に連通し、他端は少なくとも２以上のガス排出供給路が集約されて単一の経路を形成して前記本体外側に開放されることを特徴とするガス排出供給構造体。
  2. 　前記本体は前記多孔質部よりも密な多孔質金属によって形成される請求項１記載のガス排出供給構造体。
  3. 　前記ガス排出供給路内側面はＮＣ加工で仕上げられた平滑面である請求項１又は請求項２記載のガス排出供給構造体。
  4. 　前記多孔質部の前記複数のガス排出供給路との連通側面と、その反対側面との間隔が１ｍｍ以上５ｍｍ以下にされてなる請求項１～請求項３のいずれか一に記載のガス排出供給構造体。
  5. 　前記ガス排出供給路と前記多孔質部との連通部には溝部が形成される請求項１～請求項４のいずれか一に記載のガス排出供給構造体。
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