WO2023120313A1 - 熱間プレス成型用金型 - Google Patents

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直樹 高橋
宏樹 糸井
誠也 田中
博一 米田
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株式会社ジーテクト
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    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a mold for hot press molding having molding projections that constitute a molding surface.
  • the hot stamping method which is one of the hot press molding methods, is known as a technology for molding vehicle frame parts.
  • This hot stamping method is a method in which a metal plate heated to a high temperature is loaded into a hot press molding device, and the metal plate is press-molded and quenched at the same time.
  • a conventional hot press molding apparatus used for carrying out this type of hot stamping method is described in Patent Document 1, for example.
  • the hot press molding apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a cooling device that applies a cooling medium to the metal plate during molding to rapidly cool the metal plate.
  • This cooling device has a structure in which a cooling medium is ejected toward the metal plate from an injection hole opened in the mold body, and the cooling medium is discharged through a passage formed between the mold and the metal plate. ing.
  • the molding surface of the mold is composed of a large number of molding projections, and the spaces created between the molding projections are used as passages for the cooling medium.
  • the molding projections described in Patent Document 1 are formed by electrolytic machining, chemical etching, electric discharge machining, plating, or the like.
  • Molding projections wear out according to the number of times they are molded. As the amount of wear of the molding projections increases, it becomes difficult for the cooling medium to flow. For this reason, the molding projections that have progressed in wear are repaired by padding and finishing by machining. The padding is manually performed by an operator on individual molding projections. When building up the molding projections, the mold is heated to a predetermined preheating temperature.
  • the molding projections disclosed in Patent Document 1 are formed by electrolytic machining, chemical etching, electrical discharge machining, plating, or the like. To carry out these methods, the mold must be immersed in a bath of liquid. That is, since a liquid tank for immersing the mold is required to form the molding projections, the molding projections cannot be formed easily. Further, in the hot press-molding mold disclosed in Patent Document 1, in order to increase the hardness of the molding projections, the molding projections must be formed by plating, for example. For this reason, it takes a long time to form the molding protrusions by the plating method to a height that allows the cooling medium to flow efficiently, and it cannot be done easily.
  • An object of the present invention is to provide a hot press-molding mold capable of easily forming molding projections with high hardness.
  • the hot press-molding die comprises a die body made of alloy tool steel, a heated metal projecting from the die body, and an object to be molded.
  • a plurality of molding projections forming a molding surface in contact with the plate material and forming coolant passages through which a cooling medium flows, and the mold body extends in a direction in which the molding surface intersects the molding direction of the metal plate material.
  • a first molded portion formed in such a manner, a second molded portion formed such that the molding surface extends in the molding direction, and the first molded portion such that the molding surface is a convex curved surface; and a third molded portion connecting the second molded portion, wherein the molding protrusion provided on the third molded portion connects the first molded portion and the second molded portion. It is formed to be a ridge extending between.
  • molding projections can be formed by a 3D printer. Therefore, it is possible to provide a hot press-molding mold capable of easily forming molding protrusions higher than the mold body and having a sufficient height.
  • FIG. 1 is a perspective view of part of a hot press molding die according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view showing an enlarged main part.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a mating portion of the mold.
  • FIG. 4 is a perspective cross-sectional view showing an enlarged part of the mold body.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the head portion of the 3D printer.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method of forming molding projections.
  • FIG. 7 is a perspective view of a part of a hot press molding die showing a modified example of molding projections.
  • FIG. 8 is a perspective view of a part of a hot press molding die showing a modified example of molding projections.
  • a hot press molding die according to the present invention is formed as shown in FIG.
  • the molding projections 3 have two functions, which will be described later in detail.
  • the first function is to form a molding surface 5 (see FIGS. 1 and 2) in contact with a heated metal plate 4 (see FIG. 3) as an object to be molded.
  • the second function is, as shown in FIG. 3, to form a coolant passage 7 through which a cooling medium 6 flows, indicated by arrows in FIG.
  • the coolant passage 7 is formed by a gap surrounded by the metal plate 4, the surface 2a of the mold body 2, and the protrusions 3 during molding.
  • this hot press-molding die 1 sandwiches a heated metal plate 4 with another die 8 and molds it while rapidly cooling it.
  • the cooling of the metal plate material 4 is performed by ejecting the cooling medium 6 from the ejection holes 9 opening in the surface 2a of the mold body 2 and directly applying it to the metal plate material 4.
  • the outlet of the ejection hole 9 is constituted by a medium nozzle 10 for determining the ejection direction of the cooling medium 6 .
  • the ejection hole 9 communicates with a supply passage 11 (see FIG. 1) formed inside the mold body 2 .
  • the supply passage 11 is connected to a supply device (not shown).
  • the cooling medium 6 is supplied from the supply device to the ejection holes 9 through the supply passage 11 .
  • the cooling medium 6 that hits the metal plate 4 spreads around the ejection hole 9 through the coolant passage 7 and is sucked into the suction hole 12 that opens to the surface 2 a of the mold body 2 .
  • the suction hole 12 communicates with a discharge passage 13 formed inside the mold body 2 .
  • the discharge passage 13 is connected to an inhaler (not shown). The cooling medium 6 is discharged from the mold main body 2 through the discharge passage 13 from the suction hole 12 and is sucked into the suction device.
  • the mold body 2 is formed into a predetermined shape by machining, casting, or the like.
  • Alloy tool steel for example, can be used as the material forming the mold body 2 .
  • Alloy tool steels include, for example, die steels, one of which is SKD61.
  • the mold body 2 shown in FIG. 1 is formed by molding a metal plate 4 so that its cross-sectional shape is a so-called hat shape, and has first to fifth molded parts 14 to 18 .
  • the first molding portion 14 is the uppermost portion in FIG. 1 and is a portion formed so that the molding surface 5 extends in a direction intersecting the molding direction A of the metal plate material 4 .
  • the molding method A is the direction in which the other mold 8 advances with respect to the hot press molding mold 1 during molding.
  • the second molded portion 15 is located on both sides of the first molded portion 15 in FIG.
  • the third molding portion 16 is a so-called shoulder portion of the mold body 2, and connects the first molding portion 14 and the second molding portion 15 so that the molding surface 5 is a convex curved surface. part.
  • a recessed portion is formed in the central portion of the first molded portion 14, the portion extending in the depth direction of the recessed portion becomes the second molded portion 15.
  • the opening of the recess becomes the third molded portion 16 .
  • the fourth molding portion 17 is a portion formed so that the molding surface 5 extends in a direction intersecting the molding direction A of the metal plate 4 at a position spaced apart from the first molding portion 14 in the molding direction A.
  • the fifth molded portion 18 is a portion that connects the second molded portion and the fourth molded portion so that the molding surface becomes a concave curved surface.
  • the molding projections 3 are formed on the surface 2a of the mold body 2 by a 3D printer 21 (see FIG. 5). As shown in FIG. 2, the molding projections 3 provided on the portions other than the third molding portion 16 of the mold body 2 are formed in a cylindrical shape.
  • the molding protrusions 3 provided on the third molding portion 16 of the mold body 2 are called oblon dimples, and as shown in FIG. It is formed to be a ridge extending between and.
  • the reference numeral 3a is used for the cylindrical molding projections
  • 3b is used for the molding projections formed of ridges.
  • the molding projections are simply referred to as the molding projections 3 without distinguishing between the cylindrical projections and the ridges.
  • the molding projections 3b of the third molding portion 16 are gradually formed away from the first molding portion 14 so that the molding surface 5 formed by the molding projections 3b is convexly curved. It extends while bending so as to be positioned in the molding direction A. Further, the molding protrusion 3b of the third molded portion 16 is perpendicular to the direction B (see FIG. 1) in which the boundary between the first molded portion 14 and the second molded portion 15 extends, in other words, the molding direction A. , and in the direction along the second molded portion 15 (the direction from the lower right to the upper left in FIG. 1).
  • the cross-sectional shape of the molding projection 3b which is a ridge, viewed from the longitudinal direction is rectangular like the cylindrical molding projection 3a.
  • the width of the molding projections 3b formed of ridges provided on the third molded portion 16, that is, the width in the direction B in which the boundary between the first molded portion 14 and the second molded portion 15 extends, is the width of the first molded portion. It is preferably the same as the width of the molding projections 3a formed on the portion 14 and the second molding portion 15. FIG. This width is preferably between 3 mm and 8 mm, most preferably 8 mm.
  • a portion of the third molded portion 16 according to this embodiment is formed so that the radius of curvature of the convex curved surface changes in the direction B in which the boundary between the first molded portion 14 and the second molded portion 15 extends.
  • the radius of curvature of the convex curved surface gradually decreases from one end surface 2b of the mold body 2 in the direction B toward the other end surface 2b in the direction B, reaching a predetermined radius of curvature. After that, the radius of curvature is formed to be constant.
  • the length in the longitudinal direction of the molding projections 3b, which are ridges, increases as the radius of curvature of the convex curved surface increases.
  • the third molded portion 16 is formed so that the radius of curvature of the convex curved surface gradually changes from one end to the other end of the mold body 2 in the direction B, or is formed by a metal mold in the direction B.
  • the radius of curvature of the convex curved surface can be constant from one end to the other end of the mold body 2 .
  • the 3D printer 21 forms the molding protrusions 3 by laser build-up.
  • This 3D printer 21 includes a compound processing machine.
  • a 3D printer 21 according to this embodiment includes a laser head 23 for emitting a laser beam 22 and a supply nozzle 25 for ejecting metal powder 24, as shown in FIG.
  • the surface 2a of the mold body 2 is heated by a laser beam 22, and metal powder 24 is supplied to this surface 2a from a supply nozzle 25, and the melted metal powder 24 is applied onto the surface 2a.
  • the molding protrusions 3 are formed by lamination.
  • the operation of this 3D printer 21 is controlled by the control device 26 .
  • the control device 26 has a memory 27 in which data such as the output of the laser beam 22, the amount of supply of the metal powder 24, the direction and amount of movement of the laser head 23 are recorded.
  • the material of the metal powder 24 supplied by the supply nozzle 25, that is, the material forming the molding projections 3, is a steel-based material having a higher hardness than the alloy tool steel forming the mold body 2.
  • steel-based material examples include maraging steel and cobalt-based Stellite (trademark).
  • the molding projections 3 formed by the 3D printer 21 can be machined in order to align the outer diameter and height of the molding projections 3. .
  • This machining is performed, for example, by cutting or grinding using a rotating tool.
  • the molding protrusions 3 of the hot press-molding mold 1 configured as described above are formed by a 3D printer 21 using a material having higher hardness than the mold body 2 . Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a hot press-molding die and a method for manufacturing a hot press-molding die that can easily form the molding projections 3 with high hardness. can.
  • the molding projection 3b provided on the third molding portion 16 of the mold body 2 is formed to be a ridge extending between the first molding portion 14 and the second molding portion 15. .
  • the pressure resistance of the bent portion of the mold body 2 is improved, so that even if molding is performed at high pressure, moldability can be maintained.
  • the area of the molding surface 5 in the molding projections 3b made of ridges is larger than that of the cylindrical molding projections 3a. Therefore, the metal plate 4 can be prevented from slipping on the mold main body 2 because the frictional resistance generated when the metal plate 4 comes into contact with the molding projections 3a and 3b during molding can be increased.
  • by increasing the surface area it is possible to prevent the upper mold from being caught during molding, and to prevent traces of dimples from remaining on the molding surface. In addition, since the flow of cooling water is improved, an effect of increasing the cooling efficiency can be expected.
  • the 3D printer 21 heats the surface 2a of the mold body 2 with a laser beam 22 and supplies metal powder 24 to the surface 2a to form the molding projections 3 by laser build-up. be. Therefore, by using this 3D printer 21, the minute molding projections 3 can be formed with high accuracy.
  • the molding projections 3b made of ridges can be formed as shown in FIGS. 7 and 8 depending on the shape of the molded product.
  • the molding projections 3b shown in FIG. 7 are arranged in parallel with the direction C which is orthogonal to the molding direction A and also orthogonal to the direction B in which the boundary between the first molded portion 14 and the second molded portion 15 extends. It is formed to be
  • the molding projection 3b extends from one side of the mold body 1 to the other side. Further, the molding projections 3b shown in FIG. 7 are formed so as to line up at a predetermined interval in the direction B in which the boundary between the first molding portion 14 and the second molding portion 15 extends. It is provided over the entire area from one end face 2b of the mold body 2 to the other end face in the direction B. As shown in FIG.
  • the molding projection 3b shown in FIG. 8 is formed so as to be parallel to the direction B in which the boundary between the first molding portion 14 and the second molding portion 15 extends, and is perpendicular to the molding direction A. , and the boundary between the first molded portion 14 and the second molded portion 15 is formed so as to line up at a predetermined interval in a direction C perpendicular to the direction B in which the boundary extends.
  • the molding projections 3b shown in FIG. 8 are provided over the entire area from one end face 2b of the mold body 2 in the B direction to the other end face in the B direction.

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Abstract

合金工具鋼によって形成された金型本体（２）と、金型本体に突設され、被成型物としての加熱された金属板材と接する成型面（５）を形成するとともに冷却媒体が流れる冷媒通路を形成する多数の成型用突起（３）とを備える。金型本体は、成型面が金属板材の成型方向とは交差する方向に延びるように形成される第１の成型部分（１４）と、成型面が成型方向に延びるように形成される第２の成型部分（１５）と、成型面が凸曲面となるように第１の成型部分と第２の成型部分とを接続する第３の成型部分（１６）とを有する。第３の成型部分に設けられた成型用突起は、第１の成型部分と第２の成型部分との間で延びる突条となるように形成されている。　硬度が高い成型用凸部を簡単に形成することが可能な熱間プレス成型用金型を提供することができる。

Description

熱間プレス成型用金型
　本発明は、成型面を構成する成型用凸部を有する熱間プレス成型用金型に関する。
　車両の骨格部品を成型する技術として、熱間プレス成型法の一つであるホットスタンプ工法が知られている。このホットスタンプ工法は、高温に熱した金属板材を熱間プレス成型装置に装填し、この金属板材に対してプレス成型を行うと同時に焼入れを行う工法である。この種のホットスタンプ工法を実施するために使用する従来の熱間プレス成型装置は、例えば特許文献１に記載されている。
　特許文献１に開示されている熱間プレス成型装置は、成型時に金属板材に冷却媒体を当てて金属板材を急冷させる冷却装置を備えている。この冷却装置は、金型本体に開口する噴射穴から冷却媒体を金属板材に向けて噴出させ、この冷却媒体を金型と金属板材との間に形成した通路に通して排出する構成が採られている。金型と金属板材との間に冷却媒体を流すためには、金型の成型面を多数の成型用突起によって構成し、成型用突起どうしの間に生じる空間を冷却媒体の通路としている。特許文献１に記載されている成型用突起は、電解加工、化学エッチング、放電加工またはめっき法などによって形成されている。
　成型用突起は、成型回数に応じて摩耗する。成型用突起の摩耗量が多くなると冷却媒体が流れ難くなる。このため、摩耗が進行した成型用突起は、肉盛りと、機械加工による仕上げ加工とが施されて補修されている。肉盛りは、作業者が手作業で個々の成型用突起に対して行っている。成型用突起に肉盛りを行うときは、金型を所定の予熱温度に加熱している。
特許第３８６３８７４
　特許文献１に記載されている熱間プレス成型用金型では、耐摩耗性が高くなるように充分な硬さと高さを有する凸部を簡単に形成することができないという問題があった。特許文献１に示す成型用突起は、電解加工、化学エッチング、放電加工またはめっき法などによって形成されている。これらの方法を実施するためには、金型を液槽に浸漬させなければならない。すなわち、成型用突起を形成するにあたって金型を浸漬する液槽が必要であるから、成型用突起を簡単に形成することができない。また、特許文献１に示す熱間プレス成型用金型において、成型用突起の硬度を高くするためには、例えばめっき法によって成型用突起を形成しなければならない。このため、成型用突起を高度が高くかつ冷却媒体を効率よく流すことができるような高さにめっき法で形成するためには、めっきに要する時間が長くなり、簡単には行うことができない。
　また、特許文献１に記載されている熱間プレス成型用金型では、個々の成型用突起を作業者が手作業で補修しなければならないから、成型用突起を補修する際の作業工数が多くなるとともに作業時間が長く必要になり、補修に要するコストが高くなるという問題もあった。さらに、成型用突起の補修を行うときに、冷却媒体の噴出孔や吸入孔などが肉盛り材料によって塞がれてしまうおそれもあった。
　本発明の目的は、硬度が高い成型用突起を簡単に形成することが可能な熱間プレス成型用金型を提供することである。
　この目的を達成するために本発明に係る熱間プレス成型用金型は、合金工具鋼によって形成された金型本体と、前記金型本体に突設され、被成型物としての加熱された金属板材と接する成型面を形成するとともに冷却媒体が流れる冷媒通路を形成する多数の成型用突起とを備え、前記金型本体は、前記成型面が前記金属板材の成型方向とは交差する方向に延びるように形成される第１の成型部分と、前記成型面が前記成型方向に延びるように形成される第２の成型部分と、前記成型面が凸曲面となるように前記第１の成型部分と前記第２の成型部分とを接続する第３の成型部分とを有し、前記第３の成型部分に設けられた前記成型用突起は、前記第１の成型部分と前記第２の成型部分との間で延びる突条となるように形成されているものである。
　本発明に係る熱間プレス成型用金型によれば、成型用突起を３Ｄプリンタによって形成することができる。したがって、金型本体より高度が高くかつ充分な高さを有する成型用突起を簡単に形成することが可能な熱間プレス成型用金型を提供できる。
図１は、本発明に係る熱間プレス成型用金型の一部の斜視図である。 図２は、要部を拡大して示す斜視断面図である。 図３は、金型の合わせ部分を拡大して示す断面図である。 図４は、金型本体の一部を拡大して示す斜視断面図である。 図５は、３Ｄプリンタのヘッド部分の模式図である。 図６は、成型用突起を形成する方法を説明するための模式図である。 図７は、成型用突起の変形例を示す熱間プレス成型用金型の一部の斜視図である。 図８は、成型用突起の変形例を示す熱間プレス成型用金型の一部の斜視図である。
　以下、本発明に係る熱間プレス成型用金型の一実施の形態を図１～図６を参照して詳細に説明する。
（熱間プレス成型用金型の説明）
　本発明に係る熱間プレス成型用金型は、図１に示すように形成されている。図１に示す熱間プレス成型用金型１は、金型本体２と、金型本体２の表面に突設された多数の成形用突起３とを備えている。成形用突起３は、詳細は後述するが、二つの機能を有している。第１の機能は、被成型物としての加熱された金属板材４（図３参照）と接する成型面５（図１，２参照）を形成する機能である。第２の機能は、図３に示すように、図３中に矢印によって示す冷却媒体６が流れる冷媒通路７を形成する機能である。冷媒通路７は、成型時に金属板材４と、金型本体２の表面２ａと、突起３とによって囲まれた隙間によって構成されている。
　この熱間プレス成型用金型１は、図３に示すように、加熱された金属板材４を他の金型８とともに挟み、急冷しながら成型するものである。
　金属板材４の冷却は、図３に示すように、金型本体２の表面２ａに開口する噴出孔９から冷却媒体６を噴出させて金属板材４に直接当てて行われる。この実施の形態による噴出孔９の出口は、冷却媒体６の噴出する方向を定めるために媒体用ノズル１０によって構成されている。噴出孔９は、金型本体２の内部に形成された供給通路１１（図１参照）に連通されている。供給通路１１は、図示していない供給装置に接続されている。冷却媒体６は、供給装置から供給通路１１を通って噴出孔９に供給される。
　金属板材４に当てられた冷却媒体６は、冷媒通路７を通って噴出孔９の周囲に拡がり、金型本体２の表面２ａに開口する吸入孔１２に吸い込まれる。吸入孔１２は、金型本体２の内部に形成された排出通路１３に連通されている。排出通路１３は、図示していない吸入装置に接続されている。冷却媒体６は、吸入孔１２から排出通路１３を通って金型本体２の外に排出されて吸入装置に吸入される。
　金型本体２は、機械加工や鋳造などによって所定の形状に形成されている。金型本体２を形成する材料は、例えば合金工具鋼を使用することができる。合金工具鋼としては、例えばダイス鋼があり、その１種のＳＫＤ６１を挙げることができる。
　図１に示す金型本体２は、金属板材４を断面形状がいわゆるハット状となるように成型するもので、第１～第５の成型部分１４～１８を有している。
　第１の成型部分１４は、図１において最も上に位置する部分で、成型面５が金属板材４の成型方向Ａとは交差する方向に延びるように形成される部分である。成型方法Ａは、熱間プレス成型用金型１に対して他の金型８が成型時に進む方向である。
　第２の成型部分１５は、図１において第１の成型部分１５の両側に位置する部分で、成型面５が成型方向Ａに延びるように形成される部分である。
　第３の成型部分１６は、金型本体２のいわゆる肩部と呼称される部分で、成型面５が凸曲面となるように第１の成型部分１４と第２の成型部分１５とを接続する部分である。なお、図示してはいないが、第１の成型部分１４の中央部に凹陥部が形成されているような場合は、凹陥部の深さ方向に延びる部分が第２の成型部分１５になり、凹陥部の開口部分が第３の成型部分１６になる。
　第４の成型部分１７は、第１の成型部分１４から成型方向Ａに離間した位置において、成型面５が金属板材４の成型方向Ａとは交差する方向に延びるように形成される部分である。
　第５の成型部分１８は、成型面が凹曲面となるように第２の成型部分と第４の成型部分とを接続する部分である。
　成型用突起３は、金型本体２の表面２ａに３Ｄプリンタ２１（図５参照）によって形成されている。金型本体２の第３の成型部分１６を除く他の部分に設けられた成型用突起３は、図２に示すように円柱状に形成されている。金型本体２の第３の成型部分１６に設けられた成型用突起３は、オブロンディンプルと呼称されるもので、図４に示すように、第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との間で延びる突条となるように形成されている。以下においては、円柱状の成型用突起３と突条からなる成型用突起３とを区別するために、円柱状の成型用突起の符号を３ａとし、突条からなる成型用突起の符号を３ｂとする。また、円柱状と突条の区別をすることなく、成型用突起の全般の説明を行う場合には、単に成型用突起３という。
　この実施の形態において、第３の成型部分１６の成型用突起３ｂは、この成型用突起３ｂによって形成される成型面５が凸曲面となるように、第１の成型部分１４から離れるにしたがって次第に成型方向Ａに位置するように曲がりながら延びている。また、第３の成型部分１６の成型用突起３ｂは、第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との境界が延びる方向Ｂ（図１参照）、言い換えれば成型方向Ａとは直交する方向であって、かつ第２の成型部分１５に沿う方向（図１において右下から左上に向かう方向）において、所定の間隔をおいて並ぶように設けられている。突条からなる成型用突起３ｂ長手方向から見た断面形状は、円柱状の成型用突起３ａと同様に矩形である。第３の成型部分１６に設けられた突条からなる成型用突起３ｂの幅、すなわち第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との境界が延びる方向Ｂの幅は、第１の成型部分１４や第２の成型部分１５に形成されている成型用突起３ａの幅と同じであることが好ましい。この幅は、３ｍｍ～８ｍｍが好ましく、８ｍｍが最も好ましい。
　この実施の形態による第３の成型部分１６の一部は、第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との境界が延びる方向Ｂにおいて、凸曲面の曲率半径が変わるように形成されている。図１に示す第３の成型部分１６は、方向Ｂにおける金型本体２の一方の端面２ｂから方向Ｂの他方に向かうにしたがって凸曲面の曲率半径が漸次小さくなり、所定の曲率半径に達した後は曲率半径が一定になるように形成されている。突条からなる成型用突起３ｂの長手方向の長さは、凸曲面の曲率半径が大きいほど長くなる。なお、第３の成型部分１６は、図示してはいないが、方向Ｂにおける金型本体２の一端から他端まで凸曲面の曲率半径が徐々に変化するように形成したり、方向Ｂにおける金型本体２の一端から他端まで凸曲面の曲率半径が一定となるように形成することができる。
　３Ｄプリンタ２１は、レーザー肉盛りにより成型用突起３を形成するものである。この３Ｄプリンタ２１は、複合加工機を含む。
　この実施の形態による３Ｄプリンタ２１は、図５に示すように、レ－ザー光２２を照射するレーザーヘッド２３と、金属粉末２４を噴出させる供給ノズル２５とを備えている。この３Ｄプリンタ２１においては、金型本体２の表面２ａをレーザー光２２によって加熱するとともに、この表面２ａに供給ノズル２５から金属粉末２４を供給し、溶融された金属粉末２４を表面２ａの上に積層して成型用突起３を形成する。この３Ｄプリンタ２１の動作は、制御装置２６によって制御される。制御装置２６は、レーザー光２２の出力、金属粉末２４の供給量、レーザーヘッド２３の移動方向および移動量などがデータ化されて記録されたメモリ２７を備えている。
　供給ノズル２５によって供給される金属粉末２４の材料、すなわち成型用突起３を形成する材料は、金型本体２を形成する合金工具鋼より硬度が高い鉄鋼系材料である。この種の鉄鋼系材料としては、例えばマルエージング鋼やコバルト系ステライト（商標）等を挙げることができる。
　３Ｄプリンタ２１で成型用突起３を形成するにあたっては、図６に示すように、レーザーヘッド２３を渦巻き状の移動経路２８に沿って移動させて行う。レーザーヘッド２３を渦巻き状に移動させるにあたっては、レーザーヘッド２３を成型用突起３の中心から外周側に向かうように移動させる場合と、レーザーヘッド２３を成型用突起３の外周側から中心に向かうように移動させる場合とがある。３Ｄプリンタ２１で多数の成型用突起３を形成するにあたっては、成型用突起３の外径や高さを揃えるために、３Ｄプリンタ２１によって形成された成型用突起３に機械加工を施すこともできる。この機械加工は、例えば回転する工具を用いて切削あるいは研削によって行う。
（実施の形態による効果の説明）
　上述したように構成された熱間プレス成型用金型１の成型用突起３は、金型本体２より硬度が高い材料を用いて３Ｄプリンタ２１によって形成されている。このため、この実施の形態によれば、硬度が高い成型用突起３を簡単に形成することが可能な熱間プレス成型用金型および熱間プレス成型用金型の製造方法を提供することができる。
　金型本体２の第３の成型部分１６に設けられている成型用突起３ｂは、第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との間で延びる突条となるように形成されている。このため、金型本体２の曲がり部分の耐圧性が向上するから、高圧で成型を行ったとしても成型性を保つことが可能になる。また、突条からなる成型用突起３ｂにおける、成型面５となる表面の面積は、円柱状の成型用突起３ａの成型面５となる表面の面積より大きくなる。このため、成型時に金属板材４が成型用突起３ａ，３ｂと接触する際に生じる摩擦抵抗を増やすことができるから、金属板材４が金型本体２に対して滑ることを防ぐことができる。かつ、表面積を大きくすることで成型途中での上金型の引っかかりを防ぐことができ、そしてディンプルの跡が成形面に残ってしまうことを防ぐことが出来る。また、冷却水の流れが良くなることから冷却効率が上がる効果も期待できる。
　この実施の形態による３Ｄプリンタ２１は、金型本体２の表面２ａをレーザー光２２によって加熱するとともに、この表面２ａに金属粉末２４を供給する、レーザー肉盛りにより成型用突起３を形成するものである。このため、この３Ｄプリンタ２１を使用することにより、微小な成型用突起３を高い精度で形成することができる。
（成型用突起の変形例）
　突条からなる成型用突起３ｂは、成形品の形状によっては図７および図８に示すように形成することができる。
　図７に示す成型用突起３ｂは、成型方向Ａと直交する方向であって、かつ第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との境界が延びる方向Ｂとも直交する方向Ｃと平行になるよう形成されている。この成型用突起３ｂは、金型本体１の一側部から他側部まで延びている。また、図７に示す成型用突起３ｂは、第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との境界が延びる方向Ｂに所定の間隔をおいて並ぶように形成されており、方向Ｂにおける金型本体２の一方の端面２ｂから方向Ｂの他方の端面に至る全域に設けられている。
　図８に示す成型用突起３ｂは、第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との境界が延びる方向Ｂと平行になるように形成されており、成型方向Ａと直交する方向であって、かつ第１の成型部分１４と第２の成型部分１５との境界が延びる方向Ｂと直交する方向Ｃに所定の間隔をおいて並ぶように形成されている。図８に示す成型用突起３ｂは、方向Ｂにおける金型本体２の一方の端面２ｂから方向Ｂの他方の端面に至る全域に設けられている。
　突条からなる成型用突起３ｂを図７や図８に示すように形成する場合であっても、成形面用突起３ｂの表面積を大きくすることで成型途中での上金型と成形品の引っかかりを防ぐことができ、そしてディンプルの跡が成形面に残ってしまうことを防ぐことが出来る。また、成形面に流路を作ることが出来るので冷却水の流れが良くなることから冷却効率が上がる効果も期待できる。
　１…熱間プレス成型用金型、２…金型本体、２ａ…表面、３，３ａ，３ｂ…成型用突起、４…金属板材、５…成型面、６…冷却媒体、７…冷媒通路。

Claims (3)

  1. 　合金工具鋼によって形成された金型本体と、
    　前記金型本体に突設され、被成型物としての加熱された金属板材と接する成型面を形成するとともに冷却媒体が流れる冷媒通路を形成する多数の成型用突起とを備え、
    　前記金型本体は、
    　前記成型面が前記金属板材の成型方向とは交差する方向に延びるように形成される第１の成型部分と、
    　前記成型面が前記成型方向に延びるように形成される第２の成型部分と、
    　前記成型面が凸曲面となるように前記第１の成型部分と前記第２の成型部分とを接続する第３の成型部分とを有し、
    　前記第３の成型部分に設けられた前記成型用突起は、前記第１の成型部分と前記第２の成型部分との間で延びる突条となるように形成されていることを特徴とする熱間プレス成型用金型。
  2. 　請求項１において、
    　前記成型用突起は、前記合金工具鋼より硬度が高い鉄鋼系材料によって形成されていることを特徴とする熱間プレス成型用金型。
  3. 　請求項１または請求項２記載の熱間プレス成型用金型において、
    　前記第３の成型部分の少なくとも一部は、前記第１の成型部分と前記第２の成型部分との境界が延びる方向において、前記凸曲面の曲率半径が変わるように形成され、
    　前記突条の長手方向の長さは、前記曲率半径が大きいほど長くなることを特徴とする熱間プレス成型用金型。
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