JP7019226B1 - Case type - Google Patents
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Abstract
【課題】成形型による製品の製造開始までの時間の短縮と、成形型の製作費用が低減できるケース型を提供する。また、製作の自由度がより高い３Ｄデータに対応したモデリングの実物の成形を実現する。【解決手段】ケース型１は、型成形に用いられる成形型を製作するためのケース型１であって、少なくとも２以上の型からなる割型であり、ポリ乳酸（ＰＬＡ）やアクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ）などを含む樹脂組成物の積層成形体であり、成形型は、石膏の固化体である石膏型である。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a case mold capable of shortening the time required to start manufacturing a product by a molding mold and reducing the manufacturing cost of the molding mold. In addition, it realizes the actual molding of modeling corresponding to 3D data with a higher degree of freedom in production. SOLUTION: A case mold 1 is a case mold 1 for manufacturing a molding mold used for mold molding, and is a split mold composed of at least two or more molds, and is a polylactic acid (PLA) or acrylonitrile-butadiene-. It is a laminated molded body of a resin composition containing a styrene copolymer (ABS) and the like, and the molding mold is a gypsum mold which is a solidified product of gypsum. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、型成形に用いられるケース型に関する。 The present invention relates to a case mold used for mold molding.
陶磁器や、鋳物を製造するための方法として鋳込み成形法などの型成形が広く用いられている。型成形では、最終製品（以下、「製品」ともいう）の素材を充填する成形型を用いて成形する。成形型には、材質の種類により、砂を固めた砂型、金属を加工した金型、石膏を固めた石膏型などの種々の型がある。石膏は、成形が容易であるとともに、短時間で固化し、固化体の表面が平滑であるため、型の素材として好適である。 Mold molding such as a casting molding method is widely used as a method for manufacturing ceramics and castings. In mold molding, molding is performed using a molding mold filled with the material of the final product (hereinafter, also referred to as “product”). There are various types of molding dies, such as a sand mold made of sand, a mold made of metal, and a plaster mold made of gypsum, depending on the type of material. Gypsum is suitable as a mold material because it is easy to mold, solidifies in a short time, and the surface of the solidified body is smooth.
例えば、鋳物の鋳造の場合、石膏型は、複雑な形状のもの、表面に微細な凹凸のあるものの成形ができることから、金型ダイカスト同等の精度（ＪＩＳ Ｂ ０４０３ ＣＴ７など）、面粗度での鋳造に用いることができる。また、陶磁器の成形の場合、石膏型は、吸水性に優れることから、石膏型に泥漿を流し込み着肉後、泥漿を排出する排泥鋳込成形などに用いることもできる。 For example, in the case of casting a casting, since the plaster mold can be formed into a complicated shape or a mold having fine irregularities on the surface, it has the same accuracy as die casting (JIS B 0403 CT7, etc.) and surface roughness. It can be used for casting. Further, in the case of molding of pottery, since the gypsum mold is excellent in water absorption, it can also be used for mud-draining casting molding in which the slurry is poured into the gypsum mold and then the slurry is discharged.
ここで、陶磁器用の石膏型の従来の製作方法について説明する。陶磁器用の成形型を製作する場合、複数の型（原型、見本型、ケース型、成形型）を順番に製作してゆき、最終的に成形型を得る。具体的には、まず、陶磁器の焼成による収縮の影響や出来上がりのイメージを基に製品の型（原型）を製作する。次に、原型を元に鋳込み成形によって転写させて、ケース型の製作に用いる見本型を製作する。見本型に転写された形状は、最終製品の製造に用いる成形型と同一の形状であるが、製品の陶磁器の素材もしくは原料を原型の形状で多数量産する場合には成形型が多数必要となるため、成形型量産のためにケース型が必要となる。見本型を元に鋳込み成形によって反転させてケース型を製作し、ケース型に石膏を流し込むことにより成形型が得られる。なお、原型とケース型は一部または全部が同一形状であるが、原型は見本型の製作に用いられ、ケース型は成形型の製作に用いられる点で異なる。ケース型は、製造の工程に応じた成形型の求める条件に対応するため、見本型と同一成形型もしくは加工を加えた成形型を作るために製作される。 Here, a conventional method for manufacturing a gypsum mold for pottery will be described. When manufacturing a molding mold for ceramics, a plurality of molds (prototype, sample mold, case mold, molding mold) are manufactured in order, and finally a molding mold is obtained. Specifically, first, a product mold (prototype) is manufactured based on the influence of shrinkage due to firing of ceramics and the image of the finished product. Next, the sample mold used for manufacturing the case mold is manufactured by transferring it by casting molding based on the prototype. The shape transferred to the sample mold is the same shape as the molding mold used for manufacturing the final product, but when mass-producing a large number of ceramic materials or raw materials in the prototype shape, a large number of molding molds are required. Therefore, a case mold is required for mass production of molding molds. A case mold is manufactured by inversion by casting molding based on a sample mold, and a molding mold is obtained by pouring gypsum into the case mold. The prototype and the case mold have the same shape in part or in whole, but the prototype is used for manufacturing the sample mold, and the case mold is used for manufacturing the molding mold. The case mold is manufactured to make a mold that is the same as the sample mold or is processed in order to meet the conditions required by the mold according to the manufacturing process.
上述の通り、従来の成形型の製作方法は、成形型を製作し、最終製品の製造を開始するまでに多くの型を必要とし、多大な時間と手間を要していた。そのため、これらの時間と手間が最終製品の価格に反映され、市場からの低価格化の要請に対して、価格の低減が困難な状況であった。 As described above, the conventional method for manufacturing a molding die requires a large number of molds before the molding die is manufactured and the production of the final product is started, which requires a lot of time and labor. Therefore, these time and effort are reflected in the price of the final product, and it is difficult to reduce the price in response to the demand from the market for price reduction.
このような成形型の製作に要する時間と手間を削減するための手法として、成形型を３次元データから、三次元積層造形法やＮＣ（数値制御）切削機などを用いて直接製作する方法などが提案されている。特許文献１には、鋳物砂として、耐火骨材を水溶性のバインダーにて被覆してなるコーテッドサンドに対して石膏粉末を混合せしめてなるものを用いると共に、そのような混合物にて形成される砂層の固化乃至は硬化を、水性媒体の散布によって行う積層鋳型（成形型）の製造方法が記載されている。
As a method for reducing the time and effort required to manufacture such a molding die, a method of directly manufacturing a molding die from 3D data using a 3D laminated molding method or an NC (numerical control) cutting machine, etc. Has been proposed. In
特許文献１に記載の方法の場合、成形型を積層成形で製作することにより、原型や、見本型、ケース型を製作する必要がないため、１つの成形型を得るまでの時間と手間を短縮できる。
In the case of the method described in
しかし、最終製品を多数量産する場合には成形型も多数必要となる。積層成形による製作は、１回の製作に長い時間が掛かるため、多数の成形型を製作する必要がある場合には、成形型の製作の工程で多大な時間を要する。そのため、特に最終製品を多数量産する場合、成形型を迅速に製作し、最終製品の製造開始までの時間を短縮することが求められている。また、積層成形に用いる材料も比較的高価であることから、多数の成形型を積層成形することは成形型の製作費用、すなわち製品製造コストの増大にも繋がる。 However, when mass-producing a large number of final products, a large number of molding dies are also required. Since it takes a long time to manufacture by laminating molding, when it is necessary to manufacture a large number of molding dies, a large amount of time is required in the process of manufacturing the molding dies. Therefore, especially when a large number of final products are mass-produced, it is required to quickly manufacture a molding die and shorten the time until the final product starts to be manufactured. In addition, since the material used for laminating molding is also relatively expensive, laminating and molding a large number of molding dies leads to an increase in the manufacturing cost of the molding dies, that is, the product manufacturing cost.
また、ＮＣ切削機などを用いて成形型を直接製作する方法の場合、ＮＣ切削機のアーム形状などの制限により、つぼ形状などのような複雑な構造の製作が困難な場合がある。 Further, in the case of a method of directly manufacturing a molding die using an NC cutting machine or the like, it may be difficult to manufacture a complicated structure such as a pot shape due to restrictions on the arm shape or the like of the NC cutting machine.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、成形型による製品の製造（量産）開始までの時間の短縮と、成形型の製作費用が低減できるケース型を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a case mold that can shorten the time until the start of manufacturing (mass production) of a product by a molding mold and reduce the manufacturing cost of the molding mold. do.
本発明のケース型は、型成形に用いられる成形型を製作するためのケース型であって、上記ケース型は、樹脂組成物の積層成形体であることを特徴とする。
ここで、「型成形」とは、流し込み成形、加圧鋳込み成形、プレス成形などの、型に陶土や金属、樹脂などの素材を充填もしくは押し付けて成形することをいう。
The case mold of the present invention is a case mold for manufacturing a molding mold used for mold molding, and the case mold is characterized by being a laminated molded body of a resin composition.
Here, "mold molding" refers to molding by filling or pressing a material such as clay, metal, or resin into a mold, such as cast molding, pressure casting molding, and press molding.
上記成形型は、石膏の固化体である石膏型であることを特徴とする。 The molding mold is characterized by being a gypsum mold which is a solidified body of gypsum.
上記ケース型は、少なくとも２以上の型からなる割型であることを特徴とする。上記割型は、石膏や樹脂、金属の体積変化による引っ掛かりを防ぐために有用である。 The case type is characterized by being a split type consisting of at least two types. The split mold is useful for preventing catching due to volume change of plaster, resin, or metal.
上記ケース型は、位置合わせ用の凹部と凸部を有し、上記ケース型を用いて製作された成形型は、凸状の位置合わせ部と、凹状の位置合わせ部とを有し、複数の上記成形型は、一方の上記成形型の上記凸状の位置合わせ部と、他方の上記成形型の上記凹状の位置合わせ部とが嵌合して組み合わさることを特徴とする。上記位置合わせ部は、素材の成形過程で型同士のズレが予期される場合に有用である。 The case mold has a concave portion and a convex portion for alignment, and the molding mold manufactured by using the case mold has a convex alignment portion and a concave alignment portion, and has a plurality of portions. The molding die is characterized in that the convex alignment portion of one of the molding dies and the concave alignment portion of the other molding die are fitted and combined. The alignment portion is useful when misalignment between the molds is expected during the molding process of the material.
本発明のケース型は、型成形に用いられる成形型を製作するためのケース型であって、ケース型は、樹脂組成物の積層成形体であるので、ケース型を製作する前の工程が簡略化され、成形型による製品の製造開始までの時間の短縮と、成形型の製作費用が低減できる。これにより、製品製造コストと時間の低減に繋がる。また、成形型を、ケース型を用いずに積層成形などの方法で直接製作する場合よりも、成形型の製作に要する時間が短く、費用も低廉となる。 The case mold of the present invention is a case mold for manufacturing a molding mold used for mold molding, and since the case mold is a laminated molded body of a resin composition, the process before manufacturing the case mold is simplified. This makes it possible to shorten the time required to start manufacturing a product using a molding die and reduce the manufacturing cost of the molding die. This leads to a reduction in product manufacturing cost and time. Further, the time required for manufacturing the molding die is shorter and the cost is lower than the case where the molding die is directly manufactured by a method such as laminating molding without using the case mold.
成形型は、石膏の固化体である石膏型であるので、ケース型に水もしくは液体で溶いた石膏を入れるような成形型の製造の際、石膏が短時間で固化し、成形型の生産性により優れる。これにより、製品の製造開始までの時間をより短縮できる。 Since the molding mold is a gypsum mold that is a solidified body of gypsum, the gypsum solidifies in a short time when manufacturing a molding mold such as putting gypsum dissolved in water or liquid in a case mold, and the productivity of the molding mold is high. Better. As a result, the time required to start manufacturing the product can be further shortened.
ケース型は、液体が漏れない形状、もしくは少なくとも２以上の型からなる割型を組み合わせることで作られた液体が漏れない形状であるので、ケース型を用いて成形型を製作する際、成形型からの型抜きを容易に行うことができる。これにより、成形型製作時の歩留まりが向上し、製品製造コストのさらなる低減に繋がる。割型同士の隙間は開いていても製品製造に影響の出ない成形型の形状の場合は問題がない。 The case mold has a shape that does not leak liquid, or a shape that does not leak liquid made by combining split molds consisting of at least two molds. Therefore, when manufacturing a molding mold using the case mold, the molding mold is used. It is possible to easily perform die cutting from. As a result, the yield at the time of manufacturing the mold is improved, which leads to further reduction of the product manufacturing cost. There is no problem in the case of a molded mold shape that does not affect product manufacturing even if the gap between the split molds is open.
ケース型は、位置合わせ用の凹部と凸部を有し、ケース型を用いて製作された成形型は、凸状の位置合わせ部と、凹状の位置合わせ部とを有し、複数の成形型は、一方の成形型の凸状の位置合わせ部と、他方の成形型の凹状の位置合わせ部とが嵌合して組み合わさるので、製品製造の際、複数の成形型を密接して隙間なく組み合わせることが容易にできる。これにより、製品製造時の歩留まりが向上し、製品製造コストの一層の低減に繋がる。 The case mold has a concave portion and a convex portion for alignment, and the molding mold manufactured by using the case mold has a convex alignment portion and a concave alignment portion, and a plurality of molding molds. Is to fit and combine the convex alignment part of one molding die and the concave alignment part of the other molding die, so that when manufacturing a product, multiple molding dies are closely attached without gaps. Can be easily combined. As a result, the yield at the time of manufacturing the product is improved, which leads to further reduction of the manufacturing cost of the product.
本発明のケース型の一実施形態について、図１を用いて説明する。図１は、ケース型の斜視図である。図１に示すように、ケース型１は、２つのケース型１ａ、１ｂから構成された割型である。ケース型１は、型成形に用いられる成形型を製作するために用いられる。ケース型１は、樹脂組成物の積層成形体であり、その表面には形状に応じた層状構造が視認される（図２参照）。
An embodiment of the case type of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a case-type perspective view. As shown in FIG. 1, the
上述の通り、ケース型が樹脂組成物の積層成形体であることにより、原型、見本型の製作を行うことなく、最終製品の３次元データに基づき直接ケース型を製作できるため、ケース型を製作する前の工程が簡略化される。その結果、成形型による製品の製造開始までの時間の短縮と、成形型の製作費用が低減でき、製品製造コストの低減に繋がる。なお、原型や見本型、成形型は、３次元データに基づき、樹脂組成物の積層成形体によって成形し、形状を確認することができる。 As described above, since the case mold is a laminated molded body of the resin composition, the case mold can be directly manufactured based on the three-dimensional data of the final product without manufacturing the prototype and the sample mold. Therefore, the case mold is manufactured. The process before the process is simplified. As a result, the time required to start manufacturing the product by the molding die can be shortened, the manufacturing cost of the molding die can be reduced, and the manufacturing cost of the product can be reduced. The prototype, sample mold, and molding mold can be molded by the laminated molded product of the resin composition based on the three-dimensional data, and the shape can be confirmed.
ケース型（積層成形体）の製作方法について説明する。積層成形体は、いわゆる３Ｄプリンターと呼ばれる積層成形装置によって製作できる。積層成形装置を用いて積層成形体を製作する方式としては、例えば、熱溶解積層方式（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ方式、以下「ＦＤＭ方式」ともいう）、光造形方式、インクジェット方式、粉末燃焼方式、粉末固着方式などを挙げることができる。積層成形体を製作する方式としては、装置や材料の取扱いが容易で、装置の設置環境の自由度が高いＦＤＭ方式が好ましい。ＦＤＭ方式は、主に熱で溶かした樹脂組成物をノズルから押し出しながらステージ上へ積層して目的物を成形する方式である。 A method for manufacturing a case mold (laminated molded body) will be described. The laminated molded body can be manufactured by a laminated molding device called a so-called 3D printer. Examples of the method for manufacturing a laminated molded body using a laminated molding device include a fused deposition modeling method (hereinafter, also referred to as “FDM method”), a stereolithography method, an inkjet method, a powder combustion method, and powder fixing. The method etc. can be mentioned. As a method for manufacturing the laminated molded body, the FDM method, in which the equipment and materials are easy to handle and the degree of freedom in the installation environment of the equipment is high, is preferable. The FDM method is a method in which a resin composition mainly melted by heat is extruded from a nozzle and laminated on a stage to form a target product.
上述した積層成形装置で積層成形体を製作する場合、当該装置は目的物をステージと平行な平面で輪切りにした数μｍ～数ｍｍの層を、ステージ上に１層ずつ下から順番に形成していく。そのため、完成した積層成形体の側面には、積層方向（ステージに対し上下方向）に並んだ層状構造が形成される。 When a laminated molded body is manufactured by the above-mentioned laminated molding device, the device forms layers of several μm to several mm in which the target object is sliced on a plane parallel to the stage in order from the bottom on the stage. To go. Therefore, a layered structure arranged in the stacking direction (vertical direction with respect to the stage) is formed on the side surface of the completed laminated molded body.
図２に、ケース型の内側の拡大平面図を示す。図２に示すように、ケース型１ｂの側面には、積層方向（紙面左右方向）に向かって細かい溝（段差）が一方向に並んだ層状構造が視認される。
FIG. 2 shows an enlarged plan view of the inside of the case mold. As shown in FIG. 2, on the side surface of the
積層成形体の側面には、通常、層状構造が視認される。層状構造の隣接する段差の間隔および高さは、積層成形装置にもよるが、例えばそれぞれ、約０．０１ｍｍ～１ｍｍである。この層状構造は積層痕と言われる。このため、積層成形したケース型をそのまま用いて成形型を製作した場合、成形型の表面に積層痕が転写されてしまい、転写された積層痕は、成形型により製造される製品にも転写される。そのため、上記段差の間隔および高さが所定の値よりも大きいと製品外観に影響を及ぼしうる。製品外観への積層痕の影響を気にしない場合はそのまま積層成形体を使用する。 A layered structure is usually visible on the side surface of the laminated body. The spacing and height of the adjacent steps of the layered structure are, for example, about 0.01 mm to 1 mm, depending on the laminating molding apparatus. This layered structure is called a stacking mark. For this reason, when a molding die is manufactured using the case die that has been laminated and molded as it is, the lamination marks are transferred to the surface of the molding die, and the transferred lamination marks are also transferred to the product manufactured by the molding die. To. Therefore, if the interval and height of the steps are larger than a predetermined value, the appearance of the product may be affected. If you do not mind the influence of the laminated marks on the product appearance, use the laminated molded product as it is.
ケース型の表面の積層痕は、パテ材料などの塗布、サンドペーパー、サンドブラスト、研磨装置などによる研磨、化学表面処理、加熱溶融などの方法により平滑化できる。平滑化の方法としては、工程の容易さの観点から、パテ材料などの塗布が好ましい。塗布するパテ材料などとしては、例えば、エポキシパテ、ポリエステルパテ、ラッカーパテ、瞬間接着パテ、石膏パテ、炭酸カルシウムパテ、アクリル系塗料、ウレタン系塗料、エポキシ系塗料、シリコーン系塗料などから自由に選択できる。パテ材料などとしては、層状構造の段差への充填性、非流動性、密着性などの観点から、エポキシパテやポリエステルパテが好ましい。 The stacking marks on the surface of the case mold can be smoothed by a method such as application of a putty material, sandpaper, sandblasting, polishing with a polishing device, chemical surface treatment, heat melting, or the like. As a smoothing method, it is preferable to apply a putty material or the like from the viewpoint of ease of process. The putty material to be applied can be freely selected from, for example, epoxy putty, polyester putty, lacquer putty, instant adhesive putty, gypsum putty, calcium carbonate putty, acrylic paint, urethane paint, epoxy paint, silicone paint and the like. As the putty material, epoxy putty or polyester putty is preferable from the viewpoint of filling property, non-fluidity, adhesion, etc. in the step of the layered structure.
ケース型の表面は、型抜きの観点から、表面の一部または全部が平滑であることが好ましい。ケース型の表面の一部または全部を平滑とすることで、成形型をケース型から型抜きする際に抵抗力を受けにくく、型抜きをより容易に行える。また、製品の表面に積層痕が転写されないため、良好な外観が得られる。ここで、「平滑」とは、製作直後の積層成形体が通常有する層状構造が目視上視認できない程度に消失している状態を意味する。作業の簡略化のために、積層痕に加工を加えない場合もある。また、層状構造成形時に製品への転写が確認できない細かい積層痕を作り、加工を省く方法もある。 The surface of the case mold is preferably smooth in part or in whole from the viewpoint of die cutting. By smoothing a part or all of the surface of the case mold, it is less likely to receive resistance when the molding mold is die-cut from the case mold, and the die-cutting can be performed more easily. In addition, since the lamination marks are not transferred to the surface of the product, a good appearance can be obtained. Here, "smoothness" means a state in which the layered structure normally possessed by the laminated molded product immediately after production has disappeared to the extent that it cannot be visually visually recognized. In some cases, the stacking marks are not processed to simplify the work. There is also a method of making fine stacking marks in which transfer to the product cannot be confirmed at the time of forming the layered structure, and omitting the processing.
平滑化を行う前のケース型は、積層方向とそれに直交する方向それぞれの方向で測定した算術平均粗さが異なり、表面粗さに異方性がある。これに対し、平滑化を行った後のケース型は、積層方向とそれに直交する方向それぞれの方向で測定した算術平均粗さが略同一で、表面粗さに異方性が無い。 In the case type before smoothing, the arithmetic mean roughness measured in each of the stacking direction and the direction orthogonal to the stacking direction is different, and the surface roughness is anisotropic. On the other hand, in the case type after smoothing, the arithmetic mean roughness measured in each of the stacking direction and the direction orthogonal to the stacking direction is substantially the same, and the surface roughness is not anisotropic.
図１におけるケース型１の大きさは、約２０ｃｍ×２０ｃｍ×１０ｃｍである。ケース型１の様な形状も含め、３Ｄプリンターの性能によって、積層成形体の大きさも選択できる。しかし、樹脂素材によっては収縮の影響によって寸法に影響を与える場合もあるため、３Ｄデータの設計や３Ｄプリンターの出力条件の設定に注意が必要である。
The size of the
ケース型の樹脂組成物は、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリル－スチレン－アクリレート共重合体（ＡＳＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シリコーン系樹脂、ワックス、ポリアミド（ＰＡ）などのナイロン系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）などのウレタン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、フェノール樹脂（ＰＦ）などの種々の樹脂を含むことができる。ケース型の樹脂組成物は、寸法安定性の観点から、一般的な樹脂よりも熱収縮率が低く低廉なＰＬＡをベース樹脂として含むことが好ましい。ケース型の樹脂組成物がＰＬＡを含むことで、寸法安定性の確保が容易でない比較的大きな成形型であっても安定した寸法で製作できる。 Case-type resin compositions include, for example, polylactic acid (PLA), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer (ASA), polypropylene (PP), polyvinyl alcohol (PVA). , Polyvinyl butyral (PVB), Polycarbonate (PC), Silicone resin, Wax, Nylon resin such as polyamide (PA), Acrylic resin such as polymethylmethacrylate (PMMA), Urethane resin such as thermoplastic polyurethane (TPU) Resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polystyrene (PS), Various resins such as epoxy resin (EP) and phenol resin (PF) can be included. From the viewpoint of dimensional stability, the case-type resin composition preferably contains PLA as a base resin, which has a lower heat shrinkage rate than a general resin and is inexpensive. Since the case-type resin composition contains PLA, even a relatively large molding mold whose dimensional stability cannot be easily ensured can be manufactured with stable dimensions.
また、ケース型の樹脂組成物は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、グラスファイバー、セルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタル、金属微粒子、金属酸化物微粒子、石膏粉末などの充填剤を含むことができる。ケース型の樹脂組成物は、成形型との相性も鑑みて強度、寸法安定性、コストなどの観点から、体積膨張率が比較的小さく、安価である石膏粉末を含むことが好ましい。ケース型の樹脂組成物が石膏粉末を含むことで、寸法安定性の確保が容易でない比較的大きな成形型であっても安定した寸法で製作できるとともに、ケース型の価格も低減でき、最終製品の価格低減に繋がる。 Further, the case-type resin composition is a filler such as graphite, carbon black, graphene, carbon nanotube, carbon fiber, glass fiber, cellulose nanofiber, cellulose nanocrystal, metal fine particles, metal oxide fine particles, gypsum powder and the like. Can be included. The case-type resin composition preferably contains gypsum powder, which has a relatively small volume expansion rate and is inexpensive, from the viewpoint of strength, dimensional stability, cost, etc. in consideration of compatibility with the molding mold. Since the case-type resin composition contains gypsum powder, it is possible to manufacture relatively large moldings with stable dimensions even if it is not easy to secure dimensional stability, and the price of the case-type can be reduced. It leads to price reduction.
ケース型は、少なくとも２以上の型からなる割型であってもよいし、１つだけの型からなってもよい。ケース型は、樹脂組成物の積層成形体であるので、割型にしようとすると壊れるおそれのある石膏型と比べて割型にしやすい。ケース型が、少なくとも２以上の型からなる割型である場合、例えば、ケース型の材質が体積膨張率の差のある石膏と樹脂、樹脂と樹脂である場合でも、成形型が抜けなくなる（噛み込み）ことや引っ掛かりによる破損を起こすことを回避できる。また、ケース型が割型であることにより、ケース型を用いて成形型を製作する際、成形型の離型角度を鑑みて、割型の設計を行えるため作業性に優れ、成形型からの型抜きを容易に行うことができる。さらに、ケース型が樹脂組成物の積層成形体であるので、ケース型が適度に変形し、成形型に余計な力が掛からない。これにより、型抜き時の欠けや傷付きなどが起こりにくくなることで、成形型製作時の歩留まりが向上する。 The case type may be a split type consisting of at least two types, or may be composed of only one type. Since the case mold is a laminated molded body of a resin composition, it is easier to make a split mold than a gypsum mold which may be broken when trying to make a split mold. When the case mold is a split mold consisting of at least two molds, for example, even if the material of the case mold is gypsum and resin having a difference in volume expansion rate, or resin and resin, the molding mold cannot be removed (bite). It is possible to avoid damage caused by (including) or catching. In addition, since the case mold is a split mold, when a molding mold is manufactured using the case mold, the split mold can be designed in consideration of the mold release angle of the molding mold, so that the workability is excellent and the molding mold can be used. Die-cutting can be easily performed. Further, since the case mold is a laminated molded body of the resin composition, the case mold is appropriately deformed and no extra force is applied to the molding mold. As a result, chipping and scratches during die cutting are less likely to occur, and the yield at the time of molding is improved.
ケース型の構造について、図３を用いて説明する。図３は、図１に示したケース型の内側の斜視図である。このケース型はケース型の製作個数を節約するために、左右対称の成形型を成形するためのケース型である。図１のケース型から２つの成形型を作成することにより、図５の成形型の四方の横面を形作る。図３に示すように、ケース型１ａは、対向して組み合わせられるケース型１ｂとの位置合わせ用の凹部２を有し、ケース型１ｂは、ケース型１ａとの位置合わせ用の凸部３を有する。また、ケース型１ａは、後述する複数の成形型同士を組合わせる際の位置合わせに用いる凹状の位置合わせ部を成形型に形成するための突出部４を有する。ケース型１ｂは、凸状の位置合わせ部と凹状の位置合わせ部を成形型に形成するための突出部５、６と、窪み部７を有する。なお、凹部２、凸部３、突出部４、５、６および窪み部７の形状は、線状、非線状に限らず自由な形状とできる。ケース型１ａとケース型１ｂを密接して組み合わせたケース型には、例えば、石膏や樹脂組成物を流し込んで成形型として石膏型や樹脂型を作成できる。
The case-type structure will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view of the inside of the case type shown in FIG. This case mold is a case mold for molding a symmetrical molding mold in order to save the number of case molds to be manufactured. By creating two molds from the case mold of FIG. 1, the four side surfaces of the mold of FIG. 5 are formed. As shown in FIG. 3, the
図１～図３に示したケース型で製作した成形型について、図４を用いて説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、成形型の斜視図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、上述した２つのケース型を用いて製作された成形型８は、凸状の位置合わせ部９と、凹状の位置合わせ部１０、１１とを有する。
The molding dies manufactured by the case dies shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIG. 4 (a) and 4 (b) are perspective views of a molding die. As shown in FIGS. 4A and 4B, the molding die 8 manufactured by using the above-mentioned two case molds has a
図４（ｃ）は、２つの成形型を組み合わせた状態の平面図である。図４（ｃ）に示すように、２つの成形型８ａ、８ｂのうち、一方の成形型８ａの凸状の位置合わせ部９ａ、凹状の位置合わせ部１０ａと、他方の成形型８ｂの凹状の位置合わせ部１０ｂ、凸状の位置合わせ部９ｂとがそれぞれ嵌合して組み合わさることにより、製品製造の際、複数の成形型を密接して隙間なく組み合わせることが容易にできる。なお、成形型が割型である場合、成形型は２つに限らず、複数の成形型を組合わせてもよい。凹状の位置合わせ部１１は、別の成形型（図示省略）との組み合わせに用いることができる
FIG. 4 (c) is a plan view of a state in which two molding dies are combined. As shown in FIG. 4C, of the two molding dies 8a and 8b, one of the molding dies 8a has a
本発明のケース型を用いて製作される成形型の材質としては、例えば、石膏、樹脂、樹脂組成物、金属などの時間経過もしくは化学反応、状態変化によって液体もしくはスラリーから固化する材質などから自由に選択できる。成形型の材質としては、生産性や成形精度の観点から、石膏が好ましい。成形型の材質を石膏とすることで、成形型の製造の際、石膏が短時間で固化するため、成形型の生産性により優れる。成形型の材質として樹脂や樹脂組成物を用いる場合、熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂を含むことができる。 The material of the molding mold manufactured by using the case mold of the present invention is free from, for example, gypsum, resin, resin composition, metal and the like, which are solidified from liquid or slurry due to time lapse, chemical reaction, or state change. Can be selected. As the material of the molding die, gypsum is preferable from the viewpoint of productivity and molding accuracy. By using gypsum as the material of the molding die, the gypsum solidifies in a short time when the molding die is manufactured, so that the productivity of the molding die is improved. When a resin or a resin composition is used as the material of the mold, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, and a moisture-curable resin can be included.
図４に示したケース型で製作した最終製品について、図５を用いて説明する。図５は、最終製品の一例である陶磁器や樹脂成形体の斜視図である。図５に示すように、最終製品１２は板形状をしている。最終製品１２は、図４（ｃ）に示したケース型を中型として、その上下に配置されるケース型の下型もしくは上型とを組み合わせて形成される空間に陶土もしくは樹脂を充填して製造される。
The final product manufactured by the case mold shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view of a ceramic or resin molded product, which is an example of a final product. As shown in FIG. 5, the
図４では、例として単純な構造の成形型を示したが、より複雑な形状の成形型を複数組み合わせることにより、種々の構造の最終製品を製造することができる。成形型を用いて製造される最終製品の材質としては、例えば、金属、石膏、陶磁器、樹脂組成物などから自由に選択できる。成形型の材質は、最終製品の材質の体積膨張率や、表面エネルギー、表面粗さなどの物性を考慮して、剥離しやすく、型抜きがしやすい組み合わせの材質を選択してもよい。また、ケース型の材質も、成形型の材質の体積膨張率や、表面エネルギー、表面粗さなどを考慮して、剥離しやすく、型抜きがしやすい組み合わせの材質を選択してもよい。例えば、成形型の材質は、最終製品よりも低表面エネルギーとなるような材質が好ましく、ケース型の材質は、成形型の表面よりも低表面エネルギーとなるような材質が好ましい。 In FIG. 4, a molding die having a simple structure is shown as an example, but by combining a plurality of molding dies having a more complicated shape, final products having various structures can be manufactured. The material of the final product manufactured by using the molding die can be freely selected from, for example, metal, gypsum, ceramics, resin composition and the like. As the material of the molding die, a combination material that is easy to peel off and easy to cut out may be selected in consideration of physical properties such as the volume expansion rate of the material of the final product, surface energy, and surface roughness. Further, as the material of the case mold, a combination material that is easy to peel off and easy to remove from the mold may be selected in consideration of the volume expansion rate of the material of the molding mold, surface energy, surface roughness and the like. For example, the material of the molding die is preferably a material having a lower surface energy than the final product, and the material of the case mold is preferably a material having a lower surface energy than the surface of the molding die.
本発明のケース型の製作手順の一例について説明する。ケース型は、ＦＤＭ方式の積層成形装置ＡＮＹＣＵＢＩＣ ＭＥＧＡ Ｘ（ＡＮＹＣＵＢＩＣ ＪＰ社製）により、ＰＬＡフィラメントを積層成形することによって製作する。ケース型は、２つの型からなる割型で、組み合わせると最大四方が約３０ｃｍとなる。ケース型は、端部の反りの影響を受けないよう、約２ｃｍ程度の厚さに製作する。積層成形後、ケース型を積層成形装置のステージから剥離する。 An example of the procedure for manufacturing the case mold of the present invention will be described. The case mold is manufactured by laminating and molding PLA filaments with an FDM type laminating molding device ANYCUBIC MEGA X (manufactured by ANYCUBIC JP). The case type is a split type consisting of two types, and when combined, the maximum length is about 30 cm on all sides. The case type is manufactured to a thickness of about 2 cm so as not to be affected by the warp of the end. After the laminating molding, the case mold is peeled off from the stage of the laminating molding apparatus.
上記ケース型を用いた成形型の製作手順の一例について説明する。層状構造を平滑化した２つのケース型を、一方のケース型の凹部と、他方のケース型の凸部が合致するように位置決めして組み合わせ、ゴムバンドなどを用いて固定する。固定されたケース型の開口部から石膏を流し入れ、所定の時間静置することで石膏製の成形型を得ることができる。 An example of a procedure for manufacturing a molding die using the case die will be described. Two case molds having a smoothed layered structure are positioned and combined so that the concave portion of one case mold and the convex portion of the other case mold match, and are fixed using a rubber band or the like. A plaster molding mold can be obtained by pouring gypsum through a fixed case mold opening and allowing it to stand for a predetermined time.
上記手順で製作した複数の成形型を用いた陶磁器製品の製造手順の一例について説明する。複数の成形型は、それぞれ、凸状の位置合わせ部と、凹状の位置合わせ部とを有する。複数の成形型のうち、一方の成形型の凸状の位置合わせ部と他方の成形型の凹状の位置合わせ部とが嵌合し、全ての成形型の凸状の位置合わせ部と、凹状の位置合わせ部とが相互に組み合わさるように固定する。必要に応じて他の成形型と組み合わせる。組み合わされた成形型の内部に流動性のある粘土（陶土）である泥漿もしくは樹脂を鋳込み、製品を成形する。 An example of a manufacturing procedure of a ceramic product using a plurality of molding dies manufactured by the above procedure will be described. Each of the plurality of molding dies has a convex alignment portion and a concave alignment portion. Of a plurality of molding dies, the convex alignment portion of one molding die and the concave alignment portion of the other molding die are fitted, and the convex alignment portion of all the molding dies and the concave alignment portion are concave. Fix the alignment part so that it is combined with each other. Combine with other molding dies as needed. Slurry or resin, which is a fluid clay (porcelain clay), is cast inside the combined molding mold to mold the product.
本発明のケース型は、成形型による製品の製造開始までの時間の短縮と、成形型の製作費用が低減できるため、製品製造コストを低減でき、流し込み成形や加圧鋳込み成形、プレス成形などの型成形に好適に利用できる。 In the case mold of the present invention, the time to start manufacturing of the product by the molding mold can be shortened and the manufacturing cost of the molding mold can be reduced, so that the product manufacturing cost can be reduced, and the casting molding, pressure casting molding, press molding, etc. can be performed. It can be suitably used for mold molding.
１、１ａ、１ｂ ケース型
２ 凹部
３ 凸部
４、５、６ 突出部
７ 窪み部
８、８ａ、８ｂ 成形型
９、９ａ、９ｂ 凸状の位置合わせ部
１０、１０ａ、１０ｂ、１１ 凹状の位置合わせ部
１２ 最終製品
1, 1a,
Claims (5)
前記ケース型は、全体または略全体が樹脂組成物の積層成形体で、少なくとも２以上の型からなる割型であり、
前記成形型は、石膏の固化体である石膏型であることを特徴とするケース型。 It is a case mold for manufacturing a molding mold used for mold molding.
The case mold is a laminated molded product having a resin composition as a whole or substantially the whole , and is a split mold composed of at least two or more molds.
The molding mold is a case mold characterized by being a gypsum mold which is a solidified body of gypsum .
前記ケース型を用いて製作された成形型は、凸状の位置合わせ部と、凹状の位置合わせ部とを有し、
複数の前記成形型は、一方の前記成形型の前記凸状の位置合わせ部と、他方の前記成形型の前記凹状の位置合わせ部とが嵌合して組み合わさることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載のケース型。 The case type has a concave portion and a convex portion for alignment, and has a concave portion and a convex portion.
The molding die manufactured by using the case mold has a convex alignment portion and a concave alignment portion.
Claim 1 is characterized in that the plurality of the molding dies are fitted and combined with the convex alignment portion of one of the molding dies and the concave alignment portion of the other of the molding dies. The case type according to any one of claims 3 to 3 .
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