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JP2015182283A - Method of manufacturing mold - Google Patents

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JP2015182283A
JP2015182283A JP2014059837A JP2014059837A JP2015182283A JP 2015182283 A JP2015182283 A JP 2015182283A JP 2014059837 A JP2014059837 A JP 2014059837A JP 2014059837 A JP2014059837 A JP 2014059837A JP 2015182283 A JP2015182283 A JP 2015182283A
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JP
Japan
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mold
base
laminated
resin
manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014059837A
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Japanese (ja)
Inventor
貴彦 要海
Takahiko Yokai
貴彦 要海
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

【課題】短時間で製造することのできる型の製造方法の提供。
【解決手段】樹脂(P,R)又は金属粉末(P)をベース(11,21)上に積層させて、積層部(10,20)をベース(11,21)上に形成する型の製造方法である。樹脂(P,R)又は金属粉末(P)の積層方向に略垂直な方向を貫通方向とする。造形工程(S1)では、貫通方向に貫通する貫通孔(14,24)を有する突起部(15,25)を複数備えるベース(11,21)上に、積層部(10,20)の外周を貫通孔(14,24)と連なることによって連通孔(18,28)を有するように、積層部(10,20)を三次元形状物の造形方法を用いて造形する。固定工程(S2)では、拘束棒(10,29)を貫通孔(14,24)及び連通孔(18,28)に挿入する。
【選択図】図3
A method for manufacturing a mold that can be manufactured in a short time is provided.
Manufacturing of a mold in which resin (P, R) or metal powder (P) is laminated on a base (11, 21), and a laminated part (10, 20) is formed on the base (11, 21). Is the method. The direction substantially perpendicular to the lamination direction of the resin (P, R) or the metal powder (P) is defined as the penetration direction. In the modeling step (S1), the outer periphery of the laminated portion (10, 20) is formed on the base (11, 21) having a plurality of protrusions (15, 25) having through holes (14, 24) penetrating in the penetration direction. The layered portion (10, 20) is formed using a method for forming a three-dimensional shape so as to have the communication hole (18, 28) by being connected to the through hole (14, 24). In the fixing step (S2), the restraining rods (10, 29) are inserted into the through holes (14, 24) and the communication holes (18, 28).
[Selection] Figure 3

Description

本発明は型の製造方法に関し、特に三次元形状物の造形方法を利用した型の製造方法に関する。   The present invention relates to a mold manufacturing method, and more particularly, to a mold manufacturing method using a three-dimensional shaped object forming method.

光ビームを粉末層に照射して、焼結又は溶融固化させて固化層を形成し、さらに、その固化層の上に、同様に光ビームの照射により新たな固化層を形成し、これを繰り返して三次元形状物を製造する三次元形状物の造形方法がある。   The powder layer is irradiated with a light beam and sintered or melted to form a solidified layer, and a new solidified layer is similarly formed on the solidified layer by light beam irradiation, and this is repeated. There is a modeling method for a three-dimensional shape to manufacture a three-dimensional shape.

例えば、特許文献1に開示される三次元形状物の造形方法では、上記した固化層の形成を造形テーブルに設けたピン上において行うことにより、三次元形状造形物を製造する。ピン上で行うことで、三次元形状造形物の底面が造形プレートの表面形状に影響を受けるなどの問題を解決できるとの旨と述べられている。さらに、このような製造方法を用いて得られた型は、例えば、型として利用することができるとの旨が述べられている。   For example, in the method for modeling a three-dimensional object disclosed in Patent Document 1, a three-dimensional object is manufactured by forming the solidified layer on a pin provided on a modeling table. It is stated that the problem that the bottom surface of the three-dimensional modeled object is affected by the surface shape of the modeling plate can be solved by performing it on the pin. Furthermore, it is stated that a mold obtained using such a manufacturing method can be used as a mold, for example.

特開2010−100884号公報JP 2010-100844 A

ところで、型を短時間で製造することが要求されている。特許文献1で開示される三次元形状物の造形方法では、製造時間の短縮の余地があった。   By the way, it is required to manufacture the mold in a short time. In the method for modeling a three-dimensional object disclosed in Patent Document 1, there is room for shortening the manufacturing time.

本発明は、上記した事情を背景としてなされたものであり、短時間で製造することのできる型の製造方法を提供することである。   The present invention has been made against the background described above, and is to provide a mold manufacturing method that can be manufactured in a short time.

本発明にかかる型の製造方法は、
樹脂又は金属粉末をベース上に積層させて、積層部(例えば、積層型)を前記ベース上に形成する型の製造方法であって、
前記樹脂又は前記金属粉末の積層方向に略垂直な方向を略垂直方向とすると、
前記略垂直方向に貫通する貫通孔を有する突起部を複数備える前記ベース上に、
前記積層部の外周を前記貫通孔と連なることによって貫通する連通孔を有するように、前記積層部を三次元形状物の造形方法を用いて造形する工程と、
拘束棒を前記貫通孔及び前記連通孔に挿入する工程と、
を含む。
The mold manufacturing method according to the present invention includes:
A method for producing a mold in which a resin or metal powder is laminated on a base, and a laminated portion (for example, a laminated mold) is formed on the base,
When the direction substantially perpendicular to the lamination direction of the resin or the metal powder is a substantially vertical direction,
On the base including a plurality of protrusions having through holes penetrating in the substantially vertical direction,
Forming the laminated part using a three-dimensional shaped article forming method so as to have a communication hole penetrating the outer periphery of the laminated part by connecting to the through hole;
Inserting a restraining rod into the through hole and the communication hole;
including.

このような構成によれば、型を短時間で製作することができる。   According to such a configuration, the mold can be manufactured in a short time.

本発明によれば、短時間で型を製造することのできる型の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the type | mold which can manufacture a type | mold in a short time can be provided.

型の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a type | mold. 型の要部の側面図である。It is a side view of the principal part of a type | mold. プレス型の側面図である。It is a side view of a press die. 製造装置の一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of a manufacturing apparatus. 実施の形態1にかかる製造方法の一工程を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing one step of the manufacturing method according to the first embodiment. 製造方法に対する製造時間を示すグラフである。It is a graph which shows the manufacturing time with respect to a manufacturing method. 製造装置の一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of a manufacturing apparatus. 製造装置の一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of a manufacturing apparatus.

実施の形態1.
図1及び図2を参照して実施の形態1にかかる型について説明する。図1は、型の部分断面図である。図2は、型の要部の側面図である。図3は、プレス型の側面図である。
Embodiment 1 FIG.
The type | mold concerning Embodiment 1 is demonstrated with reference to FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 is a partial sectional view of a mold. FIG. 2 is a side view of the main part of the mold. FIG. 3 is a side view of the press die.

図1に示すように、樹脂型10は、樹脂からなるベース11と、ベース11の積層面12上に積層された積層型16とを含む。   As shown in FIG. 1, the resin mold 10 includes a base 11 made of a resin and a laminated mold 16 laminated on a laminated surface 12 of the base 11.

図2に示すように、ベース11は、その積層面12上に突起する複数の突起部15と、突起部15と同じ方向に突起する複数の棒支持部13とを有する。   As shown in FIG. 2, the base 11 has a plurality of protrusions 15 protruding on the laminated surface 12 and a plurality of bar support portions 13 protruding in the same direction as the protrusions 15.

突起部15は、例えば、高さ10mm、幅及び奥行5mmの四角柱状体である。突起部15は、ベース11の積層面12上に少なくとも1列に並んで設けられており、突起部15同士の間隔は、例えば、10mmである。突起部15は、例えば、JIS規格に定められるS45C又はその相当材などの炭素鋼からなる。突起部15は、貫通孔14を有し、貫通孔14は、突起部15の中心又はその近傍を通過する。貫通孔14は、例えば、直径2mmである。貫通孔14は、ベース11の積層面12に沿う方向に貫通する。つまり、貫通孔14は、積層型16が積層される積層方向に略垂直な方向に貫通する。ここで、略垂直とは、例えば、70〜110°である。   The protrusion 15 is, for example, a square columnar body having a height of 10 mm, a width, and a depth of 5 mm. The protrusions 15 are provided in at least one line on the laminated surface 12 of the base 11, and the interval between the protrusions 15 is, for example, 10 mm. The protrusion 15 is made of, for example, carbon steel such as S45C defined by JIS standard or an equivalent material thereof. The protrusion 15 has a through hole 14, and the through hole 14 passes through the center of the protrusion 15 or the vicinity thereof. The through hole 14 has a diameter of 2 mm, for example. The through hole 14 penetrates in the direction along the laminated surface 12 of the base 11. That is, the through hole 14 penetrates in a direction substantially perpendicular to the stacking direction in which the stacked molds 16 are stacked. Here, “substantially vertical” means, for example, 70 to 110 °.

棒支持部13は、突起部15の列の両端から間隔を空けて、ベース11に設けられる棒状体である。棒支持部13は、例えば、直径100mmであって、JIS規格に定められるS45C又はその相当材などの炭素鋼からなる。棒支持部13は、ベース11の積層面12に沿う方向に貫通する支持孔(不図示)を有し、支持孔は棒支持部13の中心又はその近傍を通過する。支持孔は、例えば、直径2mmである。   The rod support portion 13 is a rod-like body provided on the base 11 with an interval from both ends of the row of protrusions 15. For example, the rod support portion 13 has a diameter of 100 mm and is made of carbon steel such as S45C or an equivalent material defined in JIS standards. The rod support portion 13 has a support hole (not shown) penetrating in the direction along the laminated surface 12 of the base 11, and the support hole passes through the center of the rod support portion 13 or the vicinity thereof. The support hole has a diameter of 2 mm, for example.

図2に併せて図1を再び参照すると、積層型16は、ワークを成形するための成形面17を上面に有する。積層型16は連通孔18を有し、連通孔18は積層型16の外周を貫通する。詳細には、連通孔18と貫通孔14とが連なって、1つの連続した孔が形成される。この孔が積層型16の外周を貫通する。つまり、連通孔18と貫通孔14とよりも小さな径を有する棒状体は、この1つの連続した孔を通過することができる。積層型16は、例えば、紫外線硬化樹脂などの光硬化性樹脂からなる。   Referring again to FIG. 1 in conjunction with FIG. 2, the laminated mold 16 has a molding surface 17 for molding a workpiece on the upper surface. The stacked mold 16 has a communication hole 18, and the communication hole 18 penetrates the outer periphery of the stacked mold 16. Specifically, the communication hole 18 and the through hole 14 are connected to form one continuous hole. This hole penetrates the outer periphery of the laminated mold 16. That is, the rod-shaped body having a smaller diameter than the communication hole 18 and the through hole 14 can pass through this one continuous hole. The laminated mold 16 is made of, for example, a photocurable resin such as an ultraviolet curable resin.

拘束棒19は、連通孔18と貫通孔14とに挿入され、さらに、その両端を棒支持部13の支持孔に挿入されることで、棒支持部13に支持されている。拘束棒19は、例えば、JIS規格に定められるS45C又はその相当材などの炭素鋼からなる。また、拘束棒19は、例えば、直径2mmである。   The restraining bar 19 is inserted into the communication hole 18 and the through hole 14, and both ends thereof are inserted into the support holes of the bar support part 13, thereby being supported by the bar support part 13. The restraining rod 19 is made of, for example, carbon steel such as S45C defined by JIS standards or an equivalent material thereof. Moreover, the restraining rod 19 is 2 mm in diameter, for example.

図3に示すように、樹脂型10は、金属ベース保持部1に取り付けられて、プレス型の下型として用いられる。さらに、樹脂型10に対応する樹脂型20を準備する。樹脂型20は、樹脂型10の成形面17に対応する成形面27を有するところを除いて、樹脂型10と同じ構成を有する。樹脂型20は、金属ベース保持部2に取り付けられて、プレス型の上型として用いられる。樹脂型10と金属ベース保持部1と樹脂型20と金属ベース保持部2とをプレス機(不図示)にそれぞれ取り付けると、樹脂型10及び/又は樹脂型20を互いに接触可能に移動させて、プレス加工を行うことができる。例えば、ワークWを樹脂型10、20との間に載置して、ワークWを成形面17、27に対応した形状にプレス加工することができる。   As shown in FIG. 3, the resin mold 10 is attached to the metal base holding part 1 and used as a lower mold of a press mold. Further, a resin mold 20 corresponding to the resin mold 10 is prepared. The resin mold 20 has the same configuration as the resin mold 10 except that it has a molding surface 27 corresponding to the molding surface 17 of the resin mold 10. The resin mold 20 is attached to the metal base holding part 2 and used as an upper mold of a press mold. When the resin mold 10, the metal base holding part 1, the resin mold 20 and the metal base holding part 2 are respectively attached to a press machine (not shown), the resin mold 10 and / or the resin mold 20 are moved in contact with each other, Press working can be performed. For example, the workpiece W can be placed between the resin molds 10 and 20 and the workpiece W can be pressed into a shape corresponding to the molding surfaces 17 and 27.

製造方法.
次に、図4及び図5を参照して実施の形態1にかかる製造方法について説明する。図4は、製造装置の一例の模式図である。図5は、実施の形態1にかかる製造方法の一工程を示す模式図である。
Production method.
Next, the manufacturing method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic diagram of an example of a manufacturing apparatus. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating one process of the manufacturing method according to the first embodiment.

まず、本製造方法の積層型造形工程では、光造形装置を用いた。なお、光造形装置は、三次元形状物の造形方法の一例である光造形方法を行うための装置である。図3に示すように、光造形装置100は、槽101と、ベース支持部102と、ガルバノメータミラー103と、レーザー発振器104とを含む。   First, an optical modeling apparatus was used in the layered modeling process of this manufacturing method. The optical modeling apparatus is an apparatus for performing an optical modeling method which is an example of a modeling method for a three-dimensional shape. As illustrated in FIG. 3, the optical modeling apparatus 100 includes a tank 101, a base support portion 102, a galvanometer mirror 103, and a laser oscillator 104.

槽101は、例えば、光硬化樹脂Rを保持する槽である。光硬化樹脂Rは、例えば、エポキシ系樹脂などの紫外線硬化樹脂である。   The tank 101 is, for example, a tank that holds the photocurable resin R. The photocurable resin R is an ultraviolet curable resin such as an epoxy resin, for example.

ベース支持部102は、槽101近傍に固定される本体121と、本体121により上下に駆動される駆動部122と、駆動部122に組み付けられたアーム123とを含む。アーム123がベース11を支持したまま、駆動部122が上下に駆動する。これにより、ベース支持部102は、ベース11を上下に移動させて、槽101に出し入れすることができる。   The base support unit 102 includes a main body 121 fixed in the vicinity of the tank 101, a drive unit 122 driven up and down by the main body 121, and an arm 123 assembled to the drive unit 122. The drive unit 122 is driven up and down while the arm 123 supports the base 11. Thereby, the base support part 102 can move the base 11 up and down and put it in and out of the tank 101.

ガルバノメータミラー103は、槽101の上方において回転可能に設置される。レーザー発振器104は、光硬化樹脂Rを硬化させるレーザーを発振する。また、レーザー発振器104は、ガルバノメータミラー103に照射するように設置されている。ここで、ガルバノメータミラー103は、レーザー発振器104からのレ−ザーを受けたまま、回転する。すると、ガルバノメータミラー103は、レーザーを反射して、ベース11上又は上方に入射させる。ベース11上又は上方に液面における光硬化樹脂Rは、レーザーにより固化する。積層型16の形状に基づいて、ガルバノメータミラー103の角度やレーザー発振器104のレーザー照射の開始及び停止等を制御する。   The galvanometer mirror 103 is rotatably installed above the tank 101. The laser oscillator 104 oscillates a laser that cures the photocurable resin R. Further, the laser oscillator 104 is installed so as to irradiate the galvanometer mirror 103. Here, the galvanometer mirror 103 rotates while receiving the laser from the laser oscillator 104. Then, the galvanometer mirror 103 reflects the laser and makes it incident on or above the base 11. The photocurable resin R on the liquid surface on or above the base 11 is solidified by a laser. Based on the shape of the laminated mold 16, the angle of the galvanometer mirror 103, the start and stop of laser irradiation of the laser oscillator 104, and the like are controlled.

まず、光造形装置100を用いて、積層型16をベース11の積層面12上に形成する(積層型造形工程S1)。典型的には、図5に示すように、突起部15及び連通孔18に相当する部分については積層することなく、連通孔18を除く積層型16に相当する部分だけ積層して、積層型16を積層面12上に形成する。   First, the laminated mold 16 is formed on the laminated surface 12 of the base 11 using the optical shaping apparatus 100 (stacked shaping process S1). Typically, as shown in FIG. 5, the portions corresponding to the protrusions 15 and the communication holes 18 are not stacked, and only the portion corresponding to the stacked mold 16 excluding the communication holes 18 is stacked. Is formed on the laminated surface 12.

次いで、ベース11と積層型16とを槽101から取り出した後で、拘束棒19を連通孔18と貫通孔14とに挿入する(拘束棒固定工程S2)。さらに、拘束棒19を棒支持部13の支持孔に挿入して、支持する。   Subsequently, after taking out the base 11 and the laminated mold 16 from the tank 101, the restraining rod 19 is inserted into the communication hole 18 and the through hole 14 (constraining rod fixing step S2). Further, the restraining rod 19 is inserted into the support hole of the rod support portion 13 and supported.

以上の工程を経ると、樹脂型10が得られる。上記した実施の形態1にかかる製造方法によれば、積層型造形工程S1において突起部15、棒支持部13、拘束棒19に相当する部分について、積層する必要がないため、短い時間で型を製造することができる。なお、上記した実施の形態1にかかる製造方法によれば、樹脂型10と同様に、樹脂型20を製造することができる。   The resin mold 10 is obtained through the above steps. According to the manufacturing method concerning Embodiment 1 mentioned above, since it is not necessary to laminate | stack about the part corresponding to the projection part 15, the bar | burr support part 13, and the restraint bar | burr 19 in lamination | stacking type | mold shaping | molding process S1, a type | mold can be formed in a short time. Can be manufactured. In addition, according to the manufacturing method concerning Embodiment 1 mentioned above, the resin mold 20 can be manufactured similarly to the resin mold 10.

また、積層型16は拘束棒19と棒支持部13とにより、拘束されて、ベース11から離れ難く、ベース11と強固に固定し得る。また、突起部15が積層面12から突起するために、積層型16がベース11から積層面12に沿う方向に離れ難く、ベース11に強固に固定し得る。   Further, the laminated mold 16 is restrained by the restraining rod 19 and the rod support portion 13, and is difficult to be separated from the base 11 and can be firmly fixed to the base 11. Further, since the protruding portion 15 protrudes from the laminated surface 12, the laminated mold 16 is not easily separated from the base 11 in the direction along the laminated surface 12 and can be firmly fixed to the base 11.

ところで、ベース11の代わりに、突起部15、棒支持部13及び拘束棒19を省略したベースを用いたところを除いて、上記した実施の形態1にかかる製造方法と同じ製造方法がある。この製造方法を、従来の製造方法と呼ぶ。   By the way, there exists the same manufacturing method as the manufacturing method concerning Embodiment 1 mentioned above except the place which used the base which abbreviate | omitted the protrusion part 15, the rod support part 13, and the restraint rod 19 instead of the base 11. FIG. This manufacturing method is called a conventional manufacturing method.

ここで、従来の製造方法を用いて、ベース11と積層型とを有する型を従来例として製造した。この積層型の製造では、積層型16の突起部15、連通孔18に相当する部分についても、積層した。また、上記した実施の形態1にかかる製造方法を用いて樹脂型10を実施例として製造した。従来例及び実施例でも、型方案設計からNC加工・仕上げまでにかかる時間を計測し、その結果を図6に示した。   Here, a mold having a base 11 and a laminated mold was manufactured as a conventional example using a conventional manufacturing method. In the production of the laminated mold, the portions corresponding to the protrusions 15 and the communication holes 18 of the laminated mold 16 were also laminated. Moreover, the resin mold 10 was manufactured as an example using the manufacturing method according to the first embodiment described above. Also in the conventional example and the example, the time taken from the design plan design to the NC machining / finishing was measured, and the result is shown in FIG.

図6に示すように、従来例では、型方案設計、NC(Numerical Control)データ作成、及び、NC加工・仕上げ等は、いずれも1〜2日要した。つまり、リードタイムは、3〜6日である。一方、実施例では、型方案設計は、従来の製造方法と同程度に1〜2日要した一方で、NCデータ作成は0.1〜0.5日、NC加工・仕上げ等は0.5〜1.5日といずれも従来例と比較して短い。リードタイムは、1.6〜4日である。実施例では、従来例と比較して、突起部15、棒支持部13、拘束棒19に相当する部分についても、積層する必要がないために、NCデータ作成、NC加工・仕上げ等の時間が短くなる。つまり、実施例の製造時間は、従来例の製造時間と比較して、短い。   As shown in FIG. 6, in the conventional example, mold design, NC (Numerical Control) data creation, NC machining / finishing, etc. all took 1-2 days. That is, the lead time is 3 to 6 days. On the other hand, in the example, the mold design required 1-2 days as much as the conventional manufacturing method, while the NC data creation was 0.1-0.5 days, and NC machining / finishing was 0.5 days. Both -1.5 days are shorter than the conventional example. The lead time is 1.6 to 4 days. In the embodiment, it is not necessary to stack the portions corresponding to the protrusions 15, the rod support portions 13, and the restraining rods 19 as compared with the conventional example. Shorter. That is, the manufacturing time of the example is shorter than the manufacturing time of the conventional example.

なお、実施の形態1にかかる製造方法では、積層型16を形成するために光造形装置100を用いたが、図7に示す粉末造形装置200や、図8に示す熱溶解積層造形装置300を用いてもよい。図7及び図8は、製造装置の一例の模式図である。   In the manufacturing method according to the first embodiment, the optical modeling apparatus 100 is used to form the stacked mold 16, but the powder modeling apparatus 200 shown in FIG. 7 and the hot melt additive manufacturing apparatus 300 shown in FIG. It may be used. 7 and 8 are schematic views of an example of the manufacturing apparatus.

図7に示すように、粉末造形装置200は、三次元形状物の造形方法の一例である粉末造形方法を行うための装置である。粉末造形装置200は、粉末供給部210と、造形部220と、ローラ213と、炭酸ガスレーザ発振器223とを含む。   As illustrated in FIG. 7, the powder modeling apparatus 200 is an apparatus for performing a powder modeling method that is an example of a modeling method for a three-dimensional shape. The powder modeling apparatus 200 includes a powder supply unit 210, a modeling unit 220, a roller 213, and a carbon dioxide laser oscillator 223.

粉末供給部210は、筒状の粉末保持槽211と、粉末押出部212とを含む。粉末保持槽211は、粉末Pをその内側に保持する。粉末押出部212は、粉末保持槽211の内側に摺動可能に配置される。粉末Pは、樹脂や金属粉末を利用することができる。樹脂として、例えば、ナイロン系樹脂が挙げられる。金属粉末として、例えば、Cu、Ni、Tiなどの純金属、これらの合金、又は、ステンレス鋼からなる粉末が挙げられる。   The powder supply unit 210 includes a cylindrical powder holding tank 211 and a powder extrusion unit 212. The powder holding tank 211 holds the powder P inside. The powder extruding part 212 is slidably disposed inside the powder holding tank 211. As the powder P, resin or metal powder can be used. Examples of the resin include a nylon resin. Examples of the metal powder include powders made of pure metals such as Cu, Ni, and Ti, alloys thereof, or stainless steel.

造形部220は、筒状の造形槽221と、ベース支持部222とを含む。造形槽221は、粉末保持槽211に隣接するように設置される。ベース支持部222は造形槽221の内側に摺動可能に配置されており、ベース11を上下移動可能に支持する。   The modeling unit 220 includes a cylindrical modeling tank 221 and a base support unit 222. The modeling tank 221 is installed so as to be adjacent to the powder holding tank 211. The base support part 222 is slidably disposed inside the modeling tank 221 and supports the base 11 so as to be vertically movable.

ローラ213は、粉末保持槽211及び造形槽221の上側端面を転動し、粉末供給部210から造形部220までを往復することができる。炭酸ガスレーザ発振器223は、造形槽221の内側に向かって炭酸ガスレーザを照射することができる。   The roller 213 rolls on the upper end surfaces of the powder holding tank 211 and the modeling tank 221 and can reciprocate from the powder supply unit 210 to the modeling unit 220. The carbon dioxide laser oscillator 223 can irradiate the carbon dioxide laser toward the inside of the modeling tank 221.

ここで、粉末造形装置200を用いて、ベース11の積層面12上に積層型16を製造する方法について説明する。まず、粉末押出部212が上方に移動し、粉末Pの上面が粉末保持槽211の上端に到達する、又は、上端から食み出る。ローラ213が、粉末保持槽211の上側端面に転動し、粉末保持槽211の粉末Pをその周面に付着させる。さらに、ローラ213が引き続き造形槽221に向かって転動し、ベース11の積層面12に粉末Pを付着させる。ローラ213が造形槽221から通過した後に、炭酸ガスレーザ発振器223がレーザーを積層面12上の粉末Pに照射して、粉末Pを固化する。固化した粉末Pの上に別の粉末Pを供給し、さらに、粉末Pに、同様にレーザーを照射して、固化する。これを繰り返して、積層型216を形成する。ここでは、積層型216の形状に基づいて、ベース支持部222の位置と炭酸ガスレーザ発振器223の動き等を制御する。なお、積層型216は、粉末Pを用いて形成されるため、樹脂や金属からなる。樹脂として、例えば、ナイロン系樹脂が挙げられる。金属として、例えば、Cu、Ni、Tiなどの純金属、これらの合金、ステンレス鋼が挙げられる。   Here, a method for manufacturing the laminated mold 16 on the laminated surface 12 of the base 11 using the powder shaping apparatus 200 will be described. First, the powder extruding part 212 moves upward, and the upper surface of the powder P reaches the upper end of the powder holding tank 211, or digs out from the upper end. The roller 213 rolls to the upper end surface of the powder holding tank 211 to adhere the powder P of the powder holding tank 211 to the peripheral surface thereof. Further, the roller 213 continues to roll toward the modeling tank 221 to adhere the powder P to the laminated surface 12 of the base 11. After the roller 213 passes from the modeling tank 221, the carbon dioxide laser oscillator 223 irradiates the powder P on the laminated surface 12 with a laser to solidify the powder P. Another powder P is supplied onto the solidified powder P, and the powder P is similarly irradiated with a laser to be solidified. This is repeated to form the stacked mold 216. Here, based on the shape of the laminated mold 216, the position of the base support 222, the movement of the carbon dioxide laser oscillator 223, and the like are controlled. In addition, since the lamination mold 216 is formed using the powder P, it is made of resin or metal. Examples of the resin include a nylon resin. Examples of the metal include pure metals such as Cu, Ni, and Ti, alloys thereof, and stainless steel.

図8に示すように、装置300は、三次元形状物の造形方法の一例である熱溶解積層造形方法を行うための装置である。熱溶解積層造形装置300は、ベース11を固定するベース固定部301と、ベース固定部301の上方に設けられるモデル材ヘッド302とを含む。   As shown in FIG. 8, the apparatus 300 is an apparatus for performing a hot melt additive manufacturing method that is an example of a method for forming a three-dimensional object. The hot melt additive manufacturing apparatus 300 includes a base fixing portion 301 for fixing the base 11 and a model material head 302 provided above the base fixing portion 301.

モデル材ヘッド302は、少なくともベース11の上側領域を移動できるように設置されている。また、モデル材ヘッド302はその先端に射出ノズル303を有し、射出ノズル303は、モデル材として樹脂を射出する。樹脂として、例えば、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer)樹脂が挙げられる。モデル材として射出された樹脂がベース11の積層面12上に固化し、さらにその上に樹脂をモデル材として射出する。これを繰り返して、積層型316が形成される。積層型316の形状に応じて、射出時において、モデル材ヘッド302の移動と、射出ノズル303による射出とを制御する。モデル材ヘッド302は、積層型316の形状に応じて、その射出量及び位置を制御される。   The model material head 302 is installed so that it can move at least in the upper region of the base 11. The model material head 302 has an injection nozzle 303 at its tip, and the injection nozzle 303 injects resin as a model material. Examples of the resin include ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer) resin. The resin injected as a model material is solidified on the laminated surface 12 of the base 11, and further the resin is injected thereon as a model material. By repeating this, a stacked mold 316 is formed. The movement of the model material head 302 and the injection by the injection nozzle 303 are controlled at the time of injection according to the shape of the stacked mold 316. The injection amount and position of the model material head 302 are controlled according to the shape of the stacked mold 316.

なお、熱溶解積層造形装置300は、サポート材ヘッド304をさらに含んでもよい。サポート材ヘッド304は、モデル材ヘッド302と同様に、少なくともベース11の上側領域を移動できるように設置されている。サポート材ヘッド304はその先端に射出ノズル305を有し、射出ノズル305はサポート材を射出する。サポート材は、例えば、水溶性の材料からなる。サポート材を積層面12上に射出すると、サポート部SP1が形成される。サポート部SP1の形成後に、上記したようにモデル材を射出して、積層型316を形成する。さらに、積層型316の固化した後で、サポート部SP1を水に溶かして除去する。特に、積層型316において上方に向かって面積が拡大する部分は、サポート部SP1を形成した後で、形成すると積層型の形状を安定して製造できて、好ましい。サポート材ヘッド304は、サポート部SP1の形状に応じて、その射出量及び位置を制御される。   The hot melt additive manufacturing apparatus 300 may further include a support material head 304. Similar to the model material head 302, the support material head 304 is installed so as to be movable at least in the upper region of the base 11. The support material head 304 has an injection nozzle 305 at its tip, and the injection nozzle 305 injects the support material. The support material is made of, for example, a water-soluble material. When the support material is injected onto the laminated surface 12, the support portion SP1 is formed. After the formation of the support portion SP1, the model material is injected as described above to form the stacked mold 316. Further, after the stacked mold 316 is solidified, the support part SP1 is dissolved in water and removed. In particular, it is preferable to form the portion of the multilayer mold 316 whose area increases upward after the support portion SP1 is formed, because the multilayer mold shape can be stably manufactured. The injection amount and position of the support material head 304 are controlled in accordance with the shape of the support portion SP1.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記した実施の形態では、光造形装置100、粉末造形装置200、熱溶解積層造形装置300を用いたが、これら以外の三次元形状物を製造する装置又はその方法を用いてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the optical modeling apparatus 100, the powder modeling apparatus 200, and the hot-melt layered modeling apparatus 300 are used, but an apparatus or a method for manufacturing a three-dimensional shape other than these may be used.

10、20 樹脂型
11、21 ベース 12、22 積層面
13、23 棒支持部 14、24 貫通孔
15、25 突起部 16、216、316 積層型
17、27 成形面 18、28 連通孔
19、29 拘束棒
100 光造形装置 200 粉末造形装置
300 熱溶解積層造形装置
P 粉末 R 光硬化樹脂
S1 積層型造形工程 S2 拘束棒固定工程
10, 20 Resin molds 11, 21 Bases 12, 22 Laminated surfaces 13, 23 Bar support portions 14, 24 Through holes 15, 25 Protrusions 16, 216, 316 Laminated dies 17, 27 Molded surfaces 18, 28 Communication holes 19, 29 Restraint rod 100 Stereolithography apparatus 200 Powder modeling apparatus 300 Hot melt additive manufacturing apparatus P Powder R Photo-curing resin S1 Stack molding process S2 Restraint rod fixing process

Claims (1)

樹脂又は金属粉末をベース上に積層させて、積層部を前記ベース上に形成する型の製造方法であって、
前記樹脂又は前記金属粉末の積層方向に略垂直な方向を貫通方向とすると、
前記貫通方向に貫通する貫通孔を有する突起部を複数備える前記ベース上に、
前記積層部の外周を前記貫通孔と連なることによって貫通する連通孔を有するように、前記積層部を三次元形状物の造形方法を用いて造形する工程と、
拘束棒を前記貫通孔及び前記連通孔に挿入する工程と、
を含む型の製造方法。
A method of manufacturing a mold in which a resin or metal powder is laminated on a base and a laminated portion is formed on the base,
When a direction substantially perpendicular to the laminating direction of the resin or the metal powder is a penetration direction,
On the base including a plurality of protrusions having through holes penetrating in the penetration direction,
Forming the laminated part using a three-dimensional shaped article forming method so as to have a communication hole penetrating the outer periphery of the laminated part by connecting to the through hole;
Inserting a restraining rod into the through hole and the communication hole;
A mold manufacturing method including:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018069570A (en) * 2016-10-28 2018-05-10 株式会社リコー 3D modeling apparatus, mounting member, and manufacturing method of 3D model

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