(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、この基体上に光造形された形状転写用造形部と、を具備し、  上記基体が金属材料製であり、該基体表面に機械加工基準面が形成されていることを特徴とする光造形簡易型。
【請求項２】
上記基体の上面が面粗し加工されており、該面上に上記形状転写用造形部が造形されていることを特徴とする請求項１記載の光造形簡易型。
【請求項３】
上記形状転写用造形部の上記基体の側が一体に光造形された台部となっており、該台部と上記基体とが締付ボルトで締付けられている請求項２記載の光造形簡易型。
【請求項４】
上記基体が冷却水通路を有する請求項１、２又は３記載の光造形簡易型。
【請求項５】
表面に機械加工基準面が形成されている金属材料製の基体を造形テーブル上に載置した後、
この基体上に形状転写用造形部を光造形し、その後、
基体及び形状転写用造形部を一体として、造形テーブルから取り外し、その後、
基体の機械加工基準面を基準として形状転写用造形部を機械加工する、光造形簡易型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、試作品の製作等に用いられる簡易型及びその製造方法に関する。特には、光造形プロセスを利用した、低工数短納期で製作可能な簡易型、及び、その製造方法に関する。
【０００２】
なお、ここでいう光造形には、光（可視光線、レーザ光線、紫外線等）硬化樹脂に光を当てて固化させることにより所定の形の物を得る、狭義の光造形の他、電子線、Ｘ線、高エネルギー粒子線等の反応性エネルギーに応答して硬化する適当な流体媒質を用いる造形システムを含む。さらには、反応性化学物質に応答して硬化するような流体媒質に、該反応性化学物質の小単位を正確に位置決めして投射する手法を用いる造形システムをも含む。また、マスクを介してそのようなエネルギーや物質を投射するいわゆるリソグラフィー手法を用いる造形システムを含む。
【０００３】
【関連する技術】
本発明者らは、特願平６−２３４９２  号（本願と同一出願人）において、光造形簡易型及びその製造方法（以下先行発明という）を提案した。本発明は、その改良に係るものである。
【０００４】
先行発明の光造形簡易型は、光硬化された光硬化樹脂、あるいはさらにこの光硬化樹脂中に分散配合された強化粒子からなる。強化粒子の例としてはガラスビーズ（粒径例３〜７０μｍ  ）やウィスカーが挙げられている。先行発明の光造形簡易型の製造方法は、未硬化の光硬化樹脂あるいは強化粒子の分散配合された光硬化樹脂を階層的に配置しつつ、ＣＡＤデータ等を用いて様々なパターンで光硬化樹脂層を選択的に露光して、光造形簡易型を製造する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先行発明の実施例として開示された簡易型は、基本的に型全体が光造形された物であった。光造形された簡易型を射出成形機等に取り付ける際には、ボルト等で、鋼製のダイプレート等に取り付けることは予定されていた。しかし、簡易型自身をプレート付き（プレートと光造形部とが複合化された物）とすることは、提案されていなかった。
【０００６】
型全体を光造形で形成する場合には、以下のような問題が生じる。
▲１▼  型を造形後に機械加工する場合に、正確な加工基準面を得にくい。
▲２▼  光造形装置の造形テーブルから造形された型を取り外す時に、型が変形するおそれがある。
▲３▼  局部的な強度を要求されるネジ等を設けるのに不都合である。
▲４▼  高価な光硬化樹脂が多量に必要となる。
【０００７】
本発明は、高価な光硬化樹脂の使用量が少なくてすみ、製造時の変形のおそれがない光造形簡易型及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに、造形後の機械加工の容易な光造形簡易型及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の光造形簡易型は、基体と、この基体上に光造形された形状転写用造形部と、を具備し、上記基体が金属材料製であり、該基体表面に機械加工基準面が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の光造形簡易型の製造方法は、表面に機械加工基準面が形成されている金属材料製の基体を造形テーブル上に載置した後、この基体上に形状転写用造形部を光造形し、その後、基体及び形状転写用造形部を一体として、造形テーブルから取り外し、その後、基体の機械加工基準面を基準として形状転写用造形部を機械加工することを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明の光造形簡易型は、全体が光造形されているわけではなく、基体上に、光造形された形状転写用造形部が、一体化されて載せられているものである。ここで、基体とは、ある程度強度・剛性のある固体からなる部材を言う。例えば、表面機械加工された鋼製プレートである。このように構成されているので、基体と形状転写用造形部とを一体で取り扱う（光造形装置から取り外す、機械加工する、使用される機械に取り組む、等）ことができる。そのため、変形のおそれが無くなる（危険性が少なくなる）。あるいは、基体の分だけ、光硬化樹脂の必要量が減る。さらには、基体に機械加工基準面を設けておけば、光造形後の機械加工も楽で正確になる。さらには、ネジ部の付随することの多い冷却水通路を基体中あるいは表面に設けるのも有利である。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る射出成形用コア型を示す側面図である。コア型１は、大きく分けて、図の下半部の基準プレート２１（基体）と、その上に形成された形状転写用造形部１１とからなる。形状転写用造形部１１は、さらにコア１３（狭義の形状転写部）と台部１５からなる。
【００１２】
図１のコア型１の基準プレート２１は、鋼（ＪＩＳ  Ｓ４５Ｃ）製の厚さ１０ｍｍのプレートである。基準プレート２１の上下面、各側面は、いずれも機械加工されている。図２は、図１のコア型の基準プレートの上面を示す平面図である。図１及び図２を参照しつつ説明する。基準プレート２１の四隅には、タップ穴２３が設けられている。このタップ穴２３は、形状転写用造形部１１の台部１５と、基準プレート２１とを締め付けるために、締付ボルト１９をネジ込むためのものである。基準プレート２１の下面には、基準プレート２１（コア型１）を射出成形機のダイセットに取り付けるための（図３参照）、ダイセット取り付け用タップ穴２５が設けられている。
【００１３】
基準プレート２１の上面と下面は、基本的に平行である。、基準プレート２１の上面は、その中央部がローレット加工部３５となっている。ローレット加工部３５の凹凸（面粗し、高さ例０．０５〜０．５ｍｍ）があるため、基準プレート２１と、その上に光造形される形状転写用造形部との接合が強化される。基準プレート２１上面には、２本の冷却水溝２７が切られている。この冷却水溝２７は、形状転写用造形部１１の台部１５に冷却水を送る通路となる。冷却水溝２７は、基準プレート２１内に開けられた冷却水穴２８を介して、バルブ取付け用タップ穴２９へと通じている。バルブ取付け用タップ穴２９には、冷却水入バルブ３１と冷却水出バルブ３３がネジ込まれている。
【００１４】
形状転写用造形部１１の台部１５は、コア１３の土台となる部分である。この台部１５なしに、基準プレート２１上にすぐにコア１３を光造形することも可能ではある。しかし、基準プレート２１と光造形部分との連結を強固にするためには、このような台部１５を設けて、台部１５と基準プレート２１とを締付ボルト１９で締付けることが好ましい。台部１５の四隅に開けられている段付き穴は、締付ボルト１９を通すための穴である。また、台部１５中には、冷却水穴１７が形成されている。この冷却水穴１７には、基準プレート２１上面の冷却水溝２７から、冷却水が供給される。射出成形型のように、被成形物の凝固熱を除去する必要のある型にあっては、このような冷却水穴が必要となる。なお、台部１５とコア１３とは一体に光造形されており、両部分の接続は強固である。
【００１５】
図３は、図１のコア型を含む金型が射出成形機に取り付けられている状態を示す図である。基準プレート２１をバックプレートとして、コア型１とキャビティ型３とが、ダイセット４１やダイプレート４３上に取り付けられている。
【００１６】
次に、本実施例の光造形簡易型の製造方法について説明する。
（１）  基準プレート準備：
図１、２に示されているように加工済の基準プレート２１を準備した。また、冷却水バルブ３１、３３はあらかじめ基準プレート２１に取り付けておく。このようにした基準プレート２１を光造形装置（帝人製機株式会社製、ＳＯＬＩＦＯＲＭ−３００）の造形テーブル上に位置決め固定した。
【００１７】
（２）  強化粒子入り光硬化樹脂準備：
同一出願人の出願に係る特願平６−２３４９２  号の明細書１２〜１３頁に記載されている、ホウ酸アルミニウムウィスカーとガラスビーズとを含む光学的造形用組成物を準備した。
【００１８】
（３）  光造形：
本出願人の出願に係る特願平６−５５１９の方法（塗付→レーザ走査露光）により、光硬化樹脂積層と選択露光を行い型を造形した。この際の諸条件は以下のとおりであった。
光硬化樹脂層厚：０．０５ｍｍ
露光条件：アルゴンレーザ（波長３６８μｍ）、レーザパワー２００ｍＷ、走査速度１０ｍ／ｓｅｃ
なお、この際、造形テーブルの造形開始高さを基準プレート厚さの分だけ低くした。
【００１９】
（４）  造形物取外し：
光造形後、基準プレートごと造形テーブルから取り出した。
（５）  洗浄：
造形物及び基準プレートを、ＩＰＡ（イソ・プロピルアルコール）で洗浄した。
【００２０】
（６）  ポストキュア：
ＵＶランプ（メタルハライドランプ、４ＫＷ）で２０分間光造形物を照射し、二次硬化させた。
【００２１】
（７）  締付ボルト固定：
光造形された台部１５の四隅に、基準プレート２１のタップ穴２３と同芯で、締付ボルト挿入用の穴を加工した。そして、締付ボルト１９をネジ込んで、台部１５を基準プレート２１に締付けた。このようにする理由は次のとうりである。すなわち、光造形樹脂は本来接着剤であるため、基準プレートとは良好に接着される。また、基準プレートの表面粗度を粗くしているので、接着力は充分高い。しかし、この接着力だけでは後加工時の機械振動、衝撃等に耐えるには不十分である。そこで、上述のように締付ボルト固定を行うのである。
【００２２】
（８）  後加工：
光造形物（図１の形状転写用造形部１１）を機械加工した。パーテーション面（台部１５の上面）の仕上げ加工、射出成形品の押し出しピン孔（図示されず）、ゲート（図示されず）等を機械加工した。この際、基準プレート２１の基準面（下面、側面）を基準として加工したので、機械加工は正確かつ迅速であった。
【００２３】
このようにして作製した型を、図３に示すように射出成形機に組み込み、射出成形を行った。成形結果は良好であった。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は以下の効果を発揮する。
▲１▼  基準プレート（基体）と光造形物とを一体として取り扱うことができるため、取扱が容易であり、また、光造形物の変形を防止できる。
【００２５】
▲２▼  光造形物は、光硬化樹脂を薄い層状に硬化させて作製していくものであるため、造形中に若干の反りが生じることがある。しかし、基体上に光造形する場合には、そのような反りも最小に抑制することができる。
【００２６】
▲３▼  基体の分だけ、高価な光硬化樹脂を節約できるので、コストを下げられる。また、造形時間も短くて済む。
▲４▼  基体に機械加工基準面を設けておけば、光造形後の後加工が容易かつ正確になる。
【００２７】
▲５▼  型の強度が基体によって向上する。
▲６▼  熱伝導率の高い基体（金属材料製等）を用いれば、型の冷却効果も高くなる。そのため成形品の成形能率も高くなる。
▲７▼  基体に予めさまざまな加工（冷却水通路、タップ穴等）をしておけば、後加工の手間が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る射出成形用コア型を示す側面図である。
【図２】図１のコア型の基準プレートの上面を示す平面図である。
【図３】図１のコア型を含む金型が、射出成形機に取り付けられている状態を示す図である。
【符号の説明】
１  コア型                        ３  キャビティ型
１１  形状転写用造形部            １３  コア
１５  台部                        １７  冷却水穴
１９  締付けボルト                ２１  基準プレート（基体）
２３  タップ穴                    ２５  ダイセット取付用タップ穴
２７  冷却水溝                    ２８  冷却水穴
２９  バルブ取付け用タップ穴      ３１  冷却水入バルブ
３３  冷却水出バルブ              ３５  ローレット加工部
４１  ダイセット                  ４３  ダイプレート
【図１】
0003631508.tif 000002
【図２】
0003631508.tif 000003
【図３】
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