(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形製品を製造する方法であって、
１つの部分からなる金型ブロックであって、射出成形製品の所望の形に対応する大きさと形を有する金型キャビティと、その金型キャビティからベースプレートまで伸びている第１のフィーダーダクトとを含む金型ブロックを構築することによって、射出成形金型を作製する工程と、
前記フィーダーダクトを介して溶融材料を前記金型キャビティに射出して、射出成形製品と、前記射出成形製品から前記第１のフィーダーダクトの中まで伸びているスプルーであって、前記射出成形製品を前記ベースプレートに保持するスプルーとを形成させる工程と、
前記射出ブロックの一部を機械加工して、前記射出成形製品を露出させる工程と、
前記スプルーによって、前記射出成形金型の残部内の前記射出成形製品をしっかり保持しながら、前記射出成形製品を機械加工する工程と、
前記射出成形製品を前記スプルーから切断する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記射出成形製品の機械加工が、前記成形製品の外面を滑らかにすることを含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記金型ブロックがベースプレートの上に、固定された形で構築されている方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記金型ブロックが第２のフィーダーダクトを含む方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記ベースプレートが、前記金型ブロックに隣接する第１の表面と、前記金型ブロックから離れる方を向いている第２の表面と、第１のフィーダーダクトと流体連通した流入流路とを含み、前記流入流路が、前記ベースプレートの第２の表面の方に拡張部分を有する方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、レーザー溶融した金属粉末を１層ずつ堆積することによって、前記金型ブロックを形成する方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記金型ブロックの作製中に、金属構造体を前記金型キャビティに挿入して、前記射出成形製品に支持をもたらす方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記金型ブロックの作製中に、金属インサートを前記金型キャビティに挿入して、前記インサートを貫いて前記射出成形製品の中までネジ山を機械加工できるようにする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記製品の機械加工が、前記製品をミリングすること、および前記製品の中までネジ山を切ることのうちの１つを含む方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記射出成形金型を作製する工程が、空気および材料排出口、およびクーラントダクトのうちの１つを作製することを含む方法。
【請求項１１】
射出成形製品を製造する方法であって、
その金型キャビティ内で射出成形される製品の所望の大きさおよび形に対応する大きさおよび形を有する金型キャビティをそれらの間に形成する下方部分および上方部分と、前記金型キャビティから前記下方部分を通じてベースプレートまで伸びている第１のフィーダーダクトとを含む射出成形金型を作製する工程と、
前記第１のフィーダーダクトを通じて前記金型キャビティに溶融材料を射出して、射出成形製品と、その成形製品から前記第１のフィーダーダクトの中まで伸びているスプルーであって、前記射出成形製品を前記ベースプレートに保持するスプルーを形成させる工程と、
前記射出成形金型の前記上方部分を除去して、前記射出成形製品の一部を露出させる工程と、
前記射出成形金型の前記下方部分の一部を機械加工して、前記製品の残部を露出させる工程と、
前記スプルーによって、前記射出成形製品を前記射出成形金型の前記下方部分の残部内にしっかり保持しながら、前記製品を機械加工する工程と、
前記射出成形製品を前記スプルーから切断する工程と、
を含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、選択的レーザー溶融法を用いて前記射出成形金型を作製する方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記射出成形製品の機械加工が、前記製品の外面を滑らかにすることを含む方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、前記射出成形金型をベースプレートの上に、固定された形で構築する方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法であって、前記射出成形製品が第２のフィーダーダクトを含む方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記ベースプレートが、前記射出成形金型に隣接する第１の表面と、前記ベースプレートから離れる方を向いている第２の表面と、前記第１のフィーダーダクトと流体連通した流入流路とを含み、前記流入流路が、前記第２の表面の方に拡張部分を有する方法。
【請求項１７】
その金型キャビティ内で射出成形される製品の所望の大きさと形に対応する大きさと形を有する金型キャビティと、そのフィーダーダクトを通じて溶融材料を前記金型キャビティに射出すると、射出成形製品が、その製品から第１のフィーダーダクトの中まで伸びているスプルーであって、前記射出成形製品をベースプレートに保持するスプルーとともに形成されるように、前記金型キャビティからベースプレートまで伸びている第１のフィーダーダクトとを含む金型ブロックを含む射出成形システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の射出成形システムであって、前記金型ブロックが単一のユニットとして形成されている射出成形システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載の射出成形システムであって、前記金型キャビティが、その下方部分と上方部分との間に形成されるように、相互に対して固定されている下方部分および上方部分を前記金型ブロックが含む射出成形システム。
【請求項２０】
請求項１７に記載の射出成形システムであって、
前記金型ブロックに取り付けられた第１の表面と、前記金型ブロックから離れる方を向いている第２の表面とを有するベースプレートであって、前記スプルーがその流入流路内に保持されるように、前記第１のフィーダーダクトと流体連通した流入流路を含むベースプレートをさらに含む射出成形システム。
【発明の詳細な説明】
【優先権情報】
【０００１】
本願は、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ａｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔ」という表題で２０１０年８月９日に提出された、Ｕｒｓ  ＨｕｌｌｉｇｅｒおよびＨｕｇｏ  Ｆｌｕｅｃｋｉｇｅｒの米国仮出願第６１／３７１，８６８号に基づく優先権を享受するものである。本願の内容の全体は、参照により本明細書に取り込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は広くは、射出成形によって製品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
既知の射出成形金型に付随する１つの問題は、一般に、２つのパーツからなる金型が、その金型で形成される製品を２つのパーツからなる金型のいずれのパーツ内にも保持しないように設計されており、その金型で形成される製品を、さらなる機械加工に備えて特定の保持具、把持具、または固定具によって機械に固定しなければならないようになっている点である。したがって、射出成形金型の一部の機械加工または除去を可能にして、その製品が射出成形金型の残部内にしっかり保持されるようにするとともに、追加の保持具、把持具、または固定具の必要性なしに、さらなる加工または機械加工を行うことのできる射出成形金型を用いる射出成形によって、製品を製造する改良法に対するニーズが依然として存在する。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、射出成形製品を製造する方法に関するものである。本発明による例示的な方法は、１つの部分からなる金型ブロックであって、射出成形によって形成される所望の製品に対応する大きさと形を有する金型キャビティを含む金型ブロックを１層ずつ構築することによって、射出成形金型を作製する工程と、溶融材料をその射出成形金型に射出し、射出した溶融材を冷却して、射出成形製品を形成させる工程を含む。この射出成形金型は、成形製品の冷却後に機械加工して、その射出成形金型の部分のうち、成形製品を完全に露出させるために必要な部分を除去する。続いて、成形製品から伸びている１つ以上のスプルーによって、成形製品を射出成形金型の残部内にしっかり保持しながら、成形製品を機械加工する。次いで、成形製品を１つ以上のスプルーから切り離す。
【０００５】
本発明による製品用の例示的な成形材としては、ＰＥＥＫ、強化プラスチック、および射出可能な合金が挙げられる。
【０００６】
本発明の例示的な実施形態による方法は、射出成形技法によって個別の製品（例えばインプラント）を高速生産するものであってよく、さらに、成形する製品のパターンの必要性なしに、個別の製品に合わせて射出成形金型を迅速に作製可能にするものであってもよい。本発明による方法は、さらなる保持具、把持具、または固定具の必要性なしに、成形した製品を機械加工（例えばミリング）できるようにするものであってもよく、射出成形金型のロストモールドとしての形状のおかげで、２つのパーツからなる金型が不要となる。さらに、射出およびクーラントダクトを個別に設定することができ、金型は、異なる機械のベースとして好適な境界面プレートに取り付けてもよい。
【０００７】
１つの例示的な実施形態では、成形製品の機械加工としては、ミリングによって、その製品に滑らかな外面を作り出して、その製品を医療用インプラントとして利用可能にすることが挙げられる。特定の手順での必要性に応じて、成形製品の中に、孔とネジ山を機械加工してもよい。さらには、当業者であれば分かるように、この例示的なミリングシステムおよび方法は、射出成形するには粗すぎる構造体の作製を可能にする。
【０００８】
本発明の方法のさらなる例示的な実施形態では、射出成形金型がベースプレート上に、固定された形で構築されるように、射出成形金型を作製してよい。この形態には、ベースプレートが、異なる機械（例えば射出成形機、ミリングマシンなど）の境界面としての役割を果たすことができるという利点がある。
【０００９】
さらなる例示的な方法では、射出成形金型の作製は、１つ以上のフィーダーダクトの作製を含んでもよい。すなわち、１層ずつ堆積させることによって、射出成形金型を完全に仕上げて、その後の加工または機械加工が不要になるようにしてもよい。
【００１０】
別の例示的な方法では、上記のベースプレートは、射出成形金型に面する第１の表面と、射出成形金型から離れる方を向いている第２の表面と、１つ以上のフィーダーダクトと流体連通した１つ以上の流入流路とを含む。この流入流路は、ベースプレートの第２の表面の方に拡張横断面を有する。この拡張横断面によって、１つ以上のスプルーをベースプレート内にぴったり形成かつしっかり把持させることが可能になり、射出成形金型の残部およびベースプレート内に、成形製品をしっかり保持できるようにする。上記の流入流路は、円筒形または円錐形の部分を有してもよい。
【００１１】
別の例示的な方法では、１層ずつの堆積は、レーザー溶融金属粉末を堆積する必要がある「直接レーザー積層造形」によって行ってよい。
【００１２】
さらに別の例示的な方法では、射出成形金型の作製中に、１つ以上の金属構造体を射出成形金型に組み込んでもよい。この金属構造体は、完成品内に一体型の支持体をもたらして、その製品の機械的安定性を向上させることができる。
【００１３】
さらに別の例示的な方法では、射出成形金型の作製中に、１つ以上の金属インサートを射出成形金型に組み込んでよい。この金属インサートは、アンカーで製品内にしっかり固定してよい。
【００１４】
さらなる例示的な方法では、成形製品の機械加工は、成形製品のミリング、および／または、１つ以上の金属インサートの中までネジ山を切ることを含んでもよい。
【００１５】
さらなる例示的な方法では、射出成形金型の作製には、１つ以上の空気および材料排出口、ならびに、１つ以上のクーラントダクトの作製を含めてもよい。
【００１６】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、射出成形製品を製造する方法であって、２つのパーツからなる金型で、射出成形によって所望の製品を形成させるように設計された金型キャビティをそれらの間に形成させる下方部分および上方部分を含む金型の形状の射出成形金型を作製する工程を含む方法を提供する。溶融材料を射出成形金型に射出し、冷却して、所望の製品を形成させる。上記の２つのパーツからなる金型の上方部分は、成形製品の冷却後に除去する。射出成形金型の下方部分を機械加工して、射出成形金型の部分のうち、成形製品を完全に露出させるために必要な部分を除去する。成形製品は、その成形製品から伸びている１つ以上のスプルーによって、射出成形金型の下方部分の残部内にしっかり保持した状態で機械加工する。続いて、成形製品を１つ以上のスプルーから切断する。
【００１７】
１つの例示的な方法では、上記の２つのパーツからなる金型は、選択的レーザー溶融法によって作製する。
【００１８】
別の例示的な実施形態では、成形製品の機械加工は、ミリングによって、その製品に滑らかな外面を作り出して、その製品を医療用インプラントとして利用可能にすることを含む。さらには、当業者であれば分かるように、この例示的なミリングシステムおよび方法は、射出成形するには粗すぎる構造体の作製を可能にする。
【００１９】
別の例示的な方法では、異なる機械（例えば射出成形機、ミリングマシンなど）の境界面として利用できるベースプレート上に、射出成形金型を、固定された形で構築してよい。
【００２０】
別の例示的な方法では、射出成形金型の作製は、１層ずつ堆積させることによって射出成形金型を完全に仕上げて、その後の加工または機械加工が不要になるように、１つ以上のフィーダーダクトを作製することを含んでよい。
【００２１】
さらに別の例示的な方法では、上記のベースプレートは、射出成形金型に隣接する第１の表面と、射出成形金型から離れる方を向いている第２の表面と、１つ以上のフィーダーダクトと流体連通した１つ以上の流入流路とを含む。１つ以上のスプルーが、ベースプレート内にぴったり形成かつしっかり把持されるように、流入流路は、上記の第２の表面の方に拡張横断面を有してよい。さらに、流入流路のいずれも、円筒形または円錐形の部分を有してもよい。
【００２２】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、射出成形金型を作製する方法であって、１つの部分からなる金型ブロックで、射出成形によって所望の製品を形成させる金型キャビティと、１つ以上のフィーダーダクトと、空気排出口と、１つ以上のクーラントダクトとを含む金型ブロックを１層ずつ構築する工程を含む方法を提供する。
【００２３】
以下では、例を挙げ、かつ、添付の図面を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明による方法の例示的な実施形態に従って製造した射出成形金型の一部の第１の横断面図を示している。
【図２】図２は、図１の射出成形金型の第２の横断面図を示している。
【図３】図３は、図１の方法の実施形態による射出成形金型の横断面を示している。
【図４】図４は、図１の方法の実施形態に従って部分的に機械加工した射出成形金型の横断面を示している。
【図５】図５は、図１の方法の実施形態による、部分的に機械加工した射出成形金型の横断面を示している。
【図６】図６は、図１の方法の実施形態による製品、および完全に機械加工した射出成形金型の横断面を示している。
【図７】図７は、本発明による方法の別の例示的な実施形態に従って製造した、２つのパーツからなる射出成形金型の横断面を示している。
【図８】図８は、図７の方法の実施形態による射出成形金型の下半分の一部の横断面を示している。
【図９】図９は、図７の方法の実施形態による射出成形金型の上半分の一部の横断面を示している。
【図１０】図１０は、図７の方法の実施形態による射出成形金型の下半分の全体の横断面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、射出成形金型をもたらしてから、いずれの把持具の必要性なしに、射出した金型をさく孔するシステムおよび方法を目的とする。具体的には、本発明による例示的なシステムおよび方法は、当該技術分野において既知の堆積技法を用いて、金型ブロックを１層ずつ構築することを目的とする。層を堆積しながら、細長い開口として形成されるフィーダーダクトを各層内にもたらす。金型ブロックが完成したら、金型に射出した材料はフィーダーダクトにも流れ込んで、成形製品からシステムの基部まで伸びている細長いスプルーを形成させるので、ミリングを行う間、成形製品が適所に保持される。成形製品を必要な仕様にミリングしたら、スプルーを成形製品から除去して、成形製品を基部から遊離させる。
【００２６】
図１〜６は、射出成形システム１を用いて射出成形製品１１を製造する方法の第１の例示的な実施形態を示している。射出成形製品１１をさらに加工および／または機械加工する間、射出成形製品１１の一部が、ベースプレート９に固定されたままになるように、射出成形システム１は、ベースプレート９の上に構築された金型キャビティ５を含む金型ブロック２を含む。図１および２に示されているように、射出成形システム１の金型ブロック２は、レーザー積層造形プロセスを用いて、ベースプレート９の上に構築してよく、このプロセスでは、レーザー積層装置１８を用いて、レーザー溶融金属粉末を１層ずつベースプレートの上に堆積させることによって、金型ブロック２を構築する。例えば、直接レーザー積層造形用の既知の装置は、フランスのＩＲＥＰＡ  ＬＡＳＥＲから入手可能である。しかしながら、いずれの既知のレーザー積層装置をシステム１とともに用いてよいことは当業者であれば分かるであろう。ベースプレート９は、金型ブロック２と、射出成形プロセス中に用いるさまざまな機械および／または装置との境界面としての役割を果たし、例えばレーザー積層装置１８、射出成形装置２１、および／または機械加工装置（例えばミリングカッター２３）のような装置の機械境界面プレート１７にベースプレート９を連結させる。
【００２７】
図１に示されているように、ベースプレート９は、例えばネジ２０のような固定要素を用いて、レーザー造形装置１８の機械境界面プレート１７に、取り外し可能な形で固定されている。ベースプレート９は、上に金型ブロック２が構築されている第１の表面２５と、機械境界面プレート１７に取り付けられている第２の表面２６とを含む。金型材料がその流入流路２４を通って金型ブロック２に流れ込めるように、ベースプレート９を貫いて第１の表面２５から第２の表面２６まで伸びている流入流路２４をベースプレート９は含む。冷却液がベースプレート９と金型ブロック２との間を流れることができるように、ベースプレート９の少なくとも一部を貫いて伸びているクーラントダクト２８もベースプレート９は含む。ベースプレート９は、ベースプレート９を貫いて伸びている空気および材料排出口２９をさらに含んでもよい。図１〜３に示されているように、１つ以上のノズルを介して金属粉末を射出し、高出力レーザーユニット１９の下で溶融させることによって、その金属材料を均質に堆積させる。金型ブロック２は、溶融材料を金型キャビティ５に供給するためのフィーダーダクト７と、図３に示されているように金型キャビティ５から伸びている空気および材料排出口６用のダクトと、射出した溶融材料の冷却中における冷却液用のクーラントダクト８とを含むように構築されている。好ましい実施形態では、金型ブロック２は２つのフィーダーダクト７を含む。金型ブロック２がいずれのさらなる加工を必要としないように、フィーダーダクト７は流入流路２４と連通させて、クーラントダクト８はクーラントダクト２８と連通させて、空気および材料排出口６はベースプレート９の流路２９と連通させて作製してよい。１つの層を作製するには、その層の区域全体をカバーする軌道に沿って、ノズルおよび高出力レーザーユニット１９を一緒に動かす。すなわち、各層の横断面に対応する表面上のみに金属材料を堆積して、金型キャビティ５、フィーダーダクト７、空気および材料排出口６用のダクト、ならびにクーラントダクト８の範囲内には材料を堆積しないようにする。
【００２８】
図５に示されているように、後の機械加工中に、成形製品１１の固化鋳込材料によって形成されたスプルー１５が、成形製品１１をベースプレート９および機械境界面プレート１７にしっかり保持するように、フィーダーダクト７の直径は十分な長さである。射出成形製品１１が機械的に安定した様式で、スプルー１５によって保持されるような形で、フィーダーダクト７を金型キャビティ５の横断面区域の全体にわたって分布させることができる。固化鋳込材料によって形成されたスプルー１５が、ぴったりした形でベースプレート９内に保持されるように、流入流路２４は、ベースプレート９の第２の表面２６の位置に拡張横断面２７を有してよい。
【００２９】
図２に示されているように、製造中に、金属構造体１４および２つの金属インサート１２を射出成形システム１の金型キャビティ５に挿入して、成形製品１１に支持をもたらしてもよい。この金属インサート１２を用いて、金属インサート１２を貫いて成形製品１１の中までネジ山を後で機械加工してよい。
【００３０】
金型ブロック２を構築したら、図３に示されているように、射出成形システム１を射出成形機２１の上に取り付けてよい。取り付けられている金型ブロック２とともに、ベースプレート９を射出成形機２１の機械境界面プレート１７’に、取り外し可能な形で固定する。ベースプレート９は、上記のようなレーザー積層装置１８と同様の形で、射出成形機２１に取り付けてもよい。例えば、ベースプレート９は、ネジ２０によって射出成形機２１に取り付けてもよい。溶融材料１０、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、強化プラスチック、または射出可能な合金を射出成形システム１に、流入流路２４および対応するフィーダーダクト７を通じて金型キャビティ５の中に射出する。金型キャビティ５が完全に満たされ、金属構造体１４およびインサート１２が取り囲まれるまで、かつ、溶融材料１０の一部が、空気および材料排出口６用のダクトの中まで及ぶように、溶融材料１０を金型キャビティ５の中に挿入する。射出工程の完了後、クーラントダクト８を通じて冷却液をポンプで注入し、射出した溶融材料１０が冷却され、成形製品１１が形成されるようにする。
【００３１】
図４は、成形製品１１の冷却後に、射出成形システム１の金型ブロック２を機械加工する工程を示している。例えばミリングカッター２２を用いて、金型ブロック２の一部を除去して、成形製品１１を完全に露出させる。射出成形システム１のベースプレート９は、ミリングマシン２２の機械境界面プレート１７”の上に取り付けてもよい。
【００３２】
図５は、成形製品１１を機械加工する工程を示している。成形製品１１の機械加工は、金型ブロック２を機械加工した前の工程中に用いたものと同じミリングマシンで行ってもよい。成形製品１１の機械加工は、金属インサート１２の中までネジ山を切ることを含む。ミリングツール２３を用いて、成形製品１１の全体に滑らかな表面を作り出してよい。機械加工中、成形製品１１は、成形製品からフィーダーダクト７内に伸びている２つの一体形成金型スプルー１５によって、金型ブロック２の残部、および／またはベースプレート９内にしっかり保持される。成形製品１１がベースプレート９に対してしっかり保持されるように、金型スプルー１５はさらに、流入流路２４の拡張末端部の中まで伸びていてもよい。追加の把持具および／または固定具を用いることなく、成形製品１１をさらに加工および／または機械加工できるように、スプルー１５によって、成形製品１１を射出成形システム１に対して固定可能になることは当業者であれば分かるであろう。
【００３３】
成形製品１１を所望どおりに機械加工したら、成形製品１１を金型スプルー１５から切り離し、成形製品１１のみが残るようにしてよい。図６に示されているように、切断ツールを用いて、完成品１１を２つのスプルー１５から切断してよい。
【００３４】
図７〜１０に示されているように、第２の例示的な実施形態の射出成形システム１’は、上記のような射出成形システム１と実質的に同様のものであるが、選択的レーザー溶融プロセスを用いる。ただし、射出成形金型１’は、一体になって金型キャビティ５’を形成する下方部分３’と上方部分４’とを含む２つのパーツからなる金型１３’を含む。射出成形システム１と同様に、２つのパーツからなる金型１３’は、加工および／または機械加工装置の機械境界面プレートに取り外し可能な形で固定されたベースプレート９’の上に構築されている。図８に示されているように、射出成形金型１’の下方部分３’は１層ずつ構築し、まず、作製する下方部分３’の表面全体の上に金属粉末を散乱させることによって、フィーダーダクト７’およびクーラーダクト８に沿って金型キャビティ５’の第１の部分を形成させる。この金属粉末は、例えばＮＣマシン（数値制御マシン）の機械境界面プレートの上に取り付けたケーシング内に堆積させる。続いて、堆積した金属粉末にスクレーパーをかけて、さらなる加工のための所要の厚みを有する金属粉末層を作製する。次いで、金型キャビティ５’、フィーダーダクト７’、およびクーラントダクト８’の境界の層において、金属粉末を溶融させる。溶融粉末を融合させて、金型キャビティ５’、フィーダーダクト７’、およびクーラントダクト８’を限定する固体構造体にする。続いて、金属粉末の追加の層をケーシング内に付着できるように、層の厚みに対応する距離だけ工作台を下げる。射出成形金型１’の下方部分３’が完成するまで、これらの工程を繰り返す。
【００３５】
射出成形金型１’の下方部分３’の作製中に、支持構造体を金属粉末材料内に作製してもよい。射出成形金型１’の下方部分３’が完成したら、金型キャビティ５’、フィーダーダクト７’、およびクーラントダクト８’に残っている粉末を除去する。射出成形金型１’の完成した下方部分３は図１０に示されている。上方部分４’は、図９に示されているように、射出成形金型１’の下方部分３’を構築するのと同様の方法を用いて構築してよい。例えば、金型キャビティ５’の第２の部分を含む上方部分４’の形に対応するケーシングを金属粉末で満たし、その金属粉末を溶融させ、１層ずつ再び付着させ、融合して、金型キャビティ５’、および空気および材料排出口６’用のダクトを限定する固体構造体にする。射出成形金型１’の上方部分４’が完成したら、空気および材料排出口６’用のダクトに残っている粉末を除去する。
【００３６】
図７に示されているように、下方部分３’と上方部分４’が一体になって金型キャビティ５’を形成するように、下方部分３’および上方部分４’をベース部分９’上に構築する。金型キャビティ５’の第１の部分が、ベースプレート９’から離れた方向で開口しているように、下方部分３’をベースプレート９’の上に位置決めしてよい。続いて、金型キャビティ５’の第２の部分が、金型キャビティ５’の第１の部分に面するとともに、金型キャビティ５’の第１の部分と揃うように、対応する位置に上方部分４’を配置してよい。射出成形システム１と同様に、射出成形システム１’の下方部分３’および上方部分４’を固定閉鎖する前に、金属構造体１４’、および２つの金属インサート１２’を射出成形金型１’に挿入してよい。金属構造体１４を用いて、成形製品１１’および金属インサート１２’（後でその中までネジ山を機械加工することができる）を支持する。ベースプレート９’は、そのベースプレート９’の上に構築された２つのパーツからなる金型１３’とともに、取り外し可能な形で、射出成形機２１の機械境界面プレート１７’に取り付ける。射出成形システム１に関して上述したとおり、溶融材料を金型キャビティ５’に供給するためのフィーダーダクト７’と、金型キャビティ５’から伸びている空気および材料排出口６’用のダクトと、射出した溶融材料の冷却中における冷却液用のクーラントダクト８’は、ベースプレート９’内の各流路と連通させて作製して、射出成形金型１’が、その後の加工を必要としないようにする。加えて、後の機械加工中に、成形製品１１’を射出成形システム１’にしっかり保持する固化鋳込材料によってスプルー１５’が形成されるように、フィーダーダクト７’の直径を十分な長さにしてよい。
【００３７】
射出成形システム１’は、射出成形システム１’に関して上述したものと実質的に同様の様式で用いてよい。図７に示されているように、溶融材料、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、強化プラスチック、または射出可能な合金を射出金型１’に、２つのフィーダーダクト７’を通じて金型キャビティ５’に射出する。金型キャビティ５’を溶融材料で完全に満たし、その際、その溶融材料の一部は空気および材料排出口６’用のダクトの中まで及んでいる。射出工程の完了後、クーラントダクト８’を通じて冷却液をポンプで注入し、射出した溶融材料が冷却され、成形製品１１’が形成されるようにする。
【００３８】
射出した溶融材料を冷却し、成形製品１１’を形成した後、射出成形金型１’の上方部分４’を除去する。その後、射出成形金型３’の下方部分３’を機械加工して除去するか、例えばミリングカッターを用いて、ミリングする。射出成形金型１’の下方部分３’の一部を除去して、成形製品１１’を完全に露出させる。射出成形金型１’の下方部分３’のうち、ベースプレート９’に固定されたままである部分は、例えばミリングマシンの機械境界面プレート１７に取り付けてよい。
【００３９】
図１〜６に示されている第１の実施形態と同様に、成形製品１１’を機械加工する工程は、射出成形金型１’の下方部分３’を機械加工した前の工程中に用いた同じミリングマシンで行うことができる。成形製品１１’の機械加工は、金属インサート１２’の中までネジ山を切ることと、例えばミリングツールを用いて、成形製品１１’の全体に滑らかな表面を作り出すことを含む。機械加工中、成形製品１１’は、成形製品１１’からフィーダーダクト７’内に伸びている一体型金型スプルー１５’によって、２つのパーツからなる金型１３’の下方部分３’の残部にしっかり固定する。成形製品１１’を所望どおりに機械加工した後、成形製品１１’をスプルー１５’から切り離し、完成した成形製品１１’のみが残るようにしてよい。
【００４０】
本発明とその利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義されているような本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更、置換、および修正を行うことができることを理解されたい。さらに、本願の範囲を、本明細書に記載されているプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、および工程の特定の実施形態に限定することは意図されていない。当業者であれば、本発明の開示内容から容易に分かるように、現在存在しているか、または後に開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、または工程であって、本明細書に記載の対応する実施形態と実質的に同じ機能を果たすか、または実質的に同じ成果をもたらすプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、または工程を本発明に従って用いることができる。
【００４１】
添付の特許請求の範囲の広範な範囲から逸脱することなく、本発明のさまざまな変形および修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。これらの一部については上で論じられており、その他のものは、当業者には明らかであろう。
【図１】
0005847823.tif 000002
【図２】
0005847823.tif 000003
【図３】
0005847823.tif 000004
【図４】
0005847823.tif 000005
【図５】
0005847823.tif 000006
【図６】
0005847823.tif 000007
【図７】
0005847823.tif 000008
【図８】
0005847823.tif 000009
【図９】
0005847823.tif 000010
【図１０】
0005847823.tif 000011