(57)【要約】【課題】短時間で製作可能であり接合面のシール性の良好な積層金型の製造方法を提供する。【解決手段】複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎にスライスデータを作成するステップと、金型の形状部を形成する部分は加工することなく、金型の内部にあり金型の温度を調節する温度調節手段を設けるための溝をスライスデータに基づき金属板毎に加工するステップと、加工した金属板を含む全ての金属板を予め定める位置に積層するステップと、積層した金属板を接合し接合体を形成するステップと、接合体を該スライスデータに基づき機械加工し、形状部を形成するステップとを含む。【選択図】図１
2006061924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータを作成するステップと、
金型の形状部を形成する部分は加工することなく、該金型の内部にあり該金型の温度を調節する温度調節手段を設けるための溝を該スライスデータに基づき該金属板毎に加工するステップと、
該加工した金属板を含む全ての金属板を予め定める位置に積層するステップと、
該積層した金属板を接合し接合体を形成するステップと、
該接合体を該スライスデータに基づき機械加工し形状部を形成するステップと、
を含むことを特徴とする積層金型の製造方法。
【請求項２】
金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータを取得するステップと、
３次元ＣＡＤデータから金属ブロックの３次元データを取得するステップと、
金型の形状部を形成する部分は加工することなく、該金型の内部にあり該金型の温度を調節する温度調節手段を設けるための溝を該スライスデータに基づき該金属板毎に加工するステップと、
該加工した金属板を含む全ての金属板および金属ブロックを予め定める位置に積層するステップと、
該積層した金属板および金属ブロックを接合し接合体を形成するステップと、
該接合体のうち少なくとも該金属ブロックを機械加工し形状部を形成するステップと、
を含むことを特徴とする積層金型の製造方法。
【請求項３】
前記温度調節手段は、冷却用流体を流通させることにより金型を冷却する冷却手段、または加熱用流体を流通させることまたはヒータにより金型を加熱する加熱手段であり、
前記溝は、該冷却用流体または該加熱用流体を流通させるための溝、または該ヒータを配設するための溝であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層金型の製造方法。
【請求項４】
前記温度調節手段を設けるための溝を備える領域と前記溝を備えない領域とで異種の材質の金属を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の積層金型の製造方法。
【請求項５】
前記金属板の厚さは、前記金属板の厚さと前記スライスデータとから前記接合体のうち金属板を機械加工するとき、加工面と前記金属板の表面とが略平行であり、機械加工後の該金属板の厚さが略０．５ｍｍ未満であると予測される場合は、金属板を加工した後の前記金属板の厚さが略０．５ｍｍ以上となるように設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の積層金型の製造方法。
【請求項６】
金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータを取得するステップと、
３次元ＣＡＤデータから金属ブロックの３次元データを取得するステップと、
該金属板を該スライスデータに基づき金属板毎に加工するステップと、
該金属ブロックを該３次元データに基づき機械加工するステップと、
該加工した金属板を含む全ての金属板を予め定める位置に積層するステップと、
該積層した金属板を接合し接合体を形成するステップと、
該接合体と該加工した金属ブロックとを接合し金型を形成するステップと、
を含むことを特徴とする積層金型の製造方法。
【請求項７】
金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータを取得するステップと、
３次元ＣＡＤデータから金属ブロックの３次元データを取得するステップと、
該金属板を該スライスデータに基づき金属板毎に加工するステップと、
該金属ブロックを該３次元データに基づき機械加工するステップと、
該加工した金属板を含む全ての金属板および加工した金属ブロックを予め定める位置に積層するステップと、
該積層した金属板および金属ブロックを接合し金型を形成するステップと、
を含むことを特徴とする積層金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の金属板の積層体を含み構成する積層金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金型の多くは、鋳物や鋼材のブロックを３次元加工機械で切削後、研磨仕上げを行っていたので、製作コストも高くまた製作に多くの時間を要していた。また金型の内部に冷却用の水路を設けるような場合にあっては、比較的簡単な流路のものしか設けることができなかった。
【０００３】
製作時間を短縮する方法として、本件発明者は金属板を積層し金型を製造する積層金型を開発し、今までに多くの特許出願を行っている（例えば特許文献１参照）。積層金型は、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ａｉｄｅｄ  ｄｅｓｉｇｎ）データに基づき、複数枚の金属板を所定の形状に切断しこれらを積層後、接合し金型とするものである。この積層金型は従来の金型に比較し、製造コストも低くまた製造時間も短い特徴を備えている。また予め加工した金属板を積層し金型を製作するので、複雑な形状を有する冷却水路を金型の内部に設けることも可能である。一方で積層金型は複数枚の金属板を積層するため輪郭に段差が生じる欠点を有するけれども、これを解決する方法として、本件発明者は球面ローラで余肉部を押しつぶし段差を解消する技術を提案している（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１５０２２８号公報
【特許文献２】特開２００２−２０５１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
積層金型は上記のように、鋳物や鋼材のブロックを機械加工し製造する金型に比較して製作コストが低く製造時間も短縮することが可能である。さらに金型の内部に複雑な形状を有する冷却水路などを設けることも可能な優れた金型である。一方で更なる製造時間の短縮も課題となっている。また金属板の接合面のシール性も従来以上の性能が求められている。
【０００５】
特許文献１および特許文献２に記載の技術は、３次元ＣＡＤデータに基づいて、一枚ずつ金属板を所定の形状に切断し、これを積層・接合し金型を製造する。このとき金属板の切断は、積層金型の内部に設けられる冷却水路などの溝に該当する部分のみならず、外周の切断も併せて行われる。このため切断に要する時間が長くなるとともに、長時間の切断によって金属板に変形が生じ、この修正に多くの時間を必要とする場合もあった。また外周を切断した金属板を積層し接合するので、積層体を接合するときに加える荷重を受ける面積が均一ではなく、荷重が均等となりにくく接合面のシール不良が発生する場合もあった。
【０００６】
本発明の目的は、短時間で製作可能であり接合面のシール性の良好な積層金型の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータを作成するステップと、
金型の形状部を形成する部分は加工することなく、該金型の内部にあり該金型の温度を調節する温度調節手段を設けるための溝を該スライスデータに基づき該金属板毎に加工するステップと、
該加工した金属板を含む全ての金属板を予め定める位置に積層するステップと、
該積層した金属板を接合し接合体を形成するステップと、
該接合体を該スライスデータに基づき機械加工し形状部を形成するステップと、
を含むことを特徴とする積層金型の製造方法である。
【０００８】
また本発明は、金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータを取得するステップと、
３次元ＣＡＤデータから金属ブロックの３次元データを取得するステップと、
金型の形状部を形成する部分は加工することなく、該金型の内部にあり該金型の温度を調節する温度調節手段を設けるための溝を該スライスデータに基づき該金属板毎に加工するステップと、
該加工した金属板を含む全ての金属板および金属ブロックを予め定める位置に積層するステップと、
該積層した金属板および金属ブロックを接合し接合体を形成するステップと、
該接合体のうち少なくとも該金属ブロックを機械加工し形状部を形成するステップと、
を含むことを特徴とする積層金型の製造方法である。
【０００９】
また本発明で、前記温度調節手段は、冷却用流体を流通させることにより金型を冷却する冷却手段、または加熱用流体を流通させることまたはヒータにより金型を加熱する加熱手段であり、
前記溝は、該冷却用流体または該加熱用流体を流通させるための溝、または該ヒータを配設するための溝であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層金型の製造方法である。
【００１０】
また本発明は、前記温度調節手段を設けるための溝を備える領域と前記溝を備えない領域とで異種の材質の金属を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の積層金型の製造方法である。
【００１１】
また本発明で、前記金属板の厚さは、前記金属板の厚さと前記スライスデータとから前記接合体のうち金属板を機械加工するとき、加工面と前記金属板の表面とが略平行であり、機械加工後の前記金属板の厚さが略０．５ｍｍ未満であると予測される場合は、金属板を加工した後の前記金属板の厚さが略０．５ｍｍ以上となるように設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の積層金型の製造方法である。
【００１２】
また本発明は、金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータを取得するステップと、
３次元ＣＡＤデータから金属ブロックの３次元データを取得するステップと、
該金属板を該スライスデータに基づき金属板毎に加工するステップと、
該金属ブロックを該３次元データに基づき機械加工するステップと、
該加工した金属板を含む全ての金属板を予め定める位置に積層するステップと、
該積層した金属板を接合し接合体を形成するステップと、
該接合体と該加工した金属ブロックとを接合し金型を形成するステップと、
を含むことを特徴とする積層金型の製造方法である。
【００１３】
また本発明は、金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータを取得するステップと、
３次元ＣＡＤデータから金属ブロックの３次元データを取得するステップと、
該金属板を該スライスデータに基づき金属板毎に加工するステップと、
該金属ブロックを該３次元データに基づき機械加工するステップと、
該加工した金属板を含む全ての金属板および加工した金属ブロックを予め定める位置に積層するステップと、
該積層した金属板および金属ブロックを接合し金型を形成するステップと、
を含むことを特徴とする積層金型の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、金型の形状部を形成する部分は加工することなく、金型の内部にあり金型の温度を調節する温度調節手段を設けるための溝をスライスデータに基づき金属板毎に加工するので、金属板一枚あたりの加工時間が短くなり、加工に伴う金属板の変形が減少する。これにより、加工精度がよくなるとともに金型の製造時間も短縮することができる。また金型の形状部は、金属板を積層・接合した後に機械加工により形成するので、積層体を接合するときに金属板に均等に荷重を加えることができる。これにより接合操作が容易となるとともにシール性の高い接合面を得ることができる。
【００１５】
また本発明によれば、金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法であるので、金属板のみならず金属ブロックを金型の一部に利用することができる。また、温度調節手段を設ける部分は金属板で構成するので、温度調節手段を設けるための溝を複雑な形状とすることも可能である。また一部に金属ブロックを含み構成するので、金属板の枚数が減少し金属板の加工時間が短縮される。さらに金属板の枚数が少ないので、接合面の接合不良を抑制することができる。
【００１６】
また本発明によれば、温度調節手段は、冷却用流体を流通させることにより金型を冷却する冷却手段、または加熱用流体を流通させることまたはヒータにより金型を加熱する加熱手段であるので金型を冷却または加熱することができる。加熱手段として電気ヒータを用いることも可能であり、金型の内部に配設することで効率よく金型を加熱することができる。さらに溝は金属板に設けるので、複雑な形状の溝を短時間で加工することが可能となり、金型の製造時間を短縮することができる。
【００１７】
また本発明によれば、温度調節手段を設けるための溝を備える領域と溝を備えない領域とで異種の材質の金属を用いるので、加工性あるいは強度、耐磨耗性など必要に応じて金属材料の材質を変えることが可能となり、金型の製造時間を短縮することができる。また金型の加工精度を高めることができる。温度調節手段を設けるための溝を備える領域の金属板の材質を、銅あるいは銅合金など熱伝導性の高い材料を使用することで、効率的に金型を冷却または加熱することができる。
【００１８】
また本発明によれば、金属板の厚さは、金属板の厚さとスライスデータとから、接合体のうち金属板を機械加工するとき加工面と金属板の表面とが略平行であり、機械加工後の金属板の厚さが略０．５ｍｍ未満であると予測される場合は、金属板を加工した後の金属板の厚さが略０．５ｍｍ以上となるように設定を行うので、機械加工の際接合体から金属板が剥離しにくくなり、シール性の高い金属接合面を得ることができる。
【００１９】
また本発明によれば、金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、金属板と金属ブロックとを別々に加工し、加工した金属板は積層・接合し接合体とした後に加工した金属ブロックと接合するので、金属板と金属ブロックとを同時に加工することも可能であり、金型の製造時間を短縮することができる。
【００２０】
また本発明によれば、金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成する積層金型の製造方法において、金属板と金属ブロックとを別々に加工し、加工した金属板および金属ブロックとを積層・接合し金型を製作するので、加工時間および接合時間も短縮され金型の製造時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施の一形態としての積層金型の製造方法を示すフローチャートである。図１に示すフローチャートは、金属板を用いた場合の積層金型の製造方法を示すものである。ステップＳ１からステップＳ１０までの判断の組み合わせや順序は、一例を示すだけであり変更してもよいことはもちろんである。
【００２２】
ステップＳ１では、金型の３次元ＣＡＤデータをコンピュータに入力する。コンピュータは入力された３次元ＣＡＤデータを基に、演算手段によりスライスデータの作成を行う（ステップＳ２）。コンピュータのメモリにはスライスデータを作成するためのプログラムが記憶されており、演算手段はこのプログラムに従い入力された３次元ＣＡＤデータから予め定めた金属板の厚さ毎のスライスデータを作成する。スライスデータは、金型の形状部を形成する形状データ、温度調節手段である冷却水を流通させるための溝、金属板を積層するときの位置決め用の基準穴、あるいは空気を逃がすためのエアーベント用の孔などである。また、予め所定の寸法に切断された金属板を使用しない場合には、所定の寸法の金属板を得るためのデータを取得する。
【００２３】
使用する金属板の厚さは、加工装置の能力などから予め定めておくが、３次元ＣＡＤデータまたはスライスデータに基づき変更することは可能である。たとえば金型の形状を考慮し金型の製作時間が最小となるように決定することも可能である。図２は本発明の積層金型１の金属板の厚さの選定方法を説明するための図である。図２に示すように金型１の外観形状に変化が少ない部分２にあっては、外観形状に応じた機械加工はほとんど必要ないので比較的板厚の厚い金属板３を使用することが可能である。これに対して金型の外観形状が大きく変化する部分４については、比較的薄い金属板５を使用することで、外観形状を得るための機械加工を行う部分６を少なくすることができる。このように金属板の厚さは、必ずしも同一である必要はない。
【００２４】
外観形状と使用する金属板の厚さとの関係を予めプログラミングしておくことで、３次元ＣＡＤデータから金型の外観形状に応じた適切な板厚の金属体を選定することができる。以上のように金型の外観形状に応じて適切な板厚の金属板を使用することで、金型の製作時間を短縮することが可能となる。なお金属板の厚さが加工装置の加工能力の範囲内で決定されることは言うまでもない。
【００２５】
使用する金属板の材質は、一般に金型の用途または加工装置の仕様により決定する。金型全体を同一の材質の金属板とすることも可能であるが、異種の材質の金属板を使用することも可能である。たとえば冷却水路を設けて金型を冷却するような場合は、冷却水路を設ける領域の材質を熱伝導性の高い銅または銅合金とし、強度が必要な領域にはステンレス材を使用するなど金型の用途や要求事項に応じて使用する材質を選定することも可能である。また加工性を考慮し金属板の材質の決定することで、加工時間を短縮し金型の製造時間を短縮することができる。
【００２６】
ステップＳ２で金属板の厚さ毎のスライスデータの作成を行った後は、ステップＳ３で金属板の厚さとスライスデータとから、金属板を積層・接合した接合体を機械加工するときに、機械加工の加工面と金属板の表面とが略平行になると予測されるか否かの判断を行う。図３は接合体を機械加工するときの様子を模擬的に示した図である。図３に示すように機械加工の切削工具７が切削する加工面８と金属板５の表面９とが略平行であると、機械加工装置の刃先７が金属板５の加工面８にひっかかると、金属板５の接合面に金属板５を剥離させようとする力が働く。このため機械加工を行うときの金属板の剥離を抑制する目的で、ステップＳ３では接合体を機械加工するときの加工面と金属板の表面とが略平行と予測されるか否かの判断を行う。
【００２７】
ステップＳ３で機械加工の加工面と金属板の表面とが略平行と予測されると、ステップＳ４において金属加工の対象となっている金属板が機械加工された後に、板厚（図３中のｔ）が略０．５ｍｍ以上と予測されるか否かの判断を行う。先に述べたように機械加工の加工面８と金属板５の表面９とが略平行であると、機械加工装置の刃先７が金属板５の加工面８のひっかかると、金属板５の接合面に金属板を剥離させようとする力が働くが、そのとき金属板５の板厚ｔが略０．５ｍｍ以上であれば剥離は生じにくい。よって機械加工後の金属板の板厚ｔが略０．５ｍｍ未満になると予測されると、ステップＳ５で金属板の板厚を変更し機械加工後の板厚が略０．５ｍｍ以上になると予測される金属板を選定し、再度スライスデータの作成を行う。これにより金属板の接合面の接着不良を抑制することができる。
【００２８】
機械加工の加工面と金属板の表面とに傾斜があるような場合は、機械加工装置の刃先が金属板の表面にひっかかった場合であっても、金属板の剥離あるいは変形は生じにくいので機械加工を行うときに板厚を特に考慮する必要はない。よってステップＳ３で、機械加工の加工面と金属板の表面とが略平行ではないと判断された場合は、板厚を変更することなくステップＳ６に進む。
【００２９】
ステップＳ６では、金属板の加工を行う。ここでは金型の形状部を形成する領域については加工することなく、温度調節手段である冷却水または加熱流体を流通させるための溝を加工する。その他必要に応じて金属板を積層するときの位置決め用の基準穴、あるいは空気を逃がすためのエアーベント用の溝を加工する。また、予め所定の寸法に切断された金属板を使用しない場合には、金属板を切断し所定の寸法の金属板を得る。積層金型は金属板を使用して金型を加工するので、冷却水を流通させるための流路を複雑な形状とすることができる。これは積層金型の特徴の一つである。
【００３０】
金型は用途によっては、金型を冷却または加熱する必要が生じる。冷却は金型の内部に冷却水を通じることで行うことができる。また加熱は温水、スチームあるいは加熱した油など加熱流体を流通させることや、電気ヒータを用いることでも可能である。電気ヒータを用いる場合も、加熱流体を流通させる場合と同様に、電気ヒータを配設するための溝を設け、この溝の中に電気ヒータを設置する方法を採用することができる。図４は冷却水路を備えた積層金型１０の平面図である。図５は図４のＶ−Ｖ線を含む垂直な仮想平面で切断した断面図である。これら温度調節手段１１は、積層金型１０の特徴を生かし、金型の形状部１２に近くに設けることができる。
【００３１】
また冷却用流体、加熱用流体の流路１１あるいは電気ヒータを配設するための溝１１の断面形状は、金属板１３を加工することから断面形状が基本的には矩形であり、円形の溝に比較して金型１０の形状部１２近傍に広い伝熱面積をとることができることも特徴の一つである。ステップＳ６での金属板の加工は金属板の切断が主であり、レーザ切断、プラズマ切断、ミーリング切断などを用いることができる。これらは単独でまたは組み合わせて使用することも可能である。切断部にバリやドロスが発生した場合は、通常の研磨方法例えばグラインダによる研磨などによりこれらを除去する。
【００３２】
金属板をレーザで切断するような場合は、切断に伴い金属板に熱が加わる。これに伴い金属板に温度分布が生じ金属板に変形が生じることがある。本発明では金型の形状部を形成する領域については加工することなく、温度調節手段である冷却水または加熱流体を流通させるための溝などを加工するので、金属板の加工時間が短縮される。金属板への加工時間が短縮されることで、金属板の熱による変形が抑制され、変形した箇所を修正するに必要な時間も抑制される。また熱による変形が少ないので、金属板の接着性が良好となる効果や金型の加工精度を向上させることができる効果もある。
【００３３】
次にステップＳ７で金属板を所定の場所に所定の順番に積層する。積層する金属板は溝の加工を行った金属板のみならず、未加工の金属板も併せて積層する。積層の方法としては金属板に基準穴を設けて、基準ピンにこれを勘入する方法がある。そのほか溝の出入口を除き金属板の外周が切断されていないので、外形寸法がほぼ同一の金属板を採用すれば、基準板を鉛直に立設しこれを基準面とすることで積層する方法を用いることも可能である。
【００３４】
積層が終了した後は、ステップＳ８で積層した金属板の接合を行う。金属板の接合には、スポット溶接、シーム溶接などの溶接による接合、銅蝋、銀蝋などの蝋付けによる接合、はんだを用いた接合、接着剤による接合または拡散接合などを用いることができる。金属板間の結合力が弱いと、冷却水あるいは加熱用流体を流通させる部分では流体が流路から洩れるので、この部分については特にシール性の高い接合が必要となる。同様に樹脂用金型においては、金属板間の接着が不良であると、金属板間に樹脂が侵入して成形不能となるので、この部分もシール性の高い接合が要求される。
【００３５】
シール性の高い接合方法としては、金属板を積層する際に、金属板間に蝋材の箔を挟み込み積層し、積層体を加圧した状態で加熱し蝋材を溶融し、接合させる方法がある。このとき接合面に空気が存在すると、この空気が気泡となりこれが気泡の跡として接合面に残り、気密性が低下する場合もあるので、加圧・加熱操作は真空状態で行うことが望ましい。また、冷却水流路の周囲にスリットあるいは凹部を設けて、積層の際ペースト状の蝋材を充填し、これを溶着させシール性を高めることも可能である。
【００３６】
図６は、本発明の実施の一形態として金属板１３を積層した状態を示す図である。金属積層体１４は、溝の出入口を除き金型の形状部１２を形成する領域が切断されていないので、金属板の外観形状はほぼ初期の状態を保っている。このため金属積層体１４を接合するとき必要な荷重も均等に加えることが可能となり、シール性が良好な接合面を得ることができる。従来から採用されている形状部１２を形成する部分についても加工した金属板を積層し、接合する方法と比較すると、本発明では荷重を加える面が均一であるので金属積層体１４に加わる荷重の均一性は高い。
【００３７】
接合が終了した積層体である接合体１４は次に形状部１２を機械加工し、金型を予め定める形状に形成する（ステップＳ９）。機械加工に用いられる装置は、特に限定されるものではなく従来から使用されているマシングセンタなどを使用することができる。以上のステップを通じて積層金型を短時間で製造することができる。また接合面のシール性の高い積層金型を製造することができる。
【００３８】
以上の実施例では金属積層体に金属板を使用する例を説明したけれども、金属ブロックを一部に含み複数枚の金属板を積層し金型を形成することも可能である。図７は金属ブロックを一部に含む金属板を積層したときの積層体１５の断面図である。先に示した図６と比較すると積層体１５の上部において、金属板が金属ブロック１６に変更されていることが分かる。
【００３９】
加工した金属板を積層し金型を製造する従来の方法では、積層前の金属板の加工は切断が主体となるので金属ブロックを使用しにくいけれども、本発明にように接合体を形成した後に機械加工を行う方法を用いる場合にあっては、機械加工を行う領域に金属ブロックを使用することができる。積層金型は加工した金属板を積層することで、複雑な形状を有する冷却用の溝などを形成することができる特徴を有するものの、溝を備えない領域であり、本発明にように積層体を形成した後に機械加工を行う方法を用いる場合には、必ずしも金属板を積層した構造とする必要はない。よってこれらの領域では金属板に換わり金属ブロックを用いることも可能である。金属ブロックを一部に使用することで、金属板の枚数が減少し金属板の加工時間を短縮することが可能となり、金型の製造時間も短縮することができる。また金属板の枚数が少ないので、接合不良を抑制することができる。
【００４０】
図８は本発明の他の実施例としての積層金型の製造方法を示すフローチャートである。図８に示す他の実施例は、金型の一部に金属ブロックを含み、金属板を加工、積層および接合した接合体と金型の一部を構成する加工した金属ブロックとを接合し金型を製造する点に特徴がある。ステップＳ２１で３次元ＣＡＤデータの入力を行う。このステップは先に示した図１のステップＳ１と同一であり、説明を省略する。
【００４１】
次にステップＳ２２で、金属板の厚さ毎のスライスデータとブロックデータの作成を行う。金型の一部に金属ブロックを使用することが可能なことは、先に述べた通りである。スライスデータの作成方法は、先に示した図１のステップＳ２と基本的に同一である。ブロックデータの作成方法も基本的には、スライスデータの作成と同一である。金属板の材質の選定要領についても、先に示した図１と同様である。
【００４２】
本発明の他の実施例においては、金属板の接合体を機械加工する工程を含まないので、金属板は金型の形状部を形成する領域に使用することはできない。よってステップＳ２２でスライスデータおよびブロックデータの作成が終了すると、ステップＳ２３で金属板が金型の形状部を構成するか否かの判断を行う。金属板が金型の形状部を構成すると判断されると、再度スライスデータおよびブロックデータの作成を行い、金属板を金型の形状部を構成しない領域に設定する。図９に本実施例の一例を示す。図９は金型２０の断面図を示すものである。図９で金属板１３は、冷却水流路用の溝１１を備える領域に使用し、金型の形状部１２を形成する領域には、金属ブロック２１、２２を使用する。ここでは金型の寸法精度を高めるために金属板積層体１３と金属ブロック２２との周囲に枠２３、２４、２５を設けている。図９に示すように金属板１３の積層体を金型の形状部１２を形成する領域に使用しないことで、金属板１３は接合体とした後に機械加工を行う必要がなくなる。
【００４３】
次にステップＳ２４で金属板の加工を、ステップＳ２５で金属ブロックの加工を行う。金属板の加工は冷却水流通用の溝または金属ブロックを勘入するための切断が主となり、金属ブロックの加工は金型の形状部１２を形成するための機械加工が主となる。金属板の加工方法、金属ブロックの加工方法は、図１のステップＳ６およびステップＳ９に記載した通りである。なお金属ブロックは金属板の接合体に勘入される必然性はなく、金属板の接合体に積層されるものであってもよい。このような場合にあっては金属板の加工は、金属ブロックを勘入するための加工が不要となり、冷却水流通用の溝の加工など加工量が非常に少なくなる。
【００４４】
金属板の加工と金属ブロックの加工の順番に優先順位はなく、どちらを先に加工してもよいことはもちろんである。また金属板の加工と金属ブロックとの加工は加工装置が異なるので、これらを同時に加工することも可能である。これにより金型の製造時間を短縮させることができる。
【００４５】
金属板の加工が終了すると、ステップＳ２６で金属板を積層し、ステップＳ２７で積層体の接合を行う。金属板の積層体の接合を終了した後、接合体と金属ブロックとを接合し金型を完成させる（ステップＳ２８）。金属板の積層、接合および接合体と金属ブロックとの接合方法は、図１のステップＳ７、Ｓ８に示した金属板の積層方法、金属板の接合方法と同一であるので、ここでは説明を省略する。なおこの実施例では金属板を積層、接合後に金属ブロックと接合する例を示したけれども、加工した金属板及び加工した金属ブロックを積層しこれらを一度に接合することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の一形態としての積層金型の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の積層金型の金属板の厚さの選定方法を説明するための図である。
【図３】本発明の積層金型の加工面と金属板表面との関係を模擬的に示す図である。
【図４】本発明の実施の一形態としての冷却水路を備えた積層金型１０の平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線を含む垂直な仮想平面で切断した断面図である。
【図６】本発明の実施の一形態としての積層金型の金属板を積層した状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の一形態としての金属ブロックを一部に含む金属板を積層したときの積層体１５の断面図である。
【図８】本発明の実施の他の形態としての積層金型の製造方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の他の形態としての積層金型２０の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、１０、２０    積層金型
３、５、１３      金属板
８                加工面
９                金属板の表面
１１              冷却水路
１２              形状部
１４、１５        金属積層体
１６、２１、２２  金属ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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