(57)【要約】  本発明は、金型から部品を取り外す方法および部品を成形する成形機に関するものである。特に、この部品は、ガラス転移点とガラス転移点よりも高い融点とを有し、ガラス転移点と融点との間の温度になっている成形キャビティ（５）を画定する少なくとも２つの金型部分（３、４）を含む金型の成形キャビティ内に形成される。そして、この方法は、金型部分（３、４）を分離させて金型を開くステップと、少なくとも１つのノズル（９）を用いて金型部分内に残った部品に向かって冷却ガスを局所的に噴霧するステップと、冷却ガスの噴霧開始に続いて所定時間後に金型の部分内に残った部品を押し出すステップとを含み、この所定時間は部品がガラス転移点よりも低い温度になる時間である。
2014515992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移点および該ガラス転移点よりも高い融点を有する材料から形成された部品を金型から取り外す方法であって、前記部品が、成形キャビティ（５）を画定する少なくとも２つの金型分割体（３、４）を備える金型の前記成形キャビティ内に形成され、前記金型が前記ガラス転移点と前記融点との間の温度である、部品を金型から取り外す方法において、
前記金型分割体（３、４）を分離させて金型を開くステップと、
１つの金型分割体内に残った部品に向かって冷却ガスを局所的に噴霧するステップと、
前記冷却ガスの噴霧開始に続いて所定時間後に前記金型の前記１つの金型分割体から前記部品を押し出すステップと
を含み、前記所定時間は、前記部品が前記ガラス転移点よりも低い温度になる時間である、部品を金型から取り外す方法。
【請求項２】
前記部品を押し出すステップの前に、前記冷却ガスの噴霧を終了するステップを含む、請求項１に記載された部品を金型から取り外す方法。
【請求項３】
前記冷却ガスを噴霧している間に前記部品を押し出すステップを含む、請求項１に記載された部品を金型から取り外す方法。
【請求項４】
前記金型は、前記部品を構成する材料のガラス転移点と融点との間の温度に維持される、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された部品を金型から取り外す方法。
【請求項５】
ガラス転移点と該ガラス転移点よりも高い融点とを有する材料から作られた部品を成形する方法であって、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された部品を金型から取り外す方法を含み、それよりも前に、
所定量の材料を前記ガラス転移点と前記融点との間の温度にするステップと、
前記金型分割体（３、４）と閉じて、前記所定量の材料をこの状態で前記成形キャビティに射出して前記材料を前記成形キャビティ（５）の形状に成形するステップを含む、部品を成形する方法。
【請求項６】
ガラス転移点と該ガラス転移点よりも高い融点とを有する材料から作られた部品を成形する方法であって、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された部品を金型から取り外す方法を含み、それよりも前に、
所定量の材料を１つの金型分割体の空洞部分に導入するステップと、
前記金型分割体（３、４）を合わせて、型押しによって前記材料を前記成形キャビティ（５）の形状に成形するステップを含む、部品を成形する方法。
【請求項７】
成形機であって、
少なくとも第１及び第２の金型分割体（３、４）を備える金型であって、前記金型分割体（３、４）は、合わされたときに、それらの間に、ガラス転移点と該ガラス転移点よりも高い融点とを有する材料から作られた部品を成形するための成形キャビティ（５）を画定するようになっている、金型と、
前記金型を前記ガラス転移点と前記融点との間の温度に維持する手段と、
前記金型分割体の１つから前記部品を押し出すための少なくとも１つの押出装置（８）と、
少なくとも１つの出口開口（９ａ）を有し、ガスを噴霧するための少なくとも１つのノズル（９）であって、該噴霧ノズルは、前記ノズルを後退位置と前進位置との間を移動させることのできる移動手段（１０）に取り付けられ、前記後退位置において、金型分割体が合わせられるか又は分離され、前記前進位置において、前記金型分割体が分離された状態で、前記ノズルの前記出口開口を前記１つの金型分割体（４）に残っている部品（Ｐ）に向けて、前記部品の近傍に配置されるようになっている、ノズル（９）と、
金型を開くこと、次に、ノズルを前記前進位置に移動すること、前記冷却ガスを噴霧し、次に、前記冷却ガスの噴霧開始に続いて所定時間後に前記部品を押し出すことを指令する制御手段（Ｍ）であって、所定時間は前記部品が前記ガラス転移点に到達する時間である、制御手段（Ｍ）と
を含む成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非晶質又はガラス質の材料、すなわちガラス転移点を有する材料から作られた部品、とりわけ金属ガラスで作られた部品の成形の分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在は、金型により部品を成形する際には、部品が射出成形又は加熱成形のいずれによって得られるものであるにせよ、金型を冷却し、金型を開いて部品を冷却する。金型分割体（セグメント）を開いても、部品は金型分割体内に残っており、押出装置を使用して部品を押し出している。金型の冷却、及び、部品の冷却は、部品及び場合によって金型が、押し出される間に損傷を受けないように選択する必要がある。
【０００３】
例えば、独国特許発明第１９８３００２５号明細書（ＤＥ１９８３００２５）には、金型分割体に冷却用通路が設けられた金型が説明されている。
【０００４】
欧州特許第０９４１７８８号明細書、米国特許第２９７４３７９号明細書及び国際公開第９６/２２８５２号には、金型の分割ライン及びキャビティを清掃する装置を備えた成形機が説明されている。
【０００５】
独国特許発明第１０２００６０５７６６０号明細書には、清掃する装置を、成形された部品の冷却のために使用できる成形機が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許発明第１９８３００２５号明細書
【特許文献２】欧州特許第０９４１７８８号明細書
【特許文献３】米国特許第２９７４３７９号明細書
【特許文献４】国際公開第９６／２２８５２号
【特許文献５】独国特許発明第１０２００６０５７６６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したいずれの文献も、金属の成形に関するものである。金属は固体／液体転移点を有し、閉じた金型の中で、液体から固体に転移すると体積が急に減少するため、金型からの取り外しが容易である。
【０００８】
ガラス転移点を有し、融点がガラス転移点よりも高い材料から構成された部品の金型からの取り外し、及び場合によっては部品の早期の成形は、実際に困難であり、前述した従来技術の成形機を使っても解消することはできない。
【０００９】
とりわけ部品が金属ガラスで構成されており寸法が小さい場合、とりわけ１立方センチメートルよりも小さい場合には、材料の結晶化を防止するために急速に冷却する必要があることから問題が生じる。他の問題としては、金型に部品が閉じ込められることにより、及び、押出装置によって力が加えられる結果として、部品が変形するリスクが生じることがある。これらは、とりわけ、金型の熱膨張率と部品の熱膨張率との相違、及び、部品を構成する材料が冷えたときに体積が急に変化しないという事実に原因がある。また、成形及び金型を外す時期的サイクルを制御することも困難である。
【００１０】
本発明の目的は、前述した問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、ガラス転移点とこのガラス転移点よりも高い融点とを有する材料から作られた部品を金型から取り外す方法が提案される。この部品は成形キャビティを画定する少なくとも２つの金型分割体を含む金型の成形キャビティで形成され、金型は、ガラス転移点と融点との間の温度になっている。
【００１２】
提案される方法は、
金型分割体を分離して金型を開くステップであって、部品がガラス転移点と融点との間の温度になっている、金型を開くステップと、
１つの金型分割体内に残った部品に向かって冷却ガスを局所的に噴霧するステップと、
冷却ガスの噴霧開始から所定時間後に、１つの金型分割体内に残った部品を押し出すステップと
を含む。この所定時間は、部品がガラス転移点よりも低い温度になる時間である。
【００１３】
この方法は、部品を押し出すステップの前に、冷却ガスの噴霧を終了するステップを含むことができる。
【００１４】
この方法は、冷却ガスを噴霧している間に、部品を押し出すステップを含むことができる。
【００１５】
この方法は、部品を構成する材料のガラス転移点と融点との間の温度に金型を維持するステップを含むことができる。
【００１６】
ガラス転移点とガラス転移点よりも高い融点とを有する材料から作られた部品を成形する方法も提案される。この方法は、前述の部品を金型から取り外す方法を含み、それよりも前に、所定量の材料をガラス転移点と融点との間の温度にするステップと、金型分割体を連結して、所定量の材料をこの状態で成形キャビティに射出して、この材料を成形キャビティの形状に成形するステップとを含む。
【００１７】
本発明によれば、ガラス転移点とガラス転移点よりも高い融点とを有する材料から作られた部品を成形する方法も提案される。この方法は、前述したように部品を金型から取り外す方法を含み、それよりも前に、所定量の材料を１つの金型分割体の空洞部分に導入するステップと、金型分割体を連結させて、型押しによってこの材料を成形キャビティの形状に成形するステップとを含む。
【００１８】
本発明によれば成形機も提案される。この成形機は、
少なくとも第１及び第２の金型分割体を備える金型であって、第１及び第２の金型分割体が合わせられると、それらの間に、ガラス転移点とガラス転移点よりも高い融点とを有する材料から作られた部品を成形するための成形キャビティが画定されるようになっている金型と、
金型をガラス転移点と融点との間の温度に維持する手段と、
金型分割体のうちの１つから部品を押し出す少なくとも１つの押出装置と、
少なくとも１つの出口開口を有する、ガスを噴霧するための少なくとも１つのノズルであって、この噴霧ノズルは、ノズルを後退位置と前進位置との間で移動させることができる移動手段に支持され、この後退位置では金型分割体が合わされ又は分離され、前進位置において、金型分割体が分離された状態で、ノズルの出口開口が１つの金型分割体に残っている部品に向けてその近傍に配置されるようになっている、ノズルと、
制御手段であって、金型を開くこと、ノズルを前進位置に移動させること、冷却ガスを噴霧し、次に冷却ガスの噴霧開始から所定時間後に部品がガラス転移点に到達してから部品を押し出すことを指令する制御手段と
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
ここで、本発明の成形機を、以下の図面で説明する非限定的な実施例によって説明する。
【図１】型が閉じている成形機の部分断面図。
【図２】型が開いている成形機の部分断面図。
【図３】成形機を備える射出成形機。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ガラス転移点ＴＶとガラス転移点ＴＶよりも高い融点ＴＦとを有する材料からなる部品Ｐを成形し取得したいという要望がある。この材料は、例えば、酸化物ガラス、金属ガラス又はポリマーなどのガラスからなる。ガラス転移点ＴＶよりも低い温度では、この材料は固体である。ガラス転移点と融点ＴＦとの間では、材料は展性を有する。融点ＴＦよりも高い温度では、材料は液体である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、成形機１は、例えば、キャビティ５を画定する２つの金型分割体３及び４から形成される金型２を備えている。キャビティ５は、金型分割体３及び４に形成された空洞部分３ａ及び４ａによって画定することができる。金型分割体３及び４には、例えば電気抵抗素子からなる加熱手段６及び７が設けられる。
【００２２】
例えば、金型分割体４には、駆動シリンダ８ａによって駆動されるスライド式押出装置８が設けられる。
【００２３】
成形機１は、冷却ガスを噴霧するノズル９をさらに備えている。ノズル９は、例えば並進移動又は回転移動を可能にさせる移動機構１０によって支持されている。
【００２４】
移動機構１０の作用によって、ノズル９は、後退位置と前進位置との間を移動できる。後退位置では、金型分割体３及び４が合わされ（図１）、又は分離される（図２）。前進位置では、金型分割体３及び４が分離された状態で（図２）、例えばノズルの端部の開口９ａが金型分割体４の空洞部分４ａを向いて少し離された範囲で、ノズル９の自由端部が金型分割体３及び４の間に導入される。
【００２５】
ノズル９は、冷却ガス源１１に接続される。
【００２６】
成形機１は、以下のように動作して使用される。
【００２７】
図１に示すように、金型分割体３及び４が合わされ、部品Ｐがキャビティ５で形成される。金型分割体３及び４は、部品Ｐを構成する材料のガラス転移点ＴＶと融点ＴＦとの間の成形温度となっている。
【００２８】
代替的な実施形態では、部品Ｐは、閉じた金型２のキャビティ５に所定量の材料を射出した結果物でもよい。所定量の材料は、予め材料のガラス転移点ＴＶと融点ＴＦとの間の温度にされる。
【００２９】
別の代替的な実施形態では、部品Ｐは、金型分割体３及び４が互いに近づくような移動によって、キャビティ５内で所定量の材料が型押しされた結果物でもよい。
【００３０】
ノズル９は、後退位置にある。
【００３１】
金型から部品Ｐを取り外すための手順は、以下のとおりにすることができる。
【００３２】
金型２は、金型分割体３及び４を分離することによって開かれる。部品Ｐは、それ自体の形状、及びキャビティ５と形状が一致するために、金型分割体４の空洞部分４ａ内に残り、そこから取り外すことが可能な状態のままになっている。
【００３３】
次に、ノズル９が、前進位置まで動かされる。図２に示す位置まで到達する。
【００３４】
次に、部品Ｐを構成する材料に対して中性である冷却ガスを部品Ｐに向かって噴霧するために、加圧された冷却ガスが冷却ガス源１１からノズル９に供給される。部品Ｐがより固くなるように、部品Ｐを局所的に冷却してガラス転移点ＴＶよりも低い温度まで冷却するために、冷却ガスは、部品Ｐの覆われていない部分に噴霧され、一部は金型分割体４の周辺領域に噴霧される場合もある。
【００３５】
代替的な実施形態では、ノズルが前進位置に到達する前に、ノズル９へのガスの供給を始めることができる。
【００３６】
次に、金型分割体４の空洞部分４ａから部品Ｐを取り外すために、駆動シリンダ８ａによって押出装置８が駆動される。
【００３７】
上述した金型の取り外し作業は、予定されるノズル９の清掃及び引き抜きの後に、新たな部品Ｐの成形の準備がすぐにできるように、加熱手段６及び７のスイッチを切らずに実施することができる。
【００３８】
上述の金型の取り外し工程の実施では、温度および時間を制御することができる。この制御は、部品Ｐの形状及び寸法、金型２の温度、並びに部品Ｐの要求される冷却速度に応じて行われる。
【００３９】
部品Ｐが十分に展性を有し、部品Ｐを構成する材料が非晶質特性を維持するように、すなわち材料が結晶化しないように、金型２の温度は、部品Ｐを構成する材料のガラス転移点ＴＶと融点ＴＦとの間にされる。金型２の温度は、金型２の表面に慎重に配置された温度センサ１２（図１）を含むフィードバックループを用いて制御できる。
【００４０】
ノズル９によって冷却ガスが噴霧される間（その終わりに押出装置８が駆動される）、又は噴霧の開始と押出装置８が駆動される瞬間とを隔てる時間内に、ノズル９の端部の開口９ａを通過する冷却ガスの温度及び速度又は流速を設定することができる。
【００４１】
部品Ｐが固くなるように、部品Ｐの取り外しの瞬間の温度は、部品Ｐを構成する材料のガラス転移点ＴＶよりも低い温度である。したがって、部品Ｐはそれ自体の形状を維持し、部品Ｐを取り外す際に押出装置８により部品Ｐは変形されない。
【００４２】
例えば、部品Ｐがマグネシウム系金属ガラスで構成されている場合、例えばＭｇ６５Ｃｕ２５Ｇｄ１０（原子％で表した組成）では、金型２の温度は１４０°Ｃ〜４３０°Ｃにされる。部品Ｐがジルコニウム系金属ガラスで構成されている場合、例えばＺｒ５２．５Ｃｕ２７Ａｌ１０Ｎｉ８Ｔｉ２．５（原子％で示した組成）では、金型２の温度は４００°Ｃ〜６００°Ｃにされる。冷却ガスの温度は、例えば窒素の場合には、−１９５°Ｃ〜２０°Ｃにされる。冷却ガスの噴霧の開始と押出装置８の駆動の瞬間とを隔てる時間の長さは、０．１秒〜１０秒である。
【００４３】
図３に示す代替的な実施形態では、射出成型機１００は金型分割体３及び４の分割線が鉛直に位置するように配置された成形機１を備えている。
【００４４】
射出成型機１００は射出機１０１をさらに備え、射出機１０１は、金型分割体３に接続されて金型２を閉じたときに例えばピストンプランジャ１０２を使って所定量の材料Ｂを成形キャビティ５に射出する。プランジャ１０２の流路に所定量の材料を連続的に供給するために、射出機１０１には供給機１０３が接続されている。
【００４５】
射出成型機１００は、金型分割体４を、金型分割体３に対して水平に移動させることを可能とする機構１０４をさらに備えている。
【００４６】
射出成型機１００は、前述したように部品Ｐが押し出されて金型から取り外された後に部品Ｐを回収するために、金型分割体３及び４の分割ラインの下に配置された収集トレイ１０５をさらに備えている。
【００４７】
別の代替的な実施形態では、型押装置が成形機1を備え、金型分割体３及び４の分割ラインが水平に位置し、金型分割体３が金型分割体４の上に配置されるように配置することもできる。
【００４８】
型押装置は、金型分割体３及び４が互いに鉛直方向に移動できるようにする機構を備えることもできる。
【００４９】
型押装置は、以下のように動作することができる。
【００５０】
金型２が開いて所望の温度になっている状態で、機構が材料Ｂの塊又はペレットを金型分割体４の空洞部分４ａの中に入れることができる。
【００５１】
次に、鉛直方向移動機構が、金型２が完全に閉じるまで金型分割体３及び４を互いに近づけ、材料の塊又はペレットを成形キャビティ５の形状に成形することができる。
【００５２】
次に、鉛直方向移動機構は、金型２を開くために、金型分割体３と４とを分離させることができる。
【００５３】
次に、前述したように、ノズル９を配置するステップ、冷却ガスを噴霧するステップ、及び成形された部品Ｐを型を外して成形キャビティ５から押し出すステップを実施できる。
【００５４】
代替的な実施形態によれば、部品Ｐを冷却するために、出口開口９ａが部品Ｐの周縁に配置されるいくつかのノズル９を備えることもできる。
【００５５】
もちろん、部品Ｐを成形して金型から取り外すために説明した様々な操作、ステップ及び状態を、成形機１に命令して制御するプログラム化された電気的な制御手段Ｍ（図１）及び付属物によって、制御かつ実行することができる。
【００５６】
本発明は、本明細書において説明した例に限定されるものではない。本発明の範囲を逸脱することなく、多くの他の代替的な実施形態が可能である。
【図１】
2014515992.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2014515992.tif 000006
2014515992.tif 000007
2014515992.tif 000008
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