(57)【要約】  部品の製造に用いる成形型組立体は、第１の成形型半体および第２の成形型半体、ならびに成形型温度制御システムを含む。第１の成形型半体は、少なくとも第１の成形型空洞および第１の冷媒通路を備える。第２の成形型半体は、少なくとも第２の成形型空洞および第２の冷媒通路を備える。成形型温度制御システムは、第１および第２の成形型半体の第１および第２の冷媒通路と流体連通している。成形型温度制御システムは、流体、流体の温度を制御する手段、ならびに成形型温度制御システムと第１の冷媒通路および第２の冷媒通路とを通して流体を循環させるポンプを備える。【選択図】図１
2021504202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の製造に用いる成形型組立体であって、
第１の成形型半体および第２の成形型半体であって、前記第１の成形型半体が少なくとも第１の成形型空洞および第１の冷媒通路を備え、前記第２の成形型半体が少なくとも第２の成形型空洞および第２の冷媒通路を備える、第１の成形型半体および第２の成形型半体と、
前記第１および第２の成形型半体の前記第１および第２の冷媒通路と流体連通している成形型温度制御システムと、を備え、
前記成形型温度制御システムが、流体、前記流体の温度を制御するための手段、ならびに前記成形型温度制御システムと前記第１の冷媒通路および前記第２の冷媒通路とを通して前記流体を循環させるためのポンプを備える
成形型組立体。
【請求項２】
前記第１の成形型空洞の第１の表面上および前記第２の成形型空洞の第２の表面上に注がれて硬化された封止材をさらに備える、請求項１に記載の成形型組立体。
【請求項３】
前記第１の冷媒通路の第３の表面上および前記第２の冷媒通路の第４の表面上に注がれて硬化された封止材をさらに備える、請求項２に記載の成形型組立体。
【請求項４】
前記第１の冷媒通路および前記第２の冷媒通路がそれぞれ、第１の断面および第２の断面を備え、前記第１の断面が、前記第２の断面とは異なる寸法および形状を有する、請求項３に記載の成形型組立体。
【請求項５】
前記封止材が、２液型高温エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを備える、請求項４に記載の成形型組立体。
【請求項６】
前記第１の成形型空洞の前記第１の表面および前記第２の成形型空洞の前記第２の表面が、溶着金属を備える、請求項５に記載の成形型組立体。
【請求項７】
成形型組立体を製造する方法であって、
成形型組立体の表面の第１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを作成するステップであって、前記表面が成形製品の最終形状を備える、ステップと、
前記表面の前記第１のＣＡＤモデルに特徴を追加して、前記成形型組立体の第２のＣＡＤモデルを作成するステップと、
前記第２のＣＡＤモデルを、３次元プリンタで使用するための印刷経路ファイルに変換するステップと、
前記印刷経路ファイルを使用して前記第２のＣＡＤモデルのソリッドモデルを印刷するステップと
を含む方法。
【請求項８】
前記ソリッドモデルから余分な材料を除去するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のＣＡＤモデルを工具切削経路に変換するステップと、前記ソリッドモデルを機械加工するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のＣＡＤモデルの前記特徴が、分割面、冷媒通路、突出しピン穴、通気穴、および射出通路のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ソリッドモデルの前記機械加工された表面に前記封止材を注ぐステップが、前記機械加工された表面および前記冷媒通路に前記封止材を注ぐステップと、前記冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧するステップとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ソリッドモデルの前記機械加工された表面に前記封止材を注ぐステップが、前記機械加工された表面および前記冷媒通路に、高流動高温２液型エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを含む前記封止材を注ぐステップと、前記冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧するステップとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記成形型組立体の前記表面を電気めっきするステップ、研磨するステップ、および機械加工するステップのうちの１つをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
成形型組立体を製造する方法であって、
成形型組立体の表面の第１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを作成するステップであって、前記表面が成形製品の最終形状を備える、ステップと、
前記表面の前記第１のＣＡＤモデルに特徴を追加して、前記成形型組立体の第２のＣＡＤモデルを作成するステップであって、前記特徴が、分割面、冷媒通路、突出しピン穴、通気穴、および射出通路のうちの１つを含む、ステップと、
前記第２のＣＡＤモデルを、３次元プリンタで使用するための印刷経路ファイルに変換するステップと、
前記印刷経路ファイルを使用して前記第２のＣＡＤモデルのソリッドモデルを印刷するステップと
を含む方法。
【請求項１６】
前記ソリッドモデルから余分な材料を除去するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のＣＡＤモデルを工具切削経路に変換するステップと、前記ソリッドモデルを機械加工するステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ソリッドモデルの前記機械加工された表面に前記封止材を注ぐステップが、前記機械加工された表面および前記冷媒通路に、高流動高温２液型エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを含む前記封止材を注ぐステップと、前記冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧するステップとをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記成形型組立体の前記表面を電気めっきするステップ、研磨するステップ、および機械加工するステップのうちの１つをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１７年１１月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／５９１，０１５号の利益を主張する。
【０００２】
[0002]本開示は、部品を製造するための成形に関し、より詳細には、様々な工程を使用して部品を製造するための成形型組立体を製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]本節の記載は、本開示に関する背景情報を提供するだけであり、従来技術を構成する場合もあれば、構成しない場合もある。
【０００４】
[0004]機器製造業者は、製品のサイクル時間を改善するための新しい方法を常に模索し、製品設計工程を短縮している。数千の部品を有する複雑な組立体に最高品質の製品を提供するとき、試作または生産前の製作を複数回反復する必要がある。
【０００５】
[0005]金属打抜き加工品または射出成形プラスチック部品などの生産レベルの部品を製作する際、生産レベルの成形および成形型は高価であり、製作時間が非常に長い。そのため、試作レベルまたは生産前レベルの部品を製作するとき、生産レベルの成形および成形型は実行可能な選択肢ではない。したがって、生産前成形は、ほぼ同じ機能を有する限られた数の部品を製作するのに有用である。しかしながら、生産前成形は依然としてリードタイムが長く、生産前工程の加速を一層妨げる。さらに、生産前成形は、生産成形よりも安価であるが、依然として高価であり、機器製造工程のコストを削減する能力にさらに負担を与えている。
【０００６】
[0002]現在の生産前の成形および成形型は、様々な用途および性能機能を有するが、部品の生産効率、コスト、および製品の有用性をそれ以上改善することができない。したがって、現在の成形、成形型、および工程はそれらの意図された目的に有用である一方で、投資コスト、製作時間、設計自由度、および品質の向上を提供する、改良された成形、成形型、および製造工程のための技術において余地がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0003]本開示は、高性能な可塑性フィラメントを用いる付加製造を使用した成形型の製作を可能にする発明について記載している。成形型はＣＡＤ（コンピュータ支援設計）を使用して作成され、必要に応じて、冷却管が、部材のモデルおよび印刷の向きに従って戦略的に設計される。成形型は、熱可塑性材料から作られたＦＤＭ（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ：溶融堆積モデリング）を使用して３Ｄ印刷される。次いで、３Ｄ印刷された成形型は、用途によりＧＤ＆Ｔ（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ：幾何寸法および公差）規格を達成する必要があるとき、ＣＮＣ機械加工などの後処理を含む場合がある。冷却管が含まれる場合、昇圧下で液密の冷却管を確保するために、高圧の液体封止材が注がれて硬化される。本発明は、打抜き加工、発泡、射出成形、圧縮成形、樹脂移送成形（および真空補助）、熱成形、真空成形、インベストメント注型、遠心注型、およびブロー成形を含む様々な製造用途に使用され得る。製造および設計の変更はその性質上、従来の方法よりも低コストで、本発明によってもたらされる迅速な反復作業からの恩恵を受けることになる。
【０００８】
[0004]本発明は、ターンアラウンド率が高く、従来の金属成形よりもはるかに低コストで、１〜２週間で生産される。本発明はまた、打抜き加工、発泡、射出成形、圧縮成形、樹脂移送成形／真空補助樹脂移送成形、（特に熱硬化性樹脂および充填プリフォームについては成形型が高温でなければならないため固体の移送成形は機能しない）、熱成形／真空成形、インベストメント注型（プリフォーム犠牲層として）、遠心注型、ならびにブロー成形を含むほとんどの成形／成形方法をサポートすることによって様々な製造産業に関連する。
【０００９】
[0005]本発明は、高い設計自由度を可能にし、付加製造および除去製造（必要な場合）を組み合わせることによって、従来の成形型製作工程を用いるよりも迅速かつ安価に成形型が生産され、その結果、少量部品、設計反復、試作、ならびに製品の進化および革新のための新しいモデルの作成のための手頃な成形型が得られる。
【００１０】
[0006]発明は、ＤＦＭ（Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ：製造性考慮設計）法に基づいており、これは、付加製造製作との完全な適応性を保証するとともに、射出成形機または他の成形型成形機に組み込むための成形型の部品を形成するハードウェアとの組み立て易さを保証する。
【００１１】
[0007]本発明は、任意の商用成形機ハードウェアに適合するように調整され得る。
【００１２】
[0008]本発明は、加圧冷却システムに対応可能であり、産業機械での使用に適している。
【００１３】
[0009]本発明は、付加製造を使用して高温熱可塑性複合材料から作られる。熱可塑性物質は金属よりも安価で取り扱いが容易であるので、これは本発明の重要な利点である。これにより、複製が容易になる。
【００１４】
[0010]本発明は、まず、モデルを作成するためのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアで設計される。モデルは、成形目的に応じて、冷却管の有無にかかわらず設計され得る。
【００１５】
[0011]モデルが完成すると、モデルは、印刷温度、印刷速度、印刷押出し、層の高さおよび幅を含む、材料に応じた特定の印刷設定でＦＤＭ印刷経路を生成するために使用される、スライシングソフトウェアにインポートされる。これは、Ｇコードと呼ばれ、部品の体積を印刷できるプリンタに転送される。使用される材料に応じて、プリンタは加熱ベッドおよび加熱ビルドボリュームを有していなければならない。
【００１６】
[0012]完了すると、プリンタから印刷物が取り出される。本発明を完了させるために、後処理ステップが含まれる。最初に、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械によって、犠牲（サポート／ベース／ブリム／スカート／ラフト）材料が除去される。成形型内に冷却管が設計される場合、冷媒コネクタおよびホースの通しを可能にするために、入口および出口が洗浄され、タップ加工される。ポリマー押出し３Ｄ印刷は多くの層で構成されるが、一般に耐湿性ではなく、というのも、層が水分を吸収し、層間に空隙を形成し、冷媒を漏洩させ、過熱による成形型不良につながる可能性があるからである。発明者らは、３Ｄ印刷された部品に対して、漏洩なく、加圧された冷媒を注ぎ、耐え得る成形型を作成する工程を開発した。
【００１７】
[0013]成形型に対して注ぐ工程は、冷媒管を充填できる流動性材料を必要とする。流体は、満たされると、成形型内で４１３．７ｋＰａ（６０ｐｓｉ）〜６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）の間で少なくとも６０秒間加圧される。この注ぐステップの後、出入口が残留流体で詰まらないことを保証するために、成形型管に空気を吹き込むことによって成形型から残留流体を除去する。次に、流動性材料は、硬化工程によって凝固される。なお、冷却管が必要ない場合、発明者らの発明は、追加されるサポートおよび機能性のために、成形型の側面に小型全体をタップ加工し、流動性材料で充填させることになる。
【００１８】
[0014]成形型を封止するための追加の選択肢は、電気めっきおよび研磨である。これは、電気めっき対応の熱可塑性材料を使用することによって、または外側成形型表面の電気めっきを可能にするマルチステップ工程を使用することによって完了され得る。このステップは、表面上でのもので、追加のバフ研磨ステップとなり、クラスＡ仕上げの達成に役立ち得る。これは、自動車および他の産業に必要なクラスＡ表面と機械的特性の向上の両方を提供することになる。
【００１９】
[0015]封止工程が完了すると、成形型は使用できる状態になる。注ぐ／封止工程に使用され得る材料には、高流動高温安定性の２液型エポキシ、セラミック（流動性）、および電気めっきが含まれる。
【００２０】
[0016]本開示は、部品の製造に用いる成形型組立体を提供する。成形型組立体は、第１の成形型半体および第２の成形型半体、ならびに成形型温度制御システムを含む。第１の成形型半体は、少なくとも第１の成形型空洞および第１の冷媒通路を備える。第２の成形型半体は、少なくとも第２の成形型空洞および第２の冷媒通路を備える。成形型温度制御システムは、第１および第２の成形型半体の第１および第２の冷媒通路と流体連通している。成形型温度制御システムは、流体、流体の温度を制御する手段、ならびに成形型温度制御システムと第１の冷媒通路および第２の冷媒通路と通して流体を循環させるポンプを備える。
【００２１】
[0017]本開示の一例において、成形型組立体は、第１の成形型空洞の第１の表面上および第２の成形型空洞の第２の表面上に注がれて硬化された封止材をさらに備える。
【００２２】
[0018]本開示の別の例において、成形型組立体は、第１の冷媒通路の第３の表面上および第２の冷媒通路の第４の表面上に注がれて硬化された封止材をさらに備える。
【００２３】
[0019]本開示のさらに別の例において、第１の冷媒通路および第２の冷媒通路はそれぞれ、第１の断面および第２の断面を備え、第１の断面は、第２の断面とは異なる寸法および形状を有する。
【００２４】
[0020]本開示のさらに別の例において、封止材は、２液型高温エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを備える。
【００２５】
[0021]本開示のさらに別の例において、第１の成形型空洞の第１の表面および第２の成形型空洞の第２の表面は、溶着金属を備える。
【００２６】
[0022]本開示は、成形型組立体を製造する方法も提供する。方法は、成形型組立体の表面の第１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを作成することを含み、表面は成形製品の最終形状を備える。表面の第１のＣＡＤモデルに特徴が追加されて、成形型組立体の第２のＣＡＤモデルを作成する。第２のＣＡＤモデルは、３次元プリンタで使用するための印刷経路ファイルに変換される。印刷経路ファイルは、第２のＣＡＤモデルのソリッドモデルを印刷するために使用される。
【００２７】
[0023]本開示の一例において、方法は、ソリッドモデルから余分な材料を除去することをさらに含む。
【００２８】
[0024]本開示の別の例において、方法は、第２のＣＡＤモデルを工具切削経路に変換することと、ソリッドモデルを機械加工することとをさらに含む。
【００２９】
[0025]本開示のさらに別の例において、方法は、ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐことをさらに含む。
【００３０】
[0026]本開示のさらに別の例において、第１のＣＡＤモデルの特徴は、分割面、冷媒通路、突出しピン穴、通気穴、および射出通路のうちの少なくとも１つを含む。
【００３１】
[0027]本開示のさらに別の例において、ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐことは、機械加工された表面および冷媒通路に封止材を注ぐことと、冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧することとをさらに含む。
【００３２】
[0028]本開示のさらに別の例において、ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐことは、機械加工された表面および冷媒通路に、高流動高温２液型エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを含む封止材を注ぐことと、冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧することとをさらに含む。
【００３３】
[0029]本開示のさらに別の例において、方法は、成形型組立体の表面を電気めっきすること、研磨すること、および機械加工することのうちの１つをさらに含む。
【００３４】
[0030]本開示は、成形型組立体を製造する別の方法も提供する。方法は、成形型組立体の表面の第１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを作成することを含み、表面は成形製品の最終形状を備える。表面の第１のＣＡＤモデルに特徴が追加されて、成形型組立体の第２のＣＡＤモデルを作成する。特徴は、分割面、冷媒通路、突出しピン穴、通気穴、および射出通路のうちの１つを含む。第２のＣＡＤモデルは、３次元プリンタで使用するための印刷経路ファイルに変換される。印刷経路ファイルは、第２のＣＡＤモデルのソリッドモデルを印刷するために使用される。
【００３５】
[0031]本開示の一例において、方法は、ソリッドモデルから余分な材料を除去することをさらに含む。
【００３６】
[0032]本開示の別の例において、方法は、第２のＣＡＤモデルを工具切削経路に変換することと、ソリッドモデルを機械加工することとをさらに含む。
【００３７】
[0033]本開示のさらに別の例において、方法は、ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐことをさらに含む。
【００３８】
[0034]本開示のさらに別の例において、ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐことは、機械加工された表面および冷媒通路に封止材を注ぐことと、冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧することとをさらに含む。
【００３９】
[0035]本開示のさらに別の例において、ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐことは、機械加工された表面および冷媒通路に、高流動高温２液型エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを含む封止材を注ぐことと、冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧することとをさらに含む。
【００４０】
[0036]本開示のさらに別の例において、方法は、成形型組立体の表面を電気めっき、研磨、および機械加工することのうちの１つをさらに含む。
【００４１】
[0037]さらなる適用領域が、本明細書に提供される説明から明らかになるであろう。説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図していないことを理解されたい。
【００４２】
[0038]本明細書に記載の図面は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを決して意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】[0039]本開示の原理による成形型組立体を製造する方法を示すフローチャートである。
【図２】[0040]本開示の原理によるプラスチック射出成形工程を使用して物品を製造するための成形型組立体半体の図である。
【図３】[0041]本開示の原理によるプラスチック射出成形工程を使用して物品を製造するための成形型組立体の端面図である
【図４】[0042]本開示の原理による図３からの成形型組立体の断面図である。
【図５】[0043]本開示の原理による図２からの成形型組立体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
[0044]以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、適用、または使用を限定することを意図するものではない。
【００４５】
[0045]ここで図２および図３を参照すると、ブロー成形工程で用いる成形型または成形型組立体１０が図示されており、次にこれについて説明する。成形型組立体１０または同様の成形型もしくは成形型組立体は、本発明の範囲から逸脱することなく、別のタイプの製造工程で代替として使用されてもよい。成形型組立体１０は、第１の半体すなわち上半体１２と、第２の半体すなわち下半体１４と、成形型温度制御システム１６とを含む。より具体的には、成形型組立体の上半体１２および下半体１４は、少なくとも１つの部品空洞１８、および成形型温度制御システム１６と連通する複数の冷媒通路２０を含む。冷媒通路２０は、成形型組立体１０において可能な限り最も一貫した動作温度を提供するように構成される。例えば、冷媒通路２０は３Ｄプリンタによって印刷されるので、製作され得る冷媒通路２０の形状、サイズ、および断面の種類は、従来の機械加工された成形型の冷媒通路よりもはるかに多い。特定の冷媒通路２０の断面を変えることによって、冷媒通路を通る冷媒の流量を変えることができる。冷媒通路２０は、従来の成形型製作方法では不可能であった熱伝達効果を生み出すようにも印刷され得る。
【００４６】
[0046]次に図４を参照すると、図３に示す成形型組立体からの冷媒通路２０の表面２２の断面図が示されており、次にこれについて説明する。成形型組立体は３Ｄ印刷または付加工程を使用して製作されるため、成形型組立体は主に融合された層２４によって作成され、完全に融合されていない可能性のある層２４の間にいくつかの空隙または空孔２６が生じる。表面２２は、層２４の間に延在して表面２２を被覆する加圧および硬化された封止材２８をさらに含み、これにより、へこむことなく高圧および高温に耐え得る通路を提供する。本例において、封止材は２液型高温硬化エポキシである。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、他のタイプの封止材が成形型組立体１０に組み込まれてもよい。
【００４７】
[0047]ここで図５を参照すると、図２に示す成形型組立体からの部品空洞１８の表面３０の断面図が示されており、次にこれについて説明する。成形型組立体は３Ｄ印刷または付加工程を使用して製作されるため、成形型組立体は主に融合された層２４によって作成され、完全に融合されていない可能性のある層２４の間に空隙または空孔２６が生じる。さらに、いくつかの適用例では、層２４の厚さに応じて、必要な形状および許容差を実現するために追加の機械加工が必要となる場合がある。例えば、表面３０は、成形型空洞１８の指定された形状を実現するためにＣＮＣ機械加工されていることが示されている。表面３０は、層２４の間に延在する加圧および硬化された封止材２８をさらに含む。加えて、いくつかの適用例では、耐摩耗性、衝撃強度、および表面仕上げを改善するために、表面３０が封止された後に、溶着金属層３２が含められてもよい。
【００４８】
[0048]図１を参照すると、様々な製造工程を使用する部品の製造で用いる成形型または成形型組立体を作成するための方法１００が示されている。そこに記載の方法１００は、プラスチック射出成形工程で用いる成形型組立体を作成するためのものである。しかしながら、ここに記載の方法１００を使用して、他の多くの製造工程で用いる他の多くのタイプの成形型組立体が製作されてもよい。例えば、成形型または成形型組立体は、本発明の範囲を逸脱することなく、金属打抜き加工、発泡、射出延伸ブロー成形、圧縮成形、金属注型砂中子作成、樹脂移送成形、熱成形、インベストメント注型、遠心注型、およびブロー成形のために製作されてもよい。
【００４９】
[0049]方法１００は、成形型組立体の表面のＣＡＤモデルを作成する第１のステップ１０２を含む。ＣＡＤモデルは、レーザ測定装置を使用してソリッドマスタ部品モデルの表面をデジタル表面データに変換する表面スキャニング成形型を使用することによって作成され得る。同様に、ＣＡＤモデルは部品のＣＡＤモデルから部分的に作成され得る。成形型の表面のＣＡＤモデルが作成されると、第２のステップ１０４は、分割面、冷媒通路、突出しピン穴、通気穴、射出通路などの成形型設計特徴を含むがこれらに限定されない特徴を表面データに追加し、このように成形型組立体のＣＡＤモデルを作成する。
【００５０】
[0050]次に、第３のステップ１０６は、変換ソフトウェアまたはスライシングソフトウェアを使用し、成形型組立体のＣＡＤモデルの印刷経路を生成し、印刷経路を３Ｄプリンタに転送する。第４のステップ１０８は、３Ｄプリンタを使用して成形型組立体のソリッドモデルを印刷する。いくつかの適用例において、３Ｄ印刷工程は、高応力および高温の製造工程が可能な高強度の印刷部品を製作する、高温、高性能の熱可塑性フィラメントを使用することを含む。本発明の範囲から逸脱することなく、成形型組立体のソリッドモデルの強度および耐久性を高めることを意図した他の３Ｄ印刷材料および工程が使用されてもよい。
【００５１】
[0051]第５のステップ１１０は、ＣＮＣ機械または成形品の正確な機械加工の他の方法を使用して、成形型組立体のソリッドモデルから余分な材料を除去する。第６のステップ１１２は、成形型表面の正確な寸法および表面仕上げ仕様を実現するために、成形型組立体のＣＡＤモデルから成形型表面の仕上げ機械加工用の成形型経路を作成する。冷媒通路接続を含む特徴を作成または改善するために、追加の機械加工が実行される。第７のステップ１１４は、成形型に加圧された封止材を注ぐことによって成形型を封止する。具体的には、冷媒通路は封止材で充填され、約４１３．７ｋＰａ（６０ｐｓｉ）から６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）の間で３０秒間、より好ましくは少なくとも６０秒間加圧される。残留の封止材が冷媒通路から除去された後、冷媒通路壁の空隙に注がれた残りの封止材は定位置で硬化される。好ましい封止材は、高流動高温２液型エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つである。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、他の流動性のある硬化可能な封止材が使用されてもよい。成形型の表面を封止する第７のステップ１１４は、冷媒通路の表面上への金属の電着または電気めっきすることを含み得る。第８のステップ１１６は、特定の部品仕様に必要とされる成形型表面の表面仕上げを向上させる。例えば、完成部品の寸法仕様が必要とされ得るとき、成形型表面は、電気めっきを使用してめっきされた後に研磨または機械加工され得る。このようにして、その後のエッチングまたはめっきされた成形型表面の他の処理によって、特定の質感が成形型の表面仕上げに組み込まれてもよい。
【００５２】
[0052]本発明の説明は、本質的に単なる例示であり、本発明の主旨から逸脱しない変形は、本発明の範囲内であることが意図されている。そのような変形は、本発明の趣旨および範囲からの逸脱と見なされるべきではない。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月27日(2019.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の製造に用いる成形型組立体であって、
第１の成形型半体および第２の成形型半体であって、前記第１の成形型半体はポリマーの複数の層から形成され、前記第２の成形型半体はポリマーの複数の層から形成され、前記第１の成形型半体が少なくとも第１の成形型空洞および第１の冷媒通路を備え、前記第２の成形型半体が少なくとも第２の成形型空洞および第２の冷媒通路を備える、第１の成形型半体および第２の成形型半体と、
前記第１および第２の成形型半体の前記第１および第２の冷媒通路と流体連通している成形型温度制御システムと、を備え、
前記成形型温度制御システムが、流体、前記流体の温度を制御するための手段、ならびに前記成形型温度制御システムと前記第１の冷媒通路および前記第２の冷媒通路とを通して前記流体を循環させるためのポンプを備える
成形型組立体。
【請求項２】
前記第１の成形型空洞の第１の表面上および前記第２の成形型空洞の第２の表面上に注がれて硬化された封止材をさらに備える、請求項１に記載の成形型組立体。
【請求項３】
前記第１の冷媒通路の第３の表面上および前記第２の冷媒通路の第４の表面上に注がれて硬化された封止材をさらに備える、請求項２に記載の成形型組立体。
【請求項４】
前記第１の冷媒通路および前記第２の冷媒通路がそれぞれ、第１の断面および第２の断面を備え、前記第１の断面が、前記第２の断面とは異なる寸法および形状を有する、請求項３に記載の成形型組立体。
【請求項５】
前記封止材が、２液型高温エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを備える、請求項４に記載の成形型組立体。
【請求項６】
前記第１の成形型空洞の前記第１の表面および前記第２の成形型空洞の前記第２の表面が、溶着金属を備える、請求項５に記載の成形型組立体。
【請求項７】
成形型組立体を製造する方法であって、
成形型組立体の表面の第１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを作成するステップであって、前記表面が成形製品の最終形状を備える、ステップと、
前記表面の前記第１のＣＡＤモデルに特徴を追加して、前記成形型組立体の第２のＣＡＤモデルを作成するステップと、
前記第２のＣＡＤモデルを、３次元プリンタで使用するための印刷経路ファイルに変換するステップと、
前記印刷経路ファイルを使用して前記第２のＣＡＤモデルのソリッドモデルを印刷するステップと
を含む方法。
【請求項８】
前記ソリッドモデルから余分な材料を除去するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のＣＡＤモデルを工具切削経路に変換するステップと、前記ソリッドモデルを機械加工するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のＣＡＤモデルの前記特徴が、分割面、冷媒通路、突出しピン穴、通気穴、および射出通路のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ソリッドモデルの前記機械加工された表面に前記封止材を注ぐステップが、前記機械加工された表面および前記冷媒通路に前記封止材を注ぐステップと、前記冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧するステップとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ソリッドモデルの前記機械加工された表面に前記封止材を注ぐステップが、前記機械加工された表面および前記冷媒通路に、高流動高温２液型エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを含む前記封止材を注ぐステップと、前記冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧するステップとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記成形型組立体の前記表面を電気めっきするステップ、研磨するステップ、および機械加工するステップのうちの１つをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
成形型組立体を製造する方法であって、
成形型組立体の表面の第１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを作成するステップであって、前記表面が成形製品の最終形状を備える、ステップと、
前記表面の前記第１のＣＡＤモデルに特徴を追加して、前記成形型組立体の第２のＣＡＤモデルを作成するステップであって、前記特徴が、分割面、冷媒通路、突出しピン穴、通気穴、および射出通路のうちの１つを含む、ステップと、
前記第２のＣＡＤモデルを、３次元プリンタで使用するための印刷経路ファイルに変換するステップと、
前記印刷経路ファイルを使用して前記第２のＣＡＤモデルのソリッドモデルを印刷するステップと
を含む方法。
【請求項１６】
前記ソリッドモデルから余分な材料を除去するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のＣＡＤモデルを工具切削経路に変換するステップと、前記ソリッドモデルを機械加工するステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ソリッドモデルの機械加工された表面に封止材を注ぐステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ソリッドモデルの前記機械加工された表面に前記封止材を注ぐステップが、前記機械加工された表面および前記冷媒通路に、高流動高温２液型エポキシおよび流動性セラミックのうちの１つを含む前記封止材を注ぐステップと、前記冷媒通路を約４１３．７ｋＰａ（６０ＰＳＩ）から６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）の間で３０秒間加圧するステップとをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記成形型組立体の前記表面を電気めっきするステップ、研磨するステップ、および機械加工するステップのうちの１つをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【国際調査報告】
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