(57)【要約】      （修正有）【課題】複数枚のシート状または板状の積層材料を一体的に積層させながら複雑な形状をもつ金型用マスターモデルを容易に製造することが出来る成形方法を提供する。【解決手段】所定厚さの複数枚の紙を積層材料１０として一体的に積層させながら金型用マスターモデル１１を成形する際、その積層材料１０の積層方向または積層方向と交差する方向に所定形状の凹溝１２を成形する。図１（ａ）に示すように、溝形状にカットする際に不要形状物１３の中央部に予め分割可能な切断線Ｇを少なくとも一本以上形成し、図１（ｂ）に示すように、前記凹溝１２内から先ず中央の切断線Ｇを入れた切断片Ｇａを上方に引き抜き、その後、切断片Ｇａを引き抜いた空間部Ｓに、両側の不要形状物１３ａ，１３ｂを順次中央側に引き寄せて図１（ｃ）に示すように、不要形状物１３ａ，１３ｂを順次上方に引き抜いて凹溝１２を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のシート状または板状の積層材料を一体的に積層させながら、その積層材料の積層方向または積層方向と交差する方向に所定形状の凹溝を成形する際、前記凹溝に対応する不要形状物に予め分割可能な切断線を少なくとも一本以上形成し、前記積層材料により凹溝を形成した積層体を成形後、前記凹溝内から不要形状物を切断線に沿って順次引き抜くことを特徴とする金型用マスターモデルの成形方法。
【請求項２】
前記積層材料が、紙，樹脂，金属の何れか一つを使用する請求項１に記載の金型用マスターモデルの成形方法。
【請求項３】
前記積層体は、三次元データを用いて紙積層造形法により石膏マスターモデルを製作する請求項１または２に記載の金型用マスターモデルの成形方法。
【請求項４】
前記積層体のマスターモデルをゴム型で反転し、石膏鋳型，アルミ鋳造，タイヤ金型を製作する請求項１，２または３に記載の金型用マスターモデルの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金型用マスターモデルの成形方法に係わり、更に詳しくは複数枚のシート状または板状の積層材料を一体的に積層させながら凹溝を成形し、積層体の成形後、凹溝内から不要形状物を容易に引き抜くことを可能にした金型用マスターモデルの成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体モデル（試作品）を高速に製造する技術としてラピッドプロタイプ（ＲＰ：rapid protoype)が知られており、このラピッドプロタイプには、３次元ＣＡＤデータから直接、立体モデルを製造する積層造形法があり、この積層造形法は、粉体、樹脂、板、紙等の薄い膜状，または板状の材料を積層させて製造させる技術である。
【０００３】
例えば、タイヤ金型用マスターモデル及びその製法としては、タイヤの赤道面に平行または垂直にスライスしたときに得られるトレッド部の断面形状と同一の形状を有する薄板をスライド位置毎に製作し、得られた複数枚の薄板を順に重ね合わせてタイヤのトレッドパターンと同一の凹凸部が外周面に形成されたマスターモデルを得るものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、紫外線により硬化する樹脂を用いた光硬化造形法により３次元モデルを造形する方法も知られている。しかし、この方法は寸法精度に優れ小型の造形モデルには適しているが、設備に多額の費用を要する問題がある。
【０００５】
一方、紙積層法は安価で大型モデルの製作が可能であり、例えば、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように積層体１に、Ｕ字状の溝２ａや、ジグザグ状の溝２ｂを形成する場合、Ｕ字状の溝２ａの途中に円弧状の凹部２ｃを形成する場合、更にはストレート状の凹溝２ｄの底部に略楕円状の溝２ｅを形成する場合において、図５（ａ），（ｂ）に示すように縦向きに積層物Ｗａを積層した積層体１、図６（ａ），（ｂ）に示すように横向きに積層物Ｗａを積層した積層体１にＵ字状の溝２ａを形成する場合、そのＵ字状の溝２ａ内の不要物Ｗｘを除去する場合には、矢印方向へ引き抜くことにより簡単に溝２ａを形成することは出来る。
【０００６】
しかし、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すようにＵ字状の溝２ａの途中に円弧状の凹部２ｃを形成した積層体１や、ストレート状の凹溝２ｄの底部に略楕円状の溝２ｅを形成した積層体１の場合には、溝２ａ内や凹溝２ｄ内から不要物Ｗｘを上方に引き抜いて除去するのが難しく、特に複雑な形状をもつ造形モデルには上記のような方向は不向きであると言う問題があった。即ち、不要物Ｗｘの幅がＵ字状の溝２ａやストレート状の凹溝２ｄの溝幅よりも大きいため、上方に引き抜こうとすると不要物ＷｘがＵ字状の溝２ａの側面や、凹溝２ｄの側面に引っ掛かり、引き抜き作業は実質的に困難となり、紙積層法では実施できないとされているのが一般的であった。
【特許文献１】特開昭６１−１８１６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明はかかる従来の問題点に着目し、複数枚のシート状または板状の積層材料を一体的に積層させながら凹溝を成形する際にも、凹溝内の不要物の除去を容易に行うことが出来、複雑な形状をもつ金型用マスターモデルも容易に製造することが出来る金型用マスターモデルの成形方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記目的を達成するため、複数枚のシート状または板状の積層材料を一体的に積層させながら、その積層材料の積層方向または積層方向と交差する方向に所定形状の凹溝を成形する際、前記凹溝に対応する不要形状物に予め分割可能な切断線を少なくとも一本以上形成し、前記積層材料により凹溝を形成した積層体を成形後、前記凹溝内から不要形状物を切断線に沿って順次引き抜くことを要旨とするものである。
【０００９】
また、前記積層材料が、紙，樹脂，金属の何れか一つを使用し、前記積層体は、三次元データを用いて紙積層造形法により石膏マスターモデルを製作することも可能である。
【００１０】
更に、前記積層体のマスターモデルをゴム型で反転し、石膏鋳型，アルミ鋳造，タイヤ金型を製作することも可能である。
【００１１】
この発明は、上記のように複数枚のシート状または板状の積層材料を一体的に積層させながら凹溝を成形する際にも、凹溝内の不要物の除去を容易に行うことが出来るので、複雑な形状をもつ金型用マスターモデルも容易に製造することが出来、例えば、タイヤ用金型を製造するマスターモデルを製作した場合、音、排水性等のタイヤ性能を向上させることが出来るものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、上記のように複数枚のシート状または板状の積層材料を一体的に積層させながら、その積層材料の積層方向または積層方向と交差する方向に所定形状の凹溝を成形する際、前記凹溝に対応する不要形状物に予め分割可能な切断線を少なくとも一本以上形成し、前記積層材料により凹溝を形成した積層体を成形後、前記凹溝内から不要形状物を切断線に沿って順次引き抜くようにしたので、以下のような優れた効果を奏するものである。
【００１３】
(a).凹溝内の不要物の除去を容易に行うことが出来、複雑な形状をもつ金型用マスターモデルも容易に製造することが出来る。
【００１４】
(b).複雑な形状をもつ金型用マスターモデルも容易に製造することが出来る結果、例えば、タイヤ用金型を製造するマスターモデルを製作した場合、音、排水性等のタイヤ性能を向上させることが出来る。
【００１５】
(c).加工が簡単なので、安価に製作出来、生産性の向上も図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第１実施形態を示す金型用マスターモデルの紙積層法の工程図を示し、所定厚さの複数枚の紙を積層材料１０として一体的に積層させながら紙積層体の金型用マスターモデル１１を成形する際、その積層材料１０の積層方向（この実施形態では縦方向である）または積層方向と交差する方向に所定形状の凹溝１２を成形する。
【００１８】
なお、積層材料１０としては、この実施形態のように紙に限定されず、シート状または板状の樹脂材料または金属材料を使用することも可能である。
【００１９】
前記、所定形状の凹溝１２を形成する際、積層材料１０を一枚ずつ積層させながら所定の溝形状にカットするものであるが、この実施形態のように末広がり状の凹溝１２を形成する場合、所定の厚さに積層した後は、凹溝１２の口部１２ａの面積が底部１２ｂの面積より大きいために凹溝１２内のカットされた不要形状物１３を上方に引き抜いて取り出すことが出来なくなる。
【００２０】
そこで、図１（ａ）に示すように、溝形状にカットする際に不要形状物１３の中央部に予め分割可能な切断線Ｇ（パーティングライン）を少なくとも一本以上形成し（この実施形態では中央部に２本形成してあるが数は限定されない）、前記積層材料１０により凹溝１２を形成した積層体から成る金型用マスターモデル１１を成形後、図１（ｂ）に示すように、前記凹溝１２内から先ず中央の切断線Ｇを入れた切断片Ｇａを上方に引き抜き、その後、切断片Ｇａを引き抜いた空間部Ｓに、両側の不要形状物１３ａ，１３ｂを順次中央側に引き寄せて図１（ｃ）に示すように、不要形状物１３ａ，１３ｂを順次上方に引き抜いて凹溝１２を形成するものである。
【００２１】
そして、このような凹溝１２を形成した金型用マスターモデル１１を使用してゴム型で反転して石膏鋳型やアルミ鋳型を製造し、タイヤ金型を製作するものである。
【００２２】
前記紙積層体の金型用マスターモデル１１は、三次元データを用いて紙積層造形法により石膏マスターモデルを製作することも可能である。
【００２３】
図２（ａ）及び（ｂ）は、この発明の第２実施形態を示す金型用マスターモデルの紙積層法の工程図を示し、この実施形態の場合には、末広状の溝形状にカットする際に、切断線Ｇ（パーティングライン）を凹溝１２の開口幅Ｈに沿って垂直、または抜き勾配を付けて形成し、積層材料１０により凹溝１２を形成した積層体から成る金型用マスターモデル１１を成形後、中央の不要形状物１４を先ず引き抜き、その後両側の小片から成る不要形状物１４ａ，１４ｂを順次中央側に引き寄せて図２（ｂ）に示すように、不要形状物１４ａ，１４ｂを順次上方に引き抜いて凹溝１２を形成するものである。なお、その他の構成及び作用は、上記第１実施形態と同様なので説明は省略する。
【００２４】
次に、図３（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第３実施形態を示す金型用マスターモデルの紙積層法の工程図を示し、所定厚さの複数枚の紙を積層材料１０として一体的に積層させながら紙積層体の金型用マスターモデル１１を成形する際、その積層材料１０の積層方向（この実施形態では横方向である）または積層方向と交差する方向に所定形状の凹溝１２を成形する。
【００２５】
この実施形態も、上記第１実施形態と同様に、図３（ａ）に示すように、溝形状にカットする際に不要形状物１３の中央部に予め分割可能な切断線Ｇ（パーティングライン）を少なくとも一本以上形成し（この実施形態では中央部に２本形成してあるが数は限定されない）、前記積層材料１０により凹溝１２を形成した積層体から成る金型用マスターモデル１１を成形後、図３（ｂ）に示すように、前記凹溝１２内から先ず中央の切断線Ｇを入れた切断片Ｇａを上方に引き抜き、その後、切断片Ｇａを引き抜いた空間部Ｓに、両側の不要形状物１３ａ，１３ｂを順次中央側に引き寄せて図３（ｃ）に示すように、不要形状物１３ａ，１３ｂを順次上方に引き抜いて凹溝１２を形成するものである。
【００２６】
そして、このような凹溝１２を形成した金型用マスターモデル１１を使用してゴム型で反転して石膏鋳型やアルミ鋳型を製造し、タイヤ金型を製作するものである。
【００２７】
以上のように、この発明では複数枚の積層材料１０を一体的に積層させながら、その積層材料の積層方向または積層方向と交差する方向に所定形状の凹溝１２を成形する際、前記凹溝１２に対応する不要形状物１３に予め分割可能な切断線Ｇを少なくとも一本以上形成し、前記積層材料１０により凹溝１２を形成した積層体を成形後、前記凹溝１２内から不要形状物１３を切断線Ｇに沿って順次引き抜くようにしたので、凹溝１２内の不要物の除去を容易に行うことが出来、複雑な形状をもつ金型用マスターモデルも容易に製造することが出来るものである。
【００２８】
また複雑な形状をもつ金型用マスターモデルも容易に製造することが出来る結果、例えば、タイヤ用金型を製造するマスターモデルを製作した場合、音、排水性等のタイヤ性能を向上させることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第１実施形態を示す金型用マスターモデルの紙積層法の工程図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、この発明の第２実施形態を示す金型用マスターモデルの紙積層法の工程図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第３実施形態を示す金型用マスターモデルの紙積層法の工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、従来の金型用マスターモデルに形成する凹溝形状の説明図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、従来の積層材料を縦向きに積層した積層体から不要形状物を引き抜く場合の説明図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、従来の積層材料を横向きに積層した積層体から不要形状物を引き抜く場合の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  積層材料
１１  金型用マスターモデル
１２  凹溝
１２ａ  口部
１２ｂ  底部
１３  不要形状物
Ｇ  切断線
Ｇａ  切断片
Ｓ  空間部
１３ａ，１３ｂ  不要形状物
【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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