(57)【要約】【課題】型寿命を向上した射出成形用光造形型を提供すること。【解決手段】キャビ型２とコア型３とからなり、これらの型間に形成されるキャビティ１１内にゲート１０を介して溶融樹脂を注入することにより、溶融樹脂に所望の形状を付与してなる射出成形用光造形型１において、ゲート１０及びその周辺部を構成する面の少なくとも一部に凹部２０を有し、当該凹部２０に補強部品２１を嵌合した。これにより、溶融樹脂から高圧及び高温を受けるゲート１０及びその周辺部の耐久性を向上できるので、型の寿命を向上できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビ型とコア型とからなり、これらの型間に形成されるキャビティ内にゲートを介して溶融樹脂を注入することにより、前記溶融樹脂に所望の形状を付与してなる射出成形用光造形型において、
前記キャビ型及び前記コア型の前記ゲート及びその周辺部を構成する面の少なくとも一部に凹部を有し、当該凹部に補強部品が嵌合されることを特徴とする射出成形用光造形型。
【請求項２】
前記補強部品は、前記キャビ型或いは前記コア型を貫通し、前記キャビ型或いは前記コア型の前記キャビティを形成する側に対向する側において、前記キャビ型及び前記コア型の型締め方向に対して略９０度の角度をもって折れ曲がりつつ当該折曲部表面が前記キャビ型或いは前記コア型表面に沿って露出することを特徴とする請求項１に記載の射出成形用光造形型。
【請求項３】
前記補強部品は、金属からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成形用光造形型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形に用いる射出成形用光造形型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液状の光硬化性樹脂を３次元ＣＡＤデータに基づき、紫外線レーザ等の光ビームで１層ずつ硬化させて積層することにより、３次元立体物を精度良く作成する光造形法が知られている。この光造形法により形成された射出成形用の光造形型が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された光造形型は、成形面（キャビティ面）における突起部のような強度の小さい部位において、成型面表面に光硬化性樹脂を残した状態で空間を形成し、光硬化性樹脂が完全に硬化する前にこの空間に強度の高い補強部品を挿入することにより突起部の強度を高めている。
【０００４】
このように、成型面における強度の小さい部位の強度を向上させることにより、射出圧力による強度の小さい部位の変形量を低減させ、成形品の寸法精度を向上させている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０１８７８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、射出成形においては、成形面における強度の小さい部位よりも、ランナーとキャビティとを連結するゲート及びその周辺部に初期破損が生じる事が多い。
【０００７】
これは、ゲートが成形機より押し出される高温高圧の溶融樹脂の経路の中で最も狭い部分であり、他の部分よりも高い圧力を受けることと、キャビティへの入り口であるため、キャビティ内への溶融樹脂の注入が完了するまでは順次ランナー側から送られてくる高温の溶融樹脂に晒されることによるものと考えられる。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑み、型寿命を向上させた射出成形用光造形型を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の射出成形用光造形型は、キャビ型とコア型とからなり、これらの型間に形成されるキャビティ内にゲートを介して溶融樹脂を注入することにより、溶融樹脂に所望の形状を付与してなるものである。そして、キャビ型及びコア型のゲート及びその周辺部を構成する面の少なくとも一部に凹部を有し、当該凹部に補強部品が嵌合されることを特徴とする。
【００１０】
ゲートは型の中で最も流路が狭く溶融樹脂から高い圧力を受ける部分であり、且つ、キャビティ内に溶融樹脂が注入完了されるまでランナーから送られてくる新しい高温の溶融樹脂に常に晒される部分である。
【００１１】
従って、本発明のように、ゲート及びその周辺部を構成するキャビ型及びコア型の少なくとも一部に凹部を有し、この凹部に樹脂よりも機械的な強度が大きく耐熱性に優れた補強部材を嵌合させることにより、ゲート及びその周辺部を構成する型の耐久性が向上されるので、ゲート及びその周辺部以外の場所で破損が起こるまで射出成形用光造形型の寿命を向上できる。
【００１２】
請求項２に記載のように、補強部品は、キャビ型或いはコア型を貫通し、キャビ型或いはコア型のキャビティを形成する側に対向する側において、キャビ型及びコア型の型締め方向に対して略９０度の角度をもって折れ曲がりつつ当該折曲部表面がキャビ型或いはコア型表面に沿って露出すると良い。
【００１３】
このように、補強部品がキャビ型或いはコア型を貫通し、キャビ型或いはコア型のキャビティを形成する側に対向する側がキャビ型及びコア型の型締め方向に対して略９０度の角度をもって折れ曲がっていると、当該折曲部を基準に型に取り付けることができるので、位置精度が向上される。
【００１４】
また、折曲部表面がキャビ型或いはコア型表面に沿って露出しており、補強部品が型表面から突出することなく凹部に勘合されている。従って、型を組付けた際に、折曲部が型と型取り付け板との間で固定されることとなるので、補強部品の型締め方向への位置ずれを防止することができる。
【００１５】
請求項３に記載のように、補強部品は、金属からなっても良い。金属であれば樹脂よりも一般的に機械的強度が大きく耐熱性にも優れているので、型の寿命を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態における射出成形用光造形型の構成を示す概略断面図である。
【００１７】
図１に示すように、射出成形用光造形型１は、キャビ型２とコア型３とにより構成される。尚、本実施の形態におけるキャビ型２及びコア型３は、ともに光造形法により形成される。光造形法によるキャビ型２及びコア型３の形成については後述する。
【００１８】
キャビ型２及びコア型３は、光硬化性樹脂４に光ビームを照射し硬化させることにより形成される。尚、光硬化性樹脂４としては、例えば紫外線硬化性樹脂であるウレタンアクリレート系、エポキシ系の樹脂、及びこれらに充填材を添加したものを用いることができる。
【００１９】
そして、キャビ型２には、図示されない成形機のノズルから溶融樹脂が射出されるスプルー５が形成され、コア型３には、成形品を取り出すエジェクタピンのピン孔６が形成されている。このピン孔６には、エジェクタプレート７から延伸したエジェクタピン８が配置されている。
【００２０】
また、型締め状態において、キャビ型２及びコア型３の両型間に、溶融樹脂をスプルー５からゲートへ誘導する流路であるランナー９と、ランナー９からキャビティへの溶融樹脂の入り口であるゲート１０と、溶融樹脂を注入し、冷却固化することにより所望の形状を付与するキャビティ１１が形成されるように、キャビ型２及びコア型３が所定の形状に形成されている。
【００２１】
そして、図１に示すように、キャビ型２及びコア型３のゲート１０及びその周辺部に凹部２０が形成され、当該凹部２０に補強部品２１が嵌合している。
【００２２】
補強部品２１は、光硬化性樹脂４よりも機械的強度が大きく耐熱性に優れた材料を用いることが好ましく、例えばステンレス鋼、アルミニウム等の金属やセラミック等を用いることができる。尚、ゲート１０の周辺部とは、ランナー９及びキャビティ１１においてゲート１０との連結部からの所定の範囲を示す。
【００２３】
ゲート１０は、射出成形用の型の中で溶融樹脂の流路が最も狭く、それによって溶融樹脂から高い圧力を受ける部分である。また、キャビティ１１内に溶融樹脂が注入完了されるまで、ランナー９（成形機側）から順次送られてくる高温の溶融樹脂に常に晒される部分である。
【００２４】
従って、本実施の形態における射出成形用光造形型１は、機械的強度及び耐熱性を必要とされるゲート１０及びその周辺部を補強部品２１を用いて補強しているので、射出成形用光造形型１自体の寿命を向上できる。
【００２５】
次に、光造形法による射出成形用光造形型１の形成方法について、図２を用いて説明する。尚、図２は、光造形装置の概略図であり、図１に示すコア型３を形成する例を示す。
【００２６】
図２に示す光造形装置３０は、液状の光硬化性樹脂４ａが満たされたケース３１と、ケース内を所定量上下（図２の矢印方向）に動作可能な昇降装置３２と、液状の光硬化性樹脂４ａに光ビームを照射する光源３３と、液状の光硬化性樹脂４ａの液表面をならすスキージ３４と、昇降装置３２、光源３３、及びスキージ３４の動作を制御する制御部３５とにより構成される。
【００２７】
先ず、三次元ＣＡＤデータより、各積層面における昇降装置３２の昇降動作と光源３３による光ビームの照射位置が制御部３５により制御される。具体的には、液状の光硬化性樹脂４ａの液表面より１層分だけ昇降装置３２を降下させるとともに、光源３３を所定の位置に移動させる。そして、当該光源３３から液状の光硬化性樹脂４ａの所望位置に光ビーム３３ａを照射する。これにより、１層分の所望の形状を有する硬化した光硬化性樹脂４が形成される。
【００２８】
続いて、１層分昇降装置３２を降下させることにより、硬化した１層分の光硬化性樹脂４の上部に液状の光硬化性樹脂４ａが満たされることとなる。そして、その液表面をスキージ３４によりならした後、１層目の形成同様に２層目の形成を行う。これを繰り返し行うことにより、図２に示されるコア型３が形成される。尚、このコア型３には、上述の過程により、ゲート１０及びその周辺部に補強部品２１を配置するための凹部２０（並びにピン孔６）が形成されている。また、キャビ型２も同様の手順により形成される。
【００２９】
次に、本実施の形態の射出成形用光造形型１の特徴である補強部品２１について、その構造及び凹部２０に対する固定方法を図１及び図３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。尚、図３は射出成形用光造形型１における補強部品２１の固定方法を説明するための補足図であり、（ａ）は光造形装置３０によるコア型３形成後、（ｂ）はコア型３の凹部２０に補強部品２１を嵌合中の状態、（ｃ）は補強部品２１の配置されたコア型３を射出成型用光造形型１として組付けた状態を示す。
【００３０】
図１に示すように、補強部品２１を必要最小限の大きさとし、キャビ型２或いはコア型３の凹部２０に対して、ゲート１０形成面側から嵌合させる。この場合、凹部２０に補強部品２１を嵌合させた状態で、ポストキュアにより光硬化性樹脂４を完全に硬化させることで、光硬化性樹脂４と補強部品２１との密着性を向上させることもできる。また成形面に影響のない範囲で接着剤を用いて嵌合とともに接着しても良い。
【００３１】
しかしながら、補強部品２１は、ゲート１０及びその周辺部の形成面を担っており、ゲート１０及びその周辺部側が光硬化性樹脂４から露出しているので、型締め方向に対して位置ずれが生じ、成形品に影響を与える恐れがある
そこで、型締め方向に対する位置ずれを防止するため、補強部品２１は後述する構造を有することが好ましい。先ず、図３（ａ）に示すように、上述する光造形装置３０により、ゲート１０及びその周辺部の形成面側（キャビティ形成側）からそれに対向する非ゲート形成面まで貫通し、且つその内部空間が非ゲート形成面側にて型締め方向に対して略９０度に折れ曲がったＬ字形状の凹部２０を有するコア型３を形成する。
【００３２】
そして、図３（ｂ）に示すように、ゲート１０及びその周辺部を構成する側に対向する側が型締め方向に対して略９０度の角度で折れ曲がった補強部品２１を、コア型３の凹部２０に対して非ゲート形成面側から挿入し、凹部２０に嵌合させる。このとき、補強部品２１の形状及び大きさは凹部２０のそれと略同一であり、補強部品２１の折曲部表面は、コア型３表面に沿ってその一部を形成することとなる。
【００３３】
補強部品２１の嵌合後、図３（ｃ）に示すように、コア型３の非ゲート形成面が型取り付け板２２に当接するようにコア型３を組付け固定し、同様にキャビ型２（型取り付け板は省略）も組付け固定され、射出成形用光造形型１が完成する。このとき、補強部品２１は折曲部が光硬化性樹脂４と型取り付け板２２とにより固定される。
【００３４】
従って、図３に示したように、補強部品２１の形状をＬ字状とすることにより、型締め方向に対する補強部品２１の位置ずれを防止することができる。尚、図３においてはコア型３のみの例を示したが、キャビ型２の補強部品２１も同様にＬ字状に形成されても良い。
【００３５】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。
【００３６】
本実施の形態においては、サイドゲート型の例のみを示したが、それ以外のタイプにも適用可能である。例えば、例えば図４に示すピンポイントゲートにおいても、ゲート１０及びその周辺部（この場合ゲート１０の延長線上のキャビティ１１形成面）に補強部品２１を勘合させ、耐久性を向上させても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の射出成形用光造形型の構成を示す概略断面図である。
【図２】射出成形用光造形型を形成する光造形装置の説明補足図である。
【図３】補強部品の固定方法を示し、（ａ）は光造形装置３０によるコア型３形成後、（ｂ）はコア型３の凹部２０に補強部品２１を嵌合中の状態、（ｃ）は補強部品２１の配置されたコア型３を射出成型用光造形型１として配置した状態を示す図である。
【図４】射出成形用光造形型のその他の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・射出成形用光造形型
２・・・キャビ型
３・・・コア型
４・・・光硬化性樹脂
１０・・・ゲート
１１・・・キャビティ
２０・・・凹部
２１・・・補強部品
【図１】
2004249555.tif 000003
【図２】
2004249555.tif 000004
【図３】
2004249555.tif 000005
【図４】
2004249555.tif 000006