(57)【要約】【課題】三次元印刷機器を用いて立体的に造形された樹脂製成形型を用いて、ひび割れ、反り、キズ及び成形型跡のない同形同大の複数の金属製の成形体を樹脂製成形型を構造上損傷させることなく簡便にかつ安価に得る。また金属製の成形体が帯磁せず、工業的に成形体の外観表面にシボ模様を付与して成形体の外観の見栄えを良くする。【解決手段】本発明の金属製のプレス成形体は、上型及び下型がともに三次元印刷機器を用いて立体的に造形された樹脂製成形型であって、被加工材が厚さが０．１〜６．０ｍｍの範囲内の金属板であって、上型及び下型のそれぞれの最深部の厚さが少なくとも５ｍｍである。好ましくは、樹脂製成形型が光積層造形法により造形され、上型及び前記下型の各光硬化性組成物の積層方向が上型の上下動方向に直角であって、スライドの下死点位置をその基準設定位置より０．５〜２．０ｍｍ下方に補正して被加工材をプレス成形する。【選択図】図１
2017104901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス装置の上下動するスライドに取付けられた上型とボルスタに固定された下型の間に被加工材を配置し、前記上型を前記下型に押し付けて前記被加工材をプレス成形することによりプレス成形体を製造する方法において、
前記上型及び前記下型がともに三次元印刷機器を用いて立体的に造形された樹脂製成形型であって、
前記被加工材が厚さが０．１〜６．０ｍｍの範囲内の金属板であって、
前記樹脂製成形型からなる前記上型及び前記下型のそれぞれの最深部における前記上型及び前記下型の各厚さが少なくとも５ｍｍである
ことを特徴とする金属製のプレス成形体の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂製成形型が光積層造形法により光硬化性組成物を積層して立体的に造形され、かつ前記樹脂製成形型からなる前記上型及び前記下型の各光硬化性組成物の積層方向が前記上型の上下動方向に直角である請求項１記載の金属製のプレス成形体の製造方法。
【請求項３】
上死点位置と下死点位置との間を上下動する前記スライドの前記下死点位置をその基準設定位置より０．５〜２．０ｍｍ下方に補正して前記被加工材をプレス成形する請求項１又は２記載の金属製のプレス成形体の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂製成形型の前記上型又は前記下型のいずれか一方又は双方の型表面に三次元印刷機器を用いて転写用シボが造形された請求項１ないし３いずれか１項に記載の金属製のプレス成形体の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の金属製のプレス成形体の製造方法に用いる樹脂製成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元印刷機器（いわゆる三次元プリンター、３Ｄプリンター又は三次元造形機等と言われるもの）で作られた樹脂製成形型を用いて金属製のプレス成形体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス成形法は、一般的に、平坦な金属シートの被加工材を金型の間に挟み込み、強い力を伴った上下動により被加工材を金型表面に押し付けて金型と同じ最終形状を作り出す方法である。プレス成形では、所望の最終形状が被加工材の塑性変形によって作り出され、切削のような器具を使用しない。このため、プレス加工は他の機械加工と比較して、生産性が高いことから大量生産に向いている。この金型には、一般に耐摩耗性、耐衝撃性、耐チッピング性等の耐久性が要求され、超硬合金、鋳鉄、鋳鋼、鍛鋼などの工具鋼が使用される（例えば特許文献１、２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５２９６１号公報（段落[０００２]、段落[０００４]）
【特許文献２】特開２００４−３０６１１９号公報（段落[００２３]）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の工具鋼を使用した金型で複雑な形状の金属製のプレス成形体を製造する場合、金型の材質、被加工材の材質、被加工材の厚さ等に起因して、所望の形状と寸法の成形体にならなかったり、成形体にひび割れやキズが発生するなどのプレス成形性に劣ることがあった。この不具合を解消するために、例えば、金型の表面にステンレス溶接肉盛を行うか、或いは金型表面を機械加工、電解加工、ワイヤー放電加工等を行う必要があった。特に従来の金型で絞り加工や曲げ加工をする場合、成形性とキズを防止するために、プレス時に油を使用するか、金型表面に化学蒸着（ＣＶＤ）処理加工や物理蒸着（ＰＶＤ）処理加工などのコーティング処理を施していた。こうした事情から、一般的に、プレス成形法は、金属製の成形型である金型を作製するのに多大の製作日数と製作コストを要し、量産品を製造する前段階で、このプレス成形法により試作品を製造することが製作日数と製作コストの観点からできなかった。また工具鋼の厚み以上にダイハイトを下げることができず、成形体の厚み以上の圧力をかけられないという理由により、成形体に反りが発生することがあり、プレス成形後に金型から取り出したプレス成形体の反りをなくすための修正工程を必要としていた。
【０００５】
また、従来の工具鋼を使用した金型でプレス加工を続け、プレス加工品がある数量を超えると、金型が磁気化し、被加工材が磁性体の場合、プレス成形体が磁気を帯びる問題があった。磁気を帯びると性能を損なう電子製品の筐体や機材にプレス成形体を使用する場合には、予め帯磁したプレス成形体を脱磁しておく必要があり、煩わしかった。
【０００６】
更に、一般的にプレス成形体の外観の装飾性や意匠性（以下、見栄えという。）を向上したり、滑り防止のために、プレス成形体の外観表面にシボ（皺）模様を形成することが知られているが、プレス成形体が金属製である場合、使用する工具鋼の上型又は下型の表面に転写用シボをマシニング等の切削機で機械加工して形成することが極めて難しいため、工業的に金属製のプレス成形体の表面にシボ模様を付与することが期待されていた。
【０００７】
本発明の第１の目的は、三次元印刷機器を用いて立体的に造形された樹脂製成形型を用いて、ひび割れ、反り、キズ及び成形型跡のない金属製のプレス成形体を簡便にかつ安価に製造する方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、成形体を繰り返し製造しても樹脂製成形型を構造上損傷させることなく同形同大の複数の形状の金属製のプレス成形体を製造する方法を提供することにある。本発明の第３の目的は、金属製のプレス成形体を電子部品用のプレス加工品として用いる場合にも、脱磁する必要のない金属製のプレス成形体を製造する方法を提供することにある。本発明の第４の目的は、成形体の外観表面にシボ模様を付与して成形体の外観の見栄えを良くする金属製のプレス成形体を工業的に製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、金属製の成形型である金型に代わって、三次元印刷機器を用いて所定の厚さを有する樹脂製成形型を作り、被加工材の厚さを所定の厚さに選定して、プレス成形を繰り返し行えば、成形性に優れ、所定の寸法通りに金属製のプレス成形体を製造できること、及び多量のプレス加工品を製造しても帯磁しない金属製のプレス成形体を製造できること、更に金属製の成形体の外観表面にシボ模様を付与できることに着目し、本発明に到達した。
【０００９】
本発明の第１の観点は、プレス装置の上下動するスライドに取付けられた上型とボルスタに固定された下型の間に被加工材を配置し、前記上型を前記下型に押し付けて前記被加工材をプレス成形することによりプレス成形体を製造する方法において、前記上型及び前記下型がともに三次元印刷機器を用いて立体的に造形された樹脂製成形型であって、前記被加工材の厚さが０．１〜６．０ｍｍの範囲内の金属板であって、前記樹脂製成形型からなる前記上型及び前記下型のそれぞれの最深部における前記上型及び前記下型の各厚さが少なくとも５ｍｍであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、前記樹脂製成形型が光積層造形法により光硬化性組成物を積層して立体的に造形され、かつ前記樹脂製成形型からなる前記上型及び前記下型の各光硬化性組成物の積層方向が前記上型の上下動方向に直角であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、上死点位置と下死点位置との間を上下動する前記スライドの前記下死点位置をその基準設定位置より０．５〜２．０ｍｍ下方に補正して前記被加工材をプレス成形することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の観点は、第１ないし第３の観点のうち、いずれか１つの観点に基づく発明であって、前記樹脂製成形型の前記上型又は前記下型のいずれか一方又は双方の型表面に三次元印刷機器を用いて転写用シボが造形されたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第５の観点は、第４の観点の金属製のプレス成形体の製造方法に用いる樹脂製成形型である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の観点の金属製のプレス成形体の製造方法では、三次元印刷機器で作られた樹脂製成形型を用いてプレス成形体を製造するため、従来機械加工、電解加工、ワイヤー放電加工で製作していた高価な金型と比較して、簡便にかつ安価に成形体を製造できる。特に三次元印刷機器では、求められる製品の形状が複雑かつ微細であってもその形状に忠実かつ精密に合致させて樹脂製成形型の形状を作り出すことができる。この結果、被加工材の厚さが０．１〜６．０ｍｍの範囲内の金属板であって、上型及び下型の各最深部における厚さが少なくとも５ｍｍあれば、樹脂製成形型がプレス時に弾性変形し、脱圧後に原型に復帰するため、樹脂製成形型を構造上損傷させずに、繰り返し成形を行うことができ、同形同大の数個から５００個程度の数のプレス成形体をひび割れ、反り、キズ及び成形型の型跡なしで製造することができる。これにより玩具、日用雑貨品、自動車部品、電気部品などの試作品用又は量産品用のプレス成形体を手軽に製造することができる。樹脂製成形型を用いて多量のプレス加工品を製造した場合でも、成形型自体が樹脂製であって帯磁しないため、金属製のプレス成形体を帯磁させることなく製造することができる。これにより、金属製のプレス成形体を電子部品の筐体や機材に用いる場合にも、脱磁する必要がない。
【００１５】
本発明の第２の観点の金属製のプレス成形体の製造方法では、上型のプレス時に、樹脂弾性により、上型及び下型が積層方向である水平方向に延伸し、上型と下型で形成されるキャビティ内に被加工材をより隙間なく塑性変形させる。またプレス時には積層硬化により成形体の接触面が通常の樹脂よりも固くなっているため、従来の工具鋼を磨いて仕上げたとき以上の滑り又は油を使用したとき以上の滑りを生じ、被加工材をより良く塑性変形させる。この結果、求められる製品の形状が複雑かつ微細であってもプレス成形体をその形状により忠実かつより精密に合致させて製造することができる。
【００１６】
本発明の第３の観点の金属製のプレス成形体の製造方法では、スライドの下死点位置をその基準設定位置より０．５〜２．０ｍｍ下方に補正することにより、上型が下型に押し込まれ、上型と下型で形成されるキャビティ内に被加工材をより一層確実に隙間なく塑性変形させることができ、求められる製品の形状が複雑かつ微細であってもプレス成形体をその形状により一層忠実かつより一層精密に合致させて製造することができるとともに、プレス成形後に樹脂製成形型から取り出した金属製のプレス成形体に反りを生じさせず、プレス成形後の反りを解消するための修正加工を必要としない。
【００１７】
本発明の第４の観点の金属製のプレス成形体の製造方法では、三次元印刷機器により転写用シボが上型又は下型のいずれか一方又は双方の型表面に造形されるため、成形体の外観表面にシボ模様を付与して成形体の外観の見栄えを良くしたり、或いは成形体に滑り止めを施した金属製のプレス成形体を工業的に製造することができる。
【００１８】
本発明の第５の観点の樹脂製成形型によれば、工業的にかつ簡便に金属製のプレス成形体の表面にシボ模様を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る金属製のプレス成形体を製造する装置の構成図である。図１（ａ）はスライド及び上型が上死点位置で静止した状態を示し、図１（ｂ）はスライド及び上型が下死点位置に到達した状態を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る下型を製造するための光積層造形法を示す概略断面図である。図２（ａ）は所定の形状を有する第一の硬化薄層を形成する状態を示し、図２（ｂ）はテーブルを僅かに下方に移動させて第二の硬化薄層を形成する状態を示し、図２（ｃ）は所定の立体形状を有する光造形物である下型を形成する状態を示す。
【図３】本発明の別の実施形態に係る光積層造形法で作られた樹脂製成形型の図である。図３（ａ）は下型の平面図であり、図３（ｂ）は上型の平面図であり、図３（ｃ）はプレス時の上型及び下型の図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
先ず、本発明の実施形態に係る金属製のプレス成形体を製造する装置（以下、プレス装置という。）について説明する。 図１に示すように、本実施形態に係るプレス装置１０は、駆動モータからの回転エネルギーを蓄えるフライホイール１１と、クランクシャフト１２と、このクランクシャフト１２にフライホイール１１の回転力を伝達・遮断するクラッチ１３と、クランクシャフト１２の回転運動を直線運動に変化するコネクティングロッド１４と、コネクティングロッド１４の直線運動に伴い上死点位置と下死点位置の間で直線運動するスライド１６とを備える。クランクシャフト１２は、回転軸１２ａと、この回転軸１２ａに連結され回転軸１２ａに対して偏心した偏心軸１２ｂとを有する。コネクティングロッド１４は、ジョイント１５を介して、偏心軸１２ｂをスライド１６に連結する。コネクティングロッド１４は、偏心軸１２ｂに対して回転可能に連結されている。
【００２２】
本実施形態におけるプレス装置１０は、更にスライド１６の両側面に設けられ上下方向に直線運動するようにスライド１６を規制するフレーム１７と、スライド１６の下面に取り付けられた上型１８と、この上型１８に対向して下方に配置された下型１９と、下型１９が固定されるボルスタ２０とを備える。
【００２３】
本実施形態の上型１８及び下型１９はともに樹脂製成形型であって、三次元印刷機器を用いて立体的に造形される。本実施形態では、光造形物である樹脂製成形型１３は、光積層造形法で代表される光学的立体造形法により製造される。図２（ａ）〜（ｃ）は、上記下型１９を光積層造形法で造形する工程を示す。予め下型１９に相当する造形物の三次元データを取得し、そのデータを計算上で等間隔で輪切りにしスライスデータとして記憶しておく。図２（ａ）に示すように、液状の光硬化性組成物２１を収容した容器２２液槽内に、液面２３からわずかな距離だけ下方の地点に上面が位置するように、鉛直方向に移動可能なテーブル２４を配置する。液状の光硬化性組成物は、（メタ）アクリル系モノマーなどのラジカル重合性化合物、エポキシ化合物などのカチオン重合化合物を含む重合性モノマー及び光重合開始剤などを含有する。テーブル２４を配置した後、このテーブル２４上の液状の光硬化性組成物２４の薄層に、紫外線レーザ装置２６から紫外線レーザ光２７を上記記憶したデータに基づいた所定のパターンで走査して、所定の形状を有する第一の硬化薄層１９ａを形成させる。次いで、図２（ｂ）に示すように、テーブル２４の位置を僅かな距離だけ下方に移動させることによって、第一の硬化薄層１９ａの上に液状の光硬化性組成物２４の薄層を形成させた後、この薄層に紫外線レーザ光２７を上記記憶したデータに基づいた所定のパターンで走査して、所定の形状を有する第二の硬化薄層１９ｂを形成させる。以後、同様の操作を繰り返して、最終的に、図２（ｃ）に示すように、複数の硬化薄層１９ａ、１９ｂ、・・・、１９ｘの集合体である所定の立体形状を有する光造形物である下型１９を得る。図示しないが、上型１８も下型１９と同様の方法で作製される。
【００２４】
図２（ｃ）から明らかなように、この実施形態では、上型も下型も各光硬化性組成物が図１（ａ）に示すように、上型１８の上下動方向に直角の水平方向になるように積層される。なお、図示しないが、各光硬化性組成物の積層方向を上型及び下型がともに上型の上下動方向と同一の垂直方向にしてもよい。図１（ａ）に示すこの実施形態のように、上型１８及び下型１９がともに各光硬化性組成物の積層方向を上型の上下動方向に直角の水平方向にする方が、上型のプレス時に、樹脂弾性により、上型及び下型が積層方向である水平方向に延伸し、上型と下型で形成されるキャビティ内に被加工材を隙間なく塑性変形させることができる。即ち、プレス時には積層硬化により成形体の接触面が通常の樹脂よりも固くなっているため、従来の工具鋼を磨いて仕上げたとき以上の滑り又は油を使用したとき以上の滑りを生じ、被加工材をより良く塑性変形させる。この結果、求められる製品の形状が複雑かつ微細であっても金属製のプレス成形体をその形状により忠実かつより精密に合致させて製造することができる。
【００２５】
図１（ａ）の一点鎖線で囲んだ拡大図に示すように、本実施形態の上型１８及び下型１９のそれぞれの最深部における上型及び下型の厚さｄ１、ｄ２は、上型、下型のサイズ、型表面における凹凸の数、光硬化性組成物の種類、光硬化後の樹脂の硬度、弾力性等に応じて変化するが、少なくとも５ｍｍは必要である。前記厚さが５ｍｍ未満である場合、樹脂製成形型からなる上型及び下型がプレス時に破損することがあり、その場合、所望の金属製のプレス成形体を製造することができない。好ましい最深部における上型及び下型の厚さｄ１、ｄ２は、１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。上限値を５００ｍｍ以下にするのは、これ以上厚くしても、樹脂製成形型の耐久性は不変であり、光硬化性組成物材料の浪費を防ぐためである。
【００２６】
なお、本発明の金属製のプレス成形体は、上記のモータの回転運動をクランクシャフトに伝えて直線運動に変える機械式プレス装置に限らず油圧をかけてスライドを動作させる油圧式プレス装置により成形してもよい。また機械式プレス装置は、上記のクランクプレスに限らず、クランクレスプレス、ナックルプレス、スクリュープレス、シェービングプレス、ウェッジプレス、カム式プレス、リンクプレス、サーボプレス等の各種プレス装置を含む。また本発明の造形物である樹脂製成形型からなる上型及び下型は、上記の光積層造形法に限らず、三次元プリンターによる、アクリル系光硬化樹脂を使用したインクジェット紫外線硬化方式のものや、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）を使用した熱溶解積層方式のものや、パウダーを使用した粉末固着方式のもので製造してもよい。図３は三次元プリンターによる紫外線硬化樹脂により作製した別の実施形態の上型、下型である。
【００２７】
また、上述した所定の形状として、三次元印刷機器により、樹脂製成形型の上型又は下型のいずれか一方又は双方の型表面に転写用シボを形成するように、上記型表面部分に相応する硬化薄層を形成することもできる。ここで、シボとは、皮革、梨地、木目、岩目、砂目、布地、幾何学などの細かい凹凸形状の模様をいう。
【００２８】
図１（ａ）の一点鎖線で囲んだ拡大図に示すように、本実施形態の被加工材Ｗは０．１〜６．０ｍｍの範囲内の厚さｔ１を有する金属板である。金属板としては、アルミニウム板、スチール板、ステンレス板、銅板等が例示される。この厚さは金属の材質、成形体のサイズ、要求される成形体の凹凸度に応じて決められる。被加工材Ｗが０．１ｍｍ未満であると、三次元印刷機器が補償する精度に適合せず寸法通りに成形することができない。また６.０ｍｍを超えると樹脂製成形型に割れが発生する等の不具合がある。好ましい被加工材Ｗの厚さは０．５〜４．０ｍｍである。
【００２９】
次に、上記プレス装置１０を用いて金属製のプレス成形体を製造する方法を説明する。図１（ａ）に示す、スライド１６及び上型１８が上死点位置で静止している状態で、被加工材Ｗを上型１８と下型１９の間に挟み込む。次いで、クラッチ１３をフライホイール１１に接続し、フライホイールの回転力を回転軸１２ａに伝達する。これによりクランクシャフト１２の回転軸１２ａ及び偏心軸１２ｂが回転し、これに応じてスライド１６及び上型１８は上下方向に直線運動する。スライド１６及び上型１８が図１（ｂ）に示す、下死点基準位置に到達すると、上型１８により被加工材Ｗが下型１９の表面に押し付けられ、被加工材Ｗが上型１８と下型１９とによりプレス成形され、金属製のプレス成形体Ｐが得られる。この実施形態では、上型１８のプレス時に、樹脂弾性により、上型１８及び下型１９が積層方向である水平方向に延伸し、上型１８と下型１９で形成されるキャビティ内に被加工材Ｗをより隙間なく塑性変形させる。この結果、求められる製品の形状が複雑かつ微細であっても金属製のプレス成形体Ｐをその形状により忠実かつより精密に合致させて製造することができる。
【００３０】
ここで、樹脂製成形型の弾性程度に応じて、スライド１６の下死点位置をその基準設定位置より０．５〜２．０ｍｍ下方に補正しておくことが好ましい。こうすることにより、スライド１６が下死点位置に到達したときに、上型１８が下型１９に押し込まれ、上型１８と下型１９で形成されるキャビティ内に被加工材Ｗをより一層確実に隙間なく塑性変形させることができ、求められる製品の形状が複雑かつ微細であっても金属製のプレス成形体Ｐをその形状により一層忠実かつより一層精密に合致させて製造することができるとともに、プレス成形後に樹脂製成形型から取り出した金属製のプレス成形体Ｐに反りを生じさせず、プレス成形後の反りを解消するための修正加工を必要としない。
【００３１】
図１（ｂ）に示すプレス成形後、スライド１６を上昇させ、上型１８と下型１９の間から金属製のプレス成形体Ｐを取り出す。上記操作を繰り返しても、樹脂製成形型からなる上型１８及び下型１９は、弾性変形可能な範囲内の応力を受けるだけであるため、構造上損傷しない。この結果、この操作を繰り返すことにより、複数の同形同大の金属製のプレス成形体を製造することができる。
【００３２】
また、三次元印刷機器により、樹脂製成形型の上型又は下型のいずれか一方又は双方の型表面に微細な転写用シボが形成された上型と下型でプレス成形すれば、この樹脂製成形型を用いて工業的にかつ簡便に金属製のプレス成形体の表面にシボ模様を付与することができる。これにより、金属製のプレス成形体の外観の見栄えを向上させたり、或いは金属製のプレス成形体に滑り止めの機能を付与することができる。
【実施例】
【００３３】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００３４】
＜実施例１〜４＞
三次元印刷機器である三次元プリンターでそれぞれ造形した紫外線硬化樹脂からなる上型及び下型を用意した。上型の最深部の厚さは２９ｍｍ、下型の最深部の厚さは１１ｍｍであった。この上型をプレス装置のスライドの下面に取付け、この下型を上型に対向してブレス装置のボルスタに固定した。表１に示す４種類の材質の厚さ０．５ｍｍの被加工材をこれらの上型と下型の間に挟み込んでプレス成形した。このときのスライドの下死点位置をその基準設定位置より表４に示す値だけ下方に補正した。
【００３５】
＜実施例５〜８＞
最深部の厚さが１９ｍｍの上型及び最深部の厚さが２１ｍｍの下型を用いた以外、実施例１〜４と同様に表１に示す４種類の材質の厚さ０．５ｍｍの被加工材を同一のプレス装置を用いてこれらの上型と下型でプレス成形した。このときのスライドの下死点位置をその基準設定位置より表４に示す値だけ下方に補正した。
【００３６】
＜実施例９〜１２＞
実施例１〜４と同様に三次元プリンターでそれぞれ作製された、最深部の厚さが５ｍｍの上型及び最深部の厚さが１５ｍｍの下型を用い、表１に示す４種類の材質の厚さ０．１ｍｍの被加工材を同一のプレス装置を用いてこれらの上型と下型でプレス成形した。このときのスライドの下死点位置はその基準設定位置のままで下方に補正しなかった。
【００３７】
＜実施例１３〜２１＞
実施例１〜４と同様に三次元プリンターでそれぞれ作製された、最深部の厚さが１１０ｍｍの上型及び最深部の厚さが５０ｍｍの下型を用い、表１に示す材質と厚さを有する被加工材を同一のプレス装置を用いてこれらの上型と下型でプレス成形した。このときのスライドの下死点位置をその基準設定位置より表４に示す値だけ下方に補正した。
【００３８】
＜比較例１＞
実施例１〜４と同様に三次元プリンターでそれぞれ作製された、最深部の厚さが２９ｍｍの上型及び最深部の厚さが１１ｍｍの下型を用い、アルミニウム製の厚さ０．０８ｍｍの被加工材を同一のプレス装置を用いてこれらの上型と下型でプレス成形した。このときのスライドの下死点位置はその基準設定位置のままで下方に補正しなかった。
【００３９】
＜比較例２＞
厚さ６．１ｍｍのアルミニウム製の被加工材を用いた以外、比較例１と同様にプレス成形した。このときのスライドの下死点位置はその基準設定位置のままで下方に補正しなかった。
【００４０】
＜比較例３＞
実施例１〜４と同様に三次元プリンターでそれぞれ作製された、最深部の厚さが４ｍｍの上型及び最深部の厚さが５０ｍｍの下型を用い、アルミニウム製の厚さ０．１ｍｍの被加工材を同一のプレス装置を用いてこれらの上型と下型でプレス成形した。このときのスライドの下死点位置はその基準設定位置より０．５ｍｍ下方に補正した。
【００４１】
＜比較結果その１（プレス評価と型の破損有無）＞
実施例１〜２１及び比較例１〜３でプレス成形した成形体について、ひび割れ、キズ、成形型の型跡及び反りの有無を目視により判定した。また成形体が所定の寸法通りにプレス成形されているかノギス・ハイトゲージ・マイクロメータにより判定した。更に上型及び下型の破損の有無を目視により判定した。これらの結果を表２に示す。
【００４２】
【表１】
2017104901.tif 000003
【００４３】
【表２】
2017104901.tif 000004
【００４４】
表１及び表２から明らかなように、比較例１では被加工材の厚さが０．０８ｍｍと薄過ぎるため、金属製のプレス成形体が寸法通りに成形ができず、また成形型の型跡が残った。また比較例２では被加工材の厚さが６．１ｍｍと厚過ぎるため、下型に破損が見られた。更に比較例３では上型の最深部が４ｍｍと小さ過ぎたため、上型に破損が見られた。これに対して実施例１〜２１は、三次元プリンターでそれぞれ作製された紫外線硬化樹脂からなる上型及び下型を用いたにもかかわらず、被加工材の厚さが０．１〜６．０ｍｍの範囲内にあって、上型又は下型の各最深部における厚さが少なくとも５ｍｍであれば、プレス成形した成形体には、ひび割れ、キズ、成形型の型跡及び反りはなく、また成形体は所定の寸法通りにプレス成形されていた。更に上型及び下型には破損は見られなかった。
【００４５】
＜比較結果その２（量産性評価）＞
実施例１と同一の上型及び下型を実施例１と同一のプレス装置に取付け、このプレス装置を用いて、実施例１と同一のアルミニウム製の５００枚の被加工材を繰り返しプレス成形した。５００回のプレス成形後、上型と下型について、ひび割れ、キズ、欠けなどを目視により検査した。また５００枚のアルミニウム製のプレス成形体のひび割れ、キズ、成形型の型跡及び反りの有無を目視により判定した。また成形体が所定の寸法通りにプレス成形されているノギス・ハイトゲージ・マイクロメータにより判定した。その結果、５００回プレス成形後の上型及び下型は、最初のプレス成形後と同一の外観を有し、ひび割れ、キズ、欠けは全く無かった。このことは、５００枚目のアルミニウム製のプレス成形体が最初にプレスした成形体と同形同大で、上型、下型と同様にひび割れ、キズ、型跡が皆無であったことからも実証された。
【００４６】
＜比較結果その３（帯磁性評価）＞
実施例１と同一の上型及び下型を実施例１と同一のプレス装置に取付け、このプレス装置を用いて、スチール製の１００枚の被加工材を繰り返しプレス成形した。１００回プレス成形した後、１００枚の被加工材すべてを鉄板に接触させたところ、すべて鉄板に吸着せず、すべての被加工材が帯磁していなかった。一方、実施例１とほぼ同形同大のダイス鋼ＳＫＤ１１の上型及び下型を実施例１と同一のプレス装置に取付け、このプレス装置を用いて、上記と同一のスチール製の１００枚の被加工材を繰り返しプレス成形した。７６回プレス成形した後、すべての７６枚の被加工材を鉄板に接触させたところ、プレス加工回数が５０回未満の被加工材は鉄板に吸着しなかったが、５０回以上の被加工材は鉄板に吸着し、被加工材が帯磁していた。
【符号の説明】
【００４７】
１０  金属製のプレス成形体を製造する装置（プレス装置）
１１  フライホイール
１２  クラッチ
１３  クランクシャフト
１４  コネクティングロッド
１５  ジョイント
１６  スライド
１７  フレーム
１８  上型
１９  下型
２０  ボルスタ
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の金属製のプレス成形体の製造方法は、玩具、日用雑貨品、自動車部品、電気部品などの試作品用の成形体、又は磁気が性能に悪影響を及ぼす電子部品用のプレス加工品、或いはシボ模様を形成した成形体を簡便にかつ安価に製造するのに用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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