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JP7016785B2 - Mold element and manufacturing method of mold element - Google Patents

Mold element and manufacturing method of mold element Download PDF

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JP7016785B2 JP2018201813A JP2018201813A JP7016785B2 JP 7016785 B2 JP7016785 B2 JP 7016785B2 JP 2018201813 A JP2018201813 A JP 2018201813A JP 2018201813 A JP2018201813 A JP 2018201813A JP 7016785 B2 JP7016785 B2 JP 7016785B2
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Description

本発明は、金型要素及び金型要素の製造方法に関する。 The present invention relates to a mold element and a method for manufacturing a mold element.

ダイカスト法、溶湯鍛造法等の鋳造法又は樹脂の射出成形法等で、金型を用いて金属の溶湯を鋳造し金属製品を製造することや、射出成形し樹脂成形品を製造することは広く知られており、このような鋳造用あるいは射出成形用の金型では、溶湯や溶融された樹脂材により金型の温度が高くなるのを防止するために、金型を冷却したり、必要に応じて金型を予熱保温するなどの温調を実施している。 It is widely used to cast molten metal using a die to manufacture metal products by casting methods such as die casting, molten metal forging, or injection molding of resin, and to manufacture resin molded products by injection molding. It is known that in such casting or injection molding dies, it is necessary to cool or need to cool the dies in order to prevent the temperature of the dies from rising due to molten metal or molten resin material. Temperature control such as preheating and keeping the mold warm is carried out accordingly.

また温調効果を高めるために、金型本体に温調通路を設けるだけでなく、金型本体に対して挿抜可能な別体の金型入子を用いることも一般的に知られている。 Further, in order to enhance the temperature control effect, it is generally known not only to provide a temperature control passage in the mold body but also to use a separate mold insert that can be inserted and removed from the mold body.

特許文献1では、いわゆる3Dプリンタにより金型を製造する場合に、金型の内部に、冷却水の通路となる温調回路を同時に形成することで、従来ドリル孔加工等で形成するよりもより自由度が高く冷却効率のよい冷却入子を造形できることが開示されている。特許文献1では、金型の内部に温調回路を形成し、温調回路に冷却水などの冷却媒体を流すことで金型の過度な温度上昇を防止したり、指向性凝固の促進をしている。 In Patent Document 1, when a mold is manufactured by a so-called 3D printer, a temperature control circuit that serves as a passage for cooling water is simultaneously formed inside the mold, as compared with conventional drilling or the like. It is disclosed that a cooling insert having a high degree of freedom and a high cooling efficiency can be formed. In Patent Document 1, a temperature control circuit is formed inside the mold, and a cooling medium such as cooling water is passed through the temperature control circuit to prevent an excessive temperature rise of the mold and promote directional solidification. ing.

特許文献2では、鋳造金型により鋳造される鋳造鋳物の厚肉部に発生する鋳造欠陥を防止するために、金型の冷却ブロック(金型入子)に、入口から出口にかけて屈曲した形状の冷却通路を形成し、この屈曲した冷却通路に冷却エアを流すことで、厚肉部を形成する金型部分を効果的に冷却している。特許文献2では、冷却ブロックは取り換え可能であり、厚肉部の厚さに応じて、使用する冷却ブロックを適宜選択することで、厚肉部の厚さに応じた温度調整を行っている。 In Patent Document 2, in order to prevent casting defects that occur in the thick part of the cast cast cast by the casting mold, the cooling block (mold insert) of the mold has a shape bent from the inlet to the outlet. By forming a cooling passage and flowing cooling air through the bent cooling passage, the mold portion forming the thick portion is effectively cooled. In Patent Document 2, the cooling block is replaceable, and the temperature is adjusted according to the thickness of the thick portion by appropriately selecting the cooling block to be used according to the thickness of the thick portion.

特開平11-348045号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-348045 実開平7-33433号公報Jitsukaihei 7-33433 Gazette

しかしながら、特許文献1及び2に記載の従来の冷却入子では、鋳造あるいは射出成形時に高温を保つ必要がある金型の部分まで冷却されてしまうことがある。この場合、金型のキャビティの末端部まで溶湯や樹脂が流れる前に冷却固化が進行して流動性が悪化してしまい、成形品の完成度が低くなったり、湯じわなどの不良が発生する場合がある。すなわち、成形品の形状に応じた効果的な温度調整を行うことができず、不良品の発生を低減できないという問題があった。 However, in the conventional cooling nesting described in Patent Documents 1 and 2, the mold portion that needs to be kept at a high temperature during casting or injection molding may be cooled. In this case, cooling and solidification progresses before the molten metal and resin flow to the end of the cavity of the mold, and the fluidity deteriorates, resulting in poor completion of the molded product and defects such as hot water wrinkles. May be done. That is, there is a problem that the temperature cannot be effectively adjusted according to the shape of the molded product, and the occurrence of defective products cannot be reduced.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、成形品に応じた効果的な温度調整を行うことができる金型要素及び金型要素の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a mold element and a method for manufacturing a mold element capable of effectively adjusting the temperature according to a molded product. ..

本発明の金型要素は、金型に挿脱可能に挿入され、前記金型への挿脱方向に延びる金属製の本体部と、前記本体部の前記金型への挿入方向の先端部の内部に設けられ、冷却用媒体が流通する冷却通路と、前記本体部の内部に設けられ、前記冷却通路に前記冷却用媒体を供給し、且つ、前記冷却通路を通過した前記冷却用媒体を排出する送出通路と、前記本体部の内部で前記送出通路の外側に設けられ、前記送出通路を囲む断熱部と、前記本体部の少なくとも前記先端部の内部に設けられ、前記本体部よりも熱伝導率が高い金属から構成される高熱伝導率部と、を備え、前記冷却通路は、前記本体部の内部で前記高熱伝導率部を囲むように設けられていることを特徴とする。 The mold element of the present invention is a metal main body that is removably inserted into the mold and extends in the direction of insertion and removal into the mold, and the tip of the main body in the direction of insertion into the mold. A cooling passage provided inside and through which the cooling medium flows, and a cooling medium provided inside the main body to supply the cooling medium to the cooling passage and discharge the cooling medium that has passed through the cooling passage. A delivery passage, a heat insulating portion provided inside the main body portion and outside the delivery passage, and a heat insulating portion surrounding the delivery passage, and at least inside the tip portion of the main body portion, the heat conduction is higher than that of the main body portion. A high thermal conductivity portion made of a metal having a high rate is provided , and the cooling passage is provided so as to surround the high thermal conductivity portion inside the main body portion .

本発明の金型要素によれば、冷却用媒体を供給及び排出する送出通路の外側を、断熱部で囲むので、送出通路に対向する金型部分が冷却用媒体により過度に冷却されてしまうことを抑制することができる。これにより、例えば成形品の冷却不要な部分に対向する送出通路の部分を断熱部で覆うようにすることで、成形品に応じた効果的な冷却(温度調整)を行うことができる。 According to the mold element of the present invention, since the outside of the delivery passage for supplying and discharging the cooling medium is surrounded by the heat insulating portion, the mold portion facing the delivery passage is excessively cooled by the cooling medium. Can be suppressed. Thereby, for example, by covering the portion of the delivery passage facing the portion of the molded product that does not require cooling with the heat insulating portion, effective cooling (temperature adjustment) according to the molded product can be performed.

また、前記冷却通路は、前記本体部の内部で前記本体部の挿脱方向に直交する方向の断面形状に沿って延びるように形成され、前記断熱部は、断熱用の気体を収容し、前記送出通路の少なくとも一部を囲む収容部を備えることが好ましい。なお、送出通路の少なくとも一部とは、本体部の先端部と基端部と結ぶ軸線方向を上下(縦)方向とした場合に、縦方向における少なくとも一部、及び、横方向における少なくとも一部を含む。すなわち、断熱部は、送出通路の側方の少なくとも一部や、送出部の上方の少なくとも一部を覆う。 Further, the cooling passage is formed inside the main body portion so as to extend along a cross-sectional shape in a direction orthogonal to the insertion / removal direction of the main body portion, and the heat insulating portion accommodates a gas for heat insulation. It is preferable to provide a housing portion that surrounds at least a part of the delivery passage. It should be noted that at least a part of the delivery passage is at least a part in the vertical direction and at least a part in the horizontal direction when the axial direction connecting the tip end portion and the base end portion of the main body is in the vertical (vertical) direction. including. That is, the heat insulating portion covers at least a part of the side of the delivery passage and at least a part above the delivery portion.

この構成によれば、金型の、本体部の先端面に接する部分を冷却通路により効率よく冷却することができる。また、断熱部を収容部に収容した気体から構成するので、低コストで簡単な構成で断熱することができる。 According to this configuration, the portion of the mold in contact with the tip surface of the main body can be efficiently cooled by the cooling passage. Further, since the heat insulating portion is composed of the gas contained in the accommodating portion, it is possible to insulate the heat insulating portion with a simple structure at low cost.

さらに、前記断熱部は、前記冷却通路も囲むことが好ましい。 Further, it is preferable that the heat insulating portion also surrounds the cooling passage.

この構成によれば、冷却通路による過冷却を抑制することができる。さらに、冷却通路を、金型の冷却したい部分より大きな形状で形成した場合でも、断熱部により、冷却される範囲を規制することができる。これにより、冷却通路の形状の自由度が上がり、様々な形状の金型に対して冷却を行うことができる。 According to this configuration, supercooling due to the cooling passage can be suppressed. Further, even when the cooling passage is formed in a shape larger than the portion of the mold to be cooled, the heat insulating portion can regulate the cooling range. As a result, the degree of freedom in the shape of the cooling passage is increased, and it is possible to cool the molds having various shapes.

この構成によれば、本体部の熱を、熱伝導率が高い高熱伝導率部に伝熱させることができるので、本体部の温度を下げ、金型の温度を下げることができる。さらに、高熱伝導率部を冷却通路で覆うので、冷却通路により高熱伝導率部の温度を下げることができ、より一層、本体部の熱を高熱伝導率部に伝熱させることができる。 According to this configuration, the heat of the main body portion can be transferred to the high thermal conductivity portion having a high thermal conductivity, so that the temperature of the main body portion can be lowered and the temperature of the mold can be lowered. Further, since the high thermal conductivity portion is covered with the cooling passage, the temperature of the high thermal conductivity portion can be lowered by the cooling passage, and the heat of the main body portion can be further transferred to the high thermal conductivity portion.

さらに、前記高熱伝導率部は、前記本体部の内部で前記本体部の挿脱方向に直交する方向の断面形状に沿って延びるように形成され、前記冷却通路は、前記高熱伝導率部の基端部を囲むように設けられていることが好ましい。 Further, the high thermal conductivity portion is formed so as to extend inside the main body portion along a cross-sectional shape in a direction orthogonal to the insertion / removal direction of the main body portion, and the cooling passage is a base of the high thermal conductivity portion. It is preferable that it is provided so as to surround the end portion.

この構成によれば、高熱伝導率部の先端部は、冷却通路により囲まれておらず露出しているので、高熱伝導率部の先端部も冷却通路により囲むものに比べて、本体部の熱を高熱伝導率部に多く伝熱させることができる。 According to this configuration, the tip of the high thermal conductivity part is not surrounded by the cooling passage and is exposed, so that the heat of the main body is higher than that of the tip of the high thermal conductivity part also surrounded by the cooling passage. Can be transferred to the high thermal conductivity section in large quantities.

さらに、前記高熱伝導率部は、前記本体部の基端部まで延びるように形成され、前記断熱部は、前記送出通路と前記高熱伝導率部とを囲むことが好ましい。 Further, it is preferable that the high thermal conductivity portion is formed so as to extend to the base end portion of the main body portion, and the heat insulating portion surrounds the delivery passage and the high thermal conductivity portion.

この構成によれば、断熱部により高熱伝導率部を覆うので、高熱伝導率部により本体部の温度が下がり過ぎるのを抑制することができる。 According to this configuration, since the heat insulating portion covers the high thermal conductivity portion, it is possible to prevent the temperature of the main body portion from dropping too much due to the high thermal conductivity portion.

本発明の金型要素の製造方法は、金属の粉からなる金属粉層に選択的に光ビームを照射し、前記金属粉層の所定の部分を溶融固化させて金属固化層を形成する第1工程と、前記金属固化層の上に新たな金属粉層を形成し、前記金属固化層の上に形成された前記金属粉層に光ビームを照射して所定の部分を溶融固化させて新たな金属固化層を形成する第2工程と、を備え、前記第2工程を繰り返し行うことで、前記金属から構成され、金型に挿入可能で前記金型への挿入方向に延びる金型要素を製造する金型要素製造方法であって、前記第2工程は、前記金型要素の前記金型への挿入方向の先端部の内部に、冷却通路を形成する工程と、前記金型要素の内部に、前記冷却通路に冷却用媒体を供給し、且つ、前記冷却通路を通過した前記冷却用媒体を排出する送出通路を形成する工程と、前記金型要素の内部で前記送出通路の外側に、前記送出通路を覆う断熱部を形成する工程と、前記金型要素の少なくとも前記先端部の内部に、前記金属粉よりも熱伝導率が高い高熱伝導率部を構成する空間を形成する高熱伝導率部形成工程と、備えることを特徴とする。 In the method for producing a mold element of the present invention, a first method is to selectively irradiate a metal powder layer made of metal powder with a light beam and melt and solidify a predetermined portion of the metal powder layer to form a metal solidified layer. In the step, a new metal powder layer is formed on the metal solidified layer, and the metal powder layer formed on the metal solidified layer is irradiated with a light beam to melt and solidify a predetermined portion. A second step of forming a solidified metal layer is provided, and by repeating the second step, a mold element composed of the metal, which can be inserted into the mold and extends in the insertion direction into the mold is manufactured. The second step is a step of forming a cooling passage inside the tip of the mold element in the direction of insertion into the mold, and a step of forming a cooling passage inside the mold element. A step of forming a delivery passage for supplying a cooling medium to the cooling passage and discharging the cooling medium that has passed through the cooling passage, and inside the mold element and outside the delivery passage. A step of forming a heat insulating portion that covers a delivery passage, and a high thermal conductivity portion that forms a space constituting a high thermal conductivity portion having a higher thermal conductivity than the metal powder inside at least the tip portion of the mold element. It is characterized by a forming process and preparation.

本発明の金型要素の製造方法によれば、冷却用媒体を供給及び排出する送出通路を、断熱部で覆うように構成された金型要素を容易に造形することができるので、送出通路に対向する部分が冷却用媒体により冷却されてしまうことを抑制することができる。これにより、例えば成形品の冷却不要な部分に対向する送出通路の部分を断熱部で囲むようにすることで、成形品に応じた効果的な冷却(温度調整)を行うことができる。 According to the method for manufacturing a mold element of the present invention, a mold element configured to cover a delivery passage for supplying and discharging a cooling medium with a heat insulating portion can be easily formed. It is possible to prevent the facing portions from being cooled by the cooling medium. Thereby, for example, by surrounding the portion of the delivery passage facing the portion of the molded product that does not require cooling with the heat insulating portion, effective cooling (temperature adjustment) according to the molded product can be performed.

本発明の金型要素の製造方法は、金属の粉からなる金属粉層に選択的に光ビームを照射し、前記金属粉層の所定の部分を溶融固化させて金属固化層を形成する第1工程と、前記金属固化層の上に新たな金属粉層を形成し、前記金属固化層の上に形成された前記金属粉層に光ビームを照射して所定の部分を溶融固化させて新たな金属固化層を形成する第2工程と、を備え、前記第2工程を繰り返し行うことで、前記金属から構成され、金型に挿入可能で前記金型への挿入方向に延びる金型要素を製造する金型要素製造方法であって、前記第2工程は、前記金型要素の前記金型への挿入方向の先端部の内部に、冷却通路を形成する工程と、前記金型要素の内部に、前記冷却通路に冷却用媒体を供給し、且つ、前記冷却通路を通過した前記冷却用媒体を排出する送出通路を形成する工程と、前記金型要素の少なくとも前記冷却通路より先端側に、前記金属粉よりも熱伝導率が高い高熱伝導率部を構成する空間を形成する高熱伝導率部形成工程と、前記金型要素の内部で前記送出通路の外側に、前記送出通路を覆う断熱部を形成する工程と、未溶融固化の前記金属粉を除去する除去工程と、を備え、前記第2工程後の前記金型要素の前記高熱伝導率部に前記金属粉より低融点で高熱伝導率の金属粉末を充填する工程と、前記金属粉末充填後に前記金属粉末の融点以上の温度で前記金型要素を焼結する工程と、を含むことを特徴とする。 In the method for producing a mold element of the present invention, a first method is to selectively irradiate a metal powder layer made of metal powder with a light beam and melt and solidify a predetermined portion of the metal powder layer to form a metal solidified layer. In the step, a new metal powder layer is formed on the metal solidified layer, and the metal powder layer formed on the metal solidified layer is irradiated with a light beam to melt and solidify a predetermined portion. A second step of forming a solidified metal layer is provided, and by repeating the second step, a mold element composed of the metal, which can be inserted into the mold and extends in the insertion direction into the mold is manufactured. The second step is a step of forming a cooling passage inside the tip of the mold element in the direction of insertion into the mold, and a step of forming a cooling passage inside the mold element. A step of forming a delivery passage for supplying a cooling medium to the cooling passage and discharging the cooling medium that has passed through the cooling passage, and at least on the tip side of the mold element from the cooling passage. A step of forming a high thermal conductivity portion that forms a space constituting a high thermal conductivity portion having a higher thermal conductivity than metal powder, and a heat insulating portion that covers the delivery passage inside the mold element and outside the delivery passage. It is provided with a step of forming and a removing step of removing the unmelted solidified metal powder, and has a higher thermal conductivity at a lower melting point than the metal powder in the high thermal conductivity portion of the mold element after the second step. It is characterized by including a step of filling the metal powder and a step of sintering the mold element at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal powder after filling the metal powder.

本発明の金型要素の製造方法によれば、送出通路を断熱部で覆うように構成された金型要素を容易に造形することができるので、上述したものと同じ効果を得ることができる。 According to the method for manufacturing a mold element of the present invention, a mold element configured to cover a delivery passage with a heat insulating portion can be easily formed, so that the same effect as described above can be obtained.

また、上記構成の焼結する工程において、金属粉より低融点で高熱伝導率の金属粉末は高熱伝導率部内部で溶融し、内壁面に密着するので、焼結する工程の後、金型要素を冷却することで、金型要素に、金属粉末を構成する金属からなる高熱伝導率部を一体に形成することができる。 Further, in the sintering step having the above configuration, the metal powder having a lower melting point and higher thermal conductivity than the metal powder melts inside the high thermal conductivity portion and adheres to the inner wall surface. Therefore, after the sintering step, the mold element By cooling the mold element, a high thermal conductivity portion made of a metal constituting a metal powder can be integrally formed.

さらに、高熱伝導率部は、金型要素を構成する金属固化層より熱伝導率が高いため、金属固化層を通じて金型のキャビティ内の高温の樹脂材又は金属の溶湯の熱を高熱伝導率部に伝熱することができる。この伝熱により、高熱伝導率部は、金属固化層より温度が高くなるが、高熱伝導率部の近くに形成された冷却通路により冷却される。高熱伝導率部が冷却されると、金属固化層の熱を、さらに高熱伝導率部に伝熱させることができる。これにより、金属固化層の温度をさらに下げ、金型のキャビティ内の高温の樹脂材又は金属の溶湯を効果的に冷却することができる。 Further, since the high thermal conductivity section has a higher thermal conductivity than the metal solidifying layer constituting the mold element, the heat of the high-temperature resin material or the molten metal in the cavity of the mold is transferred to the high thermal conductivity section through the metal solidifying layer. Can transfer heat to. Due to this heat transfer, the high thermal conductivity portion has a higher temperature than the metal solidified layer, but is cooled by a cooling passage formed near the high thermal conductivity portion. When the high thermal conductivity portion is cooled, the heat of the metal solidified layer can be further transferred to the high thermal conductivity portion. As a result, the temperature of the solidified metal layer can be further lowered, and the hot resin material or the molten metal in the cavity of the mold can be effectively cooled.

また、高熱伝導率部は、冷却通路より先端側に設けられているので、高熱伝導率部の先端部を冷却通路により囲むものに比べて、金属固化層の熱を高熱伝導率部に多く伝熱させることができる。 Further, since the high thermal conductivity portion is provided on the tip side of the cooling passage, more heat of the metal solidified layer is transferred to the high thermal conductivity portion than in the case where the tip portion of the high thermal conductivity portion is surrounded by the cooling passage. Can be heated.

さらに、冷却通路を金型要素の先端側に近接して形成しなくても十分に金型のキャビティを冷却することが可能となるため、成形時の高温と冷却時の低温との激しい温度変化により金型に微小な亀裂が生じても冷却通路に影響するのを確実に防止することができる。 Furthermore, since it is possible to sufficiently cool the mold cavity without forming the cooling passage close to the tip side of the mold element, a drastic temperature change between the high temperature during molding and the low temperature during cooling is possible. Therefore, even if a minute crack is generated in the mold, it can be surely prevented from affecting the cooling passage.

本発明の実施形態の金型入子と射出成形金型とを示す側面図である。It is a side view which shows the mold insert and the injection molding die of embodiment of this invention. 金型入子と型開き状態の金型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mold nesting and the mold in the mold open state. 金型入子と型締め状態の金型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mold nesting and the mold in the mold tightening state. 金型入子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mold nesting. 第2実施形態の金型入子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mold nesting of 2nd Embodiment. 第3実施形態の金型入子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mold nesting of 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1~図3に示すように、金型入子2(金型要素)は、金型10に挿脱可能に挿入されるものである。
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 to 3, the mold insert 2 (mold element) is inserted into the mold 10 so as to be removable.

金型10は、例えば、射出成形用の金型であり、第1型11(固定型)と、第2型12(可動型)とを備え、溶融された高温の樹脂材を用いて、所定の成形品M1(図3参照)を成形する。なお、金型10を有する成形装置は制御装置(図示せず)により制御される。 The mold 10 is, for example, a mold for injection molding, includes a first mold 11 (fixed mold) and a second mold 12 (movable mold), and is predetermined by using a molten high-temperature resin material. Molded product M1 (see FIG. 3) is molded. The molding device having the mold 10 is controlled by a control device (not shown).

金型10は、第1型(固定型)11に対して第2型(可動型)12を相対的に接近させることにより型締めが行われ、第1型11に対して第2型12を相対的に離間させることにより型開きが行われる。本実施形態では、図1の左方向に第2型12が移動することで型締めされ、図1の右方向に第2型12が移動することで型開きされる。 The mold 10 is clamped by bringing the second mold (movable mold) 12 relatively close to the first mold (fixed mold) 11, and the second mold 12 is brought into contact with the first mold 11. Mold opening is performed by relatively separating them. In the present embodiment, the mold is clamped by moving the second mold 12 to the left in FIG. 1, and the mold is opened by moving the second mold 12 to the right in FIG.

第1型11と第2型12とにより型締めが行われることにより、樹脂の成形品M1が成形されるキャビティ15が形成される。 By performing the mold clamping with the first mold 11 and the second mold 12, the cavity 15 in which the resin molded product M1 is molded is formed.

第1型11には、キャビティ15を形成するための形成凹部11aが設けられている。溶融された高温の樹脂材は、供給装置(図示せず)から供給され、供給路及びランナー(図示せず)を通ってキャビティ15内に充填される。 The first mold 11 is provided with a forming recess 11a for forming the cavity 15. The molten high-temperature resin material is supplied from a supply device (not shown) and is filled in the cavity 15 through a supply path and a runner (not shown).

第1型11には、金型入子2を移動可能に収容する収容部11bが形成されている。金型入子2は、例えば油圧シリンダ等から構成される入子移動部(図示せず)により、突出位置(図3参照)と後退位置(図2参照)との間で移動される。収容部11bは、内部を移動する金型入子2の移動方向が、型締め・型開き方向とは異なる方向になるように設けられているが、本構成に限定されるものではない。なお、図1においては、本実施形態の構成を分かりやすくするために、金型入子2、第1型11、第2型12及びキャビティ15のサイズを誇張して描いている。 The first mold 11 is formed with an accommodating portion 11b for accommodating the mold insert 2 so as to be movable. The mold insert 2 is moved between the protruding position (see FIG. 3) and the retracted position (see FIG. 2) by a nesting moving portion (not shown) composed of, for example, a hydraulic cylinder or the like. The accommodating portion 11b is provided so that the moving direction of the mold insert 2 moving inside is different from the mold clamping / mold opening direction, but the accommodation portion 11b is not limited to this configuration. In FIG. 1, the sizes of the mold insert 2, the first mold 11, the second mold 12, and the cavity 15 are exaggerated in order to make the configuration of the present embodiment easy to understand.

図3及び図4に示す実施例では、金型入子2は、金型への位置決めを兼ねて2段の段付き円柱状で金属(例えば、鉄や鋼)製の本体部21を備える。なお、本体部21の形状は適宜変更可能であり、例えば三角柱状や四角柱状でもよい。また、本体部21の先端面に凸部や凹部を形成するようにしてもよい。 In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the mold insert 2 includes a main body portion 21 made of metal (for example, iron or steel) having a two-stage stepped columnar shape, which also serves as positioning for the mold. The shape of the main body 21 can be changed as appropriate, and may be, for example, a triangular column or a square column. Further, a convex portion or a concave portion may be formed on the tip surface of the main body portion 21.

本体部21の先端部(図3及び図4における上端部)の内部には、冷却用媒体(例えば、冷却水)を流す冷却通路22が形成されている。なお、本体部21の先端部に凸部が形成されている場合には、その凸部の内部に冷却通路22を形成することが好ましい。 A cooling passage 22 through which a cooling medium (for example, cooling water) flows is formed inside the tip portion (upper end portion in FIGS. 3 and 4) of the main body portion 21. When a convex portion is formed at the tip of the main body portion 21, it is preferable to form a cooling passage 22 inside the convex portion.

本体部21の内部には、冷却通路22に冷却水を供給し、且つ、冷却通路22を通過した冷却水を排出する送出通路23が形成されている。送出通路23は、本体部21の基端部まで延びている。 Inside the main body 21, a delivery passage 23 is formed that supplies cooling water to the cooling passage 22 and discharges the cooling water that has passed through the cooling passage 22. The delivery passage 23 extends to the base end portion of the main body portion 21.

送出通路23は、供給通路23aと排出通路23bとを備える。供給通路23aの上流端部(図3及び図4における下端部)には、冷却水を供給する供給装置(例えば、供給ポンプ)が接続されている。排出通路23bの下流端部(図3及び図4における下端部)は、使用済みの冷却水を貯留する貯留タンクに接続されている。本実施形態では、冷却通路22及び送出通路23は、本体部21に形成された孔により構成されている。 The delivery passage 23 includes a supply passage 23a and a discharge passage 23b. A supply device (for example, a supply pump) for supplying cooling water is connected to an upstream end portion (lower end portion in FIGS. 3 and 4) of the supply passage 23a. The downstream end (lower end in FIGS. 3 and 4) of the discharge passage 23b is connected to a storage tank for storing used cooling water. In the present embodiment, the cooling passage 22 and the delivery passage 23 are composed of holes formed in the main body portion 21.

なお、本実施形態では、貯留タンクに貯留された冷却水は、供給したときよりも温度が高くなっているため、冷却装置(図示せず)により冷却されて、冷却水として再利用される。 In the present embodiment, the cooling water stored in the storage tank has a higher temperature than when it is supplied, so that it is cooled by a cooling device (not shown) and reused as cooling water.

本体部21の内部には、送出通路23の外側で送出通路23を囲む断熱部24が形成されている。成形品M1には、厚みの厚い部分(上方部分)と、厚みの薄い部分(側方部分)とがあり、断熱部24は、成形品M1の厚みの薄い部分(側方部分)に対向する位置に形成されている。断熱部24は、本体部21に形成された空洞である収容部により構成されている。 Inside the main body 21, a heat insulating portion 24 surrounding the delivery passage 23 is formed outside the delivery passage 23. The molded product M1 has a thick portion (upper portion) and a thin portion (side portion), and the heat insulating portion 24 faces the thin portion (side portion) of the molded product M1. It is formed in the position. The heat insulating portion 24 is composed of a housing portion which is a cavity formed in the main body portion 21.

[金型入子製造方法]
金型入子2は、例えば、3Dプリンタ(図示せず)により製造される。3Dプリンタは、周知のものであり、以下では、3Dプリンタによる金型入子2の製造工程を簡易的に説明する。
[Mold nesting manufacturing method]
The mold insert 2 is manufactured by, for example, a 3D printer (not shown). The 3D printer is well known, and the manufacturing process of the mold insert 2 by the 3D printer will be briefly described below.

3Dプリンタは、第1工程として、本体部21を構成する金属(例えば、鉄合金)の粉からなる金属粉層を、所定の厚みを有する1層分、造形台(図示せず)上に均一に敷き詰め、その金属粉層の所定部分に選択的に光ビームを照射して固化させ金属固化層(第1層)を形成する。この第1工程では、金属粉層の本体部21を形成する部分に光ビームを照射する。さらに、第1工程では、送出通路23を形成する部分には光ビームを照射しない。これにより、造形に用いられなかった金属粉を吸引除去することで、本体部21の形状で、送出通路23を構成するための孔が2個形成された金属固化層が形成される。 In the 3D printer, as the first step, a metal powder layer made of metal (for example, an iron alloy) powder constituting the main body 21 is uniformly spread on a modeling table (not shown) for one layer having a predetermined thickness. The metal powder layer is selectively irradiated with a light beam to solidify the predetermined portion of the metal powder layer to form a metal solidified layer (first layer). In this first step, the portion forming the main body portion 21 of the metal powder layer is irradiated with a light beam. Further, in the first step, the portion forming the delivery passage 23 is not irradiated with the light beam. As a result, by sucking and removing the metal powder that was not used for modeling, a metal solidified layer having two holes for forming the delivery passage 23 is formed in the shape of the main body 21.

3Dプリンタは、第2工程として、上記金属固化層(第1層)の上に新たな金属粉層を一層分形成し、この新たな金属粉層の所定部分に選択的に光ビームを照射し、新たな金属粉層の所定部分を溶融固化させて金属固化層(第2層)を積層形成する。この第2工程では、第1工程と同様に、金属粉層の本体部21を形成する部分に光ビームを照射し、送出通路23を形成する部分には光ビームを照射しない。これにより、造形に用いられなかった金属粉を吸引除去することで、本体部21の形状で、送出通路23を構成するための孔が2個形成された金属固化層(第2層)が形成される。 As a second step, the 3D printer forms a new metal powder layer on the metal solidification layer (first layer), and selectively irradiates a predetermined portion of the new metal powder layer with a light beam. , A predetermined portion of the new metal powder layer is melt-solidified to form a laminated metal solidified layer (second layer). In this second step, as in the first step, the portion forming the main body portion 21 of the metal powder layer is irradiated with the light beam, and the portion forming the delivery passage 23 is not irradiated with the light beam. As a result, by sucking and removing the metal powder that was not used for modeling, a metal solidifying layer (second layer) having two holes for forming the delivery passage 23 is formed in the shape of the main body 21. Will be done.

上記第2工程を、繰り返し行うことで、複数の金属固化層からなる所定形状の金型入子2が造形される。 By repeating the second step, a mold insert 2 having a predetermined shape composed of a plurality of solidified metal layers is formed.

3Dプリンタは、第2工程を繰り返し行い複数の金属固化層を形成する過程で、本体部21の形状の変化(大径部から小径部に変化)に対応して、光ビームを照射する範囲を変える制御を行う。 In the process of forming a plurality of solidified metal layers by repeating the second step, the 3D printer adjusts the range of irradiating the light beam in response to the change in the shape of the main body 21 (change from the large diameter portion to the small diameter portion). Control to change.

また、3Dプリンタは、第2工程を繰り返し行い複数の金属固化層を形成する過程で、断熱部24の部分を構成する部分には光ビームを照射しないように制御する。 Further, the 3D printer controls the portion constituting the heat insulating portion 24 so as not to irradiate the light beam in the process of repeating the second step to form the plurality of solidified metal layers.

さらに、3Dプリンタは、第2工程を繰り返し行い複数の金属固化層を形成する過程で、冷却通路22の部分を構成する部分には光ビームを照射しないように制御し、造形に用いられなかった冷却通路22、送出通路23や断熱部24の未溶融の金属粉末は、造形時の適宜のタイミングで造形台および造形途中の金型入子内部から吸引除去され、空間として形成される。 Further, the 3D printer was not used for modeling because it was controlled so that the portion constituting the portion of the cooling passage 22 was not irradiated with the light beam in the process of repeating the second step to form a plurality of solidified metal layers. The unmelted metal powder in the cooling passage 22, the delivery passage 23, and the heat insulating portion 24 is suction-removed from the inside of the molding table and the mold insert in the middle of modeling at an appropriate timing during modeling, and is formed as a space.

このような制御を行うことで、本体部21の内部に冷却通路22、送出通路23及び断熱部24としての空間が形成された金型入子2が製造される。本実施形態では、断熱部24には、断熱用の空気が充填された状態となる。 By performing such control, the mold insert 2 in which the space as the cooling passage 22, the delivery passage 23, and the heat insulating portion 24 is formed inside the main body portion 21 is manufactured. In the present embodiment, the heat insulating portion 24 is filled with heat insulating air.

[成形工程]
金型10を用いて成形品を成形する場合、先ず、金型入子2は後退位置(図2参照)に位置する。
[Molding process]
When molding a molded product using the mold 10, first, the mold insert 2 is located at the retracted position (see FIG. 2).

次に、第2型12を図2における左方向に移動させて、型締めを行い、成形品が成形されるキャビティ15を形成する(図3参照)。 Next, the second mold 12 is moved to the left in FIG. 2 and the mold is fastened to form the cavity 15 in which the molded product is molded (see FIG. 3).

そして、入子移動部は、金型入子2を後退位置から突出位置(図3参照)まで移動させる。 Then, the insert moving unit moves the mold insert 2 from the retracted position to the protruding position (see FIG. 3).

次に、射出成形金型10の制御装置は、供給装置を駆動して樹脂材を供給し、供給路及びランナーを通して樹脂材をキャビティ15に充填する。一方で、金型入子2においては前記供給ポンプを駆動して、供給通路23aに冷却水が供給される。供給通路23aに供給された冷却水は、供給通路23aを通って冷却通路22に送られ、冷却通路22を通った冷却水は、排出通路23bを通って貯留タンクに貯留される。 Next, the control device of the injection molding die 10 drives the supply device to supply the resin material, and fills the cavity 15 with the resin material through the supply path and the runner. On the other hand, in the mold insert 2, the supply pump is driven to supply cooling water to the supply passage 23a. The cooling water supplied to the supply passage 23a is sent to the cooling passage 22 through the supply passage 23a, and the cooling water passing through the cooling passage 22 is stored in the storage tank through the discharge passage 23b.

成形品M1は、図3において金型入子2よりも上方の部分は、金型入子2の側方の部分に比べて厚く、冷却固化に時間を要する。本実施形態では、金型入子2の冷却通路22を通る冷却水により成形品M1の厚い部分を冷却する(温度調整する)ことができる。これにより、成形品M1の凝固時間を短くすることができる。 In FIG. 3, the portion of the molded product M1 above the mold insert 2 is thicker than the portion on the side of the mold insert 2, and it takes time to cool and solidify. In the present embodiment, the thick portion of the molded product M1 can be cooled (temperature adjusted) by the cooling water passing through the cooling passage 22 of the mold insert 2. As a result, the solidification time of the molded product M1 can be shortened.

一方、成形品M1は、図3において金型入子2の側方の部分は、上方の部分に比べて薄く、冷却固化しやすい。このため、成形品M1の薄い部分が、金型入子2の冷却通路22及び送出通路23を通る冷却水により過度に冷却されると、キャビティ15に充填される前に樹脂材が固化されてしまうことがある。 On the other hand, in the molded product M1, the lateral portion of the mold insert 2 in FIG. 3 is thinner than the upper portion, and is easily cooled and solidified. Therefore, when the thin portion of the molded product M1 is excessively cooled by the cooling water passing through the cooling passage 22 and the delivery passage 23 of the mold insert 2, the resin material is solidified before being filled in the cavity 15. It may end up.

本実施形態では、金型入子2には、成形品M1の薄い部分に対向する位置に、送出通路23を囲む断熱部24が形成されている。これにより、送出通路23を通る冷却水により、樹脂材が過度に冷却され、固化されることがない。 In the present embodiment, the mold insert 2 is formed with a heat insulating portion 24 surrounding the delivery passage 23 at a position facing the thin portion of the molded product M1. As a result, the resin material is not excessively cooled and solidified by the cooling water passing through the delivery passage 23.

キャビティ15に充填された樹脂材が固化した後、入子移動部は、金型入子2を突出位置から後退位置(図2参照)まで移動させる。次に、第2型12を図1における右方向に移動させて、型開きを行う。そして、成形品M1を、金型10から取り外す。これにより、成形品M1が成形される。 After the resin material filled in the cavity 15 is solidified, the insert moving portion moves the mold insert 2 from the protruding position to the retracted position (see FIG. 2). Next, the second mold 12 is moved to the right in FIG. 1 to open the mold. Then, the molded product M1 is removed from the mold 10. As a result, the molded product M1 is molded.

[第2実施形態]
図5に示す第2実施形態では、金型入子50は、本体部21と、冷却通路52と、送出通路53と、断熱部24とを備える。なお、上記第1実施形態と同様の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment shown in FIG. 5, the mold insert 50 includes a main body portion 21, a cooling passage 52, a delivery passage 53, and a heat insulating portion 24. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

冷却通路52は、本体部21の上部の横方向断面形状に沿って円弧状に延びるように形成されている。また、冷却通路52の下流側端部は、内側に延びて供給通路53aに接続される。これにより、冷却通路52は、上記第1実施形態の冷却通路22に比べて長さが長くなり、キャビティ15に近い先端側を集中して冷却できるため、冷却通路52による冷却性能も向上する。なお、冷却通路52は、冷却通路22より長くなるように形成されていればよく、例えば、複数に折れ曲がった形状であったり、通路径を拡大してもよい。 The cooling passage 52 is formed so as to extend in an arc shape along the lateral cross-sectional shape of the upper portion of the main body portion 21. Further, the downstream end of the cooling passage 52 extends inward and is connected to the supply passage 53a. As a result, the cooling passage 52 has a longer length than the cooling passage 22 of the first embodiment, and the tip side close to the cavity 15 can be centrally cooled, so that the cooling performance by the cooling passage 52 is also improved. The cooling passage 52 may be formed so as to be longer than the cooling passage 22, and may have, for example, a plurality of bent shapes or an enlarged passage diameter.

送出通路53は、上記第1実施形態の送出通路23と同様に、供給通路53aと、排出通路53bとを備える。冷却通路52の入口部は、供給通路53aの上流端部よりも外側に形成されている。第2実施形態では、供給通路53aは、冷却通路52の入口部に接続されるように、下流端部が下流側に向かうにつれて外側に傾斜するように形成されている。 The delivery passage 53 includes a supply passage 53a and a discharge passage 53b, similarly to the delivery passage 23 of the first embodiment. The inlet portion of the cooling passage 52 is formed outside the upstream end portion of the supply passage 53a. In the second embodiment, the supply passage 53a is formed so as to be connected to the inlet portion of the cooling passage 52 so that the downstream end portion is inclined outward toward the downstream side.

金型入子50は、上記第1実施形態の金型入子2と同様に3Dプリンタにより製造される。3Dプリンタは、冷却通路52と、送出通路53と、断熱部24とを形成する部分には光ビームを照射しないように制御することで、金型入子50を製造可能なため、金型入子50の形状および内部の冷却通路52や送出通路53、断熱部24の形状やレイアウトを自由に設計できる。 The mold insert 50 is manufactured by a 3D printer in the same manner as the mold insert 2 of the first embodiment. The 3D printer can manufacture the mold insert 50 by controlling the portion forming the cooling passage 52, the delivery passage 53, and the heat insulating portion 24 so as not to irradiate the light beam. The shape of the child 50 and the shape and layout of the internal cooling passage 52, the delivery passage 53, and the heat insulating portion 24 can be freely designed.

[第3実施形態]
図6に示す第3実施形態では、金型入子100は、本体部21と、冷却通路102と、送出通路23と、断熱部24と、高熱伝導率部105とを備える。なお、上記第1実施形態と同様の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment shown in FIG. 6, the mold insert 100 includes a main body portion 21, a cooling passage 102, a delivery passage 23, a heat insulating portion 24, and a high thermal conductivity portion 105. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

冷却通路102は、供給通路23aの下流端部に接続されて外側に延びた後、本体部21の横断面形状に沿って円弧状に延び、最後に、排出通路23bの上流端部に接続されるように内側に延びるように形成されている。これにより、冷却通路102は、上記第1実施形態の冷却通路22に比べて長さが長くなり、流路がかせげるのでキャビティ15に近い先端側を集中的に冷却することができ、冷却通路102による冷却性能も向上する。 The cooling passage 102 is connected to the downstream end of the supply passage 23a and extends outward, then extends in an arc shape along the cross-sectional shape of the main body 21, and finally is connected to the upstream end of the discharge passage 23b. It is formed so as to extend inward. As a result, the cooling passage 102 has a longer length than the cooling passage 22 of the first embodiment, and since the flow path is squeezed, the tip side near the cavity 15 can be intensively cooled, and the cooling passage 102 can be cooled. Cooling performance is also improved.

高熱伝導率部105は、本体部21(鉄)より熱伝導率が高い金属(例えば、銅)から構成されている。 The high thermal conductivity portion 105 is made of a metal (for example, copper) having a higher thermal conductivity than the main body portion 21 (iron).

高熱伝導率部105は、送出通路23の外側を通り、冷却通路102の内側で円弧状に延びるように形成され、高熱伝導率部105の周方向の一部は、冷却通路102により囲まれる。第3実施形態では、断熱部24は、送出通路23の一部と高熱伝導率部105の一部とを囲む。 The high thermal conductivity portion 105 passes through the outside of the delivery passage 23 and is formed so as to extend in an arc shape inside the cooling passage 102, and a part of the high thermal conductivity portion 105 in the circumferential direction is surrounded by the cooling passage 102. In the third embodiment, the heat insulating portion 24 surrounds a part of the delivery passage 23 and a part of the high thermal conductivity portion 105.

また、高熱伝導率部105は、円弧状に延びる部分は、冷却通路102よりも本体部21の先端側(図6における上端側)に突出するように形成されている。 Further, the high thermal conductivity portion 105 is formed so that the arc-shaped extending portion protrudes from the cooling passage 102 toward the tip end side (upper end side in FIG. 6) of the main body portion 21.

金型入子100は、上記第1実施形態の金型入子2と同様に3Dプリンタにより製造される。3Dプリンタは、冷却通路102と、送出通路23と、断熱部24と、高熱伝導率部105とを形成する部分には光ビームを照射しないように制御する。これにより、高熱伝導率部105の部分は、空洞となる。 The mold insert 100 is manufactured by a 3D printer in the same manner as the mold insert 2 of the first embodiment. The 3D printer controls the portion forming the cooling passage 102, the delivery passage 23, the heat insulating portion 24, and the high thermal conductivity portion 105 so as not to irradiate the light beam. As a result, the portion of the high thermal conductivity portion 105 becomes a cavity.

本実施例では、さらに3Dプリンタにより金型入子100を造形後、空洞の高熱伝導率部105に銅粉末(金属粉末)を充填し、その状態で金型入子100を焼結炉で焼結する工程を行う。 In this embodiment, after further molding the mold insert 100 with a 3D printer, the high thermal conductivity portion 105 of the cavity is filled with copper powder (metal powder), and the mold insert 100 is fired in a sintering furnace in that state. Perform the tying process.

焼結温度は一般的に800℃~1300℃であり、金型入子100の主原料である鉄の溶融温度より低い。この焼結工程において、鉄より溶融温度が低い銅は高熱伝導率部105内部で溶融し、内壁面に密着する。その後、金型入子100を冷却することで、金型入子100に、内部に密着した銅の高熱伝導率部105が一体に形成される。 The sintering temperature is generally 800 ° C. to 1300 ° C., which is lower than the melting temperature of iron, which is the main raw material of the mold insert 100. In this sintering step, copper having a melting temperature lower than that of iron melts inside the high thermal conductivity portion 105 and adheres to the inner wall surface. After that, by cooling the mold insert 100, the copper high thermal conductivity portion 105 in close contact with the inside is integrally formed with the mold insert 100.

なお、焼結工程は、前記第1実施例および第2実施例においても3Dプリンタでの造形工程の後に実施可能であり、レーザーでの溶融固化状態をさらに均一かつより確実に溶融結合させ、成形品の強度をより一層向上させることができる。 The sintering step can also be carried out after the modeling step with the 3D printer in the first and second embodiments, and the melt-solidified state by the laser is more uniformly and more reliably melt-bonded and molded. The strength of the product can be further improved.

高熱伝導率部105は、金型入子100の本体部21よりも熱伝導率が高いため、本体部21を通じてキャビティ15内の高温の樹脂材の熱が伝熱され、本体部21よりも温度が高くなる。第3実施形態では、本体部21よりも温度が高い高熱伝導率部105のもっとも高温となるキャビティ15側を冷却通路102で囲むので、高熱伝導率部105を確実に冷却することができる。高熱伝導率部105が冷却されると、本体部21の熱を、さらに高熱伝導率部105に伝熱させることができ、本体部21の温度を下げ、成形品M1の厚い部分を冷却することができる。 Since the high thermal conductivity portion 105 has a higher thermal conductivity than the main body portion 21 of the mold insert 100, the heat of the high-temperature resin material in the cavity 15 is transferred through the main body portion 21, and the temperature is higher than that of the main body portion 21. Will be higher. In the third embodiment, since the cavity 15 side having the highest temperature of the high thermal conductivity portion 105 having a higher temperature than the main body portion 21 is surrounded by the cooling passage 102, the high thermal conductivity portion 105 can be reliably cooled. When the high thermal conductivity portion 105 is cooled, the heat of the main body portion 21 can be further transferred to the high thermal conductivity portion 105, the temperature of the main body portion 21 is lowered, and the thick portion of the molded product M1 is cooled. Can be done.

さらに、冷却通路102は、高熱伝導率部105の基端部のみを囲んでおり、高熱伝導率部105の先端部は露出されているので、高熱伝導率部105の先端部も冷却通路102により囲むものに比べて、本体部21の熱を高熱伝導率部105に多く伝熱させることができる。 Further, since the cooling passage 102 surrounds only the base end portion of the high thermal conductivity portion 105 and the tip portion of the high thermal conductivity portion 105 is exposed, the tip portion of the high thermal conductivity portion 105 is also provided by the cooling passage 102. Compared to the surrounding one, more heat of the main body portion 21 can be transferred to the high thermal conductivity portion 105.

また、本第3実施形態の構成により、冷却水通路102を金型入子100の先端側に近接して形成しなくても十分にキャビティ15を冷却することが可能となるため、成形時の高温と冷却時の低温との激しい温度変化により金型に微小な亀裂が生じても冷却通路102に影響するのを確実に防止することができる。 Further, according to the configuration of the third embodiment, the cavity 15 can be sufficiently cooled without forming the cooling water passage 102 close to the tip end side of the mold insert 100, so that the cavity 15 can be sufficiently cooled at the time of molding. Even if a minute crack is generated in the mold due to a drastic temperature change between a high temperature and a low temperature during cooling, it is possible to surely prevent the cooling passage 102 from being affected.

また、断熱部24は、高熱伝導率部105の一部を覆うので、高熱伝導率部105により本体部21の温度が下がり過ぎるのを抑制することができる。 Further, since the heat insulating portion 24 covers a part of the high thermal conductivity portion 105, it is possible to prevent the temperature of the main body portion 21 from dropping too much by the high thermal conductivity portion 105.

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The present invention has been described above with respect to preferred embodiments thereof, but as can be easily understood by those skilled in the art, the present invention is not limited to such embodiments and deviates from the gist of the present invention. It can be changed as appropriate to the extent that it does not.

例えば、断熱部24を形成する位置及びその形状は適宜変更可能であり、断熱部24を複数形成するようにしてもよい。また、断熱部24に凹部や孔を形成するようにしてもよい。 For example, the position and shape of the heat insulating portion 24 can be appropriately changed, and a plurality of heat insulating portions 24 may be formed. Further, a recess or a hole may be formed in the heat insulating portion 24.

上記実施形態では、供給装置から溶融した樹脂材を供給して、樹脂の成形品M1を成形する射出成形用金型に用いられる金型入子に本発明を実施しているが、これに限らず、例えば、供給装置から金属の溶湯を供給して金属製品を鋳造する鋳造用金型に用いられる金型入子に本発明を実施してもよい。この場合にも同様の効果を得られ、送出通路を通る冷却水により、金属の溶湯が過度に冷却され、固化されることがない。 In the above embodiment, the present invention is carried out for a mold insert used for an injection molding die for molding a resin molded product M1 by supplying a molten resin material from a supply device, but the present invention is limited to this. Instead, for example, the present invention may be carried out on a mold insert used for a casting mold for casting a metal product by supplying molten metal from a supply device. In this case as well, the same effect can be obtained, and the molten metal is not excessively cooled and solidified by the cooling water passing through the delivery passage.

上記実施形態では、金型入子を3Dプリンタにより製造しているが、その製造方法は適宜変更可能であり、例えば、金型入子を上下方向又は左右方向に複数に分割し、各分割部を例えば金型により個別に成形又は鋳造し、複数の分割部を接合することで製造するようにしてもよい。 In the above embodiment, the mold insert is manufactured by a 3D printer, but the manufacturing method can be changed as appropriate. For example, the mold insert is divided into a plurality of parts in the vertical direction or the horizontal direction, and each divided portion is used. May be manufactured by, for example, individually molding or casting with a mold and joining a plurality of divided portions.

また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。 In addition, not all of the components shown in the above embodiments are indispensable, and they can be appropriately selected as long as they do not deviate from the gist of the present invention.

2,50,100…金型入子(金型要素)、10…金型、21…本体部、22,52,102…冷却通路、23,53…送出通路、23a,53a…供給通路、23b,53b…排出通路、24…断熱部、105…高熱伝導率部 2,50,100 ... Mold insert (mold element), 10 ... Mold, 21 ... Main body, 22,52,102 ... Cooling passage, 23,53 ... Delivery passage, 23a, 53a ... Supply passage, 23b , 53b ... Discharge passage, 24 ... Insulation part, 105 ... High thermal conductivity part

Claims (7)

金型に挿脱可能に挿入され、前記金型への挿脱方向に延びる金属製の本体部と、
前記本体部の前記金型への挿入方向の先端部の内部に設けられ、冷却用媒体が流通する冷却通路と、
前記本体部の内部に設けられ、前記冷却通路に前記冷却用媒体を供給し、且つ、前記冷却通路を通過した前記冷却用媒体を排出する送出通路と、
前記本体部の内部で前記送出通路の外側に設けられ、前記送出通路を囲む断熱部と、
前記本体部の少なくとも前記先端部の内部に設けられ、前記本体部よりも熱伝導率が高い金属から構成される高熱伝導率部と、
を備え
前記冷却通路は、前記本体部の内部で前記高熱伝導率部を囲むように設けられていることを特徴とする金型要素。
A metal body that is removably inserted into the mold and extends in the direction of insertion and removal into the mold .
A cooling passage provided inside the tip portion of the main body portion in the direction of insertion into the mold and through which a cooling medium flows.
A delivery passage provided inside the main body, which supplies the cooling medium to the cooling passage and discharges the cooling medium that has passed through the cooling passage.
A heat insulating portion provided inside the main body and outside the delivery passage and surrounding the delivery passage,
A high thermal conductivity portion provided at least inside the tip portion of the main body portion and made of a metal having a higher thermal conductivity than the main body portion.
Equipped with
The mold element characterized in that the cooling passage is provided inside the main body portion so as to surround the high thermal conductivity portion .
請求項1に記載の金型要素において、
前記冷却通路は、前記本体部の内部で前記本体部の挿脱方向に直交する方向の断面形状に沿って延びるように形成され、
前記断熱部は、断熱用の気体を収容し、前記送出通路の少なくとも一部を囲む収容部を備えることを特徴とする金型要素。
In the mold element according to claim 1,
The cooling passage is formed inside the main body portion so as to extend along a cross-sectional shape in a direction orthogonal to the insertion / removal direction of the main body portion.
The heat insulating portion is a mold element that accommodates a gas for heat insulating and includes an accommodating portion that surrounds at least a part of the delivery passage.
請求項1又は2に記載の金型要素において、
前記断熱部は、前記冷却通路も囲むことを特徴とする金型要素。
In the mold element according to claim 1 or 2.
The heat insulating portion is a mold element characterized by surrounding the cooling passage.
請求項1~3のいずれか1項に記載の金型要素において、
前記高熱伝導率部は、前記本体部の内部で前記本体部の挿脱方向に直交する方向の断面形状に沿って延びるように形成され、
前記冷却通路は、前記高熱伝導率部の基端部を囲むように設けられていることを特徴とする金型要素。
In the mold element according to any one of claims 1 to 3,
The high thermal conductivity portion is formed so as to extend inside the main body portion along a cross-sectional shape in a direction orthogonal to the insertion / removal direction of the main body portion.
The mold element characterized in that the cooling passage is provided so as to surround the base end portion of the high thermal conductivity portion.
請求項1~4のいずれか1項に記載の金型要素において、
前記高熱伝導率部は、前記本体部の基端部まで延びるように形成され、
前記断熱部は、前記送出通路と前記高熱伝導率部とを囲むことを特徴とする金型要素。
In the mold element according to any one of claims 1 to 4,
The high thermal conductivity portion is formed so as to extend to the base end portion of the main body portion.
The heat insulating portion is a mold element that surrounds the delivery passage and the high thermal conductivity portion.
金属の粉からなる金属粉層に選択的に光ビームを照射し、前記金属粉層の所定の部分を溶融固化させて金属固化層を形成する第1工程と、
前記金属固化層の上に新たな金属粉層を形成し、前記金属固化層の上に形成された前記金属粉層に光ビームを照射して所定の部分を溶融固化させて新たな金属固化層を形成する第2工程と、
を備え、前記第2工程を繰り返し行うことで、前記金属から構成され、金型に挿入可能で前記金型への挿入方向に延びる金型要素を製造する金型要素製造方法であって、
前記第2工程は、
前記金型要素の前記金型への挿入方向の先端部の内部に、冷却通路を形成する工程と、
前記金型要素の内部に、前記冷却通路に冷却用媒体を供給し、且つ、前記冷却通路を通過した前記冷却用媒体を排出する送出通路を形成する工程と、
前記金型要素の内部で前記送出通路の外側に、前記送出通路を覆う断熱部を形成する工程と、
前記金型要素の少なくとも前記先端部の内部に、前記金属粉よりも熱伝導率が高い高熱伝導率部を構成する空間を形成する高熱伝導率部形成工程と、
を備えることを特徴とする金型要素製造方法。
The first step of selectively irradiating a metal powder layer made of metal powder with a light beam to melt and solidify a predetermined portion of the metal powder layer to form a metal solidified layer.
A new metal powder layer is formed on the metal solidified layer, and the metal powder layer formed on the metal solidified layer is irradiated with a light beam to melt and solidify a predetermined portion to melt and solidify the new metal solidified layer. The second step of forming
A mold element manufacturing method for manufacturing a mold element composed of the metal, which can be inserted into a mold and extends in the direction of insertion into the mold, by repeating the second step.
The second step is
A step of forming a cooling passage inside the tip of the mold element in the direction of insertion into the mold, and
A step of forming a delivery passage inside the mold element, which supplies a cooling medium to the cooling passage and discharges the cooling medium that has passed through the cooling passage.
A step of forming a heat insulating portion covering the delivery passage inside the mold element and outside the delivery passage.
A step of forming a high thermal conductivity portion, which forms a space forming a high thermal conductivity portion having a higher thermal conductivity than the metal powder, at least inside the tip portion of the mold element.
A mold element manufacturing method characterized by comprising.
金属の粉からなる金属粉層に選択的に光ビームを照射し、前記金属粉層の所定の部分を溶融固化させて金属固化層を形成する第1工程と、
前記金属固化層の上に新たな金属粉層を形成し、前記金属固化層の上に形成された前記金属粉層に光ビームを照射して所定の部分を溶融固化させて新たな金属固化層を形成する第2工程と、
を備え、前記第2工程を繰り返し行うことで、前記金属から構成され、金型に挿入可能で前記金型への挿入方向に延びる金型要素を製造する金型要素製造方法であって、
前記第2工程は、
前記金型要素の前記金型への挿入方向の先端部の内部に、冷却通路を形成する工程と、
前記金型要素の内部に、前記冷却通路に冷却用媒体を供給し、且つ、前記冷却通路を通過した前記冷却用媒体を排出する送出通路を形成する工程と、
前記金型要素の少なくとも前記冷却通路より先端側に、前記金属粉よりも熱伝導率が高い高熱伝導率部を構成する空間を形成する高熱伝導率部形成工程と、
前記金型要素の内部で前記送出通路の外側に、前記送出通路を覆う断熱部を形成する工程と、
未溶融固化の前記金属粉を除去する除去工程と、を備え、
前記第2工程後の前記金型要素の前記高熱伝導率部に前記金属粉より低融点で高熱伝導率の金属粉末を充填する工程と、
前記金属粉末充填後に前記金属粉末の融点以上の温度で前記金型要素を焼結する工程と、
を含むことを特徴とする金型要素製造方法。
The first step of selectively irradiating a metal powder layer made of metal powder with a light beam to melt and solidify a predetermined portion of the metal powder layer to form a metal solidified layer.
A new metal powder layer is formed on the metal solidified layer, and the metal powder layer formed on the metal solidified layer is irradiated with a light beam to melt and solidify a predetermined portion to melt and solidify the new metal solidified layer. The second step of forming
A mold element manufacturing method for manufacturing a mold element composed of the metal, which can be inserted into a mold and extends in the direction of insertion into the mold, by repeating the second step.
The second step is
A step of forming a cooling passage inside the tip of the mold element in the direction of insertion into the mold, and
A step of forming a delivery passage inside the mold element, which supplies a cooling medium to the cooling passage and discharges the cooling medium that has passed through the cooling passage.
A step of forming a high thermal conductivity portion, which forms a space forming a high thermal conductivity portion having a higher thermal conductivity than the metal powder, at least on the tip side of the mold element from the cooling passage.
A step of forming a heat insulating portion covering the delivery passage inside the mold element and outside the delivery passage.
A removal step for removing the unmelted solidified metal powder is provided.
A step of filling the high thermal conductivity portion of the mold element after the second step with a metal powder having a melting point lower than that of the metal powder and having a high thermal conductivity.
A step of sintering the mold element at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal powder after filling the metal powder.
A mold element manufacturing method comprising.
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