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技術 マグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法

出願人 株式会社デンソー
発明者 鈴木英幸
出願日 2005年10月19日 (15年1ヶ月経過) 出願番号 2005-304758
公開日 2006年2月9日 (14年9ヶ月経過) 公開番号 2006-035318
状態 特許登録済
技術分野 チル鋳造・ダイキャスト
主要キーワード 材料接触面 遮断ピン 金型駆動機構 部分型 成形金型外 材料供給路 油性離型剤 油性潤滑剤
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年2月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

成形サイクルタイムを短縮し、作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤付着方法を提供すること。

解決手段

マグネシウム合金溶湯射出して成形品を成形するマグネシウム合金用成形金型において、固定型(11)と可動型(12)とを型締め状態とするとともに、実際に溶湯射出を行うまでに、射出ノズル(20)のノズル先端固化したプラグリリースするためのタイムラグを設け、当該タイムラグの間に成形キャビティ(10)の材料接触面(101、102)に対し離型剤を付着させる。

概要

背景

マグネシウム合金成形金型を用いて成形するにあたり、成形金型の成形面やマグネシウム合金の溶湯を供給する材料供給路等、成形金型におけるマグネシウム合金と接する材料接触面に対し予め離型剤を塗布し、型開き後の成形品取り出しを容易としている。従来は、図6に示すごとく、成形金型9を完全に開いた状態で、材料接触面900を露出させ、固定型91及び可動型92の間から離型剤原液を水で希釈したものを直接スプレー93で吹きつけることで、離型剤930の塗布を行なっていた。

概要

成形のサイクルタイムを短縮し、作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法を提供すること。マグネシウム合金の溶湯を射出して成形品を成形するマグネシウム合金用成形金型において、固定型(11)と可動型(12)とを型締め状態とするとともに、実際に溶湯射出を行うまでに、射出ノズル(20)のノズル先端固化したプラグリリースするためのタイムラグを設け、当該タイムラグの間に成形キャビティ(10)の材料接触面(101、102)に対し離型剤を付着させる。

目的

本発明によれば、成形金型の過冷却を防ぎ、成形のサイクルタイムを短縮し、作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法を提供する

効果

実績

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請求項1

固定型(11)と可動型(12)と、前記固定型と前記可動型により形成される成形キャビティ(10)と、前記成形キャビティに射出ノズル(20)よりマグネシウム合金溶湯射出して成形品成形するマグネシウム合金用成形金型において、前記固定型(11)と前記可動型(12)とを型締め状態とするとともに、実際に溶湯射出を行うまでに、前記射出ノズル(20)のノズル先端固化したプラグリリースするためのタイムラグを設け、当該タイムラグの間に前記成形キャビティ(10)の材料接触面(101、102)に対し離型剤を付着させることを特徴とするマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法

請求項2

請求項1において、上記固定型と上記可動型との少なくともいずれか一方には、上記材料接触面に連通する離型剤供給路が設けてあり、該離型剤供給路より上記離型剤を上記材料接触面に対し供給することを特徴とするマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法。

請求項3

請求項2において、上記離型剤供給路には遮断機構が設けてあり、上記遮断機構を開放して上記供給口より上記離型剤を供給し、上記遮断機構を閉鎖してマグネシウム合金の成形を行うことを特徴とする離型剤の付着方法。

技術分野

0001

本発明は、マグネシウム合金成形に用いる各種成形金型に対する離型剤付着方法に関する。

背景技術

0002

マグネシウム合金を成形金型を用いて成形するにあたり、成形金型の成形面やマグネシウム合金の溶湯を供給する材料供給路等、成形金型におけるマグネシウム合金と接する材料接触面に対し予め離型剤を塗布し、型開き後の成形品取り出しを容易としている。従来は、図6に示すごとく、成形金型9を完全に開いた状態で、材料接触面900を露出させ、固定型91及び可動型92の間から離型剤原液を水で希釈したものを直接スプレー93で吹きつけることで、離型剤930の塗布を行なっていた。

発明が解決しようとする課題

0003

従来方法では、離型剤塗布により、材料接触面900に離型剤930による潤滑皮膜931が形成されると共に成形金型9が冷却されてしまう。アルミニウム合金成形の場合は成形金型のオーバーヒートを防止できるため、上記従来方法は適している。しかしながら、アルミニウム合金に比べ熱容量の小さいマグネシウム合金を成形する場合は成形金型9が過冷却されるため、マグネシウム合金溶湯の湯まわり性を悪化させ、成形品の外観品質の低下、成形品不良率の増加が生じる。

0004

また、離型剤をむらなく材料接触面900に対しスプレーするには相応の時間が必要である。また、離型剤930の吹き残りを乾燥させるためのエアブローの作業が必要である。このように、離型剤930をスプレーする方法は作業に時間がかかるため、成形のサイクルタイムを長くする要因にもなっている。また、離型剤930をスプレーする際に成形金型9の外部への飛散935やたれ落ち等が発生し、作業環境の悪化も発生する。

0005

また、図6に示すように、材料接触面900でない、固定型91と可動型92との分割面901に離型剤が付着する問題もあった。特に分割面901に離型剤が付着すると、成形時に発生するバリ等が付き、固定型91と可動型92との型締めが甘くなり、成形に支障が生じることもある。

0006

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、成形金型の過冷却を防ぎ、成形のサイクルタイムを短縮し、作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0007

請求項1に記載の発明は、「固定型(11)と可動型(12)と、前記固定型と前記可動型により形成される成形キャビティ(10)と、前記成形キャビティに射出ノズル(20)よりマグネシウム合金の溶湯を射出して成形品を成形するマグネシウム合金用成形金型において、前記固定型(11)と前記可動型(12)とを型締め状態とするとともに、実際に溶湯射出を行うまでに、前記射出ノズル(20)のノズル先端固化したプラグリリースするためのタイムラグを設け、当該タイムラグの間に前記成形キャビティ(10)の材料接触面(101、102)に対し離型剤を付着させることを特徴とするマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法。」にある。

0008

次に、本発明の作用につき説明する。固定型と可動型とを型締め状態に配置してやり、離型剤を付着させることで、離型剤を付着させる必要のない固定型及び可動型の分割面等に対する離型剤付着を防止、または少なくできる。また、固定型及び可動型の外部への離型剤の飛散を防止、または少なくできる。

0009

このように本発明にかかる方法では離型剤が無駄に使われず、離型剤を希釈する水分をなくして原液そのものを使用することができる。または、離型剤を希釈する水分量を従来よりも少なくすることができる。そのため、成形金型への離型剤付着にともなう温度低下を防止でき、熱容量の小さいマグネシウム合金に対する優れた湯まわり性を確保することができる。また、湯まわり性向上から、成形品の外観品質を高め、不良率を減らすことができる。

0010

従来と異なり、可動型と駆動型を型締め状態で離型剤を塗布しているため、成形金型外への飛散やたれ落ち等が発生し難く、作業環境の悪化も生じ難い。成形金型が大きく開いた状態にないため、離型剤が材料接触面以外に付着し難い。従って、離型剤付着に要する時間も短くて済み、付着させた離型剤乾燥のためのエアブロー等の所要時間も同様に短くて済む。よって、成形のサイクルタイムを短縮できる。

0011

さらに、本発明によれば、実際に溶湯射出を行うまでに、前記射出ノズル(20)のノズル先端の固化したプラグをリリースするためのタイムラグを設け、当該タイムラグの間に前記成形キャビティ(10)の材料接触面(101、102)に対し離型剤を付着させるようにしたので、独立した離型剤付着工程を必要とせず、大きくサイクルタイムを短縮でき、成形所要時間を短くすることができる。

0012

以上、本発明によれば、成形金型の過冷却を防ぎ、成形のサイクルタイムを短縮し、作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法を提供することができる。

0013

本発明はマグネシウム合金を成形する各種の成形金型に適用することができる。例えば、マグネシウムチクソモールディングに使用する成形金型や、マグネシウムダイカストに用いる成形金型である。また、成形金型の構成についても特に種類等選ぶことなく適用できる。実施形態例では一つの可動型、一つの固定型で構成された成形金型について記載したが、それぞれが2つ以上の部分型からなるような場合も本発明を適用できる。

0014

また、離型剤の種類も特に選択することなく本発明を適用できる。例えば、離型剤として油性潤滑剤を用いることができる。また、離型剤を希釈するに当たり、水以外の溶媒を用いることもできる。

0015

また、上記材料接触面とは、成形にあたりマグネシウム合金の溶湯が接する部分である。この面には成形品表面を形成する部分の他、溶湯等を導入する材料供給路等も含まれる。また、上記溶湯は完全に溶融した状態にある場合、半溶融の状態にある場合とがある。

0016

上記離型剤の具体的な付着方法としては、離型剤をスプレーで吹きつけて付着させる方法が挙げられる。この場合、単に吹きつけて付着させる方法と、外部から吸引しつつ吹きつけてやる方法とが考えられる。その他、吸引のみで付着させる方法もある。また、離型剤の吹きつけにノズル等を用いる場合、このノズルは成形金型において、固定型と可動型との材料接触面と対面する位置に設けることが好ましい。

0017

次に、請求項3に記載の発明のように、上記固定型と上記可動型との少なくともいずれか一方には、上記材料接触面に連通する離型剤供給路が設けてあり、該離型剤供給路より上記離型剤を材料接触面に対し供給することが好ましい。これにより、確実に金型外への飛散やたれ落ちを防止して、作業環境の悪化を防止することができる。更に、確実に離型剤が材料接触面以外の箇所に付着することが防止できる。また、離型剤の使用量を最小限にできる。

0018

次に、請求項4に記載の発明のように、上記離型剤供給路には遮断機構が設けてあり、上記遮断機構を開放して上記供給口より上記離型剤を供給し、上記遮断機構を閉鎖してマグネシウム合金の成形を行なうことが好ましい。これにより、成形中にマグネシウム合金の溶湯等が離型剤供給路に侵入することを防止できる。上記遮断機構としては、例えば弁やシャッター等を用いることもできるし、遮断ピンを用いることもできる(実施形態例参照)。

発明を実施するための最良の形態

0019

(実施形態例)
本発明の実施形態例にかかるマグネシウム合金用成形金型、及びこの成形金型に対する離型剤の付着方法につき、図1図5を用いて説明する。図1に示すごとく、本例の成形金型1は、固定型11と可動型12とよりなるマグネシウム合金用の成形金型1である。上記固定型11には材料接触面109に連通する離型剤供給路13が設けてある。

0020

この成形金型1でマグネシウム合金の溶湯を導入するに先だって、上記固定型11の材料接触面101と上記可動型12の材料接触面102とを成形品離型可能な間隔未満に対面配置した状態とする。この状態で上記材料接触面101、102等に離型剤を付着させる。離型剤は上記離型剤供給路13から供給される。なお、本例においては、図3(a)に示すごとく、特に成形金型1を型締めした状態で離型剤の付着を行なう。

0021

以下、詳細に説明する。本例にて使用する成形金型1について説明すると、図1に示すごとく、固定型11と可動型12とよりなり、両者を型締めすることにより、マグネシウム合金を成形するための成形キャビティ10が構成される。また、成形キャビティ10と面する壁面は材料接触面101、102を形成する。また、図1にかかる符号104は成形金型1を型締めした際に固定型11と可動型12とが直に当接する分割面である。

0022

また、上記可動型12に対し図示を略した電動式金型駆動機構が設けてあり、上記固定型11に対し図2図5に示す矢線方向に対し前進及び後退可能となるよう構成されている。

0023

上記固定型11には上記成形キャビティ10と連通する材料供給路19が設けてある。この材料供給路19は固定型11の外部に設けた射出装置(図示略)から射出シリンダ21が接続され、該射出シリンダ21を通じて射出ノズル20が導入される。そして、上記射出ノズル20からマグネシウム合金の溶湯が成形キャビティ10内に供給される(図4参照)。この材料供給路19と対面する壁面は前述した成形キャビティ10の壁面と共に材料接触面109を形成する。

0024

上記固定型11における材料供給路19に対し、固定型11の外部と連通した離型剤供給路13が連通形成されている。この離型剤供給路13は、固定型11の外壁面から材料供給路19に対し図面の斜方向に延びたA部と、材料供給路19に対し図面の垂直方向伸びたB部とより形成され、A部とB部との境界曲折部130となっている。この曲折部130に対し、固定型11の外壁面から延設形成された遮断ピン挿入穴140が設けてあり、この穴140に対し遮断ピン14が前進、後退可能(図3図5参照)に挿通されている。遮断ピン14が最大に前進した場合、遮断ピン14の先端が材料接触面109に達して、A部が遮断され、B部が閉塞される。

0025

次に、上記成形金型1を用いたマグネシウム合金の成形について説明する。本例にかかる成形金型1を用いた成形のプロセスを時系列に列挙すると、(1)成形金型1の型締め、(2)射出ノズル20前進、(3)溶湯射出、(4)成形キャビティ10の充填完了、(5)溶湯固化、(6)射出ノズル20後退、(7)成形金型1の型開き、(8)成形品3取出しである。上記(1)〜(8)が成形の1サイクルとなる。

0026

図2に示すごとく、可動型12を固定型11に対し当接させて、成形金型1を型締めする。続いて、図3(a)に示すごとく、射出ノズル20を材料供給路19の入り口となるMの位置まで前進させ、材料供給路19を封止する。続いて、離型剤供給路13に対し離型剤31の噴射ノズル(図示略)を導入、噴射ノズル、離型剤供給路13を通じて成形キャビティ10及び材料供給路19の壁面よりなる材料接触面101、102、109に対し離型剤31を噴射する。図3(b)に示すごとく、この噴射により材料接触面101、102、109に離型剤31の潤滑被膜32が形成された。

0027

この時用いた離型剤31は、油性離型剤で、薄めずに原液のままで使用した。また、噴射の圧力は0.4MPa、噴射は5秒間、離型剤の使用量は0.5cc/ショットで行なった。所定時間の噴射を終えた後、噴射ノズルを成形金型1の外部へと後退させると共に、図4に示すごとく、遮断ピン14を前進させ、A部を遮断する。

0028

ところで、射出ノズル20を上記Mの位置まで前進させた後、実際に溶湯射出を行なうまでに、ノズル先端の固化したプラグをリリースしやすくするためにタイムラグを設ける。上記離型剤31の噴射はこのタイムラグ内に行なった。

0029

続いて、図4に示すごとく、上記射出ノズル20からマグネシウム合金の溶湯33を射出、成形キャビティ10内を必要量の溶湯で充填する。充填後、成形金型1を冷却し、溶湯を固化させ、射出ノズル20を後退させる。そして、図5に示すごとく、金型駆動機構により可動型12を固定型11より離脱させ、型開きを行なう。そして、マグネシウム合金成形品3を取出す。その後、図2に示すごとく、再び型締めをして、次の成形のサイクルに入る。

0030

次に本例の作用効果について説明する。本例においては、型締めした状態で固定型11と可動型12とを配置し、固定型11に設けた離型剤供給路13から成形キャビティ10及び材料供給路19の壁面よりなる材料接触面101、102、109に対し離型剤31を噴射する。型締めが行われた後に離型剤31をスプレーしているため、固定型11及び可動型12の分割面104は既に当接状態にあって、ここに離型剤が付着することはない。また、型締めされているため、成形キャビティ10や材料供給路19は外部と切り離され閉塞された状態にある。従って、余計な箇所への離型剤31の付着や外部への離型剤31の飛散を防止できる。

0031

従って、本例にかかる方法では離型剤31が無駄に使われず、離型剤31を希釈する水分をなくして原液そのものを使用することができる。そのため、成形金型1への離型剤付着にともなう温度低下を防止でき、熱容量の小さいマグネシウム合金に対する優れた湯まわり性を確保することができる。また、湯まわり性向上から、成形品3の外観品質を高め、不良率を減らすことができる。

0032

更に、型締めした状態で離型剤31を塗布しているため、成形金型1外への飛散やたれ落ち等が発生し難く、作業環境の悪化も生じ難い。成形金型1が大きく開いた状態にないため、離型剤31が材料接触面101、102、109以外に付着することも生じ難い。従って、離型剤31付着に要する時間も短くて済み、付着させた離型剤31の乾燥時間も同様に短くて済む。

0033

更に、本例では離型剤31の付着を独立した工程として設けずに、射出ノズル2前進後、実際に溶湯射出を行なうまでのタイムラグ内に行なっている。このため、成形のサイクルタイムを短縮できる。従来は、図6に示すごとく、型開きして成形品を取出した後、改めて成形金型9をより大きく開いた状態となし、その上で離型剤930を材料供給面900にスプレーし、その後、再び型締めして、次の成形サイクルに入っていた。

0034

ここに次のような試験を行なって、従来方法と本例とを比較する。本例にかかる離型剤供給路を設けた成形金型を準備し、上述した方法でマグネシウム合金の成形を行なった。これに対し同金型で離型剤供給路を使用せず、従来の、型開きして成形品を取出し、離型剤をスプレー、その後型締め、という方法でマグネシウム合金の成形を行なった。

0035

その結果、本例にかかる方法は1サイクルタイムが29秒であった。従来方法は1サイクルタイムに44秒必要であった。本例と従来方法との差の15秒は、成形金型を大きく開いた状態で離型剤をスプレーするに要した時間である。本例は射出ノズル2前進後から溶湯の射出を行なうまでのタイムラグ内に離型剤をスプレーしているため、独立した離型剤付着工程が必要ない。このように、本例によれば大きくサイクルタイムを短縮できて、成形所要時間を短くすることができる。

0036

以上、本例によれば、成形金型の過冷却を防ぎ、成形のサイクルタイムを短縮し、作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法及び成形金型を提供することができる。

0037

なお、本例では完全に型締めしてから離型剤の付着を行なったが、型を少しだけ開いた状態で離型剤を付着させることもできるし、可動型と固定型との間の隙間から離型剤の噴射することも可能である。

図面の簡単な説明

0038

実施形態例における、成形金型の説明図。
実施形態例における、成形金型を型締めした状態の説明図。
実施形態例における、(a)型締めした成形金型の材料接触面に対し離型剤を付着させる状態の説明図、(b)材料接触面に形成された潤滑被膜の説明図。
実施形態例における、成形キャビティに射出ノズルから溶湯を射出する状態の説明図。
実施形態例における、型開きして成形品を取出す状態の説明図。
実施形態例における、従来方法での離型剤の付着についての説明図。

符号の説明

0039

1...成形金型、
10...成形キャビティ、
101、102、109...材料接触面、
13...離型剤供給路、
3...成形品、
31...離型剤、

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