JP3329651B2 - 金属の液相射出成形法 - Google Patents
金属の液相射出成形法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属をインライン
スクリュ式射出成形機で溶融して液相とし、金型に射出
して成形する金属の液相射出成形法に関するものであ
る。
スクリュ式射出成形機で溶融して液相とし、金型に射出
して成形する金属の液相射出成形法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられている金属の成形方法に
は、溶解炉で金属を溶解して溶湯を柄杓で汲んでチャン
バーに入れて注型するコールドチャンバー法やチャンバ
ーが溶解炉の中に設置されているホットチャンバー法に
代表されるダイカスト法がある。しかしながら、従来の
ダイカスト法は、溶解炉を使用しているので、金属を溶
解するのに溶解エネルギーを多く必要とすると同時に、
高熱と粉塵が発生するので作業環境が悪いという問題点
があった。そこで、近年、射出成形機による金属の射出
成形法が注目されている。
は、溶解炉で金属を溶解して溶湯を柄杓で汲んでチャン
バーに入れて注型するコールドチャンバー法やチャンバ
ーが溶解炉の中に設置されているホットチャンバー法に
代表されるダイカスト法がある。しかしながら、従来の
ダイカスト法は、溶解炉を使用しているので、金属を溶
解するのに溶解エネルギーを多く必要とすると同時に、
高熱と粉塵が発生するので作業環境が悪いという問題点
があった。そこで、近年、射出成形機による金属の射出
成形法が注目されている。
【０００３】この金属の射出成形法は、先端部に逆止防
止機構を有するスクリュによって金属を混練・溶融し、
溶融金属をスクリュの前方に供給しながらスクリュを後
退させ、スクリュを前進して金型に射出して成形する方
法である。この射出成形法において、溶融金属は、非常
に低粘度であるので、金属をスクリュによって混練・溶
融する際、ノズルの開口穴を封鎖して、溶融金属の流失
を防止する必要がある。そのため、従来は、図７に示す
ように、ノズル３の開口穴に固体栓Ｄを積極的に形成す
る方法が取られている。この固体栓Ｄを形成するため
に、ノズル３の温度を低めに設定しているので、ノズル
３の先端部には、固体栓（固体）Ｄと溶融金属（液体）
Ｅとの間に固体と液体の共存する半凝固組織Ｆが形成さ
れている。なお、チクソモールド法による射出成形法で
は、上記溶融金属（液体）Ｅ領域も半凝固組織Ｆとされ
ている。
止機構を有するスクリュによって金属を混練・溶融し、
溶融金属をスクリュの前方に供給しながらスクリュを後
退させ、スクリュを前進して金型に射出して成形する方
法である。この射出成形法において、溶融金属は、非常
に低粘度であるので、金属をスクリュによって混練・溶
融する際、ノズルの開口穴を封鎖して、溶融金属の流失
を防止する必要がある。そのため、従来は、図７に示す
ように、ノズル３の開口穴に固体栓Ｄを積極的に形成す
る方法が取られている。この固体栓Ｄを形成するため
に、ノズル３の温度を低めに設定しているので、ノズル
３の先端部には、固体栓（固体）Ｄと溶融金属（液体）
Ｅとの間に固体と液体の共存する半凝固組織Ｆが形成さ
れている。なお、チクソモールド法による射出成形法で
は、上記溶融金属（液体）Ｅ領域も半凝固組織Ｆとされ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の金属の射出成形
法において、ノズルの先端部に形成される固定栓には、
次のような問題点があった。 （ａ）形成される固定栓の大きさのバラツキにより射出
圧力が変化したり、固定栓が溶融金属の流動を妨害した
りするので、溶融金属が速やかに金型キャビティ内に入
りにくい場合が多く発生する。 （ｂ）固定栓が金型キャビティ内に侵入するのを防ぐた
めに、金型内に固定栓のキャッチャーが設けられている
が、固定栓がキャッチャーに安定して入らず、飛び出し
て金型キャビティ内に侵入する場合が多く発生する。 （ｃ）流動性の非常に悪い固体と液体の共存する半凝固
組織が存在しているので、金型に射出成形したときに流
路の狭い部分やゲート部で大きな流動抵抗が発生する。
法において、ノズルの先端部に形成される固定栓には、
次のような問題点があった。 （ａ）形成される固定栓の大きさのバラツキにより射出
圧力が変化したり、固定栓が溶融金属の流動を妨害した
りするので、溶融金属が速やかに金型キャビティ内に入
りにくい場合が多く発生する。 （ｂ）固定栓が金型キャビティ内に侵入するのを防ぐた
めに、金型内に固定栓のキャッチャーが設けられている
が、固定栓がキャッチャーに安定して入らず、飛び出し
て金型キャビティ内に侵入する場合が多く発生する。 （ｃ）流動性の非常に悪い固体と液体の共存する半凝固
組織が存在しているので、金型に射出成形したときに流
路の狭い部分やゲート部で大きな流動抵抗が発生する。
【０００５】上記（ａ）〜（ｃ）により、安定した成形
を行うことができず、射出成形機の連続した運転が困難
となっていた。
を行うことができず、射出成形機の連続した運転が困難
となっていた。
【０００６】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであって、金属の射出成形法において、安定
した成形運転を実現することができる金属の液相射出成
形法を提供することを課題とする。
されたものであって、金属の射出成形法において、安定
した成形運転を実現することができる金属の液相射出成
形法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、射出成形機
のシリンダヘッドに装着されたノズルを、回転する回転
軸の外周面形状に沿って前後に移動するニードル弁を有
する芯弁型の自己封鎖形ノズルとし、このノズルを加熱
してノズル内の金属を液相に保つことにより、上述した
課題を解決した。このような構成としたことにより、ス
クリュで溶融混練して液相とした金属を、ノズル先端部
に固体栓を作らずに、金属キャビティ内に射出すること
ができるので、安定した成形運転を行うことが可能とな
る。
のシリンダヘッドに装着されたノズルを、回転する回転
軸の外周面形状に沿って前後に移動するニードル弁を有
する芯弁型の自己封鎖形ノズルとし、このノズルを加熱
してノズル内の金属を液相に保つことにより、上述した
課題を解決した。このような構成としたことにより、ス
クリュで溶融混練して液相とした金属を、ノズル先端部
に固体栓を作らずに、金属キャビティ内に射出すること
ができるので、安定した成形運転を行うことが可能とな
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。
する。
【０００９】本発明による金属をインラインスクリュ式
射出成形機で溶融して液相として射出成形する方法（金
属の液相射出成形法）は、シリンダヘッドに装着された
ノズルを自己封鎖形ノズルとし、このノズルを加熱して
ノズル内の金属を液相に保つことを特徴とする。上記射
出成形法は、融点が７００℃以下である金属の射出成形
に適している。また、前記ノズルは、芯弁型またはロー
タリー型の自己封鎖形ノズルが好ましい。
射出成形機で溶融して液相として射出成形する方法（金
属の液相射出成形法）は、シリンダヘッドに装着された
ノズルを自己封鎖形ノズルとし、このノズルを加熱して
ノズル内の金属を液相に保つことを特徴とする。上記射
出成形法は、融点が７００℃以下である金属の射出成形
に適している。また、前記ノズルは、芯弁型またはロー
タリー型の自己封鎖形ノズルが好ましい。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。
する。
【００１１】図１〜図４は射出成形機のシリンダヘッド
に装着された芯弁型の自己封鎖形ノズルを示す図であ
る。図１はその縦断面図、図２および図３は図１のＡ−
Ａ線断面図、図４は図１のＣ矢視図である。
に装着された芯弁型の自己封鎖形ノズルを示す図であ
る。図１はその縦断面図、図２および図３は図１のＡ−
Ａ線断面図、図４は図１のＣ矢視図である。
【００１２】図１に示すように、射出成形機のシリンダ
１の先端部には、シリンダヘッド２がボルト１７によっ
て取り付けられている。このシリンダヘッド２の先端部
には、開口穴３ａを有するノズル３が螺合されている。
シリンダヘッド２の内部には、スクリュ１５が挿入され
いるシリンダ１の内部と、ノズル３の内部とを連通させ
る複数の流路１４が設けられている。また、シリンダヘ
ッド２の先端側には図中上下方向に穴５ａが開けられ、
この穴５ａに回転軸５が嵌挿されている。また、シリン
ダヘッド２の先端中心部には、前記穴５ａと垂直に連通
する穴４ａが開けられ、この穴４ａにニードル弁４が前
後動可能に嵌挿されている。前記ニードル弁４の先端は
ノズル３の開口穴３ａに挿入可能とされ、後端は回転軸
５と当接されている。また、ノズル３、シリンダヘッド
２、シリンダ１の外周には、ヒータ１６が取り付けら
れ、温度検出器１８で温度コントロールされている。
１の先端部には、シリンダヘッド２がボルト１７によっ
て取り付けられている。このシリンダヘッド２の先端部
には、開口穴３ａを有するノズル３が螺合されている。
シリンダヘッド２の内部には、スクリュ１５が挿入され
いるシリンダ１の内部と、ノズル３の内部とを連通させ
る複数の流路１４が設けられている。また、シリンダヘ
ッド２の先端側には図中上下方向に穴５ａが開けられ、
この穴５ａに回転軸５が嵌挿されている。また、シリン
ダヘッド２の先端中心部には、前記穴５ａと垂直に連通
する穴４ａが開けられ、この穴４ａにニードル弁４が前
後動可能に嵌挿されている。前記ニードル弁４の先端は
ノズル３の開口穴３ａに挿入可能とされ、後端は回転軸
５と当接されている。また、ノズル３、シリンダヘッド
２、シリンダ１の外周には、ヒータ１６が取り付けら
れ、温度検出器１８で温度コントロールされている。
【００１３】前記回転軸５は、図４に示すように、アー
ム６、軸７、ヨーク８を介してアクチュエータ９と連結
されている。このアクチュエータ９のヒンジ１２は、軸
１１を介してブラケット１０に枢着され、このブラケッ
ト１０は、シリンダヘッド２のフランジに取り付けられ
ているプレート１３に固着されている。
ム６、軸７、ヨーク８を介してアクチュエータ９と連結
されている。このアクチュエータ９のヒンジ１２は、軸
１１を介してブラケット１０に枢着され、このブラケッ
ト１０は、シリンダヘッド２のフランジに取り付けられ
ているプレート１３に固着されている。
【００１４】次に、上述した自己封鎖形ノズルの作用を
説明する。
説明する。
【００１５】金属の溶融・混練工程では、前記アクチュ
エータ９を電磁弁を切り換えて作動し、アキュムレータ
９のピストンロッドの運動を、ヨーク８、軸７、アーム
６を用いて回転運動に変え、アーム６に連結されている
回転軸を図２に示す状態から図３に示す状態まで約９０
°回転させる。すると、回転軸５と当接されているニー
ドル弁４が前進し、その先端はノズル３の開口穴３ａに
挿入され、開口穴３ａは封鎖されて、溶融金属のノズル
３からの流失が防止される。
エータ９を電磁弁を切り換えて作動し、アキュムレータ
９のピストンロッドの運動を、ヨーク８、軸７、アーム
６を用いて回転運動に変え、アーム６に連結されている
回転軸を図２に示す状態から図３に示す状態まで約９０
°回転させる。すると、回転軸５と当接されているニー
ドル弁４が前進し、その先端はノズル３の開口穴３ａに
挿入され、開口穴３ａは封鎖されて、溶融金属のノズル
３からの流失が防止される。
【００１６】金属の射出工程では、回転軸５を図２に示
す状態に回転させる。すると、ニードル弁４に、溶融金
属の受ける射出圧力により後退する力が働き、図２に示
すようにノズル３の開口穴３ａが解放され、溶融金属が
金型に射出される。
す状態に回転させる。すると、ニードル弁４に、溶融金
属の受ける射出圧力により後退する力が働き、図２に示
すようにノズル３の開口穴３ａが解放され、溶融金属が
金型に射出される。
【００１７】また、上述した、いずれの工程において
も、ノズル３の温度は溶融金属の溶融点以上の温度とさ
れているので、ノズル３内で、溶融金属が固化すること
はない。
も、ノズル３の温度は溶融金属の溶融点以上の温度とさ
れているので、ノズル３内で、溶融金属が固化すること
はない。
【００１８】上述した実施例は、ノズル３に、芯弁型
（ニードル弁型）の自己封鎖形ノズルを使用したもので
あるが、図５に示すロータリー型の自己封鎖形ノズルを
使用することができる。すなわち、本実施例は、図５
（ａ）に示すように回転軸５に流路を設けたもので、回
転軸５の回動により、図５（ｂ）に示すノズル解放状態
と、図５（ｃ）に示すノズル封鎖状態とすることができ
る。
（ニードル弁型）の自己封鎖形ノズルを使用したもので
あるが、図５に示すロータリー型の自己封鎖形ノズルを
使用することができる。すなわち、本実施例は、図５
（ａ）に示すように回転軸５に流路を設けたもので、回
転軸５の回動により、図５（ｂ）に示すノズル解放状態
と、図５（ｃ）に示すノズル封鎖状態とすることができ
る。
【００１９】上述した実施例により、金属をスクリュ１
５で溶融・混練し、ノズル先端部に固定栓Ｄを作らずに
金型キャビティ内に射出することができる。
５で溶融・混練し、ノズル先端部に固定栓Ｄを作らずに
金型キャビティ内に射出することができる。
【００２０】射出成形に用いられる代表的な金属として
は、図６に示すようなマグネシウムーアルミニュウム合
金がある。通常、９重量％のアルミニウムを含んだマグ
ネシウム合金を半凝固組織の成形領域で射出成形を行
う、いわゆるチクソモールド法が使用されているが、本
発明による方法は、融点が７００℃以下、かつ液相成形
領域で射出成形する場合に適している。なお、融点が７
００℃以上になると、ニードル弁の強度が問題となる。
は、図６に示すようなマグネシウムーアルミニュウム合
金がある。通常、９重量％のアルミニウムを含んだマグ
ネシウム合金を半凝固組織の成形領域で射出成形を行
う、いわゆるチクソモールド法が使用されているが、本
発明による方法は、融点が７００℃以下、かつ液相成形
領域で射出成形する場合に適している。なお、融点が７
００℃以上になると、ニードル弁の強度が問題となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明による金属の液相射出成形法は、
以上のように構成されているため、次の様な効果を得る
ことができる。すなわち、ノズル先端部に固体栓を形成
することなく射出成形することができるので、金型内に
固体相が進入することなく、流動がスムースで成形品の
不良、湯じわ、湯回り不良、コールドなどの不良現象が
著しく低下し、成形品の品質の向上、流動性の安定化が
図られ、成形条件の安定性が向上し、不良率が減少し生
産性が向上する。
以上のように構成されているため、次の様な効果を得る
ことができる。すなわち、ノズル先端部に固体栓を形成
することなく射出成形することができるので、金型内に
固体相が進入することなく、流動がスムースで成形品の
不良、湯じわ、湯回り不良、コールドなどの不良現象が
著しく低下し、成形品の品質の向上、流動性の安定化が
図られ、成形条件の安定性が向上し、不良率が減少し生
産性が向上する。
【図１】本発明の一実施例に係る液相射出成形法に使用
される芯弁型の自己封鎖形ノズルを示す縦断面図であ
る。
される芯弁型の自己封鎖形ノズルを示す縦断面図であ
る。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図であり、ノズルの開口穴
の解放状態を示す図である。
の解放状態を示す図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図であり、ノズルの開口穴
の閉鎖状態を示す図である。
の閉鎖状態を示す図である。
【図４】図１のＣ矢視図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る液相射出成形法に使
用されるのロータリー型の自己封鎖形ノズルを示す図で
あり、図（ａ）は縦断面図、図（ｂ）は図（ａ）のＢ−
Ｂ線断面図であり、解放状態を示す図、図（Ｃ）は図
（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、閉鎖状態を示す図であ
る。
用されるのロータリー型の自己封鎖形ノズルを示す図で
あり、図（ａ）は縦断面図、図（ｂ）は図（ａ）のＢ−
Ｂ線断面図であり、解放状態を示す図、図（Ｃ）は図
（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、閉鎖状態を示す図であ
る。
【図６】本発明に使用される代表的な金属材料であるＭ
ｇ−Ａｌ系合金の平衡状態図である。
ｇ−Ａｌ系合金の平衡状態図である。
【図７】ノズル先端部の金属材料の溶融状態を示す図で
ある。
ある。
１ シリンダ ２ シリンダヘッド ３ ノズル ３ａ 開口穴 ４ ニードル弁 ４ａ、５ａ 穴 ５ 回転軸 ６ アーム ９ アクチュエータ １４ 流路 １５ スクリュ １６ ヒータ １７ ボルト １８ 温度検出器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 17/20 B22D 17/02 B29C 45/20
Claims (2)
- 【請求項１】 金属をインラインスクリュ式射出成形機
で溶融して液相として射出成形する方法において、シリ
ンダヘッド（２）に装着されたノズル（３）を、回転す
る回転軸（５）の外周面形状に沿って前後に移動するニ
ードル弁（４）を有する芯弁型の自己封鎖形ノズルと
し、該ノズル（３）を加熱してノズル内の金属を液相に
保つことを特徴とする金属の液相射出成形法。 - 【請求項２】 前記金属の融点が７００℃以下であるこ
とを特徴とする請求項１記載の金属の液相射出成形法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05028796A JP3329651B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 金属の液相射出成形法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05028796A JP3329651B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 金属の液相射出成形法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239512A JPH09239512A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3329651B2 true JP3329651B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=12854712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05028796A Expired - Fee Related JP3329651B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 金属の液相射出成形法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329651B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6840302B1 (en) | 1999-04-21 | 2005-01-11 | Kobe Steel, Ltd. | Method and apparatus for injection molding light metal alloy |
| US7341094B2 (en) * | 2005-05-02 | 2008-03-11 | Husky Injection Molding Systems Ltd. | Metallic alloy slurry dispenser |
| MY186996A (en) * | 2014-12-04 | 2021-08-26 | Extrude To Fill Inc | Nozzle shut off for injection molding system |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP05028796A patent/JP3329651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09239512A (ja) | 1997-09-16 |
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