JP4110856B2

JP4110856B2 - Manufacturing method of mold

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Publication number: JP4110856B2
Application number: JP2002189058A
Authority: JP
Inventors: 光弘新郷; 明下大園; 卯三太田; 昭広高谷; 隆史松尾
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004027328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属粉末に光ビームを照射して結合層を形成し、この結合層を積層一体化して所望の三次元造形物となる粉末結合体を作製する成形金型の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、金属粉末の層にレーザビーム等の光ビームを照射して焼結させることにより、金属粉末が焼結した結合層を形成し、この結合層の上に金属粉末の層を被覆すると共にこの金属粉末に光ビームを照射して焼結させることにより下の結合層と一体になった結合層を形成し、そしてこれを繰り返すことによって、複数の結合層が積層一体化された金属粉末焼結体からなる粉末結合体を作製する方法が、例えば、特許第２６２０３５３号公報や特開２０００−７３１０８公報等で提供されている。
【０００３】
図５は、その一例を示すものであり、まず、図５（ａ）に示す如く、昇降テーブル１の上に金属粉末２をスキージー３で所定の厚みに分与する。昇降テーブル１は基準テーブル４の側面に沿って昇降するものであり、スキージー３は基準テーブル１の上面と同じレベルで水平方向に往復移動するようにしてある。したがって、昇降テーブル１の上面と基準テーブル４の上面との間のΔｔの段差に相当する厚みで金属粉末２の層を昇降テーブル１の上に形成することができる。その後、図５（ｂ）に示す如く、集光レンズ５で集光したレーザビーム等の光ビームＬを走査させて、前記金属粉末２の層の必要な部分にのみ同光ビームＬを照射することにより、この光ビームＬを照射した部分の金属粉末２の層を焼結して、厚みΔｔの結合層6aを形成させる。
【０００４】
次に、昇降テーブル１をΔｔの寸法で下降させ、前記結合層6aの上に金属粉末２を供給して、図５（ｃ）に示す如く、スキージー３によりΔｔの厚みで金属粉末２の層を同結合層6aの上に被覆し、次いで、図５（ｄ）に示す如く、この金属粉末２の層の必要な部分にのみ光ビームＬを照射して焼結し、結合層6aの上に結合層6bを一体に積層させる。このような操作を必要な層数だけ繰り返すことによって、図５（ｅ）に示す如く、所定数の結合層6a〜6fを積層一体化させ、図６に示す如く、複数の結合層6a〜6fからなる金属粉末焼結体として粉末結合体Ａを作製することができるものである。
【０００５】
ここで、前記の如く、粉末結合体Ａを作製するにあたっては、図７（ａ）に示すような製品モデル10を設計する際の三次元ＣＡＤデータに基づき、同製品モデル10を、図７（ｂ）に示す如く、所定の間隔Δｔで水平にスライスしたときの各層10ａ〜10ｆのスライス面の断面データを得て、このスライス断面データを基に金属粉末２の各層に照射する光ビームＬの走査経路を決定し、各層10ａ〜10ｆに対応する水平断面形状で各結合層6a〜6bを形成することによって、製品モデル10と同じ三次元形状に造形された粉末結合体Ａを作製することができる。
【０００６】
そして、このように各結合層6a〜6fを順次形成して積み重ねていく工法を採用することにより、三次元ＣＡＤにより設計された形状に従って三次元的に切削加工するＣＡＭを用いるような必要がなくなって、二次元的な加工の繰り返しで三次元的に造形された製品を作製することが可能となるもので、複雑な機構の装置を用いることなく三次元造形物を迅速に作製することができるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、三次元造形物として作製される粉末結合体Ａにあって、これを成形金型とする場合には、冷却や加熱等の機能を付与するために、粉末結合体Ａの内部に流体が流通される経路を形成することになる。そして、粉末結合体Ａの内部には金属粉末２が焼結した緻密な状態で充填されていて、この粉末結合体Ａ内に流体経路を形成する場合には、粉末結合体Ａを造形作製した後に、この粉末結合体Ａに切削や孔あけ等の加工を施す必要がある。しかしながら、このような切削や孔あけ等の加工では、粉末結合体Ａ内に形成する流体経路の形状が単純なものに制限されて、最適な形状で自由に流体経路を設計し形成することはできないものであった。
【０００８】
そこで、本出願人は、粉末結合体内に最適な形状で自由に流体経路を形成することができる三次元造形物の製造方法を提供することを目的として、特願２００１−１２６６０８を出願している。この出願の請求項４記載の発明では、流体経路となる部分の粉末を溶融結合させないで粉末結合体を作製し、粉末結合体内から流体経路の粉末を抜き出すようにしたので、最適な形状で自由に流体経路を設計し形成することができる上に、流体経路内を流れる流体の流動抵抗が小さくなってその流速や流量を高めることもでき、流体による熱交換等の効果が大きくなるものである。
【０００９】
しかしながら、前記出願に係る発明では、次のような問題が残っている。すなわち、流体経路を外部に開通させた状態で粉末結合体を作製すると、この粉末結合体を次工程へ移送運搬する際等に、未結合の粉体が同流体経路から不用意に排出されて上記昇降テーブル１上やその周辺等に飛散し易いものであった。又、金属の粉末結合体の内部に三次元的に流体経路を形成した場合、この流体経路の内壁面には微細なヘアクラックや亀裂が発生する。ここで、流体経路内に流体を流通させると、流体が前記ヘアクラックや亀裂から染み出して粉末結合体の外表面にまで流出する恐れがあり、金型温度調整用の流体経路を備えた成形用金型としては不適となるものであった。
【００１０】
本発明は、上記従来の技術における問題を解決すると共に上記本出願人の先願に係る発明における問題をも解決するために発明されたもので、その課題は、粉末結合体内に最適な形状で自由に流体経路を形成することができ、その際、未焼結の金属粉末が適切に排出除去され、しかも、流体経路での流動抵抗が小さくなって、温度調整用の流路経路を備えた成形金型として最適な三次元造形物が得られる成形金型の製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の成形金型の製造方法は、金属粉末の層の所定箇所に光ビームを照射して金属粉末が焼結した結合層を形成し、この結合層の上に金属粉末の層を被覆すると共にこの金属粉末の所定箇所に光ビームを照射して焼結させることにより下の結合層と一体になった結合層を形成し、これを繰り返すことによって複数の結合層が積層一体化された成形金型となる粉末結合体を作製するにあたり、金属でなる造形プレート上に前記複数の結合層を積層一体化して粉末結合体を作製し、その際、成形金型の流体経路となる部分には光ビームを照射しないで未焼結の金属粉末を残存させたままとし、粉末結合体が作製された後に、前記造形プレートに入口用孔と出口用孔とを開口形成して流体経路を同粉末結合体の外部に開通させ、その後、前記残存した金属粉末を同開通された流体経路から排出除去することを特徴としている。
【００１２】
したがって、この場合、流体経路となる部分には光ビームを照射しないで焼結しない金属粉末を残存させたままとし、粉末結合体が作製された後に、前記残存した金属粉末を流体経路から排出除去することで、空洞となった流体経路を簡単に形成することができ、ここでは、最適な形状で自由に同流体経路を形成することができる。
【００１３】
しかも、粉末結合体を作製するにあたり、金属でなる造形プレート上に複数の結合層を積層一体化して粉末結合体を作製し、粉末結合体が作製された後に、前記造形プレートに入口用孔と出口用孔とを開口形成して流体経路を同粉末結合体の外部に開通させ、その後に、前記残存した金属粉末を同開通された流体経路から排出除去するので、粉末結合体が作製された段階では、未焼結の金属粉末が流体経路内に密封保持された状態にあり、この状態で同粉末結合体を移送運搬することで、金属粉末の不用意な漏出や飛散を防止することができる。
【００１４】
そして、造形プレートに入口用孔と出口用孔とを開口形成する孔あけ加工を終えた段階で、残存した未焼結の金属粉末を開通された流体経路から適切に排出除去することができる。又、造形プレート上に複数の結合層を積層一体化する際には、この造形プレートが入口用孔及び出口用孔のない平坦な状態にあるので、光ビームは精度良く照射され、所定形状の流体経路が正確に形成される。
【００１５】
本発明の請求項２記載の成形金型の製造方法は、上記請求項１記載の成形金型の製造方法において、入口用孔及び出口用孔を流体経路と略同径にして、この流体経路の両端部と連通するように開口形成することを特徴としている。
【００１６】
したがって、この場合は特に、流体経路の両端部と連通する入口用孔及び出口用孔が同流体経路と略同径にして開口形成されるので、この流体経路内を流通される金型温度調整用等の流体の流動抵抗がより小さくなってその流速や流量を高めることもでき、同流体による熱交換等の効果は大きくなる。
【００１７】
本発明の請求項３記載の成形金型の製造方法は、上記請求項１又は２記載の成形金型の製造方法において、入口用孔から圧縮流体を流入させることによって、流体経路内に残存した金属粉末を出口用孔から排出除去することを特徴としている。
【００１８】
したがって、この場合は特に、圧縮流体を流入させることによって流体経路内に残存した金属粉末が排出除去されるので、この未焼結の金属粉末は同流体経路内から確実且つスムーズに排出除去され、同金属粉末の流体経路内での残存が確実に防止される。
【００１９】
本発明の請求項４記載の成形金型の製造方法は、上記請求項１〜３のいずれか一つに記載の成形金型の製造方法において、金属粉末を流体経路から排出除去した後に、この流体経路内に目止め処理剤を流入し、この目止め処理剤を同流体経路の内壁面に毛細管現象により浸透させて目止め処理を施すことを特徴としている。
【００２０】
したがって、この場合は特に、金属粉末を流体経路から排出除去した後に、この流体経路内に目止め処理剤を流入し、この目止め処理剤を同流体経路の内壁面に毛細管現象により浸透させて目止め処理を施すので、同流体経路の内壁面に発生するヘアクラックや亀裂等が確実に埋められ密閉される。それ故、この流体経路では、金型温度調整用等の流体の染み出しが防止され、同流体の流動抵抗がより小さくなってその流速や流量を高めることもでき、同流体による熱交換等の効果は大きくなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１、２、４は、本発明の請求項１〜４全てに対応する一実施形態を示している。この実施形態の成形金型の製造方法において、粉末結合体Ａは上記の図５〜７のようにして、金属粉末２を用い、レーザビーム等の光ビームＬを照射することにより作製することができる。
【００２２】
すなわち、金属粉末２の層に光ビームＬを照射して金属粉末２を焼結させることにより、金属粉末２が焼結して結合した結合層6aを形成し、この結合層6aの上に金属粉末２の層を被覆すると共にこの金属粉末２に光ビームＬを照射して焼結させることにより下の結合層6aと一体になった結合層6bを形成し、そしてこれを繰り返すことにより、複数の結合層6a、6b、6c・・・が積層一体化された金属粉末焼結体からなる粉末結合体Ａを作製することができる。
【００２３】
ここで、金属粉末２としては、例えば、平均粒径20〜30μｍ程度の鉄粉その他の鉄系粉末材料或いはブロンズとニッケルとの混合粉末材料等を用いることができ、各結合層6a、6b、6c・・・はその厚みΔｔを0.02〜0.2mm 程度に形成することができる。なお、図５に示す如く、所定層数の結合層6a〜6fを順次に積層一体化し、図６に示す如く、複数の結合層6a〜6fからなる金属粉末焼結体として粉末結合体Ａを作製する具体的な内容については、上記と同様の説明となるので、ここでは、その具体的な説明を省略する。
【００２４】
そして、前記の如く、粉末結合体Ａを作製するにあたっては、図７（ａ）に示すような製品モデル10を設計する際の三次元ＣＡＤデータに基づき、同製品モデル10を、図７（ｂ）に示す如く、所定の間隔Δｔで水平にスライスしたときの各層10ａ〜10ｆのスライス面の断面データを得て、このスライス断面データを基にして金属粉末２の各層に照射する光ビームＬの走査経路を決定し、各層10ａ〜10ｆに対応する水平断面形状で各結合層6a〜6bを形成することによって、製品モデル10と同じ三次元形状に造形された粉末結合体Ａを作製することができる。
【００２５】
この場合、製品モデル10や各層10ａ〜10ｆの断面データは全体から流体経路８に相当する部分を差し引いたものとなり、同流体経路８を有する粉末結合体Ａが作製されることとなる。そして、このように各結合層6a〜6fを順次形成して積み重ねていく工法を採用することにより、三次元ＣＡＤにより設計された形状に従って三次元的に切削加工するＣＡＭを用いるような必要がなくなって、二次元的な加工の繰り返しで三次元的に造形された製品を作製することが可能となるもので、複雑な機構の装置を用いることなく三次元造形物を迅速に作製することができるものである。
【００２６】
ところで、流体経路８となる部分には光ビームＬが照射されないので、前記粉末結合体Ａにあっては、図１（ａ）に示す如く、同流体経路８内に焼結されない金属粉末２が残存することになる。又、ここでは、金属でなる造形プレート７上に金属粉末２を焼結させた前記各結合層6a〜6b（結合層部６）を積層一体化して粉末結合体Ａを作製しており、その際に、前記流体経路８となる部分には光ビームＬが照射されないものであり、それ故に、同粉末結合体Ａの流体経路８内には未焼結の金属粉末２が密封された状態で残存保持されることになる。
【００２７】
この場合、金属粉末２は鉄系粉末材料でなり、造形プレート７がこれと同種の鉄系板材料で形成されていて、焼結された結合層部６は同造形プレート７に強固に結合固着される。そして、この状態では、未焼結の金属粉末２が流体経路８内に密封保持された状態にあって、この状態で同粉末結合体Ａを移送運搬することにより、金属粉末２の不用意な漏出や飛散を防止することができ、上記図５で示した昇降テーブル１上やその周辺等は汚れ難くなる。
【００２８】
そこで、図１（ｂ）に示す如く、造形プレート７の部分に、流体経路８と連通する入口用孔9aと出口用孔9bとを開口形成し、同流体経路８を粉末結合体Ａの外部に開通させるものである。この場合、図２に示す如く、入口用孔9a及び出口用孔9bは流体経路８と同軸で連通するように、且つ、略同径にしてこの流体経路８の両端部と連通するように対応させて造形プレート７に穿設される。その際、この造形プレート７にはドリル等で孔あけ切削加工が施されるが、その作業は同造形プレート７の厚み分だけの深さに切削加工するだけで容易なものである。
【００２９】
又、ここで、図３に示す如く、造形プレート７に流体経路８と対応する入口用孔9a及び出口用孔9bを予め穿設しておいたとすると、次のような問題が発生するものである。すなわち、図３（ａ）に示す如く、造形プレート７に予め入口用孔9a及び出口用孔9bを穿設しておくと、一般に、この入口用孔9a及び出口用孔9bの口縁部分には面取り12が施されているものであり、そのため、その上に積層一体化される結合層部６は同面取り12での焼結に支障を来して、特に、流体経路８の両端部分で精度良く形成されない。
【００３０】
又、図３（ｂ）に示す如く、入口用孔9a及び出口用孔9bの口縁部分に前記面取り12が施されていない場合でも、造形プレート７が所定の位置からズレて設置されると、光ビームＬは入口用孔9a或いは出口用孔9bからズレた位置に照射されることになり、流体経路８が所定の径よりも大きく形成されてしまう。そして、いずれにしても、造形プレート７に予め入口用孔9a及び出口用孔9bが開口形成されていると、その上に金属粉末２の層を被覆し難いものであり、これ等の孔９から同金属粉末２が落下することもあって、所定形状の流体経路８が正確には形成されないものである。
【００３１】
これに対し、図２に示す如く、粉末結合体Ａが作製された後に、造形プレート７に入口用孔9a及び出口用孔9bを開口形成するようになすと、造形プレート７上に結合層部６を積層一体化する際には、同造形プレート７が入口用孔9a及び出口用孔9bのない平坦な状態にあるので、その上に容易且つ確実に金属粉末２の層を被覆することができ、光ビームＬも精度良く照射されるようになって、所定形状の流体経路８が正確に形成される。
【００３２】
そして、次に、図１（ｃ）に示す如く、残存した未焼結の金属粉末２を、前記のようにして開通された流体経路８から排出除去するものである。この場合、入口用孔9aから圧縮エアや圧縮液等の圧縮流体11を流入させて、流体経路８内に残存した金属粉末２を出口用孔9bから強制的に排出除去している。ここで、出口用孔9bから吸引機等で吸引して金属粉末２を流体経路８から排出除去することもできるが、そうすると、吸引した後の同金属粉末２を処理し難くなり、この点で前記のように圧縮流体11で押し出す方が好ましいものである。
【００３３】
又、前記のようにして金属粉末２を流体経路８から排出除去した後に、図４に示す如く、同流体経路８内に目止め処理剤13を流入し、この目止め処理剤13を同流体経路８の内壁面に浸透させて目止め処理を施すものである。この場合、図４（ａ）に示す如く、流体経路８の両端部分にある入口用孔9a及び出口用孔9bが上向き開口状態となるように、粉末結合体Ａをテーブル15上に設置し、図４（ｂ）に示す如く、入口用孔9a、出口用孔9bいずれか一方から流体経路８内に目止め処理剤13を流し込んで、この目止め処理剤13を同流体経路８内に略充満された状態として、この状態のままで暫くの間（５分間程度）放置する。
【００３４】
その際、目止め処理剤13が流体経路８から流出しないように、入口用孔9a及び出口用孔9bに蓋をしておいても良い。ここでは、液体が有する毛細管現象性によって目止め処理剤13は流体経路８の内壁面に浸透し、粉末結合体Ａの粉末焼結体内部のヘアクラックや亀裂14等に染み込み、これ等が確実に埋められて密閉されるものである。この場合、目止め処理剤13は、粘度が低く、その液のもつ毛細管現象性によって目に見えないような微少気孔にも浸透して密閉し得る液体で、例えば、液体の粘度が20℃で0.35CP(12DINsek)で、液体の浸透度が 0.1mm以下の微少気孔,1/100mmの隙間に３分間で50mmのものを使用することができる。
【００３５】
又、ここで、ヘアクラックや亀裂14等の大きさによっては、目止め処理剤13の粒子径を変化させることで目止め作用が増大されるものである。例えば、0.5mm 程度のクラックであれば、大きい粒子の目止め処理剤13を先に使用した後に、小さい粒子の目止め処理剤13を使用すると、流体経路８の内壁面が確実に目止めされるものである。又、目止め処理剤13を流体経路８内に充填し、数分間（５分間程度）放置した後にこの流体経路８から一旦流出させ、再度、同流体経路８内に新しい目止め処理剤13を流し込み、これを何度か繰り返すことで目止め作用がより増大される。
【００３６】
なお、粘度が低くて浸透性の高い目止め処理剤13を使用する場合には、この目止め処理剤13が溜められたタンク内に粉末結合体Ａ全体を浸漬したり、同目止め処理剤13をヘアクラックや亀裂14等の箇所に数回塗ったりたらしたりする等しても、目止め処理は施される。しかしながら、目止め処理は流体経路８の内壁面にのみ施されることが効率的且つ効果的であり、同流体経路８内に刷毛を差し入れることも困難であるため、前記の如く、目止め処理剤13を流体経路８内に流入してその内壁面に浸透させる目止め処理の仕方が好ましいものである。
【００３７】
そして、最後に、前記目止め処理剤13の余剰分を流体経路８から完全に流出して、粉末結合体Ａを常温或いは加熱した状態で数時間放置する。この場合は、図４（ｃ）に示す如く、流体経路８の両端部分にある入口用孔9a及び出口用孔9bが下向き開口状態となるように、粉末結合体Ａを反転させることで目止め処理剤13の余剰分を流体経路８から流出させ、この反転状態で放置すれば良い。これによって、流体経路８内で目止めに供された目止め処理剤13は完全に硬化し、同流体経路８の内壁面での目止め処理が完了する。目止め処理が施された流体経路８の内壁面では、ヘアクラックや亀裂14等が確実に密閉されているだけでなく、同内壁面は平滑となって、そこにおける流体の流動抵抗も小さくなり、この流体経路８は冷却や加熱等のための流体を流通させるのに最適なものとなる。
【００３８】
したがって、この実施形態の成形金型の製造方法においては、流体経路８となる部分には光ビームＬを照射しないで焼結しない金属粉末２を残存させたままとし、粉末結合体Ａが作製された後に、この残存した金属粉末２を流体経路８から排出除去することで、空洞となった流体経路８を簡単に形成することができるものである。この場合には、流体経路８が複雑且つ長い形状であっても、残存した金属粉末２を流体経路８から容易に排出除去することができ、最適な形状で自由に同流体経路８を形成することができる。
【００３９】
しかも、粉末結合体Ａを作製するにあたり、金属でなる造形プレート７上に複数の結合層6a、6b、6c・・・を積層一体化して粉末結合体Ａを作製し、粉末結合体Ａが作製された後に、同造形プレート７に入口用孔9aと出口用孔9bとを開口形成して流体経路８を同粉末結合体Ａの外部に開通させ、その後に、前記残存した金属粉末２をこの開通された流体経路８から排出除去するので、粉末結合体Ａが作製された段階では、未焼結の金属粉末２が流体経路８内に密封保持された状態にあり、この状態で同粉末結合体Ａを移送運搬することで、金属粉末２の不用意な漏出や飛散を防止することができる。
【００４０】
そして、造形プレート７に入口用孔9aと出口用孔9bとを開口形成する孔あけ加工を終えた段階で、残存した未焼結の金属粉末２を開通された流体経路８から適切に排出除去することができるものである。又、造形プレート７上に複数の結合層6a、6b、6c・・・を積層一体化する際には、この造形プレート７が入口用孔9a及び出口用孔9bの開口形成されていない平坦な状態にあるので、その上に金属粉末２の層を被覆し易く、光ビームＬも精度良く照射されて、所定形状の流体経路８を有する粉末結合体Ａが正確に積層形成される。
【００４１】
又、この実施形態の成形金型の製造方法においては、流体経路８の両端部と連通する入口用孔9a及び出口用孔9bが同流体経路８と略同径にして造形プレート７に開口形成されるので、この流体経路８内を流通される金型温度調整用等の流体の流動抵抗がより小さくなってその流速や流量を高めることもでき、同流体による熱交換等の効果は大きくなる。又、圧縮流体11を流入させることによって流体経路８内に残存した金属粉末２が排出除去されるので、この未焼結の金属粉末２は同流体経路８内から確実且つスムーズに排出除去されて、同金属粉末２の流体経路８内での残存が確実に防止される。
【００４２】
更に、この実施形態の成形金型の製造方法においては、金属粉末２を流体経路８から排出除去した後に、この流体経路８内に目止め処理剤13を流入し、この目止め処理剤13を同流体経路８の内壁面に毛細管現象により浸透させて目止め処理を施すので、同流体経路８の内壁面に発生するヘアクラックや亀裂14等が確実に埋められ密閉される。そのため、この流体経路８では、金型温度調整用等の流体の染み出しが防止され、同流体の流動抵抗がより小さくなってその流速や流量を高めることもでき、同流体による熱交換等の効果は大きくなる。
【００４３】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の請求項１記載の成形金型の製造方法では、最適な形状で自由に流体経路を簡単に形成することができ、しかも、粉末結合体が作製された段階では、未焼結の金属粉末が流体経路内に密封保持された状態にあって取り扱い易く、孔あけ加工を終えた段階で、残存した金属粉末を開通された流体経路から適切に排出除去することができ、又、造形プレート上に複数の結合層を積層一体化する際には、この造形プレートが平坦な状態にあって、その上に所定形状の流体経路を有する粉末結合体が正確に形成される。
【００４４】
又、本発明の請求項２記載の成形金型の製造方法では、特に、流体経路と入口用孔及び出口用孔とが略同径に連通されて、この流体経路内を流通される金型温度調整用等の流体の流動抵抗はより小さくなり、その流速や流量を高めることもできて、同流体による熱交換等の効果が大きくなる。
【００４５】
又、本発明の請求項３記載の成形金型の製造方法では、特に、圧縮流体が流入されることによって、流体経路内に残存した未焼結の金属粉末は確実且つスムーズに排出除去され、同金属粉末の流体経路内での残存が確実に防止される。
【００４６】
又、本発明の請求項４記載の成形金型の製造方法では、特に、目止め処理によりヘアクラックや亀裂等が確実に密閉されて、流体経路での金型温度調整用等の流体の染み出しが防止され、この流体の流動抵抗がより小さくなってその流速や流量を高めることもでき、同流体による熱交換等の効果は大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である成形金型の製造方法において、（ａ）は流体経路内に金属粉末が残存密封された状態を示す断面図、（ｂ）は同流体経路が貫通開口された状態を示す断面図、（ｃ）は前記残存した金属粉末を同流体経路から排出除去している状態を示す断面図。
【図２】同上の成形金型の製造方法において、流体経路が貫通開口された状態を示す要部断面図。
【図３】本発明とは異なる方法で造形プレートに孔あけ加工が施された流体経路の貫通開口状態を例示する（ａ）、（ｂ）各別の要部断面図。
【図４】同上の成形金型の製造方法において、（ａ）は流体経路が貫通開口された状態を示す断面図、（ｂ）は同流体経路に目止め処理剤を流入して浸透させている状態を示す断面図、（ｃ）は同流体経路から目止め処理剤を排出除去した状態を示す断面図。
【図５】粉末結合体の製造の各工程を示し、（ａ）〜（ｅ）は各工程での断面図。
【図６】同上の製造によって得られる粉末結合体を示す斜視図。
【図７】（ａ）は同上の製造に用いる設計された製品モデルを示す斜視図、（ｂ）は同製品モデルをスライスした各層を示す斜視図。
【符号の説明】
２金属粉末
６結合層部
6a、6b、6c・・・結合層
７造形プレート
８流体経路
9a 入口用孔
9b 出口用孔
11 圧縮流体
Ａ粉末結合体
Ｌ光ビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a molding die in which a metal powder is irradiated with a light beam to form a bonding layer, and the bonding layer is laminated and integrated to produce a powder bonded body that becomes a desired three-dimensional structure. is there.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a metal powder layer is irradiated with a light beam such as a laser beam and sintered to form a bonded layer in which the metal powder is sintered, and the metal powder layer is coated on the bonded layer. The metal powder is irradiated with a light beam and sintered to form a bond layer integrated with the lower bond layer. By repeating this process, a plurality of bond layers are laminated and integrated. For example, Japanese Patent No. 2620353 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-73108 provide a method for producing a powder combination made of a ligation.
[0003]
FIG. 5 shows an example thereof. First, as shown in FIG. 5A, the metal powder 2 is dispensed on the lifting table 1 with a squeegee 3 to a predetermined thickness. The elevating table 1 moves up and down along the side surface of the reference table 4, and the squeegee 3 reciprocates in the horizontal direction at the same level as the upper surface of the reference table 1. Therefore, a layer of the metal powder 2 can be formed on the lifting table 1 with a thickness corresponding to the step Δt between the upper surface of the lifting table 1 and the upper surface of the reference table 4. Thereafter, as shown in FIG. 5B, the light beam L such as a laser beam condensed by the condenser lens 5 is scanned to irradiate only the necessary portion of the layer of the metal powder 2 with the light beam L. Thus, the layer of the metal powder 2 irradiated with the light beam L is sintered to form a bonding layer 6a having a thickness Δt.
[0004]
Next, the elevating table 1 is lowered to the dimension Δt, and the metal powder 2 is supplied onto the bonding layer 6a. As shown in FIG. Is coated on the bonding layer 6a, and then, as shown in FIG. 5 (d), only a necessary portion of the layer of the metal powder 2 is irradiated with the light beam L to be sintered. The bonding layer 6b is laminated together. By repeating such an operation for the required number of layers, a predetermined number of bonding layers 6a to 6f are laminated and integrated as shown in FIG. 5E, and a plurality of bonding layers 6a to 6f are combined as shown in FIG. The powder combination A can be produced as a metal powder sintered body made of
[0005]
Here, as described above, in producing the powder composite A, the product model 10 is converted into the product model 10 shown in FIG. 7 (based on the three-dimensional CAD data when the product model 10 shown in FIG. 7A is designed. As shown in b), the cross-sectional data of the slice surfaces of the respective layers 10a to 10f when horizontally sliced at a predetermined interval Δt are obtained, and the light beam L irradiated to each layer of the metal powder 2 based on the slice cross-sectional data is obtained. By determining the scanning path and forming the bonding layers 6a to 6b with horizontal cross-sectional shapes corresponding to the layers 10a to 10f, the powder combined body A shaped into the same three-dimensional shape as the product model 10 can be produced. it can.
[0006]
In addition, by adopting a construction method in which the bonding layers 6a to 6f are sequentially formed and stacked in this manner, it is not necessary to use a CAM that is three-dimensionally cut according to the shape designed by the three-dimensional CAD. Thus, it becomes possible to produce a three-dimensionally shaped product by repeating two-dimensional processing, and a three-dimensional shaped object can be quickly produced without using a complicated mechanism device. Is.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the powder combination A produced as a three-dimensional structure, when this is used as a molding die, in order to provide functions such as cooling and heating, the powder combination A is provided inside the powder combination A. A path through which the fluid flows is formed. Then, the powder composite A is filled in a dense state in which the metal powder 2 is sintered. When a fluid path is formed in the powder composite A, the powder composite A is formed. Later, it is necessary to perform processing such as cutting and drilling on the powder bonded body A. However, in such processes as cutting and drilling, the shape of the fluid path formed in the powder combined body A is limited to a simple one, and it is possible to freely design and form the fluid path in an optimum shape. It was impossible.
[0008]
Therefore, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 2001-126608 for the purpose of providing a method for producing a three-dimensional structure that can freely form a fluid path in an optimum shape in a powdered binder. . In the invention according to claim 4 of this application, the powder combined body is produced without melt-bonding the powder of the fluid path portion, and the powder of the fluid path is extracted from the powder combined body. In addition to designing and forming the fluid path, the flow resistance of the fluid flowing in the fluid path can be reduced and the flow velocity and flow rate can be increased, and the effect of heat exchange by the fluid is increased. .
[0009]
However, the following problems remain in the invention according to the application. That is, when a powder combination is produced with the fluid path opened to the outside, unbound powder is inadvertently discharged from the fluid path when the powder combination is transported to the next process. It was easy to scatter on the elevating table 1 and its periphery. Further, when a fluid path is formed three-dimensionally inside the metal powder combination, fine hair cracks or cracks are generated on the inner wall surface of the fluid path. Here, if a fluid is circulated in the fluid path, the fluid may ooze out from the hair cracks or cracks and flow out to the outer surface of the powder combination, and molding with a fluid path for mold temperature adjustment It was unsuitable as a metal mold.
[0010]
The present invention was invented in order to solve the above-mentioned problems in the prior art and also to solve the problems in the above-mentioned prior application of the present applicant. The fluid path can be freely formed. At that time, the unsintered metal powder is appropriately discharged and removed, and the flow resistance in the fluid path is reduced, and a flow path path for temperature adjustment is provided. An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a molding die that can obtain an optimal three-dimensional structure as a molding die.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a molding die, wherein a bonding layer is formed by irradiating a predetermined portion of a metal powder layer with a light beam to sinter the metal powder, and the metal powder is formed on the bonding layer. In addition, a bonding layer integrated with the lower bonding layer is formed by irradiating a predetermined portion of the metal powder with a light beam and sintering it, and by repeating this, a plurality of bonding layers are laminated. In producing a powder combined body to be an integrated molding die, a plurality of the bonding layers are laminated and integrated on a metal modeling plate to produce a powder combined body. At that time, a fluid path of the molding die In this case, the unsintered metal powder is left without being irradiated with the light beam, and after the powder combination is produced, an inlet hole and an outlet hole are formed in the modeling plate. Open the fluid path to the outside of the powder combination, and After the metal powders the remaining is characterized by discharging removed from the opened fluid path.
[0012]
Therefore, in this case, the metal powder that does not sinter without irradiating the light beam is left in the portion that becomes the fluid path, and after the powder combination is produced, the remaining metal powder is discharged and removed from the fluid path. By doing so, it is possible to easily form a fluid path that is a cavity, and here, it is possible to freely form the fluid path in an optimum shape.
[0013]
Moreover, when producing a powder combination, a plurality of bonding layers are laminated and integrated on a metal modeling plate to produce a powder combination, and after the powder combination is prepared, an inlet hole and a hole are formed on the modeling plate. An outlet hole is formed to open the fluid path to the outside of the powder combination, and then the remaining metal powder is discharged and removed from the opened fluid path, so that a powder combination is produced. At this stage, the unsintered metal powder is in a state of being hermetically held in the fluid path, and in this state, the powder combination can be transported and transported to prevent inadvertent leakage and scattering of the metal powder. it can.
[0014]
Then, when the drilling process of opening and forming the inlet hole and the outlet hole in the modeling plate is finished, the remaining unsintered metal powder can be appropriately discharged and removed from the opened fluid path. In addition, when a plurality of bonding layers are laminated and integrated on the modeling plate, the modeling plate is in a flat state without an entrance hole and an exit hole, so that the light beam is irradiated with high accuracy and has a predetermined shape. The fluid path is accurately formed.
[0015]
The method for manufacturing a molding die according to claim 2 of the present invention is the method for manufacturing a molding die according to claim 1, wherein the inlet hole and the outlet hole have substantially the same diameter as the fluid path. An opening is formed so as to communicate with both end portions.
[0016]
Therefore, in this case, in particular, the inlet hole and the outlet hole communicating with both ends of the fluid path are formed to have substantially the same diameter as that of the fluid path. The flow resistance of the fluid such as for use can be reduced and the flow velocity and flow rate can be increased, and the effect of heat exchange and the like by the fluid is increased.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a molding die according to the first or second aspect of the invention, in which the compressed fluid is allowed to flow from the inlet hole to remain in the fluid path. The metal powder is discharged and removed from the outlet hole.
[0018]
Therefore, in this case, in particular, since the metal powder remaining in the fluid path is discharged and removed by flowing the compressed fluid, the unsintered metal powder is reliably and smoothly discharged and removed from the fluid path. The metal powder is reliably prevented from remaining in the fluid path.
[0019]
The method for producing a molding die according to claim 4 of the present invention is the method for producing a molding die according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal powder is discharged and removed from the fluid path. It is characterized in that a sealing agent flows into the fluid path, and the sealing agent is permeated into the inner wall surface of the fluid path by capillary action to perform the sealing process.
[0020]
Therefore, in this case, in particular, after discharging and removing the metal powder from the fluid path, the sealing agent is introduced into the fluid path, and the sealing agent is permeated into the inner wall surface of the fluid path by capillary action. Since the sealing process is performed, hair cracks and cracks generated on the inner wall surface of the fluid path are reliably filled and sealed. Therefore, in this fluid path, exudation of fluid for mold temperature adjustment and the like can be prevented, the flow resistance of the fluid can be reduced, and the flow velocity and flow rate can be increased. The effect is increased.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1, 2 and 4 show an embodiment corresponding to all claims 1 to 4 of the present invention. In the manufacturing method of the molding die of this embodiment, the powder combined body A can be produced by using the metal powder 2 and irradiating a light beam L such as a laser beam as shown in FIGS. it can.
[0022]
That is, the metal powder 2 is irradiated with the light beam L to sinter the metal powder 2 to form a bonded layer 6a in which the metal powder 2 is sintered and bonded, and a metal layer is formed on the bonded layer 6a. By covering the powder 2 layer and irradiating the metal powder 2 with the light beam L and sintering it, a bonding layer 6b integrated with the lower bonding layer 6a is formed, and by repeating this, a plurality of Can be produced. The powder bonded body A is made of a metal powder sintered body in which the bonding layers 6a, 6b, 6c.
[0023]
Here, as the metal powder 2, for example, iron powder having an average particle diameter of about 20 to 30 μm, other iron-based powder materials, or a mixed powder material of bronze and nickel can be used, and each of the bonding layers 6a, 6b, 6c... Can be formed with a thickness Δt of about 0.02 to 0.2 mm. As shown in FIG. 5, a predetermined number of bonding layers 6a to 6f are sequentially laminated and integrated, and as shown in FIG. 6, a powder combination A is formed as a metal powder sintered body composed of a plurality of bonding layers 6a to 6f. Since the specific contents to be manufactured are the same as described above, the specific description is omitted here.
[0024]
As described above, when the powder combination A is manufactured, based on the three-dimensional CAD data when designing the product model 10 as shown in FIG. ), The slice data of the slice surfaces of the respective layers 10a to 10f when horizontally sliced at a predetermined interval Δt is obtained, and the light beam L irradiated to each layer of the metal powder 2 based on the slice cross-sectional data is obtained. By determining the scanning path and forming the bonding layers 6a to 6b with horizontal cross-sectional shapes corresponding to the layers 10a to 10f, the powder combined body A shaped into the same three-dimensional shape as the product model 10 can be produced. it can.
[0025]
In this case, the cross-sectional data of the product model 10 and each of the layers 10a to 10f is obtained by subtracting a portion corresponding to the fluid path 8 from the whole, and the powder combined body A having the fluid path 8 is produced. In addition, by adopting a construction method in which the bonding layers 6a to 6f are sequentially formed and stacked in this manner, it is not necessary to use a CAM that is three-dimensionally cut according to the shape designed by the three-dimensional CAD. Thus, it becomes possible to produce a three-dimensionally shaped product by repeating two-dimensional processing, and a three-dimensional shaped object can be quickly produced without using a complicated mechanism device. Is.
[0026]
By the way, since the light beam L is not irradiated to the portion that becomes the fluid path 8, in the powder combined body A, the metal powder 2 that is not sintered in the fluid path 8 is formed in the fluid path 8 as shown in FIG. Will remain. Further, here, the above-mentioned bonding layers 6a to 6b (bonding layer portion 6) obtained by sintering the metal powder 2 on the modeling plate 7 made of metal are laminated and integrated to produce a powder bonded body A. At this time, the light beam L is not irradiated to the portion that becomes the fluid path 8, and therefore, the unsintered metal powder 2 is sealed in the fluid path 8 of the powder combination A. It will be retained.
[0027]
In this case, the metal powder 2 is made of an iron-based powder material, the modeling plate 7 is formed of the same type of iron-based plate material, and the sintered bonding layer portion 6 is firmly bonded and fixed to the modeling plate 7. Is done. In this state, the unsintered metal powder 2 is in a state of being hermetically held in the fluid path 8, and the powder combination A is transported and conveyed in this state, so that the metal powder 2 is inadvertently prepared. Leakage and scattering can be prevented, and the lifting table 1 shown in FIG.
[0028]
Therefore, as shown in FIG. 1B, an inlet hole 9a and an outlet hole 9b communicating with the fluid path 8 are formed in the portion of the modeling plate 7, and the fluid path 8 is formed outside the powder combined body A. Is to be opened. In this case, as shown in FIG. 2, the inlet hole 9a and the outlet hole 9b are coaxially connected to the fluid path 8, and have substantially the same diameter so as to communicate with both ends of the fluid path 8. Then, it is drilled in the modeling plate 7. At this time, the modeling plate 7 is drilled and cut with a drill or the like, but the operation is easy only by cutting to a depth corresponding to the thickness of the modeling plate 7.
[0029]
Here, as shown in FIG. 3, if the modeling plate 7 is pre-pierced with the inlet hole 9a and the outlet hole 9b corresponding to the fluid path 8, the following problems occur. It is. That is, as shown in FIG. 3 (a), if the modeling plate 7 is preliminarily provided with the inlet hole 9a and the outlet hole 9b, generally, at the rim portion of the inlet hole 9a and the outlet hole 9b. Is chamfered 12, and therefore, the bonding layer portion 6 laminated and integrated on the chamfer 12 interferes with sintering in the chamfer 12, particularly at both end portions of the fluid path 8. It cannot be formed with high accuracy.
[0030]
Further, as shown in FIG. 3 (b), even when the chamfer 12 is not provided at the edge portions of the inlet hole 9a and the outlet hole 9b, the modeling plate 7 is set off from a predetermined position. The light beam L is irradiated to a position shifted from the inlet hole 9a or the outlet hole 9b, and the fluid path 8 is formed larger than a predetermined diameter. In any case, if the hole 9a and the outlet hole 9b are previously formed in the modeling plate 7, it is difficult to cover the layer of the metal powder 2 on the hole 9a. In other words, the metal powder 2 may fall, and the fluid path 8 having a predetermined shape is not accurately formed.
[0031]
On the other hand, as shown in FIG. 2, after the powder combined body A is produced, when the inlet hole 9 a and the outlet hole 9 b are formed in the modeling plate 7, the bonding layer portion is formed on the modeling plate 7. 6 is laminated and integrated, the modeling plate 7 is in a flat state without the inlet hole 9a and the outlet hole 9b, so that the layer of the metal powder 2 can be easily and reliably coated thereon. Thus, the light beam L is also irradiated with high accuracy, and the fluid path 8 having a predetermined shape is accurately formed.
[0032]
Then, as shown in FIG. 1C, the remaining unsintered metal powder 2 is discharged and removed from the fluid path 8 opened as described above. In this case, a compressed fluid 11 such as compressed air or a compressed liquid is introduced from the inlet hole 9a, and the metal powder 2 remaining in the fluid path 8 is forcibly discharged and removed from the outlet hole 9b. Here, it is possible to suck and remove the metal powder 2 from the fluid path 8 by sucking from the outlet hole 9b with a suction machine or the like, but in this case, it becomes difficult to process the metal powder 2 after being sucked. It is preferable to extrude with the compressed fluid 11 as described above.
[0033]
Further, after the metal powder 2 is discharged and removed from the fluid path 8 as described above, as shown in FIG. 4, the sealing agent 13 flows into the fluid path 8, and this sealing agent 13 is removed from the fluid path 8. The sealing is performed by infiltrating the inner wall surface of the path 8. In this case, as shown in FIG. 4 (a), the powder combined body A is placed on the table 15 so that the inlet hole 9a and the outlet hole 9b at the both ends of the fluid path 8 are opened upward, As shown in FIG. 4B, the sealing agent 13 is poured into the fluid path 8 from either the inlet hole 9 a or the outlet hole 9 b, and the sealing agent 13 is approximately put into the fluid path 8. As a full state, leave this state for a while (about 5 minutes).
[0034]
At this time, the inlet hole 9a and the outlet hole 9b may be covered so that the sealing agent 13 does not flow out of the fluid path 8. Here, the sealing agent 13 permeates the inner wall surface of the fluid path 8 due to the capillary phenomenon of the liquid, and soaks into the hair cracks and cracks 14 in the powder sintered body of the powder bonded body A, which is surely confirmed. It is buried and sealed. In this case, the sealing agent 13 is a liquid that has a low viscosity and can permeate and seal even fine pores that are invisible due to the capillarity of the liquid, for example, the viscosity of the liquid is 20 ° C. 0.35CP (12DINsek), fine pores with a liquid permeability of 0.1mm or less, and 1 / 100mm gaps with 50mm in 3 minutes can be used.
[0035]
Here, depending on the size of hair cracks, cracks 14 and the like, the sealing action is increased by changing the particle diameter of the sealing agent 13. For example, in the case of a crack of about 0.5 mm, the inner wall surface of the fluid path 8 is surely sealed when the small particle sealing agent 13 is used after the large particle sealing agent 13 is used first. Is. Further, the sealing agent 13 is filled in the fluid path 8 and left for several minutes (about 5 minutes), and then is temporarily discharged from the fluid path 8, and a new sealing agent 13 is again placed in the fluid path 8. By pouring and repeating this several times, the sealing action is further increased.
[0036]
In addition, when using the sealing agent 13 having low viscosity and high permeability, the entire powder bonded body A is immersed in the tank in which the sealing agent 13 is stored, or the same sealing agent is used. Even if 13 is applied several times to a location such as a hair crack or crack 14, the sealing treatment is applied. However, since it is efficient and effective that the sealing process is performed only on the inner wall surface of the fluid path 8 and it is difficult to insert a brush into the fluid path 8, as described above. A method of sealing treatment in which the treatment agent 13 flows into the fluid path 8 and permeates into the inner wall surface thereof is preferable.
[0037]
Finally, the excess portion of the sealing agent 13 is completely discharged from the fluid path 8, and the powder combined body A is left at room temperature or in a heated state for several hours. In this case, as shown in FIG. 4 (c), the powder combined body A is reversed so that the inlet hole 9a and the outlet hole 9b at both ends of the fluid path 8 are opened downward. What is necessary is just to let the excess part of the processing agent 13 flow out from the fluid path | route 8, and to leave in this inversion state. Thereby, the sealing agent 13 provided for sealing in the fluid path 8 is completely cured, and the sealing process on the inner wall surface of the fluid path 8 is completed. On the inner wall surface of the fluid path 8 subjected to the sealing treatment, not only hair cracks and cracks 14 are reliably sealed, but the inner wall surface is smooth, and the fluid flow resistance there is also reduced. The fluid path 8 is optimal for circulating a fluid for cooling or heating.
[0038]
Therefore, in the manufacturing method of the molding die of this embodiment, the metal powder 2 that does not sinter without irradiating the light beam L is left in the portion that becomes the fluid path 8, and the powder combination A is manufactured. After that, the remaining metal powder 2 is discharged and removed from the fluid path 8 so that the fluid path 8 can be easily formed. In this case, even if the fluid path 8 has a complicated and long shape, the remaining metal powder 2 can be easily discharged and removed from the fluid path 8, and the fluid path 8 can be freely formed in an optimum shape. be able to.
[0039]
Moreover, when the powder combination A is produced, a plurality of bonding layers 6a, 6b, 6c,... Are laminated and integrated on the metal forming plate 7, and the powder combination A is produced. After that, an inlet hole 9a and an outlet hole 9b are formed in the shaping plate 7 to open the fluid path 8 to the outside of the powder combined body A. Thereafter, the remaining metal powder 2 is added to the molding plate 7 Since it is discharged and removed from the opened fluid path 8, the unsintered metal powder 2 is in a state of being hermetically held in the fluid path 8 at the stage where the powder bonded body A is manufactured. By transferring and transporting the body A, inadvertent leakage and scattering of the metal powder 2 can be prevented.
[0040]
Then, when the drilling process for forming the inlet hole 9a and the outlet hole 9b in the modeling plate 7 is finished, the remaining unsintered metal powder 2 is appropriately discharged and removed from the opened fluid path 8. Is something that can be done. When the plurality of bonding layers 6a, 6b, 6c,... Are laminated and integrated on the modeling plate 7, the modeling plate 7 is a flat surface in which the opening 9a for the entrance and the opening 9b for the exit are not formed. Since it is in the state, it is easy to coat the layer of the metal powder 2 on it, and the light beam L is also irradiated with high precision, and the powder combination A having the fluid path 8 having a predetermined shape is accurately laminated.
[0041]
Further, in the manufacturing method of the molding die of this embodiment, the inlet hole 9a and the outlet hole 9b communicating with both ends of the fluid path 8 are formed in the modeling plate 7 so as to have substantially the same diameter as the fluid path 8. Therefore, the flow resistance of the fluid for adjusting the mold temperature and the like flowing through the fluid path 8 can be reduced, and the flow velocity and flow rate can be increased, and the effect of heat exchange by the fluid is increased. . Further, since the metal powder 2 remaining in the fluid path 8 is discharged and removed by flowing the compressed fluid 11, the unsintered metal powder 2 is discharged and removed from the fluid path 8 reliably and smoothly. The residual metal powder 2 in the fluid path 8 is reliably prevented.
[0042]
Furthermore, in the manufacturing method of the molding die of this embodiment, after discharging and removing the metal powder 2 from the fluid path 8, the sealing agent 13 flows into the fluid path 8, and the sealing agent 13 is removed. Since the inner wall surface of the fluid path 8 is permeated by capillarity to perform sealing treatment, hair cracks and cracks 14 generated on the inner wall surface of the fluid path 8 are reliably filled and sealed. Therefore, in this fluid path 8, the fluid for mold temperature adjustment or the like can be prevented from seeping out, the flow resistance of the fluid can be reduced, and the flow velocity or flow rate can be increased. The effect is increased.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in the method of manufacturing a molding die according to claim 1 of the present invention, the fluid path can be easily formed in an optimal shape, and at the stage where the powder combination is produced, The sintered metal powder is hermetically held in the fluid path and easy to handle, and when the drilling process is completed, the remaining metal powder can be appropriately discharged and removed from the opened fluid path. Further, when a plurality of bonding layers are laminated and integrated on the modeling plate, the modeling plate is in a flat state, and a powder combination having a fluid path of a predetermined shape is accurately formed thereon.
[0044]
Further, in the method for manufacturing a molding die according to claim 2 of the present invention, in particular, the die in which the fluid path, the inlet hole and the outlet hole are communicated with each other with substantially the same diameter and are circulated in the fluid path. The flow resistance of the fluid for temperature adjustment or the like becomes smaller, and the flow velocity or flow rate can be increased, and the effect of heat exchange or the like by the fluid is increased.
[0045]
In the method for manufacturing a molding die according to claim 3 of the present invention, in particular, when the compressed fluid is introduced, the unsintered metal powder remaining in the fluid path is reliably and smoothly discharged and removed. The metal powder is reliably prevented from remaining in the fluid path.
[0046]
Further, in the method for manufacturing a molding die according to claim 4 of the present invention, in particular, hair cracks and cracks are reliably sealed by the sealing treatment, and fluid stains for adjusting the mold temperature in the fluid path are obtained. Outflow is prevented, the flow resistance of the fluid becomes smaller, and the flow velocity and flow rate can be increased, and the effect of heat exchange and the like by the fluid is increased.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view showing a state in which metal powder remains and is sealed in a fluid path, and FIG. 1B is a cross-sectional view through the fluid path. Sectional drawing which shows the open state, (c) is sectional drawing which shows the state which discharges and removes the said remaining metal powder from the fluid path | route.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a state where a fluid path is opened through in the manufacturing method of the molding die according to the embodiment;
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views of the main part of each of the fluid paths in which a drilling process is performed on the modeling plate by a method different from the present invention. FIG.
4A is a cross-sectional view showing a state in which a fluid path is opened through; FIG. 4B is a cross-sectional view showing a state in which a sealing agent flows into and penetrates the fluid path; Sectional drawing which shows the state which exists, (c) is sectional drawing which shows the state which discharged and removed the sealing agent from the fluid path | route.
FIGS. 5A to 5E are cross-sectional views showing respective steps of manufacturing a powder bonded body, wherein FIGS.
FIG. 6 is a perspective view showing a powder bonded body obtained by the production described above.
7A is a perspective view showing a designed product model used for manufacturing the same as above, and FIG. 7B is a perspective view showing each layer sliced from the product model.
[Explanation of symbols]
2 Metal powder
6 Bonding layer
6a, 6b, 6c ... tie layer
7 Modeling plate
8 Fluid path
9a Inlet hole
9b Outlet hole
11 Compressed fluid
A powder combination
L Light beam

Claims

A predetermined portion of the metal powder layer is irradiated with a light beam to form a bonding layer in which the metal powder is sintered. The metal powder layer is coated on the bonding layer and the light beam is applied to the predetermined portion of the metal powder. Forming a bonding layer that is integrated with the lower bonding layer by irradiation and sintering, and by repeating this process, a powder bonded body that becomes a molding die in which a plurality of bonding layers are laminated and integrated is produced. The powder bonding body is produced by laminating and integrating the plurality of bonding layers on the metal modeling plate. At this time, the green metal is not irradiated onto the portion that becomes the fluid path of the molding die. The powder is left to remain, and after the powder combined body is produced, an inlet hole and an outlet hole are formed in the modeling plate to open a fluid path to the outside of the powder combined body. Fluid that was opened up the remaining metal powder Method for manufacturing a forming mold, characterized in that the exhaust removal from the road.

2. The method for producing a molding die according to claim 1, wherein the inlet hole and the outlet hole have substantially the same diameter as that of the fluid path, and the openings are formed so as to communicate with both ends of the fluid path.

3. The method for producing a molding die according to claim 1, wherein the metal powder remaining in the fluid path is discharged and removed from the outlet hole by flowing a compressed fluid from the inlet hole.

After discharging and removing the metal powder from the fluid path, the sealing agent flows into the fluid path, and the sealing agent is permeated into the inner wall surface of the fluid path by capillary action to perform the sealing process. The manufacturing method of the shaping die as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.