▼ 金型製作・構造 B−8 通気構造を有する金属光造形金型による生産エネルギー低減効果 Study on production energy reduction with the use of gas permeable mold produced by laser sintering 田中耕平＊＊＊〔Kyushu Institute of Technology〕九州工業大学楢原弘之＊＊＊是澤宏之 2．実験方法 1．はじめに金属光造形複合加工法は、金属粉末積層造形と高速（１）射出成形機電力測定切削を融合させた加工法である。造形プロセスは、材通気性金型は樹脂の流動性向上に効果があるため、料となる金属粉末を造形ステージ上に供給し、レーザ射出圧力、樹脂温度にかかわる部分の電力を測定する。ー光を任意の形状に照射し焼結する。さらに高速切削よって本実験では射出成形機全体、射出圧力を制御すにより寸法精度を向上させる。以上の工程を繰り返するスクリューモータ、樹脂の温度を制御するヒータのことで 3 次元形状を製作する（図 1）。本加工法を用消費電力をそれぞれ測定する。射出成形機には 3 相いることで、金型と通気構造を一括しての造形が可能交流が使用されており、ブロンデルの定理より 2 相 1）分の電圧と電流の測定で電力の算出が可能である2）。である。通気構造を有する金型は、射出成形時における、金 U 相の電圧、電流をそれぞれ Vu、Iu とし、V 相の電型内部のガスに起因して発生する成形不良の対策とし圧、電流をそれぞれ Vv、Iv とすると電力 P は式（1）て有効である。また、通気部から金型内の空気が排出となる。されるため、樹脂の流動性が向上し、低圧力で樹脂の P＝Vu・Iu＋Vv・Iv （1）射出が可能となる。このことから、通気性金型による射出成形機の電力測定にはNR−500［㈱キーエンス］成形サイクルの低エネルギー化が期待されている。本および高電圧計測ユニットNR−HV04［㈱キーエンス］研究では、通気性金型による生産エネルギー低減に着を使用する。図 2 に示すように測定器を配線し、測目し、通気性金型による射出成形機の消費電力低減の定値と式（1）より 3 相交流の電力を算出する。成形に効果を調査する。用いる実験用金型の概要を図 3 に示す。樹脂の充填が困難な薄肉形状の成形を行うことで通気構造の効果＊ Kohei Tanaka：大学院情報工学府情報システム専攻、 Hiroyuki Narahara：同教授、＊＊＊Hiroshi Koresawa：同教授〒820−8502 福岡県飯塚市川津 680−4 ＊＊を図る。通気部は入れ子となっており、入れ子を造形し交換することで、通気構造を有した入れ子と有さない入れ子で実験を行うことが可能である。材料供給レーザー焼結スキージ造形物金属粉末レーザー光切削エンドミル工具ガルバノメーターミラー（２）通気構造試験片本実験では図 4 に示す、格子構造と低密度焼結構造が組み合わさった通気構造を用いる。格子構造はエネルギー密度の高いレーザー光で格子状に焼結した構造形ステージ材料タンク実験用金型図 1 金属光造形加工プロセス成形品形状可動型固定型エジェクタピン外形：70mm 薄肉部 U V モータ厚み：0.3mm 外径：30mm ゲートガス成形品制御盤入れ子形状 W 通気構造通気構造電流測定（A）電圧測定（V） PC NR-500 （KEYENCE）図 2 電力測定器配線０４４図 3 実験用金型の概要