模型部件及模型部件的制造方法与流程

模型部件及模型部件的制造方法
1.本技术是申请日为2019年1月30日、申请号为2019100912058、发明名称为“模型部件及模型部件的制造方法”的申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及模型部件及模型部件的制造方法。


背景技术：

3.在对被称作所谓的塑料模型(注册商标)那样的组装模型的部件(也称作零件)，例如玩具的面部进行着色时，采用一处一处地用人的手涂色、利用在彩色部位设有开口部的掩模并用喷雾器进行涂装的方法(参照专利文献1)。而且，还提案利用具备多个打印机和多个输送机的彩色装置使涂装自动化的方法(参照专利文献2)。
4.专利文献1：日本实公平3
‑
34226号公报
5.专利文献2：日本特开平8
‑
47585号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.然而，实施颜色阶梯性地变浓那样的渐变是需要技能的，并难以使品质稳定。而且，在使用涂装用的彩色装置的情况下，还存在追加的设备投资、设备大型化这样的问题。
8.于是，本发明的目的在于提供以稳定的品质实施了渐变的模型部件及其制造方法。
9.用于解决问题的方案
10.用于解决上述课题的本发明为一种模型部件，
11.该模型部件具有：
12.第1层，其由第1颜色的第1材料形成；以及
13.第2层，其以覆盖所述第1层的至少一部分的方式形成，并由与所述第1颜色不同的第2颜色的第2材料形成，其特征在于，
14.所述第2层包含至少一部分的厚度形成得薄于其他部分的厚度的区域。
15.发明的效果
16.采用本发明，能够提供以稳定的品质实施了渐变的模型部件及其制造方法。
附图说明
17.图1是表示与发明的实施方式相对应的模型部件的制造方法的一个例子的流程图。
18.图2是用于说明与发明的实施方式相对应的模型部件的结构的图。
19.图3是用于说明与发明的实施方式相对应的模型部件的剖面结构的图。
20.图4是用于说明按照与发明的实施方式相对应的模型部件的制造方法制作的成型
物的图。
具体实施方式
21.以下，参照附图对发明的例示性的实施方式进行说明。另外，在各图中，相同的附图标记表示相同的要素。而且，在各图中，将相对于纸面的上下左右方向设为本实施方式的部件(或零件)的上下左右方向，并在本说明书的说明时使用。另外，本发明在以下说明的实施方式中作为成型材料而例示聚苯乙烯，但并不限定于此，并不排除利用其他的材质(聚乙烯、abs等热塑性树脂、热固性树脂、金属等)。
22.首先，按照图1的流程图说明与发明的实施方式相对应的模型部件的制造方法。在s101中，进行用于形成构成模型部件的骨架部分的一次成型层的一次成型。作为一次成型层的成型材料(原材料)，能够使用加强聚苯乙烯(kps)。接着，在s102中，在一次成型层的上侧进行用于以覆盖一次成型层的方式形成二次成型层的二次成型。作为二次成型层的成型材料，能够使用例如通用聚苯乙烯(gpps)或者耐冲击性聚苯乙烯(hips)。接下来在s103中，在二次成型层的上侧进行用于以覆盖二次成型层的方式形成三次成型层的三次成型。三次成型层的成型材料能够使用与一次成型层相同的kps。三次成型层形成模型部件的外侧表面，但其厚度局部不同，形成得较薄的部分以使形成于其下侧的二次成型层的颜色透过的程度的厚度形成。
23.在上述的工序中，构成一次成型层的成型材料和构成三次成型层的成型材料的种类及颜色设为相同。另一方面，二次成型层的成型材料与一次成型层的成型材料及三次成型层的成型材料相比，至少颜色不同。相比于一次成型层和三次成型层，二次成型层能够设为浓度较高的颜色。例如，在模型部件构成人偶的面部、身体的一部分的情况下，构成表面的三次成型层为肤色，相对于此，二次成型层能够设为较浓的肤色或较浓的橙色、较浓的粉红色等。三次成型层的颜色和二次成型层的颜色既可以是同色系的颜色，也可以相互为类似色、相反色。在本实施方式中，通过这样地由不同颜色的成型材料形成三次成型层和二次成型层，并在此基础上将三次成型层形成得较薄，而能够透过看到位于三次成型层下方的颜色不同的二次成型层，从而能够表现渐变。
24.而且，对各成型层的成型材料的材质而言，由于使一次成型层、二次成型层、三次成型层彼此结合并一体化，因而能够设为共用的材质。在上述的例子中，kps、gpps、hips的性质存在不同，但作为聚苯乙烯而使用了共用的材料。除聚苯乙烯以外，还可以共用使用例如abs树脂、聚乙烯(pe)等。而且，也可以在一部分层使用不同材质的原材料。
25.包括上述的三个阶段的成型工序的模型部件的制造方法能够使用例如多色成型装置来实施。在各成型工序中，使用与该工序相对应的成型模具。具体而言，使成型材料流入成型模具的浇道槽、用于将各部件成型的成型空间(膜腔)来使成型物形成，冷却后将成型物从成型模具中取出。对由一次成型、二次成型制作而成的成型物而言，分别安装于下一成型工序的成型模具来执行二次成型或者三次成型。由于使用了多色成型装置的成型方法众所周知，因此省略更详细的说明。
26.图2是用于说明按照图1的制造方法制造的模型部件的结构的一个例子的图。图2的(a)是表示利用与本实施方式相对应的三个阶段的成型工序制作的，作为人偶玩具的躯干的一部分的模型部件200的一个例子的图。图2的(b)是将模型部件200分离为从一次成型
层到三次成型层的分离图。如图2的(b)所示，一次成型层201形成躯干的骨架部分。该骨架具有在构件之间包含间隙的梳子状或格栅状的结构，但该结构仅为一个例子，还可以设为在骨架整体中不存在间隙地填充成型材料而成的结构。
27.二次成型层202以覆盖一次成型层201的方式形成，在其表面形成有凹凸，利用该凹凸调整三次成型层203的厚度。三次成型层203为形成模型的表面的成型层，具有与模型的期望的外形相对应的表面。由于模型部件200为人偶玩具的躯干的一部分，因此，利用三次成型层的表面形状来表现腹肌的线、细腰等。
28.若比较二次成型层202和三次成型层203，则二次成型层202构成为包含三次成型层203的相似形状(将三次成型层203缩小而成的形状)的部分和不相似形状的部分。二次成型层202的相似形状的部分将三次成型层203的厚度保持为规定值。另一方面，不相似形状的部分比相似形状的部分隆起(形成凸状)，由此，三次成型层203形成得薄于规定值。在此，规定值相当于不能从外侧透过三次成型层观察确认二次成型层的颜色的三次成型层的厚度中最薄的厚度。
29.接着，说明与本实施方式相对应的模型部件200的剖面结构。图3的(a)是例示地表示图2的(a)的模型部件200的a－b剖面的剖视图。如图3的(a)的剖视图所示，可知构成模型部件200的最外侧的面的三次成型层203的厚度根据模型部件200的部位而不同。例如，比较d1、d2、d3时，厚度为d1＞d2≈d3。在此，d1设为具有在不能从三次成型层203的表面透过看到二次成型层202的区域中的最薄的厚度(相当于上述的规定值的厚度)。而且，d2、d3分别具有在能够从三次成型层203的表面透过看到二次成型层202的区域中的最薄部分的厚度。d2、d3薄于d1的规定值的厚度即可。
30.在本实施方式中，能够将d1、d2、d3的数值分别设为d1＝d1(例如，1毫米)、d2＝d3＝d2(例如，0.5毫米)。但是，这些仅为一个例子，可以根据所使用的原材料的性质(透明度)使d1、d2的值进一步减小或者增大。或者，在根据场所而想要变更基底的透明程度的情况下，可以将区域内的最薄值设为不同的值。例如，可以相对于d2为0.5毫米而将d3设为0.7毫米。
31.通过这样地将三次成型层203局部地形成得较薄，能够从模型部件200的外侧透过三次成型层203观察位于其内侧的二次成型层202的色彩。图3的(b)是用于说明能够从模型部件200的外侧透过三次成型层203观察二次成型层202的色彩的情况的图。如图3的(b)所示，透过区域204形成于三次成型层203中厚度形成得较薄的位置。
32.此时，由于三次成型层203的厚度自最薄值的d2变化到不能够透过看到基底的d1，因而透过区域204从最薄值处最浓地透过看到基底的二次成型层202的颜色的部位开始颜色逐渐变淡而变化成三次成型层203自身的颜色，因此，观察者能够在模型部件200的表面观察渐变。
33.渐变的状态能够根据自d2向d1的变化的形式的不同而不同。例如，通过使厚度的变化的程度急剧或使厚度的变化的程度平缓，从较浓的颜色向较淡的颜色的变化的方式不同，因此，能够实现不同的渐变表现。例如，在想要局部显现较浓的颜色的情况下，使d2到d1的变化急剧即可。另一方面，在要从较浓的颜色经过较淡的颜色而转变成三次成型层203的原材料颜色的情况下，使d2到d1的变化平缓。例如，在以厚度成为d2的位置为中心的圆形区域中，在假定自中心沿着半径方向使厚度逐渐增加并在距离中心为半径r的位置厚度成为
d1这样的状况的情况下，若增大半径r，则变化变得平缓，若减小半径r，则变化变得急剧。
34.而且，若为相同的成型材料，则d1的值固定地确定，但由于d2的值能够设为可变，因此，可以根据想要表现的渐变的形态来变更d2的值。在想要附加渐变的区域中，在想要表现的颜色比最浓值淡即可的情况下，例如，能够不将d2的值设为0.5毫米，而设为0.7毫米。
35.接着，参照图4对按照与本实施方式相对应的图1的成型方法依次成型一次成型层到三次成型层而成型得到的成型物的结构进行说明。图4的(a)是表示利用一次成型而成型得到的成型物400的一个例子的图。图4的(b)是表示利用二次成型而成型得到的成型物410的一个例子的图。图4的(c)是表示利用三次成型而成型得到的成型物420的一个例子的图。
36.在图1的s101的一次成型中，首先制作成型物400。成型物400由主浇道401、副浇道402、部件403形成。成型物400由加强聚苯乙烯(kps)形成。主浇道401以包围部件403的周围的方式形成，部件201经由副浇道402与主浇道401连接，由此相对于主浇道401固定。主浇道401和副浇道402对应于用于使成型材料流入未图示的第1成型模具(通常，包括阳模和阴模)中的与部件403相对应的膜腔的槽。在s101的一次成型中，使成型材料(kps)自第1成型模具的主浇道槽经由副浇道槽流入与部件403相对应的膜腔，在使成型材料填充了所有的膜腔、主浇道槽以及副浇道槽之后，通过冷却，能够制作成型物400。
37.接着，在s102的二次成型中制作成型物410。成型物410通过利用通用聚苯乙烯(gpps)或者耐冲击性聚苯乙烯(hips)覆盖成型物400的至少一部分而形成。成型物410除成型物400以外，还包括主浇道411、副浇道412、部件413。在本实施方式中，通过自主浇道411经由副浇道412在部件403表面形成gpps或者hpps来形成部件413。主浇道411通过与副浇道402连接，从而相对于主浇道401固定。而且，部件413经由副浇道412与主浇道411连接，从而经由主浇道411相对于主浇道401固定。
38.与主浇道401等同样地，主浇道411和副浇道412对应于用于使成形材料流入未图示的第2成型模具中的与部件413相对应的膜腔的槽。在s102的二次成型中，在将成型物400固定于第2成型模具内之后，使成型材料(gpps或者hips)自第2成型模具的主浇道槽经由副浇道槽流入与部件413相对应的膜腔，在使成型材料填充了所有的膜腔、主浇道槽以及副浇道槽之后，通过冷却，能够制作成型物410。
39.另外，在进行二次成型的情况下，仅在部件413的上下配置有浇道槽。这是依据以下的理由。首先，部件413为人偶的躯干的一部分，上下的部分构成为与其他的部件连接。因而，相当于连接面的上下面不会在完成品的人偶玩具的表面暴露。相对于此，侧面为人偶的躯干本身，并且会在完成品的人偶玩具的表面暴露。此时，若与副浇道之间的连接部分残留在侧面，则会对完成品的外观产生影响。于是，在利用二次成型而将成型品410成型的情况下，以自不会对完成品的外观产生影响的方向供给成型材料的方式对浇道槽进行配置。
40.接着，在s103的三次成型中，制作成型物420。成型物420通过利用kps覆盖成型物410的至少一部分而形成。成型物420除成型物410以外，还包括主浇道421、副浇道422、部件423。成型物420的表面成为由kps覆盖，但至少完成品的人偶玩具中在表面暴露的部分由kps覆盖即可，不需要由kps覆盖成型物420整体。
41.主浇道421以包围部件423的周围的方式形成。在图4的(c)中，主浇道421包围了部件423的周围，但也可以仅在左侧、右侧设置主浇道421。部件423经由副浇道422与主浇道421连接。在图4的(c)中，从正面侧看成型物420，因此，副浇道422与部件423之间的连接存
在被副浇道402遮掩而未示出的部位，这样的部位是副浇道422与部件423在副浇道402的背面侧连接在一起的部位。而且，副浇道422与主浇道401或副浇道402连接，利用该连接，部件423相对于主浇道401固定。
42.与主浇道401等同样地，主浇道421和副浇道422对应于用于使成型材料(kps)流入未图示的第3成型模具中的与部件423相对应的膜腔的槽。在s103的三次成型中，在将成型物410固定于第3成型模具内之后，使成型材料自第3成型模具的主浇道槽经由副浇道槽流入与部件423相对应的膜腔，在使成型材料填充了所有的膜腔、主浇道槽以及副浇道槽之后，通过冷却，能够制作成型物420。
43.如上所述能够将成型物420成型。如图4的(c)所示，与成型物420的侧面侧连接的浇道为所有的kps的副浇道，gpps或者hpps的副浇道不存在于成型物420的侧面侧，而仅存在于成型物420的上下。因而，在完成品的人偶玩具的躯干表面不会残留gpps或者hpps原材料的与浇道之间的连接痕迹。
44.在上述的实施方式的说明中，说明了在首先利用一次成型形成了相当于部件的骨架的部分之后进行二次成型、三次成型的方法。但是，发明的实施方式并不限定于该步骤。例如，对不需要制作骨架部分的部位而言，可以省略一次成型而从二次成型开始。
45.认为需要制作骨架的情况是制作上述的实施方式中说明的躯干那样的，在表面不暴露二次成型的原材料的部件的情况。例如，在人偶玩具的情况下，在躯干、臂、腿这样的部件中，假定其表面暴露，因此，对这样的部件而言，为了可靠地进行相对于浇道的固定而制作骨架。假设在对这样的部件不制作骨架的情况下，仅在二次成型中制作而成的二次成型层形成主浇道和副浇道，三次成型前的部件仅由二次成型中制作而成的副浇道与主浇道连接。二次成型层由于成型材料的注射方向被限定为浇道的连接部分不在人偶玩具的表面暴露，因此，相对于主浇道的连接较弱，可能无法承受成型三次成型材料时的注射压力。而且，在不制作骨架的情况下，部件利用三次成型中制作而成的副浇道与主浇道的左右方向连接。该情况下，由于三次成型中制作的三次成型层较薄，而且，为了不在部件表面残留连接痕迹而尽可能地使连接部分较细，因而部件与副浇道之间的连接部分的强度相对较弱，因此，难以将成型物可靠地相对于浇道固定。相对于此，在利用一次成型制作了骨架的情况下，部件与副浇道之间的连接部分贯通二次成型层和三次成型层而确保与部件的连接，因此，能够提高连接部分的强度。另外，此时，如本实施方式所示，若将构成一次成型层和三次成型层的成型材料设为相同颜色，则即使利用一次成型形成的骨架的部件与副浇道之间的连接部分贯通三次成型层，也由于为相同颜色而难以引人注目，因此，在使完成品的外观良好方面较优选。
46.根据上述的理由，对于应避免二次成型层在完成品表面上的暴露的部件而言，期望进行一次成型。另一方面，对于即使在表面暴露也由于被其他的部件覆盖遮掩而结果上未暴露的那样的部件而言，例如，人偶玩具的面部等，由于端部能够被毛发的部件遮掩，因而也可以省略一次成型而从二次成型开始。而且，即使是臂、躯干，在包含通过另外安装装饰品而不会在表面暴露的部分的情况下，由于能够在利用该装饰品遮掩的部分确保与浇道之间的连接，因而也可以省略一次成型。
47.而且，说明了二次成型中使用的原材料的颜色为一种颜色的情况，也可以叠加使用多种颜色的原材料。例如，在上述的实施方式中，说明了形成人偶玩具的表面的三次成型
层的颜色为肤色，二次成型层的颜色为橙色或者粉红色的情况，但为了应用阴影，还可以在二次成型层下再形成黑色层。此时，通过与上述实施方式同样地调整层的厚度，能够调整阴影的应用。
48.如上所述，根据本实施方式，能够提供以稳定的品质实施了渐变的模型部件及其制造方法。