JP2000024755A

JP2000024755A - 鋳型の製造方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000024755A
Application number: JP10197557A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Suzuki; 基之鈴木; Kazuki Watanabe; 一樹渡辺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2000-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】鋳型の製作時間を短縮する。【解決手段】本発明に係る鋳型の製造方法は、溶湯の
流入部分が、溶湯の熱で気化消失する模型Ｃによって形
成されている鋳型Ｗの製造方法において、模型材料Ｃ及
び／又は溶湯に溶けない耐熱性材料Ｓとから構成される
ほぼ一定厚みの鋳型分割層Ｗ１〜Ｗｎを形成し、その鋳
型分割層Ｗ１〜Ｗｎを順番に積層する。このため、模型
Ｃの製作と鋳型Ｗの製作とを同一の工程で行うことがで
き、鋳型の製作時間を短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶湯の流入部分
が、溶湯の熱で気化消失する模型によって形成されてい
る鋳型、即ち、フルモールド法において使用される鋳型
の製造方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルモールド法において使用される鋳型
を製造するには先ず発泡ポリスチレン等の模型材料を使
用して鋳物と等しい形状の模型を製作する。前記模型は
ブロック状の模型材料を削る方法、金型内で模型材料を
発泡成形する方法、又は模型のスライス層を成形してそ
のスライス層を順番に積層する方法等により製作される
（特開平６−２２６８６９号）。

【０００３】次に、模型を使用して造型機で鋳型を製作
する。鋳型は型枠内で模型を鋳型砂中に埋め込み、その
鋳型砂を固めることにより製作される。この時、模型の
周囲に充填された鋳型砂が均等に固められるように、鋳
型砂等に対して繰り返し振動や圧縮が加えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
鋳型の製造方法では、模型を製作する工程とその模型を
鋳型砂に埋め込んで鋳型を製作する工程とが必要となる
ため、鋳型の製作時間が長くなる。特に、模型の形状が
複雑な場合には鋳型砂に埋め込む際に振動等を加える回
数が多くなり、鋳型の製作時間はさらに長くなる。した
がって、鋳型の製作時間が長くなることにより鋳造のリ
ードタイムが長くなる。また、上記した鋳型の製造方法
を実施するためには模型を製造する設備と鋳型を製造す
る設備（造型機）とが必要となるため、設備管理が煩雑
になるとともに設備費も高くなる。

【０００５】そこで、本発明のうち請求項１に記載の発
明は、鋳型の製造時間を短くすることにより鋳造のリー
ドタイムの短縮を図ることをその目的とする。請求項２
に記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加え
て、多種類の鋳型の製造を可能にすることをその目的と
する。請求項３に記載の発明は、単一の設備で模型の製
造と鋳型の製造とを行えるようにして、設備管理を容易
にするとともに設備コストの低減を図ることをその目的
とする。また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記
載の発明の目的に加えて、単一の設備で多種類の鋳型の
製造を可能にすることをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有する鋳型の製造方法及びその装置によって解決
される。即ち、請求項１に記載の鋳型の製造方法は、溶
湯の流入部分が、溶湯の熱で気化消失する模型によって
形成されている鋳型の製造方法において、模型材料及び
／又は溶湯に溶けない耐熱性材料とから構成されるほぼ
一定厚みの鋳型分割層を形成し、その鋳型分割層を順番
に積層する。本発明によると、模型の製作と鋳型の製作
とを同一の工程で行えるため、従来よりも鋳型の製作時
間を短縮できる。さらに、鋳型分割層を形成してその鋳
型分割層を順番に積層するだけで模型が埋め込まれた鋳
型を成形できるため、模型の形状が複雑であっても鋳型
の製作時間が長くならない。このため、鋳造のリードタ
イムを短縮することができる。

【０００７】請求項２に記載の鋳型の製造方法は、請求
項１に記載された鋳型の製造方法において、模型の形状
データに基づくロボットの制御により、鋳型分割層を支
持する受け台と耐熱性材料あるいは模型材料を流出させ
るノズルとを水平方向に相対移動させ、模型の成形位置
でノズルから模型材料を流出させ、その他の位置でノズ
ルから耐熱性材料を流出させて鋳型分割層を形成する。
このため、模型の形状データを変更することにより鋳型
分割層における模型の形状を変えることができ、多種類
の鋳型の製造が可能となる。

【０００８】請求項３に記載の鋳型の製造装置は、請求
項１に記載された鋳型の製造方法を実施するための装置
において、耐熱性材料あるいは模型材料を流出させるノ
ズルと、鋳型分割層を支持する受け台と、前記ノズルと
受け台とを三次元方向へ相対移動させるロボットと、前
記ノズルの開閉動作及び前記ロボットの動作を制御する
コントローラとを有する。ここで、前記ノズルは耐熱性
材料用と模型材料用とを別々に設けても良いし、一つの
ノズルを耐熱性材料用と模型材料用とに切り替えて使用
するものであっても良い。本発明により、単一の設備で
模型の製造と鋳型の製造とを行うことができ、設備管理
が容易になるとともに設備コストの低減を図ることがで
きる。

【０００９】請求項４に記載の鋳型の製造装置は、請求
項３に記載された鋳型の製造装置において、前記コント
ローラは、模型の三次元形状データに基づいて前記ノズ
ルの開閉動作及び前記ロボットの動作を制御する。本発
明により、請求項２に記載された鋳型の製造方法を実施
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１から図７に基づいて本
発明の一の実施の形態に係る鋳型の製造方法及びその装
置の説明を行う。本実施の形態に係る鋳型は、フルモー
ルド法において使用される鋳型Ｗであり、溶湯の熱で気
化消失する消失模型Ｃ（以下、模型Ｃという）とその模
型Ｃを覆う砂型Ｓとから構成されている。ここで、図１
から図４は本実施の形態に係る鋳型の製造方法を表す図
面であり、図５から図７は本実施の形態に係る鋳型の製
造装置を表す図面である。

【００１１】鋳型の製造装置１は図５に示されるように
角形のベース２を備えており、そのベース２上に鋳型Ｗ
を収納する上部開放型の成形槽１２が載置されている。
即ち、前記成形槽１２が本発明の受け台として機能す
る。前記ベース２の横にはＸ，Ｙ，Ｚ軸方向にハンド
（図示されていない）を動かすことができる直角座標型
ロボット１０が設置されており、そのロボットのハンド
に積層用トーチ３０が装着されている。ここで、鋳型の
製造装置１の幅方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、
高さ方向をＺ軸方向として説明を行う。

【００１２】直角座標型ロボット１０は前記積層用トー
チ３０をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に動かすＸ軸モータ１０ｘ、
Ｙ軸モータ１０ｙ、及びＺ軸モータ１０ｚを備えてお
り、各軸モータ１０ｘ，１０ｙ，１０ｚが図７に示され
るようにコントローラ１１の動作指令出力部からの信号
に基づくアンプの動作電流によって駆動される。また、
積層用トーチ３０のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の移動距離はそれ
ぞれＸ軸スケール１０ａ、Ｙ軸スケール１０ｂ、Ｚ軸ス
ケール１０ｃによって測定され、それらの測定値がコン
トローラ１１のスケール値入力部に入力される。即ち、
前記コントローラ１１は、各軸スケール１０ａ，１０
ｂ，１０ｃの測定値に基づいて各軸モータ１０ｘ，１０
ｙ，１０ｚをフィードバック制御し、直角座標型ロボッ
ト１０のハンドに装着されている積層用トーチ３０を
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に設定距離だけ移動させる。

【００１３】前記積層用トーチ３０は砂あるいは模型材
料等を一定流量で流出させながらその流出させた砂ある
いは模型材料等を平らにならすものであり、砂等の流出
性を考慮して下向き装着されている。積層用トーチ３０
は図６に示されるように第一ノズル３１、第二ノズル３
２及び第三ノズル３３を備えており、その積層用トーチ
３０の先端面３０ｆにそれらのノズル３１，３２，３３
の開口が形成されている。また、積層用トーチ３０の先
端面３０ｆは平坦に成形されており、ノズル３１，３
２，３３から流出した砂や模型材料の表面を平らにする
へらとして機能する。

【００１４】前記積層用トーチ３０の第一ノズル３１は
砂と粘結剤との混合物（以下、砂という）を貯留する第
一タンク２１（図５参照）と第一配管３１ｐによって接
続されている。前記第一タンク２１には砂を第一ノズル
３１まで送るためのポンプが内蔵されており、また、前
記第一ノズル３１にはそのノズル３１を開閉するための
第一遮断弁３１ｖ（図示されていない）が装着されてい
る。このため、前記ポンプが駆動している状態で第一遮
断弁３１ｖが開放されると、第一ノズル３１から砂が一
定流量で流出する。また、第一遮断弁３１ｖが閉じられ
ることにより第一ノズル３１からの砂の流出が止められ
る。即ち、前記砂が本発明の耐熱性材料に相当する。

【００１５】前記第二ノズル３２は消失性材料である発
泡スチロールの小球（以下、模型材料という）を貯留す
る第二タンク２２と第二配管３２ｐによって接続されて
いる。前記第二タンク２２には模型材料を第二ノズル３
２まで送るためのポンプが内蔵されており、また、前記
第二ノズル３２にはそのノズル３２を開閉するための第
二遮断弁３２ｖ（図示されていない）が装着されてい
る。このため、前記ポンプが駆動している状態で第二遮
断弁３２ｖが開放されると、第二ノズル３２から模型材
料が一定流量で流出する。また、第二遮断弁３２ｖが閉
じられることにより第二ノズル３２からの模型材料の流
出が止められる。

【００１６】前記第三ノズル３３は模型材料の接着用バ
インダ（以下、バインダという）を貯留する第三タンク
２３と第三配管３３ｐによって接続されている。前記第
三タンク２３にはバインダを第三ノズル３３まで送るた
めのポンプが内蔵されており、また、前記第三ノズル３
３にはそのノズル３３を開閉するための第三遮断弁３３
ｖ（図示されていない）が装着されている。このため、
前記ポンプが駆動している状態で第三遮断弁３３ｖが開
放されると、第三ノズル３３からバインダが一定流量で
流出する。また、第三遮断弁３３ｖが閉じられることに
より第三ノズル３３からのバインダの流出が止められ
る。

【００１７】前記第一タンク２１、第二タンク２２、第
三タンク２３のポンプ及び前記第一遮断弁３１ｖ、第二
遮断弁３２ｖ、第三遮断弁３３ｖは、図７に示されるよ
うに、コントローラ１１の信号出力部から出力された電
気信号に基づいて作動される。なお、各々のタンク２
１，２２，２３と各々のノズル３１，３２，３３とを接
続する第一配管３１ｐ、第二配管３２ｐ及び第三配管３
３ｐは積層用トーチ３０のＸ，Ｙ，Ｚ方向の動きを妨げ
ないように可撓性を有している。

【００１８】前記直角座標型ロボット１０及び積層用ト
ーチ３０を制御するコントローラ１１は、データ生成用
コンピュータ４０からのデータに基づいて動作する。前
記データ生成用コンピュータ４０は鋳型Ｗ（模型Ｃ＋砂
型Ｓ）の三次元形状のデータを高さ方向に寸法Ｈ間隔で
水平にｎ分割した二次元形状データ（以下、等高線デー
タという）に変換する。即ち、厚みＨの鋳型分割層Ｗ１
〜Ｗｎを成形するための等高線データ（Ｎｏ，１〜Ｎ
ｏ，ｎ）を作成する。そして、前記鋳型Ｗの等高線デー
タを最下部（Ｎｏ，１）の等高線データから順番にコン
トローラ１１に転送する。前記コントローラ１１は、転
送された等高線データに基づいて直角座標型ロボット１
０の動作と積層用トーチ３０のノズル開閉動作とを制御
して、鋳型分割層を順番に形成する。図３は、一例とし
て、最下部からｅ番目の鋳型分割層Ｗｅの平面形状を表
しており、図４はその鋳型分割層ＷｅのＮｏ，ｅ等高線
データを表している。

【００１９】図３において、外枠の部分１２は前述の成
形槽１２を表しており、記号Ｓは砂の位置、記号Ｃは模
型材料の位置を表している。Ｎｏ，ｅ等高線データは、
成形槽１２内をＸ軸方向にｎ等分、Ｙ軸方向にｎ等分し
てマトリクス化し、それぞれの点について砂Ｓか、ある
いは模型材料Ｃかを指定している（図４（Ａ）参照）。
即ち、成形槽１２の内部は、第１行（Ｙ１）〜第ｎ行
（Ｙｎ）によって前後方向（Ｙ軸方向）にｎ等分されて
おり、第１列（Ｘ１）〜第ｎ列（Ｘｎ）によって左右方
向（Ｘ軸方向）にｎ等分されている。ここで、第１行
（Ｙ１）が成形槽１２の後端側に位置しており、第ｎ行
（Ｙｎ）が成形槽１２の前端側、第１列（Ｘ１）が成形
槽１２の左端側、第ｎ列（Ｘｎ）が成形槽１２の右端側
に位置している。

【００２０】例えば、図３において、成形槽内の第１行
（Ｙ１）に相当する位置（後端位置）は砂Ｓのみが存在
するため、図４（Ａ）における第１行（Ｙ１）の第１列
（Ｘ１）〜第ｎ列（Ｘｎ）は全て砂Ｓに指定される。同
様に成形槽内の第２行（Ｙ２）〜第ｍ−１行（Ｙｍ−
１）に相当する位置も砂Ｓのみが存在するため、図４
（Ａ）における第１行（Ｙ１）〜第ｍ−１行（Ｙｍ−
１）までの第１列（Ｘ１）〜第ｎ列（Ｘｎ）は全て砂Ｓ
に指定される。

【００２１】前記成形槽内の第ｍ行に相当する位置は、
砂Ｓと模型材料Ｃとが混在するため、図４（Ａ）におけ
る第ｍ行（Ｙｍ）の第１列（Ｘ１）〜第ｎ列（Ｘｎ）は
砂Ｓと模型材料Ｃとの配置に基づいて指定される。即
ち、第１列（Ｘ１）から第ｅ−１列（Ｘｅ−１）までが
砂Ｓ、第ｅ列（Ｘｅ）から第ｆ列（Ｘｆ）までが模型材
料Ｃ、第ｆ＋１列（Ｘｆ＋１）から第ｇ−１列（Ｘｇ−
１）までが砂Ｓ、第ｇ列（Ｘｇ）から第ｈ列（Ｘｈ）ま
でが模型材料Ｃ、第ｈ＋１列（Ｘｈ＋１）から第ｉ−１
列（Ｘｉ−１）までが砂Ｓ、第ｉ列（Ｘｉ）から第ｊ列
（Ｘｊ）までが模型材料Ｃ、第ｊ＋１列（Ｘｊ＋１）か
ら第ｎ列（Ｘｎ）までが砂Ｓに指定される。

【００２２】同様にして、前記成形槽内の第ｎ行（前端
位置）に相当する位置までの全ての行について、第１列
（Ｘ１）〜第ｎ列（Ｘｎ）が砂Ｓか、あるいは模型材料
Ｃかが指定される。しかし、マトリクス化された等高線
データはデータ量が多大であるため、前記等高線データ
をコントローラ１１に転送する際には、図４（Ｂ）に示
されるように、等高線データを模型材料Ｃの範囲のみを
指定する形式に変換してデータ量を減少させている。こ
れによって、等高線データの転送時間が短縮される。

【００２３】次に、図１、図２に基づいて本実施の形態
に係る鋳型の製造方法の説明を行う。先ず、データ生成
用コンピュータ４０によって鋳型の三次元形状のデータ
が高さ方向（Ｚ軸方向）に寸法Ｈ間隔で水平にｎ分割さ
れた二次元形状のデータ（以下、等高線データという）
に変換される。即ち、厚みＨの鋳型分割層Ｗ１〜Ｗｎを
形成するための等高線データ（Ｎｏ，１〜Ｎｏ，ｎ）が
作成される。次に、前記鋳型の最下部（第１番目）の鋳
型分割層Ｗ１を形成するためのＮｏ，１等高線データが
コントローラ１１に転送される。

【００２４】コントローラ１１は、データ生成用コンピ
ュータ４０から転送されてきたＮｏ，１等高線データに
基づいて直角座標型ロボット１０の動作と積層用トーチ
３０のノズル開閉動作とを制御する。先ず、直角座標型
ロボット１０により積層用トーチ３０が動かされ、その
積層用トーチ３０の先端面３０ｆが成形槽１２の底面か
ら高さＨの位置に位置決めされる。次に、その積層トー
チ３０が直角座標型ロボット１０により、成形槽内の第
１行（Ｙ１）に相当する位置（後端位置）を左右、即
ち、第１列から第ｎ列（Ｘ１〜Ｘｎ）まで動かされる
（図２（Ａ）参照）。

【００２５】ここで、最下部の鋳型分割層Ｗ１は、図１
に示されるように、砂Ｓのみで構成されるため、積層用
トーチ３０がＸ軸方向に動かされている間、第一遮断弁
３１ｖは開放状態に保持される。このため、積層用トー
チ３０の第一ノズル３１から砂Ｓが一定流量で連続して
流出し、その砂ｓが成形槽１２の底面に積層されて積層
用トーチ３０の先端面３０で平らに延ばされる。これに
よって、成形槽１２の底面上には第１行に相当する位置
に厚みＨの砂Ｓの帯が形成される。

【００２６】次に、前記積層トーチ３０が第２行（Ｙ
２）の第１列から第ｎ列（Ｘ１〜Ｘｎ）まで動かされ
る。これによって、同様に成形槽１２の底面上には第２
行に相当する位置に厚みＨの砂Ｓの帯が形成される。こ
のようにして、前記積層トーチ３０が第ｎ行（Ｙｎ）の
第１列から第ｎ列（Ｘ１〜Ｘｎ）まで順番に動かされる
と、第１行に相当する位置から第ｎ行に相当する位置の
砂Ｓの帯が互いに連続して厚みＨの鋳型分割層Ｗ１が形
成される。

【００２７】次に、第２番目の鋳型分割層Ｗ２を形成す
るためのＮｏ，２等高線データがデータ生成用コンピュ
ータ４０からコントローラ１１に転送される。コントロ
ーラ１１は、データ生成用コンピュータ４０から転送さ
れてきたＮｏ，２等高線データに基づいて直角座標型ロ
ボット１０の動作と積層用トーチ３０のノズル開閉動作
とを制御する。ここで、第２番目の鋳型分割層Ｗ２の平
面形状が、図３に示される平面形状に等しいと仮定して
直角座標型ロボット１０と積層用トーチ３０との動作説
明を行う。

【００２８】先ず、直角座標型ロボット１０により積層
用トーチ３０が動かされ、その積層用トーチ３０の先端
面３０ｆが成形槽１２の底面から高さ２×Ｈの位置に位
置決めされる。次に、その積層トーチ３０が直角座標型
ロボット１０により、成形槽内の第１行に相当する位置
の第１列から第ｎ列（Ｘ１〜Ｘｎ）まで動かされる。第
１行（Ｙ１）は全て砂Ｓで指定されているため（図４参
照）、第一遮断弁３１ｖは開放状態に保持される。この
ため、積層用トーチ３０の第一ノズル３１から砂Ｓが一
定流量で連続して流出し、その砂Ｓが鋳型分割層Ｗ１に
積層されて積層用トーチ３０の先端面３０で平らに延ば
される。これによって、鋳型分割層Ｗ１の上には第１行
に相当する位置に厚みＨの砂Ｓの帯が形成される。

【００２９】次に、その積層トーチ３０が直角座標型ロ
ボット１０により、第２行（Ｙ２）の第１列から第ｎ列
（Ｘ１〜Ｘｎ）まで動かされる。第２行（Ｙ２）も全て
砂Ｓで指定されているため（図４参照）、第一遮断弁３
１ｖは開放状態に保持される。これによって、鋳型分割
層Ｗ１の上には第２行に相当する位置に厚みＨの砂Ｓの
帯が形成される。

【００３０】このようにして、第３行、第４行 … と
繰り返し積層トーチ３０が動かされ、鋳型分割層Ｗ１の
上には第３行、第４行 … に相当する位置に厚みＨの
砂Ｓの帯が形成される。そして、積層トーチ３０が第ｍ
行に到達すると、第ｍ行では砂Ｓと模型材料Ｃとが混在
するために、砂Ｓと模型材料Ｃとの位置に応じて第一遮
断弁３１ｖと第二遮断弁３２ｖ、第三遮断弁３３ｖが切
り替えられる。

【００３１】即ち、第ｍ行では、第１列（Ｘ１）から第
ｅ−１列（Ｘｅ−１）までの間、第一遮断弁３１ｖが開
放される。これによって、第１列（Ｘ１）から第ｅ−１
列（Ｘｅ−１）までは厚みＨの砂Ｓの帯が形成される。
第ｅ列（Ｘｅ）から第ｆ列（Ｘｆ）までの間は、第一遮
断弁３１ｖが閉じられ、第二遮断弁３２ｖ、第三遮断弁
３３ｖが開放される。これによって、第二ノズル３２か
ら流出した模型材料Ｃと第三ノズル３３から流出したバ
インダとが混ぜられながら積層用トーチ３０の先端面３
０で平らに延ばされる。このため、第ｅ列（Ｘｅ）から
第ｆ列（Ｘｆ）までは厚みＨの模型材料Ｃとバインダと
の帯（以下、模型材料Ｃの帯という）が形成される。

【００３２】第ｆ＋１列（Ｘｆ＋１）から第ｇ−１列
（Ｘｇ−１）までの間は、第二遮断弁３２ｖ、第三遮断
弁３３ｖが閉じられ、第一遮断弁３１ｖが開放される。
これによって、第ｆ＋１列（Ｘｆ＋１）から第ｇ−１列
（Ｘｇ−１）までは厚みＨの砂ｓの帯が形成される。第
ｇ列（Ｘｇ）から第ｈ列（Ｘｈ）までの間は、第一遮断
弁３１ｖが閉じられ、第二遮断弁３２ｖ、第三遮断弁３
３ｖが開放される。これによって、第ｇ列（Ｘｇ）から
第ｈ列（Ｘｈ）までは、厚みＨの模型材料Ｃの帯が形成
される。同様に、第ｈ＋１列（Ｘｈ＋１）から第ｉ−１
列（Ｘｉ−１）までの間は厚みＨの砂Ｓの帯、第ｉ列
（Ｘｉ）から第ｊ列（Ｘｊ）までの間は厚みＨの模型材
料Ｃの帯、第ｊ＋１列（Ｘｊ＋１）から第ｎ列（Ｘｎ）
までの間は厚みＨの砂Ｓの帯が形成される。

【００３３】このようにして、第ｍ行（Ｙｍ）が終了し
て、同様に、第ｍ＋１行、第ｍ＋２行 … 第ｎ行まで
積層トーチ３０が移動すると、厚みＨの第２番目の鋳型
分割層Ｗ２が完成する。即ち、第１番目の鋳型分割層Ｗ
１の上に厚みＨの第２番目の鋳型分割層Ｗ２が積層され
る。なお、前記積層用トーチ３０が第１行から第ｎ行ま
で移動する過程で模型材料Ｃを接着するバインダはほぼ
凝固する。次に、第３番目の鋳型分割層Ｗ３を形成する
ためのＮｏ，３等高線データがデータ生成用コンピュー
タ４０からコントローラ１１に転送される。

【００３４】コントローラ１１は、データ生成用コンピ
ュータ４０から転送されてきたＮｏ，３等高線データに
基づいて直角座標型ロボット１０の動作と積層用トーチ
３０のノズル開閉動作とを制御して、第２番目の鋳型分
割層Ｗ２の上に厚みＨの第３番目の鋳型分割層Ｗ３を積
層する。このようにして、順番に第４番目の鋳型分割層
Ｗ４、第５番目の鋳型分割層Ｗ５、… 第ｅ番目の鋳型
分割層Ｗｅ、… 第ｎ番目の鋳型分割層Ｗｎまで積層し
た段階で、鋳型Ｗ（模型Ｃ＋砂型Ｓ）の製作が終了す
る。このようにして製作された鋳型Ｗは溶湯の注入位置
まで搬送され、その鋳型Ｗの模型Ｃの部分に溶湯が注入
される。これによって、模型Ｃが溶湯の熱で気化消失
し、模型Ｃと同形状の鋳物が製造される。

【００３５】このように本実施の形態に係る鋳型の製造
方法では、模型Ｃの製作と砂型Ｓの製作とを同一の工程
で行えるようになり、従来のように模型の製作後にその
模型を鋳型砂に埋め込むための砂込め作業が必要なくな
る。このため、鋳型の製作時間を短縮することができ、
これによって鋳造のリードタイムを短くすることができ
る。また、本実施の形態に係る鋳型の製造装置１では、
模型Ｃの製造と砂型Ｓの製造とを同一の設備で行えるた
め、従来と比べて設備管理が容易になる。また、設備ス
ペースもコンパクト化できるとともに、設備費も低減す
る。また、データ生成用コンピュータ４０において鋳型
の三次元データを変更することにより、模型の形状を容
易に変更することができ、多種類の鋳型の製造が可能に
なる。

【００３６】ここで、本実施の形態においては、積層用
トーチ３０を、図２（Ａ）に示されるように、第１行
（Ｙ１）から第ｎ行（Ｙｎ）まで順番に移動させる例を
示したが、これに限定されず、図２（Ｂ）に示されるよ
うに、先に模型材料Ｃの部分を成形した後、砂Ｓの部分
を成形する方法でも可能である。また、本実施の形態で
は、模型材料Ｃを接着するのにバインダを使用したが、
レーザーで模型材料Ｃを溶かして接着する方法でも可能
である。また、本実施の形態では、模型材料Ｃの積層用
トーチと砂の積層用トーチとを共用したが、積層用トー
チを分けても良い。

【００３７】また、本実施の形態では、模型材料Ｃのノ
ズルとバインダ用のノズルとをそれぞれ別個に設けた
が、模型材料Ｃとバインダとを混ぜた状態で一つのノズ
ルから流出させることも可能である。また、本実施の形
態では、砂で模型材料を覆うようにしたが、砂の代わり
に、セラミックあるいはセメント等の耐熱性材料を使用
することも可能である。また、本実施の形態では、模型
材料として発泡スチロールを使用したが、発泡スチロー
ルの代わりに、ワックス等の樹脂を使用することも可能
である。

【００３８】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、この発明の実施の形態には請求の範囲に記載した
技術的事項以外に次のような技術的事項を有するもので
あることを付記しておく。（１）請求項２に記載された鋳型の製造方法におい
て、模型材料を全て位置決めした後、その周囲に耐熱性
材料を位置決めして、鋳型分割層を形成する鋳型の製造
方法。（２）請求項２に記載された鋳型の製造方法におい
て、ノズルから流出した模型材料の粒子を接着剤で一体
化する鋳型の製造方法。（３）請求項２に記載された鋳型の製造方法におい
て、ノズルから流出した模型材料の粒子をレーザーで溶
かして一体化する鋳型の製造方法。

【００３９】

【発明の効果】本発明によると、模型の製造と鋳型の製
造とを同一の工程で行うことができ、従来のように模型
を鋳型砂に埋め込むための砂込め作業が不要になるた
め、鋳型の製作時間を短縮することができ、この結果、
鋳造のリードタイムを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施の実施の形態に係る鋳型の製
造方法を表す側面図（Ａ図，Ｂ図，Ｃ図，Ｄ図）であ
る。

【図２】本発明の一の実施の実施の形態に係る鋳型の製
造方法を表す平面図（Ａ図，Ｂ図）である。

【図３】本発明の一の実施の実施の形態に係る鋳型の最
下部からｅ番目の鋳型分割層の平面図である。

【図４】本発明の一の実施の実施の形態に係る鋳型の最
下部からｅ番目の鋳型分割層の等高線データ面である。

【図５】本発明の一の実施の実施の形態に係る鋳型の製
造装置の全体斜視図である。

【図６】本発明の一の実施の実施の形態に係る鋳型の製
造装置における積層用トーチの斜視図である。

【図７】本発明の一の実施の実施の形態に係る鋳型の製
造装置の信号ブロック図である。

【符号の説明】

Ｗ鋳型Ｃ模型Ｓ砂型Ｗ１〜Ｗｎ鋳型分割層１０直角座標型ロボット１１コントローラ１２成形槽（受け台）３０積層用トーチ３１第一ノズル３２第二ノズル３３第三ノズル４０データ生成用コンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶湯の流入部分が、溶湯の熱で気化消失
する模型によって形成されている鋳型の製造方法におい
て、模型材料及び／又は溶湯に溶けない耐熱性材料とから構
成されるほぼ一定厚みの鋳型分割層を形成し、その鋳型
分割層を順番に積層する鋳型の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載された鋳型の製造方法に
おいて、模型の形状データに基づくロボットの制御により、鋳型
分割層を支持する受け台と耐熱性材料あるいは模型材料
を流出させるノズルとを水平方向に相対移動させ、模型
の成形位置でノズルから模型材料を流出させ、その他の
位置でノズルから耐熱性材料を流出させて鋳型分割層を
形成する鋳型の製造方法。
【請求項３】請求項１に記載された鋳型の製造方法を
実施するための装置において、耐熱性材料あるいは模型材料を流出させるノズルと、鋳型分割層を支持する受け台と、前記ノズルと受け台とを三次元方向へ相対移動させるロ
ボットと、前記ノズルの開閉動作及び前記ロボットの動作を制御す
るコントローラと、を有する鋳型の製造装置。
【請求項４】請求項３に記載された鋳型の製造装置に
おいて、前記コントローラは、模型の三次元形状データに基づい
て前記ノズルの開閉動作及び前記ロボットの動作を制御
する鋳型の製造装置。