JP2001219245A - 金属部品の製作方法 - Google Patents
金属部品の製作方法Info
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- JP2001219245A JP2001219245A JP2000030076A JP2000030076A JP2001219245A JP 2001219245 A JP2001219245 A JP 2001219245A JP 2000030076 A JP2000030076 A JP 2000030076A JP 2000030076 A JP2000030076 A JP 2000030076A JP 2001219245 A JP2001219245 A JP 2001219245A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属部品の試作や小ロット生産の場合に、製
作期間短縮・コスト低減が可能な金属部品の製作方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 ３次元形状の金属部品を鋳造により製作
する金属部品の製作方法において、金属部品の樹脂型１
を高温で焼失または融出する樹脂素材を用いて３次元Ｃ
ＡＤデータに基づき光造形により形成し、この樹脂型１
を原型としてロストワックス法によって鋳型を製作し、
この鋳型に溶融金属を流し込んで金属部品を製作する。
これにより、長製作期間・高コストの金属金型を必要と
せずに金属部品を製作することができる。
作期間短縮・コスト低減が可能な金属部品の製作方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 ３次元形状の金属部品を鋳造により製作
する金属部品の製作方法において、金属部品の樹脂型１
を高温で焼失または融出する樹脂素材を用いて３次元Ｃ
ＡＤデータに基づき光造形により形成し、この樹脂型１
を原型としてロストワックス法によって鋳型を製作し、
この鋳型に溶融金属を流し込んで金属部品を製作する。
これにより、長製作期間・高コストの金属金型を必要と
せずに金属部品を製作することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元形状の金属
部品を鋳造により製作する金属部品の製作方法に関する
ものである。
部品を鋳造により製作する金属部品の製作方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】機械・装置などの構成部品として用いら
れる金属部品には複雑な３次元形状のものが多い。これ
らの金属部品の中で機械加工に適さない形状のものは一
般に射出成形などの鋳造によって製造される。そしてこ
のような鋳造部品の製作に際しては、部品種類ごとに鋳
造用の金属金型が準備される。
れる金属部品には複雑な３次元形状のものが多い。これ
らの金属部品の中で機械加工に適さない形状のものは一
般に射出成形などの鋳造によって製造される。そしてこ
のような鋳造部品の製作に際しては、部品種類ごとに鋳
造用の金属金型が準備される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら鋳造によ
る方法では試作やごく少量のみを生産する小ロット生産
の場合にも、製作数にかかわらず金属金型を必要とす
る。金型の製作には一般に長い製作期間と高いコストを
要するため、試作や小ロットの場合には、この金型製作
が試作期間の短縮やコスト低減を図る上で大きなネック
となっていた。
る方法では試作やごく少量のみを生産する小ロット生産
の場合にも、製作数にかかわらず金属金型を必要とす
る。金型の製作には一般に長い製作期間と高いコストを
要するため、試作や小ロットの場合には、この金型製作
が試作期間の短縮やコスト低減を図る上で大きなネック
となっていた。
【０００４】そこで本発明は、金属部品の試作や小ロッ
ト生産の場合に、製作期間短縮・コスト低減が可能な金
属部品の製作方法を提供することを目的とする。
ト生産の場合に、製作期間短縮・コスト低減が可能な金
属部品の製作方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の金属部品の製造
方法は、３次元形状の金属部品を鋳造により製作する金
属部品の製作方法であって、前記金属部品の型を高温で
焼失または融出する素材を用いて光造形により形成する
工程と、前記型を原型としてロストワックス法によって
鋳型を製作する工程と、前記鋳型に溶融金属を流し込ん
で金属部品を製作する工程とを含む。
方法は、３次元形状の金属部品を鋳造により製作する金
属部品の製作方法であって、前記金属部品の型を高温で
焼失または融出する素材を用いて光造形により形成する
工程と、前記型を原型としてロストワックス法によって
鋳型を製作する工程と、前記鋳型に溶融金属を流し込ん
で金属部品を製作する工程とを含む。
【０００６】本発明によれば、金属部品の型を光造形に
より形成し、この型を原型としてロストワックス法によ
って鋳型を製作し、この鋳型を用いて金属部品を鋳造す
ることにより、長製作期間・高コストの金属金型を必要
とせずに金属部品を製作することができる。
より形成し、この型を原型としてロストワックス法によ
って鋳型を製作し、この鋳型を用いて金属部品を鋳造す
ることにより、長製作期間・高コストの金属金型を必要
とせずに金属部品を製作することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１、図２、図３は本発明の一実施
の形態の金属部品の製作方法の工程説明図である。まず
図１を参照して、ロストワックス法を用いて製作される
鋳型の原型を形成する方法について説明する。図１
（ａ）は光造形により樹脂製の原型を形成している途中
の状態を示している。光造形は、形成対象部品の３次元
形状を数値的に示すデータ（３次元ＣＡＤデータ）に基
づいて、レーザ光照射などの光加工手段によって整形加
工された２次元形状の樹脂膜を層状に積み上げることに
より、所定の３次元形状の樹脂製の型を形成するもので
ある。
参照して説明する。図１、図２、図３は本発明の一実施
の形態の金属部品の製作方法の工程説明図である。まず
図１を参照して、ロストワックス法を用いて製作される
鋳型の原型を形成する方法について説明する。図１
（ａ）は光造形により樹脂製の原型を形成している途中
の状態を示している。光造形は、形成対象部品の３次元
形状を数値的に示すデータ（３次元ＣＡＤデータ）に基
づいて、レーザ光照射などの光加工手段によって整形加
工された２次元形状の樹脂膜を層状に積み上げることに
より、所定の３次元形状の樹脂製の型を形成するもので
ある。
【０００８】図１（ａ）に示すようにトーチ２からはレ
ーザ光が照射され、このレーザ光の光エネルギによって
照射部位の樹脂が光硬化する。このとき、トーチ２の移
動を３次元ＣＡＤデータに基づいて制御することによ
り、同一平面上に位置する樹脂膜の各層の形状を所定形
状に仕上げることができる。図１（ａ）は鎖線で示す形
状の形成対象部品の樹脂型１の中間の高さまで樹脂型１
ａが形成された状態を示している。
ーザ光が照射され、このレーザ光の光エネルギによって
照射部位の樹脂が光硬化する。このとき、トーチ２の移
動を３次元ＣＡＤデータに基づいて制御することによ
り、同一平面上に位置する樹脂膜の各層の形状を所定形
状に仕上げることができる。図１（ａ）は鎖線で示す形
状の形成対象部品の樹脂型１の中間の高さまで樹脂型１
ａが形成された状態を示している。
【０００９】この後さらに整形された樹脂膜を積み上げ
てゆくことにより、図１（ｂ）に示す３次元形状の樹脂
型１が形成される。なお、ここで樹脂の材質としては、
前述のようにレーザ光の光エネルギによって光硬化し、
かつさらに高温に加熱された場合には焼失または融出す
るような特性を有するものが選定される。
てゆくことにより、図１（ｂ）に示す３次元形状の樹脂
型１が形成される。なお、ここで樹脂の材質としては、
前述のようにレーザ光の光エネルギによって光硬化し、
かつさらに高温に加熱された場合には焼失または融出す
るような特性を有するものが選定される。
【００１０】次に図１（ｃ）に示すように、光造形で形
成された樹脂型１に湯口型３を枝部３ａを介して結合す
る。このとき、これらの湯口型３や枝部３ａも同様にワ
ックスや樹脂など高温で焼失または融出するような素材
が用いられる。これにより、ロストワックスによる鋳型
の原型が完成する。
成された樹脂型１に湯口型３を枝部３ａを介して結合す
る。このとき、これらの湯口型３や枝部３ａも同様にワ
ックスや樹脂など高温で焼失または融出するような素材
が用いられる。これにより、ロストワックスによる鋳型
の原型が完成する。
【００１１】この後、ロストワックスにより鋳型を製作
する。図２（ａ）に示すように、樹脂型１の周囲には、
耐火性材料が被覆される。すなわち、けい砂やアルミナ
などをスラリ状にしたものを樹脂型１の表面にコーティ
ングし、その後砂を振りかける処理を複数回繰り返すこ
とにより、樹脂型１の表面には所用の厚みのシェル状の
鋳型４が形成される。
する。図２（ａ）に示すように、樹脂型１の周囲には、
耐火性材料が被覆される。すなわち、けい砂やアルミナ
などをスラリ状にしたものを樹脂型１の表面にコーティ
ングし、その後砂を振りかける処理を複数回繰り返すこ
とにより、樹脂型１の表面には所用の厚みのシェル状の
鋳型４が形成される。
【００１２】この後、鋳型４を十分乾燥させ加熱するこ
とにより、鋳型４内部の樹脂型１は溶融し溶融樹脂１’
が湯口３より流出する。そしてさらに加熱を継続するこ
とにより鋳型４の材料のスラリは熱により焼成されて多
孔質のセラミック様の材質の鋳型４ａに変性するととも
に、鋳型４ａの内面に残留していた樹脂成分は焼失して
鋳型４ａの内部は完全な空所Ｖとなる。これにより、金
属部品鋳造用の鋳型４ａが完成する。
とにより、鋳型４内部の樹脂型１は溶融し溶融樹脂１’
が湯口３より流出する。そしてさらに加熱を継続するこ
とにより鋳型４の材料のスラリは熱により焼成されて多
孔質のセラミック様の材質の鋳型４ａに変性するととも
に、鋳型４ａの内面に残留していた樹脂成分は焼失して
鋳型４ａの内部は完全な空所Ｖとなる。これにより、金
属部品鋳造用の鋳型４ａが完成する。
【００１３】次いで鋳造が行われる。図３（ａ）に示す
ように、湯口から溶融金属５を鋳型４ａ内に鋳込む。こ
れにより、溶融金属５は図２（ｃ）に示す空所Ｖ内へ進
入し鋳型４ａの原型となった樹脂型１と同一形状に鋳込
まれる。この後、溶融金属５の冷却を待って、鋳型４ａ
を破壊する。そして、冷却固化した金属部品５ａを取り
出す。この後砂落としおよび湯口切断を行って、図３
（ｂ）に示すように樹脂型１と同様の３次元形状の金属
部品５ａが完成する。
ように、湯口から溶融金属５を鋳型４ａ内に鋳込む。こ
れにより、溶融金属５は図２（ｃ）に示す空所Ｖ内へ進
入し鋳型４ａの原型となった樹脂型１と同一形状に鋳込
まれる。この後、溶融金属５の冷却を待って、鋳型４ａ
を破壊する。そして、冷却固化した金属部品５ａを取り
出す。この後砂落としおよび湯口切断を行って、図３
（ｂ）に示すように樹脂型１と同様の３次元形状の金属
部品５ａが完成する。
【００１４】以上説明したように本発明は、ロストワッ
クス法による金属部品用鋳型の製作において、鋳型の原
型に光造形によって形成された樹脂型を用いるようにし
たものである。これにより、金属金型を必要とせずに、
金属鋳造部品の製作を短期間・低コストで行うことがで
きる。この方法は、ロストワックス法により鋳造可能な
全ての素材・形状について応用することができ、きわめ
て広い応用範囲を有する。また、従来は樹脂製部品に限
定されていた光造形の応用範囲を、金属部品の製造工程
にまで拡大することができる。
クス法による金属部品用鋳型の製作において、鋳型の原
型に光造形によって形成された樹脂型を用いるようにし
たものである。これにより、金属金型を必要とせずに、
金属鋳造部品の製作を短期間・低コストで行うことがで
きる。この方法は、ロストワックス法により鋳造可能な
全ての素材・形状について応用することができ、きわめ
て広い応用範囲を有する。また、従来は樹脂製部品に限
定されていた光造形の応用範囲を、金属部品の製造工程
にまで拡大することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、金属部品の型を光造形により
形成し、この型を原型としてロストワックス法によって
鋳型を製作するものである。そしてこの鋳型を用いて金
属部品を鋳造するようにしたので、長製作期間・高コス
トを要する金属金型を必要とせずに金属部品を製作する
ことができる。
形成し、この型を原型としてロストワックス法によって
鋳型を製作するものである。そしてこの鋳型を用いて金
属部品を鋳造するようにしたので、長製作期間・高コス
トを要する金属金型を必要とせずに金属部品を製作する
ことができる。
【図１】本発明の一実施の形態の金属部品の製作方法の
工程説明図
工程説明図
【図２】本発明の一実施の形態の金属部品の製作方法の
工程説明図
工程説明図
【図３】本発明の一実施の形態の金属部品の製作方法の
工程説明図
工程説明図
１ 樹脂型 ３ 湯口型 ４、４ａ 鋳型 ５ 溶融金属 ５ａ 金属部品
Claims (1)
- 【請求項１】３次元形状の金属部品を鋳造により製作す
る金属部品の製作方法であって、前記金属部品の型を高
温で焼失または融出する素材を用いて光造形により形成
する工程と、前記型を原型としてロストワックス法によ
って鋳型を製作する工程と、前記鋳型に溶融金属を流し
込んで金属部品を製作する工程とを含むことを特徴とす
る金属部品の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000030076A JP2001219245A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 金属部品の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000030076A JP2001219245A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 金属部品の製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001219245A true JP2001219245A (ja) | 2001-08-14 |
Family
ID=18555137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000030076A Pending JP2001219245A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 金属部品の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001219245A (ja) |
-
2000
- 2000-02-08 JP JP2000030076A patent/JP2001219245A/ja active Pending
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