JP2002153943A - Method for manufacturing mold for precision casting and model used for the method - Google Patents

Method for manufacturing mold for precision casting and model used for the method

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JP2002153943A
JP2002153943A JP2000355289A JP2000355289A JP2002153943A JP 2002153943 A JP2002153943 A JP 2002153943A JP 2000355289 A JP2000355289 A JP 2000355289A JP 2000355289 A JP2000355289 A JP 2000355289A JP 2002153943 A JP2002153943 A JP 2002153943A
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Japan
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gypsum
model
air
pressure
container
Prior art date
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Application number
JP2000355289A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Tanaka
一彦 田中
Yoshitaka Uehara
義貴 上原
Teishiro Shibazaki
禎四郎 芝崎
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a gypsum-made mold delicately matched to a model having to entrapped air. SOLUTION: The gas-permeable resin-made model 1 is stuck to a hanging tool 2 and hung down and supported in a metallic flask 3, and the gypsum 5 is poured into the metallic flask 3. In the model 1, an air exhaust pipe 4 is beforehand connected. There to the whole metallic flask 3 together with the model are charged into a pressure vessel 8 and closed, and a pipe 4 is connected with an air drain 9. The compressed air 11 is fed in from pressurize- piping 10 to pressurize the gypsum 5 and the gypsum 5 is filled up into a hollow part 1 while exhausting the air in an air pool part 6 sealed into the hollow part 1a to the outer part through the model 1 itself and the pipe 4 and closely stuck to the model 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石膏を用いた精密
鋳造用鋳型の製作方法とそれに用いる消失型の模型構造
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a casting mold for precision casting using gypsum, and a vanishing model structure used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の石膏による精密鋳造用鋳型の製作
方法としては、模型を金枠内に設置し、金枠内に石膏を
流した後、模型に付着した空気や、模型に空洞部がある
場合にその空洞部に封じ込められた空気を除去して石膏
への模型の転写性を向上させるため、金枠をさらに大き
な密閉容器内に設置し、密閉容器内を減圧して脱泡(脱
気)する方法が一般的に知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional method of manufacturing a mold for precision casting using gypsum, a model is placed in a metal frame, and after plaster is poured into the metal frame, air adhered to the model or a cavity is formed in the model. In some cases, in order to remove air trapped in the cavity and improve the transferability of the model to gypsum, a metal frame is installed in a larger airtight container, and the inside of the airtight container is depressurized to remove bubbles (defoaming). Qi) methods are generally known.

【0003】また、スラリーを使用した精密鋳造では、
加圧状態で成形品にスラリーを付着させ、その後大気圧
に開放してスラリー内の空気を膨張させて除去する方法
がある(例えば特開平5−220541号公報)。さら
に、真空注型では、ボイドを防止するため通気性を有す
る型に注型材料を流し、減圧する方法がある(例えば特
開平11−216731号公報)。
[0003] In precision casting using a slurry,
There is a method in which a slurry is adhered to a molded article in a pressurized state, and then the atmosphere is released to the atmospheric pressure to expand and remove air in the slurry (for example, JP-A-5-220541). Furthermore, in vacuum casting, there is a method of flowing a casting material into a mold having air permeability to prevent voids and reducing the pressure (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-216731).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】石膏は水と反応した時
点から凝固反応が進み、徐々に流動性が低下して十数分
後には凝固(水和凝結)するという特性があり、脱泡は
流動性がある状態で短時間で行わなければならない。そ
のため、従来の脱泡方法では、減圧のレベルに限界があ
り、また減圧度を上げると時間がかかるため、特に模型
の空洞部が大きい場合は空気を完全に除去できず石膏を
模型に密着させることができないという問題点があっ
た。また、減圧した場合は泡状の多くの空気が石膏中に
拡散し、石膏の強度が低下するという問題点があった。
さらに、通気性を有する模型に石膏が接触すると、石膏
の水分が模型に浸透し、模型内を空気が通過し難いとい
う問題点があった。
Gypsum has a characteristic that the coagulation reaction proceeds from the time of reaction with water, and the fluidity gradually decreases and solidifies (hydration coagulation) after about ten minutes. It must be done in a short time with fluidity. For this reason, in the conventional defoaming method, there is a limit to the level of decompression, and it takes time to increase the degree of decompression, especially when the cavity of the model is large, air cannot be completely removed, and the gypsum adheres to the model. There was a problem that it was not possible. Further, when the pressure is reduced, there is a problem that much foamy air diffuses into the gypsum and the strength of the gypsum decreases.
Further, when the gypsum comes into contact with the air-permeable model, there is a problem that the moisture of the gypsum permeates the model, and it is difficult for air to pass through the model.

【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、特に模型に空洞部がある場合にそ
の空洞部の空気を確実に除去できるようにした精密鋳造
用鋳型の作製方法とそれに用いる模型構造とを提供する
ことを目的としている。
The present invention has been made in view of such a conventional problem. In particular, when a model has a hollow portion, a mold for precision casting which can reliably remove air from the hollow portion is provided. It is intended to provide a manufacturing method and a model structure used for the method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、製品と同形状の模型を枠体内に配置した上でこの枠
体内に鋳型となるべき石膏を流し入れ、石膏が硬化した
後に燃焼または溶解にて模型を消失させ、模型が消失し
た空間に溶融金属を流し込んで所定の製品を鋳造するよ
うにした精密鋳造用鋳型の製作方法であることを前提と
している。
According to the first aspect of the present invention, a model having the same shape as a product is placed in a frame, plaster to be a mold is poured into the frame, and after the gypsum is hardened, combustion is performed. Alternatively, it is assumed that the method is a method of manufacturing a precision casting mold in which a model is lost by melting and a molten metal is poured into a space where the model has disappeared to cast a predetermined product.

【0007】そして、通気性を有する模型を用い、この
模型と石膏とが収容された枠体を密閉可能な容器内に設
置するとともに、模型上面に接続した空気排出パイプの
他端を容器外に開口させ、上記容器を密閉状態に保持し
た状態で容器内部を加圧することにより少なくとも模型
と石膏との境界に封じ込められた空気を脱気することを
特徴としている。
Then, using a model having air permeability, the frame containing the model and the gypsum is placed in a sealable container, and the other end of the air discharge pipe connected to the upper surface of the model is placed outside the container. By opening the container and pressurizing the inside of the container while holding the container in a sealed state, at least air sealed at the boundary between the model and the gypsum is degassed.

【0008】したがって、この請求項1の発明では、密
閉容器を加圧することで流動状態にある石膏を加圧し
て、特に模型の空洞部に封じ込められた空気等のように
少なくとも模型と石膏との境界に封じ込められた空気を
圧縮する。そして、この圧縮された空気は通気性を有す
る模型を通過し、空気排出パイプを通して密閉容器の外
部に排出される。これにより、模型と石膏との境界部分
で気泡を発生させることなく石膏を模型に確実に密着さ
せることができる。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the gypsum in a fluidized state is pressurized by pressurizing the closed container, and in particular, at least the model and the gypsum such as air sealed in the cavity of the model are pressurized. Compresses air trapped at the perimeter. Then, the compressed air passes through the air-permeable model and is discharged to the outside of the closed container through the air discharge pipe. Thus, the gypsum can be securely adhered to the model without generating air bubbles at the boundary between the model and the gypsum.

【0009】請求項2に記載の発明は、上記請求項1に
記載の発明を前提とした上で、模型は下方が開口した空
洞部を有している一方、上記容器は枠体を兼ねていて、
その容器における底部のうち模型の空洞部に臨む位置に
石膏導入管を接続し、この石膏導入管を冷却しながら該
石膏導入管を通して容器内に石膏を導入するとともに、
容器内に導入した石膏を該石膏導入管を通して加圧する
ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, based on the premise of the first aspect, the model has a cavity which is open at the bottom, and the container also serves as a frame. hand,
A gypsum introduction pipe is connected to the bottom of the container at a position facing the cavity of the model, and gypsum is introduced into the container through the gypsum introduction pipe while cooling the gypsum introduction pipe,
The gypsum introduced into the container is pressurized through the gypsum introduction tube.

【0010】したがって、この請求項2に記載の発明で
は、石膏は冷却すると凝固反応(水和凝結反応)が遅く
なるという特性を利用して石膏導入管を冷却することに
より、石膏の流動性低下を抑制し、加圧により石膏を移
動しやすくする。また、模型の空洞部近傍を加圧するこ
とで、空洞部への石膏の充填性が向上し、石膏を模型に
確実に密着性させることができる。
Therefore, according to the second aspect of the present invention, the gypsum introduction pipe is cooled by utilizing the characteristic that the solidification reaction (hydration coagulation reaction) of the gypsum is slowed down, thereby reducing the fluidity of the gypsum. And gypsum is easily moved by pressurization. Further, by pressurizing the vicinity of the cavity of the model, the filling property of the gypsum into the cavity is improved, and the gypsum can be securely adhered to the model.

【0011】請求項3に記載の発明では、上記請求項2
に記載の発明を前提とした上で、少なくとも二種類以上
の石膏、または一種類の石膏で混水率を変えた石膏を少
なくとも二種類以上用いることを特徴としている。
According to the third aspect of the present invention, in the second aspect,
On the premise of the invention described in (1), at least two or more types of gypsum having at least two types of gypsum or one type of gypsum with a different water mixing ratio are used.

【0012】したがって、この請求項3に記載の発明で
は、石膏の種類で流動性が異なるという特性、もしくは
混水率を変えることで流動性が変化するという特性を利
用し、例えば石膏導入管と模型の空洞部を含む容器の下
部に流動性が大きい石膏を用い、容器上部には流動性が
小さい石膏を用いることにより、加圧により石膏を移動
しやすくして、模型空洞部への石膏の充填性を良くして
石膏を模型に確実に密着させることができる。
Therefore, the invention according to claim 3 utilizes the characteristic that the fluidity differs depending on the type of gypsum, or the characteristic that the fluidity changes by changing the water mixing ratio. By using gypsum with high fluidity at the bottom of the container including the cavity of the model and by using gypsum with low fluidity at the top of the container, the gypsum can be easily moved by pressurization and the gypsum into the cavity of the model Gypsum can be reliably adhered to the model by improving the filling property.

【0013】請求項4に記載の発明では、上記請求項2
または3に記載の発明を前提とした上で、上記容器内を
加圧する方法として、石膏が流動する時の圧力損失分
に、空洞部の圧力、空洞部にある石膏液面と容器上面の
石膏液面の高さの差に相当する圧力、および模型を空気
が通過する時の圧力損失分とを加えた総和圧力を算出
し、大気圧との差がこの総和圧力より大きな圧力になる
までは加圧速度を小さくして加圧し、その後加圧速度を
大きくして加圧して圧力を一定時間保持した後、減圧速
度を小さくして減圧し、その後大気圧までは減圧速度を
大きくして減圧することを特徴としている。
According to the fourth aspect of the present invention, in the second aspect,
Or, on the premise of the invention described in 3 above, as a method of pressurizing the inside of the container, the pressure in the cavity, the gypsum liquid level in the cavity and the gypsum on the top surface of the container are determined by the pressure loss when the gypsum flows. Calculate the total pressure by adding the pressure corresponding to the difference in liquid level and the pressure loss when the air passes through the model, until the difference from the atmospheric pressure becomes a pressure greater than this total pressure. Reduce the pressure rate and pressurize, then increase the pressure rate and pressurize, hold the pressure for a certain period of time, then reduce the pressure and reduce the pressure, then increase the pressure to atmospheric pressure and increase the pressure. It is characterized by doing.

【0014】したがって、この請求項5に記載の発明で
は、加圧の仕方として、模型空洞部の石膏が移動する圧
力より大きな圧力になるまでは加圧速度を小さくするこ
とで石膏液面の波立ちを防止して、緩やかに石膏を移動
させることができる。また、減圧初期は減圧速度を小さ
くすることで、模型に空気が付着している場合に急激な
膨張を防止して、石膏の硬化不良を防止する。
According to the fifth aspect of the present invention, as a method of pressurizing, the pressurizing speed is reduced until the pressure becomes larger than the pressure at which the gypsum in the cavity of the model moves, so that the gypsum liquid surface is wavy. Can be prevented and the gypsum can be moved slowly. In addition, by reducing the decompression speed in the initial stage of decompression, rapid expansion is prevented when air is attached to the model, and poor setting of the gypsum is prevented.

【0015】請求項5に記載の発明は、上記請求項1〜
4のいずれかに記載の発明に用いる消失型の模型であっ
て、粉末状の樹脂にレーザを照射して平面状の硬化層を
形成するとともに、この硬化層を上下方向に複数段積み
重ねることで通気性を有する立体形状の模型構造とし、
模型の内部に少なくとも2つ以上の隣接する空気通路
と、隣接する空気通路同士を繋ぐ通路を適当な間隔をも
って設けたことを特徴としている。
[0015] The invention described in claim 5 is the above-mentioned claim 1-
4. A vanishing model used in the invention according to any one of 4 to 4 above, wherein a laser is applied to the powdery resin to form a planar hardened layer, and the hardened layers are vertically stacked in a plurality of stages. With a three-dimensional model structure with air permeability,
At least two or more adjacent air passages and a passage connecting the adjacent air passages are provided at appropriate intervals inside the model.

【0016】上記粉末状の樹脂としては例えばポリスチ
レンの粉末樹脂を用いるものとし、上記のようにこのポ
リスチレン粉末樹脂へのレーザ光照射によってできる平
面状の硬化層を上下方向に複数段積み重ねて三次元立体
形状とすることにより、多孔質で通気性を有する模型構
造となる。
As the powdery resin, for example, a polystyrene powder resin is used. As described above, a plurality of flat cured layers formed by irradiating the polystyrene powder resin with laser light are vertically stacked in a three-dimensional manner. The three-dimensional shape results in a porous and breathable model structure.

【0017】したがって、この請求項5に記載の発明で
は、模型に空気通路を設けたことにより、模型の外壁面
から石膏中に含まれる水分が浸透しても、空気通路があ
る部分ではそれ以上の水分の浸透を部分的に防止するこ
とができる。これにより、模型の空洞部の空気は水分が
浸透していない模型内壁面から空気通路まで通過できる
ため、空気を空気通路と空気排出パイプを通して密閉容
器外に排出することができ、石膏を模型に確実に密着さ
せることができる。
Therefore, in the invention according to the fifth aspect, by providing the air passage in the model, even if moisture contained in the gypsum permeates from the outer wall surface of the model, it is no more in the portion where the air passage exists. Of water can be partially prevented. As a result, the air in the cavity of the model can pass from the inner wall of the model where moisture does not penetrate to the air passage, so that the air can be discharged out of the closed container through the air passage and the air discharge pipe, and the gypsum is converted into the model It can be surely adhered.

【0018】[0018]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、少なく
とも模型と石膏との境界に封じ込められた空気を加圧し
つつ通気性を有する模型を通して外部に排出するように
したため、気泡の残存をなくして石膏を模型に確実に密
着させることができ、石膏に対する模型の転写性が大幅
に向上して、その石膏を母材とする鋳型の品質向上に貢
献できる効果がある。
According to the first aspect of the present invention, at least the air sealed at the boundary between the model and the gypsum is discharged to the outside through the air-permeable model while pressurizing, so that the remaining air bubbles are reduced. Thus, the gypsum can be securely brought into close contact with the model, the transferability of the model to the gypsum is greatly improved, and the effect of contributing to the improvement of the quality of the mold using the gypsum as a base material is obtained.

【0019】請求項2に記載の発明によれば、石膏は冷
却すると凝固反応が遅くなるという特性を利用して、容
器に対して石膏を冷却しつつ加圧導入するようにしたた
め、請求項1に記載の発明と同様の効果に加えて、石膏
がきわめて移動しやすくなり、特に模型に空洞部がある
場合でもその空洞部への石膏充填性が良くなり、石膏を
模型により確実に密着させることができる効果がある。
According to the second aspect of the invention, the gypsum is introduced into the container under cooling while being pressurized by utilizing the characteristic that the solidification reaction of the gypsum slows down when it is cooled. In addition to the same effect as the invention described in the above, gypsum becomes extremely easy to move, especially when the model has a cavity, the gypsum filling property into the cavity is improved, and the gypsum is more securely adhered to the model There is an effect that can be.

【0020】請求項3に記載の発明によれば、少なくと
も二種類以上の石膏、または一種類の石膏で混水率を変
えた石膏を少なくとも二種類以上用いることにより、石
膏本来の凝固後の強度を維持しつつ凝固前の石膏を移動
しやすくでき、請求項2に記載の発明と同様の効果に加
えて、特に模型空洞部への石膏の充填性がきわめて良く
なり、石膏を模型に一段と確実に密着させることができ
る効果がある。
According to the third aspect of the present invention, at least two types of gypsum or at least two types of gypsum having a different water mixing ratio with one type of gypsum are used, so that the original gypsum strength after solidification is obtained. The gypsum before solidification can be easily moved while maintaining the above condition, and in addition to the same effect as the invention according to claim 2, particularly, the filling property of the gypsum into the model cavity becomes extremely good, and the gypsum can be more securely added to the model. Has the effect of being able to adhere to the surface.

【0021】請求項4に記載の発明によれば、請求項2
または3に記載の発明を前提とした上で、加圧の仕方と
して、模型空洞部の石膏が移動する圧力よりも大きな圧
力になるまでは加圧速度を小さくするとともに、加圧後
の減圧についてはその初期段階では減圧速度を小さくす
るようにしたものであるから、請求項2または3に記載
の発明と同様の効果に加えて、石膏液面の波打ち現象を
防止して緩やかに石膏を移動させることができる一方
で、模型に空気が付着している場合にその急激な膨張を
防止して石膏の硬化不良を未然に防止でき、鋳型品質が
一段と向上する効果がある。
According to the invention set forth in claim 4, according to claim 2,
Or, on the premise of the invention described in 3, as a method of pressurizing, the pressurizing speed is reduced until the pressure becomes larger than the pressure at which the gypsum in the model cavity moves, and the pressure is reduced after pressurizing. In the initial stage, the pressure reduction rate is reduced, so that in addition to the same effect as the invention described in claim 2 or 3, the gypsum is gently moved by preventing the waving phenomenon of the gypsum liquid surface. On the other hand, when air adheres to the model, rapid expansion of the model can be prevented to prevent poor setting of the gypsum, thereby improving the quality of the mold.

【0022】請求項5に記載の発明によれば、上記請求
項2〜4のいずれかに記載の発明を前提とした上で、模
型自体に空気通路を形成したものであるから、模型の外
壁面から石膏中に含まれる水分が浸透しても、空気通路
がある部分ではそれ以上の水分の浸透を部分的に防止し
て、模型空洞部の空気を確実に密閉容器外に排出するこ
とができ、請求項2〜4のいずれかに記載の発明と同様
の効果に加えて、石膏が模型に確実に密着するようにな
ってその転写性が一段と良くなり、鋳型品質の一層の向
上に貢献できる効果がある。。
According to the fifth aspect of the present invention, the air passage is formed in the model itself on the premise of the invention described in any of the second to fourth aspects. Even if the moisture contained in the gypsum permeates from the wall surface, it can partially prevent the further penetration of moisture in the area with the air passage, and reliably discharge the air in the model cavity to the outside of the closed container. In addition to the same effect as the invention according to any one of claims 2 to 4, the gypsum can be surely adhered to the model, and its transferability is further improved, contributing to further improvement of mold quality. There is an effect that can be done. .

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1,2は本発明の好ましい第1の実施の
形態として石膏を用いた精密鋳造用鋳型の製作方法を示
しており、請求項1に記載の発明に対応している。
FIGS. 1 and 2 show a method for producing a precision casting mold using gypsum as a first preferred embodiment of the present invention, and corresponds to the first aspect of the present invention.

【0025】図1,2において、1はポリスチレン等の
樹脂により形成されて多孔質で且つ通気性を有している
三次元立体形状の模型、2は上記模型1を支えるために
該模型1に接着固定される吊り治具、3は模型1ととも
に流動状態の石膏5が流し込まれてこれらを収容する有
底状の金枠、4は上記模型1に接着固定される空気排出
パイプをそれぞれ示す。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a three-dimensional three-dimensional model which is formed of a resin such as polystyrene and is porous and has air permeability. A hanging jig 3 is bonded and fixed, and a bottomed metal frame for accommodating the plaster 5 in a flowing state together with the model 1 and accommodating them, and 4 denotes an air discharge pipe bonded and fixed to the model 1.

【0026】この実施の形態では、三次元立体形状の模
型1の形状をそのまま転写して所定の製品を鋳造するた
めの石膏製の鋳型(いわゆる反転型)を製作するもので
あるから、上記模型1は予め所定の製品形状に忠実に仕
上げられているとともに、下方が開口した空洞部1aが
形成されている。
In this embodiment, a plaster mold (so-called inverted mold) for casting a predetermined product by transferring the shape of the three-dimensional three-dimensional model 1 as it is is manufactured. 1 has a cavity 1a that is open to the bottom and is formed in advance to a predetermined product shape.

【0027】上記模型1を石膏5に埋没させるには、図
1に示すように模型1を井桁状に組まれた吊り治具2に
接着し、また模型1の上端面には空気排出パイプ4を接
着して接続する。次に吊り治具2を金枠3の上端面に設
置し、実質的に金枠3内に模型1を吊り下げ支持させた
状態で、吊り治具2の井桁状の隙間から水と混合した流
動状態の石膏5を金枠3内に流し入れる。この場合、同
図に示すように模型1の下部に空洞部1aが形成されて
いるとこの空洞部1aに石膏5が完全には流入せず、空
気溜まり6が生じることがある。
In order to bury the model 1 in the plaster 5, the model 1 is bonded to a hanging jig 2 assembled in a cross-girder shape as shown in FIG. And connect them. Next, the hanging jig 2 was set on the upper end surface of the metal frame 3, and the model 1 was suspended and supported in the metal frame 3. The plaster 5 in a flowing state is poured into the metal frame 3. In this case, if the cavity 1a is formed in the lower part of the model 1 as shown in the figure, the gypsum 5 does not completely flow into the cavity 1a, and the air pocket 6 may be generated.

【0028】そこで、上記空気溜まり6を形成している
空気を抜き取るために(脱気)、図2に示すように模型
1と石膏5とが収容された金枠3を、開閉可能な蓋7を
有し密閉可能な圧力容器8内に設置する。圧力容器8に
は空気ドレン9と圧力配管10が設けられており、予め
模型1に接続した空気排出パイプ4の他端を空気ドレン
9に接続する。
Then, in order to extract the air forming the air reservoir 6 (degassing), the metal frame 3 containing the model 1 and the gypsum 5 as shown in FIG. And is installed in a sealable pressure vessel 8. The pressure vessel 8 is provided with an air drain 9 and a pressure pipe 10. The other end of the air discharge pipe 4 connected to the model 1 in advance is connected to the air drain 9.

【0029】次に圧力容器8の蓋7を閉じて、圧力配管
10から図示しない空気圧力源からの加圧空気11を圧
力容器8内に導入することで圧力容器8内を所定圧力に
て加圧する。これにより石膏5の液面Fが加圧され、模
型1の空洞部1a内の石膏5aの圧力は空気溜まり6の
圧力より大きくなって液面が上昇し、空気溜まり6を形
成している空気は圧縮される。
Next, the lid 7 of the pressure vessel 8 is closed, and pressurized air 11 from an air pressure source (not shown) is introduced into the pressure vessel 8 from the pressure pipe 10 to apply a predetermined pressure to the inside of the pressure vessel 8. Press. As a result, the liquid surface F of the gypsum 5 is pressurized, and the pressure of the gypsum 5a in the cavity 1a of the model 1 becomes higher than the pressure of the air reservoir 6, the liquid surface rises, and the air forming the air reservoir 6 is formed. Is compressed.

【0030】一方、模型1の空気排出パイプ4内の圧力
は空気ドレン9を通して大気圧と同等のものとなってい
る。そのため、空気溜まり6を形成している空気の圧力
が空気排出パイプ4内の圧力より大きくなり、空気溜ま
り6を形成している空気は模型1の内部を通過し、空気
排出パイプ4および空気ドレン9を通って圧力容器8外
に排出される。これにより、模型1の空洞部1aの隅々
まで石膏5を充填することができ、石膏5を模型1に確
実に密着させることができる。
On the other hand, the pressure in the air discharge pipe 4 of the model 1 is equal to the atmospheric pressure through the air drain 9. Therefore, the pressure of the air forming the air pool 6 becomes larger than the pressure in the air discharge pipe 4, and the air forming the air pool 6 passes through the interior of the model 1, and the air discharge pipe 4 and the air drain It is discharged out of the pressure vessel 8 through 9. Thereby, the gypsum 5 can be filled to every corner of the hollow portion 1a of the model 1, and the gypsum 5 can be securely adhered to the model 1.

【0031】ここで、上記模型1の上面に空気排出パイ
プ4を接続する具体的方法としては、例えば図3に示す
ように模型1に予め空気排出パイプ4の外径よりもわず
かに大きな空気排出穴12を形成するとともに、その下
方には空気排出穴12よりも大径の空気排出空間13を
形成する。そして、空気排出パイプ4の外周面に接着剤
を塗布し、空気排出パイプ4の挿入側端面が空気排出空
間13の底部に接触しないように空気排出穴12に挿入
して、模型1と空気排出パイプ4との気密性を保ちなが
ら接着固定する。
Here, as a concrete method of connecting the air discharge pipe 4 to the upper surface of the model 1, for example, as shown in FIG. A hole 12 is formed, and an air discharge space 13 having a larger diameter than the air discharge hole 12 is formed below the hole 12. Then, an adhesive is applied to the outer peripheral surface of the air discharge pipe 4 and inserted into the air discharge hole 12 so that the insertion side end surface of the air discharge pipe 4 does not come into contact with the bottom of the air discharge space 13. Adhesive fixing is performed while maintaining airtightness with the pipe 4.

【0032】上記のように空気排出空間13を設けるこ
とにより、空気溜まり6を形成している圧縮された空気
が模型1を通して空気排出パイプ4側に排出される際の
空気の膨張を緩やかにすることができ、空気排出パイプ
4内での空気の急激な膨張による振動で空気排出パイプ
4が外れる等のトラブルを未然に防止することができ
る。同時に、上記振動による石膏5の上面の波打ちを防
止でき、平滑な鋳型上面を製作することができる。これ
は、石膏鋳造ではセラミックウールなどの断熱パイプを
接着して湯口や押し湯を形成する方法が簡便な方法とし
て実施されており、そのため石膏上面としては平滑な面
が必要であるとの要請に基づく。加えて、空気排出空間
13を設けることにより、空気排出パイプ4近傍の模型
1部分について、後述するように石膏5に含まれる水の
浸透を防止でき、空気が模型1を通過する際に空気が通
過し難くなることを併せて防止できることになる。
By providing the air discharge space 13 as described above, the expansion of the air when the compressed air forming the air pool 6 is discharged to the air discharge pipe 4 through the model 1 is moderated. Therefore, troubles such as the air discharge pipe 4 being detached due to vibration caused by rapid expansion of air in the air discharge pipe 4 can be prevented. At the same time, the upper surface of the gypsum 5 can be prevented from waving due to the vibration, and a smooth upper surface of the mold can be manufactured. This is because in gypsum casting, a method of bonding a heat insulating pipe such as ceramic wool to form a gate and a riser is implemented as a simple method, and therefore, a request is made that a smooth surface is required as the top surface of gypsum. Based. In addition, by providing the air discharge space 13, it is possible to prevent the water contained in the gypsum 5 from permeating the portion of the model 1 near the air discharge pipe 4 as described later. It is also possible to prevent difficulty in passing.

【0033】一方、流動状態の石膏5の中に通気性を有
する模型1が完全に埋没すると、その模型1の壁面に石
膏5が接触することによって石膏5の水分が模型1に浸
透する。模型1の内部に水分が浸透すると、空気が模型
1内を通過し難くなるという現象が生じる。
On the other hand, when the air-permeable model 1 is completely buried in the flowing gypsum 5, the gypsum 5 comes into contact with the wall surface of the model 1 and the moisture of the gypsum 5 penetrates into the model 1. When moisture permeates into the model 1, a phenomenon occurs in which air becomes difficult to pass through the inside of the model 1.

【0034】そこで、図4に示すように模型1Aの空洞
部1aの上壁に相当する部分と空気排出パイプ4が接続
されることになる部分とをつなげるようにして空気通路
14を形成すると、上記のような水分の浸透によって模
型1A自体の通気性が阻害されることがなくなり、空洞
部1a内で空気溜まり6を形成している空気をより確実
に排出できるようになる。
Therefore, as shown in FIG. 4, an air passage 14 is formed by connecting a portion corresponding to the upper wall of the cavity 1a of the model 1A to a portion to which the air discharge pipe 4 is to be connected. The air permeability of the model 1A itself is not hindered by the permeation of moisture as described above, and the air forming the air pool 6 in the cavity 1a can be more reliably discharged.

【0035】すなわち、模型1Aの外周面側から内部に
向かって石膏5に含まれる水分が浸透してきたとして
も、空気通路14があることによってその部分ではそれ
以上の水分の浸透を一旦はくい止めることができる。そ
して、模型1Aの空洞部1aの上壁面は最後まで空気と
接しているため、空気溜まり6を形成している空気は空
気通路14までは通過することができ、さらにその空気
を空気通路14と空気排出パイプ4を通して圧力容器8
外に排出することができ、空洞部1aにおいても石膏5
を模型1Aに確実に密着させることができるようにな
る。
That is, even if the moisture contained in the gypsum 5 has penetrated from the outer peripheral surface side of the model 1A toward the inside, the presence of the air passage 14 prevents the further penetration of moisture in that portion. Can be. And, since the upper wall surface of the cavity 1a of the model 1A is in contact with air to the end, the air forming the air reservoir 6 can pass to the air passage 14, and the air is further transmitted to the air passage 14. Pressure vessel 8 through air discharge pipe 4
Can be discharged to the outside, and the gypsum 5
Can be securely adhered to the model 1A.

【0036】なお、本実施の形態における空気通路14
は、図4に示すように互いに隣り合う第1の通路21と
第2の通路22とを平行に設けると共に、第1の通路2
1と第2の通路22を繋ぐ第3の通路23を適当な間隔
で複数個設けている。そして、この空気通路14を有す
る模型1Aの構造は請求項5に記載の発明に対応してい
る。
The air passage 14 in this embodiment is
Is provided with a first passage 21 and a second passage 22 adjacent to each other in parallel as shown in FIG.
A plurality of third passages 23 connecting the first and second passages 22 are provided at appropriate intervals. The structure of the model 1A having the air passage 14 corresponds to the invention described in claim 5.

【0037】図5は上記空気通路14を有する模型1A
の作製方法の一例を示す。
FIG. 5 shows a model 1A having the air passage 14.
An example of a method for fabricating is described below.

【0038】最初に、上記空気通路14を有する模型1
Aの三次元形状のCADデータを作成し、CADデータ
を厚み方向(高さ方向)に適当な設定量でスライスして
各スライスレベルごとの断面形状データを作成する。次
にモデル造形槽15に収容したポリスチレン等の粉末樹
脂16の上面に、前記CADデータの断面形状データに
従いレーザビームBをスキャニングしながら照射して所
定厚みの硬化層を形成し、硬化層が形成された後、エレ
ベータ17を設定量だけ下降動作させてモデル造形槽1
5内の粉末樹脂16のレベルを下げる。
First, the model 1 having the air passage 14
A CAD data of the three-dimensional shape of A is created, and the CAD data is sliced in a thickness direction (height direction) by an appropriate set amount to create sectional shape data for each slice level. Next, the upper surface of the powder resin 16 such as polystyrene contained in the model forming tank 15 is irradiated with the laser beam B while scanning in accordance with the cross-sectional shape data of the CAD data to form a hardened layer having a predetermined thickness. After that, the elevator 17 is moved down by the set amount to make the model forming tank 1.
The level of the powder resin 16 in 5 is lowered.

【0039】次に別のエレベータ18を設定量だけ上昇
動作させて、モデル造形槽15に隣接する粉末樹脂供給
槽19にある粉末樹脂20を上昇させた後、その上昇し
た粉末樹脂20をローラ24で矢印Q方向に移動させる
ことで、モデル造形槽15の硬化層の上に所定量の粉末
樹脂が供給される。なお、余分な粉末樹脂は、同じくモ
デル造形槽15に隣接する粉末樹脂回収槽25に落ちて
回収される。
Next, another elevator 18 is raised by a set amount to raise the powder resin 20 in the powder resin supply tank 19 adjacent to the model forming tank 15, and then the raised powder resin 20 is rolled by the roller 24. By moving the resin in the direction of arrow Q, a predetermined amount of powder resin is supplied onto the cured layer of the model forming tank 15. The excess powder resin is collected by dropping into a powder resin recovery tank 25 adjacent to the model forming tank 15.

【0040】前記硬化層の上面に所定量の粉末樹脂が供
給された後、上記と同様に断面形状データに従いレーザ
ビームBを照射することで先の硬化層の上に重ね合わせ
るようにして新たな硬化層が形成される。この操作を順
次繰り返すことにより図4に示すような三次元立体構造
の模型1Aが造形される。また、レーザビームBの照射
においては、粉末樹脂の粒子表面を融解して粒子同士が
結合するようにエネルギ密度を調整することにより、ポ
ーラス状の通気性を有する模型1Aが造形される。
After a predetermined amount of powdered resin is supplied to the upper surface of the hardened layer, a new laser beam B is irradiated in accordance with the cross-sectional shape data in the same manner as described above, so that a new one is superimposed on the previous hardened layer. A cured layer is formed. By repeating this operation sequentially, a model 1A having a three-dimensional structure as shown in FIG. 4 is formed. Further, in the irradiation of the laser beam B, the porous resin air-permeable model 1A is formed by adjusting the energy density so that the particle surfaces of the powder resin are melted and the particles are bonded to each other.

【0041】レーザビームBの照射が終了したならば、
模型1Aをモデル造形槽15から取り出し、模型1Aの
周囲に付着した未硬化の粉末樹脂を刷毛や吸引またはエ
アブローで除去するが、図4に示す空気通路14内にも
未硬化の粉末樹脂があり、これを除去する必要がある。
When the irradiation of the laser beam B is completed,
The model 1A is taken out of the model forming tank 15, and the uncured powder resin adhering to the periphery of the model 1A is removed by brush, suction or air blow. However, there is also uncured powder resin in the air passage 14 shown in FIG. Need to remove this.

【0042】そこで、図4に示すように、空気通路14
として互いに隣り合う第1の通路21と第2の通路22
とを平行に設けると共に、第1の通路21と第2の通路
22を繋ぐ第3の通路23を適当な間隔で複数個設け
る。レーザビームBの照射が終了し、モデル造形槽15
から模型1Aを取り出した後、第1の通路21の入り口
から図示外のエアブローノズルにてエアブローを行うこ
とで、エアブローされた部位から最も近い第3の通路2
3内の未硬化の粉末樹脂と、前記第3の通路23と第2
の通路22の入り口までの未硬化の粉末樹脂が、第2の
通路22から排出される。次にエアブローノズルを第1
の通路21からその奧部側に挿入し、上記と同様の作業
を順次行うことで、空気通路20内の未硬化の粉末樹脂
が順次スムーズに排出されて、空気通路14を形成する
ことができる。
Therefore, as shown in FIG.
A first passage 21 and a second passage 22 adjacent to each other
Are provided in parallel, and a plurality of third passages 23 connecting the first passage 21 and the second passage 22 are provided at appropriate intervals. When the irradiation of the laser beam B is completed, the model
After the model 1A is taken out of the first passage 21, air is blown from an entrance of the first passage 21 with an air blow nozzle (not shown), so that the third passage 2 closest to the blown portion is formed.
3 and the third passage 23 and the second
The uncured powder resin up to the entrance of the passage 22 is discharged from the second passage 22. Next, the air blow nozzle is
The uncured powder resin in the air passage 20 is sequentially and smoothly discharged, and the air passage 14 can be formed by sequentially inserting the uncured powder resin in the air passage 20 through the same operation as described above. .

【0043】なお、上記未硬化の粉末樹脂はその樹脂の
材質や湿気の影響等により、樹脂粒子同士が付きやすい
という特性がある。そのため、空気通路14内に残され
た未硬化の粉末樹脂を吸引する方法では、特に模型1A
自体の肉厚が薄く且つ複雑な形状である場合は、空気通
路14の孔径が細く、模型1Aの形状に沿って曲がった
形状となることから、吸引ノズルを空気通路14に挿入
しても、ノズル内に未硬化の粉末樹脂が詰まって吸引で
きないことがある。したがって、上記のようなエアブロ
ー方式にて未硬化の粉末樹脂を排出,除去することは、
その除去効率の上できわめて有効である。
The uncured powder resin has a characteristic that resin particles tend to adhere to each other due to the material of the resin and the influence of moisture. Therefore, in the method of sucking the uncured powder resin remaining in the air passage 14, the model 1A
When the wall thickness of itself is thin and has a complicated shape, the hole diameter of the air passage 14 is small, and the air passage 14 is bent along the shape of the model 1A. Therefore, even if the suction nozzle is inserted into the air passage 14, In some cases, unhardened powder resin is clogged in the nozzle and suction cannot be performed. Therefore, discharging and removing the uncured powder resin by the air blow method as described above requires:
It is extremely effective in its removal efficiency.

【0044】この後、上記模型1Aの上面のうち空気通
路14が開口する部分に図3と同様に空気排出パイプ4
を接続することで図4に示したような通気性を有する模
型1Aの作製作業が完了する。
Thereafter, the air discharge pipe 4 is provided in a portion of the upper surface of the model 1A where the air passage 14 is opened, as in FIG.
To complete the operation of manufacturing the model 1A having air permeability as shown in FIG.

【0045】図6,7は上記模型1Aに形成されること
になる空気通路14の変形例を示す。
FIGS. 6 and 7 show a modification of the air passage 14 to be formed in the model 1A.

【0046】図6においては、第1の通路21と第2の
通路22とを繋ぐ第3の通路33について、第1の通路
21と第3の通路33の結合位置33aよりも第2の通
路22と第3の通路33との結合位置33bを通路の口
元側に設けて、実質的に第3の通路33を傾斜させたも
のである。エアブローは第1の通路21側から行うが、
第3の通路33の結合位置を第2の通路22の口元側に
設けることにより、通路の曲がりが緩やかになり、エア
ブローした際に、空気の流れ26と未硬化粉末樹脂の移
動の抵抗が小さくなり、スムーズに排出することができ
る。
In FIG. 6, the third passage 33 connecting the first passage 21 and the second passage 22 is located at a position closer to the second passage than the connecting position 33a of the first passage 21 and the third passage 33. A connection position 33b between the passage 22 and the third passage 33 is provided on the mouth side of the passage, and the third passage 33 is substantially inclined. The air blow is performed from the first passage 21 side,
By providing the connection position of the third passage 33 on the mouth side of the second passage 22, the passage is gradually bent, and when air is blown, the resistance of the air flow 26 and the movement of the uncured powder resin is reduced. And can be discharged smoothly.

【0047】図7おいては、第1の通路21と第2の通
路22とを繋ぐ第3の通路43の結合部において、少な
くとも通路の口元側にアール面取りを施してアール面取
り部43aを形成したものである。この場合には、図6
と同様にエアブローは第1の通路21側から行うが、第
1,第2の通路21,22と第3の通路43とのなすコ
ーナー部にアール面取り部43aを設けることにより、
エアブローした際に空気の流れ26と未硬化粉末樹脂の
移動の抵抗が小さくなり、スムーズに排出することがで
きる。
In FIG. 7, at the joint of the third passage 43 connecting the first passage 21 and the second passage 22, at least the corner of the passage is rounded to form a round chamfered portion 43 a. It was done. In this case, FIG.
Similarly to the above, air blow is performed from the first passage 21 side, but by providing a round chamfered portion 43a at a corner formed by the first and second passages 21 and 22 and the third passage 43,
When air is blown, the resistance of the flow of the air 26 and the movement of the uncured powder resin is reduced, and the air can be discharged smoothly.

【0048】ここで、上記のような通気性を有する模型
1もしくは1Aの造形からその模型1または1Aを使用
した鋳型の作製およびその鋳型を用いた精密鋳造までの
一連の手順は図8のようになる。
FIG. 8 shows a series of procedures from the above-described modeling of the air-permeable model 1 or 1A to the production of a mold using the model 1 or 1A and the precision casting using the mold. become.

【0049】同図に示すように、鋳造しようとする製品
形状と同形状の消失模型用の三次元CADデータを作成
する。この時、図1,3に示したような空気排出パイプ
4を接続する空気排出空間13の形状や、空気通路14
の形状の三次元CADデータも併せて作成する(ステッ
プS1)。
As shown in the figure, three-dimensional CAD data for a vanishing model having the same shape as the product to be cast is created. At this time, the shape of the air discharge space 13 for connecting the air discharge pipe 4 as shown in FIGS.
Also, three-dimensional CAD data having the shape of is created (step S1).

【0050】次に、湯口や、ランナー、ゲートおよび押
し湯等の鋳造方案に関する形状を同じくCADデータで
作成し(ステップS2)、鋳造シミュレーションによる
凝固解析を行い(ステップS3)、引け巣などの不具合
が発生しない鋳造方案を作成する。
Next, the shapes related to the casting method, such as the gate, runner, gate and feeder, are similarly created using CAD data (step S2), and a solidification analysis is performed by a casting simulation (step S3). Create a casting plan that does not cause any problems.

【0051】さらに、粉末樹脂モデルを造形するための
CADデータのスライスデータを作成する(ステップS
4)。そして、このスライスデータをもとに造形装置で
模型1もしくは1Aを造形し(ステップS5)、造形後
に造形装置から模型1もしくは1Aを取り出し、模型1
もしくは1Aの外表面に付着した未硬化の粉末樹脂や、
模型1もしくは1A内部にある未硬化の粉末樹脂をエア
ブロー方式で除去する(ステップS6)。
Further, slice data of CAD data for forming a powder resin model is created (step S).
4). Then, based on the slice data, the model 1 or 1A is formed by the modeling apparatus (step S5), and after the modeling, the model 1 or 1A is taken out of the modeling apparatus, and the model 1 or 1A is taken out.
Or uncured powder resin adhered to the outer surface of 1A,
The uncured powder resin inside the model 1 or 1A is removed by an air blow method (step S6).

【0052】続いて、模型1もしくは1Aを図1の吊り
治具2に接着剤等にて接着固定した後(ステップS
7)、吊り治具2を金枠3に設置し(ステップS8)、
模型1もしくは1Aに空気排出パイプ4を接続する(ス
テップS9)。
Subsequently, the model 1 or 1A is bonded and fixed to the hanging jig 2 of FIG. 1 with an adhesive or the like (step S1).
7), the hanging jig 2 is set on the metal frame 3 (step S8),
The air discharge pipe 4 is connected to the model 1 or 1A (step S9).

【0053】さらに、金枠3に石膏を流し込んで充填し
た後(ステップS10)、金枠3を圧力容器8に設置す
ると共に、空気排出パイプ4を圧力容器8の空気ドレン
9に接続する(ステップS11)。そして、圧力容器8
の蓋7を閉めて密閉状態にして圧力容器8内部を加圧す
る(ステップS12)。
Further, after the plaster is poured into the metal frame 3 and filled (step S10), the metal frame 3 is set in the pressure vessel 8 and the air discharge pipe 4 is connected to the air drain 9 of the pressure vessel 8 (step S10). S11). And the pressure vessel 8
Then, the inside of the pressure vessel 8 is pressurized by closing the lid 7 to make the airtight state (step S12).

【0054】石膏が凝固した後、圧力容器8から金枠3
を取り出し、燃焼または溶解による方法で模型1もしく
は1Aを消失させる(ステップS13)。さらに、石膏
製の鋳型をオーブン等で乾燥させた後(ステップS1
4)、断熱パイプ等で湯口部や押し湯部等を設ける(ス
テップS15)。
After the gypsum has solidified, the metal frame 3 is removed from the pressure vessel 8.
Is taken out, and the model 1 or 1A is extinguished by a method of burning or melting (step S13). Further, after the plaster mold is dried in an oven or the like (step S1).
4) A gate section, a feeder section, and the like are provided with a heat insulating pipe or the like (step S15).

【0055】そして、石膏製の鋳型の空洞部に溶湯を流
し込んで鋳造を行い(ステップS16)、鋳造後に石膏
鋳型を除去し、湯口等の切断などの仕上げ(ステップS
17)を行うことで、製品たる所定形状の鋳造品を得る
ことができる。
Then, the molten metal is poured into the cavity of the gypsum mold to perform casting (step S16). After the casting, the gypsum mold is removed, and finishing such as cutting of the gate (step S16) is performed.
By performing 17), a cast product having a predetermined shape as a product can be obtained.

【0056】本発明の第2の実施の形態として精密鋳造
用鋳型の作製方法の別の例を図9に示し、本実施の形態
は請求項2に記載の発明に対応している。なお、本実施
の形態では圧力容器50が図1,2に示した金枠3を兼
ねている。
FIG. 9 shows another example of a method of manufacturing a precision casting mold according to a second embodiment of the present invention. This embodiment corresponds to the second aspect of the present invention. In the present embodiment, the pressure vessel 50 also serves as the metal frame 3 shown in FIGS.

【0057】同図に示すように、図1と同様の通気性を
有する模型1を井桁状に組まれた吊り治具2に接着し、
吊り治具2を開閉可能な蓋51が設けられている密閉可
能な圧力容器50の受け板52の上部に設置して、圧力
容器50内に吊り下げ支持させる。模型1の上面には空
気排出パイプ54を接着し、空気排出パイプ54の他端
は蓋51に設けられた空気ドレン53に接続する。蓋5
1には空気ドレン53とは別に石膏ドレン55が設けら
れていて、栓56にて密閉可能となっている。また、圧
力容器50の底部に相当する部分には二重構造の石膏導
入管57が接続されており、内筒58の上部には密閉可
能な栓60と圧力配管61が設けられている。外筒59
には氷等で冷却された冷却水62が収容されている。
As shown in the figure, a model 1 having the same air permeability as in FIG. 1 is bonded to a hanging jig 2 assembled in a cross-girder shape.
The hanging jig 2 is installed above the receiving plate 52 of the sealable pressure vessel 50 provided with the openable and closable lid 51, and is suspended and supported in the pressure vessel 50. An air discharge pipe 54 is adhered to the upper surface of the model 1, and the other end of the air discharge pipe 54 is connected to an air drain 53 provided on the lid 51. Lid 5
1 is provided with a gypsum drain 55 separately from the air drain 53, and can be hermetically sealed with a stopper 56. Further, a gypsum introduction pipe 57 having a double structure is connected to a portion corresponding to the bottom of the pressure vessel 50, and a sealable stopper 60 and a pressure pipe 61 are provided above the inner cylinder 58. Outer cylinder 59
Contains cooling water 62 cooled by ice or the like.

【0058】鋳型を製作するには、圧力容器50の蓋5
1を閉めるとともに、石膏ドレン55については栓56
を外して開放した上で、栓60を外して石膏導入管57
の内筒58に石膏5を流し入れ、石膏ドレン55から石
膏5が溢れ出たところで石膏5の供給をやめる。そし
て、栓56で石膏ドレン55を密閉した後、同じく内筒
58を栓60にて密閉した上で圧力配管61から加圧空
気を導入し、その内筒58内の石膏5を介して圧力容器
50内の石膏5を加圧する。
To produce the mold, the lid 5 of the pressure vessel 50
1 and the plug 56 for the gypsum drain 55
The gypsum introduction tube 57 is removed by removing the stopper 60 and opening it.
The plaster 5 is poured into the inner cylinder 58, and the supply of the plaster 5 is stopped when the plaster 5 overflows from the plaster drain 55. After closing the gypsum drain 55 with the stopper 56, the inner cylinder 58 is similarly sealed with the stopper 60, and then pressurized air is introduced from the pressure pipe 61, and the pressure vessel is passed through the gypsum 5 in the inner cylinder 58. The gypsum 5 in 50 is pressurized.

【0059】石膏5は温度が低いと凝固時間が遅くなる
という特性があり、この特性を利用して石膏導入管57
を冷却しているため、石膏導入管57内の石膏5は凝固
時間が遅くなり流動性がある状態を長く維持することが
できるようになる。その結果、石膏導入管57が通じる
模型1の空洞部1aの下部の石膏5も凝固時間が遅くな
り、加圧時間を長くすることができるため、先の第1の
実施の形態と同様に空気溜まり6を形成している空気を
スムーズに排出しながら空洞部1aに石膏5を充填し易
くなり、石膏5を模型1により確実に密着させることが
できるようになる。
The gypsum 5 has a characteristic that the solidification time is delayed when the temperature is low.
Is cooled, the setting time of the gypsum 5 in the gypsum introduction pipe 57 is delayed, and the state of fluidity can be maintained for a long time. As a result, the gypsum 5 at the lower part of the cavity 1a of the model 1 through which the gypsum introduction pipe 57 communicates also has a slow solidification time and a long pressurization time, so that the air can be removed similarly to the first embodiment. The cavity 1a can be easily filled with the gypsum 5 while the air forming the pool 6 is smoothly discharged, so that the gypsum 5 can be more securely adhered to the model 1.

【0060】本発明の第3の実施の形態として精密鋳造
用鋳型の作製方法のさらに別の例を図10に示す。本実
施の形態における装置各部の構成は図9に示したものと
同様である。なお、本実施の形態は請求項3に記載の発
明に対応している。
FIG. 10 shows still another example of a method for manufacturing a precision casting mold as a third embodiment of the present invention. The configuration of each section of the device in the present embodiment is the same as that shown in FIG. This embodiment corresponds to the third aspect of the present invention.

【0061】石膏は一般鋳造用石膏やロストワックス用
石膏などの種類があり、石膏の種類によって流動性や強
度が異なり、概して流動性が大きいと凝固後の強度が小
さいという特性がある。また、混水率を大きくすると流
動性が大きくなるが、同じく凝固後の強度が低下すると
いう特性がある。
Gypsum is classified into various types such as gypsum for general casting and gypsum for lost wax. Fluidity and strength vary depending on the type of gypsum. Generally, if the fluidity is large, the strength after solidification is small. Further, when the water mixing ratio is increased, the fluidity is increased, but similarly, there is a characteristic that the strength after solidification is reduced.

【0062】本実施の形態では、圧力容器50の蓋51
を開けた状態で流動性が大きい石膏、または混水率を大
きくした石膏65を、模型1の概略下側半分程度が隠れ
るまで流し入れる。次に、流動性は小さいが強度が大き
い石膏、または混水率を先の石膏65より小さくした石
膏75を模型1が完全に隠れるように圧力容器50の上
部まで流し入れる。そして、圧力容器50の蓋51を密
閉すると共に、石膏ドレン55を栓56で密閉し、石膏
導入管57の内筒58を栓60で密閉し、圧力配管61
から加圧空気を導入する。これにより、石膏導入管57
内と模型1の下部には流動性の大きい石膏65があるた
め、空洞部1aに石膏65を充填しやすくなり、石膏6
5を模型1に密着させることができる。特に模型1の空
洞部1aには流動性はあるが強度が小さい石膏65が充
填されることになるものの、模型1の概略半分より上部
には流動性は小さいが強度が大きい石膏75があるた
め、それら二種類の石膏65,75をもって形成される
ことになる鋳型全体としては必要十分な強度を維持する
ことができる。
In the present embodiment, the lid 51 of the pressure vessel 50
In a state in which the gypsum is opened, gypsum having a high fluidity or gypsum 65 having a high water-mixing ratio is poured until approximately the lower half of the model 1 is hidden. Next, gypsum having low fluidity but high strength, or gypsum 75 having a water mixing ratio smaller than that of the plaster 65, is poured into the upper portion of the pressure vessel 50 so that the model 1 is completely hidden. Then, while closing the lid 51 of the pressure vessel 50, sealing the gypsum drain 55 with a stopper 56, sealing the inner cylinder 58 of the gypsum introduction pipe 57 with a stopper 60,
Pressurized air is introduced from Thereby, the gypsum introduction pipe 57
Since the gypsum 65 having high fluidity is provided inside and below the model 1, the gypsum 65 can be easily filled into the cavity 1a,
5 can be brought into close contact with the model 1. In particular, although the cavity 1a of the model 1 is filled with the gypsum 65 having fluidity but low strength, the gypsum 75 having low fluidity but high strength is located above approximately half of the model 1. As a whole, a mold formed with these two types of gypsum 65, 75 can maintain necessary and sufficient strength.

【0063】次に、本発明の第4の実施の形態として圧
力容器8または50内の石膏を加圧する際の別の例を図
11に示す。なお、本実施の形態は請求項4に記載の発
明に対応している。
FIG. 11 shows another example of pressurizing the gypsum in the pressure vessel 8 or 50 as the fourth embodiment of the present invention. This embodiment corresponds to the invention described in claim 4.

【0064】図11の(A)は加圧のための加圧力変化
とそれにによって生じる空気溜まり6の圧力変化を示す
図で、石膏が流動する時の圧力損失分をP1、空洞部1
aにある空気溜まり6の圧力をP2、空洞部1aでの石
膏液面と圧力容器8または50の上面の石膏液面との高
さの差に相当する圧力をP3、模型1を空気が通過する
時の圧力損失分をP4としたとき、それらの各圧力P1
〜P4の総和をP(=P1+P2+P3+P4)として
計算し、加圧初期段階の加圧度合いとしては、その加圧
力が上記総和圧力Pを越えるまではゆっくりと、すなわ
ち加圧速度を小さくして加圧する(図11の(A)のa
領域)。これにより、石膏液面の波立ちを防止でき、石
膏を緩やかに移動させることができる。なお、上記総和
圧力Pは大気圧との差圧に相当する。
FIG. 11A is a diagram showing a change in pressure for pressurization and a change in pressure of the air reservoir 6 caused by the change in pressure.
P2 is the pressure of the air reservoir 6 in a, P3 is the pressure corresponding to the difference in height between the gypsum liquid surface in the cavity 1a and the gypsum liquid surface on the upper surface of the pressure vessel 8 or 50, and air passes through the model 1. When the pressure loss at the time of pressure reduction is defined as P4, the respective pressures P1
The sum of P4 is calculated as P (= P1 + P2 + P3 + P4). The degree of pressurization in the initial stage of pressurization is slow until the pressure exceeds the total pressure P, that is, the pressurization speed is reduced, and pressurization is performed. (A in FIG. 11A)
region). This makes it possible to prevent the plaster liquid surface from waving, and to move the gypsum gently. Note that the total pressure P corresponds to a pressure difference from the atmospheric pressure.

【0065】加圧力が上記総和圧力Pを越えることによ
り石膏が移動し始めたところで、加圧速度を大きくする
(同図のb領域)。こうすることにより加圧時間を短縮
できる。さらに石膏の移動に伴い空洞部1aでの空気溜
まり6の圧力が上昇し(同図のc領域)、模型1の圧力
損失と大気圧より大きくなったところで、空気溜まり6
を形成している空気は模型1を通過して容器外部に排出
される。
When the gypsum begins to move due to the applied pressure exceeding the total pressure P, the pressurizing speed is increased (region b in the figure). By doing so, the pressing time can be reduced. Further, as the gypsum moves, the pressure in the air reservoir 6 in the cavity 1a increases (region c in the figure), and when the pressure loss of the model 1 becomes larger than the atmospheric pressure, the air reservoir 6
Is discharged out of the container through the model 1.

【0066】次に加圧力が安定状態を維持することで空
気溜まり6の圧力も安定状態に移行し(同図のdおよび
e領域)、その空気溜まり6の空気は模型1を通過して
排出され、石膏によって空気が全て排出された時点で空
気溜まり6の圧力はなくなる(同図f領域)。
Next, when the pressure is maintained in a stable state, the pressure in the air reservoir 6 also shifts to a stable state (regions d and e in FIG. 6), and the air in the air reservoir 6 passes through the model 1 and is discharged. Then, when all the air is discharged by the gypsum, the pressure in the air reservoir 6 disappears (the area f in the figure).

【0067】続いて、加圧による空気溜まり6の空気排
出後の減圧に際しては、減圧初期は減圧速度を小さくす
ることで模型1に空気が付着している場合に急激な膨張
を防止でき、石膏の硬化不良を防止できる(同図のg領
域)。その後、減圧速度を大きくすることで減圧時間を
短縮できる(同図のh領域)。
Subsequently, when depressurizing the air reservoir 6 after discharging air by pressurization, a rapid expansion can be prevented when air is attached to the model 1 by reducing the depressurizing speed at the initial stage of depressurization, and gypsum can be prevented. Can be prevented from being hardened (g region in the figure). Thereafter, the decompression time can be shortened by increasing the decompression speed (region h in the figure).

【0068】図11の(B)は、上記空気溜まり6の体
積変化と従来の減圧法による体積変化を示す。空気溜ま
り6の体積は、同図(A)の加圧初期段階(a領域)で
はその加圧力が小さく石膏が移動しないため、空気溜ま
り6の体積変化は生じない(i領域)。さらなる加圧に
より石膏が移動することにより空気溜まり6の空気が徐
々に圧縮され(c領域)、排出が開始された時点から体
積が小さくなり(j領域)、空洞部1aに石膏がフルに
充填されたところで空気溜まり6の圧力がなくなる(f
領域)。
FIG. 11B shows a change in volume of the air reservoir 6 and a change in volume by a conventional decompression method. The volume of the air reservoir 6 does not change in the volume of the air reservoir 6 (i region) because the pressing force is small and the gypsum does not move in the initial stage of pressurization (region a) in FIG. As the gypsum moves by further pressurization, the air in the air pool 6 is gradually compressed (area c), and the volume becomes smaller from the time when the discharge starts (area j), and the cavity 1a is completely filled with gypsum. Where the pressure in the air reservoir 6 disappears (f
region).

【0069】従来の減圧法による脱泡においては、減圧
度の大きさにより空気溜まりとして残る体積がほぼ決ま
ってしまって完全に除去することはできないが、上記実
施の形態のように加圧する方法においては、空気溜まり
6の圧力を算出し、より大きな圧力を加えることができ
るため、その空気溜まり6を形成している空気を完全に
なくすことができる。また、従来の減圧脱泡法において
は、減圧度を大きくするためには容量が大きく且つ高性
能の真空ポンプが必要になると共に、減圧時間がかかる
という不具合があったが、上記のように加圧する方法に
おいては、大気圧の数倍程度の圧力であれば高性能のポ
ンプは必要なく、且つ短時間で加圧空気を導入すること
ができるため、空気溜まり6を形成している空気を排出
しつつその部分に石膏を密着させるまでに要する時間を
短縮できることになる。
In the conventional defoaming method by the depressurization method, the volume remaining as an air reservoir is substantially determined by the degree of the depressurization and cannot be completely removed. Can calculate the pressure in the air pool 6 and apply a larger pressure, so that the air forming the air pool 6 can be completely eliminated. Further, in the conventional vacuum degassing method, in order to increase the degree of pressure reduction, a large-capacity and high-performance vacuum pump is required, and the time required for the pressure reduction is disadvantageous. In the pressurizing method, a high-performance pump is not required if the pressure is about several times the atmospheric pressure, and the pressurized air can be introduced in a short time. The time required for bringing the gypsum into close contact with the portion can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る鋳型製作方法の第1の実施の形態
を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a mold manufacturing method according to the present invention.

【図2】本発明に係る鋳型製作方法の第1の実施の形態
を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory view showing a first embodiment of a mold manufacturing method according to the present invention.

【図3】図1に示す模型と空気排出パイプとの接続部の
要部拡大図。
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of a connection portion between the model shown in FIG. 1 and an air discharge pipe.

【図4】図1,2に示す模型の変形例を示す図で、
(A)はその縦断面図、(B)は同図(A)のA−A線
に沿う断面図。
FIG. 4 is a view showing a modification of the model shown in FIGS.
(A) is a longitudinal sectional view thereof, and (B) is a sectional view taken along line AA of FIG. (A).

【図5】図4に示す模型を造形するための造形装置の構
成説明図。
FIG. 5 is a configuration explanatory view of a modeling apparatus for modeling the model shown in FIG. 4;

【図6】図4に示す模型のさらなる変形例を示す要部拡
大図。
FIG. 6 is an enlarged view of a main part showing a further modification of the model shown in FIG. 4;

【図7】同じく図4に示す模型のさらなる別の変形例を
示す要部拡大図。
FIG. 7 is an enlarged view of a main part showing still another modified example of the model shown in FIG. 4;

【図8】模型造形から鋳型製作およびその鋳型を用いた
実際の鋳造までの一連の手順を示すフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a series of procedures from model modeling to mold production and actual casting using the mold.

【図9】本発明に係る鋳型製作方法の第2の実施の形態
を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory view showing a second embodiment of the mold manufacturing method according to the present invention.

【図10】本発明に係る鋳型製作方法の第3の実施の形
態を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory view showing a third embodiment of the mold manufacturing method according to the present invention.

【図11】本発明に係る鋳型製作方法の第4の実施の形
態として、石膏加圧時の圧力変化を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory view showing a pressure change when gypsum is pressed as a fourth embodiment of the mold manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…模型 1a…空洞部 3…金枠 4…空気排出パイプ 5,5a…石膏 6…空気溜まり 8…圧力容器 10…加圧配管 14…空気通路 21…第1の通路 22…第2の通路 23…第3の通路 33…第3の通路 43…第3の通路 50…圧力容器 54…空気排出パイプ 57…石膏導入管 61…加圧配管 65…石膏 75…石膏 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Model 1a ... Hollow part 3 ... Gold frame 4 ... Air discharge pipe 5, 5a ... Plaster 6 ... Air pool 8 ... Pressure vessel 10 ... Pressurized piping 14 ... Air passage 21 ... First passage 22 ... Second passage 23 ... third passage 33 ... third passage 43 ... third passage 50 ... pressure vessel 54 ... air discharge pipe 57 ... gypsum introduction pipe 61 ... pressurized piping 65 ... gypsum 75 ... gypsum

フロントページの続き (72)発明者 芝崎 禎四郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 4E093 GA05 GB16 GC20 GD04 Continuation of the front page (72) Inventor Teshiro Shibazaki 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Nissan Motor Co., Ltd. 4E093 GA05 GB16 GC20 GD04

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 製品と同形状の模型を枠体内に配置した
上でこの枠体内に鋳型となるべき石膏を流し入れ、石膏
が硬化した後に燃焼または溶解にて模型を消失させ、模
型が消失した空間に溶融金属を流し込んで所定の製品を
鋳造するようにした精密鋳造用鋳型の製作方法におい
て、 通気性を有する模型を用い、この模型と石膏とが収容さ
れた枠体を密閉可能な容器内に設置するとともに、模型
上面に接続した空気排出パイプの他端を容器外に開口さ
せ、 上記容器を密閉状態に保持した状態で容器内部を加圧す
ることにより少なくとも模型と石膏との境界に封じ込め
られた空気を脱気することを特徴とする精密鋳造用鋳型
の製作方法。
Claims 1. A model having the same shape as a product is placed in a frame, plaster to be cast is poured into the frame, and after the gypsum hardens, the model disappears by burning or melting, and the model disappears. In a method for producing a precision casting mold in which a predetermined product is cast by pouring a molten metal into a space, a model having air permeability is used, and a frame in which the model and the gypsum are stored can be sealed in a container. And the other end of the air discharge pipe connected to the upper surface of the model is opened to the outside of the container, and the container is sealed at least at the boundary between the model and the gypsum by pressurizing the inside of the container while holding the container in a sealed state. A method for producing a precision casting mold, characterized in that degassed air is removed.
【請求項2】 上記模型は下方が開口した空洞部を有し
ている一方、上記容器は枠体を兼ねていて、その容器に
おける底部のうち模型の空洞部に臨む位置に石膏導入管
を接続し、 この石膏導入管を冷却しながら該石膏導入管を通して容
器内に石膏を導入するとともに、容器内に導入した石膏
を該石膏導入管を通して加圧することを特徴とする請求
項1に記載の精密鋳造用鋳型の製作方法。
2. The model has a cavity which is open at the bottom, while the container also serves as a frame, and a gypsum introduction pipe is connected to the bottom of the container at a position facing the cavity of the model. The gypsum is introduced into the container through the gypsum introduction tube while cooling the gypsum introduction tube, and the gypsum introduced into the container is pressurized through the gypsum introduction tube. How to make a casting mold.
【請求項3】 少なくとも二種類以上の石膏、または一
種類の石膏で混水率を変えた石膏を少なくとも二種類以
上用いることを特徴とする請求項2に記載の精密鋳造用
鋳型の製作方法。
3. The method for producing a precision casting mold according to claim 2, wherein at least two or more types of gypsum or a gypsum having a different water mixing ratio with one type of gypsum are used.
【請求項4】 上記容器内を加圧する方法として、石膏
が流動する時の圧力損失分に、空洞部の圧力、空洞部に
ある石膏液面と容器上面の石膏液面の高さの差に相当す
る圧力、および模型を空気が通過する時の圧力損失分と
を加えた総和圧力を算出し、大気圧との差がこの総和圧
力より大きな圧力になるまでは加圧速度を小さくして加
圧し、その後加圧速度を大きくして加圧して圧力を一定
時間保持した後、減圧速度を小さくして減圧し、その後
大気圧までは減圧速度を大きくして減圧することを特徴
とする請求項2または3に記載の精密鋳造用鋳型の製作
方法。
4. A method of pressurizing the inside of the container, wherein the pressure loss when the gypsum flows, the pressure in the cavity, the difference between the height of the gypsum liquid surface in the cavity and the height of the gypsum liquid surface on the upper surface of the container are determined. Calculate the total pressure by adding the corresponding pressure and the pressure loss when the air passes through the model, and reduce the pressurizing speed until the difference from the atmospheric pressure becomes larger than this total pressure. After increasing the pressurizing rate and increasing the pressurizing rate and maintaining the pressure for a certain period of time, decreasing the depressurizing rate to reduce the pressure, and then increasing the depressurizing rate to atmospheric pressure to reduce the pressure. 4. The method for producing a precision casting mold according to 2 or 3.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の精密鋳
造用鋳型の製作方法に用いる消失型の模型であって、 粉末状の樹脂にレーザを照射して平面状の硬化層を形成
するとともに、この硬化層を上下方向に複数段積み重ね
ることで通気性を有する立体形状の模型構造とし、模型
の内部に少なくとも2つ以上の隣接する空気通路と、隣
接する空気通路同士を繋ぐ通路を適当な間隔をもって設
けたことを特徴とする模型。
5. A vanishing model used in the method for manufacturing a precision casting mold according to claim 1, wherein a powdery resin is irradiated with a laser to form a planar hardened layer. And, a three-dimensional model structure having air permeability by stacking a plurality of layers of this cured layer in the vertical direction, at least two or more adjacent air passages inside the model, and a passage connecting adjacent air passages A model provided at appropriate intervals.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005107976A1 (en) * 2004-05-07 2005-11-17 Shonan Design Co., Ltd. Process of drying, pattern melting, and burning for the plaster molds for precision casting
JP2008114265A (en) * 2006-11-06 2008-05-22 Ngk Insulators Ltd Method for manufacturing casting gypsum mold
JP2020151717A (en) * 2019-03-18 2020-09-24 賢悟 ▲高▼橋 Ultrathin cast manufacturing method

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