JP2005349413A - Method for forming mold - Google Patents

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Sadaharu Yazawa
貞春 矢澤
Kenji Okada
健司 岡田
Yuichi Kanda
雄一 神田
Hiroshi Yasuda
広 安田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new method for forming a mold by using an optical molding model as a master. <P>SOLUTION: This method is the forming method for mold by using the optical molding model with the following processes, in which (a) process for forming the mold including the model by using the optical molding model as the master, (b) process for allowing to contact with solvent selected from group composed of organic solvent and inorganic oxidizing agent solution, and (c) process for removing the model from the mold before melting this model. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光造形模型を用いた鋳型の形成方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a mold using an optical modeling model.

光造形模型を用い鋳造用鋳型を作製する方法としては、光造形模型の周囲にセラミックシェルを形成し、光造形模型を燃焼により消失させ、鋳型を作製する方法が知られている。この方法については、精密鋳造メーカー、光造形装置メーカー、光造形模型サービスビューロー等各方面で研究が行われてきた。
しかし、光造形模型を内包する鋳型を焼成し模型を消失させる際に、樹脂の膨張、燃焼ガス圧等の要因により、鋳型が破損してしまうという課題があった。そこで、光造形模型内部をハニカム化したり、模型をワックスで作製する場合と比較してセラミックシェルを厚くするなどの対策が試みられているが、課題は完全に解決されてはいなかった。
As a method for producing a casting mold using an optical modeling model, a method is known in which a ceramic shell is formed around the optical modeling model, the optical modeling model is eliminated by combustion, and a mold is prepared. This method has been studied in various fields such as precision casting manufacturers, stereolithography equipment manufacturers, stereolithography model service bureaus and the like.
However, when the mold containing the stereolithographic model is baked to lose the model, there is a problem that the mold is damaged due to factors such as resin expansion and combustion gas pressure. Therefore, measures such as making the inside of the stereolithographic model into a honeycomb or making the ceramic shell thicker than when the model is made of wax have been tried, but the problem has not been completely solved.

また、特開平9−66344号には、中空の光造形樹脂マスターを使用し、鋳型の成型後に該マスター内部を真空にして容積を減少させ、マスターを鋳型から除去する方法が記載されている。しかし、この方法では真空にした際の変形に伴ってマスターが破壊しないことが必要とされるので、マスターに使用できる材質は柔軟なものに限定され、さらにマスターの厚みの決定にも注意が必要であった。さらにマスターが型から剥離する際に内部表面に欠陥を生ずる恐れもあった。さらに、形状によってはこの方法が適当ではない場合もあった。
さらに、特開平8−108245号には、硬質樹脂製模型にセキなどを取り付けたものをを型組立体として使用し、鋳型形成後に有機溶剤を用いてこれを溶解除去する方法が記載されている。かかる方法では樹脂として熱可塑性樹脂が例示され、実施例においては塩化ビニルが使用されている。しかし、成形された樹脂を溶解できる溶剤の種類は限られており、また実施例では溶解に約1日半もの長時間を要したことが記載されている。
本発明で使用される光造形模型にはウレタンアクリレ−ト系、エポキシアクリレ−ト系などの耐溶剤性に優れた溶解性の不良な樹脂が使用されているため、溶剤で樹脂を溶解することは困難であり、かかる方法は採用できなかった。
特開平9−66344号 特開平8−108245号
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-66344 describes a method in which a hollow stereolithographic resin master is used, and after the mold is molded, the inside of the master is evacuated to reduce the volume and the master is removed from the mold. However, this method requires that the master does not break with deformation when it is evacuated, so the materials that can be used for the master are limited to flexible materials, and care must be taken in determining the thickness of the master. Met. Further, when the master is peeled from the mold, there is a risk of causing defects on the inner surface. Furthermore, this method may not be appropriate depending on the shape.
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-108245 describes a method in which a hard resin model attached with cedar or the like is used as a mold assembly, and this is dissolved and removed using an organic solvent after the mold is formed. . In such a method, a thermoplastic resin is exemplified as the resin, and vinyl chloride is used in the examples. However, the types of solvents that can dissolve the molded resin are limited, and in the examples, it is described that the dissolution took a long time of about one and a half days.
The stereolithography model used in the present invention uses a resin with poor solubility such as urethane acrylate and epoxy acrylate, which has poor solvent resistance. It was difficult to do so and this method could not be adopted.
JP-A-9-66344 JP-A-8-108245

本発明は、上記の課題を解決し、光造形模型をマスターとして使用して鋳型を形成することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above problems and form a mold using an optical modeling model as a master.

本発明は、模型を形成する樹脂を完全に溶解しなくても、模型を鋳型から取り出せることを見いだし、完成された。
本発明は、光造形模型を用いた鋳型の形成方法であって、
a)光造形模型をマスターとして使用して、模型を内包する鋳型を形成する工程、
b)該模型と、有機溶剤および無機酸化剤溶液からなる群から選択される溶剤とを接触させる工程、および
c)該模型が溶解される前に模型を鋳型内から除去する工程、を含む方法を提供する。
光造形模型の作製方法は公知であるが、概略すれば、3次元CAD上で入力された3次元ソリッドデータをSTLフォーマットに変換した後、積層厚みにスライスして断面データを作成し、このデータに基づき、液状の光硬化性樹脂に紫外線レーザー光等を照射して選択的に硬化させ、一層ずつ積層することにより所望形状の3次元立体模型を得る方法である。
上記樹脂は市販されており、一般的にはウレタンアクリレ−ト系、エポキシアクリレ−ト系、エステルアクリレ−ト系、アクリレ−ト系、エポキシ系、およびビニルエーテル系のものが使用できる。
The present invention has been completed by finding that the model can be removed from the mold without completely dissolving the resin forming the model.
The present invention is a method for forming a mold using an optical modeling model,
a) using an optical modeling model as a master to form a mold containing the model;
b) contacting the model with a solvent selected from the group consisting of an organic solvent and an inorganic oxidant solution; and c) removing the model from the mold before the model is dissolved. I will provide a.
The manufacturing method of the optical modeling model is known, but in general, after converting the three-dimensional solid data input on the three-dimensional CAD into the STL format, the slice data is sliced to create the cross-sectional data. In this method, a liquid photocurable resin is irradiated with an ultraviolet laser beam or the like, selectively cured, and layered one by one to obtain a desired three-dimensional solid model.
The above resins are commercially available, and generally urethane acrylate type, epoxy acrylate type, ester acrylate type, acrylate type, epoxy type, and vinyl ether type can be used.

本発明においては、かかる光造形模型をマスター模型として使用してインベストメント鋳造法による鋳型が形成される。
光造形模型をマスターとして使用して模型を内包する鋳型を形成する方法は公知である。典型的には、水性シリカゾルおよび/またはエチルシリケートなどのバインダー、並びにジルコン、アルミナ、溶融石英、ムライト、シャモットなどのフィラーを含むスラリー中に模型をデッピングし、その後スラリーが乾かない内に砂を振りかけるサンディングまたはスタッコイングと呼ばれる処理を行った後、乾燥する。通常、この3工程をまとめてコーティング処理と呼ばれる。かかるコーティング処理を繰り返すことにより、鋳型材の厚さを所定の厚さまで厚くし、模型をマスターとして内包する鋳型が形成される。
また、石こうに水を加えて作製したスラリーを光造形模型の周囲に流し込んで硬化させて鋳型を作製することも可能である。
In the present invention, a mold is formed by the investment casting method using such an optical modeling model as a master model.
A method of forming a mold that encloses a model using an optical modeling model as a master is known. Typically, the model is dipped into a slurry containing a binder such as an aqueous silica sol and / or ethyl silicate and a filler such as zircon, alumina, fused quartz, mullite, chamotte, etc., and then the sand is sprinkled while the slurry is not dry After a process called sanding or stuccoing, it is dried. Usually, these three steps are collectively called a coating treatment. By repeating this coating process, the mold material is thickened to a predetermined thickness, and a mold containing the model as a master is formed.
It is also possible to make a mold by pouring water into gypsum and pouring the slurry around the stereolithography model and curing it.

本発明においては、鋳型形成後、内部の模型を、有機溶剤および無機酸化剤溶液からなる群から選択される溶剤と接触させる。本発明においては、模型を形成する樹脂を膨潤または分解劣化させることのできる溶剤であれば任意のものが使用できる。
本発明で使用できる有機溶剤としては、たとえば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、メタノール、プロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなどのアルコール、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ペンチル、酢酸セロソルブ、乳酸ブチルなどのエステル、セロソルブ、ブチルセロソルブなどのエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、1,1,2,2‐テトラクロロエタン、トリクロロエチレンなどのハロゲン系溶剤、N−メチル−2−ピロリドン、1−メチル−2−ピロリドン、テトラヒドロフラン(THF)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、スチレンモノマー、1,3ジオキソラン、1,3−ジオキサシクロペンタン、γ−ブチロラクトン、γ−ヒドロキシ酪酸ラクトン、ジメチルスルホキシド(DMSO)などのその他の溶剤があげられる。
模型と溶剤とを接触させる方法は任意であり、たとえば溶剤の鋳型内への注入などにより行うことができる。本発明において、特に好ましい溶剤は、クロロホルム、ジクロロメタン、およびDMFである。
In the present invention, after the template is formed, the internal model is brought into contact with a solvent selected from the group consisting of an organic solvent and an inorganic oxidizing agent solution. In the present invention, any solvent can be used as long as it can swell or decompose and degrade the resin forming the model.
Examples of the organic solvent that can be used in the present invention include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, cyclohexane, and methylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, methanol, propanol, butanol, and cyclohexanol. Alcohol, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, pentyl acetate, cellosolve acetate, ether such as butyl lactate, ether such as cellosolve, butyl cellosolve, ketone such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, chloroform, carbon tetrachloride, dichloromethane, 1, Halogen solvents such as 2-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, 1,1,2,2-tetrachloroethane, trichloroethylene, N-methyl-2-pyrrolidone, 1-methyl-2 Pyrrolidone, tetrahydrofuran (THF), N, N-dimethylformamide (DMF), styrene monomer, 1,3 dioxolane, 1,3-dioxacyclopentane, γ-butyrolactone, γ-hydroxybutyric acid lactone, dimethyl sulfoxide (DMSO), etc. Other solvents.
The method of bringing the model into contact with the solvent is arbitrary, and can be performed, for example, by injecting the solvent into the mold. In the present invention, particularly preferred solvents are chloroform, dichloromethane, and DMF.

本発明で使用できる無機酸化剤溶液としては、たとえば硫酸、硝酸、および塩素酸の水溶液、並びに過マンガン酸、二クロム酸、およびその塩、たとえばナトリウム塩またはカリウム塩の水溶液またはアルカリ溶液があげられる。本発明において好ましい無機酸化剤溶剤は、硫酸または硝酸の水溶液および過マンガン酸カリウムの水酸化ナトリウム水溶液である。
本発明においては、模型が溶解される前に模型を鋳型内から除去する。上記のように光造形模型にはウレタンアクリレ−ト系、エポキシアクリレ−ト系などの耐溶剤性に優れた溶解性の不良な樹脂が使用されているため、溶剤で樹脂を完全に溶解することは困難である。しかし、模型を溶剤により膨潤または分解劣化させた後、鋳型を振動させるなどして機械的な力を加えることにより樹脂を小さくし、型外に除去することができる。また、型の形状によっては、溶剤を適当に蒸発させ、適度な膨潤状態にすると、模型を破壊せず、そのまま抜き取ることもできる。
溶剤と接触させる時間および温度は特に規定するものではなく、当業者の適宜決定できる事項である。たとえば樹脂としてエポキシアクリレート系のものを使用し、溶剤としてクロロホルムを使用した場合には室温で30分から1時間後には樹脂をばらばらにすることができ、型内から容易に除去することができる。また、同じ樹脂に対して溶剤としてDMFを使用した場合には、室温で約3時間後には樹脂をばらばらにすることができ、型内から容易に除去することができる。
本発明においては、樹脂を溶解しないので、溶剤の使用量が少なくて良いという利点も有する。一般に光造形模型をマスターとして使用する場合、中空またはハニカム構造のものが使用されるが、本発明において使用される溶剤の量は、模型の中空な内部を満たす量で十分である。後述の実施例において明確に示されるように、使用される溶剤の量が非常に少ない点において本発明は顕著な効果を奏するものである。
Examples of the inorganic oxidant solution that can be used in the present invention include an aqueous solution of sulfuric acid, nitric acid, and chloric acid, and an aqueous solution or an alkaline solution of permanganic acid, dichromic acid, and salts thereof such as sodium salt or potassium salt. . Preferred inorganic oxidant solvents in the present invention are an aqueous solution of sulfuric acid or nitric acid and an aqueous sodium hydroxide solution of potassium permanganate.
In the present invention, the model is removed from the mold before the model is melted. As mentioned above, the stereolithographic model uses a resin with poor solubility such as urethane acrylate and epoxy acrylate, which has excellent solvent resistance, so the resin is completely dissolved in the solvent. It is difficult to do. However, after the model is swollen or decomposed and deteriorated with a solvent, the resin can be made smaller and removed from the mold by applying mechanical force such as vibrating the mold. Further, depending on the shape of the mold, if the solvent is appropriately evaporated to an appropriate swelling state, the model can be extracted as it is without destroying the model.
The time and temperature for contacting with the solvent are not particularly defined and can be appropriately determined by those skilled in the art. For example, when an epoxy acrylate resin is used as the resin and chloroform is used as the solvent, the resin can be separated after 30 minutes to 1 hour at room temperature, and can be easily removed from the mold. Further, when DMF is used as a solvent for the same resin, the resin can be separated after about 3 hours at room temperature, and can be easily removed from the mold.
In this invention, since resin is not melt | dissolved, it also has the advantage that the usage-amount of a solvent may be small. In general, when an optical modeling model is used as a master, a hollow or honeycomb structure is used, but the amount of the solvent used in the present invention is sufficient to fill the hollow interior of the model. As clearly shown in Examples described later, the present invention has a remarkable effect in that the amount of the solvent used is very small.

本発明においては、模型樹脂を型外に除去した後に、型を加熱して樹脂の残査を焼失させ、完全に除去することが好ましい。光造形模型の材質および形状、溶剤の種類および接触時間によっては、完全に樹脂を除去することが困難な場合があるが、本発明においては、光造形模型を構成する樹脂が溶剤により膨潤され、または分解劣化されているため、燃焼しやすくなっており、膨張やガスの発生などによる型の破損を生ずる危険が著しく低減される。   In the present invention, after removing the model resin out of the mold, it is preferable to heat the mold to burn away the resin residue and completely remove it. Depending on the material and shape of the optical modeling model, the type of solvent and the contact time, it may be difficult to completely remove the resin, but in the present invention, the resin constituting the optical modeling model is swollen by the solvent, Or, since it has been decomposed and deteriorated, it is easy to burn, and the risk of mold breakage due to expansion, gas generation, etc. is significantly reduced.

本発明の方法は、金属の鋳造品の他、複雑形状のセラミックス部品や粉末金属成形品を作製する手法としても有効であり、たとえばターボチャージャーのインペラ、異形管、および階段形状の物品の製造に有用である。   The method of the present invention is effective as a technique for producing complex-shaped ceramic parts and powder metal molded products in addition to metal castings, for example, for the production of turbocharger impellers, deformed pipes, and staircase shaped articles. Useful.

本発明の方法により、鋳型を破損する危険性が大きく低減された。そのため、光造形模型の周囲の鋳型材もそれほど強固である必要が無くなる。すなわち、周囲がセラミックシェルの場合は層の厚さを薄くすることができ、砂型(水ガラスを粘結剤とするCO2型等)の場合も周囲の鋳物砂の量を少なくすることができる。本発明においては、典型的には従来は10回程度が必要であったコーティング処理が3回程度ですみ、そのため、著しい時間の短縮およびコストの削減を達成することができる。
さらに、本発明において使用される溶剤の量は非常に少なく、製造コストを低減するともに、作業環境の安全、作業員の健康、および地球環境の保護に資する。
The risk of damaging the mold is greatly reduced by the method of the present invention. Therefore, the mold material around the stereolithography model does not need to be so strong. That is, when the surrounding is a ceramic shell, the thickness of the layer can be reduced, and in the case of a sand mold (CO2 type using water glass as a binder), the amount of surrounding foundry sand can be reduced. In the present invention, typically, the coating process, which conventionally required about 10 times, is required only about 3 times, so that a significant time reduction and cost reduction can be achieved.
Furthermore, the amount of the solvent used in the present invention is very small, which reduces the manufacturing cost and contributes to the safety of the working environment, the health of workers, and the protection of the global environment.

実施例1
有機溶剤と無機酸化剤溶液により、樹脂と接触させた場合の挙動について調べた。
光造形装置として、3D Systems社製,SLA3500を使用し、樹脂としてエポキシ樹脂(バンティコ社製,SL7560)を使用して光造形模型を作成した。造形の積層ピッチは0.15mmで、造形後、表裏各1時間ポストキュアを行った。得られた模型から試験片を切り出し、以下の実験を行った。
無機酸化剤溶液として硫酸(98%、80%)、過マンガン酸カリウム溶液(40g/L)を用い、光造形模型の板(10×20×2mm)を浸漬して、重量変化を求めた。なお、重量測定は溶剤から取り出した後、40℃で2時間乾燥した後に行った。結果を表1に示す。
Example 1
The behavior when contacted with a resin using an organic solvent and an inorganic oxidizer solution was investigated.
An optical modeling model was created using SLA3500, manufactured by 3D Systems, as an optical modeling apparatus, and using an epoxy resin (manufactured by Bantico, SL7560) as a resin. The stacking pitch for modeling was 0.15 mm, and post-curing was performed for 1 hour each on the front and back after modeling. A test piece was cut out from the obtained model and the following experiment was conducted.
Using sulfuric acid (98%, 80%) and potassium permanganate solution (40 g / L) as the inorganic oxidant solution, the plate of the optical modeling model (10 × 20 × 2 mm) was immersed and the change in weight was determined. In addition, after taking out from a solvent, weight measurement was performed after drying at 40 degreeC for 2 hours. The results are shown in Table 1.

Figure 2005349413
*KMnOは、1M 水酸化ナトリウム溶液中
Figure 2005349413
* KMnO 4 is in 1M sodium hydroxide solution

有機溶剤については、内部をハニカム形状にした光造形模型(φ5×60mm)を有機溶剤に浸漬し、形状の変化を観察した。結果を表2に示す。表中の数字は評価結果を表し、1はやや形状の変化があったこと、2はかなり形状の変化が見られ、屈曲したり2分したりしたこと、3は原型を留めず樹脂がばらばらになっていたことを示す。また4は変化が無かったことを示す。     As for the organic solvent, an optical modeling model (φ5 × 60 mm) having a honeycomb shape inside was immersed in the organic solvent, and the change in shape was observed. The results are shown in Table 2. The numbers in the table represent the evaluation results. 1 shows a slight change in shape, 2 shows a considerable change in shape, bends and bisects, and 3 separates the resin without retaining the original shape. Indicates that it was. Moreover, 4 shows that there was no change.

Figure 2005349413
Figure 2005349413

また、ウレタンアクリレート系の樹脂を用いて光造形模型を作成し、有機溶剤に浸漬し、形状の変化を観察した。溶剤としてクロロホルム、ジクロロメタン、アセトン、メタノール、およびDMFを使用し、12時間光造形模型を浸漬した。クロロホルム、ジクロロメタン、およびDMFについては、模型がバラバラになった。アセトンおよびメタノールでは、膨潤が観察された。模型は形状を保持していたが、容器を振るなどの外力を加えると一部形状を保持できなかった。   Moreover, the optical modeling model was created using the urethane acrylate resin, immersed in an organic solvent, and the change in shape was observed. Chloroform, dichloromethane, acetone, methanol, and DMF were used as solvents, and the optical modeling model was immersed for 12 hours. For chloroform, dichloromethane, and DMF, the models were broken apart. In acetone and methanol, swelling was observed. The model retained its shape, but some shape could not be retained when an external force such as shaking the container was applied.

実施例2
鋳型の作製
階段状と、インペラ形状(φ120×77mm(体積は213.1立方cm),φ84×53mm(体積は73.1立方cm),φ60×38mm(体積は26.6立方cm))の光造形模型を作製した。使用した樹脂は、エポキシ樹脂(バンティコ社製,SL7560)である。造形の積層ピッチは0.15mmで、造形後、表裏各1時間ポストキュアを行った。模型内部は、ハニカム形状とし、樹脂を抜くための穴はワックスで埋めた。
この光造形模型を、水ガラスを粘結剤とした市販の混練砂(秩父けい砂6号、水ガラス5%、以下「ガス砂」と略す)に埋め、COガスを流して硬化させた。
焼成実験
得られた鋳型を焼成炉に入れ焼成を行った。加熱条件は、鋳型を室温(10〜20℃)で焼成炉に入れた後、1時間で所定の温度に昇温し、所定の温度に達した後、1時間保持し、室温まで炉内で冷却させる方法(以下「通常法」と略す)と、炉内で室温から急激に昇温し、一定温度に保持する方法(以下「ヒートショック法」と略す)を実施した。また、保持温度は、500℃とした。
注湯実験
溶解は、高周波誘導炉を用い、鋳鉄(FC250相当)の溶湯を注湯した。
Example 2
Production of mold Stepped shape and impeller shape (φ120 × 77mm (volume is 213.1 cubic cm), φ84 × 53mm (volume is 73.1 cubic cm), φ60 × 38mm (volume is 26.6 cubic cm)) An optical modeling model was produced. The resin used is an epoxy resin (manufactured by Bantico, SL7560). The stacking pitch for modeling was 0.15 mm, and post-curing was performed for 1 hour each on the front and back after modeling. The inside of the model was formed into a honeycomb shape, and the holes for removing the resin were filled with wax.
This stereolithography model was buried in commercially available kneaded sand (chichibu silica sand No. 6, water glass 5%, hereinafter abbreviated as “gas sand”) using water glass as a binder, and cured by flowing CO 2 gas. .
Firing experiment The obtained mold was placed in a firing furnace and fired. The heating conditions were as follows: the mold was placed in a firing furnace at room temperature (10 to 20 ° C.), then heated to a predetermined temperature in 1 hour, and after reaching the predetermined temperature, held for 1 hour, A method of cooling (hereinafter abbreviated as “normal method”) and a method of rapidly raising the temperature from room temperature in a furnace and maintaining a constant temperature (hereinafter abbreviated as “heat shock method”) were carried out. The holding temperature was 500 ° C.
Pouring experiment Melting was performed using a high-frequency induction furnace and cast iron (equivalent to FC250).

実施例1の結果により、無機酸化剤溶液、有機溶剤のどちらでも、光造形模型を劣化させることが可能であると考えられたが、鋳造現場での取り扱いを考え、実施例2では、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)を用いて実験を行った。
階段形状の模型をガス砂の砂型に埋め、模型内部にDMFを約10mL注入した。約12時間保持したところ、樹脂はばらばらになっていた。スパチュラで樹脂を取り出した後、焼成を行った。焼成後の鋳型内部を切断して内部を観察した。模型内にDMFの注入を行った鋳型と、行っていない鋳型を比較すると、注入を行った方が、内部の亀裂等が少なかった。また、DMFの注入を行っていない鋳型では、焼成をヒートショック法で行った場合は、鋳型が割れる場合があった。
インペラ形状(φ120×77mm)について、同様に鋳型を作製し、DMFを20mL注入した。3時間保持したところ、樹脂はばらばらになっていた。スパチュラで樹脂を取り出した後、通常法で焼成を行った。この鋳型に鋳鉄を約1,500℃で注湯を行ったところ、模型を転写した形状の鋳造品が得られた。
According to the result of Example 1, it was thought that the optical modeling model could be deteriorated by either the inorganic oxidant solution or the organic solvent. However, in consideration of handling at the casting site, in Example 2, DMF ( N, N-dimethylformamide) was used for the experiment.
The staircase-shaped model was buried in a sand mold of gas sand, and about 10 mL of DMF was injected into the model. When held for about 12 hours, the resin had fallen apart. After taking out the resin with a spatula, baking was performed. The inside of the mold after firing was cut and the inside was observed. When the mold in which DMF was injected into the model was compared with the mold that had not been injected, there were fewer internal cracks or the like when the mold was injected. In addition, in a mold not injected with DMF, when firing was performed by the heat shock method, the mold sometimes cracked.
For the impeller shape (φ120 × 77 mm), a mold was similarly prepared and 20 mL of DMF was injected. When held for 3 hours, the resin had fallen apart. After taking out the resin with a spatula, firing was carried out by a usual method. When cast iron was poured into this mold at about 1,500 ° C., a cast product having a shape in which the model was transferred was obtained.

実施例3
内部をハニカム形状にした光造形模型(φ10×40mm)の周囲に、セラミックシェルを作製した。セラミックシェルの作製には、コロイダルシリカ(Si0 30%)と溶融シリカのスラリーを作製し、このスラリーに光造形模型をデッピングした後、1層目はジルコンサンド、2層目以降はムライトサンドをサンディングし、合計7層のセラミックシェルを作製した。作製した鋳型内の光造形模型内部にジクロロメタンを3mL注入し、12時間経過後、セラミックシェル内のジクロロメタンをドライヤーで蒸発させ、通常法(500℃)で焼成を行ったところ、内部の光造形模型は消失し、鋳型を作製することができた。
Example 3
A ceramic shell was produced around a stereolithographic model (φ10 × 40 mm) having an internal honeycomb shape. For the production of the ceramic shell, a slurry of colloidal silica (SiO 2 30%) and fused silica is prepared, and after the stereolithographic model is dipped in this slurry, the first layer is zircon sand, the second and subsequent layers are mullite sand. Sanding was performed to produce a total of 7 ceramic shells. 3 mL of dichloromethane was injected into the stereolithography model in the produced mold, and after 12 hours, the dichloromethane in the ceramic shell was evaporated with a dryer and baked by a normal method (500 ° C.). Disappeared and a template could be prepared.

Claims (3)

光造形模型を用いた鋳型の形成方法であって、
a)光造形模型をマスターとして使用して、模型を内包する鋳型を形成する工程、
b)該模型と、有機溶剤および無機酸化剤溶液からなる群から選択される溶剤とを接触させる工程、および
c)該模型が溶解される前に模型を鋳型内から除去する工程、を含む方法。
A method for forming a mold using an optical modeling model,
a) using an optical modeling model as a master to form a mold containing the model;
b) contacting the model with a solvent selected from the group consisting of an organic solvent and an inorganic oxidant solution; and c) removing the model from the mold before the model is dissolved. .
溶剤が、クロロホルム、ジクロロメタン、およびDMFからなる群から選択される請求項1記載の方法。 The method of claim 1, wherein the solvent is selected from the group consisting of chloroform, dichloromethane, and DMF. 該模型を除去した後に、型を焼結する工程をさらに含む、請求項1または2記載の方法。
The method according to claim 1, further comprising the step of sintering the mold after removing the model.
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JP7343939B1 (en) 2022-12-27 2023-09-13 株式会社ダイモール Casting model and method for manufacturing a casting model

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