JP2011037264A - Method for producing mold - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a mold without requiring complicated post-processing, the mold having excellent permeability and allowing uniform heating and cooling to be performed therein. <P>SOLUTION: The method for producing the mold comprises the steps of: impregnating a fibrous material such as a ceramic fiber, a carbon fiber and a metallic fiber with a solvent (for example, alcohols) containing a bond such as a novolac-type phenolic resin to prepare a coating material; applying a mold releasing agent onto the surface of an original mold 1; applying the coating material onto the applied mold releasing agent to form a coating layer 3 having a predetermined thickness; releasing the original mold 1 from the coating layer 3; and curing the coating layer 3 by heat treatment to produce a reverse mold. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、型の製造方法に関し、より詳しくは、発泡樹脂成形用や凍結鋳造システムの鋳型造型用等に使用される通気性が必要とされる型の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a mold, and more particularly to a method for manufacturing a mold that requires air permeability and is used for molding a foamed resin or for molding a freeze casting system.

従来より、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、又はポリスチレン系樹脂等の型用発泡成形体は、これらの予備発泡粒子を金型内に充填し、水蒸気等の加熱媒体により加熱、融着させて製造している。   Conventionally, mold-molded articles for molds such as olefin resins such as polyethylene and polypropylene, or polystyrene resins are filled with these pre-expanded particles in a mold and heated and fused with a heating medium such as water vapor. Manufactured.

例えば、特許文献1には、金型の蒸気吹き出し孔の最大開孔幅が0.8mm以下であり、少なくとも正面と背面の対向二面の蒸気吹き出し孔の開孔率が、当該面の全面積の4〜25%である消失模型用発泡樹脂ブロック製造用金型が提案されている。   For example, in Patent Document 1, the maximum opening width of the steam blowing hole of the mold is 0.8 mm or less, and the opening ratio of the steam blowing holes on at least two front and back surfaces is the total area of the surface. A mold for producing a foamed resin block for a disappearing model, which is 4 to 25% of the above, has been proposed.

また、従来より、凍結鋳造システムと呼称される型の製造方法が知られている。この凍結鋳造システムは、鋳型の強度を確保するのに、粘結剤に代えて氷を使用したものであり、鋳物砂に水分を含ませ、これに0℃以下の冷気を吸引、通過させ、鋳型を凍結させることにより鋳型の強度を確保している。   Conventionally, a mold manufacturing method called a freeze casting system is known. This freeze casting system uses ice instead of a binder to ensure the strength of the mold, so that water is contained in the foundry sand, and cold air below 0 ° C. is sucked and passed through it, The strength of the mold is secured by freezing the mold.

例えば、特許文献2には、冷凍機によって冷却された−3℃以下の低温空気を鋳型内に流通させた後に回収し、再び該冷凍機の熱交換器を通して冷却して前記鋳型内を流通させ、閉鎖系内を循環する低温空気で前記鋳型を凍結させるようにした凍結鋳型製造法が提案されている。   For example, Patent Document 2 discloses that low-temperature air of −3 ° C. or less cooled by a refrigerator is circulated in a mold and then collected, cooled again through a heat exchanger of the refrigerator, and circulated in the mold. A frozen mold manufacturing method has been proposed in which the mold is frozen by low-temperature air circulating in a closed system.

また、一般の鋳造用砂型は、生砂型鋳造法、自硬性鋳型鋳造法、シェルモールド法、精密鋳造法等の各種方法で作製されている。   Further, a general casting sand mold is produced by various methods such as a fresh sand mold casting method, a self-hardening mold casting method, a shell mold method, and a precision casting method.

このうち、シェルモールド法は、非特許文献1に記載されているように、フェノール樹脂を粘結剤として使用し、フェノール樹脂と鋳物砂との混合物を、加熱した金型に充填し、造型している。   Among these, as described in Non-Patent Document 1, the shell mold method uses phenolic resin as a binder, fills a heated mold with a mixture of phenolic resin and foundry sand, and molds it. ing.

特開2002−264163号公報JP 2002-264163 A 特開平11−138235号公報JP 11-138235 A

社団法人日本鋳物協会編、「改訂3版 鋳物便覧」昭和48年5月20日発行、p.284〜293Edited by the Japan Foundry Association, “Revised 3rd Edition Casting Handbook” issued on May 20, 1973, p. 284-293

ところで、発泡成形体製造用の金型では、均一に加熱するためには、特許文献1に記載されているように通気孔が必要であり、また、特許文献2記載の凍結鋳造システムでも、冷気を均一に行き渡らせるためには、通気孔が必要となる。そして、このような通気孔は、通常、型を作製した後、後加工により行なわれる。   By the way, in the mold for producing a foamed molded body, in order to heat uniformly, a vent is required as described in Patent Document 1, and even in the freeze casting system described in Patent Document 2, In order to spread the water evenly, a vent hole is required. And such an air vent is normally performed by post-processing after producing a type | mold.

しかしながら、特許文献1及び2のような従来の型の製造方法では、型形状によっては、所望位置に通気孔を穿けるのが困難な場合があり、このため均一な加熱又は冷却を行うのが困難な場合があった。   However, in the conventional mold manufacturing methods such as Patent Documents 1 and 2, depending on the mold shape, it may be difficult to make a vent hole at a desired position. For this reason, uniform heating or cooling is performed. It was sometimes difficult.

また、非特許文献1に記載のシェルモールド法は、砂粒子と砂粒子の間に形成される空隙を介して通気性を確保できるが、成形体を製造するための型に適用するのは機械的強度が未だ十分でないという問題点があった。   Further, the shell mold method described in Non-Patent Document 1 can ensure air permeability through a gap formed between sand particles, but is applied to a mold for producing a molded body. There was a problem that the mechanical strength was not yet sufficient.

そして、斯かるシェルモールド法の欠点を改良する方法として、背面金型シェルモールド法を使用して型全体を補強する方法も考えられる。   As a method for improving the drawbacks of the shell mold method, a method of reinforcing the entire mold using the back mold shell mold method is also conceivable.

しかしながら、この背面金型シェルモールド法では、型全体の補強には効果的であるが、キャビティ側表面の機械的強度を向上させるのは困難である。   However, this back mold shell molding method is effective for reinforcing the entire mold, but it is difficult to improve the mechanical strength of the cavity side surface.

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、煩雑な後加工を要することなく、良好な通気性を有し、型内での加熱・冷却等を均一に行なうことができる型の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, has a good air permeability without requiring complicated post-processing, and can perform heating and cooling in a mold uniformly. An object is to provide a manufacturing method.

上記目的を達成するために本発明に係る型の製造方法は、上型と下型とを使用して成形体を形成するための型の製造方法であって、粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を作製し、原型の表面に離型材を塗布した後、前記塗工材を塗付してコーティング層を形成し、乾燥させた後、前記コーティング層から前記原型を離型し、その後、熱処理して前記コーティング層を硬化させ、反転型を作製することを特徴としている。   In order to achieve the above object, a mold manufacturing method according to the present invention is a mold manufacturing method for forming a molded body using an upper mold and a lower mold, and a solvent containing a binder is used. A coating material is prepared by impregnating a fibrous material, and after applying a release material on the surface of the original mold, the coating material is applied to form a coating layer, dried, and then the coating layer The original mold is released, and then the coating layer is cured by heat treatment to produce an inverted mold.

また、本発明に係る型の製造方法は、上型と下型とを使用して成形体を形成するための型の製造方法であって、粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を作製すると共に、多数の小孔が形成された有孔薄板部材を原型に対応するような形態に成形し、前記原型の表面に離型材を塗布した後、前記塗工材を塗付してコーティング層を形成し、次いで前記成形された有孔薄板部材を前記コーティング層の表面に重ね合わせ、乾燥させた後、前記コーティング層から前記原型を離型し、その後、熱処理し、前記コーティング層と前記有孔薄板部材とが一体化した反転型を作製することを特徴としている。   The mold manufacturing method according to the present invention is a mold manufacturing method for forming a molded body using an upper mold and a lower mold, and the fibrous material is impregnated with a solvent containing a binder. The coating material is prepared, and a perforated thin plate member formed with a large number of small holes is formed into a shape corresponding to the original mold, and a release material is applied to the surface of the original mold. Is applied to form a coating layer, and then the formed perforated thin plate member is superposed on the surface of the coating layer and dried, and then the original mold is released from the coating layer, followed by heat treatment. The reversal type in which the coating layer and the perforated thin plate member are integrated is manufactured.

また、本発明の型の製造方法は、前記繊維質材料は、セラミック繊維、カーボン繊維、及び金属繊維のいずれかを含むことを特徴としている。   Moreover, the manufacturing method of the type | mold of this invention is characterized by the said fibrous material containing either ceramic fiber, carbon fiber, and metal fiber.

さらに、本発明の型の製造方法は、前記粘結剤がノボラック型フェノール樹脂であり、溶剤はアルコール類であることを特徴としている。   Furthermore, the mold manufacturing method of the present invention is characterized in that the binder is a novolac type phenol resin and the solvent is an alcohol.

また、本発明の型の製造方法は、粒状物質を前記コーティング層に内蔵又は表面に付着させることを特徴としている。   Moreover, the manufacturing method of the type | mold of this invention is characterized by making a granular substance build in the said coating layer, or making it adhere to the surface.

また、本発明の型の製造方法は、複数の補強部材を前記コーティング層上に立設することを特徴としている。   The mold manufacturing method of the present invention is characterized in that a plurality of reinforcing members are erected on the coating layer.

さらに、本発明の型の製造方法は、溶融金属の注湯によって消失する消失性材料を使用して多数の開口部が形成された模型を作製し、該模型を鋳物砂中に配して前記溶融金属を前記模型に注湯し、前記消失性材料を前記溶融金属と置換させて支持部材を作製し、その後前記支持部材と前記反転型とを接着剤を介して接合することを特徴としている。   Further, in the mold manufacturing method of the present invention, a model in which a large number of openings are formed using an extinguishing material that disappears by pouring molten metal, the model is placed in foundry sand, The molten metal is poured into the model, the disappearing material is replaced with the molten metal, a support member is produced, and then the support member and the inversion mold are bonded via an adhesive. .

また、本発明の型の製造方法は、溶融金属の注湯によって消失する消失性材料を使用して多数の開口部が形成された模型を作製し、前記反転型の表面の一部にはんだを塗付した後、前記模型を前記反転型に載置して鋳物砂中に配し、溶融金属を前記模型に注湯し前記消失性材料を前記溶融金属と置換させて支持部材を形成し、前記はんだを介して前記反転型と前記支持部材とを熱接着させることを特徴としている。   Further, the mold manufacturing method of the present invention produces a model in which a large number of openings are formed using a disappearing material that disappears by pouring molten metal, and solder is applied to a part of the surface of the inversion mold. After coating, the model is placed on the inversion mold and placed in the foundry sand, molten metal is poured into the model and the vanishing material is replaced with the molten metal to form a support member, The reverse mold and the support member are thermally bonded through the solder.

上記型の製造方法によれば、ノボラック型フェノール樹脂等の粘結剤を含有した溶剤(例えば、アルコール類)をセラミック繊維、カーボン繊維、及び金属繊維等の繊維質材料に含浸させて塗工材を作製し、原型の表面に離型材を塗布した後、前記塗工材を塗付してコーティング層を形成し、乾燥させた後、前記コーティング層から前記原型を離型し、その後、熱処理して前記コーティング層を硬化させ、反転型を作製するので、通気孔を後加工で形成しなくとも、コーティング層を形成する繊維質材料により、万遍なく通気性を確保することができかつ機械的強度が十分な成形体製造用の型を製造することができる。また、粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を塗付してコーティング層を形成しているので、低コストで簡単に所望の型を製造することができる。   According to the production method of the above-mentioned type, a coating material is obtained by impregnating a fibrous material such as ceramic fiber, carbon fiber, and metal fiber with a solvent (for example, alcohols) containing a binder such as a novolak-type phenol resin. After applying a release material on the surface of the original mold, the coating material is applied to form a coating layer, and after drying, the original mold is released from the coating layer, and then heat-treated. The coating layer is cured to produce a reversal type, so that the air permeability can be ensured evenly and mechanically by the fibrous material forming the coating layer, even if the air holes are not formed by post-processing. A mold for producing a molded article with sufficient strength can be produced. In addition, since a fibrous material is impregnated with a solvent containing a binder and a coating material is applied to form a coating layer, a desired mold can be easily produced at low cost.

また、上記型の製造方法によれば、粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を作製すると共に、多数の小孔が形成された有孔薄板部材を原型に対応するような形態に成形し、前記原型の表面に離型材を塗布した後、前記塗工材を塗付してコーティング層を形成し、次いで前記成形された有孔薄板部材を前記コーティング層の表面に重ね合わせ、乾燥させた後、前記コーティング層から前記原型を離型し、その後、熱処理し、前記コーティング層と前記有孔薄板部材とが一体化した反転型を作製するので、コーティング層を薄くすることが可能となり、これにより塗工材の溶剤量を低減することができる。すなわち、溶剤量を低減できることから、乾燥ムラが生じることなく、乾燥時間を短縮することができ、これにより表面の凹凸が抑制された均質な反転型を製造することができる。しかも反転型は薄板部材で補強されるので、強度向上を図ることができる。このように本発明によれば、薄層のコーティング層と薄板部材とを一体化させることにより、通気性を損なうことなく、良好な強度を有する型を安価に製造することが可能となる。   In addition, according to the above-described mold manufacturing method, a fibrous material is impregnated with a solvent containing a binder to produce a coating material, and a perforated thin plate member in which a large number of small holes are formed corresponds to the prototype. After the mold is applied to the surface of the original mold, a release material is applied to the surface of the original mold, and then the coating material is applied to form a coating layer, and then the perforated thin plate member is formed on the surface of the coating layer. After being overlaid and dried, the original mold is released from the coating layer, and then heat-treated to produce an inverted mold in which the coating layer and the perforated thin plate member are integrated. This makes it possible to reduce the amount of solvent in the coating material. That is, since the amount of the solvent can be reduced, the drying time can be shortened without causing unevenness of drying, and thereby a uniform inverted mold in which surface irregularities are suppressed can be produced. Moreover, since the inversion type is reinforced with a thin plate member, the strength can be improved. As described above, according to the present invention, by integrating the thin coating layer and the thin plate member, a mold having good strength can be manufactured at a low cost without impairing the air permeability.

また、粒状物質を前記コーティング層に内蔵又は表面に付着させるので、型のより一層の強度向上を図ることができる。   Further, since the particulate material is incorporated in the coating layer or adhered to the surface, the strength of the mold can be further improved.

また、複数の補強部材を前記コーティング層上に立設するので、型のより一層の強度向上を図ることができる。   Further, since the plurality of reinforcing members are erected on the coating layer, the strength of the mold can be further improved.

さらに、溶融金属の注湯によって消失する消失性材料を使用して多数の開口部が形成された模型を作製し、該模型を鋳物砂中に配して前記溶融金属を前記模型に注湯し、前記消失性材料を前記溶融金属と置換させて支持部材を作製し、その後前記支持部材と前記反転型とを接着剤を介して接合するので、消失模型鋳造法で作製された支持部材が接着剤を介して反転型と容易に接合することとが可能となる。   Further, a model having a large number of openings formed using a disappearable material that disappears by pouring molten metal, and the model is placed in foundry sand, and the molten metal is poured into the model. Then, the disappearing material is replaced with the molten metal to produce a support member, and then the support member and the inversion mold are joined via an adhesive, so that the support member produced by the disappearance model casting method is bonded. It is possible to easily join the inversion type via the agent.

また、溶融金属の注湯によって消失する消失性材料を使用して多数の開口部が形成された模型を作製し、前記反転型の表面の一部にはんだを塗付した後、前記模型を前記反転型に載置して鋳物砂中に配し、溶融金属を前記模型に注湯し前記消失性材料を前記溶融金属と置換させて支持部材を形成し、前記はんだを介して前記反転型と前記支持部材とを熱接着させるので、鋳物砂中で反転型と支持部材とが接合されることとなり、簡素な製造工程で容易に所望の型を製造することが可能となる。   Further, a model in which a large number of openings are formed using an extinguishing material that disappears by pouring molten metal, solder is applied to a part of the surface of the inversion type, and then the model is Placed in a reversal mold and placed in the foundry sand, poured molten metal into the model, replaced the vanishing material with the molten metal to form a support member, and the reversal mold through the solder Since the support member and the support member are thermally bonded, the inverted mold and the support member are joined in the foundry sand, and a desired mold can be easily manufactured by a simple manufacturing process.

本発明に使用される原型の一実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the prototype used for this invention. 原型上にコーティング層を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the coating layer on the prototype. 反転型の断面図(第1の実施の形態)である。1 is a cross-sectional view of an inversion type (first embodiment). 本発明の製造方法で製造された型の一実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the type | mold manufactured with the manufacturing method of this invention. 本発明の第2の実施の形態に使用される有孔薄板部材の作製方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the preparation methods of the perforated thin plate member used for the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態で得られる反転型の作製方法を示す図である。It is a figure which shows the inversion type manufacturing method obtained in 2nd Embodiment. 本発明の製造方法の第3の実施の形態の要部工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part process of 3rd Embodiment of the manufacturing method of this invention. 第3の実施の形態の製造方法で製造された型の断面図である。It is sectional drawing of the type | mold manufactured with the manufacturing method of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の製造方法で示す図である。It is a figure shown with the manufacturing method of 4th Embodiment. 実施例で行なった抗折強度の測定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measuring method of the bending strength performed in the Example.

次に、本発明の型の製造方法を添付図面を参照しながら詳説する。   Next, the mold manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1〜図4は型の製造方法の製造手順を示す断面図である。尚、下記実施の形態では上型の製造方法を示すが、下型についても同様の方法で製造することができる。   1 to 4 are sectional views showing a manufacturing procedure of a mold manufacturing method. In addition, although the following embodiment shows the manufacturing method of an upper mold | type, it can also manufacture by the same method also about a lower mold | type.

まず、図1に示すように、所定形状に形成された原型1を定盤2上に載置する。ここで、原型1の作製材料は特に限定されるものではなく、例えば、木型、樹脂型、発泡型等を使用することができる。   First, as shown in FIG. 1, a prototype 1 formed in a predetermined shape is placed on a surface plate 2. Here, the material for producing the prototype 1 is not particularly limited, and for example, a wooden mold, a resin mold, a foam mold, or the like can be used.

次に、粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を作製する。   Next, a coating material is produced by impregnating the fibrous material with a solvent containing a binder.

ここで、粘結剤としては、高温雰囲気で造型する消失模型等の場合は、120℃程度の耐熱性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ノボラック型フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。また溶剤についても、粘結剤が溶解するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、メタノールやエタノール等のアルコール類を使用することができる。また、この場合、加熱時熱における硬化性樹脂の硬化を促進する観点からは、10〜30重量%のヘキサメチレンテトラミンを粘結剤に含有させるのが好ましい。   Here, the binder is not particularly limited as long as it has a heat resistance of about 120 ° C. in the case of a disappearance model formed in a high-temperature atmosphere. For example, heat such as a novolak-type phenol resin is used. A curable resin can be used. The solvent is not particularly limited as long as the binder can be dissolved, and for example, alcohols such as methanol and ethanol can be used. In this case, from the viewpoint of accelerating the curing of the curable resin with heat during heating, it is preferable to contain 10 to 30% by weight of hexamethylenetetramine in the binder.

また、凍結雰囲気で造型する凍結鋳造の場合は、アクリルエマルジョンを粘結剤として使用することができ、溶剤としては水を使用することができる。また、粘結剤と溶剤の混合比は、溶剤の揮発又は蒸発により通気性を確保できるのであれば、特に限定されるものではないが、粘結剤の含有量は20〜50重量%が好ましい。   In addition, in the case of freeze casting in which molding is performed in a freezing atmosphere, an acrylic emulsion can be used as a binder, and water can be used as a solvent. Further, the mixing ratio of the binder and the solvent is not particularly limited as long as air permeability can be secured by volatilization or evaporation of the solvent, but the content of the binder is preferably 20 to 50% by weight. .

また、機械的強度の向上の観点から、粘結剤には、例えば、最大粒径300μm以下のCu粉等の耐火物粒子を含有させるのが好ましい。   From the viewpoint of improving mechanical strength, it is preferable that the binder contains refractory particles such as Cu powder having a maximum particle size of 300 μm or less.

また、繊維質材料も、硬化後に通気性を確保できるのであれば、特に限定するものではなく、カーボン繊維、金属繊維、セラミック繊維やこれらのクロスマット、ウールマット等を使用することができる。   Further, the fibrous material is not particularly limited as long as air permeability can be secured after curing, and carbon fiber, metal fiber, ceramic fiber, a cloth mat, a wool mat, or the like can be used.

次に、原型2の表面に離型材(不図示)を塗布した後、前記塗工材を塗付し、図2に示すように、所定厚み(例えば、1mm程度)のコーティング層3を形成する。次いで、乾燥後に原型1をコーティング層3から離型させた後、250〜300℃の温度で熱処理して前記コーティング層3を硬化させ、図3に示すように反転型4を作製する。   Next, after applying a release material (not shown) to the surface of the original mold 2, the coating material is applied to form a coating layer 3 having a predetermined thickness (for example, about 1 mm) as shown in FIG. . Next, after the prototype 1 is released from the coating layer 3 after drying, the coating layer 3 is cured by heat treatment at a temperature of 250 to 300 ° C., and the inverted mold 4 is produced as shown in FIG.

そして、図4に示すように、棒状部材を列設し又は棒状部材を格子状に形成して開口部20を形成した支持部材5と反転型4とを接着剤6を介して接合し、これにより成形体製造用の型が製造される。   Then, as shown in FIG. 4, the support member 5 in which the rod-shaped members are arranged or the rod-shaped members are formed in a lattice shape to form the opening 20 and the reversal die 4 are joined via the adhesive 6. Thus, a mold for producing a molded body is produced.

尚、この支持部材5は、周知の消失模型法を使用することにより、容易に製造することができる。   The support member 5 can be easily manufactured by using a well-known disappearance model method.

すなわち、発泡スチロール(消失性材料)で形成された開口部を有する模型を乾燥砂中に埋め込み、アルミ合金(溶融金属)を注湯して模型をアルミ合金と置換させることにより、容易に製造することができる。   That is, it is easily manufactured by embedding a model having an opening formed of polystyrene foam (disappearing material) in dry sand, pouring aluminum alloy (molten metal) and replacing the model with aluminum alloy. Can do.

このように本発明の型の製造方法は、粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を作製し、原型1の表面に離型材を塗布した後、前記塗工材を塗付してコーティング層3を形成し、乾燥させた後、前記コーティング層3から前記原型1を離型し、その後、熱処理して前記コーティング層3を硬化させ、反転型を作製するので、通気孔を後加工で形成しなくとも、コーティング層を形成する繊維質材料により、万遍なく通気性を確保することができかつ機械的強度が十分な成形体製造用型を製造することができる。また、粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を塗付してコーティング層3を形成しているので、低コストで簡単に所望の型を製造することができる。   As described above, the mold manufacturing method of the present invention is to prepare a coating material by impregnating a fibrous material with a solvent containing a binder, and after applying a release material to the surface of the original mold 1, the coating material Is applied to form a coating layer 3 and dried, and then the original mold 1 is released from the coating layer 3. Thereafter, the coating layer 3 is cured by heat treatment to produce an inversion type. Even if the air holes are not formed by post-processing, the fibrous material forming the coating layer can ensure a uniform air permeability and can produce a mold for producing a molded article with sufficient mechanical strength. . Moreover, since the coating material 3 is formed by impregnating the fibrous material with a solvent containing a binder, the coating layer 3 is formed, so that a desired mold can be easily manufactured at low cost.

次に、第2の実施の形態として反転型の他の例を説明する。   Next, another example of the inversion type will be described as the second embodiment.

図5は、第2の実施の形態に使用される有孔薄板部材の作製方法を示し、図5(a)は平面図、図5(b)は正面断面図である。   FIG. 5 shows a method for producing a perforated thin plate member used in the second embodiment, FIG. 5 (a) is a plan view, and FIG. 5 (b) is a front sectional view.

すなわち、有孔薄板部材7は、アルミニウムやステンレス等の金属製材料からなり、所定厚み(例えば、0.5〜1.0mm)を有し、多数の小孔8(例えば、孔径3mm)が貫設されている。尚、この有孔薄板部材7としては、例えば、パンチングメタルやメッシュ孔が貫設された金網等を使用することができる。そして、図5(b)に示すように、ヘラ加工や叩き出し等の方法により、原型1に対応するような形状に成形されている。   That is, the perforated thin plate member 7 is made of a metal material such as aluminum or stainless steel, has a predetermined thickness (for example, 0.5 to 1.0 mm), and has a large number of small holes 8 (for example, a hole diameter of 3 mm). It is installed. As the perforated thin plate member 7, for example, a punching metal or a wire mesh with a mesh hole penetrating it can be used. And as shown in FIG.5 (b), it shape | molds in the shape corresponding to the original pattern 1 by methods, such as a spatula process and hammering.

図6は反転型の作製方法を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing an inversion type manufacturing method.

まず、図6(a)に示すように、定盤2に原型1を載置した後、原型1の表面に離型材(不図示)を塗布し、その後、第1の実施の形態と同様の塗工材を塗付し、薄層(例えば、0.3mm程度)のコーティング層9を形成する。   First, as shown in FIG. 6 (a), after placing the original mold 1 on the surface plate 2, a release material (not shown) is applied to the surface of the original mold 1, and then the same as in the first embodiment. A coating material is applied to form a thin coating layer 9 (for example, about 0.3 mm).

次いで、図6(b)に示すように、コーティング層9上に有孔薄板部材7を重ね合わせ乾燥させた後、コーティング層9から原型1を離型させ、次いで250〜300℃の温度で熱処理して前記コーティング層9を硬化させ、図6(c)に示すように、コーティング層9と有孔薄板部材8とが一体化した反転型30を作製する。   Next, as shown in FIG. 6B, after the perforated thin plate member 7 is overlaid and dried on the coating layer 9, the prototype 1 is released from the coating layer 9, and then heat-treated at a temperature of 250 to 300 ° C. Then, the coating layer 9 is cured, and as shown in FIG. 6C, the reversal mold 30 in which the coating layer 9 and the perforated thin plate member 8 are integrated is manufactured.

このように第2の実施の形態では、粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を作製すると共に、多数の小孔8が形成された有孔薄板部材7を原型1に対応するような形態に成形し、原型1の表面に離型材を塗布した後、前記塗工材を塗付してコーティング層9を形成し、次いで前記成形された有孔薄板部材7をコーティング層9の表面に重ね合わせて乾燥した後、コーティング層9から原型1を離型させ、その後熱処理し、コーティング層9と有孔薄板部材7とが一体化した反転型30を作製するので、コーティング層9を薄くすることが可能となり、これにより塗工材の溶剤量を低減することができる。すなわち、粘結剤中の溶剤量が多くなると、乾燥時間が長くなり、また乾燥ムラが生じて表面が凹凸状となる。しかるに、この第2の実施の形態では溶剤量を低減できることから、乾燥ムラが生じることもなく、乾燥時間を短縮することができ、これにより表面の凹凸が抑制された均質な反転型を製造することができる。しかも反転型30は有孔薄板部材7で補強されるので、強度向上を図ることができる。   Thus, in the second embodiment, a fibrous material is impregnated with a solvent containing a binder to produce a coating material, and a perforated thin plate member 7 in which a large number of small holes 8 are formed is a prototype. 1 is applied to the surface of the original mold 1, and then the coating material is applied to form the coating layer 9, and then the perforated thin plate member 7 is formed. After being superposed on the surface of the coating layer 9 and drying, the original mold 1 is released from the coating layer 9 and then heat-treated, so that the reversal mold 30 in which the coating layer 9 and the perforated thin plate member 7 are integrated is produced. The coating layer 9 can be made thin, and thereby the amount of solvent in the coating material can be reduced. That is, when the amount of the solvent in the binder increases, the drying time becomes longer, and drying unevenness occurs and the surface becomes uneven. However, in this second embodiment, the amount of solvent can be reduced, so that drying unevenness does not occur and the drying time can be shortened, thereby producing a homogeneous inversion type with suppressed surface irregularities. be able to. Moreover, since the reversal mold 30 is reinforced by the perforated thin plate member 7, the strength can be improved.

このように本第2の実施の形態によれば、薄層のコーティング層9と有孔薄板部材7とを一体化させることにより、通気性を損なうことなく、良好な強度を有する型を安価に製造することが可能となる。   As described above, according to the second embodiment, by integrating the thin coating layer 9 and the perforated thin plate member 7, a mold having good strength can be obtained at low cost without impairing air permeability. It can be manufactured.

図7は、第3の実施の形態の要部工程を示す断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing a main process of the third embodiment.

すなわち、この第3の実施の形態では、第1の実施の形態と同様の方法で原型1上にコーティング層3を形成した後、断面長方形の板状補強部材10を、一部がコーティング層3の内部に入り込むような形態でコーティング層3上に立設する。尚、図7中、符号11は成形体を製造するための原料(例えば、発泡ビーズ)投入口である。   That is, in the third embodiment, after the coating layer 3 is formed on the master 1 by the same method as in the first embodiment, the plate-like reinforcing member 10 having a rectangular cross section is partially formed on the coating layer 3. Is erected on the coating layer 3 so as to enter the inside of the coating layer 3. In FIG. 7, reference numeral 11 denotes a raw material (for example, foamed bead) inlet for manufacturing a molded body.

次いで、乾燥後コーティング層3から原型1を離型させた後、250〜300℃の温度で熱処理して前記コーティング層3を硬化させ、図8に示すように、硬化層12と板状補強部材10とからなる反転型13を作製する。   Subsequently, after the prototype 1 is released from the coating layer 3 after drying, the coating layer 3 is cured by heat treatment at a temperature of 250 to 300 ° C., and as shown in FIG. 8, the cured layer 12 and the plate-like reinforcing member 10 is produced.

そしてその後、第1の実施の形態と同様、適宜の支持部材を作製し、これにより所望の型を製造することができる。   Then, after that, as in the first embodiment, an appropriate support member is manufactured, and thereby a desired mold can be manufactured.

この第3の実施の形態では、複数の板状補強部材10をコーティング層3の表面に立設しているので、上記第1の実施の形態の作用効果に加え、より一層の型の強度向上を図ることができる。   In the third embodiment, since a plurality of plate-like reinforcing members 10 are erected on the surface of the coating layer 3, in addition to the operational effects of the first embodiment, the strength of the mold is further improved. Can be achieved.

尚、本第3の実施の形態では、第1の実施の形態で作製した反転型4を使用したが、第2の実施の形態で作製した反転型30を使用しても同様であるのはいうまでもない。   In the third embodiment, the inversion mold 4 manufactured in the first embodiment is used. However, the same applies to the use of the inversion mold 30 manufactured in the second embodiment. Needless to say.

次に、第1の実施の形態で作製した反転型を使用して第4の実施の形態を詳説する。   Next, the fourth embodiment will be described in detail using the inversion type manufactured in the first embodiment.

図9は第4の実施の形態の製造方法を示している。   FIG. 9 shows a manufacturing method according to the fourth embodiment.

すなわち、図9(a)に示すように、定盤2上に載置された反転型4の表面の一部に無鉛はんだ(Alはんだ、スズ−亜鉛はんだ)を塗布してはんだ層14を形成する。   That is, as shown in FIG. 9A, lead-free solder (Al solder, tin-zinc solder) is applied to a part of the surface of the reversal mold 4 placed on the surface plate 2 to form a solder layer 14. To do.

そして、図9(b)に示すように、発泡スチロール(消失性材料)で形成された開口部を有する模型15を反転型4の表面に載置し、これを乾燥した鋳物砂(乾燥砂)16が充填された鋳枠17内の所定位置に配する。   And as shown in FIG.9 (b), the model 15 which has the opening part formed with the polystyrene foam (disappearance material) is mounted in the surface of the inversion type | mold 4, and this is the foundry sand (dry sand) 16 which dried. Is disposed at a predetermined position in the casting frame 17 filled with the.

そして、湯口18からアルミニウム合金等の溶融金属19を流し込むと、溶融金属19は湯道21に案内されて模型15に注湯され、該模型15は消失して溶融金属19と置換される。そしてその後、所定時間放置して溶融金属19を凝固させ、その後鋳枠17内から型を取り出し、これにより図4と同様の型を製造することができる。   When a molten metal 19 such as an aluminum alloy is poured from the gate 18, the molten metal 19 is guided to the runner 21 and poured into the model 15, and the model 15 disappears and is replaced with the molten metal 19. Then, the molten metal 19 is solidified by leaving it for a predetermined time, and then the mold is taken out from the casting frame 17, whereby a mold similar to that shown in FIG. 4 can be manufactured.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、コーティング層3上に最大粒径0.6〜1.0mm以下のアルミニウム粒子(粒状物質)を吹き付けてコーティング層3の内部に存在させたり表面に固着させるのも好ましく、このようにすることにより、より一層の機械的強度の向上を図ることができる。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, it is preferable that aluminum particles (granular material) having a maximum particle size of 0.6 to 1.0 mm be sprayed on the coating layer 3 to be present inside the coating layer 3 or to be fixed to the surface. As a result, the mechanical strength can be further improved.

また、第3及び第4の実施の形態では、第1の実施の形態で作製された反転型4を使用したが、第2の実施の形態で作製された反転型30についても同様に適用できるのはいうまでもない。   In the third and fourth embodiments, the inversion type 4 manufactured in the first embodiment is used. However, the same applies to the inversion type 30 manufactured in the second embodiment. Needless to say.

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。   Next, examples of the present invention will be specifically described.

ノボラック型フェノール樹脂を30重量%の割合で含有したメタノール溶液を用意し、メタノール溶液とCu粉とが重量比で2:1となるように前記メタノール溶液中にCu粉を含有させ、これにより粘結剤溶液を作製した。   A methanol solution containing 30% by weight of a novolac-type phenolic resin was prepared, and Cu powder was added to the methanol solution so that the methanol solution and the Cu powder were in a weight ratio of 2: 1. A binder solution was prepared.

そして、図10(a)に示すように、縦Lが120mm、横Wが30mmのカーボンクロスを用意し、該カーボンクロスの両面に粘結剤溶液を塗付した。次いで、この粘結剤溶液が塗付されたカーボンクロスを3枚重ね、厚さ1mmの実施例1の試料を作製した。   Then, as shown in FIG. 10A, a carbon cloth having a length L of 120 mm and a width W of 30 mm was prepared, and a binder solution was applied to both surfaces of the carbon cloth. Next, three carbon cloths coated with this binder solution were stacked to prepare a sample of Example 1 having a thickness of 1 mm.

また、アクリルエマルジョンを50重量%の割合で含有したアクリルエマルジョン水溶液を用意し、アクリルエマルジョン水溶液とCu粉を用意し、アクリルエマルジョン水溶液とCu粉とが重量比で2:1となるように前記アクリルエマルジョン水溶液中にCu粉を含有させ、これにより粘結剤溶液を作製した。   Also, an acrylic emulsion aqueous solution containing 50% by weight of the acrylic emulsion is prepared, an acrylic emulsion aqueous solution and Cu powder are prepared, and the acrylic emulsion aqueous solution and Cu powder are in a weight ratio of 2: 1. Cu powder was contained in the emulsion aqueous solution, thereby producing a binder solution.

そして、実施例1と同様の寸法のカーボンクロスを用意し、該カーボンクロスの両面に粘結剤溶液を塗付した。次いで、この粘結剤溶液が塗付されたカーボンクロスを3枚重ね、厚さ1mmの実施例2の試料を作製した。   And the carbon cloth of the dimension similar to Example 1 was prepared, and the binder solution was apply | coated to both surfaces of this carbon cloth. Next, three carbon cloths coated with this binder solution were stacked to prepare a sample of Example 2 having a thickness of 1 mm.

シェルモールド法により、縦Lが120mm、横Wが30mm、厚さTが5mmの比較例1の試料(砂型)を作製した。   A sample (sand mold) of Comparative Example 1 having a length L of 120 mm, a width W of 30 mm, and a thickness T of 5 mm was produced by a shell mold method.

次いで、図10(b)に示すように、支点間長さL′を100mmとし、中央部に圧力Pを負荷し、バネばかりで抗折強度を測定した。   Next, as shown in FIG. 10B, the fulcrum length L ′ was set to 100 mm, the pressure P was applied to the center portion, and the bending strength was measured using only the spring.

表1はその測定結果を示している。   Table 1 shows the measurement results.

Figure 2011037264
Figure 2011037264

この表1から明らかなように、シェルモールド法により作製した比較例1の試料は、抗折強度が4.9×10〜9.9×10Paであったのに対し、本発明実施例1の試料は、1.67×10〜1.86×10Paであり、本発明実施例2の試料は、4.9×10〜9.9×10Paであり、本発明の製造方法で製造された型は、従来のシェルモールド法に比べ、機械的強度が飛躍的に向上することが分かった。 As is apparent from Table 1, the sample of Comparative Example 1 produced by the shell mold method had a bending strength of 4.9 × 10 6 to 9.9 × 10 6 Pa, whereas the present invention was carried out. The sample of Example 1 is 1.67 × 10 8 to 1.86 × 10 8 Pa, and the sample of Example 2 of the present invention is 4.9 × 10 7 to 9.9 × 10 7 Pa. It has been found that the mold manufactured by the manufacturing method of the invention has dramatically improved mechanical strength as compared with the conventional shell mold method.

1 原型
3 コーティング層
4 反転型
5 支持部材
7 有孔薄板部材
8 小孔
9 コーティング層
10 板状補強部材(補強部材)
20 開口部
30 反転型
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Prototype 3 Coating layer 4 Inversion type 5 Support member 7 Perforated thin plate member 8 Small hole 9 Coating layer 10 Plate-shaped reinforcing member (reinforcing member)
20 Opening 30 Inversion type

Claims (8)

上型と下型とを使用して成形体を形成するための型の製造方法であって、
粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を作製し、原型の表面に離型材を塗布した後、前記塗工材を塗付してコーティング層を形成し、乾燥させた後、前記コーティング層から前記原型を離型し、その後、熱処理して前記コーティング層を硬化させ、反転型を作製することを特徴とする型の製造方法。
A mold manufacturing method for forming a molded body using an upper mold and a lower mold,
A fibrous material is impregnated with a solvent containing a binder to produce a coating material. After a mold release material is applied to the original surface, the coating material is applied to form a coating layer and dried. Thereafter, the original mold is released from the coating layer, and then the coating layer is cured by heat treatment to produce a reversal mold.
上型と下型とを使用して成形体を形成するための型の製造方法であって、
粘結剤を含有した溶剤を繊維質材料に含浸させて塗工材を作製すると共に、多数の小孔が形成された有孔薄板部材を原型に対応するような形態に成形し、前記原型の表面に離型材を塗布した後、前記塗工材を塗付してコーティング層を形成し、次いで前記成形された有孔薄板部材を前記コーティング層の表面に重ね合わせ、乾燥させた後、前記コーティング層から前記原型を離型し、その後、熱処理し、前記コーティング層と前記有孔薄板部材とが一体化した反転型を作製することを特徴とする型の製造方法。
A mold manufacturing method for forming a molded body using an upper mold and a lower mold,
A fibrous material is impregnated with a solvent containing a binder to prepare a coating material, and a perforated thin plate member in which a large number of small holes are formed is formed into a shape corresponding to the original shape. After applying a release material on the surface, the coating material is applied to form a coating layer, and then the formed perforated thin plate member is overlaid on the surface of the coating layer and dried, and then the coating is performed. A method for producing a mold, wherein the mold is released from a layer, and then heat-treated to produce an inverted mold in which the coating layer and the perforated thin plate member are integrated.
前記繊維質材料は、セラミック繊維、カーボン繊維、及び金属繊維のいずれかを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の型の製造方法。   The mold manufacturing method according to claim 1, wherein the fibrous material includes any one of ceramic fiber, carbon fiber, and metal fiber. 前記粘結剤はノボラック型フェノール樹脂であり、溶剤はアルコール類であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の型の製造方法。   The method for producing a mold according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder is a novolak type phenol resin, and the solvent is an alcohol. 粒状物質を前記コーティング層に内蔵又は表面に付着させることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の型の製造方法。   The method for producing a mold according to any one of claims 1 to 4, wherein a particulate substance is built in or adhered to the surface of the coating layer. 複数の補強部材を前記コーティング層上に立設することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の型の製造方法。   6. The mold manufacturing method according to claim 1, wherein a plurality of reinforcing members are erected on the coating layer. 溶融金属の注湯によって消失する消失性材料を使用して多数の開口部が形成された模型を作製し、該模型を鋳物砂中に配して前記溶融金属を前記模型に注湯し、前記消失性材料を前記溶融金属と置換させて支持部材を作製し、その後前記支持部材と前記反転型とを接着剤を介して接合することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の型の製造方法。   A model in which a large number of openings are formed using a material that disappears by pouring of molten metal is prepared, the model is placed in foundry sand, and the molten metal is poured into the model, The vanishing material is replaced with the molten metal to produce a support member, and then the support member and the inversion mold are joined via an adhesive. A method for producing the described mold. 溶融金属の注湯によって消失する消失性材料を使用して多数の開口部が形成された模型を作製し、前記反転型の表面の一部にはんだを塗付した後、前記模型を前記反転型に載置して鋳物砂中に配し、溶融金属を前記模型に注湯し前記消失性材料を前記溶融金属と置換させて支持部材を形成し、前記はんだを介して前記反転型と前記支持部材とを熱接着させることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の型の製造方法。   A model in which a large number of openings are formed using an extinguishing material that disappears by pouring molten metal, and solder is applied to a part of the surface of the inversion type, and then the model is converted into the inversion type. Placed on the casting sand, poured molten metal into the model, replaced the vanishing material with the molten metal to form a support member, and the inverted mold and the support via the solder The mold manufacturing method according to claim 1, wherein the member is thermally bonded to the member.
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