JP2014147952A

JP2014147952A - 成形品の製造方法、鋳型形成用ワックス型の作成方法、ワックス材及びワックス型作成キット

Info

Publication number: JP2014147952A
Application number: JP2013017706A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Yamada; 直広山田
Original assignee: ARTS AND CRAFTS CO
Current assignee: ARTS AND CRAFTS CO
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-21

Abstract

【課題】アクセサリ等を製造する際に、熟練した作業者以外の者であっても、鋳型形成用のワックス型をより簡単かつ高い利便性をもって作成できること。
【解決手段】ワックス材によってワックス型を作成するワックス型作成工程と、前記ワックス型作成工程において作成されたワックス型から鋳型を形成する鋳型形成工程と、前記鋳型形成工程において形成された鋳型によって加工目標の原型を鋳造する鋳造工程と、前記鋳造工程において鋳造された前記加工目標の原型に仕上げ加工を施す仕上げ工程と、を含み、前記ワックス型作成工程は、前記ワックス材を溶融させて盛り付ける工程を含む成形品の製造方法とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、アクセサリ等の成形品の製造方法、鋳型形成用ワックス型の作成方法、ワックス材及びワックス型作成キットに関する。

従来より、アクセサリ等の成形品に関して、ワックスによってアクセサリ等の原型であるワックス型を作成し、このワックス型を用いて形成した鋳型によって、金属製のアクセサリ等を製造する技術が知られている。このような製造技術に関して、アクセサリにおいては、主にハードワックスと呼ばれるワックス材が用いられており、ブロック状のハードワックスを切削加工してワックス型が作成される。ワックス型を用いたアクセサリの製造技術は、例えば、特許文献１に記載されている。

特開平０９−１４０４２２号公報

しかしながら、ハードワックスを用いてワックス型を作成する場合、切削加工等の作業負担が大きく、また加工に失敗した場合に修復し難いことにより、熟練した作業者以外の、例えば一般人が手工芸により作成する場合に、簡単かつ高い利便性をもってワックス型を作成することが困難であった。

本発明の課題は、アクセサリ等を製造する際に、熟練した作業者以外の者であっても、鋳型形成用のワックス型をより簡単かつ高い利便性をもって作成することである。

上記課題を達成するために、本発明は、以下のような解決手段とした。

（１）ワックス材によってワックス型を作成するワックス型作成工程と、前記ワックス型作成工程において作成されたワックス型から鋳型を形成する鋳型形成工程と、前記鋳型形成工程において形成された鋳型によって加工目標の原型を鋳造する鋳造工程と、前記鋳造工程において鋳造された前記加工目標の原型に仕上げ加工を施す仕上げ工程と、を含み、前記ワックス型作成工程は、前記ワックス材を溶融させて盛り付ける工程を含むことを特徴とするアクセサリの製造方法。

本発明によれば、アクセサリ等を製造する際に、熟練した作業者以外の者であっても、鋳型形成用のワックス型をより簡単かつ高い利便性をもって作成することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るアクセサリの製造方法を示すフローチャートである。ワックス型作成工程の作業状態を示す模式図である。リング状に形成したワックス型３に、別途作成した花形のパーツ４のワックス型を接着したデザイン例を示している。モデリング用ワックス材１によって形成された基本構成部材１００の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る成形品の製造方法を示すフローチャートである。この実施の形態では、この成形品がアクセサリであり、指輪を製造する場合を例に挙げて説明する。
図１において、本実施形態に係るアクセサリの製造方法は、ワックス型作成工程（ステップＳ１）と、鋳型形成工程（ステップＳ２）と、鋳造工程（ステップＳ３）と、仕上げ工程（ステップＳ４）とを含む。

［ワックス型作成工程］
ワックス型作成工程では、本発明を適用した鋳型形成用ワックス型の作成方法によって、ワックス型を作成する。
図２は、ワックス型作成工程の作業状態を示す模式図である。
図２に示すように、本実施形態におけるワックスペン１０には、電熱線等を備えた温度制御装置１１が備えられており、ワックス型作成工程では、ワックスペン１０のペン先がモデリング用ワックス材１の溶融温度以上の所定温度範囲に制御される。そして、作業者は、ワックスペン１０のペン先（具体的には、後述する屈曲滞留部１２）を、棒状あるいはブロック状等のモデリング用ワックス材１の供給用固体１Ａに接触させる。すると、モデリング用ワックス材１が溶融し、モデリング用ワックス材１がペン先（屈曲滞留部１２）に溶かし取られる。そして、作業者は、ワックスペン１０のペン先（屈曲滞留部１２）に滞留したワックスの液滴を、芯金棒等の盛り付け対象部材２に付着させながら盛り付けていく。このように盛り付けられたワックスは冷却されて固化し、盛り付け後の形状が保持される。なおワックスペン１０は、作業に応じて形状等の異なる種々のペン先が用意されており、作業者によりペン先を交換可能に構成されている。これにより作業者は、作業、好み等に応じて、所望するペン先を使用してワックスペン１０を使用することができる。これによりこの図２に示すワックスペン１０のペン先は、１例を示すものである。

例えば、所望の直径を有する芯金棒の周囲にワックスの液滴を盛り付けて行くことで、必要とする内径を有するリング状のワックス型３（図３参照）が作成される。これによりアクセサリを製造する際に、熟練した作業者以外の者であっても、鋳型形成用のワックス型をより簡単かつ高い利便性をもって作成することが可能となる。

さらにこの実施形態において、モデリング用ワックス材１は、溶融して盛り付ける作業に適した材料特性を有している。これによりこの実施形態では、アクセサリを製造する際に、熟練した作業者以外の者であっても、鋳型形成用のワックス型をより一段と簡単かつ高い利便性をもって作成することが可能となる。またさらにこのモデリング用ワックス材１は、スパチュラ等の切削工具を使用して容易に切削することも可能であり、これにより盛り付けたワックスを切削により加工して簡易に所望の形状に加工することができ、これによっても一段と簡単かつ高い利便性をもって作成することが可能となる。

またこれらにより失敗しても修整して何度も作り直すことができ、これによっても一段と簡単かつ高い利便性をもって作成することが可能となる。なお、モデリング用ワックス材１の具体的な材料特性については、後に詳述する。

また、ワックス型作成工程では、ワックス型３にモデリング用ワックス材１をさらに盛り付けることや、別途作成したパーツのワックス型をモデリング用ワックス材１で接着すること等により、作業者の意図する種々のデザインを構成することが可能である。
図３は、リング状に形成したワックス型３に、別途作成した花形のパーツ４のワックス型を接着したデザイン例を示している。
別途作成されるパーツのワックス型については、モデリング用ワックス材１を盛り付けて作成することや、ハードワックスを切削して作成すること等が可能である。

［鋳型形成工程］
鋳型形成工程では、ワックス型作成工程で作成したワックス型３を、石膏に埋め込む。そして、石膏に熱を加えて焼き固めると共にワックス型３を溶融させ、溶融したワックスを外部に排出する。
これにより、焼き固められた石膏からなる鋳型が形成される。

［鋳造工程］
鋳造工程では、鋳型形成工程で形成された鋳型に溶融金属（例えば、白金、金、銀、銅あるいはこれらの合金等）を流し込み、冷却する。これにより、鋳型内のワックス型３が消失した空間にワックス型３と略同形の金属（加工目標であるアクセサリの原型）が形成される。そして、鋳型の石膏を破砕することによって、ワックス型と略同形の金属が取り出される。

［仕上げ工程］
仕上げ工程では、鋳造工程で取り出したワックス型と略同形の金属に歪み矯正、やすりがけ等の仕上げ加工を行い、アクセサリとして完成させる。
なお、仕上げ工程において、アクセサリに宝石を埋め込む等のさらなる加工を施すことも可能である。

［モデリング用ワックス材１の材料特性］
次に、本実施形態において用いるモデリング用ワックス材１の材料特性について説明する。
本実施形態において用いるモデリング用ワックス材１は、所定の材料特性（硬度、融点及び粘度）を有している。具体的に、モデリング用ワックス材１は、融点が６３℃以上、６７℃以下であり、これにより初心者でもワックス型を作成する作業性を十分に確保できるように構成される。具体的に融点が高い場合には、ワックスが硬くなり、これにより盛り付けたワックスを切削により加工する際の作業性が悪くなる。またこれとは逆に、融点が低い場合には、ワックス型を不注意に手にした際の変形等が発生し易くなる。
またさらにモデリング用ワックス材１は、ＪＩＳＫ２２０７：１９９６に規定の針入度試験による硬度が、１０以上、２１以下であり、これによっても初心者でもワックス型を作成する作業性を十分に確保できるように構成される。なお針の侵入距離０．１ｍｍが針入度１である。また試験温度は２０℃±２℃であり、おもりは２５０ｇ、試験時間は５秒である。すなわちワックス硬度が高い場合には、盛り付けたワックスを切削により加工する際の作業性が悪くなる。またこれとは逆に、硬度が低い場合には、簡易に切削できるものの、変形し易くなり、これにより作業性が悪くなる。

より具体的に、モデリング用ワックス材１には、ハード、ミディアム、ソフトの３種類のワックスが用意されており、作業者の技量、好み、作成する作品等に応じて選択できるようになされている。この３種のワックスのうち、ハードは、融点が６７℃、硬度が１０以上、１１以下に設定される。またミディアムは、融点が６５℃、硬度が１５以上、１７以下に設定され、ソフトは、融点が６３℃、硬度がこれにより２０以上、２１以下に設定される。これにより例えば気温等の作成条件により、さらには作成する作品、作業者の好み、技量により材料を選択して、より作業者の使い勝手、利便性を向上することができる。

なおこのような作業に供する材料に既存のいわゆるソフトワックスを適用することも考えられるが、このソフトワックスは常温（例えば２０［℃］±１５［℃］）の範囲において硬度が低く、これにより少しの応力で形状が変化し、実用上、例えば一般人が手工芸により作成する場合に、形状を十分には保持できない。
これに対し、本実施形態におけるモデリング用ワックス材１は、常温の範囲において十分な硬度を有しているため、盛り付け後の作業中においても、形状を保持することが容易である。
また、モデリング用ワックス材１は、固化した状態から上記融点を超えた場合には、従来のハードワックスよりも粘度の低い液状体となる。
即ち、ハードワックスをワックスペンで溶かし取ろうとすると、糸を引いた状態となり、溶かし取ることが困難である。
これに対し、モデリング用ワックス材１の場合、ワックスペン１０によって容易に溶かし取ることができる。
また、モデリング用ワックス材１は、従来のハードワックスよりも融点が低いことからも、溶かし取ることが容易である。

また、従来のハードワックスの場合、溶かし取ったワックスが固化し易いため、ワックスペンから盛り付け対象部材等に盛り付ける作業も困難である。
これに対し、モデリング用ワックス材１の場合、ワックスペン１０に滞留している間も固化し難く、盛り付け対象部材２等に盛り付ける作業も容易である。
さらに、モデリング用ワックス材１は、盛り付け後においてもワックスペン１０によって再度溶融させることができるため、ワックス型３の作成において誤って加工した場合であっても、誤った加工箇所を簡単に修正することができる。

またこのように溶かして盛り付けた後、切削加工する場合において、従来のハードワックスは硬度が高いことにより、加工に力を要し、このため作業に熟練を要することになる。これに対して既存のソフトワックスは、軟らかいことにより、切削加工対象部分以外の部位の変形等に充分に留意することが必要になる。しかしながらこのモデリング用ワックス材１によれば、このような切削加工の場合でも、従来に比して簡単かつ高い利便性を確保することができる。

［ワックスペン１０の具体的構成］
次に、本実施形態におけるワックスペン１０の具体的構成について説明する。
本実施形態におけるワックスペン１０は、モデリング用ワックス材１が特有の材料特性を有することから、モデリング用ワックス材１を溶融させて盛り付けるために適した構成とされている。
具体的には、モデリング用ワックス材１の供給用固体１Ａからワックスを溶かし取り易くする為に、ペン先の部材は、直径０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の線状とされている。さらに、溶かし取ったワックス材の液滴を滞留させ易くする為に、先端部は９０度程度、屈曲している（以下、先端部の屈曲している部分を「屈曲滞留部１２」と称する）。

また、ワックスペン１０は、ペン先の温度をモデリング用ワックス材１の融点の温度範囲内に制御する温度制御装置１１を備えている。温度制御装置１１は、電熱線等の熱源と、熱源の出力を制御する制御部とを備え、熱源で発生した熱がペン先に伝達される構成となっている。
このような構成により、モデリング用ワックス材１の供給用固体１Ａから少量ずつワックス材を溶かし取ることができると共に、溶かし取ったワックス材の液滴をワックスペン１０の屈曲滞留部１２に容易に保持することができる。また、ワックスペン１０の屈曲滞留部１２は、９０度程度、屈曲した構造を有している。そのため、形状が直線状である場合に比べ、溶かし取られたワックスが、過熱された線状の部材に囲まれることから、ワックスペン１０は、ワックスが固化し難い構造となっている。
そのため、ワックスペン１０を用いることで、モデリング用ワックス材１を溶かし取って盛り付ける作業をより容易に行うことが可能となる。

以上のように、本実施形態におけるアクセサリの製造方法では、ワックス型作成工程において、モデリング用ワックス材１をワックスペン１０によって溶融させ、ペン先に滞留したワックスの液滴を盛り付ける工程を経て、ワックス型３が作成される。
本実施形態において用いるモデリング用ワックス材１は、上記実施形態に示すように、ハードワックスとソフトワックスとの間の硬度、融点及び粘度を有している。また、ワックスペン１０は、モデリング用ワックス材１の材料特性と適合する構成を有している。
そのため、本実施形態におけるアクセサリの製造方法では、ワックスペン１０によってワックスを盛り付ける作業が容易である。また、誤って加工した箇所も、スパチュラにより切削したり、ワックスペン１０によりワックスを盛り直したりして修正可能である。

したがって、アクセサリを製造する場合に、鋳型形成用のワックス型をより簡単かつ高い利便性をもって作成することが可能となる。
なお、上記実施形態においては、アクセサリの例として、指輪を製造する場合を例に挙げて説明したが、指輪以外であっても、ネックレスやイヤリングのチャーム、あるいは、ブローチ等の種々のアクセサリを製造することが可能である。

（変形例１）
上記実施形態においては、溶融したモデリング用ワックス材１を盛り付けることで、ワックス型３を形成する場合を例に挙げて説明した。
これに対し、モデリング用ワックス材１で、種々の形状の基本構成部材を予め形成しておき、基本構成部材を加工してワックス型３を形成することが可能である。
図４は、モデリング用ワックス材１によって形成された基本構成部材１００の例を示す図であり、図４（ａ）は平打ちリング状、図４（ｂ）は平板状、図４（ｃ）は球状、図４（ｄ）はブロック状、図４（ｅ）は装飾部ベース付きリング状に構成された例を示している。なお、図４（ｄ）における装飾部ベースは、リング状の部分における一部が、他の部分より径方向に厚く構成された「加工しろ」の部分である。
基本構成部材１００は、形成される種々のワックス型３を想定して、モデリング用ワックス材１によって予め基本的な形状を構成した部材である。

作業者は、これらの基本構成部材１００を使用することで、より簡単にワックス型３を形成することが可能となる。
例えば、平打ちリング状の基本構成部材１００の場合、指輪のワックス型３の原型とすることができる。また平板状の基本構成部材１００については、例えば油性ペンでデザイン（イニシャルなど）を下書きし、この下書きに基づいてワックスペン１０で装飾を施し、スパチュラで切り取ることにより、シート状のチャームを簡単に作成することができる。
また、装飾部ベース付きリング状に構成された基本構成部材１００を用いた場合、装飾部ベースに所望の図柄（例えば、どくろマークや花の紋様等）を描いたり、装飾部ベースを溶融あるいは切削によって立体的な形状（例えば、花や動物の形状等）に成形したりすることにより、リング部分と一体的に装飾を施した指輪のワックス型３とすることができる。

（変形例２）
上記実施形態では、モデリング用ワックス材１を盛り付ける場合、モデリング用ワックス材１を単体で用いてワックス型３を形成する場合を例に挙げて説明した。
これに対し、ハードワックスやソフトワックスを用いて形成されたワックス型に、モデリング用ワックス材１を盛り付けてワックス型３を形成することが可能である。
このような場合、ハードワックスやソフトワックスを用いて形成されたワックス型に対し、本実施形態におけるモデリング用ワックス材１を盛り付けることによる装飾を付加できるため、多様なワックス型を形成することが可能となる。

（変形例３）
本実施形態におけるモデリング用ワックス材１は、ハードワックスあるいはソフトワックスと融点及び粘度が異なることから、ワックスペン１０の構成は、上述の通り、モデリング用ワックス材１に適したものとされている。
具体的には、ワックスペン１０は、ペン先の温度をモデリング用ワックス材１の融点の温度範囲内に制御する温度制御装置１１を備え、ペン先には屈曲滞留部１２が形成されている。

これらモデリング用ワックス材１及びワックスペン１０は、組み合わせて使用されることが想定されるため、これらをセットにしたワックス型作成キットとして提供することにより、本実施形態におけるワックス型３を作成する際の利便性を高めることができる。
なお、モデリング用ワックス材１及びワックスペン１０に加え、種々の上記基本構成部材１００をセットに加えたワックス型作成キットとしても良い。
この場合、本実施形態におけるワックス型３を作成する際の利便性をさらに高めることができる。

また上述の実施形態では、アクセサリを作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばフィギア等の各種の成形品を作成する場合に広く適用することができる。

１モデリング用ワックス材、１Ａ供給用固体、１１温度制御装置、１２屈曲滞留部、２盛り付け対象部材、３ワックス型、４パーツ、１００基本構成部材

Claims

ワックス材によってワックス型を作成するワックス型作成工程と、
前記ワックス型作成工程において作成されたワックス型から鋳型を形成する鋳型形成工程と、
前記鋳型形成工程において形成された鋳型によって加工目標の原型を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳造工程において鋳造された前記加工目標の原型に仕上げ加工を施す仕上げ工程と、を含み、
前記ワックス型作成工程は、前記ワックス材を溶融させて盛り付ける工程を含むことを特徴とする成型品の製造方法。
前記ワックス材は、融点が６３℃以上、６７℃以下であり、ＪＩＳＫ２２０７：１９９６に規定の針入度試験による硬度が、１０以上、２１以下であることを特徴とする請求項１に記載の成形品の製造方法。
前記ワックス型作成工程は、予め用意された形状の基本構成部材に、前記ワックス材を溶融させて盛り付ける工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の成形品の製造方法。
成形品の製造のための鋳型形成用ワックス型の作成方法であって、
融点が６３℃以上、６７℃以下であり、ＪＩＳＫ２２０７：１９９６に規定の針入度試験による硬度が、１０以上、２１以下であるワックス材を溶融させて盛り付ける工程を含むことを特徴とする鋳型形成用ワックス型の作成方法。
成形品の製造のための鋳型形成用ワックス型の作成に用いるワックス材であって、
融点が６３℃以上、６７℃以下であり、ＪＩＳＫ２２０７：１９９６に規定の針入度試験による硬度が、１０以上、２１以下であることを特徴とするワックス材。
成形品の製造のための鋳型形成用ワックス型の作成に用いるワックス型作成キットであって、
融点が６３℃以上、６７℃以下であり、ＪＩＳＫ２２０７：１９９６に規定の針入度試験による硬度が、１０以上、２１以下であるワックス材と、
先端部の温度を前記ワックス材の融点の温度範囲に制御する温度制御部を備え、前記先端部は屈曲した線状部材によって構成されるワックスペンと、
を含むことを特徴とするワックス型作成キット。