JP2016516591A - ワックス注入中にセラミックコアをその長さに沿って支持するための柔軟なワックスパターンツールを利用するインベストメント鋳造法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮出願第61/267519号(代理人整理番号2009P22785US)の出願日である2009年12月8日の利益を請求した、2010年12月7日に出願された同時係属中の出願第12/961740号(代理人整理番号2010P13199US)の一部継続出願である。
本発明は、概して、インベストメント鋳造法の分野、特に、インベストメント鋳造プロセスの一部としてワックスパターンを形成するために柔軟なツール又は型を使用することに関する。
インベストメント鋳造法は、銅、青銅及び金などの金属から細密な手工芸品を製造するために最初に使用された時まで数千年遡る最古の公知の金属成形法のうちの1つである。工業用インベストメント鋳造は、1940年代に、第二次世界大戦が、特殊合金から形成された精密に寸法決めされた部品の需要を増大させたときに、より一般的になった。今日では、インベストメント鋳造法は、複雑な翼形状及び内部冷却通路ジオメトリを有するブレード又はベーンなどのガスタービン構成部材を製造するために、航空宇宙産業及び発電産業において一般的に使用されている。
本発明は、インベストメント鋳造のための完全に新たな方法の一部であり、セラミックコアの周囲にワックスパターンを鋳造するときの柔軟なツールの使用に重点を置いている。特に、セラミックコアは、ワックス射出ステップの間にその長さに沿った複数の箇所において、柔軟なツールから支持されている。本発明は、ワックス射出ステップの間のコアの損傷又は移動の発生を減じながら、ワックス射出のために高圧が使用されることを可能にする。全体的なインベストメント鋳造法がここでは記載され、これにより、読者は、本発明がどのようにして新たな方法に適合し、かつ新たな方法に貢献するかを認めるであろう。
複雑な内部冷却通路を備えるガスタービンブレード又はその他の構成部材を鋳造するために使用されてもよいインベストメント鋳造法の一部として、内部冷却通路の形状を規定するセラミックコアがまず製造される。図1は、あらゆる公知のプロセスによって形成されてもよい1つのこのようなセラミックコア10を示している。
Claims (20)
- インベストメント鋳造法用のワックスパターンを製造する方法において、
セラミックコアをワックスパターン型内に位置決めし、
前記セラミックコアを型の柔軟な表面によって支持し、
溶融したワックスを前記型内へ前記セラミックコアの周囲に射出し、
前記ワックスが硬化した後に前記型を除去し、ワックスパターン内に収容されたセラミックコアを出現させることを特徴とする、インベストメント鋳造法用のワックスパターンを製造する方法。 - 前記溶融したワックスを175psigよりも高い圧力で射出することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- それぞれの複数の非平行な軸線に沿ってコアと近接接触するように前記型の前記柔軟な表面から延びるようにそれぞれの複数のピンを配置することによって、前記溶融したワックスを射出するステップの間に、前記セラミックコアの長さに沿った複数の位置において前記セラミックコアを支持することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- コアと近接接触するように型の前記柔軟な表面から延びるように1つのピンを配置することによって前記溶融したワックスを射出するステップの間に前記セラミックコアの長さに沿った1つの位置において前記セラミックコアを支持することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 複数の軸線に沿ってコアのための支持を提供するために、前記コアに形成された突出部と近接接触するようにピンを整合させることをさらに含む、請求項4記載の方法。
- 前記ピンを収容するための傾斜した壁部によって形成された開口を有するように前記突出部を形成することをさらに含む、請求項5記載の方法。
- 前記型の前記柔軟な表面に凹所を形成し、
該凹所内に支持エレメントを配置し、
コアに向かって延びるように前記支持エレメントにおける開口を通じてピンを取り付けることをさらに含む、請求項4記載の方法。 - 協働するようにテーパした側部を有するように前記凹所及び前記支持エレメントを形成することをさらに含む、請求項7記載の方法。
- 前記型の前記柔軟な表面に凹所を形成し、
該凹所内に配置された一過性の材料からピンを支持し、
前記型を除去するステップの後に前記一過性の材料を除去することをさらに含む、請求項4記載の方法。 - ワックス射出ステップの前に、前記型の表面に形成された凹所に正確セラミックインサートを挿入し、
ワックスが硬化した後、前記型を除去し、硬化したワックスの表面に保持されたセラミックインサートともにワックスパターンを出現させることをさらに含む、請求項1記載の方法。 - インベストメント鋳造法用のワックスパターンを製造するツールにおいて、
ワックスパターンの所望の外面ジオメトリを形成する柔軟な内面を有するツールボディと、
該ツールボディ内に配置されたコアであって、該コアは、ワックス射出ステップ後に前記ワックスパターンの部分を形成し、前記コアと、前記柔軟な内面との間にワックス射出体積を形成する、コアと、
前記柔軟な内面によって支持され、かつワックス射出ステップの間に前記コアを支持するために有効な前記コアの近くの位置まで前記ワックス射出体積を通って延びる金属ピンと、を備えることを特徴とする、インベストメント鋳造法用のワックスパターンを製造するツール。 - 前記ツールボディの前記柔軟な内面における凹所と、
該凹所内に配置された支持エレメントと、
前記ピンの端部を収容するための、前記支持エレメントに形成された開口と、をさらに備える、請求項11記載のツール。 - 前記支持エレメントは、前記凹所のテーパした側と協働するように成形されたテーパした側を有するように形成されている、請求項11記載のツール。
- 前記柔軟な内面によって支持され、かつワックス射出ステップ中にそれぞれの複数の軸線に沿って前記コアを支持するために有効な前記コアの近くの複数の位置までワックス射出体積を通って延びる、複数の金属ピンをさらに備える、請求項11記載のツール。
- 前記軸線のうちの少なくとも2つは、平行ではない、請求項14記載のツール。
- 複数の軸線に沿って前記ピンとの機械的な干渉を提供するために前記ピンの近くで前記コアに形成された突出部をさらに備える、請求項11記載のツール。
- 前記ピンを収容するための前記突出部の傾斜した壁部によって形成された開口をさらに備える、請求項16記載のツール。
- 前記突出部は、前記ピンのヘッドとの機械的な干渉を形成するための突出するアンダカットを含む、請求項16記載のツール。
- 前記支持エレメントは、一過性の材料から形成されている、請求項12記載のツール。
- 前記ツールボディの内面に配置された正確セラミックインサートをさらに備える、請求項11記載のツール。
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