JP2016532562A5 - ３次元印刷される金属鋳造用鋳型及び同鋳型の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、３次元印刷によって製造される金属鋳造用鋳型及び同鋳型の製造方法に関する。

本発明は、複雑な造形材料を必要としない３次元印刷によって金属鋳造用鋳型を製造する方法を提供することにより、先行技術の困難を克服する。もっと正確に言うと、本発明による鋳型又は鋳型コンポーネントの３次元印刷に使用される造形材料は、別の材料との処理又は結合が施されていない通常の鋳物砂であれば何でもよい。以下、このような鋳物砂を「未処理の」鋳物砂と呼ぶ。未処理の鋳物砂を高分子ベースの結合剤と組み合わせて、金属製パーツの鋳造に用いるのに適した鋳型及びそのコンポーネントを作るための３次元印刷プロセスで使用できるということは、驚くべき発見である。

本発明の一側面に従って、未処理の鋳物砂の層の塗布とその後当該層の上への結合剤の選択的塗布を行った後、所望の金属鋳造用鋳型又は鋳型コンポーネント・パーツが作られるまで、未処理の鋳物砂の別の層の塗布及び当該層の上への結合剤の選択的塗布を繰り返す方法が提供される。以下、印刷された状態での金属鋳造用鋳型又は鋳型コンポーネント・パーツを指すために、「ビルト・パーツ（ｂｕｉｌｔ ｐａｒｔ）」という用語を用いる。ビルト・パーツはその後、結合剤を固めるために加熱され、金属製鋳物を作るために鋳造プロセスで用いられ得るものである。本発明に従って作られたビルト・パーツは、驚くほど強い。

本発明の実施態様の方法は、金属鋳造用鋳型（遠心鋳造用を含む）及び金属鋳造用鋳型のコンポーネント（例えば、中子、冷やし金、及び焼流し精密鋳造パターン）を作るために３次元印刷プロセスを使う。未処理状態の従来の鋳物砂はどんなものであれ、造形材料として用いることができる。この種の鋳物砂の例としては、ケイ砂、融解ケイ砂、湖砂、堆砂、山砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナ砂、ムライト砂、合成砂、及びこれらを混合したものなどがある。造形材料は、３次元印刷に適していればどんな粒子サイズのものでもよいが、平均粒子径が約１０ミクロン〜約１ミリメートルの範囲内であることが好ましく、約２０〜約７００ミクロンの範囲内であればさらに好ましい。

選択されたパーツは金属鋳造用鋳型であり、図１に示されている。本発明の一実施態様に従ってこの鋳型が２個作られた。作成された鋳型のうちの１つを図２に示す。当該鋳型は、底部の内径が約１８．４１センチメートル、内部の深さが約６．９６センチメートルであった。当該鋳型のうちの１つはその後、ジルコン／アルコール塗型剤で浸漬被覆された後、８２℃で約５分間乾燥された。約１５８３℃の溶融したＷＣ−９低合金綱が両方の鋳型の中に注ぎ込まれ、自然に固化した後、鋳物が鋳型から取り外された。図４に、当該鋳物を、従来のフランが結合したシリカ製鋳型を用いて作られた鋳物とともに示す。鋳物Ａは、従来のシリカ製鋳型で作られた。鋳物Ｂは、塗型剤が施されない本発明による鋳型で作られ、鋳物Ｃは、ジルコン／アルコール塗型剤が施された本発明による鋳型で作られた。

Claims (1)

1. 金属鋳造用鋳型又は金属鋳造用鋳型のコンポーネントである物品の製造方法であって、
   ａ） 当該物品の表現を入手する、
   ｂ） 造形材料として未処理の砂を選択する、
   ｃ） ポリマー、キャリアー、及び湿潤剤から成る結合剤を選択する、
   ｄ） 当該物品の表現、造形材料、及び結合剤を用いて、当該物品の３次元印刷を行う
   ステップから成り、
   当該物品は金属鋳造用鋳型又は金属鋳造用鋳型のコンポーネントであるように適合されていることを特徴とする方法。