JP2019034318A - Method for producing assembled pattern - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組立模型の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an assembly model.
特許文献１などによりロストワックス鋳造法が知られている。ロストワックス鋳造法においては、一般的に、以下の工程を経て製品を得る。製品と同じ形状を有する原型を石膏などで作製する。この原型から金型を作製する。金型にワックスなどの消失性材料を流し込んで模型を作製する。複数の模型をツリー部（ツリー棒）に接着して組立模型を作製する。組立模型の外表面にセラミックスの粉末などをふりかけて固めて鋳型を作製する。鋳型から消失性材料を溶かし出す。鋳型に溶融金属を流し込んで固める。鋳型を壊して金属製の製品（鋳物）を取り出す。 A lost wax casting method is known from Patent Document 1 and the like. In the lost wax casting method, a product is generally obtained through the following steps. Prototype with the same shape as the product is made with plaster. A mold is produced from this prototype. A model is made by pouring a disappearing material such as wax into the mold. A plurality of models are bonded to a tree part (tree bar) to produce an assembly model. Sprinkle ceramic powder etc. on the outer surface of the assembly model to make a mold. Dissolve the disappearing material from the mold. Pour molten metal into mold and harden. Break the mold and take out the metal product (casting).
特許文献１に記載のようなロストワックス鋳造法において、射出成形により形成された模型をツリー部（ツリー棒）に接着する際に接着不良が生じることがある。これにより鋳造欠陥が生じ、鋳物の製造歩留まりが低下することがあった。
そこで本発明は、模型を良好にツリー部（ツリー棒）に接着することのできる組立模型の製造方法を提供する。
In the lost wax casting method as described in Patent Document 1, poor adhesion may occur when a model formed by injection molding is bonded to a tree portion (tree bar). As a result, casting defects may occur, which may reduce the manufacturing yield of castings.
Therefore, the present invention provides a method for manufacturing an assembled model that can favorably bond the model to a tree portion (tree bar).
本発明の一側面に係る組立模型の製造方法は、
ツリー部と、複数の本体部を有する組立模型の製造方法であって、
射出成形で、前記本体部と、射出成形のノズル痕が先端に形成された接着部を前記本体部から突出するように形成する成形工程と、
前記接着部を溶融させて、溶融させた前記接着部を介して前記本体部を前記ツリー部に接着する接着工程とを有し、
前記成形工程において、前記接着部を前記ノズル痕の深さより突出高さが大きくなるように形成し、
前記接着工程において、前記ノズル痕が消失するように前記接着部を溶融させる。
A manufacturing method of an assembly model according to one aspect of the present invention is as follows.
A manufacturing method of an assembly model having a tree part and a plurality of main body parts,
In the injection molding, a molding step for forming the main body portion and an adhesive portion formed at the tip of the nozzle mark of the injection molding so as to protrude from the main body portion;
Bonding the body part to the tree part via the melted adhesive part by melting the adhesive part,
In the molding step, the adhesive portion is formed so that the protruding height is larger than the depth of the nozzle mark,
In the bonding step, the bonding portion is melted so that the nozzle marks disappear.
上述した組立模型の製造方法において、
前記成形工程において、前記本体部から突出する前記接着部の突出方向に直交する断面における断面積の円相当径が前記ノズル痕の円相当径の２倍以上となるように前記接着部を形成してもよい。
In the manufacturing method of the assembly model described above,
In the molding step, the bonding portion is formed such that a circle equivalent diameter of a cross-sectional area in a cross section orthogonal to a protruding direction of the bonding portion protruding from the main body portion is twice or more a circle equivalent diameter of the nozzle mark. May be.
上述した組立模型の製造方法において、
前記本体部は、
製品形状を有する製品対応部と、
前記製品対応部と前記接着部との間に設けられて、鋳造時にランナーを形成するランナー対応部と、を有し、
前記成形工程において、前記接着部の前記円相当径が前記ランナー対応部の円相当径よりも小さくなるように前記接着部を形成してもよい。
In the manufacturing method of the assembly model described above,
The main body is
A product corresponding part having a product shape;
A runner corresponding portion that is provided between the product corresponding portion and the adhesive portion and forms a runner at the time of casting;
In the molding step, the adhesion portion may be formed such that the equivalent circle diameter of the adhesion portion is smaller than the equivalent circle diameter of the runner correspondence portion.
本発明によれば、模型を良好にツリー部に接着することのできる組立模型の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the assembly model which can adhere | attach a model on a tree part favorably is provided.
以下、本発明に係る組立模型の製造方法の実施形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Hereinafter, an example of an embodiment of an assembly model manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.
本発明の製造方法により製造される組立模型は、ロストワックス鋳造法に用いられる。ロストワックス鋳造法においては、まず、製品と同じ形状を有する原型を石膏などで作製する。この原型から金型を作製する。射出成形機を用いて金型にワックスなどの消失性材料を流し込んで模型を作製する。複数の模型をツリー部に接着して組み立てたものが組立模型である。 The assembly model manufactured by the manufacturing method of the present invention is used for the lost wax casting method. In the lost wax casting method, first, a prototype having the same shape as the product is made of gypsum or the like. A mold is produced from this prototype. A model is made by pouring a disappearing material such as wax into a mold using an injection molding machine. An assembly model is formed by bonding a plurality of models to the tree portion.
図１は、射出成形機１００を用いて、射出成形により模型を形成する様子を示す図である。図１においては、ターボチャージャなどの過給機に多く使用される過給機用羽根車（タービンホイール）のロストワックス鋳造に用いる模型１（図２参照）を形成する様子を示している。図１に示すように、製品金型１０１と、中間プレート１０２と、ホットノズル１０３を有する射出成形機１００を用いて模型１の射出成形が行われる。以降の説明において、説明の便宜のために図１における左右方向を射出方向Ｘと呼び、製品金型１０１が設けられている前方側をＸ１側、中間プレート１０２が設けられている後方側をＸ２側と呼ぶ。 FIG. 1 is a diagram showing a state in which a model is formed by injection molding using an injection molding machine 100. FIG. 1 shows a state in which a model 1 (see FIG. 2) used for lost wax casting of a turbocharger impeller (turbine wheel) often used in a turbocharger or the like is shown. As shown in FIG. 1, injection molding of the model 1 is performed using an injection molding machine 100 having a product mold 101, an intermediate plate 102, and a hot nozzle 103. In the following description, for convenience of description, the left-right direction in FIG. 1 is referred to as an injection direction X, the front side where the product mold 101 is provided is the X1 side, and the rear side where the intermediate plate 102 is provided is X2. Call the side.
製品金型１０１には、原型に対応する形状の製品対応キャビティ１１１が形成されている。本実施形態において、この製品対応キャビティ１１１は、タービンホイール形状に対応する形状のキャビティである。製品対応キャビティ１１１は、後の鋳造工程において製品（タービンホイール）を形成する部位である。 In the product mold 101, a product-corresponding cavity 111 having a shape corresponding to the original mold is formed. In the present embodiment, the product corresponding cavity 111 is a cavity having a shape corresponding to the turbine wheel shape. The product corresponding cavity 111 is a part where a product (turbine wheel) is formed in a later casting process.
製品金型１０１のＸ２側の一部と中間プレート１０２とにより、ランナー対応キャビティ１１２が形成されている。ランナー対応キャビティ１１２は、後の鋳造工程において溶融金属（溶湯）を図３に示すツリー部５０から製品対応部２１へ効率よく流すための通路（流路）を形成する部位である。 A runner corresponding cavity 112 is formed by a part on the X2 side of the product mold 101 and the intermediate plate 102. The runner corresponding cavity 112 is a part that forms a passage (flow path) for efficiently flowing molten metal (molten metal) from the tree portion 50 shown in FIG. 3 to the product corresponding portion 21 in a subsequent casting process.
中間プレート１０２には、接着部対応キャビティ１１３が形成されている。 The intermediate plate 102 is formed with a bonding portion corresponding cavity 113.
製品対応キャビティ１１１、ランナー対応キャビティ１１２、接着部対応キャビティ１１３は互いに連通している。以降の説明において、製品対応キャビティ１１１、ランナー対応キャビティ１１２、接着部対応キャビティ１１３を含む空間を単にキャビティ１１０ということがある。 The product-corresponding cavity 111, the runner-corresponding cavity 112, and the bonding portion-corresponding cavity 113 communicate with each other. In the following description, a space including the product-corresponding cavity 111, the runner-corresponding cavity 112, and the bonding portion-corresponding cavity 113 may be simply referred to as the cavity 110.
図２は、図１に示す構成により成形される模型１を示す。図２において、接着部４０の一部を断面で示している。図３〜図５においても同様である。図２に示すように模型１は、本体部２と接着部４０を有している。本体部２は、製品対応部２１とランナー対応部２２を有している。 FIG. 2 shows a model 1 formed by the configuration shown in FIG. In FIG. 2, a part of the bonding portion 40 is shown in cross section. The same applies to FIGS. 3 to 5. As shown in FIG. 2, the model 1 has a main body portion 2 and an adhesive portion 40. The main body 2 has a product corresponding part 21 and a runner corresponding part 22.
製品対応部２１は、上記した製品対応キャビティ１１１にワックスなどの消失性材料が流し込まれて形成される部位である。製品対応部２１は、ホイール部３１と、ホイール部３１からＸ２側へ突出する第一軸部３２と、ホイール部３１からＸ１側へ突出する第二軸部３３とを有している。第一軸部３２と第二軸部３３は、ホイール部３１の回転軸線Ａに沿って延びている。 The product corresponding part 21 is a part formed by pouring a disappearing material such as wax into the product corresponding cavity 111 described above. The product corresponding part 21 has a wheel part 31, a first shaft part 32 projecting from the wheel part 31 to the X2 side, and a second shaft part 33 projecting from the wheel part 31 to the X1 side. The first shaft portion 32 and the second shaft portion 33 extend along the rotation axis A of the wheel portion 31.
ランナー対応部２２は、上記したランナー対応キャビティ１１２にワックスなどの消失性材料が流し込まれて形成される部位である。ランナー対応部２２は、第一軸部３２のＸ２側の後端面３２ａと連続している。ランナー対応部２２と製品対応部２１との間には楔部６０を有している。 The runner corresponding part 22 is a part formed by pouring a disappearing material such as wax into the runner corresponding cavity 112 described above. The runner corresponding portion 22 is continuous with the rear end surface 32a of the first shaft portion 32 on the X2 side. A wedge portion 60 is provided between the runner corresponding portion 22 and the product corresponding portion 21.
接着部４０は、上記した接着部対応キャビティ１１３にワックスなどの消失性材料が流し込まれて形成される部位である。接着部４０は、ランナー対応部２２のＸ２側の後端面２２ａに設けられている。接着部４０は本体部２からＸ２側に突出するように形成されている。接着部４０の後端面４２に凹状の空間のノズル痕４１が形成されている。接着部４０の後端面４２からノズル痕４１の底４３までの深さをノズル痕４１の深さＨ１と呼ぶ。接着部４０の後端面４２から本体部２の後端面（図２に示す例においてはランナー対応部２２の後端面２２ａ）までの高さを接着部４０の突出高さＨ２と呼ぶ。接着部４０はノズル痕４１の深さＨ１より突出高さＨ２が大きくなるように形成されている。 The bonding part 40 is a part formed by pouring a disappearing material such as wax into the bonding part corresponding cavity 113 described above. The bonding portion 40 is provided on the rear end surface 22a of the runner corresponding portion 22 on the X2 side. The bonding portion 40 is formed so as to protrude from the main body portion 2 to the X2 side. A concave space nozzle mark 41 is formed on the rear end face 42 of the bonding portion 40. The depth from the rear end face 42 of the bonding portion 40 to the bottom 43 of the nozzle trace 41 is referred to as a depth H1 of the nozzle trace 41. The height from the rear end surface 42 of the bonding portion 40 to the rear end surface of the main body portion 2 (in the example shown in FIG. 2, the rear end surface 22a of the runner corresponding portion 22) is referred to as a protruding height H2 of the bonding portion 40. The bonding portion 40 is formed so that the protruding height H2 is larger than the depth H1 of the nozzle mark 41.
次に、組立模型の製造方法の各工程を説明する。
図１に示す射出成形機１００を用いて、ホットノズル１０３から液状（溶融または半溶融）のワックスなどの消失性材料を射出する。このとき、ホットノズル１０３はＸ１側に前進し、その先端が中間プレート１０２の接着部対応キャビティ１１３に埋没する状態で静止している。この状態で、ホットノズル１０３からキャビティ１１０へ液状の消失性材料を射出する。消失性材料の射出が終了したホットノズル１０３は、その先端が接着部対応キャビティ１１３に埋没した状態で供給口を閉じ、続いて中間プレート１０２から離間するようにＸ２側に後退する。消失性材料は、ホットノズル１０３からキャビティ１１０へ供給された状態のまま冷えて固化する。このため、図２に示すように、接着部４０の後端面４２に凹状のノズル痕４１が形成される。
Next, each process of the manufacturing method of an assembly model is demonstrated.
An injectable material such as liquid (melted or semi-molten) wax is injected from a hot nozzle 103 using an injection molding machine 100 shown in FIG. At this time, the hot nozzle 103 moves forward to the X1 side and is stationary in a state where the tip is buried in the bonding portion corresponding cavity 113 of the intermediate plate 102. In this state, a liquid disappearing material is injected from the hot nozzle 103 into the cavity 110. The hot nozzle 103 that has finished the injection of the vanishing material closes the supply port with its tip buried in the bonding portion corresponding cavity 113, and then retreats to the X2 side so as to be separated from the intermediate plate 102. The vanishing material is cooled and solidified while being supplied from the hot nozzle 103 to the cavity 110. For this reason, as shown in FIG. 2, a concave nozzle mark 41 is formed on the rear end face 42 of the bonding portion 40.
図３は、模型１をツリー部５０へ接着する様子を示す図である。接着部４０の後端面４２を部分的に加熱して接着部４０を溶融させる。このとき、図２に示すノズル痕４１が消失する程度に接着部４０を溶融させると、ノズル痕４１を形成していた消失性材料の溶融物が図３に示すようなＸ２側へ突出する膨らみ４４を形成する。接着部４０の溶融は、たとえば、接着部４０の後端面４２をホットプレートに押し付けるなどの手段を採用することができる。模型１をツリー部５０へ接着する際に、接着部４０の膨らみ４４（消失性材料の溶融物）の部位に別途準備した液状（溶融または半溶融）の消失性材料を付着させてもよい。 FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the model 1 is bonded to the tree unit 50. The rear end face 42 of the bonding portion 40 is partially heated to melt the bonding portion 40. At this time, when the adhesive portion 40 is melted to such an extent that the nozzle trace 41 shown in FIG. 2 disappears, the melt of the extinguishing material forming the nozzle trace 41 protrudes toward the X2 side as shown in FIG. 44 is formed. For melting the bonding portion 40, for example, means such as pressing the rear end face 42 of the bonding portion 40 against a hot plate can be employed. When the model 1 is bonded to the tree portion 50, a separately prepared liquid (melted or semi-molten) extinguishing material may be attached to the bulge 44 (melting material of the extinguishing material) of the bonding portion 40.
次に、膨らみ４４（消失性材料の溶融物）を有する接着部４０を、図３に示す矢印方向（Ｘ２側）に押し付け、別途作製したワックスなどの消失性材料からなるツリー部５０に接着する。このとき、ノズル痕４１を形成していた消失性材料の溶融物が接着剤として機能し、模型１がツリー部５０に接着される。必要に応じて複数の模型１を同様にしてツリー部５０に接着し、組立模型を作製する。以上で、組立模型が完成する。 Next, the bonding portion 40 having the bulge 44 (melting material of disappearing material) is pressed in the direction of the arrow (X2 side) shown in FIG. 3 and adhered to the tree portion 50 made of a disappearing material such as wax that is separately produced. . At this time, the melt of the disappearing material forming the nozzle marks 41 functions as an adhesive, and the model 1 is bonded to the tree portion 50. If necessary, a plurality of models 1 are bonded to the tree portion 50 in the same manner to produce an assembly model. Thus, the assembly model is completed.
以上の本実施形態に係る組立模型の製造方法の効果を説明する前に、図４および図５を用いて比較例に係る組立模型の製造方法を説明する。図４は比較例に係る模型１Ａを示す図であり、図５は比較例に係る模型１Ａをツリー部５０に接着する様子を示す図である。 Before describing the effects of the method for manufacturing an assembly model according to this embodiment, the method for manufacturing the assembly model according to the comparative example will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram showing a model 1A according to a comparative example, and FIG. 5 is a diagram showing a state in which the model 1A according to the comparative example is bonded to the tree portion 50.
図４に示すように、製品対応部２１Ａとランナー対応部２２Ａを有する本体部２ＡのＸ２側に図２に示すような接着部４０を設けていない模型１Ａにおいては、ホットノズルの先端によるノズル痕４１Ａはランナー対応部２２Ａの後端面２２Ａａに形成される。ホットノズルが配置される個所に対応する模型１Ａの表面には、不可避的にホットノズルの先端によるノズル痕４１Ａが形成されてしまう。このノズル痕４１Ａが製品（鋳物）に転写されてしまうと出荷前に製品（鋳物）からノズル痕４１Ａの転写部分を削る後加工が必要になる。そこで、図４に示すように、ツリー部５０との接着箇所となるランナー対応部２２Ａの軸方向端面（後端面２２Ａａ）にノズルを配置して模型１Ａの射出成形を行うことが一般的である。したがって、模型１Ａを射出成形により形成する場合、液状（溶融または半溶融）の消失性材料を射出するホットノズルを、その先端がランナー対応キャビティ１１２に埋没する状態で静止させるのが合理的である。つまり、ランナー対応部２２Ａの後端面２２Ａａにホットノズルを配置するのが合理的である。 As shown in FIG. 4, in the model 1A in which the bonding portion 40 as shown in FIG. 2 is not provided on the X2 side of the main body portion 2A having the product corresponding portion 21A and the runner corresponding portion 22A, the nozzle trace due to the tip of the hot nozzle 41A is formed on the rear end face 22Aa of the runner corresponding part 22A. On the surface of the model 1A corresponding to the location where the hot nozzle is arranged, a nozzle mark 41A due to the tip of the hot nozzle is inevitably formed. If the nozzle mark 41A is transferred to the product (casting), post-processing is required to cut the transfer portion of the nozzle mark 41A from the product (casting) before shipment. Therefore, as shown in FIG. 4, it is common to perform injection molding of the model 1 </ b> A by arranging a nozzle on the axial end surface (rear end surface 22 </ b> Aa) of the runner corresponding portion 22 </ b> A that becomes a bonding portion with the tree portion 50. . Therefore, when the model 1A is formed by injection molding, it is reasonable to make the hot nozzle that injects a liquid (melted or semi-molten) extinct material stand still with its tip buried in the runner corresponding cavity 112. . That is, it is reasonable to arrange a hot nozzle on the rear end face 22Aa of the runner corresponding part 22A.
模型１Ａをツリー部５０へ接着する際には、図４に示すランナー対応部２２Ａの後端面２２Ａａの周辺を溶融させて、該溶融したランナー対応部２２ＡのＸ２側の消失性材料を接着剤に用いて、ランナー対応部２２Ａを図５に示す矢印方向（Ｘ２側）に押し付け、模型１Ａをツリー部５０へ接着する。これにより、出荷前に製品（鋳物）のノズル痕４１Ａの転写部分を削る後加工を不要としている。 When the model 1A is bonded to the tree portion 50, the periphery of the rear end face 22Aa of the runner corresponding portion 22A shown in FIG. 4 is melted, and the disappearing material on the X2 side of the molten runner corresponding portion 22A is used as an adhesive. The runner corresponding portion 22A is pressed in the direction of the arrow (X2 side) shown in FIG. 5 to bond the model 1A to the tree portion 50. This eliminates the need for post-processing to cut the transfer portion of the nozzle mark 41A of the product (casting) before shipment.
ところで、製品対応キャビティ１１１に液状の消失性材料を供給するためのランナー対応キャビティ１１２は、射出方向Ｘに直交する断面積（開口面積）をホットノズルの先端よりも十分に大きくし、液状の消失性材料の良好な流れを確保することが一般的に行われる。したがって、図５に示すように、ランナー対応部２２Ａの後端面２２Ａａの周辺の体積はホットノズルの先端によるノズル痕４１Ａよりも十分に大きくなる。このため、ランナー対応部２２Ａの後端面２２Ａａの周辺を溶融させたときに、ツリー部５０と模型１Ａとの接着剤として機能するのに十分な量の溶融物（液状の消失性材料）を得やすい。 By the way, the runner corresponding cavity 112 for supplying the liquid disappearance material to the product corresponding cavity 111 has a cross-sectional area (opening area) orthogonal to the injection direction X sufficiently larger than the tip of the hot nozzle, and the liquid disappearance occurs. It is common practice to ensure a good flow of functional material. Therefore, as shown in FIG. 5, the volume around the rear end surface 22Aa of the runner corresponding portion 22A is sufficiently larger than the nozzle mark 41A due to the tip of the hot nozzle. For this reason, when the periphery of the rear end face 22Aa of the runner corresponding portion 22A is melted, a sufficient amount of melted material (liquid disappearance material) to function as an adhesive between the tree portion 50 and the model 1A is obtained. Cheap.
ランナー対応部２２Ａの後端面２２Ａａの周辺は、図４に示すように後端面２２Ａａの断面積が十分に大きく消失性材料が豊富である（つまり体積が大きい）ため、ランナー対応部２２Ａの後端面２２Ａａの周辺を溶融させたときに接着剤として機能するのに十分な量の溶融物（液状の消失性材料）を得やすい。模型１Ａの表面に形成されるホットノズルの先端によるノズル痕４１Ａは、図４に示すように凹状の空間である。このため、ランナー対応部２２Ａの後端面２２Ａａの周辺を図５に示すように溶融させたときに、ホットノズルの先端によるノズル痕４１Ａの一部が溶融されずに模型１Ａの表面にノズル痕４１Ａの一部が凹部４５Ａとなって残ってしまうことがある。 As shown in FIG. 4, the rear end surface 22Aa has a sufficiently large cross-sectional area and abundant vanishing material (that is, has a large volume) as shown in FIG. When the periphery of 22Aa is melted, it is easy to obtain a sufficient amount of melt (liquid disappearance material) sufficient to function as an adhesive. As shown in FIG. 4, the nozzle mark 41 </ b> A due to the tip of the hot nozzle formed on the surface of the model 1 </ b> A is a concave space. For this reason, when the periphery of the rear end surface 22Aa of the runner corresponding portion 22A is melted as shown in FIG. 5, a part of the nozzle trace 41A due to the tip of the hot nozzle is not melted and the nozzle trace 41A is formed on the surface of the model 1A. May remain as a recess 45A.
この凹部４５Ａが模型１Ａの表面に残っていると、凹部４５Ａに空気が溜まったままの状態でランナー対応部２２Ａがツリー部５０に接着される。そのため、凹部４５Ａに起因する空気溜まりによって接着面積が不足して接着強度が低くなり、模型１Ａがツリー部５０から脱落してしまうことがある。あるいは、凹部４５Ａに起因する空気溜まりが外部とつながった状態で接着されると、組立模型の内部から表面に開口する開口空孔が形成されてしまう。この開口空孔を有する組立模型を用いて鋳型作製を行うと、開口空孔からセラミックスの粉末が侵入することにより鋳型内部に開口空孔に対応する形状の突出物が形成される虞がある。この突起物が形成された鋳型を用いると、鋳造時に溶融金属（溶湯）の流れが妨げられて鋳型内部の模型１Ａに対応する空間（模型対応キャビティ）に入りにくくなり、不良な製品（鋳物）が形成されてしまうことがある。 When the recess 45A remains on the surface of the model 1A, the runner corresponding portion 22A is bonded to the tree portion 50 in a state where air remains in the recess 45A. For this reason, the adhesive area is insufficient due to the air pocket caused by the recess 45 </ b> A, the adhesive strength is lowered, and the model 1 </ b> A may fall off the tree portion 50. Alternatively, if the air reservoir caused by the recess 45A is bonded in a state of being connected to the outside, an opening hole that opens from the inside of the assembly model to the surface is formed. When a mold is manufactured using the assembly model having the opening holes, there is a possibility that a protrusion having a shape corresponding to the opening holes may be formed inside the mold due to the ceramic powder entering from the opening holes. If a mold with this projection is used, the flow of molten metal (molten metal) is hindered during casting, making it difficult to enter the space (model corresponding cavity) corresponding to the model 1A inside the mold, resulting in a defective product (casting). May be formed.
そこで本実施形態に係る組立模型の製造方法では、射出成形で模型１を形成する成形工程においては、図２に示すように、ホットノズルの先端によるノズル痕４１が形成される接着部４０を、ノズル痕４１の突出高さＨ２がノズル痕４１の深さＨ１より大きくなるように本体部２から突出させて形成する。また、模型１をツリー部５０に接着する接着工程においては、図３に示すように、ツリー部５０との接着時にホットノズルの先端によるノズル痕４１が完全に消失するように接着部４０を溶融させて、溶融させた接着部を４０介して本体部２をツリー部５０に接着する。このため、模型１とツリー部５０との接着時に、図５に示す凹部４５Ａのようなノズル痕４１の溶け残りに起因する凹部の空間が形成されにくく、この凹部の空間による空気溜まりに起因する接着不良が生じることを抑制することができる。 Therefore, in the assembly model manufacturing method according to the present embodiment, in the molding step of forming the model 1 by injection molding, as shown in FIG. The nozzle mark 41 is formed so as to protrude from the main body 2 so that the protruding height H2 of the nozzle mark 41 is larger than the depth H1 of the nozzle mark 41. Further, in the bonding process of bonding the model 1 to the tree portion 50, as shown in FIG. 3, the bonding portion 40 is melted so that the nozzle trace 41 due to the tip of the hot nozzle disappears completely when bonded to the tree portion 50. Then, the main body part 2 is bonded to the tree part 50 through the melted bonding part 40. For this reason, when the model 1 and the tree portion 50 are bonded to each other, it is difficult to form a concave space caused by the remaining melted nozzle mark 41 such as the concave portion 45A shown in FIG. It is possible to suppress the occurrence of poor adhesion.
また、成形工程において、図２に示すように、本体部２からＸ２側へ突出する接着部４０の突出方向（射出方向Ｘ）に直交する断面における断面積の円相当径がホットノズルの先端によるノズル痕４１の円相当径の２倍以上となるように接着部４０を形成することが好ましい。 Further, in the molding process, as shown in FIG. 2, the equivalent circle diameter of the cross-sectional area in the cross section perpendicular to the protruding direction (injection direction X) of the bonding portion 40 protruding from the main body portion 2 to the X2 side depends on the tip of the hot nozzle. It is preferable to form the bonding portion 40 so that the equivalent circle diameter of the nozzle mark 41 is twice or more.
このような形状の接着部４０は、ノズル痕４１の周囲に十分な量の消失性材料からなる部分（余肉）を有している。ツリー部５０との接着時には、この余肉を溶融させた液状の溶融物（消失性材料）を凹状の空間であるノズル痕４１の内部へ移動させることにより、接着部４０の表面を凹状の空間がなく、表面張力でＸ２側に凸状に膨らむ液状の溶融物からなる膨らみ４４を有する形態に形成しやすい。これにより、溶融させた接着部４０のＸ２側の表面とツリー部５０の表面との間に空気が残りにくく、あるいは空気を侵入させにくくすることができ、接着不良を抑制しやすい。 The adhesive portion 40 having such a shape has a portion (extra-wall) made of a sufficient amount of disappearing material around the nozzle mark 41. At the time of bonding with the tree part 50, the surface of the bonding part 40 is moved into the concave space by moving the liquid melt (disappearing material) obtained by melting this surplus into the inside of the nozzle mark 41 which is a concave space. It is easy to form in the form which has the bulge 44 which consists of a liquid melt which bulges convexly to the X2 side by surface tension. Thereby, it is difficult for air to remain between the surface on the X2 side of the melted bonding portion 40 and the surface of the tree portion 50, or it is possible to make it difficult for air to enter, and adhesion failure is easily suppressed.
また、本実施形態において、本体部２は、製品形状に対応する製品対応部２１と、製品対応部２１と接着部４０との間に設けられて、鋳造時にランナーを形成するランナー対応部２２とを有する。このようなランナー対応部２２を設ける場合は、成形工程において、接着部４０の円相当径がランナー対応部２２の円相当径よりも小さくなるように接着部４０を形成するのが好ましい。 Moreover, in this embodiment, the main-body part 2 is provided between the product corresponding | compatible part 21 corresponding to a product shape, and the runner corresponding | compatible part 22 which is provided between the product corresponding | compatible part 21 and the adhesion part 40, and forms a runner at the time of casting. Have When providing such a runner corresponding | compatible part 22, it is preferable to form the adhesion part 40 so that the circle equivalent diameter of the adhesion part 40 may become smaller than the circle equivalent diameter of the runner corresponding | compatible part 22 in a formation process.
このようなランナー対応部２２を設ける場合は、ランナー対応部２２の射出方向Ｘに直交する断面積がホットノズルの先端によるノズル痕４１の断面積よりも十分に大きくなる。このため、溶融させる接着部４０の体積を小さくすることができるので、容易に接着部４０を溶融させることができ、ノズル痕４１が消失するように接着部４０を溶融させやすい。また、ランナー対応部２２を設ける場合は、ランナー対応部２２と製品対応部２１の間あるいはランナー対応部２２の途中に図２に示すような楔部６０を設けておくと、鋳造後に、ツリー部５０と接着部４０およびランナー対応部２２に対応する鋳物部分を製品に対応する鋳物部分から楔部６０の切り欠き効果により容易に切除することができる。このため、ランナー対応部２２を設けていない場合に行われるツリー部５０および接着部４０に対応する鋳物部分を製品に対応する鋳物部分から除去する別工程が不要になる。 When such a runner corresponding part 22 is provided, the cross-sectional area perpendicular to the injection direction X of the runner corresponding part 22 is sufficiently larger than the cross-sectional area of the nozzle mark 41 by the tip of the hot nozzle. For this reason, since the volume of the bonding part 40 to be melted can be reduced, the bonding part 40 can be easily melted and the bonding part 40 can be easily melted so that the nozzle marks 41 disappear. In addition, when the runner corresponding portion 22 is provided, if a wedge portion 60 as shown in FIG. 2 is provided between the runner corresponding portion 22 and the product corresponding portion 21 or in the middle of the runner corresponding portion 22, the tree portion is formed after casting. 50, the bonded portion 40, and the cast portion corresponding to the runner corresponding portion 22 can be easily cut out from the cast portion corresponding to the product by the notch effect of the wedge portion 60. For this reason, the separate process which removes the casting part corresponding to the tree part 50 and the adhesion part 40 performed when the runner corresponding | compatible part 22 is not provided from the casting part corresponding to a product becomes unnecessary.
なお、製品対応部２１がＸ２側に軸状の部位を有する場合には、ランナー対応部２２は設けなくてもよい。この場合には、接着部４０の円相当径を製品対応部２１の軸状の部位の円相当径よりも小さくなるように接着部４０を形成するのが好ましい。 In addition, when the product corresponding | compatible part 21 has an axial site | part on the X2 side, the runner corresponding | compatible part 22 does not need to be provided. In this case, it is preferable to form the bonding portion 40 so that the equivalent circle diameter of the bonding portion 40 is smaller than the equivalent circle diameter of the axial portion of the product corresponding portion 21.
また、上述した実施形態においては本体部２が製品対応部２１とランナー対応部２２とを備えた構成を説明したが、ツリー部５０にランナー対応部２２を設け、本体部２にランナー対応部２２を設けずに接着部４０を設ける構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the configuration in which the main body 2 includes the product corresponding portion 21 and the runner corresponding portion 22 has been described. However, the runner corresponding portion 22 is provided in the tree portion 50, and the runner corresponding portion 22 is provided in the main body 2. It is good also as a structure which provides the adhesion part 40, without providing.
次に、上述した組立模型の製造方法について、本発明例と比較例を挙げて説明する。 Next, the manufacturing method of the assembly model described above will be described with reference to examples of the present invention and comparative examples.
射出成形機を用いて、パラフィンを主成分とする消失性材料（ワックス）からなる本発明例に係る模型サンプルおよび比較例に係る模型サンプルを作製した。射出成形機（図１参照）において、ホットノズルのピストンの先端の径（ノズル径）はφ１．５ｍｍ、ホットノズルを開いたときにＸ１側に突出するピストンの先端の突出量は１．５ｍｍである。図６は本発明例に係る模型サンプルの写真を示し、（ａ）は射出成形直後の様子、（ｂ）は接着部を溶かした様子、（ｃ）は接着部を溶かした後に接着ワックスを接着部の表面に付着させた様子を示す。図７は比較例に係る模型サンプルの写真を示し、（ａ）は射出成形直後の様子、（ｂ）は模型サンプルの端部を溶かした後に接着ワックスをその表面に付着させた様子を示す。 Using an injection molding machine, a model sample according to an example of the present invention and a model sample according to a comparative example made of a disappearing material (wax) mainly composed of paraffin were prepared. In the injection molding machine (see FIG. 1), the diameter of the piston tip of the hot nozzle (nozzle diameter) is 1.5 mm, and the amount of protrusion of the piston tip protruding to the X1 side when the hot nozzle is opened is 1.5 mm. is there. FIG. 6 shows a photograph of a model sample according to an example of the present invention, (a) is a state immediately after injection molding, (b) is a state in which an adhesive part is melted, and (c) is an adhesive wax after the adhesive part is melted. The state of adhering to the surface of the part is shown. FIG. 7 shows a photograph of a model sample according to a comparative example, where (a) shows a state immediately after injection molding, and (b) shows a state in which an adhesive wax is adhered to the surface after melting the end of the model sample.
図６の（ａ）に示すように、本発明例に係る模型サンプルは、柱状の製品部と、柱状の接着部を有している。接着部の軸方向端面にホットノズルの先端によるノズル痕が形成されている。製品部の直径は９．０ｍｍ、軸方向長さは２０．０ｍｍである。接着部の直径は６．０ｍｍ、軸方向長さ（突出長さ）は３．０ｍｍである。同等条件で作製し複数の本発明例に係る模型サンプルについて測定したところ、接着部に形成されたホットノズルの先端（直径は１．５ｍｍ）によるノズル痕の深さ（ノズル痕の深さ）は１．６ｍｍ程度であったが、ノズル痕の直径は３．５ｍｍ〜４．０ｍｍ程度であった。 As shown to (a) of FIG. 6, the model sample which concerns on the example of this invention has a columnar product part and a columnar adhesion part. Nozzle marks are formed by the tip of the hot nozzle on the axial end face of the bonded portion. The product part has a diameter of 9.0 mm and an axial length of 20.0 mm. The diameter of the bonded portion is 6.0 mm, and the axial length (projection length) is 3.0 mm. The depth of the nozzle trace (nozzle trace depth) due to the tip of the hot nozzle (diameter is 1.5 mm) formed in the bonded portion is measured on a plurality of model samples according to the present invention prepared under the same conditions. Although it was about 1.6 mm, the diameter of the nozzle trace was about 3.5 mm to 4.0 mm.
本発明例に係る模型サンプルの接着部の軸方向端面をホットプレートに押し付けてワックスを溶融させると、図６の（ｂ）に示すように、接着部の軸方向端面は溶融したワックスの表面張力により凸状の膨らみを有する表面形態となった。この状態で固化した接着部を、溶融した別の接着用ワックスに浸漬させて引き上げると、図６の（ｃ）に示すように、接着用ワックスが接着部の凸状の膨らみを覆って軸方向端面の上に盛り上がった表面形態となって固まった。その状態の接着部の軸方向端面には凹部が形成されなかった。 When the axial end surface of the bonded portion of the model sample according to the present invention is pressed against the hot plate to melt the wax, as shown in FIG. 6B, the axial end surface of the bonded portion is the surface tension of the molten wax. As a result, a surface form having a convex bulge was obtained. When the bonded portion solidified in this state is dipped in another molten bonding wax and pulled up, as shown in FIG. 6C, the bonding wax covers the convex bulge of the bonded portion in the axial direction. It became a surface form raised on the end face and hardened. No recess was formed on the axial end surface of the bonded portion in that state.
図７の（ａ）に示すように、比較例に係る模型サンプルは、柱状の製品部のみを有し、接着部は設けられていない。製品部の軸方向端面にホットノズルの先端によるノズル痕が形成されている。製品部の直径は９．０ｍｍ、軸方向長さは２０．０ｍｍである。同等条件で作製し複数の比較例に係る模型サンプルについて測定したところ、本発明例と同様に、製品部に形成されたホットノズルの先端（直径は１．５ｍｍ）によるノズル痕の深さ（ノズル痕の深さ）は１．６ｍｍ程度であったが、ノズル痕の直径は３．５ｍｍ〜４．０ｍｍ程度であった。 As shown to (a) of FIG. 7, the model sample which concerns on a comparative example has only a columnar product part, and the adhesion part is not provided. Nozzle marks are formed on the end face in the axial direction of the product portion by the tip of the hot nozzle. The product part has a diameter of 9.0 mm and an axial length of 20.0 mm. When the model samples according to a plurality of comparative examples prepared under the same conditions were measured, the depth of the nozzle trace (nozzle by the tip of the hot nozzle (diameter is 1.5 mm)) formed in the product part, as in the present invention example. The depth of the trace) was about 1.6 mm, but the diameter of the nozzle trace was about 3.5 mm to 4.0 mm.
比較例に係る模型サンプルの軸方向端面をホットプレートに押し付けて従来同様にワックスを溶融させた後に固化させた。固化した接着部を、溶融した別の接着用ワックスに浸漬させて引き上げると、図７の（ｂ）に示すように、接着用ワックスが溶融して固化した接着部の表面を覆って軸方向端面の上に盛り上がった表面形態となって固まった。その状態の接着部の軸方向端面には接着用ワックスによって覆われて形成された空孔（気泡）が確認された。 The axial end face of the model sample according to the comparative example was pressed against a hot plate to melt the wax as in the conventional case, and then solidified. When the solidified adhesive part is dipped in another melted adhesive wax and pulled up, as shown in FIG. 7B, the adhesive wax is melted and solidified to cover the surface of the adhesive part and end in the axial direction. It became a surface form raised above and solidified. In the axial end surface of the bonded portion in this state, pores (bubbles) formed by being covered with the bonding wax were confirmed.
図８は複数の本発明例に係る模型（図２参照）および複数の比較例に係る模型（図４参照）をツリー部へ接着した様子を示す写真である。図８の（ａ）は本発明例に係る模型をツリー部へ接着した様子を示し、図８の（ｂ）は比較例の模型をツリー部へ接着した様子を示す。 FIG. 8 is a photograph showing a state where a plurality of models according to the present invention (see FIG. 2) and a plurality of models according to comparative examples (see FIG. 4) are bonded to the tree portion. FIG. 8A shows a state in which the model according to the example of the present invention is bonded to the tree portion, and FIG. 8B shows a state in which the model of the comparative example is bonded to the tree portion.
図８の（ｂ）に示すように、５０個の比較例に係る模型をツリー部へ接着したところ、ほぼ全ての接着箇所において矢印で示すように空気が入り込んだ空孔（気泡）が形成されてしまい、５０個の模型のほぼ全ての接着箇所においてツリー部に対する接着不良が確認された。 As shown in FIG. 8B, when 50 models according to the comparative example are bonded to the tree portion, air holes (bubbles) into which air has entered are formed as indicated by arrows at almost all bonded positions. As a result, poor adhesion to the tree portion was confirmed at almost all the adhesion points of the 50 models.
図８の（ａ）に示すように、５０個の本発明例に係る模型をツリー部へ接着したところ、全ての接着箇所において空気が入り込んだ空孔（気泡）が形成されることなく、５０個の模型の全てが良好にツリー部に接着された。 As shown in FIG. 8 (a), when 50 models according to the present invention were bonded to the tree portion, the holes (bubbles) into which air had entered were not formed at all bonded positions, and 50 All of the models were well bonded to the tree.
１，１Ａ 模型
２，２Ａ 本体部
２１，２１Ａ 製品対応部
２２，２２Ａ ランナー対応部
２２ａ，２２Ａａ ランナー対応部の後端面
３１ ホイール部
３２ 第一軸部
３２ａ 第一軸部の後端面
３３ 第二軸部
４０ 接着部
４１，４１Ａ ノズル痕
４２ 接着部の後端面
４３ ノズル痕の底
４４ 接着部の膨らみ
５０ ツリー部
６０ 楔部
１００ 射出成形機
１０１ 製品金型
１０２ 中間プレート
１０３ ホットノズル
１１０ キャビティ
１１１ 製品対応キャビティ
１１２ ランナー対応キャビティ
１１３ 接着部対応キャビティ
1, 1A Model 2, 2A Body portion 21, 21A Product corresponding portion 22, 22A Runner corresponding portion 22a, 22Aa Runner corresponding portion rear end surface 31 Wheel portion 32 First shaft portion 32a First shaft portion rear end surface 33 Second shaft Part 40 Adhesive part 41, 41A Nozzle mark 42 Adhesive part rear end face 43 Nozzle mark bottom 44 Adhesive part swelling 50 Tree part 60 Wedge part 100 Injection molding machine 101 Product mold 102 Intermediate plate 103 Hot nozzle 110 Cavity 111 Cavity 112 Cavity for runner 113 Cavity for bonding part
Claims (3)
射出成形で、前記本体部と、射出成形のノズル痕が先端に形成された接着部を前記本体部から突出するように形成する成形工程と、
前記接着部を溶融させて、溶融させた前記接着部を介して前記本体部を前記ツリー部に接着する接着工程とを有し、
前記成形工程において、前記接着部を前記ノズル痕の深さより突出高さが大きくなるように形成し、
前記接着工程において、前記ノズル痕が消失するように前記接着部を溶融させる、組立模型の製造方法。 A manufacturing method of an assembly model having a tree part and a plurality of main body parts,
In the injection molding, a molding step for forming the main body portion and an adhesive portion formed at the tip of the nozzle mark of the injection molding so as to protrude from the main body portion;
Bonding the body part to the tree part via the melted adhesive part by melting the adhesive part,
In the molding step, the adhesive portion is formed so that the protruding height is larger than the depth of the nozzle mark,
The manufacturing method of the assembly model which melts the said adhesion part so that the said nozzle trace may lose | disappear in the said adhesion process.
製品形状を有する製品対応部と、
前記製品対応部と前記接着部との間に設けられて、鋳造時にランナーを形成するランナー対応部と、を有し、
前記成形工程において、前記接着部の前記円相当径が前記ランナー対応部の円相当径よりも小さくなるように前記接着部を形成する、請求項１または２に記載の組立模型の製造方法。
The main body is
A product corresponding part having a product shape;
A runner corresponding portion that is provided between the product corresponding portion and the adhesive portion and forms a runner at the time of casting;
The manufacturing method of the assembly model of Claim 1 or 2 which forms the said adhesion part so that the said circle equivalent diameter of the said adhesion part may become smaller than the circle equivalent diameter of the said runner corresponding part in the said formation process.
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