JP2019517399A - 特に表面にクレイを塗布するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、特にモデルを製造するための、クレイ（４）を機械加工するための方法であって、このときクレイ（４）を、押出機を用いて加熱し、押し出し、かつ表面（８）に塗布する方法、ならびに特にモデルを製造するための、クレイ（４）を機械加工するための相応の装置であって、当該装置は、押出機（６）を有しており、該押出機（６）は、クレイ（４）を、表面（８）に塗布するために加熱しかつ押し出すように構成されていることを特徴とする装置に関する。

Description

本発明は、特にモデルを製造するための、例えばプラステリン（Plasteline）のようなクレイまたは類似の材料を機械加工するための方法および装置に関する。

クレイは、特に、自動車デザインにおけるモデル構造のために使用される材料である。しかしながらまた、例えば映画、アニメーションおよびビデオゲームのためのキャラクタデザイナ、工業デザイナ、芸術家および建築家も、この材料を、三次元造形をモデリングするために使用する。この材料は、フランツ・コルブによって開発された公知のプラスティリン（Plastilin）の、そのための特殊な改良品である。

クレイというのは、通常ワックスをベースにした、特定の温度で塑性変形可能な物質である。充填剤としては、多くのバリエーションにおいて硫黄が使用される。クレイは、多くの場合、褐色がかった色または灰色を有しており、このような色は、特にまず、デザイナによるモデリング時における形状検査のための、モデリングされた形状の視認性を良好に可能にする。

例えば、新しい自動車の市場導入の前に、この自動車のボディの造形プロセスは、時間を要し、かつ面倒である。すなわち、まず初めにスケッチ、製図および３Ｄ・ＣＡＤが使用される。しかしながらまた今日では、最後に、車両のモデルが、通常１：１０および１：４〜１：１の異なったスケールで構成される。なぜならば、その後で初めて、全体的なかつ詳細な形状およびプロポーションを、実際に良好に判断することができるからである。クレイによるモデルの形状およびプロポーションは、さらにまた精密にかつ詳細に後加工し、かつ完成させることができる。なぜならばクレイは、室温における大きな形状安定性において、例えば切削、研磨、切断、または研削することができるからである。さらにまた後から材料を塗布することも可能であり、このときクレイは例えば計画された材料塗布の領域において、暖気送風機を用いて（２桁の摂氏温度範囲における温度に）加熱される。この温度範囲においてクレイは、塑性変形することができ、かつここで補足的に塗布されるほぼ等しい温度のクレイ材料とほぼ均一に結合する。塗布によって補足された箇所は、冷却されて再び形状安定性を有し、再び削り取りによって加工することができる。またクレイは公知の方法ステップを用いてラッカ塗装可能である。クレイから全体的に、計画された製品の形態および表面に極めて近い、それどころか同一のモデルが製造可能である。

このようなモデルのためには通常まず、木製フレームまたは金属フレームが製造され、このようなフレームに、例えばポリウレタン製のプレート（例えばフォームプレート）が固定され、これによってその上にクレイを、モデルの、上に述べたようにモデリング可能な外層として塗布することができる。この塗布は、公知のように手によって行われ、通常、温められたクレイ（６０℃未満）が、捏ねるような手の動きで塗布され、さらにへら状の工具および刃を用いて加工され、この作業は、クレイが塑性変形することができ、かつこれによってまたフレームプレートに良好に固着するような、上に述べたクレイの温度範囲において行われる。このような塗布時または塗布後に、なお完全に冷却されていない場合には、クレイの所望の表面形態はまた、少なくとも部分的に、塑性的な形状付与によって形成すること、または少なくとも相応の構成によって準備することができる。

本発明の根底を成す課題は、特にモデルを製造するために、クレイを機械加工するための方法および装置であって、成形材料としてクレイを使用したモデル構成を簡単にかつ加速する、方法および装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を備えた方法、および請求項６に記載の特徴を備えた装置によって解決される。好適な構成は、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、特にモデルを製造するためのクレイ（またはプラスティリンまたは類似の特性を有するモデリング材料、ここでは全部をクレイと呼ぶ）を機械加工するための方法が、クレイを、特に押出機の、加熱された、温度調整された搬送設備および調量設備を用いて、加熱し、押し出し、かつクレイモデルの表面に塗布し、かつそこで好ましくはまた「揉み込む」ことによって特徴付けられている。相応に本発明によれば、特にモデルを製造するための、クレイを機械加工するための装置もまた、この装置が、押出機を有しており、該押出機は、クレイを、表面に塗布するために加熱しかつ押し出すように構成されていることによって特徴付けられている。

加熱は、使用されるクレイが塑性変形することができる温度範囲における温度へと行われる。この範囲は、通常、室温よりも高く、かつ明らかに１００℃未満であり、好ましくは、クレイが燃焼のおそれなしに互いに接触することができる範囲である。押出機における加熱は、精密な加熱装置、場合によっては加熱・冷却装置によって行うことができ、このとき押出機における摩擦を考慮する必要がある。現在公知のクレイ種類は、６０℃を上回る温度に加熱すべきではない。したがってそのために、正確な温度ガイドが極めて好適である。

好ましくは、押出機における加熱前に、クレイ（クレイは通常、棒材、ストランドまたはインゴットとして販売される）は、粉砕される、切削される、またはペレット状にされる。この作業は、断続的に、時間的にかつ／または空間的に押出機とは別個に行うことができる。本発明によればしかしながらまた、市販の提供されたクレイ棒材を、連続的に、押出機における第１の部分における相応の機構（切断ドラム／切断装置）において粉砕すること、例えば切削すること、裂断すること、または切断することも可能である。クレイ片（ペレット、チップ、顆粒）は、好ましくは１〜２０ｍｍの範囲における寸法を有している。この粉砕（鱗状片または小片の製造も）は、さらなる加工を容易にし、かつ特に押出機への供給および押出機における加熱をも容易にする。

特にこれによって、押し出されたクレイは、最終的に均一にかつ空洞なしに、本発明によれば塗布することができ、押出機は、相応に構成されたウォーム部分においてクレイを、好適に圧縮し、かつ／または脱気する。このことは特に、直ぐ上に記載された予め粉砕されたクレイの加工時において好適である。

クレイは、本発明によれば、（特に加熱可能な、温度調整された）ホースを通して表面に塗布され、このホースは、押し出されたクレイを塗布するための相応に合わせられた機構の要素であり、このホースは例えば、加熱可能な、温度調整可能な塗布ノズルを備えており、この塗布ノズルは、例えば加熱された圧着ローラと共に、クレイの揉み込みを可能にすることができる。

クレイを可能な限りコンパクトにかつ気泡の侵入なしに下地に（つまり例えば最初にフレームのベースプレートまたは硬質のモデル構造フォームプレートに、かつ次いで次々と、既に塗布されたクレイに）塗布するために、クレイは本発明によれば、塗布時に、圧着ローラを有する機構を用いて、表面に押し付けることができる。

本発明のその他の利点、構成および詳細については、以下において、添付の図面を参照しながら実施形態の記載において述べる。

本発明に係る装置を断面して示す側面図である。

図１には、特にモデルを製造するために、クレイ４を機械加工するための装置２が示されている。この装置は、押出機６を有しており、この押出機６は、モデルの表面８に塗布するためのクレイを、押出機ヒータ１０を用いて加熱し、加熱されたホース１２を通して表面８に押し出し、かつそこで圧着ローラ１６を用いて「揉み込む」ことができるように構成されている。

押出機６における加熱の前に、クレイ４はまず棒材、ストランドまたはインゴット４として、互いに向かい合って配置されていて逆向きに駆動される搬送ローラ１８を用いて、その他の装置に供給され、摩擦粉砕体２０に押し付けられ、この摩擦粉砕体２０において粉砕されかつ切削される。このとき市販の供給されたクレイ棒材４は、摩擦粉砕ドラム２０によって連続的に、クレイ棒材４の端面が削り落とされ、水冷式冷却装置２４を有する円筒形の内壁２２に沿ってさらに粉砕される。水冷式冷却装置２４は、室温を下回る温度を生ぜしめることができる、本発明に係る装置のオプションである。作動中に、クレイの粉砕および搬送のために、温度を、室温を上回る温度に調節することがより望ましいということが判明している場合には、水冷式冷却装置２４を、湯を用いてヒータとして（または例えば電気式のヒータと交換して）運転することも可能である。周囲温度が運転のために適切であるということが示されている場合には、装置２４を省くことができる。

粉砕によるチップ、顆粒、鱗状片または小片の製造は、クレイ４のさらなる加工を容易にし、かつ特に、（同様に冷却された、同様に電動機によって駆動された）スクリュコンベヤ２６を用いた押出機６への供給、および押出機周壁２８における（電気式の）押出機ヒータ１０による押出機６における加熱を容易にする。

クレイ４は、加熱されたホース１２を通してモデルの表面８に、同様に加熱された塗布ノズル３２を用いて塗布され、この塗布ノズル３２は、圧着ローラ１６と共に、（表面８上での塗布ノズル３２の案内、圧着および移動によって）表面８へのクレイの揉み込みを可能にする。表面８への圧着は、ばね受け（図示せず）を備えた圧縮ばね３４によって促進されている。

Claims (10)

1. 特にモデルを製造するための、クレイを機械加工するための方法であって、
   前記クレイを、押出機を用いて加熱し、押し出し、かつ表面に塗布する
   ことを特徴とする方法。
2. 前記クレイを予め、粉砕する、切削する、またはペレット状にする、
   請求項１記載の方法。
3. 前記クレイを、前記押出機において圧縮し、かつ／または脱気する、
   請求項１または２記載の方法。
4. 前記クレイを、ホースを通して前記表面に塗布する、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記クレイを、圧着ローラを用いて前記表面に押し付ける、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 特にモデルを製造するための、クレイを機械加工するための装置であって、
   当該装置は、押出機を有しており、該押出機は、前記クレイを、表面に塗布するために加熱しかつ押し出すように構成されている
   ことを特徴とする装置。
7. 前記クレイは、粉砕されている、切削されている、またはペレット状にされている、
   請求項６記載の装置。
8. 前記押出機は、前記クレイを押出しの前に圧縮し、かつ／または脱気する、
   請求項６または７記載の装置。
9. 押し出された前記クレイを、ホースを通して前記表面に塗布するように構成された機構が設けられている、
   請求項６から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 前記機構は、前記クレイを塗布時に前記表面に押し付けるように構成された圧着ローラを有している、
    請求項９記載の装置。

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