JP2020110824A - Mold making method and three-dimensional molding apparatus - Google Patents

Mold making method and three-dimensional molding apparatus Download PDF

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Abstract

To provide a mold making method based on a three-dimensional molding apparatus easy to de-powder and allowing for making a mold for molding a casting having high dimensional accuracy and a fine surface, and a three-dimensional molding apparatus.SOLUTION: A mold making method has a direction determining procedure. In the direction determining procedure, the direction of a mold M is determined such that a casting forming surface of the mold M comes to an upper-face side. An upper face of the mold M thus made necessarily serves as a casting forming surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、型作製方法および三次元造形装置に関するものである。 The present invention relates to a mold manufacturing method and a three-dimensional modeling device.

従来、コンピューターグラフィックス(CG:computer graphics)などで描かれた三次元の形状を、樹脂材料や粉体材料などで具現化する三次元造形装置として、いわゆる3Dプリンターがある。3Dプリンターによる立体物の作製方法は様々であり、例えば、樹脂材料で造形するものとして材料押出法があり、また、粉体材料で造形するものとして結合剤噴射法(バインダジェット法)がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a so-called 3D printer as a three-dimensional modeling device that embodies a three-dimensional shape drawn by computer graphics (CG) or the like with a resin material, a powder material, or the like. There are various methods for producing a three-dimensional object using a 3D printer. For example, there is a material extrusion method for forming a resin material, and a binder injection method (binder jet method) for forming a powder material.

結合剤噴射法によれば、例えば、下記特許文献1に記載された結合剤噴射方式付加製造装置用セメント組成物が、粉体材料として用いられ、所望の位置に水性バインダを吹き付けることで粉体材料を固化させて立体物が作製される。立体物は、例えば、鋳物を鋳造する際に、溶融した金属やプラスチックなど(以下、「溶融体」と記す。)が注入される鋳型に用いられる。 According to the binder injection method, for example, the cement composition for a binder injection type additional manufacturing apparatus described in Patent Document 1 below is used as a powder material, and a powder is obtained by spraying an aqueous binder at a desired position. A solid is made by solidifying the material. The three-dimensional object is used, for example, in a mold into which molten metal, plastic, or the like (hereinafter referred to as “melt”) is injected when casting a casting.

特開2017−178671号公報JP, 2017-178671, A

しかし、上記したような水硬性の粉体材料によって製造された立体物は、立体物に付着した粉体材料を除去する手順(以下、粉体材料を除去する手順を、「デパウダー」と記す。)を経る必要があるところ、仮に粉体材料が付着した状態で、鋳型として用いられると、鋳物の寸法精度が低く、鋳肌も荒くなる。 However, the three-dimensional object manufactured from the hydraulic powder material as described above has a procedure of removing the powder material attached to the three-dimensional object (hereinafter, the procedure of removing the powder material is referred to as “depowder”). ), if the powder material is used as a mold with the powder material attached, the dimensional accuracy of the casting is low and the casting surface becomes rough.

本発明は、この様な実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、デパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための型を作製することができる型作製方法および三次元造形装置の提供を目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances. That is, it is an object of the present invention to provide a mold manufacturing method and a three-dimensional modeling apparatus capable of easily de-powdering and capable of manufacturing a mold for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface.

結合剤噴射法の三次元造形装置によって製造された立体物は、面に応じてデパウダーの容易さ(粉体材料の付着し易さ)が異なる。そこで、この三次元造形装置で鋳型を製造する際、比較的デパウダーが容易である面を、溶融体が流し込まれて鋳物が成形される面(以下、「鋳物成形面」と記す。)とすることで、鋳物成形面のデパウダーが容易となる。デパウダーが適切であれば、鋳造するうえで、鋳肌も滑らかで適切となる。 The three-dimensional object manufactured by the three-dimensional modeling apparatus using the binder injection method has different easiness of depowder (ease of adhesion of powder material) depending on the surface. Therefore, when a mold is manufactured by this three-dimensional modeling apparatus, a surface on which de-powdering is relatively easy is a surface on which a melt is poured and a casting is formed (hereinafter, referred to as "casting forming surface"). As a result, it becomes easy to depowder the molding surface. If the depowder is appropriate, the casting surface will be smooth and appropriate for casting.

上記目的を達成するために、本発明に係る型作製方法は、型を作製するためのステージを、基準面に対して相対的に低い位置に移動させる昇降手順と、一方側から前記ステージを渡って他方側に移動するリコーターによって、一方側にある粉体材料を、前記基準面から前記ステージに移動させて均す材料充填手順と、前記ステージの前記粉体材料にプリンタヘッドから結合剤を吹き付けることで前記粉体材料を固化させる造形手順と、を含み、前記昇降手順、前記材料充填手順、前記造形手順を繰り返すことで、鋳物の鋳造に用いる型を作製する型作製方法であって、前記型のうち、前記鋳物を成形する面が、上面側となる向きで、当該型を作製する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a method for producing a mold according to the present invention comprises an ascending/descending procedure of moving a stage for producing a mold to a position relatively lower than a reference plane, and crossing the stage from one side. By a recoater that moves to the other side to move the powder material on one side from the reference surface to the stage to level the material, and a binder is sprayed from the printer head to the powder material on the stage. A molding method for manufacturing a mold used for casting of a casting by including a molding procedure for solidifying the powder material by, and repeating the elevating procedure, the material filling procedure, and the molding procedure, wherein: Among the molds, the mold is manufactured in such a direction that the surface on which the casting is formed is the upper surface side.

本発明に係る型作製方法は、前記型のうち、表面積が最も大きい箇所が、上面側となる向きで、当該型を作製することを特徴とする。 The mold manufacturing method according to the present invention is characterized in that the mold is manufactured in such a direction that a portion having the largest surface area in the mold is on the upper surface side.

本発明に係る型作製方法は、前記型を組み合わせて、前記鋳物を形成する面で外面を形成した中子を作製する、ことを特徴とする。 The mold manufacturing method according to the present invention is characterized by combining the molds to manufacture a core having an outer surface formed on a surface on which the casting is formed.

本発明に係る型作製方法は、前記型を、40度から150度の温度で乾燥させる手順を経る、ことを特徴とする。 The mold making method according to the present invention is characterized in that the mold is dried at a temperature of 40 to 150 degrees.

本発明に係る三次元造形装置は、基準面に対して相対的に低い位置に所定量移動するステージと、一方側から前記ステージを渡って他方側に移動することで、一方側にある粉体材料を、前記基準面から前記ステージに移動させて均すリコーターと、前記ステージの前記粉体材料に結合剤を吹き付けることで前記粉体材料を固化させるプリンタヘッドと、を有し、前記ステージによる昇降手順、前記リコーターによる材料充填手順、前記プリンタヘッドによる造形手順を繰り返すことで、鋳物の鋳造に用いる型を作製する三次元造形装置であって、前記型のうち、前記鋳物を成形する面が、上面側となる当該型の向きを決定する方向決定手段を有する、ことを特徴とする。 The three-dimensional modeling apparatus according to the present invention includes a stage that moves a predetermined amount to a position relatively low with respect to a reference plane, and a powder that is on one side by moving from one side to the other side across the stage. A recoater that moves the material from the reference surface to the stage to level it, and a printer head that solidifies the powder material by spraying a binder onto the powder material of the stage are provided. A three-dimensional modeling apparatus for producing a mold used for casting of a casting by repeating a raising/lowering procedure, a material filling procedure by the recoater, and a modeling procedure by the printer head, wherein a surface of the casting for molding the casting is And a direction determining means for determining the orientation of the mold on the upper surface side.

本発明に係る型作製方法は、型のうち、鋳物を成形する面が、上面側となる向きで、当該型を作製するものである。すなわち、作製された型の上面が、鋳物成形面となる。型におけるデパウダーの容易さは、下面と比較して上面が優れていることから、型の上面が鋳物成形面であれば、鋳物成形面のデパウダーが容易であり、鋳物成形面が滑らかで適切となる。したがって、デパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための型を作製することができる。 The mold manufacturing method according to the present invention is for manufacturing the mold in such a manner that the surface of the mold for molding the casting is the upper surface side. That is, the upper surface of the manufactured die becomes the casting molding surface. The ease of de-powdering in the mold is that the upper surface is superior to the lower surface, so if the upper surface of the mold is a casting molding surface, de-powdering of the molding surface is easy and the casting surface is smooth and appropriate. Become. Therefore, de-powdering is easy, and a mold for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced.

例えば、複数の型が組み合わさって主型が構成される場合、それぞれの型における鋳物成形面が互いに内側において向かい合う。すなわち、主型の鋳物成形面(主型の内側)はすべて、デパウダーの容易さが優れた面である。したがって、デパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための主型を作製することができる。 For example, when a plurality of molds are combined to form a main mold, the casting molding surfaces of the respective molds face each other inside. That is, all the casting molding surfaces of the main mold (inside the main mold) are excellent in ease of depowdering. Therefore, it is easy to depowder, and it is possible to produce a main mold for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface.

本発明に係る型作製方法は、型のうち、表面積が最も大きい箇所が、上面側となる向きで、当該型を作製するものである。例えば、複雑な形状の鋳物を鋳造する場合、型の鋳物成形面も、当然に鋳物と同形であって複雑である。そのため、複雑な形状の鋳物を適切に鋳造するためには、鋳物成形面を適切とするために、鋳物成形面のデパウダーが容易であることが好ましい。一般的に、複雑な形状は、表面積が比較的大きいことから、表面積が最も大きな鋳物成形面が型の上面となる向きで当該型を製造する。したがって、複雑な鋳物成形面であってもデパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための型を作製することができる。 In the mold manufacturing method according to the present invention, the mold is manufactured so that the part having the largest surface area in the mold faces the upper surface side. For example, when casting a casting having a complicated shape, the casting molding surface of the mold is naturally the same shape as the casting and is complicated. Therefore, in order to properly cast a casting having a complicated shape, it is preferable that the casting molding surface be easily depowdered in order to make the casting molding surface appropriate. In general, since a complicated shape has a relatively large surface area, the mold is manufactured so that the casting molding surface having the largest surface area is the upper surface of the mold. Therefore, even if the molding surface is complicated, de-powdering is easy, and a mold for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced.

本発明に係る型作製方法は、型を組み合わせて、鋳物を形成する面で外面を形成した中子を作製するものである。すなわち、中子は外周面のすべてが鋳物成形面であるところ、この中子が例えば半分ずつ作成され、デパウダーの容易さが優れた鋳物成形面を有する型が組み合わさって作製されれば、中子の外面はすべて、デパウダーの容易さが優れた面である。したがって、デパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための中子を作製することができる。 The mold manufacturing method according to the present invention is to combine molds to manufacture a core having an outer surface formed on a surface for forming a casting. That is, the core is a casting molding surface all of the outer peripheral surface, this core is created, for example, each half, if the mold having a casting molding surface with excellent ease of depowder is combined, All external surfaces of the child are excellent in de-powdering. Therefore, de-powdering is easy, and a core for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced.

本発明に係る型作製方法は、40度から150度の温度で乾燥させる手順を経てもよい。すなわち、型を所定の温度で乾燥させることで、デパウダーの容易さが増す。したがって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための型を作製することができる。 The mold making method according to the present invention may be subjected to a procedure of drying at a temperature of 40 to 150 degrees. That is, the ease of depowdering is increased by drying the mold at a predetermined temperature. Therefore, a mold for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced.

本発明に係る三次元造形装置は、型のうち、鋳物を成形する面が、上面側となる当該型の向きを決定する方向決定手段を有する。したがって、デパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための型を作製することができる。 The three-dimensional modeling apparatus according to the present invention has a direction determining unit that determines the orientation of the mold, where the surface of the mold on which the casting is formed is the upper surface side. Therefore, de-powdering is easy, and a mold for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced.

図1は、本発明の第一実施形態に係る型作製方法に用いられる三次元造形装置の概略が示され、(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図である。1A and 1B are schematic views of a three-dimensional modeling apparatus used in a mold manufacturing method according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA in FIG. is there. 図2は、本発明の第一実施形態に係る型作製方法によって作製された型の外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of a mold manufactured by the mold manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図3は、比較例に係る型作製方法によって作製された型の外観斜視図である。FIG. 3 is an external perspective view of a mold manufactured by the mold manufacturing method according to the comparative example. 図4は、参考例に係る型作製方法によって作製された型の外観斜視図である。FIG. 4 is an external perspective view of a mold manufactured by the mold manufacturing method according to the reference example.

以下に、本発明の第一実施形態に係る型作製方法を図面に基づいて説明する。図1は、型作製方法に用いられる三次元造形装置(以下、三次元造形装置を「3Dプリンター」と記す。)の構成の概略が示されている。 Hereinafter, a mold manufacturing method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of the configuration of a three-dimensional modeling apparatus (hereinafter, the three-dimensional modeling apparatus is referred to as a “3D printer”) used in a mold manufacturing method.

3Dプリンター1は、三次元で表された鋳型Mのデータに基づいて、結合剤噴射方式で型Mを具現化するものである。はじめに、3Dプリンター1の構成の概略を説明する。 The 3D printer 1 embodies the mold M by a binder injection method based on the data of the mold M expressed in three dimensions. First, the outline of the configuration of the 3D printer 1 will be described.

図1に示されているとおり、3Dプリンター1は、基準面2に対して昇降するステージ3と、このステージ3の外側であって基準面2上にある材料載置部4と、この材料載置部4に粉体材料5を供給する材料供給部(図示省略)と、粉体材料5を材料載置部4からステージ3に移動させて均すリコーター6と、ステージ3上の粉体材料5に結合剤を吹き付けるプリンタヘッド7と、このプリンタヘッド7を自在に移動させるガイド部8とを有している。なお、以下の説明では、図1に示されているとおり、互いに直交する三軸をX軸、Y軸、Z軸とし、ステージ3に平行で、かつ、ステージ3の横幅方向をX軸、ステージ3に並行で、かつ、ステージ3の奥行方向をY軸、ステージ3が昇降する高さ方向をZ軸とする。X軸において、横幅の一方を右側とし、他方を左側とする。Y軸において、一方側を奥側とし、他方側を手前側とする。 As shown in FIG. 1, the 3D printer 1 includes a stage 3 that moves up and down with respect to a reference surface 2, a material placing portion 4 that is outside the stage 3 and is on the reference surface 2, and a material placing portion 4 that is placed on the reference surface 2. A material supply unit (not shown) that supplies the powder material 5 to the placing unit 4, a recoater 6 that moves the powder material 5 from the material placing unit 4 to the stage 3 and smoothes it, and a powder material on the stage 3. The printer head 7 has a printer head 7 for spraying a binder onto the printer 5, and a guide portion 8 for freely moving the printer head 7. In the following description, as shown in FIG. 1, the three axes orthogonal to each other are defined as the X axis, the Y axis, and the Z axis, are parallel to the stage 3, and the lateral width direction of the stage 3 is the X axis. 3, the depth direction of the stage 3 is defined as the Y axis, and the height direction in which the stage 3 moves up and down is defined as the Z axis. On the X-axis, one of the widths is on the right side and the other is on the left side. On the Y-axis, one side is the back side and the other side is the front side.

ステージ3は、四角形の平板状であり、鋳型Mが作製される場所である。ステージ3は、下面側に昇降機構9が取り付けられ、昇降機構9が作動することによって、Z軸を昇降する。材料載置部4は、ステージ3の外側であって、ステージ3の奥側に配置されている。材料供給部は、ステージ3の外側であって、材料載置部4の上方に配置されている。なお、材料供給部は、ステージ3の外側であって、材料載置部4の奥側に配置されていてもよい。リコーター6は、X軸方向に長手の棒状であり、基準面2上に配置されている。リコーター6は、基準面2上を、ステージ3に対して平行な状態で、Y軸において、材料載置部4の奥側とステージ3の手前側との間を自在に移動する。ガイド部8は、X軸方向に長手であり、ステージ3に対して平行な状態で、Y軸において、ステージ3の奥側と手前側との間を自在に移動する。プリンタヘッド7は、ガイド部8に支持され、X軸において、ガイド部8を自在に移動する。 The stage 3 has a rectangular flat plate shape and is a place where the mold M is produced. An elevating mechanism 9 is attached to the lower surface of the stage 3, and the elevating mechanism 9 operates to move the Z axis up and down. The material placing unit 4 is arranged outside the stage 3 and behind the stage 3. The material supply unit is arranged outside the stage 3 and above the material placing unit 4. Note that the material supply unit may be arranged outside the stage 3 and behind the material placing unit 4. The recoater 6 has a rod shape elongated in the X-axis direction, and is arranged on the reference plane 2. The recoater 6 freely moves on the reference plane 2 in a state parallel to the stage 3 between the back side of the material placing unit 4 and the front side of the stage 3 on the Y axis. The guide portion 8 is long in the X-axis direction and parallel to the stage 3, and freely moves in the Y-axis between the back side and the front side of the stage 3. The printer head 7 is supported by the guide portion 8 and freely moves on the X-axis.

次に、3Dプリンター1を用いた結合剤噴射方式による鋳型Mの作製手順を説明する。3Dプリンター1は、三次元で表された所望の鋳型Mのデータが入力されている。作製手順は、方向決定手順、材料供給手順、材料充填手順、造形手順、乾燥手順、デパウダー手順を含む。各手順は、方向決定手段、材料供給手段、材料充填手段、造形手段、乾燥手段、デパウダー手段として、3Dプリンター1に備えられている。なお、乾燥手順(乾燥手段)およびデパウダー手順(デパウダー手段)は、3Dプリンター1とは別個の装置(図示省略)で実現してもよい。乾燥手順は、必須ではない。 Next, a procedure for producing the template M by the binder injection method using the 3D printer 1 will be described. The 3D printer 1 is input with the data of the desired mold M expressed in three dimensions. The fabrication procedure includes a direction determination procedure, a material supply procedure, a material filling procedure, a molding procedure, a drying procedure, and a depowder procedure. Each procedure is provided in the 3D printer 1 as a direction determining unit, a material supplying unit, a material filling unit, a modeling unit, a drying unit, and a powdering unit. The drying procedure (drying means) and the depowder procedure (depowder means) may be realized by an apparatus (not shown) separate from the 3D printer 1. The drying procedure is not mandatory.

方向決定手順では、作製される鋳型Mの向きが決定される。詳説すれば、鋳型Mのうち、鋳物成形面が上面側となるように、鋳型Mの向きが決定される。鋳物成形面の選択は任意であるが、鋳型Mのうち、最も複雑な形状を有する箇所が、鋳物成形面として選択される。例えば、表面積が最も大きな箇所の他、高低差、凹凸、曲線などが最も顕著な箇所が、鋳物成形面として選択される。換言すれば、鋳型Mのうち、溶融体が流し込まれず、鋳物と接触しない面が、下面側や側面側となる。 In the direction determining procedure, the orientation of the template M to be produced is determined. More specifically, the orientation of the mold M is determined so that the casting molding surface of the mold M is on the upper surface side. The selection of the casting molding surface is arbitrary, but the portion having the most complicated shape in the mold M is selected as the casting molding surface. For example, in addition to the portion having the largest surface area, the portion where the height difference, unevenness, curve, etc. are most prominent is selected as the casting molding surface. In other words, the surface of the mold M where the melt is not poured and does not contact the casting is the lower surface side or the side surface side.

図1において、初期状態では、ステージ3は、基準面2と同一平面上に揃って配置される。昇降手順では、昇降機構9が作動することで、ステージ3がZ軸を下降し、ステージ3は、予め設定された所定量だけ、基準面2に対して相対的に低い位置に移動する。 In the initial state in FIG. 1, the stage 3 is arranged on the same plane as the reference plane 2. In the ascending/descending procedure, the elevating mechanism 9 operates to lower the Z-axis of the stage 3, and the stage 3 moves to a position relatively lower than the reference plane 2 by a predetermined amount.

材料供給手順では、粉体材料5が、材料供給部から材料載置部4に供給される。粉体材料5は、材料載置部4に盛られる。なお、昇降手順と材料供給手順とは、順番に実行されても、同時に実行されてもよい。 In the material supply procedure, the powder material 5 is supplied from the material supply unit to the material placement unit 4. The powder material 5 is placed on the material placing portion 4. The ascending/descending procedure and the material supplying procedure may be performed in sequence or simultaneously.

材料充填手順では、リコーター6が、Y軸において、材料載置部4の奥側からステージ3を渡って手前側に移動することで、粉体材料5が、材料載置部4からステージ3に移させられる。リコーター6が、基準面2に沿ってステージ3上を移動することで、粉体材料5がステージ3上で均される。場合によっては、材料供給手順が複数回繰り返されることで、ステージ3に粉体材料5が充填されて均される。 In the material filling procedure, the recoater 6 moves from the inner side of the material placing section 4 to the front side across the stage 3 on the Y axis, so that the powder material 5 moves from the material placing section 4 to the stage 3. Transferred. The powder material 5 is leveled on the stage 3 by the recoater 6 moving on the stage 3 along the reference surface 2. In some cases, the powder material 5 is filled into the stage 3 and leveled by repeating the material supply procedure a plurality of times.

造形手順では、ガイド部8がY軸方向に移動すると共に、プリンタヘッド7がX軸方向に移動しながら、予め設定された位置で、プリンタヘッド7から結合剤が噴射され、結合剤が吹き付けられた箇所で粉体材料5が固化する。ガイド部8およびプリンタヘッド7の動作について詳説すれば、例えば、ガイド部8は、最初に、作製位置における最も手前側に配置される。この位置で、プリンタヘッド7がガイド部8に沿って右側から左側に移動しながら結合剤を噴射する。次に、ガイド部8は、所定量だけ奥側に移動し、この位置で、プリンタヘッド7が右側から左側に移動しながら結合剤を噴射する。この動作が繰り返され、ガイド部7は、鋳型Mにおける最も奥側まで移動する。 In the modeling procedure, while the guide portion 8 moves in the Y-axis direction and the printer head 7 moves in the X-axis direction, the binder is sprayed from the printer head 7 at a preset position and the binder is sprayed. The powder material 5 is solidified at the point. The operation of the guide unit 8 and the printer head 7 will be described in detail. For example, the guide unit 8 is first arranged at the most front side in the manufacturing position. At this position, the printer head 7 ejects the binder while moving from the right side to the left side along the guide portion 8. Next, the guide portion 8 moves a predetermined amount to the back side, and at this position, the printer head 7 moves the right side to the left side to eject the binder. This operation is repeated, and the guide portion 7 moves to the innermost side in the mold M.

一巡目の昇降手順、材料供給手順、材料充填手順および造形手順によれば、所望の鋳型Mのうち、ステージ3が下降した所定量に相当する高さの第一積層物が造形される。このように、昇降手順、材料供給手順、材料充填手順および造形手順が複数回繰り返されることで、Z軸方向に連なった第一積層物から第n積層物が、所望の鋳型Mとなってステージ3上に作製される。ここで、第一積層物から上側が鋳物成形面となり、第一積層物の下面は、溶融体や鋳物と接触しない面となる。 According to the lifting procedure, the material supplying procedure, the material filling procedure, and the molding procedure of the first round, the first laminate having a height corresponding to the predetermined amount of the stage 3 in the desired mold M is molded. In this way, the elevating procedure, the material supplying procedure, the material filling procedure, and the molding procedure are repeated a plurality of times, so that the first to n-th laminates connected in the Z-axis direction become the desired mold M and become the stage. 3 made on. Here, the upper side of the first laminate is the casting molding surface, and the lower surface of the first laminate is the surface that does not come into contact with the melt or the casting.

乾燥手順では、粉体材料5に埋もれた状態、または、粉体材料5が適度に除去された鋳型Mが、3時間以上放置されて乾燥させられる。その際、鋳型Mは、40度から150度の雰囲気中で乾燥させられる。乾燥手順では、温度を高くするにしたがって、時間を短くしてもよい。例えば、150度であれば、5分程度であってもよい。なお、150度を超えると、組織が破壊されて鋳型Mが脆弱となる可能性がある。また、乾燥手順では、常温(例えば約20度の室温)で3時間以上乾燥させてもよい。また、3Dプリンター1以外の他の装置(図示省略。)で実行してもよい。乾燥手順を実行しなくても、鋳型Mの上面側はデパウダーが容易であるし、乾燥手順を実行することで、下面側もデパウダーが容易となる。後述の本発明の第二実施形態である中子を一体物として作製した場合も、複雑な面を上面側として作製し、乾燥手順を実行すれば、比較的美麗な鋳肌で容易にデパウダーが可能な中子となる。 In the drying procedure, the state of being buried in the powder material 5 or the mold M from which the powder material 5 has been appropriately removed is left for 3 hours or more to be dried. At that time, the mold M is dried in an atmosphere of 40 to 150 degrees. The drying procedure may be shortened at higher temperatures. For example, if it is 150 degrees, it may take about 5 minutes. If it exceeds 150 degrees, the structure may be destroyed and the mold M may become fragile. Further, in the drying procedure, it may be dried at room temperature (for example, room temperature of about 20 degrees) for 3 hours or more. It may also be executed by a device (not shown) other than the 3D printer 1. Even if the drying procedure is not performed, de-powdering is easy on the upper surface side of the mold M, and by performing the drying procedure, de-powdering is also easy on the lower surface side. Even when the core, which is the second embodiment of the present invention described below, is manufactured as an integral body, if the complicated surface is manufactured as the upper surface side and the drying procedure is performed, depowder can be easily produced with a relatively beautiful casting surface. Become a possible core.

デパウダー手順では、鋳型Mに付着した粉体材料5が、例えば、刷毛やエアコンプレッサーのエアーなどによって除去される。なお、デパウダー手順は、3Dプリンター1以外の他の装置(図示省略。)で乾燥手順が実行されてもよい。 In the depowder procedure, the powder material 5 attached to the mold M is removed by, for example, a brush or the air of an air compressor. In the depowder procedure, the drying procedure may be executed by a device (not shown) other than the 3D printer 1.

第一実施形態において作製される鋳型Mの形状は様々である。例えば、単一の鋳型Mで主型が構成される場合や、複数の鋳型Mが組み合わさって主型が構成される場合などがある。前者であれば、主型(単一の鋳型M)における特定の外面が、鋳物成形面となり、後者であれば、主型の内側(複数の鋳型Mで囲まれた内側)が、鋳物成形面となる。後者の場合、例えば、上下に二分される主型のうち、上側の鋳型Mと下側の鋳型Mとが別々に作製された後、各鋳型Mが組み合わせられる。各鋳型Mは、鋳物成形面が上面側となる向きで作製され、各鋳型Mが組み合わせられる際、上側の鋳型Mの鋳物成形面が下側に向けられ、下側の鋳型Mの鋳物成形面が上側に向けられる。完成した主型は、内側のすべてが鋳物成形面となり、主型の内側である中空部分は、鋳物成形面のみで構成される。 The shape of the mold M produced in the first embodiment is various. For example, there is a case where a master mold is composed of a single mold M, or a case where a plurality of molds M are combined to form a master mold. In the former case, the specific outer surface of the main mold (single mold M) becomes the casting molding surface, and in the latter case, the inside of the main mold (the inner side surrounded by the plurality of molds M) is the casting molding surface. Becomes In the latter case, for example, among the main molds divided into the upper and lower parts, the upper mold M and the lower mold M are separately produced, and then the respective molds M are combined. Each of the molds M is produced with the casting molding surface facing upward, and when the casting molds M are combined, the casting molding surface of the upper mold M faces downward and the casting molding surface of the lower mold M faces. Is directed upwards. The inside of the completed main mold is the casting molding surface, and the hollow portion inside the main mold is composed only of the casting molding surface.

本発明の第二実施形態に係る型作製方法では、第一実施形態に係る型作製方法によって作製された鋳型Mが組み合わせられて、中子が作製される。中子は、例えば中空状の鋳物を鋳造する際に、中空部分となる箇所の型として用いられる。すなわち、鋳型Mが組み合わさって作製された中子は、外面のすべてが鋳物成形面となる。 In the mold making method according to the second embodiment of the present invention, the core M is made by combining the molds M made by the mold making method according to the first embodiment. The core is used, for example, as a mold for a hollow portion when a hollow casting is cast. That is, in the core produced by combining the molds M, all of the outer surfaces are casting molding surfaces.

次に、作製方法に用いられる粉体材料5を説明する。 Next, the powder material 5 used in the manufacturing method will be described.

粉体材料5は、セメントや石膏、石灰などの水硬性組成物であり、例えば、カルシウムアルミネートを、特定割合含む結合材100質量部に対し、ポリマーを特定割合含有する。詳説すれば、水硬性組成物は、下記の構成を有する。 The powder material 5 is a hydraulic composition such as cement, gypsum, or lime, and contains a polymer in a specific ratio with respect to 100 parts by mass of a binder containing calcium aluminate in a specific ratio. Specifically, the hydraulic composition has the following constitution.

[1]カルシウムアルミネートを50〜100質量%含む結合材100質量部に対し、ポリマーを2〜12質量部含有する、水硬性組成物。
[2]前記カルシウムアルミネートが非晶質カルシウムアルミネートである、前記[1]に記載の水硬性組成物。
[3]前記ポリマーがポリビニルアルコールである、前記[1]または[2]に記載の水硬性組成物。
[4]前記ポリビニルアルコールのケン化度が80〜90モル%である、前記[3]に記載の水硬性組成物。
[5]前記ポリビニルアルコールの平均粒径が、150μm以下である、前記[3]または[4]に記載の水硬性組成物。
[6]前記結合材が、結合材全体を100質量%として、JIS R 5210に準拠して測定した凝結(始発)が30分以内であるセメントを、0〜20質量%含む、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の水硬性組成物。
[7]前記結合材が、結合材全体を100質量%として、石膏を無水石膏換算で0〜5質量%含む、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の水硬性組成物。
[1] A hydraulic composition containing 2 to 12 parts by mass of a polymer based on 100 parts by mass of a binder containing 50 to 100% by mass of calcium aluminate.
[2] The hydraulic composition according to [1], wherein the calcium aluminate is amorphous calcium aluminate.
[3] The hydraulic composition according to the above [1] or [2], wherein the polymer is polyvinyl alcohol.
[4] The hydraulic composition according to the above [3], wherein the degree of saponification of the polyvinyl alcohol is 80 to 90 mol %.
[5] The hydraulic composition according to the above [3] or [4], wherein the polyvinyl alcohol has an average particle size of 150 μm or less.
[6] The binder contains 0 to 20% by mass of cement having a setting (initial start) within 30 minutes, which is measured in accordance with JIS R 5210, with the entire binder being 100% by mass, [1] ~ The hydraulic composition according to any one of [5].
[7] The hydraulic composition according to any one of the above [1] to [6], wherein the binder contains 0 to 5 mass% of gypsum in terms of anhydrous gypsum with 100 mass% of the entire binder.

上記した水硬性組成物は、強度発現性と耐熱性が高いため、鋳型Mに用いた場合、鋳造時のガスの発生が少なく、欠陥のない鋳物を製造することができる。 Since the hydraulic composition described above has high strength development and high heat resistance, when used in the mold M, it is possible to produce a defect-free casting with less gas generation during casting.

水硬性組成物は、カルシウムアルミネートを50〜100質量%含む結合材100質量部に対し、ポリマーを2〜12質量部含有する。 The hydraulic composition contains 2 to 12 parts by mass of the polymer with respect to 100 parts by mass of the binder containing 50 to 100% by mass of calcium aluminate.

以下、結合材の必須の成分であるカルシウムアルミネートと、任意の成分であるセメント等に分けて詳細に説明する。 Hereinafter, the calcium aluminate, which is an essential component of the binder, and cement, which is an optional component, will be separately described in detail.

<カルシウムアルミネート>
該カルシウムアルミネートは、3CaO・Al、2CaO・Al、12CaO・7Al、5CaO・3Al、CaO・Al、3CaO・5Al、またはCaO・2Al等のカルシウムアルミネート;カルシウムアルミネートにハロゲンが固溶または置換した3CaO・3Al・CaF、および11CaO・7Al・CaF2等のカルシウムフロロアルミネートを含むカルシウムハロアルミネート;8CaO・NaO・3Al、および3CaO・2NaO・5Al等のカルシウムナトリウムアルミネート;カルシウムリチウムアルミネート;アルミナセメント;さらにこれらにNa,K,Li、Ti、Fe、Mg、Cr、P、F、S等の微量元素(酸化物等含む。)が固溶した鉱物から選ばれる1種以上が挙げられる。
非晶質カルシウムアルミネートは、原料を溶融した後、急冷して製造するから、実質的に結晶構造を有せず、通常、そのガラス化率は80%以上であり、ガラス化率が高い程、早期強度発現性は高いため、ガラス化率は好ましくは90%以上である。
カルシウムアルミネートのCaO/Alのモル比は、好ましくは1.5〜3.0、より好ましくは1.7〜2.4である。該モル比が1.5以上で水硬性組成物の早期強度発現性が高く、3.0以下で水硬性組成物の耐熱性が高い。
また、カルシウムアルミネートと、任意の成分であるセメントおよび石膏等を含む結合材の合計を100質量%として、カルシウムアルミネートの含有率は、好ましくは50〜100質量%である。該値が50質量%以上であれば、水硬性組成物の早期強度発現性と耐熱性が高い。なお、該値は、好ましくは60〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは80〜95質量%である。
また、カルシウムアルミネートのブレーン比表面積は、充分な早期強度発現性を得るとともに粉塵の発生を抑制するために、好ましくは1000〜6000cm/g、より好ましくは1500〜5000cm/gである。なお、カルシウムアルミネートのブレーン比表面積は、付加製造装置での敷きならしが均一で、かつ、鋳型の強度が低下しないためには、さらに好ましくは1000〜2500cm/g、特に好ましくは1500〜2000cm/gである。
<Calcium aluminate>
The calcium aluminate, 3CaO · Al 2 O 3, 2CaO · Al 2 O 3, 12CaO · 7Al 2 O 3, 5CaO · 3Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, 3CaO · 5Al 2 O 3 or CaO, · 2Al 2 O 3 and calcium aluminate; contains calcium aluminate in calcium fluorosilicone aluminate halogen 3CaO · 3Al was dissolved or substituted 2 O 3 · CaF 2, and the like 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 calcium halo aluminate; 8CaO · Na 2 O · 3Al 2 O 3, and calcium sodium aluminate such as 3CaO · 2Na 2 O · 5Al 2 O 3; calcium lithium aluminate; alumina cement; further Na thereto, K, Li , Ti, Fe, Mg, Cr, P, F, S, and the like, one or more kinds selected from minerals in which trace elements (including oxides) are solid-solved.
Amorphous calcium aluminate does not substantially have a crystal structure because it is manufactured by melting the raw material and then rapidly cooling it. Usually, the vitrification rate is 80% or more, and the higher the vitrification rate, the higher the vitrification rate. Since the early strength development is high, the vitrification rate is preferably 90% or more.
The CaO/Al 2 O 3 molar ratio of calcium aluminate is preferably 1.5 to 3.0, more preferably 1.7 to 2.4. When the molar ratio is 1.5 or more, the early development of strength of the hydraulic composition is high, and when it is 3.0 or less, the heat resistance of the hydraulic composition is high.
In addition, the content of calcium aluminate is preferably 50 to 100% by mass, with the total amount of the calcium aluminate and the binder containing optional components such as cement and gypsum as 100% by mass. When the value is 50 mass% or more, the hydraulic composition has high early strength development and high heat resistance. The value is preferably 60 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, and further preferably 80 to 95% by mass.
Also, the Blaine specific surface area of the calcium aluminate, in order to suppress the generation of dust with obtaining sufficient early strength development, preferably 1000~6000cm 2 / g, more preferably 1500~5000cm 2 / g. The Blaine specific surface area of the calcium aluminate is more preferably 1000 to 2500 cm 2 /g, and particularly preferably 1500 to 2500 cm 2 /g, in order that the laying in the additive manufacturing apparatus is uniform and the strength of the mold does not decrease. It is 2000 cm 2 /g.

<セメント>
セメントは結合材の任意の成分であり、JIS R 5210に準拠して測定した凝結(始発)が3時間30分以内であれば、鋳型Mの製造時から3時間後の早期の強度発現性が高いため好ましく、該凝結(始発)は1時間以内がより好ましい。
結合材中のセメントの含有率は、早期強度発現性の向上のため、結合材全体を100質量%として、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。
また、セメント中の珪酸カルシウムの含有率は、好ましくは25質量%以上である。該含有率が25質量%以上あれば、材齢1日以後の強度発現性が高く、また長期強度発現性が必要な場合、該含有率は、好ましくは45質量%以上である。
セメントは、速硬セメント、超速硬セメント、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、エコセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、およびセメントクリンカー粉末から選ばれる1種以上が挙げられる。なお、セメントクリンカー粉末もセメントに含める。
これらの中でも、早期強度発現性が高いため、好ましくは、凝結(始発)が30分以内である速硬性セメント、超速硬セメント、または止水セメントである。なお、速硬性セメント等の市販品は、スーパージェットセメント(SJC:太平洋セメント社製)、ジェットセメント(住友大阪セメント社製)、ライオンシスイ(登録商標、住友大阪セメント社製)、またはデンカスーパーセメント(デンカ社製)が挙げられる。
<Cement>
Cement is an optional component of the binder, and if the setting (initial) measured according to JIS R 5210 is within 3 hours and 30 minutes, early strength development after 3 hours from the time of manufacturing the mold M is Since it is high, the condensation (starting) is more preferably within 1 hour.
The content of cement in the binder is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, further preferably 20% by mass or less, based on 100% by mass of the entire binder in order to improve early strength development. It is particularly preferably 10% by mass or less.
The content of calcium silicate in the cement is preferably 25% by mass or more. When the content is 25 mass% or more, the strength development is high after one day of age, and when long-term strength development is required, the content is preferably 45 mass% or more.
The cement is selected from fast-setting cement, ultra-fast setting cement, normal Portland cement, early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, white Portland cement, ecocement, blast furnace cement, fly ash cement, and cement clinker powder. One or more may be mentioned. Cement clinker powder is also included in the cement.
Among these, quick-setting cement, ultra-quick-setting cement, or water-stop cement, which has a high early strength development property and preferably has a setting (initial start) within 30 minutes, is preferable. Commercial products such as fast-setting cement are Super Jet Cement (SJC: Taiheiyo Cement Co., Ltd.), Jet Cement (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.), Lion Sisui (registered trademark, Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.), or Denka Super Cement. (Manufactured by Denka).

<石膏>
石膏は結合材の任意の成分であり、無水石膏、半水石膏、および二水石膏から選ばれる1種以上が挙げられる。これらの中でも、半水石膏は早期強度発現性がより高いために好ましい。
結合材中の石膏の含有率は、強度の向上や、鋳物の製造時においてガスや黒鉛球状化不良を防止するため、結合材全体を100質量%として、好ましくは無水石膏換算で5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。
<gypsum>
Gypsum is an optional component of the binder, and includes one or more selected from anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, and gypsum dihydrate. Among these, hemihydrate gypsum is preferable because it has higher early strength development.
The content of gypsum in the binder is 100% by mass of the entire binder, preferably 5% by mass or less in terms of anhydrous gypsum, in order to improve strength and prevent gas and graphite spheroidization defects during production of castings. , More preferably 3 mass% or less, and further preferably 1 mass% or less.

また、前記石膏はセメント中に含まれる石膏でもよく、セメント中の石膏の含有率が無水石膏換算で5質量%以上含むような超速硬セメント(例えば、太平洋セメント社製スーパージェットセメント)は、カルシウムアルミネートと混合して結合材として用いること
で、より早期強度発現性が向上する。
Further, the gypsum may be gypsum contained in cement, and ultra-rapid hardening cement (for example, super jet cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.) whose content of gypsum in the cement is 5% by mass or more in terms of anhydrous gypsum is calcium. By mixing with aluminate and used as a binder, early strength development is improved.

<ポリマー>
水硬性組成物中のポリマーの含有割合は、水硬性組成物の強度をより高めるために、結合材100質量部に対し固形分換算で2〜12質量部が好ましい。ポリマーの含有割合が2質量部未満では、強度の向上効果は低く、にじみが発生して寸法精度が劣る場合があり、また、12質量部を越えると、鋳型Mの収縮により、形状によっては変形やひび割れが生じ、また形状が複雑な鋳型が製造できない場合がある。なお、ポリマーの含有割合は、結合材100質量部に対し、より好ましくは3〜12質量部、さらに好ましくは4〜10質量部である。
前記ポリマーは、ポリマーの形態で示せば、JIS A 6203に規定するポリマーディスパージョンや再乳化粉末樹脂等であり、また、ポリマーの種類で示せば、ポリアクリル酸エステル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、酢酸ビニル・バーサチック酸ビニルエステル共重合体、酢酸ビニル・バーサチック酸ビニル・アクリル酸エステル3元共重合体、ポリビニルアルコール、マルトデキストリン、エポキシ樹脂、およびウレタン樹脂から選ばれる1種以上が挙げられる。
これらの中でも、早期強度発現性が得られるため、好ましくはポリビニルアルコール(ポリ酢酸ビニルの部分ケン化物または完全ケン化物)であり、さらに好ましくはケン化度が85〜90モル%のポリビニルアルコールである。
また、早期強度発現性が得られるため、好ましくポリビニルアルコールの平均粒径(メディアン径D50)は、高い強度が得られるため、好ましくは10〜150μm、より好ましくは30〜90μmである。したがって、ポリビニルアルコールは、結合材のいずれかまたは複数の結合材の原料と混合粉砕して、粒度調整すると、より細粒で均質に混合でき、早期強度発現性を高めることができる。
前記ポリマーは、粉体の状態で結合材や砂と混合して用いるか、または、後述の水に溶解して用いてもよい。
<Polymer>
The content ratio of the polymer in the hydraulic composition is preferably 2 to 12 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the binder in order to further increase the strength of the hydraulic composition. If the content ratio of the polymer is less than 2 parts by mass, the effect of improving the strength is low, and bleeding may occur and the dimensional accuracy may be poor. If it exceeds 12 parts by mass, the mold M may be shrunk and deformed depending on the shape. In some cases, cracks may occur and a mold having a complicated shape cannot be manufactured. The content ratio of the polymer is more preferably 3 to 12 parts by mass and further preferably 4 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder.
The polymer is, for example, a polymer dispersion or a re-emulsified powder resin defined in JIS A 6203 in the form of a polymer, or a polyacrylic ester, an ethylene/vinyl acetate copolymer in the form of a polymer. , Styrene/butadiene copolymer, vinyl acetate/vinyl versatic acid ester copolymer, vinyl acetate/vinyl versatic acid/acrylic acid terpolymer, polyvinyl alcohol, maltodextrin, epoxy resin, and urethane resin One or more may be mentioned.
Among these, polyvinyl alcohol (partially saponified or completely saponified polyvinyl acetate) is preferable, and polyvinyl alcohol having a saponification degree of 85 to 90 mol% is more preferable, because early development of strength can be obtained. ..
Further, since the early strength development property is obtained, the average particle size (median diameter D50) of polyvinyl alcohol is preferably 10 to 150 μm, more preferably 30 to 90 μm, because high strength is obtained. Therefore, when polyvinyl alcohol is mixed and pulverized with one or a plurality of binder raw materials and the particle size is adjusted, finer particles can be homogeneously mixed, and early strength development can be enhanced.
The polymer may be used in the form of powder by mixing it with a binder or sand, or may be used by dissolving it in water described later.

<砂>
砂は、耐火砂であれば、特に制限されず、珪砂、オリビン砂、ジルコン砂、クロマイト砂、アルミナ砂、および人工砂等から選ばれる1種以上が挙げられる。
また、砂の配合量は、前記結合材100質量部に対し、好ましくは100〜600質量部である。該値が該範囲であれば、耐火性と強度発現性を確保できる。なお、該配合量は、前記結合材100質量部に対し、より好ましくは150〜500質量部、さらに好ましくは200〜400質量部である。
<sand>
The sand is not particularly limited as long as it is refractory sand, and one or more kinds selected from silica sand, olivine sand, zircon sand, chromite sand, alumina sand, artificial sand and the like can be mentioned.
The amount of sand is preferably 100 to 600 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder. When the value is within the range, fire resistance and strength development can be secured. The blending amount is more preferably 150 to 500 parts by mass, and further preferably 200 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder.

<硬化促進剤>
水硬性組成物は、強度発現性を向上させるため、さらに任意成分として硬化促進剤を含むことができる。該硬化促進剤は、炭酸アルカリ金属塩、乳酸アルカリ金属塩、乳酸アルカリ土類金属塩、およびケイ酸アルカリ金属塩から選ばれる1種以上である。これらの硬化促進剤は、ポリマーの含有割合が、結合材100質量部に対し2〜6質量部である水硬性組成物において強度発現性の向上効果が高い。また、これらの硬化促進剤は、後述の養生温度が10〜40℃と低い場合において、強度発現性の向上効果が高い。
そして、(i)前記炭酸アルカリ金属塩は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、および炭酸リチウムから選ばれる1種以上が挙げられる。また、(ii)前記乳酸アルカリ金属塩は、
乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、および乳酸リチウムから選ばれる1種以上が挙げられる。(iii)前記乳酸アルカリ土類金属塩は、乳酸カルシウム、および乳酸マグネシウムから選ばれる1種以上が挙げられる。また、(vi)前記ケイ酸アルカリ金属塩は、ケイ酸ナト
リウム、ケイ酸カリウム、およびケイ酸リチウムから選ばれる1種以上が挙げられる。
前記硬化促進剤の含有割合は、結合材100質量部に対し、好ましくは3〜10質量部である。硬化促進剤の含有割合が該範囲内であれば、迅速な造形のための早期強度発現性と取扱い可能な強度を確保できる。なお、硬化促進剤の含有割合は、結合材100質量部
に対し、より好ましくは4〜9質量部、さらに好ましくは5〜8質量部である。硬化促進剤は、予め水硬性組成物に混合するほか、付加製造装置から供給される水に溶解して用いることもできる。
<Curing accelerator>
The hydraulic composition may further contain a curing accelerator as an optional component in order to improve strength development. The curing accelerator is at least one selected from alkali metal carbonates, alkali metal lactates, alkaline earth metal lactates, and alkali metal silicates. These hardening accelerators have a high effect of improving strength development in a hydraulic composition in which the content ratio of the polymer is 2 to 6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder. In addition, these curing accelerators have a high effect of improving strength development when the curing temperature described later is as low as 10 to 40°C.
The (i) alkali metal carbonate includes one or more selected from sodium carbonate, potassium carbonate, and lithium carbonate. Further, (ii) the alkali metal lactate is
One or more selected from sodium lactate, potassium lactate, and lithium lactate can be used. (iii) Examples of the alkaline earth metal lactate include one or more selected from calcium lactate and magnesium lactate. Further, (vi) the alkali metal silicate may be one or more selected from sodium silicate, potassium silicate, and lithium silicate.
The content ratio of the curing accelerator is preferably 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder. When the content ratio of the curing accelerator is within the range, it is possible to secure early strength development for rapid molding and handleable strength. The content ratio of the curing accelerator is more preferably 4 to 9 parts by mass, and further preferably 5 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder. The curing accelerator can be used by mixing it with the hydraulic composition in advance, or by dissolving it in water supplied from the additional manufacturing apparatus.

<その他>
造形後に残った水硬性組成物の未硬化の粉末を、鋳型Mから除去する作業(デパウダー)を容易にするために、水硬性組成物は、さらに、結合材の合計100質量部に対し、任意の成分として疎水性フュームドシリカを0.1〜2質量部、より好ましくは0.5〜1.5質量部含むことができる。ここで、疎水性フュームドシリカとは、フュームドシリカの表面をシランまたはシロキサンで処理して、表面を疎水性にしたシリカ粉末である。
また、水硬性組成物の粉末の除去効率をより高めるため、疎水性フュームドシリカのBET比表面積は、好ましくは30〜300m/gである。疎水性フュームドシリカのBET比表面積が該範囲内であれば、粉体の流動性が向上し、付加製造装置で敷きならした面が平坦で、かつ強度が低下することなく鋳型Mを軽量化できる。また、鋳型Mの透気性が向上するため鋳物の製造時にガスが発生しても欠陥が生じ難い。また、疎水性フュームドシリカは、粉体の固結の防止や混合性の向上に有効である。
<Other>
In order to facilitate the work (depowder) of removing the uncured powder of the hydraulic composition remaining after the molding from the mold M, the hydraulic composition is further added to 100 parts by mass of the total amount of the binder. As a component of 0.1 to 2 parts by mass, more preferably 0.5 to 1.5 parts by mass of hydrophobic fumed silica can be contained. Here, the hydrophobic fumed silica is silica powder in which the surface of fumed silica is treated with silane or siloxane to make the surface hydrophobic.
In addition, the BET specific surface area of the hydrophobic fumed silica is preferably 30 to 300 m 2 /g in order to further improve the removal efficiency of the powder of the hydraulic composition. When the BET specific surface area of the hydrophobic fumed silica is within the range, the fluidity of the powder is improved, the surface spread by the additional manufacturing device is flat, and the weight of the mold M is reduced without lowering the strength. it can. Further, since the air permeability of the mold M is improved, defects are less likely to occur even if gas is generated during the production of the casting. Further, the hydrophobic fumed silica is effective in preventing the powder from consolidating and improving the mixing property.

なお、水硬性組成物は、さらに、強度発現性の調整材等として、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム、珪石微粉末、および石灰石粉末等の任意の成分を含んでもよい。 In addition, the hydraulic composition may further contain an arbitrary component such as blast furnace slag, fly ash, silica fume, silica fine powder, and limestone powder as a strength developing agent.

<鋳型Mの作製方法>
該型作製方法では、付加製造装置と本発明に用いられる水硬性組成物を用いて、鋳型Mが作製される。付加製造装置は特に限定されず、粉末積層型付加製造装置等の市販品が使用できる。また、水硬性組成物は、前記の成分を市販の混合機または手作業で混合して調製する。なお、結合材として複数の材料を用いる場合、結合材を予め市販の混合機や手作業で混合したり、粉砕機で混合粉砕してもよい。
また、結合剤として、水を用いることができる。前記水は、通常の上水道や井戸水等を用いることができる。前記水硬性組成物は、結合材100質量部に対し、好ましくは、水を28〜60質量部、および砂を含む組成物である。水の配合割合が該範囲であれば、強度発現性を確保できる。なお、水の配合割合は、鋳型Mの強度と寸法精度をより高める観点から、好ましくは30〜55質量部、より好ましくは32〜45質量部である。なお、水は、必要とされる各種の機能を付与するため、増粘剤、潤滑剤、流動化剤、界面活性剤、および表面張力低減剤から選ばれる1種以上を混合して用いてもよい。
<Method for producing template M>
In the mold making method, the mold M is made by using the additive manufacturing apparatus and the hydraulic composition used in the present invention. The additive manufacturing device is not particularly limited, and a commercially available product such as a powder lamination type additive manufacturing device can be used. Further, the hydraulic composition is prepared by mixing the above components with a commercially available mixer or manually. When a plurality of materials are used as the binder, the binder may be mixed in advance by a commercially available mixer or by hand, or may be mixed and ground by a grinder.
Further, water can be used as the binder. As the water, ordinary water supply, well water, or the like can be used. The hydraulic composition is preferably a composition containing 28 to 60 parts by mass of water and sand with respect to 100 parts by mass of the binder. When the blending ratio of water is within the range, strength development can be secured. The mixing ratio of water is preferably 30 to 55 parts by mass, more preferably 32 to 45 parts by mass, from the viewpoint of further increasing the strength and dimensional accuracy of the mold M. It should be noted that water may be used by mixing one or more selected from a thickener, a lubricant, a fluidizing agent, a surfactant, and a surface tension reducing agent in order to impart various necessary functions. Good.

鋳型Mの養生方法は、気中養生単独、気中養生した後に続けて水中養生する方法、または、表面含浸剤養生等がある。これらの中でも、早期の強度発現と鋳物の製造時に発生する水蒸気の抑制の点から、気中養生単独が好ましい。また、カルシウムアルミネート、セメント、およびポリマーによる強度増進の点から、気中養生の温度は、好ましくは10〜100℃、より好ましくは30〜80℃である。また、気中養生の相対湿度は、充分な強度発現と生産効率の点から、好ましくは10〜90%、より好ましくは15〜80%、さらに好ましくは20〜60%である。さらに、気中養生時間は、充分な強度発現と生産効率の点から、好ましくは1時間〜1週間、より好ましくは2時間〜5日間、さらに好ましくは3時間〜4日間である。 The method of curing the mold M includes air curing alone, air curing followed by water curing, surface impregnating agent curing, and the like. Of these, air curing alone is preferable from the viewpoint of early strength development and suppression of steam generated during casting production. In addition, the temperature for curing in air is preferably 10 to 100° C., more preferably 30 to 80° C., from the viewpoint of strength enhancement by calcium aluminate, cement, and polymer. In addition, the relative humidity of air curing is preferably 10 to 90%, more preferably 15 to 80%, and further preferably 20 to 60% from the viewpoint of sufficient strength development and production efficiency. Further, the air curing time is preferably 1 hour to 1 week, more preferably 2 hours to 5 days, and further preferably 3 hours to 4 days from the viewpoint of sufficient strength development and production efficiency.

次に、型作製方法の実施例を説明する。 Next, an example of the mold manufacturing method will be described.

実施例で用いた3Dプリンターは、スリーディシステム社製(ProJet 660Pro)の結合剤噴射方式であり、主な仕様は次のとおりである。
ステージ:254×381×203(mm)
積層ピッチ:100(μm)
積層速度:約28(mm/h)
The 3D printer used in the examples is a binder jet method manufactured by ThreeD Systems Inc. (ProJet 660Pro), and the main specifications are as follows.
Stage: 254 x 381 x 203 (mm)
Stacking pitch: 100 (μm)
Laminating speed: About 28 (mm/h)

上記した3Dプリンターを用いて、鋳型M、M、Mを作製した。図2ないし図4は、作製された各鋳型M、M、Mが示されている。図2ないし図4に示されているとおり、鋳型M、M、Mは、直方体であり、上面10、側面11、下面12を有している。また、辺A、辺B、辺Cと定義し、鋳型M、M、Mの設計寸法を、次のとおりとした。
辺A=10(mm)
辺B=16(mm)
辺C=80(mm)
The molds M 1 , M 2 and M 3 were prepared using the 3D printer described above. 2 to 4 show the respective templates M 1 , M 2 and M 3 that were produced. As shown in FIGS. 2 to 4, the molds M 1 , M 2 , and M 3 are rectangular parallelepipeds and have an upper surface 10, a side surface 11, and a lower surface 12. Further, the sides A, B, and C are defined, and the design dimensions of the molds M 1 , M 2 , and M 3 are as follows.
Side A = 10 (mm)
Side B=16 (mm)
Side C=80 (mm)

<使用した材料>
鋳型Mの基となる粉体材料の配合は、非晶質カルシウムアルミネート:スーパージェットセメント:エスパール:セラビーズ=0.9:0.1:1:1
この混合物に、ポリマーを外割で2%混合した。詳細は以下のとおりである。
(1)非晶質カルシウムアルミネート
非晶質のカルシウムアルミネート 試製品、CaO/Alのモル比は2.2、ガラス化率は95%以上、ブレーン比表面積は3490cm/gである。
(2)セメント
スーパージェットセメント、太平洋セメント社製、ケイ酸カルシウムの含有率は47質量%、凝結(始発)は30分、ブレーン比表面積は4700cm/gである。ただし、無水石膏を14質量%含む。
(3)砂
下記2種類の人工鋳物砂の等量を混合して用いた。
砂1 アルミナ系、商品名 エスパール♯180L、山川産業社製
砂2 アルミナ系、商品名 ナイガイセラビーズ♯1450(登録商標)、伊藤忠セラテック社製
(4)ポリマー
ポリビニルアルコール 品番 22−88S1(PVA217SS)、クラレ社製
ケン化度は87〜89%、平均粒径(メディアン径D50)は60μm、94μmより大きい粒子の含有率は29質量%、77μmより大きい粒子の含有率は47質量%、10%径(D10)は25μm、90%径(D90)は121μmである。
(5)水
3質量%のグリセロール水溶液(ProJet 660Pro用バインダ液)、スリーディシステム社製。装置の水量設定値は、外部65%、内部90%とし、水/結合材比約30%である。
<Materials used>
The powder material used as the base of the mold M is composed of amorphous calcium aluminate:super jet cement:espearl:cera beads=0.9:0.1:1:1.
2% of the polymer was mixed with this mixture in an external ratio. The details are as follows.
(1) Amorphous calcium aluminate Amorphous calcium aluminate sample, CaO/Al 2 O 3 molar ratio is 2.2, vitrification rate is 95% or more, and Blaine specific surface area is 3490 cm 2 /g. is there.
(2) Cement Super Jet Cement, manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd., the content of calcium silicate is 47% by mass, the setting (starting) is 30 minutes, and the Blaine specific surface area is 4700 cm 2 /g. However, it contains 14% by mass of anhydrous gypsum.
(3) Sand An equal amount of the following two types of artificial casting sand was mixed and used.
Sand 1 Alumina-based, trade name Spearl #180L, Yamakawa Sangyo Co., Ltd. Sand 2 alumina-based, trade name Naigai Cera Beads #1450 (registered trademark), ITOCHU Ceratech Co., Ltd. (4) Polymer polyvinyl alcohol Part number 22-88S1 (PVA217SS), Kuraray Co., Ltd. Saponification degree is 87 to 89%, average particle diameter (median diameter D50) is 60 μm, content of particles larger than 94 μm is 29% by mass, content of particles larger than 77 μm is 47% by mass, 10% diameter (D10) is 25 μm and 90% diameter (D90) is 121 μm.
(5) Water 3% by mass aqueous glycerol solution (binder solution for ProJet 660Pro), manufactured by 3D Systems. The water amount set value of the device is 65% outside and 90% inside, and the water/binder ratio is about 30%.

実施例の鋳型Mは、鋳物成形面が上面側となるように作製されたものである。比較例の鋳型Mは、鋳物成形面が下面側となるように作製されたものである。参考例の鋳型Mは、鋳型Mと同様であって、下面が鋳物成形面である。実施例、比較例、参考例ごとに、三つの鋳型M、鋳型M、鋳型Mを作製した。 The mold M 1 of the example is manufactured so that the casting molding surface is on the upper surface side. The mold M 2 of the comparative example is manufactured so that the casting molding surface is on the lower surface side. The mold M 3 of the reference example is the same as the mold M 2, and the lower surface is the casting molding surface. Three molds M 1 , M 2 and M 3 were prepared for each of the examples, comparative examples and reference examples.

実施例では、鋳型Mを作製後、約20度の室内で3時間放置し、デパウダーを実行した。第一から第三の鋳型Mにおいて、それぞれ下面12および側面11を完全にデパウダーした。次に、それぞれの上面10(鋳物成形面)に、一定の風量のエアーを30秒間吹きかけた後、重量を測定した(実施例第一測定値)。その後、上面10(鋳物成形面)を完全にデパウダーして重量を測定した(実施例第二測定値)。実施例第一測定値と実施例第二測定値との差が、上面10(鋳物成形面)に付着していた粉体材料の量である。結果は、以下のとおりである。 In the example, after the mold M 1 was prepared, it was left in a room at about 20° C. for 3 hours to carry out depowder. In each of the first to third molds M 1 , the lower surface 12 and the side surface 11 were completely depowdered. Next, a constant amount of air was blown onto each upper surface 10 (casting molding surface) for 30 seconds, and then the weight was measured (Example first measurement value). After that, the upper surface 10 (casting molding surface) was completely depowdered and the weight was measured (second measurement value of Example). The difference between the first measured value of the example and the second measured value of the example is the amount of the powder material adhered to the upper surface 10 (casting molding surface). The results are as follows.

第一の鋳型M:実施例第一測定値−実施例第二測定値=0.1g
第二の鋳型M:実施例第一測定値−実施例第二測定値=0.1g
第三の鋳型M:実施例第一測定値−実施例第二測定値=0.1g
First mold M 1 : Example first measurement value-Example second measurement value=0.1 g
Second mold M 1 : Example 1st measurement value-Example 2nd measurement value=0.1 g
Third mold M 1 : Example first measurement value-Example second measurement value=0.1 g

すなわち、鋳物成形面が上面側となるように作製され、鋳型Mは、鋳物成形面のデパウダーが容易であることが、実施例からわかる。換言すれば、型作製方法において作製された鋳型のデパウダーは、下面12と比較して上面10が容易であることがわかる。 That is, it can be seen from the examples that the casting molding surface is manufactured so that the casting molding surface is on the upper surface side, and the mold M 1 is easy to depowder the casting molding surface. In other words, it can be seen that the mold depowder manufactured by the mold manufacturing method has the upper surface 10 easier than the lower surface 12.

比較例では、鋳型Mを作製後、約20度の室内で3時間放置し、デパウダーを実行した。第一から第三の鋳型Mにおいて、それぞれ上面10および側面11を完全にデパウダーした。次に、それぞれの下面12(鋳物成形面)に、一定の風量のエアーを30秒間吹きかけた後、重量を測定した(比較例第一測定値)。その後、下面12(鋳物成形面)を完全にデパウダーして重量を測定した(比較例第二測定値)。比較例第一測定値と比較例第二測定値との差が、下面12(鋳物成形面)に付着していた粉体材料の量である。結果は、以下のとおりである。 In the comparative example, after the mold M 2 was prepared, it was left in a room at about 20° C. for 3 hours to perform depowder. The upper surface 10 and the side surface 11 of each of the first to third molds M 2 were completely powdered. Next, each lower surface 12 (casting molding surface) was blown with a constant amount of air for 30 seconds, and then the weight was measured (first measured value of Comparative Example). Then, the lower surface 12 (casting molding surface) was completely depowdered and the weight was measured (the second measured value of the comparative example). The difference between the first measured value of the comparative example and the second measured value of the comparative example is the amount of the powder material adhered to the lower surface 12 (casting molding surface). The results are as follows.

第一の鋳型M:比較例第一測定値−比較例第二測定値=1.3g
第二の鋳型M:比較例第一測定値−比較例第二測定値=1.4g
第三の鋳型M:比較例第一測定値−比較例第二測定値=1.4g
The first mold M 2: Comparative Example First measurement - Comparative Example The second measurement = 1.3 g
The second mold M 2: Comparative Example First measurement - Comparative Example The second measurement = 1.4 g
The third mold M 2: Comparative Example First measurement - Comparative Example The second measurement = 1.4 g

すなわち、鋳物成形面が下面側となるように作製された鋳型Mは、鋳物成形面のデパウダーが困難であることが、比較例からわかる。換言すれば、型作製方法において作製された鋳型のデパウダーは、上面10と比較して下面12が困難であることがわかる。 That is, it can be seen from Comparative Examples that it is difficult to depowder the casting molding surface of the mold M 2 manufactured so that the casting molding surface is on the lower surface side. In other words, it can be seen that the lower surface 12 of the mold depowder manufactured by the mold manufacturing method is more difficult than the upper surface 10.

参考例では、約20度の室内で3時間放置した後、乾燥を40度の雰囲気中で3時間実行した。第一から第三の鋳型Mにおいて、それぞれ上面10および側面11を完全にデパウダーした。次に、それぞれの下面12(鋳物成形面)に、一定の風量のエアーを30秒間吹きかけた後、重量を測定した(参考例第一測定値)。その後、下面12(鋳物成形面)を完全にデパウダーして重量を測定した(参考例第二測定値)。参考例第一測定値と参考例第二測定値との差が、下面12(鋳物成形面)に付着していた粉体材料の量である。結果は、以下のとおりである。 In the reference example, after being left in a room at about 20 degrees for 3 hours, drying was performed for 3 hours in an atmosphere at 40 degrees. The upper surface 10 and the side surface 11 of each of the first to third molds M 3 were completely depowdered. Next, a constant amount of air was blown on each lower surface 12 (casting molding surface) for 30 seconds, and then the weight was measured (reference example first measurement value). Then, the lower surface 12 (casting molding surface) was completely depowdered and the weight was measured (reference example second measurement value). The difference between the first measured value of the reference example and the second measured value of the reference example is the amount of the powder material adhered to the lower surface 12 (casting molding surface). The results are as follows.

第一の鋳型M:参考例第一測定値−参考例第二測定値=0.1g
第二の鋳型M:参考例第一測定値−参考例第二測定値=0.1g
第三の鋳型M:参考例第一測定値−参考例第二測定値=0.1g
First mold M 3 : Reference example first measurement value-reference example second measurement value=0.1 g
The second mold M 3: reference example first measurement value - reference example second measurement = 0.1 g
The third mold M 3: reference example first measurement value - reference example second measurement = 0.1 g

すなわち、鋳物成形面が下面側となるように作製された鋳型Mであっても、40度の雰囲気中で3時間乾燥させることで、鋳物成形面のデパウダーが容易となることが、参考例からわかる。換言すれば、型作製方法において作製された鋳型は、所定の温度で乾燥させることで、デパウダーの容易さが増すことがわかる。 That is, even in the case of the mold M 3 manufactured so that the casting molding surface is on the lower surface side, it is easy to depowder the casting molding surface by drying for 3 hours in an atmosphere of 40 degrees. I understand from. In other words, it can be seen that the mold manufactured by the mold manufacturing method is more easily de-powdered by drying at a predetermined temperature.

次に、型作製方法および3Dプリンター1の効果を説明する。 Next, the effects of the mold making method and the 3D printer 1 will be described.

上記したとおり、型作製方法および3Dプリンター1は、方向決定手順(方向決定手段)を有し、この方向決定手順では、鋳型Mのうち、鋳物成形面が上面側となるように、鋳型Mの向きが決定される。この構成により、作製された鋳型Mの上面が、必然的に鋳物成形面となる。実施例などからもわかるとおり、鋳型Mにおけるデパウダーの容易さは、下面と比較して上面が優れていることから、鋳型Mの上面が鋳物成形面であれば、鋳物成形面のデパウダーが容易であり、鋳物成形面が滑らかで適切となる。したがって、デパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための鋳型Mを作製することができる。 As described above, the mold manufacturing method and the 3D printer 1 have a direction determining procedure (direction determining means), and in this direction determining procedure, the mold M of the mold M is positioned so that the casting molding surface of the mold M is on the upper surface side. The orientation is determined. With this configuration, the upper surface of the produced mold M inevitably becomes the casting molding surface. As can be seen from the examples and the like, the ease of de-powdering in the mold M is that the upper surface is superior to the lower surface, so if the upper surface of the mold M is a casting molding surface, de-powdering of the casting molding surface is easy. Yes, the molding surface is smooth and appropriate. Therefore, de-powdering is easy, and a mold M for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced.

また、方向決定手順では、鋳型Mのうち、最も複雑な形状を有する箇所が、鋳物成形面として選択される。したがって、複雑な鋳物成形面であってもデパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための鋳型Mを作製することができる。 Further, in the direction determining procedure, the portion of the mold M having the most complicated shape is selected as the casting molding surface. Therefore, even if the molding surface is complicated, de-powdering is easy, and it is possible to manufacture the mold M for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface.

型作製方法および3Dプリンター1は、実施例などからもわかるとおり、鋳型Mを3時間以上乾燥させることで、デパウダーの容易さが増す。したがって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための鋳型Mを作製することができる。 In the mold making method and the 3D printer 1, as can be seen from the examples, the ease of depowder is increased by drying the mold M for 3 hours or more. Therefore, the mold M for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced.

また、乾燥手順では、40度から150度の雰囲気中で乾燥させられる。すなわち、参考例からもわかるとおり、鋳型Mを所定の温度で乾燥させることで、デパウダーの容易さが増す。したがって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための鋳型Mを作製することができる。なお、本実施形態の乾燥手順を経ずとも、デパウダーの容易さは、下面と比較して上面が優れていることに変わりはない。 In the drying procedure, it is dried in an atmosphere of 40 to 150 degrees. That is, as can be seen from the reference example, the ease of depowder is increased by drying the mold M at a predetermined temperature. Therefore, the mold M for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced. Even if the drying procedure of the present embodiment is not performed, the ease of de-powdering remains the same as the upper surface being superior to the lower surface.

第二実施形態に係る型作製方法では、第一実施形態に係る型作製方法によって作製された鋳型Mが組み合わせられて、中子が作製される。すなわち、鋳型Mが組み合わさって作製された中子は、外面のすべてが鋳物成形面となり、中子の外面はすべて、デパウダーの容易さが優れた面となる。したがって、デパウダーが容易であって、高い寸法精度と美麗な鋳肌を有する鋳物を鋳造するための中子を作製することができる。 In the mold manufacturing method according to the second embodiment, the cores are manufactured by combining the molds M manufactured by the mold manufacturing method according to the first embodiment. That is, in the core produced by combining the molds M, all the outer surfaces are casting molding surfaces, and all the outer surfaces of the core have excellent depowder easiness. Therefore, de-powdering is easy, and a core for casting a casting having high dimensional accuracy and a beautiful casting surface can be produced.

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be modified in various ways without departing from the matters described in the claims.

1 3Dプリンター(三次元造形装置)
2 基準面
3 ステージ
4 材料載置部
5 粉体材料
6 リコーター
7 プリンタヘッド
8 ガイド部
9 昇降機構
10 上面
11 側面
12 下面
M,M1〜3 鋳型(型)
1 3D printer (three-dimensional modeling device)
2 Reference surface 3 Stage 4 Material placement part 5 Powder material 6 Recoater 7 Printer head 8 Guide part 9 Elevating mechanism 10 Upper surface 11 Side surface 12 Lower surface M, M 1-3 Mold (mold)

Claims (5)

型を作製するためのステージを、基準面に対して相対的に低い位置に移動させる昇降手順と、一方側から前記ステージを渡って他方側に移動するリコーターによって、一方側にある粉体材料を、前記基準面から前記ステージに移動させて均す材料充填手順と、前記ステージの前記粉体材料にプリンタヘッドから結合剤を吹き付けることで前記粉体材料を固化させる造形手順と、を含み、前記昇降手順、前記材料充填手順、前記造形手順を繰り返すことで、鋳物の鋳造に用いる型を作製する型作製方法であって、
前記型のうち、前記鋳物を成形する面が、上面側となる向きで、当該型を作製する、
ことを特徴とする型作製方法。
The stage for producing the mold is moved up and down to a position relatively lower than the reference plane, and the recoater that moves from one side to the other side across the stage is used to remove the powder material on one side. A material filling step of moving the level material from the reference surface to the stage and leveling it, and a shaping step of solidifying the powder material by spraying a binder from the printer head onto the powder material of the stage, A mold manufacturing method for manufacturing a mold used for casting a casting by repeating the lifting procedure, the material filling procedure, and the molding procedure,
Of the molds, the surface for molding the casting is oriented so that it is the upper surface side, and the molds are manufactured.
A method for producing a mold, comprising:
前記型のうち、表面積が最も大きい箇所が、上面側となる向きで、当該型を作製する、
ことを特徴とする請求項1に記載された型作製方法。
Among the molds, a part having the largest surface area is formed so that the mold is oriented in the direction of the upper surface side.
The method for producing a mold according to claim 1, wherein
前記型を組み合わせて、前記鋳物を形成する面で外面を形成した中子を作製する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された型作製方法。
By combining the molds, a core having an outer surface formed on the surface forming the casting is produced.
The method for producing a mold according to claim 1 or 2, wherein:
前記型を、40度から150度の温度で乾燥させる手順を経る、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載された型作製方法。
Undergoing a procedure of drying the mold at a temperature of 40 to 150 degrees;
The mold making method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
基準面に対して相対的に低い位置に所定量移動するステージと、一方側から前記ステージを渡って他方側に移動することで、一方側にある粉体材料を、前記基準面から前記ステージに移動させて均すリコーターと、前記ステージの前記粉体材料に結合剤を吹き付けることで前記粉体材料を固化させるプリンタヘッドと、を有し、前記ステージによる昇降手順、前記リコーターによる材料充填手順、前記プリンタヘッドによる造形手順を繰り返すことで、鋳物の鋳造に用いる型を作製する三次元造形装置であって、
前記型のうち、前記鋳物を成形する面が、上面側となる当該型の向きを決定する方向決定手段を有する、
ことを特徴とする三次元造形装置。
A stage that moves a predetermined amount to a relatively lower position with respect to the reference surface, and a powder material on one side from the reference surface to the stage by moving from one side to the other side across the stage. A moving and leveling recoater, and a printer head for solidifying the powder material by spraying a binder onto the powder material of the stage, and a lifting procedure by the stage, a material filling procedure by the recoater, A three-dimensional modeling apparatus for manufacturing a mold used for casting a casting by repeating a modeling procedure by the printer head,
Of the molds, the surface for molding the casting has a direction determining means for determining the orientation of the mold, which is the upper surface side,
A three-dimensional modeling device characterized in that
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