JP2020131235A - 鋳型および型作製方法 - Google Patents
鋳型および型作製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020131235A JP2020131235A JP2019027588A JP2019027588A JP2020131235A JP 2020131235 A JP2020131235 A JP 2020131235A JP 2019027588 A JP2019027588 A JP 2019027588A JP 2019027588 A JP2019027588 A JP 2019027588A JP 2020131235 A JP2020131235 A JP 2020131235A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- wall portion
- powder material
- side wall
- casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 70
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 74
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 63
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 42
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 12
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 16
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 24
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 16
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 9
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 6
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 6
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 alkali metal lactate Chemical class 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 4
- 229940001447 lactate Drugs 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- GJIIAJVOYIPUPY-UHFFFAOYSA-N 2-methylidenebut-3-enoic acid Chemical compound OC(=O)C(=C)C=C GJIIAJVOYIPUPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 4-(4-fluorophenyl)oxane-4-carboxylic acid Chemical compound C=1C=C(F)C=CC=1C1(C(=O)O)CCOCC1 CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229920002774 Maltodextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000005913 Maltodextrin Substances 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N [Na].[Ca] Chemical compound [Na].[Ca] VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 239000011400 blast furnace cement Substances 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L calcium lactate Chemical compound [Ca+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001527 calcium lactate Substances 0.000 description 1
- 235000011086 calcium lactate Nutrition 0.000 description 1
- 229960002401 calcium lactate Drugs 0.000 description 1
- USOPFYZPGZGBEB-UHFFFAOYSA-N calcium lithium Chemical compound [Li].[Ca] USOPFYZPGZGBEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- GKQWYZBANWAFMQ-UHFFFAOYSA-M lithium;2-hydroxypropanoate Chemical compound [Li+].CC(O)C([O-])=O GKQWYZBANWAFMQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- OVGXLJDWSLQDRT-UHFFFAOYSA-L magnesium lactate Chemical compound [Mg+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O OVGXLJDWSLQDRT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000626 magnesium lactate Substances 0.000 description 1
- 235000015229 magnesium lactate Nutrition 0.000 description 1
- 229960004658 magnesium lactate Drugs 0.000 description 1
- 229940035034 maltodextrin Drugs 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- PHZLMBHDXVLRIX-UHFFFAOYSA-M potassium lactate Chemical compound [K+].CC(O)C([O-])=O PHZLMBHDXVLRIX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001521 potassium lactate Substances 0.000 description 1
- 235000011085 potassium lactate Nutrition 0.000 description 1
- 229960001304 potassium lactate Drugs 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001540 sodium lactate Substances 0.000 description 1
- 235000011088 sodium lactate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005581 sodium lactate Drugs 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Casting Devices For Molds (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Description
[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。
該カルシウムアルミネートは、3CaO・Al2O3、2CaO・Al2O3、12CaO・7Al2O3、5CaO・3Al2O3、CaO・Al2O3、3CaO・5Al2O3、またはCaO・2Al2O3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・3Al2O3・CaF2、および11CaO・7Al2O3・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・Na2O・3Al2O3、および3CaO・2Na2O・5Al2O3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/Al2O3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1000〜6000cm2/g、より好ましくは1500〜5000cm2/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1000〜2500cm2/g、特に好ましくは1500〜2000cm2/gである。
セメントは、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。
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。
で、より早期強度発現性が向上する。
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。
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100〜1200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。砂の配合量は、前記結合材100質量部に対し、1200質量部以下では硬化部分の通気性が悪いので本発明の効果がより発揮される。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150〜1000質量部、さらに好ましくは200〜800質量部である。
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。
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30〜300m2/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。
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、セメントとポリマーとの合計100質量部に対し、好ましくは、水を28〜130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。また、該値が28質量部以上ではガスの発生量が多くなるので本発明の効果がより発揮される。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30〜120質量部、より好ましくは32〜105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。
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
13 注湯空間
14 外郭部
15 側壁部
16 対面壁部
17 リブ
18 排気空間
19a〜c 通気部
M,M1〜10 鋳型(型)
Claims (12)
- 鋳造に用いられる鋳型であって、
当該鋳型が、セメントを有する水硬性組成物からなる粉体材料が固化したものであり、
鋳物となる溶融体が注入される注湯空間を形成する側壁部を有し、
この側壁部の厚みが2から15ミリメートルである、
ことを特徴とする鋳型。 - 前記側壁部から突出したリブを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載された鋳型。 - 前記側壁部と間を空けて対面した対面壁部を有する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された鋳型。 - 前記対面壁部が前記側壁部よりも厚い、
ことを特徴とする請求項3に記載された鋳型。 - 鋳造に用いられる鋳型であって、
当該鋳型が、セメントを有する水硬性組成物からなる粉体材料が固化したものであり、
鋳物となる溶融体が注入される注湯空間から離れる方向に伸びる通気部を有し、この通気部の径が、0.2から2ミリメートルである、
ことを特徴とする鋳型。 - 鋳造に用いられる鋳型であって、
当該鋳型が、セメントを有する水硬性組成物からなる粉体材料が固化したものであり、
鋳物となる溶融体が注入される注湯空間を形成する側壁部と間を空けて対面した対面壁部を有し、
前記対面壁部が、前記注湯空間から離れる方向に伸びる通気部を有する、
ことを特徴とする鋳型。 - 前記対面壁部の厚みが、3から15ミリメートルである、
ことを特徴とする請求項3、請求項4、請求項6のいずれか1項に記載された鋳型。 - 前記通気部が湾曲し、終端部において閉塞している、
ことを特徴とする請求項5、請求項6、請求項6に従属する請求項7に記載された鋳型。 - 複数の前記通気部同士が繋がっている、
ことを特徴とする請求項5、請求項6、請求項6に従属する請求項7、請求項8のいずれか1項に記載された鋳型。 - 前記リブが、ハニカム構造である、
ことを特徴とする請求項2に記載された鋳型。 - 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、
前記粉体材料が、セメントを有する水硬性組成物からなり、
前記型において、鋳物となる溶融体が注入される注湯空間を形成する側壁部の厚みを、2から15ミリメートルに形成する、
ことを特徴とする型作製方法。 - 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、
前記粉体材料が、セメントを有する水硬性組成物からなり、
前記型において、鋳物となる溶融体が注入される注湯空間から離れる方向に伸びる通気部の径を、0.2から2ミリメートルに形成する、
ことを特徴とする型作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019027588A JP7358055B2 (ja) | 2019-02-19 | 2019-02-19 | 鋳型および型作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019027588A JP7358055B2 (ja) | 2019-02-19 | 2019-02-19 | 鋳型および型作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020131235A true JP2020131235A (ja) | 2020-08-31 |
JP7358055B2 JP7358055B2 (ja) | 2023-10-10 |
Family
ID=72261831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019027588A Active JP7358055B2 (ja) | 2019-02-19 | 2019-02-19 | 鋳型および型作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7358055B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021109197A (ja) * | 2020-01-09 | 2021-08-02 | 日本製鉄株式会社 | 電磁撹拌装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5073824A (ja) * | 1973-10-25 | 1975-06-18 | ||
JPS5128524A (en) * | 1974-09-03 | 1976-03-10 | Shigeru Mochizuki | Igata no seizoho |
JPH04135040A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-08 | Hitachi Ltd | 水車ランナの製造法および部品用鋳型 |
JP2004306109A (ja) * | 2003-04-09 | 2004-11-04 | Asahi Tec Corp | 金型及び該金型を用いた鋳物鋳造装置 |
JP2009161409A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Kazuo Shirasaki | 崩壊性材料、載置台、焼却方法、ロストワックス鋳型及び鋳型崩壊方法 |
JP2011131227A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Kokune Ltd | 鋳造方法及び網状消失模型 |
JP2017159556A (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 株式会社リコー | 立体造形物を造形する装置、プログラム、立体造形物の造形データを作成する装置 |
JP2018140422A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | ダイハツ工業株式会社 | 鋳物砂の製造方法および鋳物砂 |
-
2019
- 2019-02-19 JP JP2019027588A patent/JP7358055B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5073824A (ja) * | 1973-10-25 | 1975-06-18 | ||
JPS5128524A (en) * | 1974-09-03 | 1976-03-10 | Shigeru Mochizuki | Igata no seizoho |
JPH04135040A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-08 | Hitachi Ltd | 水車ランナの製造法および部品用鋳型 |
JP2004306109A (ja) * | 2003-04-09 | 2004-11-04 | Asahi Tec Corp | 金型及び該金型を用いた鋳物鋳造装置 |
JP2009161409A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Kazuo Shirasaki | 崩壊性材料、載置台、焼却方法、ロストワックス鋳型及び鋳型崩壊方法 |
JP2011131227A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Kokune Ltd | 鋳造方法及び網状消失模型 |
JP2017159556A (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 株式会社リコー | 立体造形物を造形する装置、プログラム、立体造形物の造形データを作成する装置 |
JP2018140422A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | ダイハツ工業株式会社 | 鋳物砂の製造方法および鋳物砂 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021109197A (ja) * | 2020-01-09 | 2021-08-02 | 日本製鉄株式会社 | 電磁撹拌装置 |
JP7389339B2 (ja) | 2020-01-09 | 2023-11-30 | 日本製鉄株式会社 | 電磁撹拌装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7358055B2 (ja) | 2023-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11655190B2 (en) | Hydraulic composition for additive manufacturing device, and process for producing casting mold | |
TWI756457B (zh) | 積層製造裝置用水硬性組成物及鑄型之製造方法 | |
JP6956539B2 (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物および鋳型の製造方法 | |
JP7267731B2 (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物、および鋳型の製造方法 | |
CN110678431A (zh) | 造型用材料、功能剂、造型制品及制品 | |
JP6916582B2 (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物、および鋳型の製造方法 | |
JP6967343B2 (ja) | 付加製造装置用セメント組成物、および鋳型の製造方法 | |
JP2020131235A (ja) | 鋳型および型作製方法 | |
JP7358386B2 (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物、および鋳型の製造方法 | |
JP7061872B2 (ja) | 結合剤噴射式粉末積層成形装置用水硬性組成物、および鋳型の製造方法 | |
JP7102140B2 (ja) | 結合剤噴射式粉末積層成形装置用水硬性組成物、および鋳型の製造方法 | |
JP7263016B2 (ja) | 型作製方法 | |
JP7212884B2 (ja) | 鋳物用砂型、およびその製造方法 | |
JP7162522B2 (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物、および鋳型の製造方法 | |
JP7186004B2 (ja) | 結合剤噴射式粉末積層成形装置用水硬性組成物、および鋳型の製造方法 | |
JP2021195283A (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物 | |
JP7492329B2 (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物の硬化体の反りの修正方法 | |
JP7109914B2 (ja) | 三次元造形装置による立体物作製方法 | |
JP2020116884A (ja) | 鋳型の作製方法 | |
JP7157655B2 (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物、および鋳型の製造方法 | |
JP7330697B2 (ja) | 付加製造装置用水硬性組成物および鋳型の製造方法 | |
KR102568213B1 (ko) | 폐주물사를 포함하는 혼합 주물사 및 그의 제조방법 | |
JP2021154307A (ja) | 付加製造装置用鋳物砂、および鋳物用砂型 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211020 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220908 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221006 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230711 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230919 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7358055 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |