JP2721191B2 - 鋳造体モデルと中空の鋳造体を鋳造するための方法 - Google Patents

鋳造体モデルと中空の鋳造体を鋳造するための方法

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JP2721191B2 JP63208488A JP20848888A JP2721191B2 JP 2721191 B2 JP2721191 B2 JP 2721191B2 JP 63208488 A JP63208488 A JP 63208488A JP 20848888 A JP20848888 A JP 20848888A JP 2721191 B2 JP2721191 B2 JP 2721191B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属鋳造分野において中空状の鋳造体を鋳
造するために使用される発泡プロスチック体（３）を備
えた鋳造体モデル（１）であって、発泡プラスチック体
（３）が溶融金属、例えば鉄ないしアルミニウムの熱で
ガス状に分解されるポリスチロール粒子フォームないし
それに類似したものからなる形式の鋳造体モデルに関す
る。
さらに本発明は鋳造体モデルを製造する方法と中空状
の鋳造体を製造する方法とにも関連している。
従来技術 鋳造分野においては、ポリスチロール粒子フオーム又
は溶融金属との接触によりガス状に分解される類似のプ
ラスチツクから成る鋳造体モデルが使用される。このモ
デルは結合剤不含の鋳型材料にうめられ、場合によつて
は鋳込み前と鋳込みの中に負圧下におかれるか、もしく
は結合剤を含んだ鋳型材料を成形する時にその中にうめ
込まれる。鋳型の中へ入れる前にポリスチロール粒子フ
オームまたはそれに類似のものから成る発泡プラスチツ
ク体は鋳造分野においては汎用の被膜材でもつて例えば
浸漬によつて処置される。
この被膜材は、細かく砕かれた耐火性の物質を含むス
ラリから造ることができる。この場合には、発泡プラス
チツク体を含んでいる被膜材から成る殻が該発泡プラス
チツク体に向いた面でいわゆる鋳型を構成するのに対し
て、隣接する鋳型材料、特に砂は、卵の殻のようにこわ
れやすい被膜材の殻の機械的なささえとして使用される
だけである。
この鋳込方法の問題の１つは発泡プラスチツク体の製
造自体に関連して発生する。モデルが中空モデルである
時には、４つの成形殻つまり２つの上型の２つの下型が
必要となつてくる。したがつて硬化した完成品の発泡プ
ラスチツク体は少なくとも２つの殻体から成りたつてお
り、その２つの殻体の境界が完成した鋳造体の外面と内
面とにはつきりした退跡を残すことが避けられない。
発泡プラスチツク体を成す各殻体の突合せ面がお互い
に正確に適合もしくは接着されていないと該発泡プラス
チツク体を被膜材で処理する時に発泡プラスチツク体の
互いに接する部分の突合せ面の間に被膜材が侵入する。
この観点からは、特に手の届きにくい場所、例えば中空
モデルの内面に問題が生じる。発泡プラスチツク体の被
膜材から成る殻の該発泡プラスチツク体に向いた面が、
鋳造しようとする鋳造体の本来の型を成すので、発泡プ
ラスチツク体ないしその各構成部分の継ぎ目の間にしみ
込んだ被膜材による突起によつて、それに応じた切り込
みが、完成した鋳造体に生じる。もしそのような切り込
みが発生した場合には、鋳造体は使い物にならなくな
る。さらに前述した鋳造方法の別の問題は、発泡体が衝
撃もしくは押圧に対して非常に敏感な表面を持つことに
よつて発生する。
前述のように、発泡プラスチツク体の構成部分の突合
せ面は可能な限り無傷の状態に保たれていなければなら
ないので、これは取り扱いだけではなく保管や搬送に対
しても困難な問題をもたらす。もしも突合わせ部分が正
確に加工されていないか、あるいは搬送もしくは取り扱
いによつて損傷が突合わせ部分に生じた場合には、原則
的には発泡体と同じように溶融金属の熱でガス状に分解
される接着剤を導入することによつて修正可能ではある
が、このような後加工は費用がかかる上に、多くの場
合、特に中空モデルの内面部における手の届かない場所
ではほとんど実行できないし、後からの検査も不可能で
ある。
発明が解決しようする課題 本発明の課題は、原則的には任意のアンダーカツトさ
れた発泡体が中空モデルであつて全つたくビードを持た
ないか、あるいは突合せ面の損傷もしくは不正確さに基
づく後加工が許容範囲内の出費で行なえるところ、つま
り中空モデルの外面にだけしかビードを持たないものを
提供することである。
課題を解決するための手段 上記課題は本発明により、発泡プラスチック体の片側
の輪郭が、鋳造しようとする鋳造体の輪郭部分を成形す
るために該鋳造体に埋め込まれる耐火性の成形部材によ
って覆われており、さらに前記耐火性の成形部材が発泡
プラスチック体に向いた側で、ミネラルファイバーウー
ル等の断熱材によって覆われるように構成されて解決さ
れる。
発明の効果 本発明によつて発泡プラスチツク体のなるべく後加工
したくない面が、鋳造された鋳造体の輪郭部分を前もつ
て定める耐火性の成形部材によつて直接おおわれること
が達成された。
実施態様 「耐火性成形部材」という概念は、金属又は非金属物
質から成り、鋳造する場合に直接金属鋳造物にうめ込ま
れ、少なくともその外面の一部を成形する成形部材を包
含している。この金属成形部材には薄板又は鋳造ないし
鍛造された材料から成るものの他に焼結物質、セラミツ
ク、ガラスあるいはそれに類するものから成つているも
のが含まれる。この成形部材は中空の鋳造物の内面に内
殻体として配置することも、中空の鋳造物の外面に外殻
体として配置することも可能である。
したがつて本発明によつては、予期に反して異なつた
金属又は異つた合金あるいは金属と非金属とから成る複
合体を鋳造する可能性も得られるようになつた。例えば
本発明によつては、内面輪郭が金属板からあらかじめ形
成された内殻体によつて構成される中空の鋳造体が鋳造
される。しかしながら、本発明によれば例えば外殻体が
鉄から成りかつ中空状の内部部分がアルミニウムから成
りたつているような２つの金属から成る複合体を鋳造す
ることが可能である。本発明によつて鋳造される鋳造物
のたくさんの変化例には鋳造体の内外にセラミツクやガ
ラスから成る層を有するものを含まれる。
さらに本発明によれば、発泡プラスチツク体は耐火性
の成形部材の上にビードなしで成形される。原理的には
発泡プラスチツク体は、中空の耐久性の成形部材の内面
又は外面の上に成形することができる。
つまり成形部材は発泡プラスチツク体を製造する場合
に中空型の型部分の一部を成形している。重要であるこ
とはこの製造方法によつて、場合によつては欠陥を誘発
するかもしくは後加工が必要なビードを所有しない一体
構造の発泡プラスチツク体が生じることである。もし耐
火性の部材が発泡プラスチツク体の鋳造体の中にうめ込
まれる内殻体を成形する場合は、完全な発泡体モデルを
製造するために、発泡プラスチツク体に与えようとする
外面輪郭に相当する、上型部分と下型部分とを備えた唯
一の型しか必要ではない。なぜならば鋳造体の内面を規
定する内殻体が前記型のコアとして使用されるからであ
る。発泡プラスチツク体の外殻が耐火性の部材によつて
おおわれる場合にもそれに応じたことが当てはまる。本
発明により中空の発泡プラスチツク体が一体に製造され
ていると、ビードがなくなつたために鋳造体に不都合な
切り込みが発生する可能性がなくなる。なぜならば発泡
プラスチツク体に塗られる被膜材が該発泡プラスチツク
体に浸透しないからである。発泡プラスチツク体を製造
するために使われる外型の上型部分と下型部分との間の
境界においては、外に向かって突出しているばりが発泡
体に発生する可能性があるが、このばりは問題を伴なう
ことなく後加工される。さらに本発明によればもう一つ
の意外な構成が可能である。
つまり本発明の１の実施例によれば発泡プラスチツク
体の輪郭の少なくとも１部をおおつている耐火性の部材
が鋳造体に向いた側で断熱材、とくにミネラルフアイバ
ーウールによつておおわれる。そのような配置は特に熱
負荷がかかる鋳造部材の場合に有利である。有利には断
熱する中間層は、できるだけ熱を吸収しないようにした
い構成部材、例えばエキゾーストマニホールドにも使用
できる。それによつて排気系においてエキゾーストマニ
ホールドのあとにある部材、例えば触媒器が可能な限り
早く熱くなる。
しかも断熱材層を鋳造体の内部に鋳込むことは、鋳造
体の体積を変えずにその重量を減少させる可能性をも提
供している。いずれにしても断熱材もしくはそれに類す
るものから成る層は本発明の複合体の内面あるいは外面
だけにとどまらず異なつた層の間の境界にも設けること
が可能である。
つまり本発明による耐火性部材を使用して例えば化学
工業分野において、鋳造体の表面に必要な化学的抵抗を
与えることができる。さらに本発明の実施例によれば、
金属鋳造分野において溶融金属、例えば鉄ないしアルミ
ニウムの熱でガス状に分解する、特にポリスチロール粒
子フオームないしそれに類似したものから成る発泡プラ
スチツク体をモデルとして使用して中空の鋳造体を製造
する方法において、発泡プラスチツク体の片面を、鋳造
の際に鋳造体の輪郭に耐火性の成形部材としてうめ込ま
れる耐火性の成形部材でおおうことが提案されている。
したがつて原則的には、鋳造体の内面又は外面輪郭の主
要な部分が、前もつて製作されていて、完成された鋳造
体にうめ込まれる部材によつて形成されることを意味す
る。
実施例 第１図には全体として符号１であらわされた本発明に
よる鋳造体モデルを製造するために準備された成形型が
示されている。この第１図によるモデルは耐火性の成形
部材２の上に成形された一体構成の発泡プラスチツク体
３から成りたつている。発泡プラスチツク体３を造り出
すための型としては内殻として使われている成形部材２
の他に上型４と下型５から成る、全体として符号６であ
らわされた外殻が使用されている。鋳造体モデル１ない
しは発泡プラスチツク体３を製造する場合には、すでに
成形部材２の内面により内面輪郭が予め与えられている
ので制御できないビードが内面に発生することはない。
突合わせ面７で互いに接触している上型４と下型５との
両方の面が完全に正確でない時には、発泡プラスチツク
体３の外面だけに上型４と下型５との間の突合わせ面７
のところで外側に向かつて突出するばりが発生する可能
性がある。しかしその様なばりは、完成された鋳造体モ
デル１において何の問題もなく後加工される。いずれに
しても、被膜材による補修加工でもつておぎなわれる必
要のある不都合なへこみやきり込みが鋳造体モデル１の
輪郭に現われることは決してない。第２図は第１図によ
る鋳造体モデル１を用いて鉄を鋳造するために準備され
た型の断面図である。この実施例においては鋳造体モデ
ル１は成形部材２と発泡プラスチツク体３の他に断熱層
８から成り立つている。鋳造体モデル１全体は鋳枠９の
中でバインダを混合していない鋳型材料10、特に砂によ
つて内面と外面とから特に振動を加えて埋めつくされ
る。これによつて鋳枠９の中にはすき間が全く存在しな
くなる。発泡プラスチツク体３の一方の端部には鋳込ホ
ツパ11が配置されている。
その他に、鋳枠９内にある鋳型材料10の全表面が気密
なシート12でおおわれていることにより、吸い込み接続
部13でもつて負圧導管14を介して鋳型材料６の中へ作用
する負圧ポンプが、シート12ないし鋳枠９の内室を、と
くに粘土分を含まない砂から成る鋳型材料全体が固くな
るまで排気できるようになつている。溶融した鉄を鋳込
ホツパ11に注ぐと、あとで固まる溶けた鉄によつて置換
えられるように、発泡プラスチツク体３の材料は分解さ
れ、ガス状となつて負圧導管14を介して相応に吸い出さ
れる。この鋳込行程により耐火性の成形部材２（場合に
よつては、断熱層８も含む）は、鋳造される鋳造体の構
成要素になる。したがつて鋳造体は当初は発泡プラスチ
ツク体３によつて占められていた空間を最終的に占める
ことになる。
つまり発泡プラスチツク体３の輪郭、この実施例の場
合には該発泡プラスチツク体３の外面輪郭15は鋳造体の
外面輪郭であるかもしくはそれになる。したがつてこの
実施例においては成形部材２の内面である鋳造体モデル
１の内面輪郭16も鋳造される鋳造体の内面輪郭16を構成
する。
第３図の実施例では外側に鉄外層17を有しかつ内側に
通路18を有する中空のアルミニウム体19を備えた複合体
の場合が示されている。
第３図に示された鋳造物を鋳造する場合には例えば鉄
外層17の内面に直接発泡される発泡プラスチツク体が設
けられる。該発泡プラスチツク体は通路18を有して、該
通路18は鋳込み行程の間例えばサラサラした鋳型材料で
満たされている。アルミニウム体19は発泡プラスチツク
体と入れ変わる。
【図面の簡単な説明】
第１図は中空状の発泡プラスチツク体を製造するための
成形型の断面図、第２図は第１図による中空状の発泡プ
ラスチツク体を用いた鋳型の断面図、第３図は別の鋳型
の断面図である。 １……鋳造体モデル、２……耐火性の成形部材、３……
発泡プラスチツク体、４……上型、５……下型、６……
外殻、７……突合せ面、８……断熱層、９……鋳枠、10
……鋳型材料、11……鋳込ホツパ、12……シート、13…
…吸い込み接続部、14……負圧導管、15……外面輪郭、
16……内面輪郭、17……鉄外層、18……通路、19……ア
ルミニウム体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−133853（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属鋳造分野において中空状の鋳造体を鋳
    造するために使用される発泡プロスチック体（３）を備
    えた鋳造体モデル（１）であって、発泡プラスチック体
    （３）が溶融金属、例えば鉄ないしアルミニウムの熱で
    ガス状に分解されるポリスチロール粒子フォームないし
    それに類似したものからなる形式のものにおいて、 前記発泡プラスチック体（３）の片側の輪郭が、鋳造し
    ようとする鋳造体の輪郭部分（16）を成形するために該
    鋳造体に埋め込まれる耐火性の成形部材（２）によって
    覆われており、さらに前記耐火性の成形部材（２）が発
    泡プラスチック体（３）に向いた側で、ミネラルファイ
    バーウール等の断熱材によって覆われていることを特徴
    とする鋳造体モデル。
  2. 【請求項２】前記発泡プラスチック体（３）の、鋳造体
    の内面輪郭（16）を規定する側が、耐火性の成形部材
    （２）によって覆われている、請求項１記載の鋳造体モ
    デル。
  3. 【請求項３】前記発泡プラスチック体（３）が耐火性の
    成形部材（２）の上にビードなしで成形されている、請
    求項１又は２記載の鋳造体モデル。
  4. 【請求項４】前記耐火性の成形部材（２）は金属、特に
    圧延された薄板からなる、請求項１〜３いずれか１項記
    載の鋳造体モデル。
  5. 【請求項５】前記耐火性の成形部材（２）は焼結物質、
    セラミック又はガラスからなる、請求項１〜３いずれか
    １項記載の鋳造体モデル。
  6. 【請求項６】鋳造の際に鋳造体の輪郭に耐火性の成形部
    材として埋め込まれる成形部材（２）で片面が覆われて
    おり、溶融金属、例えば鉄ないしアルミニウムの熱でガ
    ス状に分解する材料、特にポリスチロール粒子フォーム
    ないしそれに類似したものからなる発泡プラスチック体
    （３）をモデルとして用いて金属鋳造分野において中空
    状の鋳造体を鋳造する方法。
  7. 【請求項７】発泡プラスチック体（３）を製造するため
    に耐火性の成形部材（２）を直接中空型として使用す
    る、請求項１〜５いずれか１項記載の鋳造体モデルを製
    造するための方法。
  8. 【請求項８】上型と下側（4,5）とからなる外殻体を有
    する中空型の内殻体として直接耐火性の成形部材（２）
    を使用して発泡プラスチック体（３）を製造する請求項
    ７記載の方法。
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EP (1) EP0305653B1 (ja)
JP (1) JP2721191B2 (ja)
AT (1) ATE70749T1 (ja)
DE (3) DE3728918A1 (ja)
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