JP2786359B2 - 金属と合成樹脂の複合成形方法とその成形品 - Google Patents

金属と合成樹脂の複合成形方法とその成形品

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JP2786359B2 JP31109591A JP31109591A JP2786359B2 JP 2786359 B2 JP2786359 B2 JP 2786359B2 JP 31109591 A JP31109591 A JP 31109591A JP 31109591 A JP31109591 A JP 31109591A JP 2786359 B2 JP2786359 B2 JP 2786359B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属と合成樹脂の複合
成形方法とその成形品に係り、特に、消失模型鋳造方法
を応用して容易に製造できるようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、吸気マニホールドのような成
形品を製造する方法としては、アルミニウム等の金属製
とする場合は鋳造により、又、合成樹脂製とする場合は
型成形によるものがある。鋳造による場合としては、い
わゆる消失模型を使用したものがある。これは、製品形
状を模した消失模型を製造し、その消失模型を砂の中に
配置して溶湯を注湯することにより、上記消失模型の部
分が消失していくとともに、その部分に溶湯が充填さ
れ、それによって、所定形状の製品を鋳造するものであ
る。又、型成形による場合としては、インジェクション
成形による方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。たとえば、図6に示すよう
な吸気マニホールド101を上記従来方法で製造した場
合を考えてみると、アルミニウム等の金属製とした場合
は、強度が大きく、肉厚の厚い部分103の成形が消失
模型鋳造によりできる利点があるが、重量が大きくなる
問題があり、又、肉厚が薄い部分105については、消
失模型鋳造により製造するのが困難であるという問題が
ある。これは、肉厚の薄い部分105を発泡成形体で成
形し、その周囲を砂で被って溶湯を注湯すると、溶湯が
砂に熱を奪われて早く凝固してしまうため、鋳造欠陥が
発生するからである。
【0004】一方、吸気マニホールドを合成樹脂製とし
た場合は、軽量であり、肉厚の薄い部分105も容易に
成形できるという利点があるが、強度が小さいという問
題があり、又、成形型が高価であるという問題がある。
【0005】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、軽量で強度が大きく、
しかも、肉厚の厚い部分と薄い部分の両方の成形が可能
な成形方法と、その成形品を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による金属と合成樹脂の複合成形方法は、合成
樹脂材料よりなる膜状成形体を成形し、上記膜状成形体
の周囲に発泡成形体を一体化させて消失模型を形成し、
これを砂中に配置して溶湯を注湯し、発泡成形体と置換
された金属と、未消失の膜状成形体とを溶着により一体
化し複合成形品を得ることを特徴とするものである。
又、本願発明による金属と合成樹脂の複合成形品は、所
定形状をなす合成樹脂材料よりなる膜状成形体と、上記
膜状成形体の周囲に溶着により一体化された所定形状を
なす金属とよりなることを特徴とするものである。
【0007】
【作用】本願発明による金属と合成樹脂の複合成形方法
は、まず、合成樹脂材料よりなる膜状成形体を成形す
る。次に、上記膜状成形体の周囲に発泡成形体を一体化
させて消失模型を形成する。次に上記消失模型の周囲を
砂で被い、上記消失模型の部分に溶湯を注湯して鋳造す
るものである。溶湯は発泡成形体を消失させ、これに溶
湯が充填される。そして、膜状成形体と溶着し、金属と
合成樹脂の複合成形品が製造される。又、本願発明によ
る金属と合成樹脂の複合成形品は上記の成形方法により
成形したものである。
【0008】
【実施例】以下、図1ないし図5を参照して本発明の一
実施例を説明する。本実施例は、図5に示した吸気マニ
ホールド1を本発明の方法により製造するものである。
上記吸気マニホールド1は、略円筒形の断面を有する1
本の通路3が延長されていて、その通路3から複数本の
通路5が分岐された形状をなしているものであり、通路
3,5の部分は吸気マニホールド1全体の軽量化のため
肉厚を薄く形成し、分岐した通路5の先端部にはボルト
の取り付け座7が形成され、この部分は強度を要するた
め肉厚を厚く形成されている。
【0009】以下、この分岐した通路5の部分の断面を
図示して本発明の成形方法を説明する。まず、図1に示
すように、合成樹脂材料により所定形状の膜状成形体9
を成形する。これはたとえば、ブロー成形法を使用して
行うものであり、合成樹脂材料としてはポリプロピレ
ン,ポリエチレン等が使用される。このとき、膜状成形
体9は内面形状を吸気マニホールド1の通路5の内面形
状と一致させるとともに、その膜厚は製品たる成形品の
肉厚よりも薄い任意の厚さとする。
【0010】次に、上記膜状成形体9の周囲に発泡成形
体11を一体化させて消失模型13を形成する。これ
は、たとえばインサート成形法により行うものである。
これは上記の膜状成形体9を発泡成形用の上型と下型の
内部に配置して上型と下型を突き合わせ、そこに形成さ
れた中空部に発泡ビーズを充填し、蒸気を吹き込んで発
泡・成形するものである。それによって、図2に示すよ
うな膜状成形体9と発泡成形体11とが一体化された消
失模型13が形成される。発泡成形体11の厚さは膜状
成形体9の膜厚を勘案して消失模型13が吸気マニホー
ルド1の通路5の所定の形状と肉厚になるように予め設
定するものである。
【0011】次に、図3に示すように、上記消失模型1
3の周囲を砂15で被って、消失模型13に溶湯(アル
ミニウム)を注湯する。この方法は従来の消失模型鋳造
方法と同様の方法であって、まず、消失模型13に湯口
部を取り付けるとともに塗型剤を塗布し、これを鋳枠内
に配置し、砂を充填する。次に湯口部を介して溶湯を注
湯することにより、消失模型13のうち発泡成形体11
の部分が消失し、その部分に溶湯が充填されていく。一
方、膜状成形体9の部分は消失せず、この結果、図4に
示すように、外側が金属17で構成され、内側は膜状成
形体9がそのまま残って溶湯と接触する部分で溶着され
て一体化した複合成形品19が形成される。
【0012】尚、この場合、肉厚の厚い部分(吸気マニ
ホールド1の取り付け座7)は、発泡成形体11を厚く
することにより、溶湯が十分に回って金属17による肉
厚の厚い部分が形成される。又、肉厚の薄い部分(吸気
マニホールド1の通路5)であるが、この場合は、従
来、消失模型鋳造では製造が困難であった。しかし、本
発明においては、消失模型13の一面が膜状成形体9で
形成されている。一般に砂の熱伝導率は2・0kcal/mh
deg 程度であるのに対し、合成樹脂(ポリプロピレン)
は0.00756kcal/mhdeg 程度であり、消失模型1
3の合成樹脂側は熱が逃げにくい構造となっている。よ
って、この消失模型13の周囲を砂15で被って溶湯を
注湯した場合、断熱性の高い合成樹脂材料で形成された
膜状成形体9側には熱がほとんど伝わらず、溶湯の熱の
うち砂15に奪われる量は、両面が砂の場合のほぼ半分
になる。したがって、溶湯が凝固するのが遅くなり、湯
が十分に回って肉厚の薄い部分の成形も十分可能となる
のである。
【0013】後は、上記複合成形品19から不必要な部
分を切り落とすことにより最終的な製品を得ることがで
きる。この製品の内側は、膜状成形体9が熱で溶融せず
にそのまま残り、内表面は吸気マニホールド1の通路5
の所定形状に形成されている。又、外側は金属(アルミ
ニウム)17で構成され、その外表面は吸気マニホール
ド1の外形の所定形状に形成される。そして膜状成形体
9と金属17とは溶湯の熱により溶着されて完全に一体
化しているものである。
【0014】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、合成樹脂と金属とを複合成形
して一体化した新規な成形品を得ることができる。この
ものは、金属と合成樹脂の長所を合わせ持つものであ
り、具体的には、軽量で強度の大きい製品を得ることが
できる。これは、合成樹脂による軽量化と、金属による
強度の付与を両方満足できるからである。
【0015】又、本実施例による成形方法は、吸気マニ
ホールドのように肉厚の厚い部分と薄い部分とを有する
ような場合にも好適である。すなわち、肉厚の薄い部分
は、膜状成形体と発泡成形体とを組み合せた消失模型を
使用して鋳造を行うことにより、溶湯の熱が砂に奪われ
る量を半減できるから薄い金属壁を形成できるものであ
り、薄い部分の強度を大きくできるからである。又、肉
厚の厚い部分は発泡成形体を厚くして金属部分を増やし
十分な強度を持たせることができるからである。
【0016】又、本実施例によると、合成樹脂成形の場
合のような高価な型は不要であり、消失模型鋳造と同様
の方法を採ることができ、製造も容易にできるものであ
る。
【0017】尚、本発明は前記一実施例に限定されるも
のではない。たとえば、膜状成形体と発泡成形体とを一
体化させる場合、発泡成形体を分割して成形し、これを
接着して膜状成形体と一体に形成しても良い。又、金属
としては、アルミニウムのほか、鉄等を使用することも
可能である。又、膜状成形体としては耐熱性樹脂を使用
することもできる。又、消失模型における膜状成形体と
発泡成形体との位置関係も任意である。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように本発明による金属と
合成樹脂の複合成形方法とその成形品によると、合成樹
脂材料よりなる膜状成形体と金属とを複合して所定形状
の成形品を成形するようにしたので、軽量で強度が大き
い成形品が製造できるようになった。又、その製造も容
易かつ安価にできる。又、肉厚の薄い部分を有する製品
にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図で膜状成形体を示す
断面図である。
【図2】本発明の一実施例を示す図で消失模型を示す断
面図である。
【図3】本発明の一実施例を示す図で消失模型を砂で被
った状態を示す断面図である。
【図4】本発明の一実施例を示す図で複合成形品を示す
断面図である。
【図5】本発明の一実施例を示す図で吸気マニホールド
の一部を示す断面図である。
【図6】従来の成形法により成形した吸気マニホールド
の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 吸気マニホールド 3 通路 5 通路 9 膜状成形体 11 発泡成形体 13 消失模型 15 砂 17 金属 19 複合成形品

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂材料よりなる膜状成形体を成形
    し、上記膜状成形体の周囲に発泡成形体を一体化させて
    消失模型を形成し、これを砂中に配置して溶湯を注湯
    し、発泡成形体と置換された金属と、未消失の膜状成形
    体とを溶着により一体化し複合成形品を得ることを特徴
    とする金属と合成樹脂の複合成形方法。
  2. 【請求項2】 所定形状をなす合成樹脂材料よりなる膜
    状成形体と、上記膜状成形体の周囲に溶着により一体化
    された所定形状をなす金属とよりなることを特徴とする
    金属と合成樹脂の複合成形品。
JP31109591A 1991-03-29 1991-11-26 金属と合成樹脂の複合成形方法とその成形品 Expired - Fee Related JP2786359B2 (ja)

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JP3071009B2 (ja) 1991-11-26 2000-07-31 旭テック株式会社 消失模型鋳造方法

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