JP2880311B2 - 消失模型製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消失模型製造方法に係
り、特に、複雑な形状のものについても、分割すること
なく容易に製造することを可能とするものに関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳造方法の一つとしていわゆる消失模型
を使用したものがある。この消失模型とは、例えば、発
泡スチロール製であって、鋳造される製品と同じ形状を
なすものである。そのような消失模型を鋳型内に配置し
て周囲に鋳物砂を充填し、そこに注湯する。それによっ
て、消失模型が溶融・消失して、その部分に湯が入り込
み、消失模型と同じ形状の製品が鋳造されるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造による
と、消失模型の製造に際して次のような問題があった。
例えば、図１４及び図１５に示すような単純な形状の消
失模型１０１を想定してみる。この場合には、真っすぐ
に延長された中空部１０３を備えるものであり、よっ
て、金型のスライドコア等を使用することにより、その
ような中空部１０３を備えた消失模型１０１を容易に製
造することができる。

【０００４】これに対して、図１６及び図１７に示すよ
うな消失模型１０５の場合には、中空部１０７が屈曲さ
れているので、既に述べた金型のスライドコア等を使用
した単純な方法では製造できない。そこで、消失模型１
０５を二つ割りにした状態で別個に製造し、それを接着
剤によって接着する方法が採用される。

【０００５】ところが、このような接着剤を使用した場
合には接着剤の量が問題となり、例えば、接着剤が多す
ぎて接着面よりはみ出ることがある。その内、消失模型
の外側にはみ出たものについては、これを削り取ること
ができるが、内側にはみ出たものについては容易に削り
取ることができず、そのまま鋳造した場合には製品に欠
陥が生じてしまうことになる。又、逆に接着剤が少ない
場合には、接着面に隙間が発生してしまい、さらに重大
な製品欠陥が生じてしまうという問題があった。

【０００６】又、シェル或はコールド等の砂からなる中
子を使用して消失模型を製造する方法がある。この場合
を図１８ないし図２６を参照して説明すると、まず、図
１８に示すように、中子型１１１を使用して、図１９に
示すようなシェル或はコールド等の砂からなる中子１０
９を成形する。次に、図２０及び図２１に示すように、
消失模型型１１５と上記中子１０９を使用して、発泡樹
脂からなる消失模型１１９と中子１０９が一体化された
ものを成形する（図２１に示す）。

【０００７】次に、図２２に示すように、上記消失模型
１１９と中子１０９が一体化されたものに、ランナー湯
口１２１を接着・固定する。そして、図２３に示すよう
に、コーティング塗型１２３を塗布するとともに、図２
４に示すように、それを鋳枠１２７内に配置して周囲に
鋳物砂１２５を充填する。後は、そこに注湯して、図２
５に示すような鋳物１２９を製造する。そして、そこか
らランナー湯口１２１等不要な部分を削除するととも
に、中子１０９を除去して、図２６に示すような製品１
３１を得る。

【０００８】このように中子１０９を使用した方法の場
合には、最終的に中子１０９を破壊して除去しなければ
ならないという問題があった。又、中子１０９の比重が
1.4〜1.6 と、消失模型１１９のそれに比べて大きく
（消失模型１１９の場合には0.020 〜0.025 ）、そのた
め取扱が難しいとともにコストがかかってしまうという
問題があった。具体的には、消失模型の一部が折れてし
まうことがある。さらに図２３に示すようにコーティン
グ塗型１２３を塗布する工程において、中子１０９がコ
ーティング塗型１２３の水分を吸収してしまいその除去
に時間がかかるとともに充分に除去しないで鋳造すると
重大な鋳造欠陥を生じてしまうという問題もあった。

【０００９】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、複雑な形状の消失模型
についても、これを分割することなく容易に製造するこ
とを可能とする消失模型製造方法を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による消失模型製造方法は、内面が製品鋳物の
中空部内面の所定形状に形成された消失性材料からなる
膜状の中空中子を成形し、上記中子を所定形状の中空部
を備えた発泡成形型内に配置して発泡成形型の中空部と
中子との間に発泡ビーズを充填して発泡させることによ
り所定形状の中空部を備えた消失模型を製造するように
したことを特徴とするものである。その際、発泡成形型
の中空部と中子との間に発泡ビーズを充填して発泡させ
る際に、中子の内側に所定圧力の流体を供給することに
より、中子の変形を防止することが好ましい。

【００１１】

【作用】まず、成形機により内面が製品鋳物の中空部内
面の所定形状に形成された消失性材料からなる膜状の中
空中子を成形する。次に、上記中子を所定形状の中空部
を備えた発泡成形型内に配置して発泡成形型の中空部と
中子との間に発泡ビーズを充填して発泡させることによ
り所定の中空部を備えた消失模型を製造する。その際、
発泡した樹脂の部分と中子とが接合されて消失模型にな
る。このように、消失性材料からなる中子を使用するこ
とにより、複雑な形状の消失模型についても、複数に分
割することなく容易に製造することが可能になった。ま
た、これによって、消失模型成形後、または、製品鋳物
の製造後において、不要部の中子として除去する必要が
なくなった。更に、発泡成形型の中空部と中子との間に
発泡ビーズを充填して発泡させる際に、中子の内側に所
定圧力の流体を供給することにより、中子の変形を防止
するようにした場合には、中子の変形を防止して所定形
状の消失模型を得る上で効果的である。

【００１２】

【実施例】以下、図１図ないし図１０を参照して本発明
の第１実施例を説明する。まず、消失模型を製造するた
めの中子（図２に示す）１を成形する。この中子１は、
消失性材料（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン
等）よりなり、中空状のものである。この中子１の成形
に際しては、図１に示す中子型としてのブロー成形型３
内に消失性材料を配置し、吹込口５を介して空気等を吹
き込む。ブロー成形型３の内側には、所定形状の中空部
７が形成されており、よって、消失性材料は上記中空部
７の形状に沿って薄膜状に成形される。上記中子１の内
面は、製品鋳物の内面の所定形状に形成されている。

【００１３】次に、上記成形された中子１をブロー成形
型３から取り出す。そして、取り出した中子１を使用す
るとともに、図３に示す発泡成形型９を使用して消失模
型の製造を行う。発泡成形型９には、所定形状の中空部
１１が形成されている。この中空部１１内に上記中子１
を配置する。その際、必要によって図示しない補強部材
を使用して中子１の補強をなす。尚、上記補強部材も中
子１と同様に消失性材料から成形されたものである。

【００１４】次に、中空部１１内に、吹込口１５を介し
て発泡ビーズを充填するとともに、例えば、120 ℃で1.
2kg/cm² 程度の蒸気を吹込んで発泡ビーズを発泡させ
て、消失模型（図４に示す）１７を成形する。その際、
中子１の変形を規制するために、中子１の内側に蒸気の
圧力に合わせて例えば、1.2kg/cm² 程度の圧力で、水、
空気、油等の流体を供給する。又、消失模型１７の成形
に際しては、発泡した樹脂の部分と中子１とが接合され
た状態となり、それによって１個の消失模型１７を構成
することになる。

【００１５】消失模型１７を製造したら、それを発泡成
形型９より取り出して、図４に示すように、中子１のは
み出した部分を除去して、図５に示すような状態とす
る。そして、図６に示すように、ランナー湯口１８を接
着・固定する。次に、図７に示すように、その表面にコ
ーティング塗型２０を塗布する。そして、図８に示すよ
うに、鋳型１９内に配置して周囲に鋳物砂２１を充填し
て鋳造を行う。すなわち、ランナー湯口１８を介して注
湯すると、消失模型１７が徐々に溶融・消失し、その部
分に湯が入り込んでいく。それによって、図９に示すよ
うな鋳物２２が鋳造される。後は、そこからランナー湯
口１８等の不要な部分を削除して、図１０に示すような
製品２５を得る。

【００１６】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、複雑な形状をなす消失模型１
７についても、分割させることなく容易に製造すること
ができる。これは、消失性材料からなる中子１を使用し
ているからであり、この中子１の内面は、製品鋳物の中
空部内面の所定形状に形成されている。よって、従来分
割した場合に懸念されていた接着剤についても使用する
必要がないので、製品欠陥の発生等の問題を解消するこ
とができる。特に、接着剤のはみ出しの問題がなくなる
ので、エンジンのエキゾーストマニホールド或はインテ
ークマニホールド等についても十分に適用できる。

【００１７】中子１は、従来のシェル或はコールド等の
砂による中子と違い、中空状であって極めて軽量である
のでその取扱も容易であり、特に、消失模型１７を製造
した後に取り出す必要もなく、製品鋳物の製造後おい
て、不要部の中子として除去する必要もないので、作業
が大幅に簡略化された。又、材料費も安価であるので、
コストの低減を図ることができる。

【００１８】製造された消失模型１７については、通常
の消失模型の場合と同様に、その表面にコーティング塗
型１８を塗布することができる。よって、平滑な内面、
外面を得ることができる。

【００１９】次に、図１１ないし図１３を参照して第２
実施例を説明する。前記第１実施例の場合には、中子型
としてブロー成形型３を使用したが、この実施例の場合
には真空成形型３０を使用している。すなわち、図１１
に示す中子型３内に、フイルム３１、３３を配置する。
その状態で、図１３に示すように、真空引きすることに
より、上記フィルム３１、３３を中子３の中空部の形状
に沿ったように変形させ、中子１を得るものである。

【００２０】尚、本発明は前記各実施例に限定されるも
のではない。まず、中子１の膜厚についてはこれを特に
限定するものではない。又、補強部材を使用するか否か
についても、中子１の膜厚との関係で任意である。又、
前記各実施例では、複雑な形状の消失模型を製造する場
合に本発明を適用した場合を示したが、単純な形状の消
失模型の製造に適用できることは勿論である。さらに、
前述したブロー成形機、真空成形機以外に、インジェク
ション成形機等によって中子を成形してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による消失模
型製造方法によると、内面が製品鋳物の中空部内面の所
定形状に形成された消失性材料よりなる中空中子を使用
し、これに、発泡樹脂を一体化させて消失模型を製造す
るようにしたので、中空部やアンダーカット部などの複
雑な形状の消失模型についても、これを分割することな
く容易且つ正確に製造することができる。よって、接着
剤の使用も不要となり、接着剤を使用した場合の問題を
なくすことができる。また、これによって、消失模型成
形後、または、製品鋳物の製造後において、不要部の中
子として除去する必要がなくなり、鋳造作業が容易にな
った。また、中子が軽量、安価であるとともに、その取
扱が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図で中子型の断面図
である。

【図２】本発明の第１実施例を示す図で中子の断面図で
ある。

【図３】本発明の第１実施例を示す図で発泡成形機によ
る消失模型の製造の様子を示す断面図である。

【図４】本発明の第１実施例を示す図で製造された消失
模型の断面図である。

【図５】本発明の第１実施例を示す図で製造された消失
模型の断面図である。

【図６】本発明の第１実施例を示す図で消失模型にラン
ナー湯口を接着・固定した状態を示す断面図である。

【図７】本発明の第１実施例を示す図でコーティング塗
型を塗布した状態を示す断面図である。

【図８】本発明の第１実施例を示す図で鋳造の様子を示
す断面図である。

【図９】本発明の第１実施例を示す図で鋳造された製品
を示す断面図である。

【図１０】本発明の第１実施例を示す図で鋳造された製
品を示す断面図である。

【図１１】本発明の第２実施例を示す図で中子型の断面
図である。

【図１２】本発明の第２実施例を示す図で中子の製造の
様子を示す断面図である。

【図１３】本発明の第２実施例を示す図で中子の製造の
様子を示す断面図である。

【図１４】従来例を示す図で消失模型の正面図である。

【図１５】従来例を示す図で消失模型の断面図である。

【図１６】従来例を示す図で消失模型の正面図である。

【図１７】従来例を示す図で消失模型の断面図である。

【図１８】従来例を示す図で中子型の断面図である。

【図１９】従来例を示す図で中子の断面図である。

【図２０】従来例を示す図で消失模型型の断面図であ
る。

【図２１】従来例を示す図で消失模型を示す断面図であ
る。

【図２２】従来例を示す図で消失模型にランナー湯口を
接着・固定する様子を示す断面図である。

【図２３】従来例を示す図でコーテイング塗型を塗布す
る様子を示す断面図である。

【図２４】従来例を示す図で鋳造の様子を示す断面図で
ある。

【図２５】従来例を示す図で鋳造された製品の断面図で
ある。

【図２６】従来例を示す図で鋳造された製品の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 中子 ３ ブロー成形型（中子型） ７ ブロー成形型の中空部 ９ 発泡成形型 １１ 発泡成形型の中空部 １７ 消失模型

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面が製品鋳物の中空部内面の所定形状
   に形成された消失性材料からなる膜状の中空中子を成形
   し、上記中子を所定形状の中空部を備えた発泡成形型内
   に配置して発泡成形型の中空部と中子との間に発泡ビー
   ズを充填して発泡させることにより所定形状の中空部を
   備えた消失模型を製造するようにしたことを特徴とする
   消失模型製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の消失模型製造方法におい
   て、発泡成形型の中空部と中子との間に発泡ビーズを充
   填して発泡させる際に、中子の内側に所定圧力の流体を
   供給することにより、中子の変形を防止するようにした
   ことを特徴とする消失模型製造方法。