JP3124387B2 - 消失パターンとこれを製作する方法 - Google Patents

消失パターンとこれを製作する方法

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シュナイダー ヴォルフガング
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ゲーハーハー ボルジヒ トゥルボマシーネン ゲーエムベーハー
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02—Lost patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属を精密鋳造するた
めに使用される低融点材料より成る消失パターンとこれ
を製作する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】製作すべき部材の形状が複雑で、厳しい
許容公差を守らならなければならない場合、消失パター
ンが消失鋳型に使用される。消失パターンは、ワックス
または、例えば、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｂやその他の金属を含
有するＭＣＰ合金のごとき低融点材料から構成されてい
る。これらのパターンは流し込みにより製作され、凝固
した後、型枠の中で鋳型を作るため、砂またはバインダ
ーを含有したセラミック材料等がパターンのまわりに充
填される。鋳型から低融点材料を溶かし出した後に鋳造
用の空間が生ずる〔ダベル（Ｄｕｂｂｅｌ）著、シュプ
リンガー（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ）書店刊行、１９８１年出
版の“機械製造年鑑”の第１４版、９４６ページから９
４９ページを参照のこと〕。
【０００３】ステレオリトグラフィの原理に従って工具
を使用することなく消失パターンを製作すれば、消失パ
ターンを簡単に製作することができる（米国特許第４、
４７５、３３０号を参照のこと）。この方法では、コン
ピューター支援（ＣＡＤ）の設計図面とプロセス・コン
ピューターを用いて直接制御されるレーザー・ビームが
使用される。垂直方向に調節可能な穴あきのプレートを
備えた槽内にある液状のモノマーにレーザー・ビームの
紫外線が照射される。レーザー・ビームの紫外線の影響
を受けながら重合によりモノマーは硬化し、液状の層の
中に溶けることがない固体のポリマーが形成される。制
御されたレーザー・ビームを照射することにより、上記
の反応に基づいて槽の流動床内の比較的浅い位置に浸漬
されている穴あきのプレートの上で図面に対応した物が
形成される。このようにして高い形状精度を有する消失
パターンを製作することができる。しかし、このような
製作方法の欠点は、製作時間が硬化させるべき材料の容
積に左右されるので、厚肉の消失パターンの製作が非常
に高価なものになることである。その他、鋳型からパタ
ーンを溶出させるさい、パターンが溶ける前に光硬化ポ
リマーが膨張する。このため、パターンが溶出するさい
鋳型が壊れる恐れがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、形状
精度が正確でかつ溶出のさい鋳型を損傷させることがな
い上記のタイプの消失パターンをステレオリトグラフィ
を利用して製作することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１の特徴項に記載されている特徴を備えた消
失パターンが本発明に従って提供されたのである。本発
明の有利な実施態様については請求項２を参照された
い。上記の消失パターンを製作する方法は請求項３に記
載されている通りである。
【０００６】
【作用と効果】本発明に従って製作されたパターンを使
用すれば、パターン通りに製作される鋳物の面を高い形
状精度で形成することができる。光硬化ポリマーから成
る一体物の皮殻に低融点材料が充填される。低融点材料
を鋳型から溶出させるさい低融点材料が迅速に液状化す
るので、皮殻を構成する光硬化ポリマーの熱膨張が低融
点材料のために妨げられることはない。従って、鋳型が
破損することを確実に防止することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図解した添付
図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【０００８】図面に示されている消失パタ−ンは、ター
ボコンプレッサーのインペラーに使用される消失パター
ンである。このようなインペラーは、ハブ．ディスクと
カバー・ディスクとから構成されており、両方のディス
クの間に所要の枚数のプレードが配置されている。ハブ
・ディスクとカバー・ディスクとブレイドとによりイン
ペラーの流動横断面が限定される。ターボ・コンプレッ
サーの駆動シャフトを差し通す中央の穴がハブ・ディス
クに形成されている。添付図面の参照数字１は、消失パ
ターンのうちインペラーのハブ・ディスクに対応した部
分を示す。参照数字２により表示されている部分はブレ
イドであり、また参照数字３により表示されている部分
はカバー・ディスクである。
【０００９】消失パターンは光硬化ポリマーより成る薄
肉で一体物の皮殻４と５を備えている。これらの皮殻４
と５は、この明細書のうちの従来技術の項で説明されて
いる公知のステレオリトグラフィ法に従って工具を使用
することなくコンピューター支援の設計図面を介して液
状のモノマーを硬化させることにより製作される。皮殻
部分４はハブ・ディスク１の外形を形成し、皮殻部分５
はカバー・ディスク３の外形を形成している。皮殻４と
５により限定された面は高精度の形状を呈しており、鋳
造された後、インペラーの流動横断面を限定する。
【００１０】皮殻４と５より内側のスペースは低融点材
料で充填されていて、消失パターンのうち高精度でなく
ともよい面６と７は低融点材料により形成されている。
これらの面６と７は、鋳造された後のインペラーのハブ
・ディスクとカバー・ディスクの流動横断面に関して反
対側に位置している。ワックスまたはビスマスと錫の合
金が低融点材料として使用することができる。
【００１１】ブレードも上述のやり方で製作することが
できる。第２図を見れば分かるように、消失パターンの
うちブレイド２に対応する部分は、光硬化ポリマーより
成る皮殻８から構成されている。皮殻８の内部スペース
９は低融点材料で充填されている。
【００１２】第３図に示されているような非常に薄肉の
部分は、上述の方法を採用して中空の状態に製作するこ
とはできない。この場合、レーザー・ビームを照射する
ことにより、光硬化ポリマーより成るコア１０が製作さ
れる。このコア１０は低融点材料から作られた層１１で
取り囲まれている。この場合も、鋳型の中でパターンを
溶出させるさい低融点材料が迅速に液化するので、光硬
化ポリマーより成るコア１０の熱膨張により生じる不具
合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】消失パターンを回転軸に沿って切断した断面図
である。
【図２】図１に示されている消失パターンの部分的な斜
視図である。
【図３】別の実施例に従って構成された図１に示されて
いる消失パターンの部分的な斜視図である。
【符号の説明】
１ インペラーのハブ・ディスク ２ ブレイド ３ カバー・ディスク ４、５ 皮殻 ６、７ 消失パターンの面 ８ 皮殻 ９ 皮殻の内部スペース １０ コア １１ 低融点材料の層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 7/02 B29C 67/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属を精密鋳造するために使用される低
    溶融点材料から成る消失パターンであって、該パターン
    のうち高精度の形状が要求される表面が光硬化ポリマー
    からなる薄肉で一体物の皮殻（４、５）から構成される
    ことと、該皮殻（４、５）がコンピューター支援の設計
    図面を介して制御されるレーザー・ビームを使用して製
    作されることと、皮殻（４、５）の内部スペースが低融
    点材料で充填されていることと、パターンのうち形状が
    高精度でなくともよい表面（６、７）が低融点材料によ
    り形成されていることとを特徴とする消失パターン。
  2. 【請求項２】 パターンのうち薄肉の部分が、レーザー
    ・ビームを使用して光硬化ポリマーから製作された中実
    のコア（１０）から構成されていて、該コア（１０）が
    低融点材料から成る層（１１）により取り囲まれている
    ことを特徴とする請求項１記載の消失パターン。
  3. 【請求項３】 金属を精密鋳造するために使用される低
    融点材料から構成された請求項１の記載の消失パターン
    を製作する方法であって、パターンのうち高精度の形状
    が要求される表面がコンピューター支援の設計図面を介
    して直接制御されるレーザー・ビームを使用して薄肉で
    一体物の皮殻として光硬化ポリマーから製作されること
    と、パターンのうち形状が高精度でなくともよい表面に
    いたるまでの皮殻の内部スペースが低融点材料で充填さ
    れることとを特徴とする方法。
JP04242510A 1991-10-12 1992-07-28 消失パターンとこれを製作する方法 Expired - Fee Related JP3124387B2 (ja)

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JPH05200483A JPH05200483A (ja) 1993-08-10
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