JP4103812B2 - 鋳型の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、鋳型の製造方法に係り、特に、インベストメント鋳造に用いる鋳型を製造する方法に関するものである。
触媒の担体や、人工生体移植用の人工骨や人工歯根(以下、インプラント部材と表す)などにおいては、表面積を大きくするために、表面にポーラス構造の多孔質層を形成することがある。
表面にポーラス構造の多孔質層を形成する方法として、
(1) 金属体(又は合金体)の表面にレーザ加工を施す方法、
(2) 多数の貫通孔を有する金属材料の薄板を積層し、ポーラス構造における孔部形状を3次元的に制御する方法(例えば、特許文献1参照)、
が挙げられる。
特開平10−155823号公報
ところで、(1)の製造方法は、容易に、表面のみがポーラスな、つまり表面がザラザラな金属体(又は合金体)を得ることができるが、3次元的なポーラス構造の多孔質層を得ることができないという問題があった。また、融点が高い金属(又は合金)の場合、高出力のレーザ加工機を必要とする又はレーザ加工に長時間を要するという問題があった。
また、(2)の製造方法は、3次元的なポーラス構造の多孔質層を形成することができるが、孔部形状の制御に手間を要し、製造に長時間を要するという問題があった。
そこで、前述した多孔質層を、製造が比較的容易な鋳造法により得たいという要望がある。しかしながら、鋳造法により多孔質体の製造を行う場合、鋳型の内部表面に形成された突起が孔を形成することになるが、鋳型から鋳造体を取り出すには、各突起の基部は突端部よりも狭小でなくてはならない。このため、鋳造により得られる多孔質体の孔形状は、孔開口部よりも孔底部の方が狭小となってしまう。その結果、例えば、表面に凹面状のディンプルを有するゴルフボールのようなものは鋳造可能であるが、表面に複雑で3次元的なポーラス構造の層を有する鋳造製品は得ることができないという問題があった。
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、多孔質体の製造が可能な鋳型の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成すべく本発明に係る鋳型の製造方法は、消失模型である蝋型の周囲の、3次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を、所望の厚さで形成し、その粉粒体の層を形成した蝋型の周囲にセラミック前駆体スラリをコーティングしてセラミック前駆体を前記粉粒体の層の空隙内にも入り込ませたセラミック前駆体スラリの膜を形成した後、加熱処理を施して可燃性の粉粒体の層は消失させることなく蝋型のみの脱蝋を行い上記スラリの膜を焼成して殻体を形成すると共に、スラリ膜内部の粉粒体を燃焼消失させ、殻体のキャビティ表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を形成するものである。
また、本発明に係る鋳型の製造方法は、消失模型である蝋型を形成するための雌型の内表面の、3次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を、所望の厚さで形成し、その雌型内に蝋材を注入して周囲に粉粒体の層を有する上記蝋型を形成し、その蝋型の周囲にセラミック前駆体スラリをコーティングしてセラミック前駆体を前記粉粒体の層の空隙内にも入り込ませたセラミック前駆体スラリの膜を形成した後、加熱処理を施して可燃性の粉粒体の層は消失させることなく蝋型のみの脱蝋を行い上記スラリの膜を焼成して殻体を形成すると共に、スラリ膜内部の粉粒体を燃焼消失させ、殻体のキャビティ表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を形成するものである。
ここで、粉粒体は、上記スラリの焼成処理温度近傍で燃焼消失するものである。
一方、本発明に係る鋳型は、前述した鋳型の製造方法のいずれかを用いて形成され、殻体のキャビティ表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有するものである。
一方、本発明に係る鋳造製品の鋳造方法は、前述した鋳型の製造方法のいずれかを用いて得られた鋳型内に金属溶湯を注湯し、冷却を行った後、殻体を除去して鋳造製品を得るものである。
ここで、冷却を行った後、殻体にブラストクリーニングを施して殻体の除去を行うことが好ましい。
一方、本発明に係る鋳造製品は、前述した鋳造方法のいずれかを用いて形成され、少なくとも表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有するものである。
本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
(1) 本発明に係る鋳型の製造方法によれば、殻体のキャビティ表面に、3次元的なポーラス構造の多孔質層を有する鋳型を製造することができる。
(2) (1)の製造方法により得られた鋳型を用いて鋳造を行うことで、少なくとも表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有する鋳造製品を製造することができる。
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
本発明の好適一実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法のフローを図1に示す。
図1に示すように、本実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法は、インベストメント鋳造法(ロストワックス法)を用いたものである。
先ず、所定形状のキャビティを有する金型(雌型)を製造する(工程A)。この金型内に蝋材を射出成型などの手法により注入し(工程B)、蝋材の硬化後、金型から蝋成形体を取り出す(工程C)。この蝋成形体を用いて、図2に示すように、消失模型である蝋型(雄型)21が得られる。工程A〜Cにおいて、必要に応じて2種類以上の蝋成形体を成形すると共に、これらを組み立て、目的とする蝋型21を得るようにしてもよい。蝋型21は、図示しないが、後述する鋳造時に用いる堰、湯道、及び湯口を備えている。また、複数の蝋型21をツリー状又はクラスタ状に一体化してもよい。ここで言う蝋材とは、蝋そのものだけではなく、樹脂(プラスチック)全般を含んでいる。
次に、図3に示すように、この蝋型21の周囲の、3次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体32の層31を形成する(工程D)。具体的には、図3の4−4線断面図を図4に示すように、蝋型21の周囲に、粉末状又は顆粒状を呈した可燃性の粉粒体32を任意に付着させる。これによって、周囲に3次元的なポーラス構造33の層31を有する蝋型30が得られる。
この時、蝋型21の周囲に付着させる粉粒体32の配列を制御することで、ランダムに孔が配置されたポーラス構造33や、所定方向に孔が配向配置されたポーラス構造33を得ることができる。また、粉粒体32のサイズ・形状を変えることで、ポーラス構造33の孔サイズ、孔形状を制御することができる。また、粉粒体32の層31の厚さを制御することで、後述する鋳型70の多孔質層74の厚さ、延いては鋳造製品90の多孔質層94の厚さを制御することができる。
粉粒体32の層31の形成後、図5に示すように、蝋型30の周囲にセラミック前駆体スラリ52を付着、乾燥させ、スラリ膜51をコーティングする(工程E)。この時、スラリ52は、層31のポーラス構造部(空隙内)にも入り込み、粉粒体32はスラリ膜51で覆われる。スラリ52の付着方法としては、浸漬法、吹き付け法、塗布法が挙げられるが、層31内部へのスラリ52の浸透性が良好な浸漬法が好ましい。また、スラリ膜51の膜厚は、スラリ52の付着、乾燥作業を適宜繰り返すことで制御する。
スラリ膜51をコーティングした蝋型21に、100〜180℃、好ましくは140〜160℃前後の温度、4〜8気圧で加熱・加圧処理を施して脱蝋を行う(工程F)。これによって、図6に示すように、蝋材が溶け、蝋型21が消失して空洞61となり、スラリ膜51の内部に空洞61を有する鋳型前駆体60が得られる。この段階では、スラリ膜51中の粉粒体32は消失せず、粉粒体32の形状が保持されている。
脱蝋後、鋳型前駆体60に900〜1300℃の温度で焼成処理を施し(工程G)、スラリ膜51を焼き固めて殻体(シェル)71を形成する。この焼成処理時、殻体71の内側から外側に向かって可燃性の粉粒体32が徐々に燃焼消失してゆく。これに伴って粉粒体32が位置していた部分が微小空洞75となり、燃焼の際に発生したガスgは隣接する微小空洞75を通って空洞61へと達し、殻体71の外に排出される。粉粒体32の燃焼消失温度は、スラリ膜51の焼成温度以下、好ましくはスラリ膜51の焼成温度よりも100℃位低い温度以下となるように材料の選択がなされる。その結果、粉粒体32が燃焼消失する際に、発生ガスgによって微小空洞75を損壊させるおそれがなく、微小空洞75の形状を保持できると共に、各微小空洞75が相互に連通する。よって、図7に示すように、殻体71の内部にキャビティ72(蝋型21の空洞61+粉粒体32の微小空洞75)を有するセラミックス製の鋳型70が得られる。言い換えると、鋳型70は、殻体71のキャビティ表面に、3次元的なポーラス構造73の多孔質層74を有している。
次に、図8に示すように、鋳型70のキャビティ72に金属溶湯81を注湯して鋳込みを行う(工程H)。この時、各微小空洞75が相互に連通していることから、金属溶湯81は微小空洞75の隅々にまで入り込む。その後、冷却して(工程I)、鋳造を行う。これによって、鋳型70内に鋳造体82が形成される。金属溶湯81の鋳込み方法としては、置注ぎ、遠心鋳造、吸引鋳造(低圧鋳造)などが適用可能である。
鋳造後、殻体71にブラストクリーニングを施し、殻体(シェル)71を除去する(工程J)。これによって、図9に示すように、少なくとも表面に3次元的なポーラス構造93の多孔質層94を有する一体物の鋳造製品90が得られる。ブラストクリーニングとしては、サンドブラスト、ショットブラスト、又はウォータジェット(高圧水の吹き付け)のいずれでもよい。また、ブラストクリーニング以外の殻体71の除去方法として、シェイクアウトを用いてもよい。
ここで、粉末状又は顆粒状を呈した可燃性の粉粒体32のマトリックスとしては、900〜1300℃の焼成処理温度で、完全に(又は略完全に)燃焼消失するものであれば特に限定するものではなく、例えば、木材、繊維、炭素(グラファイト)等が挙げられる。また、蝋型21の周囲に粉粒体32を付着させる方法としては、特に限定するものではなく、例えば、蝋型21の周囲に接着剤や粘着剤を塗布する方法などが挙げられる。この時、粉粒体32の周囲に接着剤や粘着剤を多量に付け過ぎると、微小空洞75を精度良く形成することができなくなるため、あまり好ましくない。
金属溶湯81のマトリックスは、鋳造用金属(又は合金)として慣用的に用いられているものであれば特に限定するものではないが、融点が比較的高いTi基合金、Co基合金、Ni基合金、及びAl基合金が好ましく、この中でも精密鋳造に用いられるTi基合金、Co基合金、及びNi基合金が特に好ましい。
以上、本実施の形態に係る鋳造方法によれば、殻体71のキャビティ表面に3次元的なポーラス構造73の多孔質層74を有する鋳型70を用いることで、従来、鋳造法では製造できなかった表面に複雑で3次元的なポーラス構造93の多孔質層94を有する鋳造製品(表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有する多孔質体)90を、一体的に、かつ、容易に得ることができる。
また、本実施の形態に係る鋳造方法により製造される鋳造製品90は、触媒の担体やインプラント部材などの大きな表面積が求められる部材、ジェットエンジン用又はガスタービン用の回転部材や羽根部材、ハニカム部材などに適用することができ、前述した従来の製造方法と比較して、容易に、短時間で製造することができる。
特に、本実施の形態に係る鋳造方法を用いて、触媒の担体を鋳造成形した場合、表面に多孔質層を有していることから、従来の触媒担体と比較して多量の触媒を担持させることができる。また、同様にしてインプラント部材を鋳造成形した場合、表面に多孔質層を有していることから、生体組織とより強固に結合させることができる。一般に、インプラント部材は、その表面に多孔質層を有していることが要件であるため、本実施の形態に係る鋳造方法を用いて得られた鋳造製品90は、インプラント部材として好適である。さらに、同様にしてジェットエンジン用の回転部材や羽根部材などを鋳造成形した場合、表面に多孔質層を有していることから、軽量化を図ることができると共に、表面に多量の気泡層を形成することができる。その結果、これらの気泡が断熱効果を発揮することから、薄肉部材であっても十分な高温強度を確保することができ、部材の軽量化を図ることができる。
また、図7に示した本実施の形態に係る鋳型70におけるキャビティ72内の任意の位置に、中子(図示せず)を配置して鋳造を行うことで、鋳造製品90の任意の箇所に中空部を形成することができ、鋳造製品90の軽量化を図ることができる。
尚、本実施の形態においては、金型を用いて蝋成形体を形成する場合について説明を行ったが、特に金型に限定するものではなく、ワックスやプラスチックなどのモールド成型に慣用的に用いられている型であれば全て適用可能であり、例えば、プラスチック型又は木型であってもよい。
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
(第2の実施形態)
本発明の他の好適一実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法のフローを図10に示す。尚、図1と同様の工程には同じ符号を付している。
前実施の形態に係る鋳造方法は、図11に示すように、蝋型21を形成した後、蝋型21の周囲の、3次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体をランダムに振りかけ、蝋型21の周りに粉粒体32の層31を付着形成させるものであった。
これに対して、本実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法は、蝋型を形成するための金型の内表面に、粉粒体の層を付着形成させることに特長を有するものである。
具体的には、図10に示すように、先ず、所定形状のキャビティを有する金型(雌型)を製造する(工程A)。この金型の内表面の、3次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を形成する(工程D2)。例えば、図12(a)に示すように、金型121のキャビティ122内に蝋材123を注入する際に、接着手段(接着剤、離型剤、ワセリン、ラノリンなど)を用いて、金型121の内表面に粉末状又は顆粒状を呈した可燃性の粉粒体124の層125を予め形成しておく。層125は、必要に応じて複層に形成してもよい。粉粒体124としては、図4に示した粉粒体32と同じものが適用される。
次に、キャビティ122内に、蝋材(ワックス)123を流し込んだり、又は射出成型などの手法により蝋材123を注入し(工程B)、蝋材123の硬化後、金型121から蝋成形体120を取り出す(工程C)。図12(b)に示すように、蝋成形体120は、その表面に3次元的なポーラス構造の層126を有し、かつ、層126の外表面はでこぼこしておらず(高さがほぼ均一であり)、滑らかである。この蝋成形体120を用いて、消失模型である蝋型(雄型)101が得られる。
工程A,D2,B,Cを必要に応じて繰り返し行い、2種類以上の蝋成形体を成形すると共に、これらの蝋成形体を組み立て、目的とする蝋型101を得るようにしてもよい。蝋型101は、図示しないが、後述する鋳造時に用いる堰、湯道、及び湯口を備えている。また、複数の蝋型101をツリー状又はクラスタ状に一体化してもよい。ここで言う蝋材とは、蝋そのものだけではなく、樹脂(プラスチック)全般を含んでいる。
次に、蝋型101に対して、前実施の形態に係る鋳造方法と同様の手順で工程E及び工程Fを行い、スラリ膜の内部に空洞を有する鋳型前駆体102が得られる。この段階では、スラリ膜中の粉粒体124は消失せず、粉粒体124の形状が保持されている。
次に、この鋳型前駆体102に対して、前実施の形態に係る鋳造方法と同様の手順で工程Gを行い、殻体の内部にキャビティ(蝋型101の空洞+粉粒体124の微小空洞)を有するセラミックス製の鋳型103が得られる。言い換えると、鋳型103は、殻体のキャビティ表面に、3次元的で、深さがほぼ均一なポーラス構造の多孔質層を有している。
次に、この鋳型103に対して、前実施の形態に係る鋳造方法と同様の手順で工程H、工程I、及び工程Jを行い、少なくとも表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有し、かつ、多孔質層の外表面が滑らかで、比較的平坦な一体物の鋳造製品104が得られる。
工程D2において、金型121の内表面に付着させる粉粒体124の配列を制御することで、ランダムに孔が配置されたポーラス構造の層125や、所定方向に孔が配向配置されたポーラス構造の層125を得ることができる。また、粉粒体124のサイズ・形状を変えることで、ポーラス構造の層125の孔サイズ、孔形状を制御することができる。また、粉粒体124の層125の厚さを制御することで、鋳型103の多孔質層の厚さ、延いては鋳造製品104の多孔質層の厚さを制御することができる。
また、工程Bにおいて、蝋材123を流し込む場合、蝋材123の温度を軟化点以上、かつ、(融点+30℃)以下に調節する。これによって、蝋材123の粘度が調節され、蝋材123の表面張力により、蝋材123が各粉粒体124の隙間を介して金型121の表面に達することはない。また、射出成型により蝋材123を注入する場合、射出圧力を調節することで、蝋材123が各粉粒体124の隙間を介して金型121の表面に達することはない。
さらに、工程Cにおいて、金型121から蝋成形体120を取り出す際、接着手段として離型剤、ワセリン、ラノリンなどを用いている場合は、たいていはそのまま取り出すことができる。これに対して、接着手段として接着剤などを用いている場合は、金型121と蝋成形体120との隙間に接着剤のはがし液を流し込み、接着剤が剥がれた後に蝋成形体120を取り出すようにする。
本実施の形態に係る鋳造方法においても、前実施の形態に係る鋳造方法と同様の作用効果が得られる。
また、本実施の形態に係る鋳造方法は、蝋型101の表面に形成する層126を金型121の内表面を用いて形成するため、蝋型21の表面に粉粒体32をランダムに振りかけて層31を形成する前実施の形態に係る鋳造方法と比較して、層126の再現性が良好である。
また、前実施の形態に係る鋳造方法により得られた鋳造製品90は、3次元的なポーラス構造93の多孔質層94の外表面(アウトライン)が揃っておらず、でこぼこであった。ここで、鋳造製品90を用いたインプラント部材を生体組織に埋め込む(インプラントする)と、多孔質層94の外表面が揃っておらず、でこぼこしているため、インプラント部材が生体組織にひっかかるおそれがある。このため、引っかかりを低減させて埋め込み性を向上させるべく、インプラント部材の多孔質層94の表面に機械加工などを施し、でこぼこを取り除く必要があった。その結果、多孔質層94の外表面は揃えることができるものの、鋳造製品90の多孔質層94が有するポーラス構造93を最大限に利用することができなかった。
本実施の形態に係る鋳造方法は、消失模型である蝋型101を作製するにあたって、粉粒体124の層125を金型121の内表面に予め貼り付けておくことで、層125の外表面形状は金型121の内表面形状とほぼ同一となる。その結果、この金型121内に蝋材123を流し込むことによって得られる蝋成形体120は、その表面に形成される層126の外表面がほぼ揃った滑らかなものとなる。よって、この蝋型101を用いて最終的に得られる鋳造製品104についても、ポーラス構造の多孔質層の外表面がほぼ揃った滑らかなものとなる。このため、鋳造製品104を用いてインプラント部材を作製した場合、インプラント部材の多孔質層の外表面に機械加工などを施す必要がなく、そのままの状態(加工無しの状態)で、引っかかることなく埋め込みを行うことができる。つまり、鋳造製品104の多孔質層が有するポーラス構造を最大限に利用することができる。
本実施の形態に係る鋳造方法においては、接着手段を用いて、蝋型101を形成するための金型121の内表面に、粉粒体124の層125を付着形成させる場合について説明を行ったが、特にこれに限定するものではない。例えば、金型121の内表面に予め形成しておく層125を構成する可燃性の粉粒体124が、磁性を帯びたものであれば、金型121に対して磁場を印加するだけで、金型121の内表面に層125を形成することができる。この場合、蝋材123の注入後、金型121に対する磁場の印加を解除するだけで、金型121から蝋成形体120を取り出すことができ、取出しがより容易となる。
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
次に、本発明について、実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
所定形状のキャビティを有する金型に、ワックスを80℃で流し込む。ワックスが硬化した後、金型から模型(蝋成形体)を取り出す。得られた蝋成形体をツリー状に造形し、蝋型を作製する。
蝋型の多孔質にしたい部分にスプレー糊を噴霧し、スプレー糊の噴霧部に、0.5〜1.0mm程度の大きさの木片を振りかけ、付着させる。この作業を適宜繰り返し、木片が複層に積み重なったポーラス構造の多孔質層を形成する。
次に、多孔質層を有する蝋型に、精密鋳造用スラリーをコーティングした後、3時間以上、乾燥させる。この作業を、全部で9回行う。
次に、140〜150℃、5〜6気圧で、7分間加熱・加圧を行ってワックスの脱蝋を行い、鋳型前駆体を作製する。その後、鋳型前駆体に、1100℃、2時間の焼成処理を施し、スラリを焼き固めてなる殻体で構成される鋳型を作製する。
次に、鋳型を900℃に予熱した後、鋳型のキャビティ内に、溶湯温度が1500℃のCo基超合金を注湯して鋳込みを行う。その後、冷却して、鋳型内に鋳造体を作製する。
次に、鋳型にサンドブラスト処理を施して殻体を除去し、鋳造製品を作製する。
この鋳造製品の断面観察図を図13に示すように、鋳造製品130は、本体部131の少なくとも表面に3次元的なポーラス構造132の多孔質層133を一体的に有していた。この多孔質層133は、外表面の高さが不揃いで、でこぼこしていた。
所定形状のキャビティを有する金型の内表面に、ワセリンを塗る。その後、金型内表面の、多孔質にしたい部分にスプレー糊を噴霧し、スプレー糊の噴霧部に、0.5〜1.0mm程度の大きさの木片を振りかけ、付着させる。この作業を適宜繰り返し、金型内表面に、木片が複層に積み重なったポーラス構造の多孔質層を形成する。
次に、金型に、ワックスを80℃で流し込む。ワックスが硬化した後、金型から模型(蝋成形体)を取り出す。得られた蝋成形体をツリー状に造形し、蝋型を作製する。
この蝋型を用いる以外は[実施例1]と同様にして、鋳造製品を作製する。
この鋳造製品の断面観察図を図14に示すように、鋳造製品140は、本体部141の少なくとも表面に3次元的なポーラス構造142の多孔質層143を一体的に有していた。この多孔質層143は、外表面の高さがほぼ揃っており、表面は滑らかであった。
[実施例1]により得られた鋳造製品130及び[実施例2]により得られた鋳造製品140について、各多孔質層133,143のポーラス度を比較した。
その結果、[実施例1]の鋳造製品130の方が、[実施例2]の鋳造製品140よりも、各多孔質層133,143におけるポーラス度が30%大きかった。具体的には、[実施例1]の鋳造製品130の多孔質層133においては、ある断面における空隙の割合が約50%であったのに対して、[実施例2]の鋳造製品140の多孔質層143においては、ある断面における空隙の割合が約35%であった。鋳造製品130は、多孔質層133の外表面の高さが不揃いであるため、多孔質層143の外表面の高さが揃った鋳造製品140よりもポーラス度が大きくなったと考えられる。
また、[実施例1]及び[実施例2]の各鋳造製品130,140において、多孔質層の最表面から最深部までの深さは、それぞれ2.08mm、1.96mmであり、ほぼ同等であった。
本発明の好適一実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法を示すフローチャートである。 蝋型の一例を示す斜視概略図である。 図2の蝋型の周囲に可燃性の粉粒体の層を形成した蝋型の斜視概略図である。 図3の4−4線断面図である。 図4の蝋型の周囲にセラミック膜をコーティングした状態を示す断面図である。 図5のコーティング蝋型に脱蝋を施してなる鋳型前駆体の断面図である。 図6の鋳型前駆体に焼成処理を施してなる鋳型の断面図である。 図7の鋳型に金属溶湯を注湯した状態を示す断面図である。 本発明の好適一実施の形態に係る鋳造製品の断面図である。 本発明の他の好適一実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法を示すフローチャートである。 図1における工程Dを説明するための断面模式図である。 図10における工程D2を説明するための断面模式図である。 [実施例1]により得られた鋳造製品の断面観察図である。 [実施例2]により得られた鋳造製品の断面観察図である。
符号の説明
21 蝋型
30 蝋型(粉粒体の層を形成した蝋型)
31 層
32 可燃性の粉粒体
51 スラリ膜
52 セラミック前駆体スラリ
71 殻体
73 3次元的なポーラス構造
74 多孔質層

Claims (10)

  1. 消失模型である蝋型の周囲の、3次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を、所望の厚さで形成し、その粉粒体の層を形成した蝋型の周囲にセラミック前駆体スラリをコーティングしてセラミック前駆体を前記粉粒体の層の空隙内にも入り込ませたセラミック前駆体スラリの膜を形成した後、加熱処理を施して可燃性の粉粒体の層は消失させることなく蝋型のみの脱蝋を行い上記スラリの膜を焼成して殻体を形成すると共に、スラリ膜内部の粉粒体を燃焼消失させ、殻体のキャビティ表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を形成することを特徴とする鋳型の製造方法。
  2. 消失模型である蝋型を形成するための雌型の内表面の、3次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を、所望の厚さで形成し、その雌型内に蝋材を注入して周囲に粉粒体の層を有する上記蝋型を形成し、その蝋型の周囲にセラミック前駆体スラリをコーティングしてセラミック前駆体を前記粉粒体の層の空隙内にも入り込ませたセラミック前駆体スラリの膜を形成した後、加熱処理を施して可燃性の粉粒体の層は消失させることなく蝋型のみの脱蝋を行い上記スラリの膜を焼成して殻体を形成すると共に、スラリ膜内部の粉粒体を燃焼消失させ、殻体のキャビティ表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を形成することを特徴とする鋳型の製造方法。
  3. 上記粉粒体は、上記スラリの焼成処理温度近傍で燃焼消失する請求項1又は2記載の鋳型の製造方法。
  4. 請求項1又は3記載の鋳型の製造方法を用いて形成され、殻体のキャビティ表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有することを特徴とする鋳型。
  5. 請求項2又は3記載の鋳型の製造方法を用いて形成され、殻体のキャビティ表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有することを特徴とする鋳型。
  6. 請求項1又は3記載の鋳型の製造方法を用いて得られた鋳型内に金属溶湯を注湯し、冷却を行った後、殻体を除去して鋳造製品を得ることを特徴とする鋳造製品の鋳造方法。
  7. 請求項2又は3記載の鋳型の製造方法を用いて得られた鋳型内に金属溶湯を注湯し、冷却を行った後、殻体を除去して鋳造製品を得ることを特徴とする鋳造製品の鋳造方法。
  8. 上記冷却を行った後、殻体にブラストクリーニングを施して殻体の除去を行う請求項6又は7記載の鋳造製品の鋳造方法。
  9. 請求項6又は8記載の鋳造方法を用いて形成され、少なくとも表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有することを特徴とする鋳造製品。
  10. 請求項7又は8記載の鋳造方法を用いて形成され、少なくとも表面に3次元的なポーラス構造の多孔質層を有することを特徴とする鋳造製品。
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