JP4232888B2 - 鋳造模型とその製造方法、およびその鋳造模型を用いた鋳造方法 - Google Patents
鋳造模型とその製造方法、およびその鋳造模型を用いた鋳造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4232888B2 JP4232888B2 JP2002235169A JP2002235169A JP4232888B2 JP 4232888 B2 JP4232888 B2 JP 4232888B2 JP 2002235169 A JP2002235169 A JP 2002235169A JP 2002235169 A JP2002235169 A JP 2002235169A JP 4232888 B2 JP4232888 B2 JP 4232888B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- model
- casting
- cast
- parts
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造される製品を象って鋳型中に型込めされる鋳造模型とその製造方法、そしてその鋳造模型を用いた鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物製品を量産または単品生産するための鋳型を鋳物砂などで造る場合、たとえばその鋳型が上型と下型からなるものであれば、鋳造される製品を象った鋳造模型を鋳物砂中に埋設して突き固めた後、鋳型の上下型を分離してその鋳造模型を取出す。それにより鋳物砂中に鋳造模型の形状に象られた空洞（キャビティ）を造形し、空洞に通ずる湯口や湯道を設け、必要であれば中子などをセット後に再び鋳型の上型と下型とを型合わせする。それから溶融材料を空洞に注湯し、冷却固定後に離型して鋳物製品が製造される。
【０００３】
この鋳造模型の材質としては、一般的な木型の他、ろう型、石膏型および金属型などが知られている。また、近年においては、木材などと比較して製作が容易で、しかも製作費が安価であるなどの利点により、発泡スチロールなど発泡プラスチック素材を用いたものが周知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような鋳造模型を用いて鋳物製品を製造する際には、次のような問題があった。
すなわち、鋳物砂に鋳造模型を型込めする砂型鋳造は、鋳物砂中に鋳造模型を埋設して突き固めて、その後鋳型を上下などに分離させて鋳物砂中から鋳造模型を取り外し、該鋳造模型の形状を象ったキャビティを造り、そして再び鋳型を合わせて、鋳型に金属材料などを溶湯して行われていた。このため、鋳造模型を一度鋳物砂中に型込めして、鋳物砂を突き固めてから鋳造模型を再び取出してキャビティを設けていたので、鋳造される製品の鋳型を造るための作業性が悪くなってしまい、製造コストが高くなってしまう要因となっていた。
【０００５】
したがって、本発明の主たる目的は、従来慣例とされてきた鋳造模型によって鋳型中にキャビティを造形する手間を省くことで、鋳造工数の大幅な削減を実現する鋳造模型を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は、鋳造される製品が特に大型で複雑形状のものでも、それを象って製作する非常に高精度でかつ能率的に製作可能として、模型製作に伴う大幅なコスト低減を実現できる鋳造模型の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の鋳造模型は、鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型であって、
前記鋳造模型の形状を、縦、横、高さのいずれか最適な方向へ向かって複数のブロックに等分割した形状に形成される複数個の模型パーツと、前記複数個の模型パーツを連結する棒材と、からなり、
前記複数個の模型パーツは、熱により溶解し気化する発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状または直方体状ブロックに成形した材料を加工することにより所定形状に成形されたものであり、
前記複数個の模型パーツの共通する位置には、前記棒材が差し込まれる貫通孔を有し、
前記棒材は、前記模型パーツと同じ素材で形成され、
前記複数個の模型パーツの前記貫通孔に前記棒材を差し込むことにより前記複数個の模型パーツが連結されることを特徴としている。
このように請求項１に記載の発明によると、鋳造される製品の形状を模擬的に縦、横、高さのいずれかの最適方向へ複数のブロックに等分割して設定し、各ブロックごとに所要形状の模型パーツを形成して、それら模型パーツを順番に連結して１つの鋳造模型を形成したので、鋳造製品の形状を図面上で模擬的に等分割してブロック区分化することにより、各ブロックを模型パーツとして個々に分業製作が可能で、容易かつ短期に１つの鋳造模型を得ることができる。
また、本発明に係る模型パーツは、貫通孔を有し、該貫通孔に棒材を挿入させることができるので、複数個の模型パーツを容易に連結させて鋳造模型を形成させることができる。
さらに、この鋳造模型を熱溶融性を有する発泡プラスチックまたは多孔プラスチックで形成したので、砂型中の鋳造模型が溶融材料による熱によって溶解し、作業性に優れた鋳造模型を得ることができる。また、好ましくは市販の定尺寸法の板材などを用いて製造コストを低減させることができるようになる。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の鋳造模型の製造方法は、鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型の製造方法であって、
前記鋳造模型の製作図面を前記鋳造される製品の寸法に基づいてコンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によって作図するとともに作図された前記製作図面を記録媒体に保存し、
前記作図された鋳造模型の図面を参照して前記鋳造模型をこの縦、横、高さのどの方向へ等分割するかを決定した上で、コンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によってコンピュータの画面上で前記作図された鋳造模型を複数のブロックに等分割し、
コンピュータの画面上で複数のブロックに等分割された前記鋳造模型の各ブロックをそれぞれ模型パーツとしてコンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によって作図するとともに作図された前記各模型パーツの図面をそれぞれ記録媒体に保存し、
前記鋳造される製品の最大幅と全長を満たすような大きさの発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状や直方体状ブロックに成形加工した模型材料を用意し、
前記各模型パーツの図面に基づき、数値制御可能なＮＣ加工機を使用して、前記各模型パーツの実物模型を前記模型材料から造型加工するとともに造型加工された前記各模型パーツの実物模型の共通する位置に貫通孔を有するように穴あけ加工し、
造型加工された前記各模型パーツの前記貫通孔に前記各模型パーツと同じ素材で形成される棒材を差し込むことにより、前記各模型パーツを連結して一つの鋳造模型を成形することを特徴としている。
このように請求項２に記載の発明によると、鋳造模型の製作図面をコンピュータグラフィックスを含む画像処理で製作して、画面上で複数のブロックに等分割させることができ、かつ、この図面を記録媒体に保存することができたので、作図効率の向上を図ることができる。また、この画像処理データを基に数値制御による機械を用いて鋳造模型を機械的に製作することが可能となる。すなわち、手作業による製作工程が軽減されるので、短時間で鋳造模型を製作することができ、同じ物を容易に複数個製作することが可能となる。さらに、鋳造模型を機械的に製作するので、熟練作業者でなくても鋳造模型の製作が可能となる。また、図面を記憶媒体に保存することで、図面の製作現場においての煩雑性を解消させることが可能となる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の鋳造模型を用いた鋳造方法は、鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型を用いた鋳造方法であって、
前記鋳造模型の形状を縦、横、高さのいずれか最適な方向へ向かって複数のブロックに等分割した形状に形成される複数個の模型パーツと、前記複数個の模型パーツを連結する棒材と、からなり、前記複数個の模型パーツは、熱により溶解し気化する発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状または直方体状ブロックに成形した材料を加工することにより所定形状に成形されたものであり、且つ、前記複数個の模型パーツの共通する位置に前記棒材が差し込まれる貫通孔を有し、前記棒材は、前記模型パーツと同じ素材で形成され、前記複数個の模型パーツの前記貫通孔に前記棒材を差し込むことにより前記複数個の模型パーツが連結される鋳造模型を組み立てて一つの前記鋳造模型を作製し、
該作製した鋳造模型を鋳型中に型込めして鋳型を造り、該鋳型中に前記鋳造模型を残した状態で鋳型中に溶解材料を流し込み、該溶解材料の熱で前記鋳造模型を溶解させつつ、前記鋳造模型の溶解により形成されるキャビティが充填するまで前記溶解材料を注湯することを特徴としている。
このように請求項３に記載の発明によると、鋳造される製品の形状を象って鋳型中に型込めされる鋳造模型を用いて鋳造するにあたり、発泡プラスチックまたは多孔プラスチックを素材とする複数個の模型パーツを棒材により連結して組み立ててなっている鋳造模型を型込めして鋳型を造り、鋳型中に鋳造模型を残した状態でこれを熔解材料の熱で燃焼させて消滅させつつ熔解材料を注湯するので、従来鋳型から取り外してキャビティを造る工程と手間が省かれる。したがって、鋳造製品の製造コストを大幅に低減でき、特に大型で複雑形状の鋳造製品の場合に有効である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鋳造模型、鋳造模型の製造方法および鋳造模型を用いた鋳造方法の実施の形態において、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、大型で複雑形状の鋳物の製品例を示す斜視図である。本例鋳物１をたとえば砂型で鋳造するにあたり、その鋳物１の全体形状を象ってなり、同一の大きさの鋳造模型が次の手順で製造されるようになっている。
【００１７】
この鋳造模型を製造するにあたって、図２〜図４に示すような適宜枚数からなる模型製作図面Ａ，Ｂ，Ｃが準備されるようになっている。
【００１８】
図２には、鋳造模型の平面図である図面Ａが、図３には鋳造模型の正面図の図面Ｂが、図４には鋳造模型の側面断面図の図面Ｃがそれぞれ示されている。この鋳造模型製作図面は、コンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によって製作することも可能となっている。本実施の形態において、鋳造される製品の大きさは、仮に、その模型の寸法が全長１４００ｍｍ、最大幅８００ｍｍおよび最大高さ８００ｍｍとされているので、この寸法をもとに、画面上で鋳造模型の図面を製作する。そして、この製作された図面Ａ、図面Ｂ、図面Ｃは、フレキシブルディスクなどの記録媒体に記憶保存させることも可能である。
【００１９】
そして、この製作された図面Ａ〜Ｃに示す各寸法から、鋳造される製品のおおよその大きさが認識されるので、この製品の大きさの認識に基づいて、鋳造される製品の最大幅と全長を満たすような大きさの板材またはブロック材を用意する。本実施の形態においては、縦横寸法が９００×１８００ｍｍ、板厚１００ｍｍの複数枚の板材を用意している。この板材は、鋳造模型の素材となる発泡材料または多孔材料などで形成されている。
【００２０】
本実施の形態において、鋳造模型の素材となる板材としては、緩衝材などに多用される発泡スチロール等の発泡プラスチックや、多孔プラスチックを板状やブロック状に成形加工したものを使用することができる。この発泡プラスチックや多孔プラスチックは、加熱によって溶解する特性を有している。
【００２１】
また、本実施の形態における発泡プラスチックや多孔プラスチックは、市販定尺板を使用することが好ましい。後述するが、市販定尺板を使用することで、作業性を向上させることが可能で、製造コストを低減させることができるようになる。
【００２２】
次に、上記模型製作図面Ａ，Ｂ，Ｃを参照して、鋳造される製品の縦横高さによるおおよその大きさをコンピュータの画面上の図面にて模擬的に等分割するにあたって、加工容易性などの点でこれらのどの方向に等分割すればよいか判断して決定する。本実施の形態においては、図５に示すように、成形される鋳物１の全長１４００ｍｍを均等に分割するのが最適となっており、コンピュータグラフィックスを含む作図画像処理において、鋳物１の全長１４００ｍｍを１００ｍｍの等間隔で１４個の模型パーツとして等分割させている。ここで、鋳造模型の分割寸法を１００ｍｍ単位とした理由は、前記発泡プラスチック等からなる市販定尺板の板厚がたとえば１００ｍｍである場合、市販定尺板の板厚を利用することが可能となるからである。このように、発泡プラスチックまたは多孔プラスチックに市販定尺板を用いることによって、加工作業を簡略化することができるようになっている。
【００２３】
そして、これらの１４個に等分割された模型パーツは、それぞれ「模型パーツａ」、「模型パーツｂ」、・・・「模型パーツｎ」とされている。
【００２４】
これらの模型パーツは、次のように作図されている。
本実施の形態における模型パーツの作図工程においては、各区分の模型パーツａ、模型パーツｂ・・・模型パーツｎごとに、それぞれの平面図、正面図、側面断面図などを作図している。この作図は、コンピュータ上においてコンピュータグラフィックスを含む画像処理で行い、フレキシブルディスクなどの記録媒体に記憶保存させておき、模型パーツａ〜ｎごとにディスプレイ画面上に表示させることも可能である。
【００２５】
図６（Ａ），（Ｂ）は、模型パーツａの正面図および側面図であり、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、模型パーツｃの正面図および側面図、そして、図８（Ａ），（Ｂ）は、模型パーツｊの正面図および側面図である。これらの各図をもとに、各模型パーツの実物模型を順に上記発泡プラスチックによる定尺板から造形加工する。
【００２６】
図６（Ａ），（Ｂ）に示す模型パーツａにおいては、まず、作図した模型パーツａを紙印刷または画面表示する。図６（Ａ）において、模型パーツａの寸法は、最大幅８００ｍｍ、最大高さ５００ｍｍとなっている。そして、このように作図の各部寸法から模型パーツａの大きさが明らかになるから、縦横寸法９００×１８００ｍｍで、板厚１００ｍｍからなる発泡プラスチック板を、図６（Ａ）の仮想線に示すように縦横寸法５００×８００ｍｍに材料取りする。そして、その５００×８００ｍｍの大きさに材料取りされた発泡プラスチック板を、図６（Ａ），（Ｂ）における実線で示す各寸法に簡易カッター工具などで加工する。
【００２７】
本実施の形態においては、前記模型パーツａの作図のデータをもとに、数値制御可能なＮＣ加工機による機械、例えばレーザカットマシン、ＮＣコンターマシン、ニクロム線に通電して模型パーツａを溶かしながら切断する数値制御マシン等を使用して、模型パーツａを図６（Ａ），（Ｂ）における実線で示す寸法に加工することができる。また、さらに、このＮＣ加工機を使用することで、模型パーツａを任意の寸法に製造すると同時に、模型パーツに設けられた孔部２や、必要とする区分の模型パーツの将来の結合に備えた貫通孔３も同時に穴あけ加工することが可能となっている。
【００２８】
また、これと同様に、図７における模型パーツｃは、（Ａ）に示すように、まず、板厚１００ｍｍの発泡プラスチック板を４２０×８００ｍｍに材料取りする。そして、この４２０×８００ｍｍの大きさに材料取りされた発泡プラスチック板を、図７（Ａ），（Ｂ）における実線で示す各寸法に簡易カッター工具などで加工する。
【００２９】
また、模型パーツｃも前記模型パーツａと同様に作図されたデータをもとに数値制御可能なＮＣ加工機を用いて図７（Ａ），（Ｂ）における実線で示す寸法に加工することができ、同時に孔部２と貫通孔３とを穴あけ加工することができるようになっている。
【００３０】
また、ここで、図７（Ｃ）に示すように、模型パーツｃの板厚を１００ｍｍから半分の５０ｍｍずつの２つに分割して模型パーツｃを形成することができる。この模型パーツｃは図５に示すように、上部に勾配を有する構造となっているので、このように模型パーツｃを複数個に分割して、上部を階段状に形成させることによって、後に成形された鋳物を機械加工で仕上げる際の仕上げしろを少なくすることが可能となり、手作業を軽減させることができる。
【００３１】
また、同様に、図８に示す模型パーツｊは、（Ａ），（Ｂ）に示す形状に加工される。そして、図示しないが模型パーツｎまでの１４個の全ての模型パーツがこれらと同じ方法で加工されるようになっている。
【００３２】
このように、前記模型製作図面Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて前記ＮＣ加工機で各模型パーツを成形し、孔部２および貫通孔３を成形することで、各模型パーツを機械的に製造することができ、製作工程における手作業を軽減させることが可能となっている。すなわち、ＮＣ加工機等の数値制御の機械を用いて機械加工することで、模型パーツの製作における作業効率を向上させ、容易に複数個の同じ鋳物を製作することができる。
【００３３】
また、ＮＣ加工機等の数値制御の機械を用いて機械加工することによって、各模型パーツの孔部２および貫通孔３の位置決め精度を高くすることが可能となる。
【００３４】
なお、ここでは、模型製作図面Ａ，Ｂ，Ｃによる鋳造される製品の実寸法と、図６に示す模型パーツａの仕上げ寸法を同一に表示している。これは、説明の便宜上であって、実際には鋳物一般に離型後の冷却縮みを見込んだ鋳物尺による尺度で計算されている。また、これは、模型パーツｂ〜ｎについても同様である。
【００３５】
以上のようにして、発泡プラスチック板素材を用いた模型パーツａ〜ｎからなる１４区分の各模型パーツが完成すると、それら各模型パーツを順番に接着剤などで接合して、１つの鋳造模型を成形できるようになっている。
【００３６】
また、さらに簡便な結合方法としては、図９および図１０に示すように、棒材４に各模型パーツの貫通孔３を差込むことで、各模型パーツ同士を結合し、かつ、各模型パーツを位置決めする方法がある。
【００３７】
図９には、模型パーツｇ〜ｎの結合方法が示されている。図において、模型パーツｇ〜ｎは、棒材４に差込まれるようになっている。本実施の形態において、この棒材４には、模型パーツｎから順々に、模型パーツｍ、模型パーツｌというように、各模型パーツの貫通孔３を通って差込まれている。この棒材４の長さは、前記模型パーツｎに差込んで模型パーツｇまでを結合させることができる長さとなっている。すなわち、本実施の形態においては、各模型パーツの板厚が１００ｍｍとなっているので、棒材４の長さは８００ｍｍとなっている。
【００３８】
また、この各模型パーツに設けられた貫通孔３は、いずれも同じ位置に設けられているので、棒材４に各模型パーツを差込むことによって、各模型パーツが位置決めされる。そして、図における矢印に示すように、模型パーツｋ、模型パーツｊというように、各模型パーツが順々に前記棒材４に差込まれて、模型パーツｇ〜ｎが結合されるようになっている。
【００３９】
そして、このように結合された模型パーツｇ〜ｎには、さらに図１０に示すように、模型パーツａ〜ｆが結合されるようになっている。
【００４０】
図において、模型パーツｇには、貫通孔５が設けられていて、該貫通孔５には、棒材６が差込まれている。そして、この棒材６には、模型パーツｇから順々に、模型パーツｆ、模型パーツｅというように、各模型パーツの貫通孔５を通って差込まれている。また、この棒材６の長さは、前記模型パーツｇに差込んで模型パーツａまでを結合させることができる長さとなっている。すなわち、本実施の形態においては、各模型パーツの板厚が１００ｍｍとなっているので、棒材６の長さは７００ｍｍとなっている。
【００４１】
また、この各模型パーツに設けられた貫通孔５は、いずれも同じ位置に設けられているので、棒材６に各模型パーツを差込むことによって、各模型パーツが位置決めされる。そして、図における矢印に示すように、模型パーツｄ、模型パーツｃ、模型パーツｂというように、各模型パーツが順々に前記棒材６に差込まれて、模型パーツａ〜ｇが結合される。ここで、前記模型パーツｇ〜ｎは、先に結合されているので、模型パーツａ〜ｇが結合されることにより、模型パーツａ〜ｎ全体が結合されて鋳造模型が成形されるようになっている。
【００４２】
また、この棒材４，６は、模型パーツａ〜ｎを構成する素材と同一の素材で形成されている。すなわち、模型パーツａ〜ｎを発泡プラスチックで構成する際は、棒材４，６も発泡プラスチックで形成される。そして、この模型パーツａ〜ｎの結合によって、短時間で容易に図１１に示すような鋳造模型１０が組み立てられるようになっている。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、模型パーツｇ〜ｎを棒材４で結合し、模型パーツａ〜ｇを棒材６で結合することで、模型パーツａ〜ｎまでを連結しているが、模型パーツａ〜ｎの各模型パーツの同じ位置に貫通孔を設けて、該貫通孔に鋳造模型１０の全長と同じ長さの棒材を通して、各模型パーツを一括して連結することも可能となっている。
【００４４】
次に、本発明に係る鋳造模型を用いた鋳造方法について説明する。
図１２において、２０は砂型で、この砂型２０内部には前記鋳造模型１０が型込めされている状態となっている。図において、この砂型２０は鋳物砂２１で構成されていて、湯口、押湯、ガス抜きなどの位置、大きさ、鋳込み温度その他の条件に基づいて製作されている。
【００４５】
図において、前記砂型２０は、上下に分割可能となっていて、砂型２０の下型に鋳物模型１０が嵌められて、砂型２０の上型と下型とが型合わせられている。そして、この砂型２０には、外部から内部に溶融材料を注湯するための湯口２２が設けられている。
【００４６】
本実施の形態においては、湯口２２は砂型２０の上部２箇所に設けられていて、この２箇所の湯口２２から溶融材料が注湯されるようになっている。この湯口２２から溶融材料が注湯されると、砂型２０の内部で溶融材料と発泡プラスチック製の鋳造模型１０とが接触する。そして、この溶融材料と接触した発泡プラスチックからなる鋳造模型１０は、溶融材料の注湯温度で溶解する。この溶解した鋳造模型１０は、砂型２０の内部で気化などして砂型２０の外部に排出されていき、砂型２０内部に鋳造模型１０の大きさおよび形状の空洞（キャビティ）が形成される。そして、この融解した鋳造模型１０の大きさおよび形状の空洞に沿って溶融材料が空洞内に充填されて冷却固定される。しかる後、この溶融材料が固化されると、砂型２０を再び上下に分解して離型して、図１に示すように前記鋳造模型と同一の形状の鋳物１を得ることができるようになっている。
【００４７】
そして、このようにして成形された鋳物１を機械加工で所望の形状に加工し、本発明に係る鋳造模型を用いた鋳造の工程が終了する。
【００４８】
なお、上記のようにして成形された鋳物１は、製品によっては離型後にサンドブラスト加工などして研磨仕上げなどされる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５０】
本発明による鋳造模型は、鋳造される製品の形状を模擬的に縦、横、高さのいずれかの最適方向へ複数のブロックに等分割して設定し、各ブロックごとに所要形状の模型パーツを形成して、それら模型パーツを順番に連結して１つの鋳造模型を形成したので、鋳造製品の形状を図面上で模擬的に等分割してブロック区分化することにより、各ブロックを模型パーツとして個々に分業製作が可能で、容易かつ短期に１つの鋳造模型を得ることができる。
【００５１】
また、本発明に係る模型パーツは、貫通孔を有し、該貫通孔に棒材を挿入させることができるので、複数個の模型パーツを容易に連結させて鋳造模型を形成させることができる。
【００５２】
さらに、この鋳造模型を熱溶融性を有する発泡プラスチックまたは多孔プラスチックで形成したので、砂型中の鋳造模型が溶融材料による熱によって溶解し、作業性に優れた鋳造模型を得ることができる。
【００５３】
また、本発明の鋳造模型の製造方法は、鋳造模型の図面をコンピュータグラフィックスを含む画像処理で製作して、画面上でブロックに等分割させることができ、かつ、この図面を記録媒体に保存することができたので、作図効率の向上を図ることができる。また、この画像処理のデータを基に数値制御による機械を用いて鋳造模型を機械的に製作することが可能となる。すなわち、手作業による製作工程が軽減されるので、短時間で鋳造模型を製作することでき、同じ物を容易に複数個製作することが可能となる。さらに、鋳造模型を機械的に製作するので、熟練作業者でなくても鋳造模型の製作が可能となる。また、図面を記憶媒体に保存することで、図面の製作現場においての煩雑性を解消させることが可能となる。
【００５４】
本発明による発泡プラスチック製鋳造模型を用いた鋳造方法は、鋳造される製品の形状を象って鋳型中に型込めされる鋳造模型を用いて鋳造するにあたり、発泡プラスチックを素材とする複数の模型パーツを連結して組み立ててなっている前記鋳造模型を型込めして鋳型を造り、鋳型中に鋳造模型を残した状態でこれを溶融材料の熱で燃焼させつつ溶融材料を注湯するので、従来鋳型から取り外してキャビティを造る工程と手間が省かれる。
【００５５】
以上から、鋳造製品の製造コストを大幅に低減でき、特に大型で複雑形状の鋳造製品の場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】砂型から離型して得られた鋳物製品を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る鋳造模型の製作方法の実施の形態としてその製作図面例を示す平面図である。
【図３】本実施の形態による製作図面例の正面図である。
【図４】本実施の形態による製作図面例の側面断面図である。
【図５】本実施の形態において鋳造模型を模擬的に等分割して模型パーツａ〜ｎを製作するための側面図である。
【図６】発泡プラスチック板によって例えば模型パーツａを製作するための正面図と側面図である。
【図７】発泡プラスチック板によって例えば模型パーツｃを製作するための正面図と側面図である。
【図８】発泡プラスチック板によって例えば模型パーツｊを製作するための正面図と側面図である。
【図９】本実施の形態において模擬的に等分割して形成した模型パーツｇ〜ｎの結合方法を示す図である。
【図１０】本実施の形態において模擬的に等分割して形成した模型パーツａ〜ｎの結合方法を示す図である。
【図１１】模型パーツａ〜ｎを順に接合して完成した本実施の形態による鋳造模型を示す斜視図である。
【図１２】本例の模型を砂型中に入れて鋳造する態様の一例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１……………………鋳物
３，５………………貫通孔
４，６………………棒材
１０…………………模型
２０…………………砂型
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造される製品を象って鋳型中に型込めされる鋳造模型とその製造方法、そしてその鋳造模型を用いた鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物製品を量産または単品生産するための鋳型を鋳物砂などで造る場合、たとえばその鋳型が上型と下型からなるものであれば、鋳造される製品を象った鋳造模型を鋳物砂中に埋設して突き固めた後、鋳型の上下型を分離してその鋳造模型を取出す。それにより鋳物砂中に鋳造模型の形状に象られた空洞（キャビティ）を造形し、空洞に通ずる湯口や湯道を設け、必要であれば中子などをセット後に再び鋳型の上型と下型とを型合わせする。それから溶融材料を空洞に注湯し、冷却固定後に離型して鋳物製品が製造される。
【０００３】
この鋳造模型の材質としては、一般的な木型の他、ろう型、石膏型および金属型などが知られている。また、近年においては、木材などと比較して製作が容易で、しかも製作費が安価であるなどの利点により、発泡スチロールなど発泡プラスチック素材を用いたものが周知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような鋳造模型を用いて鋳物製品を製造する際には、次のような問題があった。
すなわち、鋳物砂に鋳造模型を型込めする砂型鋳造は、鋳物砂中に鋳造模型を埋設して突き固めて、その後鋳型を上下などに分離させて鋳物砂中から鋳造模型を取り外し、該鋳造模型の形状を象ったキャビティを造り、そして再び鋳型を合わせて、鋳型に金属材料などを溶湯して行われていた。このため、鋳造模型を一度鋳物砂中に型込めして、鋳物砂を突き固めてから鋳造模型を再び取出してキャビティを設けていたので、鋳造される製品の鋳型を造るための作業性が悪くなってしまい、製造コストが高くなってしまう要因となっていた。
【０００５】
したがって、本発明の主たる目的は、従来慣例とされてきた鋳造模型によって鋳型中にキャビティを造形する手間を省くことで、鋳造工数の大幅な削減を実現する鋳造模型を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は、鋳造される製品が特に大型で複雑形状のものでも、それを象って製作する非常に高精度でかつ能率的に製作可能として、模型製作に伴う大幅なコスト低減を実現できる鋳造模型の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の鋳造模型は、鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型であって、
前記鋳造模型の形状を、縦、横、高さのいずれか最適な方向へ向かって複数のブロックに等分割した形状に形成される複数個の模型パーツと、前記複数個の模型パーツを連結する棒材と、からなり、
前記複数個の模型パーツは、熱により溶解し気化する発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状または直方体状ブロックに成形した材料を加工することにより所定形状に成形されたものであり、
前記複数個の模型パーツの共通する位置には、前記棒材が差し込まれる貫通孔を有し、
前記棒材は、前記模型パーツと同じ素材で形成され、
前記複数個の模型パーツの前記貫通孔に前記棒材を差し込むことにより前記複数個の模型パーツが連結されることを特徴としている。
このように請求項１に記載の発明によると、鋳造される製品の形状を模擬的に縦、横、高さのいずれかの最適方向へ複数のブロックに等分割して設定し、各ブロックごとに所要形状の模型パーツを形成して、それら模型パーツを順番に連結して１つの鋳造模型を形成したので、鋳造製品の形状を図面上で模擬的に等分割してブロック区分化することにより、各ブロックを模型パーツとして個々に分業製作が可能で、容易かつ短期に１つの鋳造模型を得ることができる。
また、本発明に係る模型パーツは、貫通孔を有し、該貫通孔に棒材を挿入させることができるので、複数個の模型パーツを容易に連結させて鋳造模型を形成させることができる。
さらに、この鋳造模型を熱溶融性を有する発泡プラスチックまたは多孔プラスチックで形成したので、砂型中の鋳造模型が溶融材料による熱によって溶解し、作業性に優れた鋳造模型を得ることができる。また、好ましくは市販の定尺寸法の板材などを用いて製造コストを低減させることができるようになる。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の鋳造模型の製造方法は、鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型の製造方法であって、
前記鋳造模型の製作図面を前記鋳造される製品の寸法に基づいてコンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によって作図するとともに作図された前記製作図面を記録媒体に保存し、
前記作図された鋳造模型の図面を参照して前記鋳造模型をこの縦、横、高さのどの方向へ等分割するかを決定した上で、コンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によってコンピュータの画面上で前記作図された鋳造模型を複数のブロックに等分割し、
コンピュータの画面上で複数のブロックに等分割された前記鋳造模型の各ブロックをそれぞれ模型パーツとしてコンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によって作図するとともに作図された前記各模型パーツの図面をそれぞれ記録媒体に保存し、
前記鋳造される製品の最大幅と全長を満たすような大きさの発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状や直方体状ブロックに成形加工した模型材料を用意し、
前記各模型パーツの図面に基づき、数値制御可能なＮＣ加工機を使用して、前記各模型パーツの実物模型を前記模型材料から造型加工するとともに造型加工された前記各模型パーツの実物模型の共通する位置に貫通孔を有するように穴あけ加工し、
造型加工された前記各模型パーツの前記貫通孔に前記各模型パーツと同じ素材で形成される棒材を差し込むことにより、前記各模型パーツを連結して一つの鋳造模型を成形することを特徴としている。
このように請求項２に記載の発明によると、鋳造模型の製作図面をコンピュータグラフィックスを含む画像処理で製作して、画面上で複数のブロックに等分割させることができ、かつ、この図面を記録媒体に保存することができたので、作図効率の向上を図ることができる。また、この画像処理データを基に数値制御による機械を用いて鋳造模型を機械的に製作することが可能となる。すなわち、手作業による製作工程が軽減されるので、短時間で鋳造模型を製作することができ、同じ物を容易に複数個製作することが可能となる。さらに、鋳造模型を機械的に製作するので、熟練作業者でなくても鋳造模型の製作が可能となる。また、図面を記憶媒体に保存することで、図面の製作現場においての煩雑性を解消させることが可能となる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の鋳造模型を用いた鋳造方法は、鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型を用いた鋳造方法であって、
前記鋳造模型の形状を縦、横、高さのいずれか最適な方向へ向かって複数のブロックに等分割した形状に形成される複数個の模型パーツと、前記複数個の模型パーツを連結する棒材と、からなり、前記複数個の模型パーツは、熱により溶解し気化する発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状または直方体状ブロックに成形した材料を加工することにより所定形状に成形されたものであり、且つ、前記複数個の模型パーツの共通する位置に前記棒材が差し込まれる貫通孔を有し、前記棒材は、前記模型パーツと同じ素材で形成され、前記複数個の模型パーツの前記貫通孔に前記棒材を差し込むことにより前記複数個の模型パーツが連結される鋳造模型を組み立てて一つの前記鋳造模型を作製し、
該作製した鋳造模型を鋳型中に型込めして鋳型を造り、該鋳型中に前記鋳造模型を残した状態で鋳型中に溶解材料を流し込み、該溶解材料の熱で前記鋳造模型を溶解させつつ、前記鋳造模型の溶解により形成されるキャビティが充填するまで前記溶解材料を注湯することを特徴としている。
このように請求項３に記載の発明によると、鋳造される製品の形状を象って鋳型中に型込めされる鋳造模型を用いて鋳造するにあたり、発泡プラスチックまたは多孔プラスチックを素材とする複数個の模型パーツを棒材により連結して組み立ててなっている鋳造模型を型込めして鋳型を造り、鋳型中に鋳造模型を残した状態でこれを熔解材料の熱で燃焼させて消滅させつつ熔解材料を注湯するので、従来鋳型から取り外してキャビティを造る工程と手間が省かれる。したがって、鋳造製品の製造コストを大幅に低減でき、特に大型で複雑形状の鋳造製品の場合に有効である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鋳造模型、鋳造模型の製造方法および鋳造模型を用いた鋳造方法の実施の形態において、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、大型で複雑形状の鋳物の製品例を示す斜視図である。本例鋳物１をたとえば砂型で鋳造するにあたり、その鋳物１の全体形状を象ってなり、同一の大きさの鋳造模型が次の手順で製造されるようになっている。
【００１７】
この鋳造模型を製造するにあたって、図２〜図４に示すような適宜枚数からなる模型製作図面Ａ，Ｂ，Ｃが準備されるようになっている。
【００１８】
図２には、鋳造模型の平面図である図面Ａが、図３には鋳造模型の正面図の図面Ｂが、図４には鋳造模型の側面断面図の図面Ｃがそれぞれ示されている。この鋳造模型製作図面は、コンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によって製作することも可能となっている。本実施の形態において、鋳造される製品の大きさは、仮に、その模型の寸法が全長１４００ｍｍ、最大幅８００ｍｍおよび最大高さ８００ｍｍとされているので、この寸法をもとに、画面上で鋳造模型の図面を製作する。そして、この製作された図面Ａ、図面Ｂ、図面Ｃは、フレキシブルディスクなどの記録媒体に記憶保存させることも可能である。
【００１９】
そして、この製作された図面Ａ〜Ｃに示す各寸法から、鋳造される製品のおおよその大きさが認識されるので、この製品の大きさの認識に基づいて、鋳造される製品の最大幅と全長を満たすような大きさの板材またはブロック材を用意する。本実施の形態においては、縦横寸法が９００×１８００ｍｍ、板厚１００ｍｍの複数枚の板材を用意している。この板材は、鋳造模型の素材となる発泡材料または多孔材料などで形成されている。
【００２０】
本実施の形態において、鋳造模型の素材となる板材としては、緩衝材などに多用される発泡スチロール等の発泡プラスチックや、多孔プラスチックを板状やブロック状に成形加工したものを使用することができる。この発泡プラスチックや多孔プラスチックは、加熱によって溶解する特性を有している。
【００２１】
また、本実施の形態における発泡プラスチックや多孔プラスチックは、市販定尺板を使用することが好ましい。後述するが、市販定尺板を使用することで、作業性を向上させることが可能で、製造コストを低減させることができるようになる。
【００２２】
次に、上記模型製作図面Ａ，Ｂ，Ｃを参照して、鋳造される製品の縦横高さによるおおよその大きさをコンピュータの画面上の図面にて模擬的に等分割するにあたって、加工容易性などの点でこれらのどの方向に等分割すればよいか判断して決定する。本実施の形態においては、図５に示すように、成形される鋳物１の全長１４００ｍｍを均等に分割するのが最適となっており、コンピュータグラフィックスを含む作図画像処理において、鋳物１の全長１４００ｍｍを１００ｍｍの等間隔で１４個の模型パーツとして等分割させている。ここで、鋳造模型の分割寸法を１００ｍｍ単位とした理由は、前記発泡プラスチック等からなる市販定尺板の板厚がたとえば１００ｍｍである場合、市販定尺板の板厚を利用することが可能となるからである。このように、発泡プラスチックまたは多孔プラスチックに市販定尺板を用いることによって、加工作業を簡略化することができるようになっている。
【００２３】
そして、これらの１４個に等分割された模型パーツは、それぞれ「模型パーツａ」、「模型パーツｂ」、・・・「模型パーツｎ」とされている。
【００２４】
これらの模型パーツは、次のように作図されている。
本実施の形態における模型パーツの作図工程においては、各区分の模型パーツａ、模型パーツｂ・・・模型パーツｎごとに、それぞれの平面図、正面図、側面断面図などを作図している。この作図は、コンピュータ上においてコンピュータグラフィックスを含む画像処理で行い、フレキシブルディスクなどの記録媒体に記憶保存させておき、模型パーツａ〜ｎごとにディスプレイ画面上に表示させることも可能である。
【００２５】
図６（Ａ），（Ｂ）は、模型パーツａの正面図および側面図であり、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、模型パーツｃの正面図および側面図、そして、図８（Ａ），（Ｂ）は、模型パーツｊの正面図および側面図である。これらの各図をもとに、各模型パーツの実物模型を順に上記発泡プラスチックによる定尺板から造形加工する。
【００２６】
図６（Ａ），（Ｂ）に示す模型パーツａにおいては、まず、作図した模型パーツａを紙印刷または画面表示する。図６（Ａ）において、模型パーツａの寸法は、最大幅８００ｍｍ、最大高さ５００ｍｍとなっている。そして、このように作図の各部寸法から模型パーツａの大きさが明らかになるから、縦横寸法９００×１８００ｍｍで、板厚１００ｍｍからなる発泡プラスチック板を、図６（Ａ）の仮想線に示すように縦横寸法５００×８００ｍｍに材料取りする。そして、その５００×８００ｍｍの大きさに材料取りされた発泡プラスチック板を、図６（Ａ），（Ｂ）における実線で示す各寸法に簡易カッター工具などで加工する。
【００２７】
本実施の形態においては、前記模型パーツａの作図のデータをもとに、数値制御可能なＮＣ加工機による機械、例えばレーザカットマシン、ＮＣコンターマシン、ニクロム線に通電して模型パーツａを溶かしながら切断する数値制御マシン等を使用して、模型パーツａを図６（Ａ），（Ｂ）における実線で示す寸法に加工することができる。また、さらに、このＮＣ加工機を使用することで、模型パーツａを任意の寸法に製造すると同時に、模型パーツに設けられた孔部２や、必要とする区分の模型パーツの将来の結合に備えた貫通孔３も同時に穴あけ加工することが可能となっている。
【００２８】
また、これと同様に、図７における模型パーツｃは、（Ａ）に示すように、まず、板厚１００ｍｍの発泡プラスチック板を４２０×８００ｍｍに材料取りする。そして、この４２０×８００ｍｍの大きさに材料取りされた発泡プラスチック板を、図７（Ａ），（Ｂ）における実線で示す各寸法に簡易カッター工具などで加工する。
【００２９】
また、模型パーツｃも前記模型パーツａと同様に作図されたデータをもとに数値制御可能なＮＣ加工機を用いて図７（Ａ），（Ｂ）における実線で示す寸法に加工することができ、同時に孔部２と貫通孔３とを穴あけ加工することができるようになっている。
【００３０】
また、ここで、図７（Ｃ）に示すように、模型パーツｃの板厚を１００ｍｍから半分の５０ｍｍずつの２つに分割して模型パーツｃを形成することができる。この模型パーツｃは図５に示すように、上部に勾配を有する構造となっているので、このように模型パーツｃを複数個に分割して、上部を階段状に形成させることによって、後に成形された鋳物を機械加工で仕上げる際の仕上げしろを少なくすることが可能となり、手作業を軽減させることができる。
【００３１】
また、同様に、図８に示す模型パーツｊは、（Ａ），（Ｂ）に示す形状に加工される。そして、図示しないが模型パーツｎまでの１４個の全ての模型パーツがこれらと同じ方法で加工されるようになっている。
【００３２】
このように、前記模型製作図面Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて前記ＮＣ加工機で各模型パーツを成形し、孔部２および貫通孔３を成形することで、各模型パーツを機械的に製造することができ、製作工程における手作業を軽減させることが可能となっている。すなわち、ＮＣ加工機等の数値制御の機械を用いて機械加工することで、模型パーツの製作における作業効率を向上させ、容易に複数個の同じ鋳物を製作することができる。
【００３３】
また、ＮＣ加工機等の数値制御の機械を用いて機械加工することによって、各模型パーツの孔部２および貫通孔３の位置決め精度を高くすることが可能となる。
【００３４】
なお、ここでは、模型製作図面Ａ，Ｂ，Ｃによる鋳造される製品の実寸法と、図６に示す模型パーツａの仕上げ寸法を同一に表示している。これは、説明の便宜上であって、実際には鋳物一般に離型後の冷却縮みを見込んだ鋳物尺による尺度で計算されている。また、これは、模型パーツｂ〜ｎについても同様である。
【００３５】
以上のようにして、発泡プラスチック板素材を用いた模型パーツａ〜ｎからなる１４区分の各模型パーツが完成すると、それら各模型パーツを順番に接着剤などで接合して、１つの鋳造模型を成形できるようになっている。
【００３６】
また、さらに簡便な結合方法としては、図９および図１０に示すように、棒材４に各模型パーツの貫通孔３を差込むことで、各模型パーツ同士を結合し、かつ、各模型パーツを位置決めする方法がある。
【００３７】
図９には、模型パーツｇ〜ｎの結合方法が示されている。図において、模型パーツｇ〜ｎは、棒材４に差込まれるようになっている。本実施の形態において、この棒材４には、模型パーツｎから順々に、模型パーツｍ、模型パーツｌというように、各模型パーツの貫通孔３を通って差込まれている。この棒材４の長さは、前記模型パーツｎに差込んで模型パーツｇまでを結合させることができる長さとなっている。すなわち、本実施の形態においては、各模型パーツの板厚が１００ｍｍとなっているので、棒材４の長さは８００ｍｍとなっている。
【００３８】
また、この各模型パーツに設けられた貫通孔３は、いずれも同じ位置に設けられているので、棒材４に各模型パーツを差込むことによって、各模型パーツが位置決めされる。そして、図における矢印に示すように、模型パーツｋ、模型パーツｊというように、各模型パーツが順々に前記棒材４に差込まれて、模型パーツｇ〜ｎが結合されるようになっている。
【００３９】
そして、このように結合された模型パーツｇ〜ｎには、さらに図１０に示すように、模型パーツａ〜ｆが結合されるようになっている。
【００４０】
図において、模型パーツｇには、貫通孔５が設けられていて、該貫通孔５には、棒材６が差込まれている。そして、この棒材６には、模型パーツｇから順々に、模型パーツｆ、模型パーツｅというように、各模型パーツの貫通孔５を通って差込まれている。また、この棒材６の長さは、前記模型パーツｇに差込んで模型パーツａまでを結合させることができる長さとなっている。すなわち、本実施の形態においては、各模型パーツの板厚が１００ｍｍとなっているので、棒材６の長さは７００ｍｍとなっている。
【００４１】
また、この各模型パーツに設けられた貫通孔５は、いずれも同じ位置に設けられているので、棒材６に各模型パーツを差込むことによって、各模型パーツが位置決めされる。そして、図における矢印に示すように、模型パーツｄ、模型パーツｃ、模型パーツｂというように、各模型パーツが順々に前記棒材６に差込まれて、模型パーツａ〜ｇが結合される。ここで、前記模型パーツｇ〜ｎは、先に結合されているので、模型パーツａ〜ｇが結合されることにより、模型パーツａ〜ｎ全体が結合されて鋳造模型が成形されるようになっている。
【００４２】
また、この棒材４，６は、模型パーツａ〜ｎを構成する素材と同一の素材で形成されている。すなわち、模型パーツａ〜ｎを発泡プラスチックで構成する際は、棒材４，６も発泡プラスチックで形成される。そして、この模型パーツａ〜ｎの結合によって、短時間で容易に図１１に示すような鋳造模型１０が組み立てられるようになっている。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、模型パーツｇ〜ｎを棒材４で結合し、模型パーツａ〜ｇを棒材６で結合することで、模型パーツａ〜ｎまでを連結しているが、模型パーツａ〜ｎの各模型パーツの同じ位置に貫通孔を設けて、該貫通孔に鋳造模型１０の全長と同じ長さの棒材を通して、各模型パーツを一括して連結することも可能となっている。
【００４４】
次に、本発明に係る鋳造模型を用いた鋳造方法について説明する。
図１２において、２０は砂型で、この砂型２０内部には前記鋳造模型１０が型込めされている状態となっている。図において、この砂型２０は鋳物砂２１で構成されていて、湯口、押湯、ガス抜きなどの位置、大きさ、鋳込み温度その他の条件に基づいて製作されている。
【００４５】
図において、前記砂型２０は、上下に分割可能となっていて、砂型２０の下型に鋳物模型１０が嵌められて、砂型２０の上型と下型とが型合わせられている。そして、この砂型２０には、外部から内部に溶融材料を注湯するための湯口２２が設けられている。
【００４６】
本実施の形態においては、湯口２２は砂型２０の上部２箇所に設けられていて、この２箇所の湯口２２から溶融材料が注湯されるようになっている。この湯口２２から溶融材料が注湯されると、砂型２０の内部で溶融材料と発泡プラスチック製の鋳造模型１０とが接触する。そして、この溶融材料と接触した発泡プラスチックからなる鋳造模型１０は、溶融材料の注湯温度で溶解する。この溶解した鋳造模型１０は、砂型２０の内部で気化などして砂型２０の外部に排出されていき、砂型２０内部に鋳造模型１０の大きさおよび形状の空洞（キャビティ）が形成される。そして、この融解した鋳造模型１０の大きさおよび形状の空洞に沿って溶融材料が空洞内に充填されて冷却固定される。しかる後、この溶融材料が固化されると、砂型２０を再び上下に分解して離型して、図１に示すように前記鋳造模型と同一の形状の鋳物１を得ることができるようになっている。
【００４７】
そして、このようにして成形された鋳物１を機械加工で所望の形状に加工し、本発明に係る鋳造模型を用いた鋳造の工程が終了する。
【００４８】
なお、上記のようにして成形された鋳物１は、製品によっては離型後にサンドブラスト加工などして研磨仕上げなどされる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５０】
本発明による鋳造模型は、鋳造される製品の形状を模擬的に縦、横、高さのいずれかの最適方向へ複数のブロックに等分割して設定し、各ブロックごとに所要形状の模型パーツを形成して、それら模型パーツを順番に連結して１つの鋳造模型を形成したので、鋳造製品の形状を図面上で模擬的に等分割してブロック区分化することにより、各ブロックを模型パーツとして個々に分業製作が可能で、容易かつ短期に１つの鋳造模型を得ることができる。
【００５１】
また、本発明に係る模型パーツは、貫通孔を有し、該貫通孔に棒材を挿入させることができるので、複数個の模型パーツを容易に連結させて鋳造模型を形成させることができる。
【００５２】
さらに、この鋳造模型を熱溶融性を有する発泡プラスチックまたは多孔プラスチックで形成したので、砂型中の鋳造模型が溶融材料による熱によって溶解し、作業性に優れた鋳造模型を得ることができる。
【００５３】
また、本発明の鋳造模型の製造方法は、鋳造模型の図面をコンピュータグラフィックスを含む画像処理で製作して、画面上でブロックに等分割させることができ、かつ、この図面を記録媒体に保存することができたので、作図効率の向上を図ることができる。また、この画像処理のデータを基に数値制御による機械を用いて鋳造模型を機械的に製作することが可能となる。すなわち、手作業による製作工程が軽減されるので、短時間で鋳造模型を製作することでき、同じ物を容易に複数個製作することが可能となる。さらに、鋳造模型を機械的に製作するので、熟練作業者でなくても鋳造模型の製作が可能となる。また、図面を記憶媒体に保存することで、図面の製作現場においての煩雑性を解消させることが可能となる。
【００５４】
本発明による発泡プラスチック製鋳造模型を用いた鋳造方法は、鋳造される製品の形状を象って鋳型中に型込めされる鋳造模型を用いて鋳造するにあたり、発泡プラスチックを素材とする複数の模型パーツを連結して組み立ててなっている前記鋳造模型を型込めして鋳型を造り、鋳型中に鋳造模型を残した状態でこれを溶融材料の熱で燃焼させつつ溶融材料を注湯するので、従来鋳型から取り外してキャビティを造る工程と手間が省かれる。
【００５５】
以上から、鋳造製品の製造コストを大幅に低減でき、特に大型で複雑形状の鋳造製品の場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】砂型から離型して得られた鋳物製品を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る鋳造模型の製作方法の実施の形態としてその製作図面例を示す平面図である。
【図３】本実施の形態による製作図面例の正面図である。
【図４】本実施の形態による製作図面例の側面断面図である。
【図５】本実施の形態において鋳造模型を模擬的に等分割して模型パーツａ〜ｎを製作するための側面図である。
【図６】発泡プラスチック板によって例えば模型パーツａを製作するための正面図と側面図である。
【図７】発泡プラスチック板によって例えば模型パーツｃを製作するための正面図と側面図である。
【図８】発泡プラスチック板によって例えば模型パーツｊを製作するための正面図と側面図である。
【図９】本実施の形態において模擬的に等分割して形成した模型パーツｇ〜ｎの結合方法を示す図である。
【図１０】本実施の形態において模擬的に等分割して形成した模型パーツａ〜ｎの結合方法を示す図である。
【図１１】模型パーツａ〜ｎを順に接合して完成した本実施の形態による鋳造模型を示す斜視図である。
【図１２】本例の模型を砂型中に入れて鋳造する態様の一例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１……………………鋳物
３，５………………貫通孔
４，６………………棒材
１０…………………模型
２０…………………砂型
Claims (3)
- 鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型であって、
前記鋳造模型の形状を、縦、横、高さのいずれか最適な方向へ向かって複数のブロックに等分割した形状に形成される複数個の模型パーツと、前記複数個の模型パーツを連結する棒材と、からなり、
前記複数個の模型パーツは、熱により溶解し気化する発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状または直方体状ブロックに成形した材料を加工することにより所定形状に成形されたものであり、
前記複数個の模型パーツの共通する位置には、前記棒材が差し込まれる貫通孔を有し、
前記棒材は、前記模型パーツと同じ素材で形成され、
前記複数個の模型パーツの前記貫通孔に前記棒材を差し込むことにより前記複数個の模型パーツが連結される
ことを特徴とする鋳造模型。 - 鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型の製造方法であって、
前記鋳造模型の製作図面を前記鋳造される製品の寸法に基づいてコンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によって作図するとともに作図された前記製作図面を記録媒体に保存し、
前記作図された鋳造模型の図面を参照して前記鋳造模型をこの縦、横、高さのどの方向へ等分割するかを決定した上で、コンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によってコンピュータの画面上で前記作図された鋳造模型を複数のブロックに等分割し、
コンピュータの画面上で複数のブロックに等分割された前記鋳造模型の各ブロックをそれぞれ模型パーツとしてコンピュータグラフィックスを含む作図画像処理によって作図するとともに作図された前記各模型パーツの図面をそれぞれ記録媒体に保存し、
前記鋳造される製品の最大幅と全長を満たすような大きさの発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状や直方体状ブロックに成形加工した模型材料を用意し、
前記各模型パーツの図面に基づき、数値制御可能なＮＣ加工機を使用して、前記各模型パーツの実物模型を前記模型材料から造型加工するとともに造型加工された前記各模型パーツの実物模型の共通する位置に貫通孔を有するように穴あけ加工し、
造型加工された前記各模型パーツの前記貫通孔に前記各模型パーツと同じ素材で形成される棒材を差し込むことにより、前記各模型パーツを連結して一つの鋳造模型を成形する
ことを特徴とする鋳造模型の製造方法。 - 鋳造される製品の形状を象って成形され鋳型中に型込めされる鋳造模型を用いた製造方法であって、
前記鋳造模型の形状を縦、横、高さのいずれか最適な方向へ向かって複数のブロックに等分割した形状に形成される複数個の模型パーツと、前記複数個の模型パーツを連結する棒材と、からなり、前記複数個の模型パーツは、熱により溶解し気化する発泡プラスチック素材または多孔プラスチック素材を板状または直方体状ブロックに成形した材料を加工することにより所定形状に成形されたものであり、前記複数個の模型パーツの共通する位置には、前記棒材が差し込まれる貫通孔を有し、前記棒材は、前記模型パーツと同じ素材で形成され、前記複数個の模型パーツの前記貫通孔に前記棒材を差し込むことにより前記複数個の模型パーツが連結される鋳造模型を組み立てて一つの前記鋳造模型を作製し、
該作製した鋳造模型を鋳型中に型込めして鋳型を造り、該鋳型中に前記鋳造模型を残した状態で鋳型中に溶解材料を流し込み、該溶解材料の熱で前記鋳造模型を溶解させつつ、前記鋳造模型の溶解により形成されるキャビティが充填するまで前記溶解材料を注湯する
ことを特徴とする鋳造模型を用いた鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002235169A JP4232888B2 (ja) | 2002-08-12 | 2002-08-12 | 鋳造模型とその製造方法、およびその鋳造模型を用いた鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002235169A JP4232888B2 (ja) | 2002-08-12 | 2002-08-12 | 鋳造模型とその製造方法、およびその鋳造模型を用いた鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004074188A JP2004074188A (ja) | 2004-03-11 |
| JP4232888B2 true JP4232888B2 (ja) | 2009-03-04 |
Family
ID=32019754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002235169A Expired - Fee Related JP4232888B2 (ja) | 2002-08-12 | 2002-08-12 | 鋳造模型とその製造方法、およびその鋳造模型を用いた鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4232888B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102921889A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-02-13 | 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 | 一种适用于不锈钢铸件的熔模精密铸造制壳方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4959932B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2012-06-27 | 株式会社イノアックコーポレーション | シール材の製造方法 |
| JP2007152419A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | 消失模型及びその組立て方法 |
| CN103551500B (zh) * | 2013-11-18 | 2015-12-30 | 宁夏共享集团有限责任公司 | 一种消失模浇注系统的制作方法 |
| CN116809862B (zh) * | 2023-07-03 | 2023-12-29 | 华中科技大学 | 一种消失模铸造用净型壳、制备方法及其应用 |
-
2002
- 2002-08-12 JP JP2002235169A patent/JP4232888B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102921889A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-02-13 | 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 | 一种适用于不锈钢铸件的熔模精密铸造制壳方法 |
| CN102921889B (zh) * | 2012-11-07 | 2015-04-22 | 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 | 一种适用于不锈钢铸件的熔模精密铸造制壳方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004074188A (ja) | 2004-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6386264B2 (en) | Method for machining sand block into sand molding elements including sand molds and sand cores for metal casting foundry operations | |
| EP1616641B1 (en) | Fugitive pattern assembly and manufacturing method | |
| EP2465623A1 (en) | Adaptive production method for mould | |
| KR102047273B1 (ko) | 정밀주조용 코어를 포함하는 왁스 모델 제작 방법 및 장치 | |
| JP4232888B2 (ja) | 鋳造模型とその製造方法、およびその鋳造模型を用いた鋳造方法 | |
| JP5421235B2 (ja) | 複合型の構造体ならびにその構造体を用いる鋳型および鋳造方法 | |
| JP4739423B2 (ja) | シートパッド用鋳造金型製造方法及び金型模型 | |
| JP5079768B2 (ja) | 鋳型、鋳型の製造方法、鋳造物の生産方法 | |
| JP3264485B2 (ja) | プレス金型部品の製造方法 | |
| JPH0641015B2 (ja) | ３次元凝固解析方法 | |
| CN112191803A (zh) | 一种大型筒状钢锭模铸件的制造方法 | |
| JP2001105420A (ja) | コンクリート製品の製造方法 | |
| JP3533444B2 (ja) | 鋳造用原型製造方法及び原型用親型 | |
| US20080105398A1 (en) | Article For Multiple Core Stacking And Method Thereof | |
| JPS61115645A (ja) | 積層体成形用金型の製造方法 | |
| JP2553124B2 (ja) | 金型の製造方法 | |
| JPH08322971A (ja) | 複合素材から成るゴルフクラブのクラブヘッド及びその製造方法 | |
| JPH06328192A (ja) | ポンプインペラの鋳型製造方法 | |
| JPH09168856A (ja) | 樹脂成形用金型の製造方法および装置 | |
| CN116571686A (zh) | 一种抽水蓄能水轮机上冠铸件的铸造工艺 | |
| JP2950462B2 (ja) | 鋳造成形品の製造方法 | |
| JPH04270467A (ja) | 鋳造品の製造方法 | |
| CN111036841A (zh) | 一种气缸体铸件快速成型的方法 | |
| JPH06262294A (ja) | 鋳造法 | |
| JPH0714545B2 (ja) | 鋳造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050727 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080910 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081110 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081203 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081203 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111219 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4232888 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111219 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121219 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131219 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |