JP5923737B2 - 鋳造用の複合模型及び鋳造方法 - Google Patents
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また、本発明の鋳造用の複合模型は、熱可塑性樹脂からなる熱溶融消失体の中にセラミックス焼結体を挿入配置してなる鋳造用の複合模型であって、前記セラミックス焼結体は前記複合模型の内壁面のうちのアンダーカット部分と対応する位置に埋め込まれ、前記セラミックス焼結体にアンダーカット部分の形状を形成するための壁面部分を設けられ、当該壁面部分が鋳物の内壁面のうちのアンダーカット部分と対応しており、熱可塑性樹脂からなる熱溶融消失体をインサート成型で同時に一体成形してなるものであり、鋳造後に前記セラミックス焼結体は取り除かれる複合模型であることを特徴とする。
前記熱溶融消失体は、樹脂成形金型、プレス金型、レーザ加工、切断加工、押し出し加工等により、所望の形状に成形されたものである。
前記セラミックス焼結体は、プレス金型、切断加工、押し出し加工等により、所望の形状に成形されたものである。
インサート成形としては、例えば、成形されたセラミックス焼結体を金型内に挿入配置して、樹脂モールドすることで熱溶融消失体を成形することで、熱溶融消失体とセラミックス焼結体とを一体成形する。
同時成形としては、例えば、同一の金型内で、セラミックス焼結体を成形し、次に、熱溶融消失体を成形することで、熱溶融消失体とセラミックス焼結体とを一体成形する。
嵌め合いとしては、例えば、成形されたセラミックス焼結体の突起部(凸部)と、当該突起部に対応させて同じサイズか若干サイズの小さな熱溶融消失体の窪み部(凹部)とを填め合わせることで、熱溶融消失体とセラミックス焼結体とを一体成形する。
接着としては、例えば、接着剤、粘着剤、接着テープ、粘着テープ等を用いて、熱溶融消失体とセラミックス焼結体とを接合し一体的に形成する。
溶着としては、例えば、溶剤液などにより化学的に熱溶融消失体の一部を溶かすか、加熱することで熱溶融消失体の一部を溶かす方法であり、熱溶融消失体とセラミックス焼結体との境界面の熱溶融消失体を溶かしてセラミックス焼結体に固着させることで、熱溶融消失体とセラミックス焼結体とを一体成形する。
崩壊性セラミック焼結体としては、例えば、ジルコニア、チタニア、カルシア、マグネシア、イットリア等が挙げられる。また、本発明によれば、注湯に耐え得る最小厚みのセラミックシェル構造とすることも容易である。
図1は、本発明を適用した第1の実施形態の鋳造用の複合模型1を側面側から示す外観図である。図1は、水道バルブ用の管体を鋳造するための複合模型1である。図2は、本実施形態の複合模型1を側面側から示す断面図である。
前記熱溶融消失体2は、樹脂成形金型、プレス金型、レーザ加工、切断加工、押し出し加工等により、所望の形状に成形されたものである。
前記セラミックス焼結体3は、プレス金型、切断加工、押し出し加工等により、所望の形状に成形されたものである。
インサート成形としては、例えば、成形されたセラミックス焼結体3を金型内に挿入配置して、樹脂モールドすることで熱溶融消失体2を成形することで、熱溶融消失体2とセラミックス焼結体3とを一体成形する。
同時成形としては、例えば、同一の金型内で、セラミックス焼結体3を成形し、次に、熱溶融消失体2を成形することで、熱溶融消失体2とセラミックス焼結体3とを一体成形する。
嵌め合いとしては、例えば、成形されたセラミックス焼結体3の突起部(凸部)と、当該突起部に対応させて同じサイズか若干サイズの小さな熱溶融消失体2の窪み部(凹部)とを填め合わせることで、熱溶融消失体2とセラミックス焼結体3とを一体成形する。
接着としては、例えば、接着剤、粘着剤、接着テープ、粘着テープ等を用いて、熱溶融消失体2とセラミックス焼結体3とを接合し一体的に形成する。
溶着としては、例えば、溶剤液などにより化学的に熱溶融消失体2の一部を溶かすか、加熱することで熱溶融消失体2の一部を溶かす方法であり、熱溶融消失体2とセラミックス焼結体3との境界面の熱溶融消失体2を溶かしてセラミックス焼結体3に固着させることで、熱溶融消失体2とセラミックス焼結体3とを一体成形する。
崩壊性セラミック焼結体3としては、例えば、ジルコニア、チタニア、カルシア、マグネシア、イットリア等が挙げられる。また、注湯に耐え得る最小厚みのセラミックシェル構造とすることもできる。なお、鋳物10を鋳型5から取り出す際に、セラミック焼結体3の崩壊を促進させるために、鋳物製品にダメージを加えない範囲内であれば、多少の振動や衝撃を加えてもよい。
図7は、本発明を適用した第2の実施形態の鋳造用の複合模型1を側面側から示す断面図である。図8は、本実施形態の複合模型1を用いて鋳造した鋳物10を側面側から示す断面図である。ここで、同一の符号は同じ機能を指していることから、その説明を省略する。本実施形態では、図7に示すように、セラミックス焼結体3は、円環状を呈し、その外壁面のうちの傾斜面(テーパ面)31の一部が、熱溶融消失体2の内壁面のうちのアンダーカット部分の傾斜面(テーパ面)21の一部と合わさっている。その一方で、セラミックス焼結体3の外壁面のうちの最外周面311は、熱溶融消失体2の内壁面のうちのアンダーカット部分の底面211とは接していない。そして、セラミックス焼結体3の外壁面のうちの最外周面311は、鋳物10の内壁面のうちのアンダーカット部分101と対応する位置に配されている(図8を参照)。なお、本実施形態では、既知のロストフォーム法に基づいて鋳造する。
本実施形態によれば、セラミックス焼結体3の形状の自由度が高くなるので、鋳物製品の仕様に合わせて、セラミックス焼結体3を作製し、熱溶融消失体2に嵌め合せるなどして、組み合わせのバリエーションを増やすことができ、多品種少量生産に対応することが容易となる。
図9は、本発明を適用した第3の実施形態の鋳造用の複合模型1を側面側から示す断面図である。ここで、同一の符号は同じ機能を指していることから、その説明を省略する。図7は、水道用分岐管を鋳造するための複合模型1である。本実施形態では、熱可塑性樹脂等からなる熱溶融消失体2の内壁側面21全体に、セラミックス焼結体3が詰まっており、セラミックス焼結体3の外側面31が熱溶融消失体2の内壁面21と面接合した複合模型1となっている。
本実施形態によれば、熱溶融消失体2の内側に砂を詰めたり、中子を入れる作業が不要となり、また、セラミックス焼結体3が芯材となっているため、熱溶融消失体2の厚みを薄くすることが容易となる。したがって、鋳物の厚みを薄くすることが容易である。
本実施形態によれば、鋳物の厚みを薄くすることが容易となるうえ、セラミックス焼結体3が中空となっており、多数の切り込みが入っているので、鋳造後に崩壊させ易い。そして、自由なカーブ形状の管体をシームレスで鋳造することが容易である。
2 熱溶融消失体、
3 セラミックス焼結体、
21 熱溶融消失体の内壁面のうちのアンダーカット部分、
31 セラミックス焼結体の外壁面、
10 鋳物、
101 鋳物の内壁面のうちのアンダーカット部分
Claims (7)
- セラミックス焼結体を金型内に挿入配置した複合模型にして、熱可塑性樹脂からなる熱溶融消失体をインサート成型で同時に一体成形する工程と、金型からセラミックス焼結体が一体化した熱溶融消失体を取り外す工程と、セラミックス焼結体が一体化した熱溶融消失体を砂型である鋳型に組み込んで、溶融金属を注湯して熱溶融消失体を消失させて鋳物製品を成形する工程と、鋳物製品から前記セラミックス焼結体を取り除く工程とを備えることを特徴とする鋳造方法。
- 前記鋳造製品が円筒状の部分を有するものを製造するに際し、前記熱可塑性樹脂からなる熱溶融消失体の内壁側面全体にセラミックス焼結体が詰まっており、セラミックス焼結体の外側面が熱溶融消失体の内壁面と面接合した複合模型を用いることを特徴とする請求項1記載の鋳造方法。
- セラミックス焼結体を金型内に挿入配置した複合模型にして、熱可塑性樹脂からなる熱溶融消失体をインサート成型で同時に一体成形する工程において、前記セラミックス焼結体にアンダーカット部分の形状を形成するための壁面部分を設け、当該壁面部分を鋳物の内壁面のうちのアンダーカット部分と対応させることを特徴とする請求項1記載の鋳造方法。
- 鋳型に溶融金属を注湯して鋳物製品を成形する鋳造用の複合模型を用い、前記セラミックス焼結体にアンダーカット部分の形状を形成するための壁面部分を設け、当該壁面部分を鋳物の内壁面のうちのアンダーカット部分と対応する位置に砂型である鋳型に埋め込み配されていることを特徴とする請求項1記載の鋳造方法。
- 前記セラミックス焼結体が、熱衝撃や振動等の外力によって崩壊する性質を有し、熱衝撃や振動等の外力によって前記セラミックス焼結体を、崩壊させて鋳物製品から取り除くことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の鋳造方法。
- 熱可塑性樹脂からなる熱溶融消失体の中にセラミックス焼結体を挿入配置してなる鋳造用の複合模型であって、前記セラミックス焼結体は前記複合模型の内壁面のうちのアンダーカット部分と対応する位置に埋め込まれ、前記セラミックス焼結体にアンダーカット部分の形状を形成するための壁面部分を設けられ、当該壁面部分が鋳物の内壁面のうちのアンダーカット部分と対応しており、熱可塑性樹脂からなる熱溶融消失体をインサート成型で同時に一体成形してなるものであり、鋳造後に前記セラミックス焼結体は取り除かれる複合模型であることを特徴とする鋳造用の複合模型。
- 前記セラミックス焼結体が、熱衝撃や振動等の外力によって崩壊する性質を有することを特徴とする請求項6記載の鋳造用の複合模型。
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