JP5925102B2 - Casting press molding apparatus, casting press molding method and metal molded product - Google Patents
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Description
本発明は、型枠に貯留された溶湯に対してプレス加圧して、内部欠陥の発生を抑制し、かつ製造品の寸法の精度を維持する鋳造プレス成形装置、鋳造プレス成形方法及び金属成形品に関する。 The present invention relates to a casting press molding apparatus, a casting press molding method, and a metal molded product that press-press a molten metal stored in a mold to suppress the occurrence of internal defects and maintain the dimensional accuracy of a manufactured product. About.
金属製品のうち、低融点金属材料からなる金属製品、例えば錫製品の鋳造方法として、一般に金型鋳造や多孔質の石材などでかたどりをした鋳造方法、ゴム型による遠心鋳造方法などが用いられている。これらの鋳造方法は鋳型からダイレクトに製品を鋳造するので錫のような低融点金属あるいは低融点合金の場合は、きわめて経済的である。 Among metal products, metal products made of low-melting-point metal materials, such as tin products, are generally cast using mold casting or porous stone, centrifugal casting using rubber molds, etc. Yes. Since these casting methods cast products directly from the mold, they are very economical in the case of a low melting point metal such as tin or a low melting point alloy.
低融点金属あるいは低融点合金とは、低融点を特徴とする金属あるいは合金であり、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛などを主成分とした合金である。錫基の合金であるはんだや、ウッドメタル、ローズ合金、ガリンスタンなどがある。特にはんだは、空気中で安定であり、電子部品や日用品などの強度を必要としない接合や、温度ヒューズ・消火用スプリンクラーヘッドなどの感温材料、パイプ曲げ加工時の充填物などに広く使われている。 The low melting point metal or low melting point alloy is a metal or alloy characterized by a low melting point, and is an alloy mainly composed of zinc, indium, gallium, tin, bismuth, lead or the like. There are solder, tin metal alloy, wood metal, rose alloy and galinstan. In particular, solder is stable in the air, and is widely used for joints that do not require strength, such as electronic parts and daily necessities, temperature sensitive materials such as thermal fuses and fire-extinguishing sprinkler heads, and fillers when bending pipes. ing.
この低融点金属若しくは低融点合金として用いられる錫すなわちスズ(Sn 原子番号 50 原子量 118.70)はスズ石を炉中で炭素、ケイ石、ホタル石あるいは石灰石などを混合溶錬して還元し、粗スズをつくり、乾式法または電解法で精錬する。地金の純度はJIS規格に示されているように99.9%〜99.5%程度でおもな不純物はPb、Sb、As、Cu、Feなどである。(JIS H2108参照)。 Tin or tin (Sn atomic number 50 atomic weight 118.70) used as this low melting point metal or low melting point alloy is reduced by mixing and melting tin, carbon, silica, fluorite or limestone in a furnace. Crude tin is made and refined by dry method or electrolytic method. The purity of the metal is about 99.9% to 99.5% as shown in the JIS standard, and the main impurities are Pb, Sb, As, Cu, Fe and the like. (See JIS H2108).
係る錫を用いた金属製品として特許文献1には、指や手などで、簡便に細やかな形状変更が可能な金属製器であって、衛生上有害な金属成分が溶出されない、加えて、防腐効果を有し、デザイン的にも優れた金属製器が提案された。この特許文献1ではその製造方法としてSn98.0wt%以上の含有率を持つ金属材料で、生型鋳造する製造方法が提案されている。
特許文献1に示された生型鋳造する製造方法では以下の問題がある。すなわち生型の成型自体は容易にできるとしても湯口、湯道を考慮する必要があり、湯温、湯量、流し込む速度、その他注意すべき点が多く、大量ロットの量産時には製造スペースが必要となる。また生型に用いる鋳物砂の粘結性、抗力性、流動性、水分の影響を受けやすく、ひけ巣、ピンホール、肌あれ等の問題を防止することは容易ではなく品質が安定しない しかも注湯方式は重力式が一般的であり、湯は重力で上から下へ流れ込み、湯を鋳込んだ後に自然に凝固するが湯温が低い(融点以上)と溶解金属の粘性が高く細かい部分まで湯が回らない。しかも生型自体は何度でも利用可能ではあるものの、1個の製品毎に生型を作り直す必要があり、一方、得られた製品の仕上げに要する時間が多いという問題もある。
The production method for green casting shown in
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、生産性が高く、不良率の低い、合理的な金属製器ならびに金属製品の製造装置及び製造方法である鋳造プレス成形装置、鋳造プレス成形方法及び金属成形品を提供することを目的とする。 In view of the above problems in the prior art, the present invention has a high productivity, a low defect rate, a reasonable metal container, a metal product manufacturing apparatus and a manufacturing method and a casting press forming apparatus, a casting press forming method, and a metal. The object is to provide a molded product.
本発明の鋳造プレス成形装置は、溶湯を貯留する凹部を備える型枠と、前記凹部に挿入可能なプレス部とを有し、前記プレス部のプレスカバーが有機組織素材を用いてなり、前記型枠に貯留された溶湯に対して前記プレス部によって加圧を行うことを特徴とする。 The casting press molding apparatus of the present invention has a mold frame having a recess for storing molten metal, and a press part that can be inserted into the recess, and the press cover of the press part uses an organic tissue material, and the mold The molten metal stored in the frame is pressurized by the press unit.
前記型枠の素材として有機組織素材を用いることができる。また前記有機組織素材を和紙その他の紙加工品、パルプモールド、木材又は木材加工品としてもよい。 An organic tissue material can be used as the material of the mold. The organic tissue material may be Japanese paper or other paper processed products, pulp mold, wood, or wood processed products.
本発明の鋳造プレス成形方法は、型枠の凹部に溶湯を貯留する工程と、前記凹部に挿入可能なプレス部を有するプレス手段によって前記型枠に貯留された溶湯に対してプレス加圧を行う工程と、よりなることを特徴とする。 The casting press molding method of the present invention presses and pressurizes the molten metal stored in the mold by a step of storing the molten metal in the recess of the mold and a pressing means having a press part that can be inserted into the recess. And a process.
前記溶湯が低融点金属の溶湯であり、特に前記低融点金属を錫とすることができる。係る鋳造プレス成形方法によって得られる金属成形品は柔軟性及び抗菌性を備えることを特徴とする。 The molten metal is a molten metal of a low melting point metal, and in particular, the low melting point metal can be tin. The metal molded product obtained by such a casting press molding method is characterized by having flexibility and antibacterial properties.
本発明の鋳造プレス成形装置、鋳造プレス成形方法及び金属成形品は生産性が高く、不良率の低い、合理的な金属製器ならびに金属製品の製造装置及び製造方法である。 The casting press molding apparatus, the casting press molding method and the metal molded product of the present invention are a reasonable metal container and a metal product manufacturing apparatus and manufacturing method with high productivity and low defect rate.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1、図2は本発明の鋳造プレス成形装置1の模式図であり、図3はその部分斜視図である。図に示すように鋳造プレス成形装置1は溶湯2を貯留する平型の凹部3を備える型枠4と、凹部3に挿入可能な平型のプレス部5を有し、型枠4に貯留された溶湯2に対してプレス部5によってプレス加圧を行うプレス手段6を有する。プレス手段6についてはレバー式(図示せず)でマニュアル操作とすることができ、また既存のエア式又は油圧式又はモータを用いたスライド式の駆動力を用いることができる。なお本実施の形態では型枠4に貯留された溶湯2の水平に広がる溶湯面に対してプレス部5は垂直方向に駆動する。
Embodiments of the present invention will be described below.
1 and 2 are schematic views of the casting
前記型枠4及びプレス部5は有機組織素材を用いてなり、空気が抜けやすく、繊維中に空気が保持されて断熱性が高い。また特に型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5bは各々同種又は別種の有機組織素材を用いてなる。この有機組織素材としては和紙その他の紙加工品、パルプモールド、木材又は木材加工品を用いることができる。特に木材加工品を用いる場合には、その表面に手彫りによる表面加工やヤスリを用いての表面加工、さらにはCAD、CAM、金型プレス加工によってデザインを施すことができる。
The
以下に型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5bに用いる和紙その他の紙加工品に関して説明する。
(1)手すき和紙、機械和紙を用いる場合
(i)和紙表面に繊維状又は皺(シワ)、粒子状等の模様や凹凸が見て取れるものについては、和紙の表情を活かし、そのまま型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5b表面の素材として使用する。
(ii)和紙表面がフラットで凹凸が極めて少ない場合
(ア)水分で湿らせた後、手揉み又は機械揉みで皺(シワ)等の模様を作り、乾燥させたものを型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5b表面の素材として使用する。
(イ)エンボス加工にて、和紙表面に意図的に模様や凹凸を作り、型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5b表面の素材として使用する。
(2)パルプモールドを用いる場合
パルプモールド成型時に、シボ加工(繊維状、皺(シワ)、梨地、粒子状等)、その他デザインを施したものを型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5b表面の素材として使用する。
Hereinafter, Japanese paper and other paper processed products used for the
(1) When using hand-made Japanese paper or mechanical Japanese paper (i) For the surface of the Japanese paper where fibers or wrinkles, particles or other patterns or irregularities can be seen, make use of the Japanese paper expression as it is, the concave part of the
(Ii) When the surface of the Japanese paper is flat and there are very few irregularities (a) After moistening with moisture, a pattern such as wrinkles is made by hand or mechanical kneading and dried to form a
(A) A pattern or unevenness is intentionally formed on the surface of Japanese paper by embossing and used as a material for the surface of the
(2) In the case of using a pulp mold At the time of pulp mold molding, a textured process (fibrous, wrinkle, satin, particulate, etc.), and other designs are applied to the
次に型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5bに用いる天然木材・合成木材・人工木材(ケミカルウッド、コルク、合成コルク、バルサ、木質ボード(MDF)、パーティクルボード)について説明する。
(1)木材表面に比較的細かい木目模様や凹凸が見て取れるものについては、木材の表情を活かし、そのまま型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5b表面の素材として使用する。
(2)木材表面がフラットで凹凸が極めて少ない場合、手彫りによる木材加工、CAD及びCAM、若しくはCAM単体による木材加工、ヤスリを用いての表面加工、金型で木材表面にプレス加工、その他特殊工具を用いて木材表面に意図的に模様や凹凸、デザインを施した後、型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5b表面の素材として使用する。
Next, natural wood / synthetic wood / artificial wood (chemical wood, cork, synthetic cork, balsa, wood board (MDF), particle board) used for the
(1) For those with a relatively fine grain pattern or unevenness on the surface of the wood, the surface of the
(2) When the wood surface is flat and has very few irregularities, wood processing by hand carving, wood processing by CAD and CAM or CAM alone, surface processing using a file, press processing on the wood surface with a die, other special tools Is used as a material for the surface of the
次に以上の鋳造プレス成形装置1を用いて行う本発明の鋳造プレス成形方法について説明する。
本発明の鋳造プレス成形方法は型枠4の凹部3に溶湯2を貯留する工程と、凹部3に挿入可能なプレス部5を有するプレス手段6によって型枠4に貯留された溶湯に対してプレス加圧を行う工程と、よりなる。溶湯2は低融点金属の溶湯、特には錫を用いるのが好便である。錫地金としては3.5N(純度99.95%以上)若しくは4.0N(純度99.99%以上)のものを好便に用いることができる。この本発明の鋳造プレス成形方法によれば、凹部3を備える型枠4及びプレスカバー5bを備えるプレス部5を整える必要はあるものの、生型鋳造を行う場合のように湯口、湯道等をを考慮する必要はなく、溶湯2は型枠4の凹部3に貯留すればよい。しかも特に溶湯2の精密な管理は不要であり、その湯温のみを管理すればよい。また大量ロットにも対応することができ、量産を行う場合であっても特に大きなスペースを準備する必要はない。また溶湯2の湯温が低く(融点以上)てもプレス部5によってプレスすることで細かい部分まで湯が回り、特に製品の形状によってはプレスの圧力で下から上へ湯が回り、製品の形状に成形されると同時に凝固が始まる。また型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5bは破損がなければ再利用が可能であり、反復使用して量産する場合でも型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5bを脱着するのみで対応することができる。また製品の品質が安定し、仕上げに要する時間が少なくなるという利点もある。
Next, the casting press molding method of the present invention performed using the above casting
The casting press molding method of the present invention presses the molten metal stored in the
特に本発明の鋳造プレス成形方法では通常のプレス成形とは異なり錫の結晶構造の特性を残すことが可能となり、得られる製品に錫の特性である錫泣き(Tin Cry)が見られる。
すなわち従来のプレス成形では、金型で打ち抜く、およびローラーで潰し成型していたが、その方法では錫の結晶構造そのものを潰しており、錫の特性である錫泣き (Tin Cry)が見られることはなかった。換言すれば従来のプレス成形では精密な成形は可能であるとしても、鋳造ではなく、得られる製品も鋳物としての特性を有する鋳物製品と評価することはできなかった。しかし本発明の鋳造プレス成形方法を用いることで、その鋳物としての特性を残すことが可能となる。
また、通常のプレス成形では1つのデザイン形状のものを成型するたびに、高コストとなる金型が必要となり、しかもプレス時には、金属を打ち抜く振動・衝撃・騒音が問題となっていた。しかし本発明の鋳造プレス成形方法ではその様な問題は生じない。
In particular, in the casting press molding method of the present invention, it is possible to leave the characteristics of tin crystal structure unlike ordinary press molding, and tin cry (Tin Cry) which is the characteristic of tin is observed in the obtained product.
That is, in conventional press molding, it was punched with a mold and crushed with a roller, but in that method the tin crystal structure itself was crushed, and tin cry (Tin Cry), which is a characteristic of tin, can be seen. There was no. In other words, even if precision molding is possible with conventional press molding, it is not casting, and the product obtained cannot be evaluated as a casting product having characteristics as a casting. However, by using the casting press molding method of the present invention, it is possible to leave the characteristics as the casting.
In addition, in a normal press molding, a die having a high cost is required every time a product having a single design shape is molded. In addition, vibration, impact, and noise caused by punching out a metal have been problems during pressing. However, such a problem does not occur in the casting press molding method of the present invention.
具体的には本発明の鋳造プレス成形方法では通常のプレス成形とは異なり、金型と比較し安価な和紙を型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5bに使用することで、大幅なコストダウンを図ることができる。また型枠4の凹部3及びプレス部5のプレスカバー5bによるプレス時に掛かる圧力が比較的弱いため、振動・衝撃・騒音はほとんどない。また和紙それ自体は長期使用により使用不能となった場合でも再生利用することができる。さらに名前等の文字情報やデザイン柄は和紙その他有機組織素材を張り付けるだけで、その文字自体を製品にプレスすることができる。
Specifically, in the casting press molding method of the present invention, unlike ordinary press molding, by using cheap Japanese paper for the
製造される製品形状は和紙模様やシボ加工、エンボス加工等意図的にデザインを施した、0.1mm〜2.0mm程度の薄いプレートであるため、簡単に折り曲げることができ、また、ハサミでも簡単に切ることができる。 また、錫を用いる場合には抗菌性能、抗カビ性能が非常に高い金属であるため、1枚の錫プレートから手に取る人の考え方次第で、無数の使い道が生まれてくる商品となる。 The shape of the manufactured product is a thin plate of about 0.1mm to 2.0mm with intentionally designed patterns such as Japanese paper pattern, embossing, embossing, etc., so it can be bent easily and even with scissors Can be cut into In addition, when tin is used, it is a metal that has very high antibacterial and antifungal properties, so it becomes a product that can be used in a myriad of ways, depending on the way the person picks it up from a single tin plate.
したがってバラン・弁当箱内の仕切りに使用することによって弁当箱内の雑菌等の繁殖を抑えることができる。また冷蔵庫内の抗菌シートに使用することで、熱伝導率が良く冷えやすい、カビが繁殖しないという利点がある。さらに自由に形状を変えることができ抗菌性能が高い、広げて洗浄しやすいセルクルに利用することができる。 Therefore, by using it as a partition in the balun / lunch box, the propagation of germs and the like in the lunch box can be suppressed. Moreover, by using it for the antibacterial sheet in the refrigerator, there is an advantage that the thermal conductivity is good and it is easy to cool, and the mold does not propagate. Furthermore, the shape can be freely changed, and the antibacterial performance is high.
自由に形状を変えることができ、抗菌性能が高い、広げて洗浄しやすいことから生クリーム等の絞り口に利用することができる。
細く切ることができ簡単に巻くことができる細く切って結束バンドに利用することができる。
適度な大きさに切り分けやすいので箸置きに利用してもよい。
The shape can be freely changed, the antibacterial performance is high, and it is easy to spread and wash, so it can be used for squeezing mouths such as fresh cream.
It can be cut into thin strips that can be easily wound and used as a binding band.
You can use it as a chopstick rest because it is easy to cut it into an appropriate size.
抗菌性が高く、銀色で高級感があり、簡単に形状を変えることができるので仏壇のお供え用の仏具に利用することができる。
簡単にハサミで切れるのでソール状に切って靴底へ敷いておけば雑菌の繁殖を抑えられることから靴の中敷きに利用することができる。
簡単に折り曲げられるので高級な包装紙代わりに利用して高級感を向上することができる。
好きな大きさに切ることができて簡単に折り曲げられるので料理店等で前菜等を盛り付ける小さい器に利用することができる。
It has high antibacterial properties, is silvery and has a high-class feeling, and can be easily changed in shape, so it can be used as a Buddhist accessory for Buddhist altars.
Since it can be easily cut with scissors, it can be used as an insole for shoes because it can be cut into a sole and spread on the sole to suppress the growth of bacteria.
Since it can be bent easily, it can be used in place of a high-grade wrapping paper to improve the sense of quality.
It can be cut into any size and can be bent easily, so it can be used for small vessels that serve appetizers at restaurants.
図4、図5は本発明の他の実施の形態の鋳造プレス成形装置1aの模式図であり、図6はその部分斜視図である。前述の実施の形態との相違点は、凹部3a及びプレス部5aが平面により形成される平型ではなく曲面により形成された曲型である点である。この鋳造プレス成形装置1aによっても前述の鋳造プレス成形装置1と同様に本発明の鋳造プレス成形方法を実施することが可能であり、曲面を有する器型の製品を製造することができる。
なお本実施の形態でも型枠4に貯留された溶湯2の水平な溶湯面に対してプレス部5aは垂直方向に駆動する。
4 and 5 are schematic views of a casting
In the present embodiment, the
1・・・鋳造プレス成形装置、4・・・型枠、3・・・凹部、2・・・溶湯、5・・・プレス部、5b・・・プレスカバー、6・・・プレス手段。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
型枠及び前記プレス部が和紙又は木材加工品を用いてなり、前記型枠に貯留された錫の溶
湯に対して移動した前記プレス部を接触させることによって加圧を行うことを特徴とする
鋳造プレス成形装置。 A mold having a recess for storing a molten tin, and a press part that can be inserted into the recess, and the mold and the press part are made of Japanese paper or a processed wood product, and are stored in the mold A casting press molding apparatus, wherein pressurization is performed by bringing the moved pressing portion into contact with the molten tin.
手段によって前記型枠に貯留された錫の溶湯に対して移動した前記プレス部を接触させる
工程と、よりなり、前記型枠及び前記プレス部が和紙又は木材加工品を用いてなることを
特徴とする鋳造プレス成形方法。
A step of storing the molten tin in the recess of the mold, and a step of bringing the moved press portion into contact with the molten tin stored in the mold by pressing means having a press portion that can be inserted into the recess; and A casting press molding method, wherein the mold and the press part are made of Japanese paper or a processed wood product.
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