JP6841695B2 - Improved manufacturing method for laminated molds - Google Patents
Improved manufacturing method for laminated molds Download PDFInfo
- Publication number
- JP6841695B2 JP6841695B2 JP2017050458A JP2017050458A JP6841695B2 JP 6841695 B2 JP6841695 B2 JP 6841695B2 JP 2017050458 A JP2017050458 A JP 2017050458A JP 2017050458 A JP2017050458 A JP 2017050458A JP 6841695 B2 JP6841695 B2 JP 6841695B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sand
- water
- layer
- water glass
- mass
- 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.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 71
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 207
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 198
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 129
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 110
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 104
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 89
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 63
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 58
- 239000004909 Moisturizer Substances 0.000 claims description 50
- 230000001333 moisturizer Effects 0.000 claims description 50
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 45
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 29
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 16
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 14
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 14
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 6
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 4
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 33
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 24
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 22
- -1 silicic acid compound Chemical class 0.000 description 21
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 15
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 13
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 12
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 12
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 12
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 11
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 11
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 7
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 5
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 3
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HSHXDCVZWHOWCS-UHFFFAOYSA-N N'-hexadecylthiophene-2-carbohydrazide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCNNC(=O)c1cccs1 HSHXDCVZWHOWCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- DMSMPAJRVJJAGA-UHFFFAOYSA-N benzo[d]isothiazol-3-one Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NSC2=C1 DMSMPAJRVJJAGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 3
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 3
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 3
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Natural products CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 3
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 3
- QNLZIZAQLLYXTC-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethylnaphthalene Chemical group C1=CC=CC2=C(C)C(C)=CC=C21 QNLZIZAQLLYXTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-2,4-diol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical group O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 2
- 125000004855 decalinyl group Chemical group C1(CCCC2CCCCC12)* 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920013821 hydroxy alkyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L magnesium stearate Chemical compound [Mg+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N octacosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 125000005329 tetralinyl group Chemical group C1(CCCC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 2
- URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N triacetin Chemical compound CC(=O)OCC(OC(C)=O)COC(C)=O URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003232 water-soluble binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWVMLYRJXORSEP-UHFFFAOYSA-N 1,2,6-Hexanetriol Chemical compound OCCCCC(O)CO ZWVMLYRJXORSEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940015975 1,2-hexanediol Drugs 0.000 description 1
- ZILVNHNSYBNLSZ-UHFFFAOYSA-N 2-(diaminomethylideneamino)guanidine Chemical compound NC(N)=NNC(N)=N ZILVNHNSYBNLSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWLALWYNXFYRGW-UHFFFAOYSA-N 2-Ethyl-1,3-hexanediol Chemical compound CCCC(O)C(CC)CO RWLALWYNXFYRGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVOUKWFJRHALDD-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-acetyloxyethoxy)ethoxy]ethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOCCOCCOC(C)=O OVOUKWFJRHALDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOC(C)=O JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTSJMKGXGJFGQ-UHFFFAOYSA-N 3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 GDTSJMKGXGJFGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N Pentane-1,5-diol Chemical compound OCCCCCO ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWATWSYOIIXYMA-UHFFFAOYSA-N Pentylbenzene Chemical group CCCCCC1=CC=CC=C1 PWATWSYOIIXYMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZQSLXQPHPOTHG-UHFFFAOYSA-N [K+].[K+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 Chemical compound [K+].[K+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 FZQSLXQPHPOTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 229920013820 alkyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N butane-1,2-diol Chemical compound CCC(O)CO BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920003090 carboxymethyl hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- UQLDLKMNUJERMK-UHFFFAOYSA-L di(octadecanoyloxy)lead Chemical compound [Pb+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O UQLDLKMNUJERMK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBPGILLNMDGSDS-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol diacetate Chemical compound CC(=O)OCCOCCOC(C)=O UBPGILLNMDGSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- ZJOLCKGSXLIVAA-UHFFFAOYSA-N ethene;octadecanamide Chemical compound C=C.CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O ZJOLCKGSXLIVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000001087 glyceryl triacetate Substances 0.000 description 1
- 235000013773 glyceryl triacetate Nutrition 0.000 description 1
- GCXZDAKFJKCPGK-UHFFFAOYSA-N heptane-1,2-diol Chemical compound CCCCCC(O)CO GCXZDAKFJKCPGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEEPBTVZSYQUDP-UHFFFAOYSA-N heptatriacontanediamide Chemical compound NC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O FEEPBTVZSYQUDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHKSXSQHXQEMOK-UHFFFAOYSA-N hexane-1,2-diol Chemical compound CCCCC(O)CO FHKSXSQHXQEMOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diol Chemical compound OCCCCCCO XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019359 magnesium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N n-heptadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCO GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FATBGEAMYMYZAF-KTKRTIGZSA-N oleamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(N)=O FATBGEAMYMYZAF-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000001254 oxidized starch Substances 0.000 description 1
- 235000013808 oxidized starch Nutrition 0.000 description 1
- WCVRQHFDJLLWFE-UHFFFAOYSA-N pentane-1,2-diol Chemical compound CCCC(O)CO WCVRQHFDJLLWFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVUYWILPYBCNNG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)borane Chemical compound [K+].[O-]B=O JVUYWILPYBCNNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019794 sodium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002622 triacetin Drugs 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N trimethylolethane Chemical compound OCC(C)(CO)CO QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PCHQDTOLHOFHHK-UHFFFAOYSA-L zinc;hydrogen carbonate Chemical compound [Zn+2].OC([O-])=O.OC([O-])=O PCHQDTOLHOFHHK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
Description
本発明は、積層鋳型の改良された製造方法に係り、特に、薄い砂層を形成すると共に、これを一層ずつ所定形状に硬化させることを繰り返し、そしてその形成される複数の砂層を積層して、一体化せしめることにより、目的とする三次元形状の砂鋳型を製造する方法に関するものである。 The present invention relates to an improved method for manufacturing a laminated mold, in particular, forming a thin sand layer, repeatedly curing the thin sand layer one by one into a predetermined shape, and laminating a plurality of the formed sand layers. It relates to a method of manufacturing a target three-dimensional sand mold by integrating them.
近年、三次元プリント方式による積層成形技術が盛んに研究され、実用化されてきている。また、そのような積層成形技術を鋳型の造形に応用し、鋳型の試作や多品種少量生産用の鋳型の製造が、世界各地で検討されており、その中で、レーザ方式やインクジェット方式による積層鋳型の造形方法が提案されている。なお、それらレーザ方式やインクジェット方式の中でも、インクジェット方式の製造装置の方が、レーザ方式のものに比べて、装置が安価となる利点を有している。 In recent years, laminating molding technology using a three-dimensional printing method has been actively researched and put into practical use. In addition, by applying such laminating molding technology to mold molding, trial production of molds and production of molds for high-mix low-volume production are being studied all over the world, and among them, laminating by laser method or inkjet method. A method for forming a mold has been proposed. Among these laser methods and inkjet methods, the inkjet method manufacturing apparatus has an advantage that the apparatus is cheaper than the laser type.
ところで、従来のレーザ方式による鋳型の積層造形方法としては、例えば、特開平9−168840号公報(特許文献1)に明らかにされているような、積層法による砂鋳型の造形方法が、提案されている。そして、その方法においては、樹脂被覆砂(レジンコーテッドサンド)を散布して薄い砂層を形成する砂層形成工程と、この薄く成層された砂層の所定の部分をレーザの照射によって硬化させる硬化工程とを含み、これによって、砂鋳型の一つの層を形成すると共に、それらの工程を順次繰り返して、目的とする砂鋳型の各断面形状に対応した硬化砂層を順次積層し、砂の三次元造形物である砂鋳型を造形するようになっている。 By the way, as a conventional method for laminating molds by a laser method, for example, a method for forming a sand mold by a laminating method as clarified in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-168840 (Patent Document 1) has been proposed. ing. Then, in that method, a sand layer forming step of spraying resin-coated sand (resin coated sand) to form a thin sand layer and a curing step of curing a predetermined portion of the thinly stratified sand layer by irradiation with a laser are performed. Including, thereby forming one layer of the sand mold, and repeating these steps in sequence, the hardened sand layers corresponding to each cross-sectional shape of the target sand mold are sequentially laminated, and the sand is formed in a three-dimensional shape. It is designed to form a certain sand mold.
しかしながら、そのようなレーザ方式の積層法による砂鋳型の造形方法にあっては、レーザの照射による加熱によって、樹脂被覆砂を加熱硬化させるようにした構成であるために、レーザ照射による加熱の際に、有機物の臭気が発生するという問題が内在している。また、レーザ照射の有無により、砂層に温度差が生じることとなるところから、内部応力が発生し易くなり、長期間保管すると、砂鋳型に反りや歪みが発生する問題がある。更に、所定の部分をレーザ照射して加熱硬化させるには、高出力で精密な制御が必要であり、また高価なレーザ照射装置が必要となると共に、加熱のために非常に多くのエネルギーが必要になるという問題も内在している。 However, in the method of forming a sand mold by such a laser laminating method, the resin-coated sand is heat-cured by heating by laser irradiation, so that when heating by laser irradiation is performed. In addition, there is an inherent problem that the odor of organic substances is generated. Further, since a temperature difference is generated in the sand layer depending on the presence or absence of laser irradiation, internal stress is likely to be generated, and there is a problem that the sand mold is warped or distorted when stored for a long period of time. Furthermore, in order to irradiate a predetermined part with a laser and cure it by heating, high output and precise control are required, an expensive laser irradiation device is required, and a very large amount of energy is required for heating. There is also an inherent problem of becoming.
一方、インクジェット方式による鋳型の積層造形方法として、特開2011−230421号公報(特許文献2)においては、水溶性ポリマを含有した立体造形粉体によって層を形成する層形成工程と、この層形成工程おいて形成された層に、水を溶媒とする造形液をインクジェットヘッドから吐出させることで、立体造形粉体が造形液に溶解することによって生じる生成物を有する層を生成する生成工程とを備える立体造形物の製造方法が、明らかにされている。 On the other hand, as a method for laminating molds by an inkjet method, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-230421 (Patent Document 2), a layer forming step of forming a layer with a three-dimensional modeling powder containing a water-soluble polymer and the layer forming are performed. A production step of forming a layer having a product produced by dissolving the three-dimensional modeling powder in the modeling liquid by ejecting a modeling liquid using water as a solvent into the layer formed in the step from an inkjet head. The manufacturing method of the three-dimensional model to be provided has been clarified.
そして、そこでは、水の蒸発を抑制すると共に、造形液を増粘させる増粘湿潤剤と、界面活性剤とを、用いられる造形液に含有せしめ、更にpHを7〜9に調製することによって、目的とする立体造形物を所望の形状通りに造形することが出来るとされているのであるが、そこにおいて、かかる造形液をインクジェットヘッドから立体造形粉体に吐出せしめると、立体造形粉体の溶解の際に、立体造形粉体の層に造形液の滲みが発生する問題がある。そして、そのような滲みが発生したまま、積層造形した場合においては、得られる造形物の輪郭部分が凸凹の形状となったり、寸法精度が悪くなったりする問題を惹起し、特に、図7に示される、目標とするすり鉢形状の造形物2を得る場合の如く、造形液の散布範囲が下層よりも上層の方が広くなる場合にあっては、上層に散布した造形液が下層にまで染み込み易いために、得られる積層製品4には、図示の如く、造形形状が変化する問題が惹起されるようになるのである。
Then, there, a thickening wetting agent that suppresses the evaporation of water and thickens the modeling liquid and a surfactant are contained in the modeling liquid to be used, and the pH is further adjusted to 7 to 9. It is said that the target three-dimensional model can be formed according to the desired shape. However, when the modeling solution is discharged from the inkjet head onto the three-dimensional model powder, the three-dimensional model powder is produced. There is a problem that bleeding of the modeling liquid occurs in the layer of the three-dimensional modeling powder during dissolution. Then, in the case of laminated modeling with such bleeding occurring, the contour portion of the obtained modeled object becomes uneven and the dimensional accuracy deteriorates. In particular, FIG. 7 shows. When the spraying range of the modeling liquid is wider in the upper layer than in the lower layer, as in the case of obtaining the target mortar-
ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、積層造形に際して、各砂層の二次元パターン形成時における散布液の滲みを有利に抑制乃至は阻止し得るようにした積層鋳型の改良された製造方法を提供することにあり、また他の課題とすることころは、得られる積層鋳型の形状の悪化や変形、寸法精度の悪化を有利に抑制乃至は阻止し得る、積層鋳型の改良された製造方法を提供することにある。 Here, the present invention has been made against the background of such circumstances, and the problem to be solved thereof is the bleeding of the spray liquid at the time of forming the two-dimensional pattern of each sand layer at the time of laminated molding. It is an object of the present invention to provide an improved manufacturing method of a laminated mold capable of advantageously suppressing or preventing the above, and another problem is deterioration, deformation, and dimensional accuracy of the shape of the obtained laminated mold. It is an object of the present invention to provide an improved method for producing a laminated mold, which can advantageously suppress or prevent the deterioration of the laminated mold.
かかる状況下、本発明者らが積層造形手法について鋭意検討を重ねた結果、鋳物砂として、水ガラスと保湿剤とを含む被覆層にて耐火性骨材を被覆してなるコーテッドサンドを用いると共に、形成される鋳型層の固化乃至は硬化を水性媒体の散布と加熱によって行うことにより、上述の如き課題が悉く解決され得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 Under such circumstances, as a result of diligent studies on the laminated molding method by the present inventors, as casting sand, a coated sand formed by coating a refractory aggregate with a coating layer containing water glass and a moisturizing agent is used. The present invention has been completed by finding that the above-mentioned problems can be solved by solidifying or curing the formed mold layer by spraying and heating an aqueous medium.
そして、本発明は、上記せる課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものである。なお、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせで採用可能であり、また本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体の記載及び図面に記載の発明思想に基づいて認識されることが理解されるべきである。 The present invention can be preferably carried out in various aspects as listed below in order to solve the above-mentioned problems. Each aspect described below can be adopted in any combination, and the aspect or technical feature of the present invention is not limited to those described below, and the description and drawings of the entire specification are not limited to those described below. It should be understood that it is recognized based on the invention idea described in.
(1)耐火性骨材を粘結剤で被覆してなるコーテッドサンドを用いて薄い砂層を形成した 後、かかる砂層に水性媒体を散布して加熱することによって、所定の二次元パターン の固化層乃至硬化層を形成する作業を繰り返して、該固化層乃至硬化層を積層するこ とにより、目的とする立体形状の積層鋳型を製造する方法において、前記コーテッド サンドとして、前記耐火性骨材の表面に、粘結剤としての水ガラスと共に、保湿剤を 含有する被覆層を形成して得られる、乾態のコーテッドサンドを用いることを特徴と する積層鋳型の改良された製造方法。
(2)前記保湿剤が、多価アルコール、水溶性高分子化合物、炭化水素類、糖類、タンパ ク質及び無機化合物からなる群より選ばれてなることを特徴とする前記態様(1)に 記載の積層鋳型の改良された製造方法。
(3)前記保湿剤の含有量が、前記コーテッドサンドにおける水ガラスの固形分の100 質量部に対して、0.1〜20.0質量部の割合であることを特徴とする前記態様(
1)又は前記態様(2)に記載の積層鋳型の改良された製造方法。
(4)前記水性媒体が、保湿剤を含んでいることを特徴とする前記態様(1)乃至前記態 様(3)の何れか1つに記載の積層鋳型の改良された製造方法。
(5)前記水性媒体が、硬化促進剤、界面活性剤、乾燥促進剤及び防腐剤のうちの少なく とも何れかを、更に含んでいることを特徴とする前記態様(4)に記載の積層鋳型の 改良された製造方法。
(6)前記水性媒体の粘度が0.1〜50cPであり、且つ表面張力が15〜50mN/ mであることを特徴とする前記態様(1)乃至前記態様(5)の何れか1つに記載の 積層鋳型の改良された製造方法。
(7)前記コーテッドサンドが、その表面に、滑剤を更に含有していることを特徴とする 前記態様(1)乃至前記態様(6)の何れか1つに記載の積層鋳型の改良された製造 方法。
(8)前記滑剤の含有量が、前記コーテッドサンドにおける水ガラスの固形分の100質 量部に対して、0.1〜10.0質量部の割合であることを特徴とする前記態様(1 )乃至前記態様(7)の何れか1つに記載の積層鋳型の改良された製造方法。
(9)前記コーテッドサンドにおける含水分量が、水ガラスの固形分量の5〜55質量% であることを特徴とする前記態様(1)乃至前記態様(8)の何れか1つに記載の積 層鋳型の改良された製造方法。
(10)前記砂層への水性媒体の散布が、インクジェット方式の散布装置を用いて行われ ることを特徴とする前記態様(1)乃至前記態様(9)の何れか1つに記載の積層鋳 型の改良された製造方法
(1) A thin sand layer is formed using a coated sand formed by coating a refractory aggregate with a binder, and then a solidified layer having a predetermined two-dimensional pattern is formed by spraying an aqueous medium on the sand layer and heating the sand layer. In a method of producing a laminated mold having a three-dimensional shape of interest by repeating the work of forming the hardened layer and laminating the solidified layer or the hardened layer, the surface of the refractory aggregate is used as the coated sand. An improved method for producing a laminated mold, which comprises using a dry coated sand obtained by forming a coating layer containing a moisturizing agent together with water glass as a binder.
(2) The above-described aspect (1), wherein the moisturizing agent is selected from the group consisting of polyhydric alcohols, water-soluble polymer compounds, hydrocarbons, saccharides, proteins and inorganic compounds. Improved manufacturing method of laminated molds.
(3) The aspect (3), wherein the content of the moisturizer is 0.1 to 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the water glass in the coated sand.
1) Or the improved manufacturing method of the laminated mold according to the above aspect (2).
(4) The improved manufacturing method of the laminated mold according to any one of the above-described aspects (1) to (3), wherein the aqueous medium contains a moisturizer.
(5) The laminated mold according to the above aspect (4), wherein the aqueous medium further contains at least one of a curing accelerator, a surfactant, a drying accelerator and a preservative. Improved manufacturing method.
(6) In any one of the above-described aspects (1) to (5), wherein the aqueous medium has a viscosity of 0.1 to 50 cP and a surface tension of 15 to 50 mN / m. An improved method of manufacturing the described laminate mold.
(7) Improved production of the laminated mold according to any one of the above aspects (1) to (6), wherein the coated sand further contains a lubricant on its surface. Method.
(8) The aspect (1), wherein the content of the lubricant is 0.1 to 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the water glass in the coated sand. ) To the improved manufacturing method of the laminated mold according to any one of the above aspects (7).
(9) The layer according to any one of the above-described aspects (1) to (8), wherein the water content in the coated sand is 5 to 55% by mass of the solid content of the water glass. An improved method of making molds.
(10) The laminated casting according to any one of the above-described aspects (1) to (9), wherein the spraying of the aqueous medium on the sand layer is performed using an inkjet spraying device. Improved mold manufacturing method
このような本発明に従う積層鋳型の改良された製造方法によれば、以下に列挙する各種の効果が奏され得ることとなるのである。
(a)コーテッドサンドが水分によって濡れた時の保水性がよいために、砂層に散布された水性媒体の滲みが、効果的に抑制乃至は阻止され得ることとなる。
(b)積層造形によって得られる鋳型の形状の悪化や変形を抑制して、寸法精度に優れた積層鋳型を有利に得ることが出来る。
(c)散布される水性媒体の浸透を気にすることなく、強度の発現に充分な量の水性媒体を、砂層に散布することが出来る。
(d)大型の積層鋳型の造形に際しては、砂層に散布される水性媒体の散布範囲が広くなるが、砂層の保水性がよいために、散布域の時間差による乾燥が良好に防止され得て、成形ムラを抑えることが出来る。
According to such an improved manufacturing method of the laminated mold according to the present invention, various effects listed below can be achieved.
(A) Since the coated sand has good water retention when wet with water, the bleeding of the aqueous medium sprayed on the sand layer can be effectively suppressed or prevented.
(B) It is possible to advantageously obtain a laminated mold having excellent dimensional accuracy by suppressing deterioration and deformation of the shape of the mold obtained by the laminated molding.
(C) A sufficient amount of the aqueous medium for developing the strength can be sprayed on the sand layer without worrying about the permeation of the sprayed aqueous medium.
(D) When molding a large laminated mold, the spraying range of the aqueous medium sprayed on the sand layer is widened, but because the sand layer has good water retention, drying due to a time lag in the spraying area can be satisfactorily prevented. Molding unevenness can be suppressed.
以下、本発明の構成を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。 Hereinafter, in order to clarify the configuration of the present invention more concretely, a typical embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、本発明において用いられるコーテッドサンド(被覆砂)は、一般に、耐火性骨材に対して、粘結剤として、水溶液の状態にある水ガラスを混合せしめ、更に保湿剤を混合せしめ、そしてその得られた混合物から水分を蒸発させることにより、換言すれば水溶液の状態にある水ガラスの水分や保湿剤によって持ち込まれる水分を蒸発させることによって、製造されるものであり、粘結剤である水ガラスの固形分と保湿剤を含有する乾燥した被覆層が、所定厚さにおいて、かかる耐火性骨材の表面に形成されてなる、乾態のものであって、良好な常温流動性を有しているものである。 First, the coated sand (coated sand) used in the present invention is generally mixed with water glass in an aqueous solution as a binder with a refractory aggregate, and further mixed with a moisturizing agent, and the like. Water, which is a binder and is produced by evaporating water from the obtained mixture, in other words, by evaporating the water in water glass in an aqueous solution or the water brought in by a moisturizer. A dry coating layer containing a solid content of glass and a moisturizing agent is formed on the surface of the refractory aggregate at a predetermined thickness, and is in a dry state and has good room temperature fluidity. Is what you are doing.
ここで、本発明における「常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド」とは、含水分量にかかわらず、動的安息角を測定した際に測定値が得られるコーテッドサンドを意味する。この動的安息角とは、軸方向の一方の端部が透明な板材で閉塞されてなる円筒内に、測定されるべきコーテッドサンドを収容して(例えば、直径7.2cm×高さ10cmの容器に、その体積の半分まで、コーテッドサンドを入れる)、軸心が水平方向となるように保持し、一定速度(例えば、25rpm)で水平な軸心回りに回転させることにより、円筒内で流動しているコーテッドサンド層の斜面が平坦面状となったときに、かかる斜面と水平面との間に形成される角度をいう。これに対して、例えば、コーテッドサンドが湿ったような状態で、円筒内で流動せずに、コーテッドサンド層の斜面が平坦面として形成されず、その結果、動的安息角を測定することが出来ないものは、湿態のコーテッドサンドと称することとする。 Here, the "dry coated sand having normal temperature fluidity" in the present invention means a coated sand from which a measured value can be obtained when the dynamic angle of repose is measured regardless of the water content. This dynamic angle of repose means that the coated sand to be measured is housed in a cylinder (for example, 7.2 cm in diameter × 10 cm in height) in which one end in the axial direction is closed with a transparent plate material. Fill the container with coated sand up to half its volume), hold it so that the axis is horizontal, and rotate it around the horizontal axis at a constant speed (eg, 25 rpm) to flow in the cylinder. The angle formed between the slope and the horizontal plane when the slope of the coated sand layer becomes flat. On the other hand, for example, in a wet state of the coated sand, the slope of the coated sand layer is not formed as a flat surface without flowing in the cylinder, and as a result, the dynamic angle of repose can be measured. Those that cannot be called wet coated sand.
そして、そのような本発明に従う常温流動性を有する乾態のコーテッドサンドは、その含水分量が、耐火性骨材の表面を覆う被覆層に含まれる水ガラスの固形分量に対して、5〜55質量%の割合に相当する量であることが望ましく、中でも10〜50質量%であることがより望ましく、更に20〜50質量%であることが最も望ましい。このコーテッドサンドにおける含水分量が、被覆層中の水ガラスの固形分量に対して5質量%に相当する量よりも少なくなると、水ガラスがガラス化して、鋳型造形の際に再び水を添加しても、溶液状に戻らない恐れがあり、一方、55質量%に相当する量よりも多くなると、コーテッドサンドが乾態状態とはならない恐れがある。なお、コーテッドサンドにおける含水分量の測定方法としては、特に限定されるものではなく、水ガラスや保湿剤等の種類に応じた手法が適宜に採用可能である。具体的には、後述の実施例の欄に記載の測定方法を、例示することが出来る。 The dry coated sand having room temperature fluidity according to the present invention has a water content of 5 to 55 with respect to the solid content of water glass contained in the coating layer covering the surface of the refractory aggregate. It is desirable that the amount corresponds to the proportion of mass%, more preferably 10 to 50% by mass, and most preferably 20 to 50% by mass. When the water content in this coated sand becomes less than the amount corresponding to 5% by mass with respect to the solid content of the water glass in the coating layer, the water glass is vitrified and water is added again at the time of molding. On the other hand, if the amount exceeds 55% by mass, the coated sand may not be in a dry state. The method for measuring the water content in the coated sand is not particularly limited, and a method according to the type of water glass, a moisturizer, or the like can be appropriately adopted. Specifically, the measurement method described in the column of Examples described later can be exemplified.
なお、本発明において用いられるコーテッドサンドを構成する耐火性骨材としては、鋳型の基材として機能する耐火性物質であって、従来から鋳型用として利用されている各種の耐火性粒状乃至は粉状材料が何れも用いられ得、具体的には、ケイ砂、再生ケイ砂を始めとして、アルミナサンド、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサンド等の特殊砂や、フェロクロム系スラグ、フェロニッケル系スラグ、転炉スラグ等のスラグ系粒子;アルミナ系粒子、ムライト系粒子等の人工粒子及びこれらの再生粒子;アルミナボール、マグネシアクリンカー等を、挙げることが出来る。なお、これらの耐火性骨材は、新砂であっても、或いは、鋳物砂として鋳型の造形に一回或いは複数回使用された再生砂又は回収砂であっても、更には、そのような再生砂や回収砂に新砂を加えて混合せしめてなる混合砂であっても、何ら差支えない。そして、そのような耐火性骨材は、一般に、AFS指数で40〜200程度の粒度のものとして、好ましくは、50〜150程度の粒度のものとして、用いられることとなる。 The refractory aggregate constituting the coated sand used in the present invention is a refractory substance that functions as a base material of a mold, and various refractory granules or powders that have been conventionally used for a mold. Any kind of material can be used. Specifically, special sands such as alumina sand, olivine sand, zircon sand, and chromate sand, as well as ferrochrome slag and ferronickel slag, including silica sand and recycled silica sand, Examples thereof include slag-based particles such as rotary furnace slag; artificial particles such as alumina-based particles and murite-based particles and their regenerated particles; alumina balls, magnesia clinker and the like. It should be noted that these fire-resistant aggregates may be fresh sand, or recycled sand or recovered sand that has been used once or multiple times as casting sand for molding a mold, and further, such regeneration. There is no problem even if it is mixed sand made by adding new sand to sand or recovered sand and mixing them. Then, such a refractory aggregate is generally used as having a particle size of about 40 to 200 in AFS index, preferably about 50 to 150.
また、本発明に用いられるコーテッドサンドにおいては、上述の如き耐火性骨材を被覆する粘結剤として、水ガラスを主成分とするものが用いられることとなる。ここで、水ガラスとは、水溶性のケイ酸化合物であり、そのようなケイ酸化合物としては、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸アンモニウム等を挙げることが出来るが、それらの中でも、特に、ケイ酸ナトリウム(ケイ酸ソーダ)が、本発明では有利に用いられることとなる。また、粘結剤としては、水ガラスが主成分として用いられる限りにおいて、公知の他の水溶性バインダ、例えば、熱硬化性樹脂、糖類、タンパク質、合成高分子、塩類や無機高分子等を併用することが可能である。なお、そのような他の水溶性バインダを水ガラスと併用する場合、粘結剤全体における水ガラスの割合は、60質量%以上であることが好ましく、より好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90%質量以上である。 Further, in the coated sand used in the present invention, a binder containing water glass as a main component is used as the binder for coating the refractory aggregate as described above. Here, the water glass is a water-soluble silicic acid compound, and examples of such a silicic acid compound include sodium silicate, potassium silicate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium silicate, and silicic acid. Ammonium and the like can be mentioned, but among them, sodium silicate (sodium silicate) is particularly advantageously used in the present invention. Further, as the binder, as long as water glass is used as the main component, other known water-soluble binders such as thermosetting resins, sugars, proteins, synthetic polymers, salts and inorganic polymers are used in combination. It is possible to do. When such another water-soluble binder is used in combination with water glass, the proportion of water glass in the entire binder is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and most preferably 80% by mass or more. 90% or more mass.
ここで、ケイ酸ナトリウムは、通常、SiO2 /Na2O のモル比により、1号〜5号の種類に分類されて、用いられている。具体的には、ケイ酸ナトリウム1号は、SiO2 /Na2O のモル比が2.0〜2.3であるものであり、またケイ酸ナトリウム2号は、SiO2 /Na2O のモル比が2.4〜2.6であるものであり、更にケイ酸ナトリウム3号は、SiO2 /Na2O のモル比が2.8〜3.3であるものである。加えて、ケイ酸ナトリウム4号は、SiO2 /Na2O のモル比が3.3〜3.5であるものであり、またケイ酸ナトリウム5号は、SiO2 /Na2O のモル比が3.6〜3.8であるものである。これらの中で、ケイ酸ナトリウム1号〜3号は、JIS−K−1408にても規定されている。そして、これら各種のケイ酸ナトリウムは、本発明において、単独での使用の他、混合して用いられてもよく、また混合することで、SiO2 /Na2O のモル比を調製することも可能である。 Here, sodium silicate is usually classified into types 1 to 5 according to the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O and used. Specifically, sodium silicate No. 1 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 2.0 to 2.3, and sodium silicate No. 2 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O. The molar ratio is 2.4 to 2.6, and sodium silicate No. 3 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 2.8 to 3.3. In addition, sodium silicate No. 4 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 3.3 to 3.5, and sodium silicate No. 5 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O. Is 3.6 to 3.8. Among these, sodium silicate Nos. 1 to 3 are also specified in JIS-K-1408. Then, in the present invention, these various sodium silicates may be used alone or in combination, or may be mixed to prepare a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O. It is possible.
本発明においては、乾態のコーテッドサンドを有利に得るべく、粘結剤として用いられる水ガラスを構成するケイ酸ナトリウムは、そのSiO2 /Na2O のモル比が、一般に1.9以上、好ましくは2.0以上、より好ましくは2.1以上であることが望ましく、上記したケイ酸ナトリウムの分類においては、1号及び2号に相当するケイ酸ナトリウムが、特に有利に用いられることとなる。かかるケイ酸ナトリウム1号及び2号は、それぞれ、水ガラス中のケイ酸ナトリウム濃度が広い範囲においても、安定して、特性の良好な乾態のコーテッドサンドを与えるものである。また、そのようなケイ酸ナトリウムにおけるSiO2 /Na2O のモル比の上限は、水溶液の形態にある水ガラスの特性に応じて、適宜に選定されることとなるが、一般に3.5以下、好ましくは3.2以下、より好ましくは2.7以下とされることとなる。ここで、SiO2 /Na2O のモル比が1.9よりも小さくなると、水ガラスの粘性が低くなり、水分量をかなり低くしなければ、コーテッドサンドを乾態とすることが困難となる恐れがあり、その一方、3.5よりも大きくなると、水への溶解度が低下して、接着面積が稼げず、最終的に得られる鋳型の強度が低下する恐れがある。 In the present invention, sodium silicate, which constitutes water glass used as a binder, generally has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 1.9 or more in order to obtain a dry coated sand advantageously. It is preferably 2.0 or more, more preferably 2.1 or more, and in the above-mentioned classification of sodium silicate, sodium silicate corresponding to Nos. 1 and 2 is used particularly advantageously. Become. Such sodium silicate No. 1 and No. 2 respectively provide a dry coated sand having good characteristics and being stable even in a wide range of sodium silicate concentration in water glass. Further, the upper limit of the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O in such sodium silicate is appropriately selected according to the characteristics of water glass in the form of an aqueous solution, but is generally 3.5 or less. It is preferably 3.2 or less, more preferably 2.7 or less. Here, when the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O is smaller than 1.9, the viscosity of the water glass becomes low, and it becomes difficult to dry the coated sand unless the water content is considerably lowered. On the other hand, if it is larger than 3.5, the solubility in water may decrease, the adhesive area may not be increased, and the strength of the finally obtained mold may decrease.
ここで、本発明において用いられる水ガラスは、水に溶けた状態のケイ酸化合物の溶液のことを意味し、市場において購入されたままの原液の状態において用いられる他、そのような原液に水を添加して、希釈した状態において用いることも可能である。そして、そのような水ガラスから、水や溶剤等の、揮発する物質を除いた不揮発分(水ガラス成分)を固形分と言い、これが、上記したケイ酸ナトリウム等の可溶性のケイ酸化合物に相当するものである。また、そのような固形分(不揮発分)の割合が高い程、水ガラス中のケイ酸化合物濃度は、高くなるものである。従って、本発明において用いられる水ガラスの固形分とは、それが原液のみにて構成される場合においては、かかる原液中の水分量を除いた量に相当することとなり、一方、原液を水にて希釈して得られる希釈液が用いられる場合にあっては、原液中の水分量と希釈に用いられた水の量とを除いた量が、使用される水ガラスの固形分に相当することとなる。 Here, the water glass used in the present invention means a solution of a silicic acid compound in a state of being dissolved in water, and is used in the state of a stock solution as purchased on the market, or water in such a stock solution. It is also possible to add and use it in a diluted state. The non-volatile content (water glass component) obtained by removing volatile substances such as water and solvent from such water glass is called a solid content, which corresponds to the above-mentioned soluble silicic acid compound such as sodium silicate. To do. Further, the higher the proportion of such solid content (nonvolatile content), the higher the concentration of the silicic acid compound in the water glass. Therefore, the solid content of the water glass used in the present invention corresponds to the amount excluding the amount of water in the undiluted solution when it is composed only of the undiluted solution, while the undiluted solution is converted into water. When a diluted solution obtained by diluting is used, the amount excluding the amount of water in the stock solution and the amount of water used for dilution corresponds to the solid content of the water glass used. It becomes.
そして、そのような水ガラス中の固形分は、水ガラス成分(可溶性ケイ酸化合物)の種類等に応じて適宜の割合とされることとなるが、有利には、20〜50質量%の割合において含有せしめられていることが望ましい。この固形分に相当する水ガラス成分を適度に水溶液中に存在せしめることによって、耐火性骨材との混合(混練)時に、かかる耐火性骨材に対して、ムラなく、均一に、水ガラス成分を被覆させることが出来、それによって、目的とする鋳型を有利に造形することが可能となる。なお、水ガラス中における水ガラス成分の濃度が低くなり過ぎて、固形分の合計量が20質量%未満となると、コーテッドサンドの乾燥のために、加熱温度を高くしたり、加熱時間を長くしたりする必要があり、そのために、エネルギーロス等の問題が惹起されるようになる。また、水ガラス中における固形分の割合が高くなり過ぎると、耐火性骨材の表面を、水ガラス成分にて均一に被覆することが困難となり、目的とする鋳型の特性の向上にも問題を惹起するところから、かかる固形分は50質量%以下、従って水分量が50質量%以上の割合となるように、水溶液の形態にある水ガラスを調製することが望ましい。 The solid content in such water glass will be set to an appropriate ratio depending on the type of the water glass component (soluble silicic acid compound) and the like, but is preferably a ratio of 20 to 50% by mass. It is desirable that it is contained in. By appropriately allowing the water glass component corresponding to this solid content to be present in the aqueous solution, the water glass component is evenly and uniformly applied to the refractory aggregate when mixed (kneaded) with the refractory aggregate. Can be coated, which makes it possible to advantageously form the desired mold. If the concentration of the water glass component in the water glass becomes too low and the total amount of solids is less than 20% by mass, the heating temperature is raised or the heating time is lengthened for drying the coated sand. Therefore, problems such as energy loss will be caused. In addition, if the proportion of solids in the water glass becomes too high, it becomes difficult to uniformly cover the surface of the refractory aggregate with the water glass component, which also causes a problem in improving the characteristics of the target mold. From the point of view, it is desirable to prepare water glass in the form of an aqueous solution so that the solid content is 50% by mass or less, and therefore the water content is 50% by mass or more.
また、上述の如き水ガラスは、本発明において、耐火性骨材の100質量部に対して、不揮発分のみとして考えた場合の固形分換算で0.1〜5.0質量部の割合において用いられることが望ましく、中でも、0.3〜4.0質量部の割合が特に有利に採用されて、耐火性骨材の表面に、所定の被覆層が形成されることとなる。ここで、固形分の測定は、以下のようにして実施される。即ち、アルミ箔製皿(縦:90mm、横:90mm、高さ:15mm)内に、試料10gを秤量して収容し、180±1℃に保持した加熱板上に置き、20分間放置した後、かかる試料皿を反転させて、更に20分間、上記加熱板上に放置する。その後、試料皿を加熱板上から取り出して、デシケータ中で放冷した後、秤量を行って、次式により、固形分(質量%)が算出される。
固形分(質量%)=[乾燥後の質量(g)/乾燥前の質量(g)]×100
Further, in the present invention, the water glass as described above is used at a ratio of 0.1 to 5.0 parts by mass in terms of solid content when considering only the non-volatile content with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate. Among them, a ratio of 0.3 to 4.0 parts by mass is particularly advantageously adopted, and a predetermined coating layer is formed on the surface of the refractory aggregate. Here, the measurement of the solid content is carried out as follows. That is, 10 g of the sample was weighed and contained in an aluminum foil dish (length: 90 mm, width: 90 mm, height: 15 mm), placed on a heating plate held at 180 ± 1 ° C., and left for 20 minutes. The sample dish is inverted and left on the heating plate for another 20 minutes. Then, the sample dish is taken out from the heating plate, allowed to cool in a desiccator, weighed, and the solid content (mass%) is calculated by the following formula.
Solid content (mass%) = [mass after drying (g) / mass before drying (g)] × 100
なお、本発明において水ガラスの使用量が少な過ぎると、耐火性骨材の表面に被覆層が形成され難くなり、鋳型造形時のコーテッドサンドの固化乃至は硬化が充分に進行し難くなる恐れがある。また、水ガラスの使用量が多過ぎても、耐火性骨材の表面に、余分な量の水ガラスが付着して、均一な被覆層が形成され難くなると共に、コーテッドサンドが相互に固着して団塊化(複合粒子化)する恐れもあり、そのために、最終的に得られる鋳型の物性に悪影響をもたらし、加えて、金属溶湯を鋳込んだ後の中子の砂落としを難しくする問題も惹起する恐れがある。 If the amount of water glass used in the present invention is too small, it becomes difficult for a coating layer to be formed on the surface of the refractory aggregate, and it may be difficult for the coated sand to solidify or harden sufficiently during molding. is there. Further, even if the amount of water glass used is too large, an excess amount of water glass adheres to the surface of the refractory aggregate, making it difficult to form a uniform coating layer, and the coated sands adhere to each other. There is also a risk of agglomerating (composite particles), which adversely affects the physical properties of the final mold, and in addition, there is also the problem of making it difficult to remove sand from the core after casting the molten metal. May cause.
ところで、本発明に用いられるコーテッドサンドにおいては、耐火性骨材の表面を覆う被覆層中に、水ガラスと共に、更に、保湿剤が含有せしめられているところに、大きな特徴が存しているのである。このように、水ガラスを含む被覆層中に、更に保湿剤が含有せしめられていることにより、コーテッドサンドが水分によって濡れた時に、その膨潤性に基づいて、保水が良好に行われるようになるため、散布される水性媒体が、散布された範囲以外に滲み出すことを、効果的に抑制乃至は阻止することが出来ることとなる。また、この保水効果により、散布される水性媒体の浸透を気にすることなく、強度の発現に充分な量の水性媒体を砂層に散布することが出来ると共に、散布される水性媒体の浸透を気にすることなく、強度の発現に充分な量の水性媒体を、砂層に散布することが出来る利点がある。特に、大型の積層鋳型の造形に際しては、砂層に散布される水性媒体の範囲が広くなるが、保水性がよいために、散布域の時間差による乾燥が防止されて、成形ムラを抑えることが出来る特徴が発揮される。 By the way, the coated sand used in the present invention has a great feature in that a moisturizer is further contained in the coating layer covering the surface of the refractory aggregate together with water glass. is there. By further impregnating the coating layer containing water glass with a moisturizer in this way, when the coated sand gets wet with water, water retention is satisfactorily performed based on its swelling property. Therefore, it is possible to effectively suppress or prevent the sprayed aqueous medium from exuding outside the sprayed range. Further, due to this water retention effect, it is possible to spray a sufficient amount of the aqueous medium on the sand layer without worrying about the permeation of the water-based medium to be sprayed, and also to care about the permeation of the water-based medium to be sprayed. There is an advantage that a sufficient amount of an aqueous medium for developing strength can be sprayed on the sand layer without using. In particular, when molding a large laminated mold, the range of the aqueous medium sprayed on the sand layer becomes wide, but since the water retention is good, drying due to the time difference of the spraying area can be prevented and molding unevenness can be suppressed. The characteristics are demonstrated.
また、本発明において、水ガラスを含む被覆層中に含有せしめられる保湿剤の量としては、被覆層における水ガラスの固形分量の100質量部に対して、0.1〜20.0質量部の割合であることが望ましく、中でも0.5〜15.0質量部が好ましく、特に0.75〜12.5質量部であることが好ましい。この含有せしめられる保湿剤の量が少な過ぎると、上記した効果を有利に享受することが出来ない恐れがあり、その一方、保湿剤の量が多過ぎても、吸湿によるブロッキングが生じる恐れがあり、また使用量に応じた効果の向上が認められず、費用対効果の観点より得策ではない。なお、この本発明において用いられ得る保湿剤としては、多価アルコール、水溶性高分子、炭化水素類、糖類、タンパク質、無機化合物等の公知のものを挙げることが出来る。 Further, in the present invention, the amount of the moisturizing agent contained in the coating layer containing water glass is 0.1 to 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of water glass in the coating layer. The ratio is preferably 0.5 to 15.0 parts by mass, and particularly preferably 0.75 to 12.5 parts by mass. If the amount of the moisturizer contained is too small, the above-mentioned effects may not be enjoyed advantageously, while if the amount of the moisturizer is too large, blocking due to moisture absorption may occur. In addition, the improvement of the effect according to the amount used is not recognized, and it is not a good idea from the viewpoint of cost effectiveness. Examples of the moisturizer that can be used in the present invention include known moisturizers such as polyhydric alcohols, water-soluble polymers, hydrocarbons, saccharides, proteins, and inorganic compounds.
具体的には、それら保湿剤の一つである多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等を例示することが出来る。また、水溶性高分子化合物とは、特に分子量1000当り、アルコール性水酸基を5〜25個有している化合物を指すものであって、そのような水溶性高分子化合物としては、ポリビニルアルコール及びその各種変性物等のビニルアルコール系重合体;アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、アルキルヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体;アルキル澱粉、カルボキシルメチル澱粉、酸化澱粉等の澱粉誘導体;ポリアクリル酸ナトリウム等の吸水性高分子等を挙げることが出来る。更に、炭化水素類としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、石油エーテル、石油ベンジル、テトラリン、デカリン、ターシャリーアミルベンゼン、ジメチルナフタリン等が例示され、また糖類としては、単糖類、オリゴ糖、デキストリン等の多糖類等を挙げることが出来、その中で、単糖類は、加水分解によって更に簡単な糖類に分解することのない糖類であり、好ましくは三炭糖(炭素原子3個を持つ単糖類)〜十炭糖(炭素原子10個を持つ単糖類)、より好ましくは六炭糖(炭素原子6個を持つ単糖類)である。タンパク質としては、ゼラチン等が挙げられる。加えて、無機化合物としては、食塩、硫酸ソーダ、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、ケイ酸塩等が挙げられる。そして、これら各種の保湿剤は、単独で又は二種類以上を混合して、用いられることとなる。 Specifically, polyhydric alcohols, which are one of these moisturizers, include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and 1,2-butanediol. , 1,2-Pentanediol, 1,5-Pentanediol, 1,2-Hexanediol, 2-Ethyl-1,3-Hexanediol, 1,6-Hexanediol, 1,2-Heptanediol, 1,2 Examples thereof include -octanediol, 1,2,6-hexanetriol, thioglycol, hexylene glycol, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane and the like. The water-soluble polymer compound particularly refers to a compound having 5 to 25 alcoholic hydroxyl groups per 1000 molecular weight, and such water-soluble polymer compounds include polyvinyl alcohol and its above. Vinyl alcohol-based polymers such as various modified products; cellulose derivatives such as alkyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, alkyl hydroxyalkyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl methyl cellulose; starch derivatives such as alkyl starch, carboxylmethyl starch, and oxidized starch. ; Examples include water-absorbing polymers such as sodium polyacrylate. Further, examples of the hydrocarbons include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, petroleum ethers, petroleum benzyls, tetralins, decalins, tertiary amylbenzenes, dimethylnaphthalin and the like, and examples of saccharides include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, petroleum ethers, petroleum benzyls, tetralins, decalins, dimethylnaphthalins and the like. , Monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides such as dextrin, etc. Among them, monosaccharides are saccharides that are not decomposed into simpler saccharides by hydrolysis, and are preferably tricarbonate sugars (preferably tricarbonate sugars). It is a monosaccharide having 3 carbon atoms) to a dextrin sugar (monosaccharide having 10 carbon atoms), more preferably a hexacarbon sugar (monosaccharide having 6 carbon atoms). Examples of the protein include gelatin and the like. In addition, examples of the inorganic compound include salt, sodium sulfate, calcium chloride, magnesium chloride, silicate and the like. Then, these various moisturizers will be used alone or in combination of two or more.
なお、従来より公知の各種保湿剤には、水溶性のものから難水溶性のものまで含まれているが、本発明においては、常温(25℃)の水に投入した際に、粘度の上昇が低い保湿剤が、有利に用いられることとなる。具体的には、水溶性の保湿剤の場合、常温の水に、水の質量の20%に相当する量の保湿剤を投入し、1時間撹拌し、かかる撹拌後の溶液の粘度が0.8〜10cP、好ましくは0.8〜5cPとなる保湿剤が、有利に用いられるのである。一方、難水溶性の保湿剤は、水中に分散すれば保湿剤としての効果を発揮するものであるところ、難水溶性の保湿剤であっても、常温の水に、水の質量の20%に相当する量の保湿剤を投入して、1時間撹拌した後、かかる撹拌後の溶液(水と保湿剤の混合物)をろ過し、その得られるろ液の粘度が、上記範囲内にあるものが、有利に用いられ得るのである。以上のことよりして、本発明において有利に用いられる保湿剤としては、グリセリン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリル酸ナトリウム等の吸水性高分子、デキストリン等の多糖類、ポリビニルアルコール等のビニルアルコール系重合体、重量平均分子量が50000以上のポリエチレングリコール(ポリエチレンオキサイド)等を、挙げることが出来る。 Various conventionally known moisturizers include those that are water-soluble to those that are poorly water-soluble, but in the present invention, the viscosity increases when the moisturizer is put into water at room temperature (25 ° C.). Moisturizers with a low viscosity will be used advantageously. Specifically, in the case of a water-soluble moisturizer, a moisturizer in an amount corresponding to 20% of the mass of water is added to water at room temperature and stirred for 1 hour, and the viscosity of the solution after such stirring is 0. Moisturizers with 8-10 cP, preferably 0.8-5 cP, are advantageously used. On the other hand, a poorly water-soluble moisturizer exerts an effect as a moisturizer when dispersed in water. However, even a poorly water-soluble moisturizer can be added to water at room temperature to 20% of the mass of water. After adding a moisturizer in an amount corresponding to the above and stirring for 1 hour, the solution (mixture of water and moisturizer) after the stirring is filtered, and the viscosity of the obtained filtrate is within the above range. However, it can be used advantageously. Based on the above, examples of the moisturizing agent advantageously used in the present invention include cellulose derivatives such as glycerin and hydroxypropylmethylcellulose, water-absorbing polymers such as sodium polyacrylate, polysaccharides such as dextrin, and polyvinyl alcohol. Examples thereof include vinyl alcohol-based polymers and polyethylene glycol (polyethylene oxide) having a weight average molecular weight of 50,000 or more.
また、本発明に用いられるコーテッドサンドにおいては、その被覆層中に、上述した保湿剤の他にも、必要に応じて、各種の添加剤を適宜に含有せしめることが可能である。 Further, in the coated sand used in the present invention, various additives can be appropriately contained in the coating layer in addition to the above-mentioned moisturizer, if necessary.
そのような添加剤の一つとしては、滑剤があり、特に、コーテッドサンドの砂表面に、そのような滑剤を含有せしめて、存在させることが、望ましい。本発明においては、コーテッドサンドを一定厚さに薄く平面展開させて、薄層の砂層を形成する必要があるところから、コーテッドサンドの流動性を向上させるべく、滑剤を添加するのが望ましいのである。また、滑剤は撥水性を有するため、乾態の砂層に水性媒体を散布した場合、従来のコーテッドサンドであれば、滑剤の撥水性によって、乾態のコーテッドサンドと水性媒体とが馴染み難くなり、コーテッドサンドへ水性媒体が浸透するのに時間がかかるという問題が発生し易くなるが、本発明の構成であれば、滑剤の撥水性は保湿剤の保水性によって抑えられるために、コーテッドサンドの流動性の向上と保水性の向上とを同時に実現することが可能となるのである。 One such additive is a lubricant, and it is particularly desirable that such a lubricant be contained and present on the sand surface of the coated sand. In the present invention, since it is necessary to develop the coated sand thinly to a certain thickness in a plane to form a thin sand layer, it is desirable to add a lubricant in order to improve the fluidity of the coated sand. .. Further, since the lubricant has water repellency, when the aqueous medium is sprayed on the dry sand layer, the water repellency of the lubricant makes it difficult for the dry coated sand and the aqueous medium to become compatible with the conventional coated sand. The problem that it takes time for the aqueous medium to penetrate into the coated sand is likely to occur, but in the configuration of the present invention, the water repellency of the lubricant is suppressed by the water retention of the moisturizer, so that the flow of the coated sand It is possible to improve the property and the water retention at the same time.
なお、かかる本発明に用いられる滑剤として、例えば、パラフィンワックス、合成ポリエチレンワックス、モンタン酸ワックス等のワックス類;ステアリン酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド等の脂肪酸アマイド類;メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド等のアルキレン脂肪酸アマイド類;ステアリン酸、ステアリルアルコール;ステアリン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等のステアリン酸金属塩;ステアリン酸モノグリセリド、ステアリルステアレート、硬化油、黒鉛、二硫化モリブデン、タルク、雲母等を挙げることが可能である。特に、これらの中でも、ステアリン酸カルシウム等が好ましく用いられることとなる。 As the lubricant used in the present invention, for example, waxes such as paraffin wax, synthetic polyethylene wax, and montanic acid wax; fatty acid amides such as stearic acid amide, oleic acid amide, and erucate amide; methylenebisstearic acid amide. , Alkylene fatty acid amides such as ethylene bisstearic acid amide; stearic acid, stearyl alcohol; stearic acid metal salts such as lead stearate, zinc stearate, calcium stearate, magnesium stearate; , Graphite, molybdenum disulfide, talc, mica, and the like. In particular, among these, calcium stearate and the like are preferably used.
また、上記せる、滑剤の使用量としては、被覆層における水ガラスの固形分量の100質量部に対して、0.1〜10質量部の割合であることが望ましく、中でも0.3〜8質量部が好ましく、特に0.5〜5質量部であることが好ましい。なお、この含有せしめられる滑剤の量が少な過ぎると、上記した効果を有利に享受することが出来ない恐れがあり、その一方、滑剤の量が多過ぎても、鋳型強度が低下することや、更には、費用対効果の観点より得策ではない。 The amount of the lubricant used as described above is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the water glass in the coating layer, particularly 0.3 to 8 parts by mass. Parts are preferable, and 0.5 to 5 parts by mass is particularly preferable. If the amount of the lubricant contained is too small, the above-mentioned effects may not be enjoyed advantageously. On the other hand, if the amount of the lubricant is too large, the mold strength may decrease or the mold strength may decrease. Furthermore, it is not a good idea from the viewpoint of cost effectiveness.
さらに、上記した添加剤の他の一つとして、界面活性剤を挙げることが出来る。本発明において、コーテッドサンドにおける被覆層に、界面活性剤を含有せしめることにより、コーテッドサンドにおける水の浸透性、換言すればコーテッドサンドの水に対する濡れ性が、効果的に向上するようになるところから、少量の水分を散布した場合であっても、散布されたコーテッドサンドの全体が有利に湿態化して、湿潤状態と為し得るのである。かくして、コーテッドサンドへ散布する水分の量が少量に抑えられることから、後の乾燥操作における乾燥時間を短縮することが出来、以て造形時間の短縮化に寄与せしめることが出来ることとなる。 Furthermore, as one of the above-mentioned additives, a surfactant can be mentioned. In the present invention, by impregnating the coating layer of the coated sand with a surfactant, the water permeability of the coated sand, in other words, the wettability of the coated sand to water can be effectively improved. Even when a small amount of water is sprayed, the entire coated sand sprayed can be advantageously moistened, resulting in a moist state. Thus, since the amount of water sprayed on the coated sand is suppressed to a small amount, the drying time in the subsequent drying operation can be shortened, which can contribute to the shortening of the molding time.
そのような界面活性剤として、従来より公知の各種界面活性剤、例えば、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤等の何れであっても、本発明の目的を阻害しない限りにおいて、使用することが可能である。ここで、シリコーン系界面活性剤は、非極性部位としてシロキサン構造を有する界面活性剤を、またフッ素系界面活性剤は、パーフルオロアルキル基を有する界面活性剤を、それぞれ指すものである。また、本発明における界面活性剤の含有量は、被覆層における水ガラスの固形分量の100質量部に対して、0.1〜20.0質量部の割合であることが望ましく、中でも0.5〜15.0質量部が好ましく、特に0.75〜12.5質量部であることが好ましい。この界面活性剤の使用量が少な過ぎると、上記した効果を有利に享受することが出来ない恐れがあり、その一方、界面活性剤の使用量が多過ぎても、使用量に応じた効果の向上が認められず、また界面活性剤によっては、水ガラスが乾燥により固体化せず、コーテッドサンドが湿態となる恐れがあり、更には、費用対効果の観点より得策ではない。 As such surfactants, various conventionally known surfactants such as cationic surfactants, anionic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, and silicone-based surfactants Any of these, fluorine-based surfactants, etc. can be used as long as the object of the present invention is not impaired. Here, the silicone-based surfactant refers to a surfactant having a siloxane structure as a non-polar moiety, and the fluorine-based surfactant refers to a surfactant having a perfluoroalkyl group. The content of the surfactant in the present invention is preferably 0.1 to 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the water glass in the coating layer, particularly 0.5. It is preferably ~ 15.0 parts by mass, and particularly preferably 0.75 to 12.5 parts by mass. If the amount of the surfactant used is too small, the above-mentioned effects may not be enjoyed advantageously. On the other hand, if the amount of the surfactant used is too large, the effect according to the amount used may not be enjoyed. No improvement is observed, and depending on the surfactant, the water glass may not solidify by drying and the coated sand may become wet, and further, it is not a good idea from the viewpoint of cost effectiveness.
また、本発明に従うコーテッドサンドにおける被覆層には、耐火性骨材よりも粒子径が小さい、具体的には平均粒子径が0.1〜20μmである球状粒子を、好ましくは平均粒子径が0.5〜10.0μmの球状粒子を、含有せしめてもよい。そのような所定の球状粒子を被覆層に含有せしめることにより、鋳型造形に際しての成形型(成形キャビティ)へのコーテッドサンドの充填性を、より有利に向上させることが可能となる。そのような球状粒子の含有量は、被覆層における水ガラスの固形分の100質量部に対して、0.1〜500質量部の割合であることが好ましく、より好ましくは0.3〜300質量部であり、更に好ましくは0.5〜200質量部であり、最も好ましくは0.75〜150質量部である。なお、球状粒子の平均粒子径は、レーザ回折式の粒度分布測定装置等による測定される粒度分布より、求めることが可能である。 Further, in the coating layer in the coated sand according to the present invention, spherical particles having a particle size smaller than that of the refractory aggregate, specifically having an average particle size of 0.1 to 20 μm, are preferably used, preferably having an average particle size of 0. .Spherical particles of 5 to 10.0 μm may be contained. By incorporating such predetermined spherical particles into the coating layer, it is possible to more advantageously improve the filling property of the coated sand in the molding die (molding cavity) at the time of molding the mold. The content of such spherical particles is preferably 0.1 to 500 parts by mass, more preferably 0.3 to 300 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content of the water glass in the coating layer. It is a part, more preferably 0.5 to 200 parts by mass, and most preferably 0.75 to 150 parts by mass. The average particle size of the spherical particles can be obtained from the particle size distribution measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device or the like.
そのような本発明において用いられる球状粒子は、球状を呈するものであればよく、必ずしも真球状を呈することは必要とされないところ、通常、真球度が0.5以上であるものが、好ましくは0.7以上であるものが、更に好ましくは0.9以上であるものが、有利に用いられることとなる。ここで、真球度とは、走査型電子顕微鏡を用いた観察において、単粒子のものを無作為に10個選択し、その投影形状から得られたアスペクト比(短径/長径の比)の平均値を意味している。また、球状粒子を構成する材質については特に限定されるものではないが、有利には、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン等の球状粒子が好適に用いられることとなる。 The spherical particles used in the present invention may be spherical particles, and are not necessarily spherical particles. However, spherical particles having a sphericity of 0.5 or more are preferable. Those having a value of 0.7 or more, more preferably those having a value of 0.9 or more, are advantageously used. Here, the sphericity is the aspect ratio (minor axis / major axis ratio) obtained from the projected shape of 10 single particles randomly selected in the observation using a scanning electron microscope. It means the average value. The material constituting the spherical particles is not particularly limited, but advantageously, spherical particles such as silicon dioxide, aluminum oxide, and titanium oxide are preferably used.
さらに、本発明においては、被覆層への添加剤の一つとして、固形酸化物や塩も有利に用いられることとなる。それら固形酸化物や塩の含有によって、コーテッドサンドの耐湿性が、有利に向上せしめられ得るのである。なお、それらの中で、固形酸化物としては、例えば、ケイ素、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、鉛、ホウ素の酸化物の使用が有効である。特に、その中でも、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ホウ素の使用が望ましい。また、二酸化ケイ素の中では、沈殿ケイ酸、発熱性ケイ酸が好ましく用いられる。一方、塩としては、ケイフッ化塩、ケイ酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、四ホウ酸塩、炭酸塩等があり、その中でも、炭酸亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、メタホウ酸カリウム、四ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸カリウムの使用が、望ましい。そして、これら固形酸化物や塩は、コーテッドサンドの被覆層における水ガラス中の固形分に対して、一般に、0.5〜5質量%程度の割合において、用いられるのである。 Further, in the present invention, solid oxides and salts are also advantageously used as one of the additives to the coating layer. The moisture resistance of the coated sand can be advantageously improved by the inclusion of these solid oxides and salts. Among them, as the solid oxide, for example, the use of oxides of silicon, zinc, magnesium, aluminum, calcium, lead and boron is effective. In particular, among them, it is desirable to use silicon dioxide, zinc oxide, aluminum oxide, and boron oxide. Further, among silicon dioxide, precipitated silicic acid and exothermic silicic acid are preferably used. On the other hand, examples of salts include siliceous salts, silicates, phosphates, borates, tetraborates, carbonates, etc. Among them, zinc carbonate, basic zinc carbonate, potassium metaborate, tetraborate, etc. The use of sodium phosphate and potassium tetraborate is desirable. Then, these solid oxides and salts are generally used at a ratio of about 0.5 to 5% by mass with respect to the solid content in the water glass in the coating layer of the coated sand.
加えて、その他の添加剤として、耐火性骨材と水ガラスとの結合を強化するカップリング剤を含有せしめることも有効であり、例えば、シランカップリング剤、ジルコンカップリング剤、チタンカップリング剤等を用いることが出来る。更に、離型剤として、パラフィン、ワックス、軽油、マシン油、スピンドル油、絶縁油、廃油、植物油、脂肪酸エステル、有機酸、黒鉛微粒子、雲母、蛭石、フッ素系離型剤、シリコーン系離型剤等も使用可能である。そして、これらその他の添加剤は、それぞれ、コーテッドサンドの被覆層における水ガラスの固形分に対して、一般に、5質量%以下、好ましくは3質量%以下の割合となるような量において、被覆層に含有せしめられる。 In addition, as other additives, it is also effective to include a coupling agent that strengthens the bond between the refractory aggregate and water glass, and for example, a silane coupling agent, a zircon coupling agent, and a titanium coupling agent. Etc. can be used. Furthermore, as mold release agents, paraffin, wax, light oil, machine oil, spindle oil, insulating oil, waste oil, vegetable oil, fatty acid ester, organic acid, graphite fine particles, mica, 蛭 葉, fluorine-based mold release agent, silicone-based mold release agent. Agents and the like can also be used. Then, each of these other additives is added in an amount such that the ratio of each of these other additives is generally 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, based on the solid content of the water glass in the coating layer of the coated sand. It is contained in.
ところで、本発明に用いられる常温流動性を有する乾態のコーテッドサンドを製造するに際しては、一般に、耐火性骨材に対して、粘結剤としての水ガラスを、保湿剤と、必要に応じて用いられる添加剤と共に、混練乃至は混合せしめて、均一に混和し、かかる耐火性骨材の表面を、保湿剤等の添加剤を含む水ガラスにて被覆するようにすると共に、そのような水ガラスの水分を蒸散せしめることによって、耐火性骨材の表面に、水ガラスや保湿剤等の添加剤を含む被覆層を形成せしめる手法が、採用される。そのような手法において、被覆層の水分の蒸散は、水ガラスの固化乃至は硬化が進む前に迅速に行われる必要があるところから、耐火性骨材に対して、水溶液の形態にある水ガラスを投入(混合)してから、一般には5分以内に、より好ましくは3分以内に、含有水分を飛ばして、乾態の粉末状コーテッドサンドとすることが望ましい。かかる蒸散の時間が長くなると、混和(混練)サイクルが長くなり、コーテッドサンドの生産性が低下する他、水ガラスが空気中のCO2 に触れる時間が長くなって、失活する等の問題を生じる恐れが高くなるからである。 By the way, in producing the dry coated sand having room temperature fluidity used in the present invention, in general, water glass as a binder is used as a binder for refractory aggregates, and if necessary, a moisturizing agent is used. It is kneaded or mixed with the additives used and mixed uniformly so that the surface of the refractory aggregate is covered with water glass containing an additive such as a moisturizing agent, and such water is used. A method is adopted in which a coating layer containing an additive such as water glass or a moisturizing agent is formed on the surface of a refractory aggregate by evaporating the water content of the glass. In such a method, the evaporation of water in the coating layer needs to be carried out rapidly before the solidification or hardening of the water glass progresses. Therefore, the water glass in the form of an aqueous solution is used as opposed to the refractory aggregate. It is desirable to remove the water content within 5 minutes, more preferably within 3 minutes after adding (mixing) the mixture to obtain a dry powdered coated sand. If the evaporation time becomes long, the mixing (kneading) cycle becomes long, the productivity of the coated sand decreases, and the time that the water glass comes into contact with CO 2 in the air becomes long, causing problems such as deactivation. This is because the risk of occurrence increases.
また、上述したコーテッドサンドの製造工程において、水ガラス中の水分を迅速に蒸散せしめるための有効な手段の一つとして、耐火性骨材を予め加熱しておき、それに、水溶液の形態にある水ガラスや保湿剤等の添加剤を混練乃至は混合して、混和せしめるようにする手法が、好適に採用される。この予め加熱された耐火性骨材に、水ガラスや添加剤を混練乃至は混合せしめるようにすることによって、水ガラス中の水分は、そのような耐火性骨材の熱にて、極めて迅速に蒸散せしめられ得ることとなるのであり、以て、得られるコーテッドサンド中の水分量を効果的に低下せしめ得て、常温流動性を有する乾態の粉体が、有利に得られることとなるのである。また、この際に水分を迅速に蒸散せしめるために、混練容器に熱風を吹き込む方法や混練容器を加熱する方法、混練容器内を減圧する方法を採用することも有効である。ここで、耐火性骨材の予熱温度としては、水ガラスの含有水分量やその配合量等に応じて、適宜に選定されることとなるが、一般には100〜200℃程度の温度が、好ましくは120〜180℃程度の温度が、採用される。この予熱温度が低過ぎると、水分の蒸散を効果的に行うことが出来ず、乾燥に時間がかかるようになるところから、100℃以上の温度を採用することが望ましいのであり、また予熱温度が高過ぎると、得られるコーテッドサンドの冷却時に、水ガラス成分の硬化が進み、加えて複合粒子化が進行するようになるところから、コーテッドサンドとしての機能、特に、最終的に得られる鋳型の強度等の物性に問題を生じるようになる。 Further, in the above-mentioned manufacturing process of coated sand, as one of the effective means for rapidly evaporating the water content in the water glass, the refractory aggregate is preheated, and water in the form of an aqueous solution is added. A method of kneading or mixing additives such as glass and a moisturizer to mix them is preferably adopted. By kneading or mixing water glass and additives with this preheated refractory aggregate, the moisture in the water glass can be very quickly removed by the heat of such refractory aggregate. Since it can be evaporated, the water content in the obtained coated sand can be effectively reduced, and a dry powder having room temperature fluidity can be advantageously obtained. is there. Further, in order to quickly evaporate the water content at this time, it is also effective to adopt a method of blowing hot air into the kneading container, a method of heating the kneading container, and a method of depressurizing the inside of the kneading container. Here, the preheating temperature of the refractory aggregate is appropriately selected according to the water content of the water glass, the blending amount thereof, and the like, but in general, a temperature of about 100 to 200 ° C. is preferable. A temperature of about 120 to 180 ° C. is adopted. If this preheating temperature is too low, it will not be possible to effectively evaporate the water and it will take time to dry. Therefore, it is desirable to adopt a temperature of 100 ° C. or higher, and the preheating temperature is high. If it is too high, the water glass component will harden when the obtained coated sand is cooled, and in addition, composite particle formation will proceed. Therefore, the function as a coated sand, especially the strength of the final obtained mold. It will cause problems with physical properties such as.
なお、本発明に用いられるコーテッドサンドにおいて、水ガラスを含む被覆層に含有せしめられる保湿剤や、必要に応じて用いられる他の添加剤、例えば球状粒子や界面活性剤等は、予め水ガラスに混合した状態で耐火性骨材に添加し、混練してもよく、また混練時に、水ガラスとは別個に、添加して混練してもよく、更には混練時に、水ガラスの投入との間に時間差を設けて投入し、混練してもよい。そのため、本発明に従うコーテッドサンドにおける被覆層は、例えば、水ガラスと保湿剤等の添加剤とが渾然一体となった状態において、或いは、耐火性骨材の表面から外方に向かって、水ガラスの固形分(不揮発分)の濃度が漸次減少又は増加する一方で、保湿剤等の添加剤の濃度は漸次増加又は減少するような状態において、構成されることとなる。 In the coated sand used in the present invention, a moisturizer contained in a coating layer containing water glass and other additives used as necessary, such as spherical particles and a surfactant, are previously added to water glass. It may be added to the refractory aggregate in a mixed state and kneaded, or it may be added and kneaded separately from the water glass at the time of kneading, and further, at the time of kneading, between the addition of the water glass. May be added with a time lag and kneaded. Therefore, the coating layer in the coated sand according to the present invention is, for example, in a state where the water glass and the additive such as a moisturizer are completely integrated, or from the surface of the refractory aggregate to the outside. The concentration of the solid content (nonvolatile content) of the above is gradually decreased or increased, while the concentration of the additive such as a moisturizer is gradually increased or decreased.
(積層造形方法)
ところで、本発明に従う積層鋳型の製造方法は、上述の如くして得られたコーテッドサンドを用いて、例えば、図1乃至図6に示される如くして、実施されることとなるのである。即ち、先ず、図1に示されるように、そこで用いられる鋳型の造形装置には、平面形態が四角形を呈する容器状の枠10内において、上下方向に垂直にスライド可能な矩形のテーブル12が、配置されている。また、かかる造形装置は、図1乃至図3に示される如く、枠10の上方にそれぞれ位置せしめられた、コーテッドサンド14を供給する貯留タンク16と、かかる貯留タンク16の下部に設けられた吐出口18からテーブル12の上面に供給されたコーテッドサンド14を一定厚さに薄く平面展開させて、薄層の砂層20を形成する伸展部材24と、インクジェット方式により所定の液体を砂層20上の所定部位に散布する、選択的散布手段としてのインクジェット散布装置26と、発熱体として電熱線32が設けられたヒータ30とを備えており、それらが、鋳型層製造の各工程に応じて選択的に切り替えられて、配置されるようになっている。
(Laminate modeling method)
By the way, the method for producing a laminated mold according to the present invention will be carried out using the coated sand obtained as described above, for example, as shown in FIGS. 1 to 6. That is, first, as shown in FIG. 1, in the mold molding apparatus used there, a rectangular table 12 slidable vertically in the vertical direction in a container-shaped
そこにおいて、インクジェット散布装置26は、図示しない記憶装置及び制御装置と共に、図2に示される如く、砂層20の上面に沿って移動可能なノズル28を有しており、使用する水性媒体が散布可能となっている。また、記憶装置には、各砂層20において形成される、所定の鋳型層34(図5参照)の予め定められた二次元パターン(平面形状)が画像信号として保管され、制御装置において、ノズル28の動作を画像信号に応じて制御しながら、各砂層20に対して、所定の水性媒体を予め定められた平面形状(パターン)において、噴出(散布)せしめ得るようになっている。なお、ここでは、各工程における機材の切り替えが自動で行われるようになっているが、勿論、手動や半自動方式にて、その切り替えを行うようにすることも可能である。
There, the
また、図3に示されるヒータ30は、電熱線32を発熱体として用いて、加熱し得るようにしたものであるが、そのような電熱線32のための発熱体としては、公知の各種のものが適宜に選択されて、使用され得るところであり、例えば、金属発熱体(ニクロム線、カンタル線、白金線等)の他、炭化ケイ素、二ケイ化モリブデン、ランタンクロマイト、モリブデン、カーボン等を用いて、加熱することも可能である。なお、このヒータ30としては、加熱可能な構成のものであれば特に限定されず、赤外線発生体やマイクロ波発生体等を使用することも可能である。
Further, the
なお、上述せる実施形態において、インクジェット散布装置26にて構成される選択的散布手段は、所定の水性媒体を、砂層20上の予め決められた位置に、選択的に散布せしめ得るようにした装置であって、有利には、例示の如きインクジェット方式の散布装置が用いられることとなるが、その他、マスクを用いて、砂層20の必要部位のみに、所定の水性媒体を散布せしめるようにしたマスク方式の散布装置等も、適宜に採用可能である。
In the above-described embodiment, the selective spraying means configured by the
そして、上述の如き装置を用いて、本発明に従って、目的とする積層鋳型を製造するための一つの方法として、以下の如き製造手順が採用されて、鋳型層34が製造され、更にその鋳型層34の積層一体化によって、三次元形状の積層鋳型36(目的とする鋳型)が形成されることとなるのである。
Then, as one method for manufacturing the target laminated mold according to the present invention using the above-mentioned apparatus, the following manufacturing procedure is adopted to manufacture the
<第一工程>
先ず、製造前の段階においては、造形装置の枠10の上面とテーブル12の上面が同一平面上に位置せしめられている。そして、造形工程が始まると、テーブル12が砂層20の一層の高さ分、下方へスライドさせられる。次いで、貯留タンク16に蓄えられたコーテッドサンド14が、吐出口18からの供給量をコントロールされながら、テーブル12上にほぼ均一な厚さで満遍なく撒かれるように、供給される[図1(a)の状態]。このとき、砂層20の一層あたりの高さは、テーブル12が下方へスライドした距離に対応した段差、例えば0.3mmの段差として形成される。なお、この段差は、積層される層ごとに、常に均一な高さとなるように形成され、一般に、0.1〜3mm程度の段差とされることが望ましい。
<First process>
First, in the pre-manufacturing stage, the upper surface of the
そして、かかるテーブル12上へのコーテッドサンド14の供給が終わると、枠10の上面に沿って伸展部材24を水平方向に移動させて、余分なコーテッドサンド14が掻き取られる。これにより、テーブル12上に薄く平面展開された砂層20が、所定厚さにおいて形成されることとなるのである[図1(b)の状態]。
Then, when the supply of the coated
<第二工程>
次いで、図2に示されるように、砂層20に向かって、インクジェット散布装置26のノズル28から、液滴、液状又は霧状の水性媒体22が、予め定められた平面形状において微小領域ごとに噴霧される。ここで、かかる定められた平面形状とは、製造される鋳型の形状を砂層の肉厚分ほどの等間隔で複数の領域に水平方向に分割したものであって、製造される鋳型に応じて、砂層ごとに、下の方から順番に、各層の平面形状に基づいて、水性媒体22が噴霧されるのである。これは、例えば、製品形状のCADデータから砂型の形状データを得て、これを砂層の肉厚毎の断面形状データにすることで、各層の予め定められた平面形状を設定することが出来る。なお、このインクジェット散布装置26において、水性媒体22を噴射するノズル28のノズル径は、例えば20〜100μm程度と、極めて小径とされているが、噴出せしめられる液体は水性媒体であるところから、ノズル詰まり等の問題が惹起されるようなこともないのである。
<Second process>
Then, as shown in FIG. 2, droplets, liquid or mist-like aqueous medium 22 is sprayed from the
このようにして、砂層20の特定領域に噴霧された水性媒体22によって、コーテッドサンド14を湿らせることにより、コーテッドサンド14における被覆層の水ガラスが、水性媒体22に溶け出した状態で耐火性骨材を覆い、かかる水ガラスが砂粒間に凝集するようになる。このとき、コーテッドサンド14は、水分によって濡れた時に、その被覆層中に存在する保湿剤に基づくところの膨潤性により、有効な保水が行われることとなるため、散布される水性媒体が散布範囲以外に滲み出るようなことが、効果的に抑制乃至は阻止せしめられ得るのである。また、この保水効果により、散布される水性媒体の浸透を気にすることなく、強度の発現に充分な量の水性媒体を砂層に散布することが出来る利点がある。特に、大型の積層鋳型の造形に際しては、砂層に散布される水性媒体の範囲が広くなるが、保水性がよいために、散布域の時間差による乾燥が効果的に防止され得て、成形ムラを抑えることが出来る特徴が発揮されることとなるのである。
By moistening the coated
ここで、水性媒体22の散布方法としては、多くなり過ぎない程度にコーテッドサンド14を濡らすように、砂層20に適量の水性媒体22を散布することが出来るものであれば、その方法は特に限定されるものではなく、例えば、水性媒体を噴射せしめる方式の他、水性媒体を滴下したり、霧吹き器等を用いて、水性媒体を霧状に散布したりする方式等が、適宜に採用される。
Here, as a method of spraying the
また、水性媒体22にてコーテッドサンド14を湿らせた後に、乾燥させる必要があるため、その散布する水性媒体22は、常温乃至常温より高い温度であることが望ましい。このため、水性媒体の温度は、一般に、20〜100℃程度、より好ましくは30〜95℃程度の温度範囲であることが望ましい。なお、水性媒体の蒸気を用いる場合は、80〜100℃の蒸気であることが好ましい。
Further, since it is necessary to moisten the coated
なお、本発明において、水性媒体22としては、代表的には水が用いられ、そしてそのような水は、純水、水道水、蒸留水、工業用水等、ゴミや塵等が混入していなければ、特に限定されないが、純水若しくは蒸留水の方が、ノズルの詰まりの防止という点からして望ましい。また、水性媒体22中には、保湿剤を添加しておくことが好ましい。水性媒体22中に保湿剤を添加することにより、コーテッドサンド14中に含有する保湿剤の保水性の向上に加え、水性媒体22中の保水剤の作用によって、コーテッドサンド14への相溶性が更に向上する。なお、この水性媒体22中に添加される保水剤は、特に限定されるものではないが、コーテッドサンド14中に含有せしめられる保水剤と同一のものを用いるのが、特に好ましい。
In the present invention, water is typically used as the
さらに、かかる水に、硬化剤や硬化促進剤として、酸やエステルを含有させてもよく、中でも、酸としては、硫酸、塩酸、炭酸、スルホン酸類が好ましく、エステルとしては、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類や、エチレングリコールジアセテート、トリアセチン、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート等の炭素数1〜10のアルコールと炭素数1〜10のカルボン酸から導かれるエステル類が好ましい。このときの炭素数1〜10のアルコールは、一価又は多価であってもよい。また、酸、エステル等の硬化剤や硬化促進剤、上記の界面活性剤、更に有機溶剤であるメタノール等のアルコール類やアセトン、ジアセトンアルコール等のケトン類の如き乾燥促進剤、ロンザジャパン株式会社製のPROXEL GXL(1,2−ベンゾイソチアゾール−3(2H)−オン)やPROXEL IB(ポリヘキサメチレンビグアニジン)等の防腐剤を少量添加含有させることも可能である。その場合において、水性媒体の粘度としては、粘度が高くなるとノズルからの詰まり等の問題が発生するため、一般に0.1〜50cPであればよく、特に0.3〜40cPがより望ましい。更に、砂層20に水性媒体22が馴染み易くするために、表面張力が15〜50mN/mであればよく、20〜40mN/mがより望ましい。
Further, the water may contain an acid or an ester as a curing agent or a curing accelerator. Among them, the acid is preferably sulfuric acid, hydrochloric acid, carbonic acid or sulfonic acid, and the ester is γ-butyrolactone or ε. -Lactones such as caprolactone and esters derived from alcohols having 1 to 10 carbon atoms and carboxylic acids having 1 to 10 carbon atoms such as ethylene glycol diacetate, triacetin, diethylene glycol diacetate and triethylene glycol diacetate are preferable. The alcohol having 1 to 10 carbon atoms at this time may be monovalent or multivalent. In addition, curing agents and curing accelerators such as acids and esters, the above-mentioned surfactants, alcohols such as methanol which are organic solvents, and drying accelerators such as ketones such as acetone and diacetone alcohol, Ronza Japan Co., Ltd. It is also possible to add and contain a small amount of an antiseptic such as PROXEL GXL (1,2-benzoisothiazole-3 (2H) -on) and PROXEL IB (polyhexamethylene biguanidine). In that case, the viscosity of the aqueous medium is generally 0.1 to 50 cP, and more preferably 0.3 to 40 cP, because problems such as clogging from the nozzle occur as the viscosity increases. Further, in order to facilitate the compatibility of the aqueous medium 22 with the
<第三工程>
水性媒体22を散布した後の砂層20に対しては、その上方に一定間隔を隔てて、電熱線32が設けられたヒータ30を配置せしめ、かかるヒータ30の熱にて、砂層20を加熱することにより、湿ったコーテッドサンド14の乾燥が、行われる(図3の状態)。これにより、第二工程において水性媒体22でコーテッドサンド14を湿らせて、被覆層の水ガラスを溶かし、相互に付着せしめた状態から、第三工程において湿らせたコーテッドサンド14の水分を蒸発させて、水ガラスが付与された耐火性骨材が、相互に結合した状態において、固化又は硬化せしめられることにより、一つの鋳型層34が形成されることとなるのである。更に、水性媒体22で湿った部分は、湿っていない部分よりも熱の伝導性がよくなるため、加熱を行うことで、コーテッドサンド14の水性媒体22で湿らせた部分のみを効率よく固化又は硬化させることが出来ることとなる。このとき、ヒータ30による加熱は、コーテッドサンド14を乾燥させて、固化又は硬化するものであるところから、砂層20を30〜180℃、好ましくは60〜150℃、より好ましくは80〜140℃、更に好ましくは100〜120℃程度に加熱することが出来ればよく、これによって砂層20内で温度差があまり生じないので、硬化した砂層(20)の反り等を効果的に抑えることが出来る。また、このときの加熱温度が100℃程度と、低い温度で固化又は硬化が出来ることから、従来のコーテッドサンドを高温に加熱する(200〜300℃程度)ことによって発生する臭気も効果的に抑えることが出来るのである。このため、ヒータ30も、高出力である必要がなく、加熱のためのエネルギー消費量も少なくて済む等の特徴を発揮する。
<Third process>
A
ここで、砂層20を加熱して乾燥する際に、加熱空気の雰囲気中で行うことにより、かかる乾燥を促進することが出来る。なお、他の方法として、二酸化炭素、又はガス化したエステルを含む雰囲気中において、或いは、窒素等の不活性ガスの雰囲気中で加熱・乾燥を行うことにより、硬化を促進させることが出来る。そして、上記した促進手段を実施する方法としては、所定の気体の雰囲気中で加熱・乾燥を行い得ることとなるのであれば、特に限定されないが、例えば装置内を密封状態として、内部の雰囲気を加熱空気、二酸化炭素、ガス化したエステル、又は不活性ガスに置換し、その置換された雰囲気下で、造形を行う等の手法がある。また、装置内を加熱温調するようにすることも可能である。
Here, when the
また、加熱と同時に、又は加熱と前後して、空気、加熱空気、過熱水蒸気、炭酸ガス、ガス化したエステル、又は不活性ガス等の気体を吹きかけたり、又は通気するようにしてもよい。更に、気体を流動させることにより、コーテッドサンド14の乾燥を促進させることが出来る。なお、気体を吹きかけたり、又は通気する方法としては、コーテッドサンド14が、吹きかけられる気体や通気によって吹き飛ばされないようにして実施することが出来る手法であれば、特に限定されないが、例えば、積層した部分の上部に設置された噴出口からガスを吹きかけたり、或いは装置内部の雰囲気を循環させたりすることで、通気させる方法等がある。
Further, gas such as air, heated air, superheated steam, carbon dioxide gas, gasified ester, or inert gas may be sprayed or aerated at the same time as or before and after heating. Further, by flowing the gas, the drying of the coated
さらに、装置内で水蒸気が残留することを防ぐために、装置内の気体を吸引して、系外へ排気させる工程が含まれていてもよい。なお、気体の吸引は、第三工程で砂層を加熱して乾燥した後に行うことが好ましいが、各工程に悪影響を及ぼさない限り、第三工程の期間中や全工程の間中に行なってもよい。 Further, in order to prevent water vapor from remaining in the device, a step of sucking the gas in the device and exhausting it to the outside of the system may be included. It is preferable that the gas is sucked after the sand layer is heated and dried in the third step, but it may be sucked during the third step or during the whole step as long as it does not adversely affect each step. Good.
<繰り返し工程>
そして、上記した第一工程、第二工程、第三工程からなる一連の鋳型層34形成工程を1つのターン(サイクル)として、引き続き、テーブル12を更に砂層一層分の高さ分、下方へスライドさせた後(図4の状態)、かかる鋳型層34の形成工程のターンが繰り返されることにより、既に形成されている一つの鋳型層34の上に、新たな鋳型層34が一体的に形成されて、積層構造が実現されるのである。また、本発明におけるコーテッドサンドの保水効果によって、積層造形時に下の砂層へ水性媒体が滲むことが防止されるため、鋳型の形状の悪化や変形を抑制して、寸法精度に優れた積層鋳型を有利に得ることが出来る。更に、このような鋳型層34の形成を何度か繰り返すことで、鋳型層34が順次積層一体化せしめられ(図5の状態)、以て適数層の鋳型層34にて構成される、所望の三次元形状の鋳型を与える造形物36が製造されるのである。その後、造形装置(枠10)から、固化乃至硬化せしめられていない砂を取り除くことにより、目的とする鋳型(36)が、取り出されることとなる(図6の状態)。また、得られた鋳型(36)は、強度のばらつきを抑えるために、更に二次焼成を行ってもよい。この二次焼成の条件としては、100〜200℃程度、好ましくは120〜180℃に加熱された恒温槽内で、5分〜2時間、好ましくは10分〜1時間の間で行われる。
<Repeat process>
Then, the series of
なお、上記した第一工程、第二工程、第三工程を含む鋳型層形成工程においては、各工程における機材の切り替えが自動で行われるようになっているが、勿論、手動や半自動方式にて、その切り替えを行うようにしても、何等差し支えない。 In the mold layer forming step including the first step, the second step, and the third step described above, the equipment is automatically switched in each step, but of course, a manual or semi-automatic method is used. , Even if the switching is performed, there is no problem.
以下に、幾つかの実施例を用いて、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等限定的に解釈されるものでないことが理解されるべきである。なお、以下の実施例や比較例において、「%」及び「部」は、特に断りのない限りにおいて、何れも、質量基準にて示されている。また、実施例や比較例で得られたコーテッドサンド(CS)の水分量、有機分における固形分率、寸法精度の測定や、水の浸透性及び外観の評価は、それぞれ、以下のようにして行った。 Hereinafter, the present invention will be clarified more concretely by using some examples, but the present invention shall not be construed in any way by the description of such examples. Should be understood. In the following examples and comparative examples, "%" and "part" are all shown on a mass basis unless otherwise specified. In addition, the water content of the coated sand (CS) obtained in Examples and Comparative Examples, the solid content ratio in organic content, the measurement of dimensional accuracy, and the evaluation of water permeability and appearance are as follows. went.
−水ガラスの固形分に対する水分量の測定−
空焼して秤量したるつぼに、各CSを10g秤量して収容し、900℃にて1時間曝熱した後の質量減少量(%)を用いて、CS中の水分量と有機分量との合計量(以下、「(水分+有機分)量」として示し、「W1」とする。)を、下記の式(1)より算出する。ここで、有機分量とは、保湿剤及びその他の液状の添加剤(以下、有機分という)の合計量である。なお、秤量は、小数点以下第4位まで計測する。次に、CSに対する水ガラスの固形分量(B1)を、下記の式(2)を用いて算出する。そして、CS中の(水分+有機分)量(W1)と、CSに対する水ガラスの固形分量(B1)と、水ガラスの固形分の100部に対する有機分の添加量(A)と、後述する手法に従って測定される有機分における固形分率(C)より、水ガラスの固形分量に対する水分量(被覆層における水ガラスの固形分量に対するCSの水分量:W2)を、下記の式(3)を用いて算出する。以上の如くして算出されたW2が、下記表1及び表2においては、「含水分量(質量%)」として示されている。
W1=[(M1−M2)/M3]×100 ・・・(1)
[W1:CS中の(水分+有機分)量(%)、M1:焼成前のるつぼとCSの合計 質量(g)、M2:焼成後のるつぼとCSの合計質量(g)、M3:焼成前のC Sの質量(g)]
B1=[B2/(100+B2)]×(100−W1) ・・・(2)
[B1:CSに対する水ガラスの固形分量(%)、B2:砂の100部に対して添 加した水ガラスの固形分量(部)、W1:CS中の(水分+有機分)量(%)] W2=[(W1/B1)×100]−(A×C/100) ・・・(3)
[W2:被覆層における水ガラスの固形分量に対するCSの水分量(%)、W1: CS中の(水分+有機分)量(%)、B1:CSに対する水ガラスの固形分量(
%)、A:水ガラスの固形分の100部に対する有機分の添加量(部)、C:C S中の有機分における固形分率(%)]
-Measurement of water content with respect to solid content of water glass-
10 g of each CS is weighed and stored in a crucible that has been air-baked and weighed, and the amount of mass loss (%) after heating at 900 ° C. for 1 hour is used to determine the amount of water and the amount of organic matter in the CS. The total amount (hereinafter referred to as "(moisture + organic content) amount" and referred to as "W1") is calculated from the following formula (1). Here, the organic content is the total amount of the moisturizer and other liquid additives (hereinafter referred to as organic content). The weighing is measured to the fourth decimal place. Next, the solid content (B1) of water glass with respect to CS is calculated using the following formula (2). Then, the amount of (moisture + organic content) in CS (W1), the amount of solid content of water glass with respect to CS (B1), and the amount of organic content added to 100 parts of solid content of water glass (A) will be described later. From the solid content ratio (C) in the organic content measured according to the method, the water content with respect to the solid content of the water glass (the water content of CS with respect to the solid content of the water glass in the coating layer: W2) is calculated by the following formula (3). Calculate using. W2 calculated as described above is shown as "moisture content (mass%)" in Tables 1 and 2 below.
W1 = [(M1-M2) / M3] × 100 ... (1)
[W1: (moisture + organic content) amount (%) in CS, M1: total mass of crucible and CS before firing (g), M2: total mass of crucible and CS after firing (g), M3: firing Mass of previous CS (g)]
B1 = [B2 / (100 + B2)] × (100-W1) ・ ・ ・ (2)
[B1: Solid content of water glass relative to CS (%), B2: Solid content of water glass added to 100 parts of sand (parts), W1: Amount of (moisture + organic content) in CS (%) ] W2 = [(W1 / B1) x 100]-(A x C / 100) ... (3)
[W2: Water content (%) of CS with respect to the solid content of water glass in the coating layer, W1: (Moisture + organic content) amount (%) in CS, B1: Solid content of water glass with respect to CS (
%), A: Amount of organic matter added to 100 parts of solid content of water glass (parts), C: Solid content ratio of organic matter in CS (%)]
−有機分における固形分率の測定−
先ず、保湿剤及びその他の液状添加剤からなり、それらの配合割合が、砂(耐火性骨材)に対する添加割合と同様である試料を調製する。次いで、アルミ箔製皿(縦:90mm、横:90mm、高さ:15mm)内に、先に調製した試料の10gを収容して秤量し、
180±1℃に保持した加熱板上にアルミ箔製皿を載置し、20分間放置した後、デシケータ中で放冷する。そして、かかる放冷後のアルミ箔製皿の秤量を行い、下記の式(4)より、有機分における固形分率(C)を算出する。
C=[乾燥後のアルミ箔製皿の質量(g)/乾燥前のアルミ箔製皿の質量(g)]
×100 ・・・(4)
-Measurement of solid content in organic matter-
First, a sample is prepared, which comprises a moisturizer and other liquid additives, and the mixing ratio thereof is the same as the addition ratio to sand (refractory aggregate). Next, 10 g of the previously prepared sample was placed in an aluminum foil plate (length: 90 mm, width: 90 mm, height: 15 mm) and weighed.
An aluminum foil dish is placed on a heating plate held at 180 ± 1 ° C., left for 20 minutes, and then allowed to cool in a desiccator. Then, the aluminum foil plate after such cooling is weighed, and the solid content ratio (C) in the organic content is calculated from the following formula (4).
C = [Mass of aluminum foil dish after drying (g) / Mass of aluminum foil dish before drying (g)]
× 100 ・ ・ ・ (4)
−コーテッドサンドにおける水の浸透性の評価−
外径:10mmφ、内径:9mmφのガラスの筒にコットンを詰め、簡易的なカラムを作製する。その中に、CSを22g入れ、1分間振動させることで、密充填させる。次いで、この砂充填のカラムに、浸透させる液体(水)を2g入れ、充填した砂の上面から20mmのところまで液体が浸透してきたら、測定を開始する。この測定開始から5分後に、かかる20mmの位置から更に浸透した距離(mm)を測定して、その距離を浸透量とする。
-Evaluation of water permeability in coated sand-
A simple column is made by filling a glass cylinder with an outer diameter of 10 mmφ and an inner diameter of 9 mmφ with cotton. 22 g of CS is put therein and vibrated for 1 minute to densely fill it. Next, 2 g of the liquid (water) to be permeated is put into the sand-filled column, and when the liquid permeates to 20 mm from the upper surface of the filled sand, the measurement is started. Five minutes after the start of this measurement, the distance (mm) of further penetration is measured from the position of 20 mm, and that distance is taken as the penetration amount.
−寸法精度の測定−
各CSを用いて、それぞれ幅30mm×高さ10mm×長さ85mmの大きさの試験片(積層造形物)を成形して、その幅をノギスにより3回測定し、その得られた測定値の平均値で、「実測の平均値」÷「設計値」により、寸法精度を算出する。寸法精度は、1に近い程、精度がよいことを示している。
-Measurement of dimensional accuracy-
Using each CS, a test piece (laminated model) having a size of
−外観判定−
各CSから、それぞれ幅30mm×高さ10mm×長さ85mmの大きさに積層造形して得られた試験片について、目視にて観察することにより、得られる積層造形物の外観の評価を行う。そして、そのような積層造形物において、その面が平らで、角がしっかり出来ている場合を○、面の凹凸が若干認められるが、角は出来ている場合は△、面に凹凸があり、角も丸くなっている場合は×として、評価する。
-Appearance judgment-
The appearance of the obtained laminated model is evaluated by visually observing the test pieces obtained by laminating and modeling each CS into a size of
−乾態CSの製造例1−
耐火性骨材として、市販の鋳造用人工砂であるルナモス#110(商品名:花王クエーカー株式会社製)を準備すると共に、粘結剤たる水ガラスとして、市販品:2号ケイ酸ナトリウム(商品名:富士化学株式会社製、SiO2 /Na2O のモル比:2.5、固形成分:41.3%)を準備した。そして、上記のルナモス#110を約180℃の温度に加熱した後、ワールミキサー(遠州鉄工株式会社製)に投入し、更に、前記水ガラスを、ルナモス#110の100部に対して、7.26部(固形成分:3.0部)の割合で添加した後、保湿剤としての市販品のヒドロキシエチルセルロース:HEC−AL−15F(製品名:住友精化株式会社)を0.09部(水ガラスの固形分100部に対して3部)の割合で添加して、3分間の混練を行うことにより、水分を蒸発せしめる一方、砂粒塊が崩壊するまで撹拌混合せしめ、更にステアリン酸カルシウムの0.03部(水ガラスの固形分100部に対して0.01部)を加えて、撹拌混合せしめた後に取り出すことにより、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS1を得た。かかる混練後のCS1の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
− Production example of dry CS 1-
As a refractory aggregate, Lunamos # 110 (trade name: manufactured by Kao Quaker Co., Ltd.), which is a commercially available artificial sand for casting, is prepared, and as a water glass as a binder, a commercially available product: sodium silicate (product). Name: manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., SiO 2 / Na 2 O molar ratio: 2.5, solid component: 41.3%) was prepared. Then, after heating the above-mentioned Lunamos # 110 to a temperature of about 180 ° C., it is put into a whirl mixer (manufactured by Enshu Iron Works Co., Ltd.), and further, the water glass is added to 100 parts of Lunamos # 110. After adding 26 parts (solid component: 3.0 parts), 0.09 parts (water) of commercially available hydroxyethyl cellulose as a moisturizing agent: HEC-AL-15F (product name: Sumitomo Seika Co., Ltd.) By adding at a ratio of 3 parts to 100 parts of the solid content of the glass and kneading for 3 minutes, the water is evaporated, and the mixture is stirred and mixed until the sand granules collapse, and the calcium stearate is 0. By adding 03 parts (0.01 part with respect to 100 parts of solid content of water glass), stirring and mixing, and then taking out, a dry coated sand having normal temperature fluidity: CS1 was obtained. When the water content of CS1 after such kneading was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例2−
保湿剤としてのヒドロキシエチルセルロースの添加量を、0.3部(水ガラスの固形分100部に対して10部)としたこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS2を得た。この得られたCS2の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
− Production example of dry CS 2-
It has room temperature fluidity according to the same procedure as in Production Example 1 above, except that the amount of hydroxyethyl cellulose added as a moisturizer was 0.3 parts (10 parts with respect to 100 parts of solid content of water glass). Dry coated sand: CS2 was obtained. When the water content of the obtained CS2 was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例3−
保湿剤としてのヒドロキシエチルセルロースの添加量を、0.9部(水ガラスの固形分100部に対して30部)としたこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS3を得た。この得られたCS3の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の30質量%に相当する量であった。
− Production example of dry CS 3-
It has room temperature fluidity according to the same procedure as in Production Example 1 above, except that the amount of hydroxyethyl cellulose added as a moisturizer was 0.9 parts (30 parts with respect to 100 parts of solid content of water glass). Dry coated sand: CS3 was obtained. When the water content of the obtained CS3 was calculated, it was an amount corresponding to 30% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例4−
保湿剤として、ヒドロキシエチルセルロースに代えて、グリセリンを用い、これを、耐火性骨材(ルナモス#110)の100部に対して0.3部(水ガラスの固形分100部に対して10部)の割合において添加したこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS4を得た。この得られたCS4の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の30質量%に相当する量であった。
− Production example of dry CS 4-
As a moisturizer, glycerin is used instead of hydroxyethyl cellulose, and this is 0.3 part with respect to 100 parts of the refractory aggregate (Lunamos # 110) (10 parts with respect to 100 parts of solid content of water glass). A dry coated sand: CS4 having room temperature fluidity was obtained according to the same procedure as in Production Example 1 except that the mixture was added in the ratio of. When the water content of the obtained CS4 was calculated, it was an amount corresponding to 30% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例5−
保湿剤として、ヒドロキシエチルセルロースに代えて、市販品のヒドロキシプロピルメチルセルロース:メトローズ60SH−50(製品名:信越化学工業株式会社)を用い、これを、耐火性骨材(ルナモス#110)の100部に対して0.3部(水ガラスの固形分100部に対して10部)の割合において添加したこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS5を得た。この得られたCS5の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
-Production example of dry CS 5-
As a moisturizer, instead of hydroxyethyl cellulose, commercially available hydroxypropyl methylcellulose: Metrose 60SH-50 (product name: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used, and this was applied to 100 parts of refractory aggregate (Lunamos # 110). A dry coated sand having room temperature fluidity according to the same procedure as in Production Example 1 above, except that 0.3 part (10 parts with respect to 100 parts of solid content of water glass) was added. Obtained CS5. When the water content of the obtained CS5 was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例6−
保湿剤として、ヒドロキシエチルセルロースに代えて、市販品のポリビニルアルコール:PVA220(製品名:株式会社クラレ)を用い、これを、耐火性骨材(ルナモス#110)の100部に対して0.3部(水ガラスの固形分100部に対して10部)の割合において添加したこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS6を得た。この得られたCS6の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
-Production example of dry CS 6-
As a moisturizer, a commercially available polyvinyl alcohol: PVA220 (product name: Kuraray Co., Ltd.) was used instead of hydroxyethyl cellulose, and 0.3 part of this was applied to 100 parts of the refractory aggregate (Lunamos # 110). A dry coated sand having normal temperature fluidity: CS6 was obtained according to the same procedure as in Production Example 1 above, except that the mixture was added at a ratio of (10 parts to 100 parts of solid content of water glass). When the water content of the obtained CS6 was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例7−
保湿剤として、ヒドロキシエチルセルロースに代えて、市販品のポリエチレンオキサイド:アルコックスR−150(製品名:明成化学工業株式会社)を用い、これを、耐火性骨材(ルナモス#110)の100部に対して0.3部(水ガラスの固形分100部に対して10部)の割合において添加したこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS7を得た。この得られたCS7の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
-Production example of dry CS 7-
As a moisturizing agent, a commercially available polyethylene oxide: Alcox R-150 (product name: Meisei Chemical Works, Ltd.) was used instead of hydroxyethyl cellulose, and this was applied to 100 parts of a refractory aggregate (Lunamos # 110). A dry coated sand having room temperature fluidity according to the same procedure as in Production Example 1 above, except that 0.3 part (10 parts with respect to 100 parts of solid content of water glass) was added. I got CS7. When the water content of the obtained CS7 was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例8−
粘結剤たる水ガラスとして、市販品:1号ケイ酸ナトリウム(商品名:富士化学株式会社製、SiO2 /Na2O のモル比:2.1、固形成分:48.5%)を用い、また、その添加量を、耐火性骨材(ルナモス#110)の100部に対して6.19部(固形成分3.0部)としたこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS8を得た。この得られたCS8の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
-Production example of dry CS 8-
As a water glass as a binder, a commercially available product: No. 1 sodium silicate (trade name: manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., SiO 2 / Na 2 O molar ratio: 2.1, solid component: 48.5%) is used. In addition, the same procedure as in Production Example 1 was followed except that the amount added was 6.19 parts (3.0 parts of solid component) with respect to 100 parts of the refractory aggregate (Lunamos # 110). , A dry coated sand having normal temperature fluidity: CS8 was obtained. When the water content of the obtained CS8 was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例9−
粘結剤たる水ガラスとして、市販品:3号ケイ酸ナトリウム(商品名:富士化学株式会社製、SiO2 /Na2O のモル比:3.2、固形成分:38%)を用い、また、その添加量を、耐火性骨材(ルナモス#110)の100部に対して7.89部(固形成分3.0部)としたこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS9を得た。この得られたCS9の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
-Production example of dry CS 9-
As a water glass as a binder, a commercially available product: sodium silicate No. 3 (trade name: manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., molar ratio of SiO 2 / Na 2 O: 3.2, solid component: 38%) is used, and also. , The normal temperature according to the same procedure as in Production Example 1 above, except that the amount added was 7.89 parts (3.0 parts of solid component) with respect to 100 parts of the refractory aggregate (Lunamos # 110). A fluid, dry coated sand: CS9 was obtained. When the water content of the obtained CS9 was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例10−
保湿剤たるヒドロキシエチルセルロースを添加しないこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS10を得た。この得られたCS10の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
-Production example of dry CS 10-
A dry coated sand having normal temperature fluidity: CS10 was obtained according to the same procedure as in Production Example 1 except that hydroxyethyl cellulose as a moisturizer was not added. When the water content of the obtained CS10 was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例11−
保湿剤たるヒドロキシエチルセルロースを添加しないこと以外は、上記製造例8と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS11を得た。この得られたCS11の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の31質量%に相当する量であった。
-Production example of dry CS 11-
A dry coated sand: CS11 having room temperature fluidity was obtained according to the same procedure as in Production Example 8 except that hydroxyethyl cellulose as a moisturizer was not added. When the water content of the obtained CS11 was calculated, it was an amount corresponding to 31% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
−乾態CSの製造例12−
保湿剤たるヒドロキシエチルセルロースを添加しないこと以外は、上記製造例9と同様の手順に従って、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド:CS12を得た。この得られたCS12の含水分量を算出したところ、被覆層における水ガラスの固形分量の29質量%に相当する量であった。
-Production example of dry CS 12-
A dry coated sand: CS12 having room temperature fluidity was obtained according to the same procedure as in Production Example 9 except that hydroxyethyl cellulose as a moisturizer was not added. When the water content of the obtained CS12 was calculated, it was an amount corresponding to 29% by mass of the solid content of the water glass in the coating layer.
次いで、上記で得られた乾態のCS1〜CS10を用いて、それぞれ、実施例1〜9及び比較例1〜3において、前述の浸透性の評価を実施し、それらの結果を表1に示す一方、それぞれのCSから積層鋳型を造形して、その強度を評価した。 Next, using the dry CS1 to CS10 obtained above, the above-mentioned permeability evaluation was carried out in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3, respectively, and the results are shown in Table 1. On the other hand, a laminated mold was formed from each CS and its strength was evaluated.
−実施例1−
先に準備したCS1を用いて、積層鋳型製造装置により、図1〜図5に示される実施形態に従って、所定の積層鋳型の造形を行った。即ち、先ず、第一工程で、テーブル(12)を0.3mm下方へスライドさせた後、CS1を、かかるテーブル(12)上に薄く平面展開して砂層(20)を形成し、次いで第二工程において、203mm×254mmの予め定められた平面形状を与えるように、その微小領域ごとに、霧状の水性媒体(22)を、インクジェット方式にて噴霧することにより、そのような水性媒体(22)の噴霧された所定の平面形状部位の砂層(20)を湿らした後、当該部位の硬化乃至は固化を行い、かかる部位に対応した形状の鋳型層(34)を得た。なお、そこで用いた水性媒体(22)は、水:93質量%、保湿剤:6質量%、界面活性剤:1質量%の組成を有するもの(粘度:1.1mPa・s/25℃、表面張力:31.5mN/m)であり、25℃の温度で用いられた。
− Example 1-
Using the CS1 prepared above, a predetermined laminated mold was formed by the laminated mold manufacturing apparatus according to the embodiments shown in FIGS. 1 to 5. That is, first, in the first step, the table (12) is slid downward by 0.3 mm, and then the CS1 is thinly flattened on the table (12) to form a sand layer (20), and then the second In the step, such an aqueous medium (22) is sprayed by an inkjet method for each minute region so as to give a predetermined planar shape of 203 mm × 254 mm. After wetting the sand layer (20) of the predetermined planar shape portion sprayed with), the portion was hardened or solidified to obtain a mold layer (34) having a shape corresponding to the portion. The aqueous medium (22) used there has a composition of water: 93% by mass, a moisturizer: 6% by mass, and a surfactant: 1% by mass (viscosity: 1.1 mPa · s / 25 ° C., surface). Tension: 31.5 mN / m) and was used at a temperature of 25 ° C.
そして、以上の第一工程及び第二工程からなる一連の工程を1つのターンとして、積層形成された鋳型(造形物36)の肉厚(高さ)が10mmになるまで、鋳型層(34)の積層造形操作を繰り返し行なった。その後、かかる積層鋳型製造装置から、固化乃至硬化していないCS1を取り除いて、造形物を取り出し、150℃の温度で10分間焼成を施すことにより、目的とする積層鋳型(36)を製造した。そして、この得られた積層鋳型の寸法精度測定と外観判定を行い、その結果を、下記表1に示した。 Then, with the series of steps including the above first step and the second step as one turn, the mold layer (34) is formed until the wall thickness (height) of the laminated mold (modeled object 36) becomes 10 mm. The laminating molding operation of was repeated. Then, CS1 which was not solidified or hardened was removed from the laminated mold manufacturing apparatus, the modeled product was taken out, and the product was fired at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes to produce the desired laminated mold (36). Then, the dimensional accuracy of the obtained laminated mold was measured and the appearance was judged, and the results are shown in Table 1 below.
−実施例2〜8、比較例1〜3−
CS1をそれぞれCS2〜CS10に代えて、実施例1と同様にして、鋳型の積層造形を行い、その得られた造形物を、150℃の温度で、10分間焼成することにより、目的とする積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型の寸法精度測定と外観判定を行い、その結果を、下記表1に示した。
− Examples 2 to 8, Comparative Examples 1 to 3−
CS1 is replaced with CS2 to CS10, respectively, and the mold is laminated in the same manner as in Example 1, and the obtained model is fired at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes to achieve the desired lamination. A mold (36) was manufactured. Then, the dimensional accuracy of the obtained laminated mold was measured and the appearance was judged, and the results are shown in Table 1 below.
かかる表1の結果より明らかな如く、本発明に従って、水ガラスと所定の保湿剤を含有する被覆層が形成されてなるCS1〜CS9は、水の浸透量が低く、保水性に優れていることが認められると共に、それらCS1〜CS9を用いて、積層造形して得られた積層鋳型は、何れも、寸法精度及び外観において優れたものであることが認められる。 As is clear from the results in Table 1, CS1 to CS9, in which a coating layer containing water glass and a predetermined moisturizer is formed according to the present invention, have a low amount of water permeation and are excellent in water retention. It is recognized that all of the laminated molds obtained by laminating molding using these CS1 to CS9 are excellent in dimensional accuracy and appearance.
2 造形物 4 積層製品
10 枠 12 テーブル
14 コーテッドサンド 16 貯留タンク
18 吐出口 20 砂層
22 水性媒体 24 伸展部材
26 インクジェット散布装置 28 ノズル
30 ヒータ 32 電熱線
34 鋳型層 36 造形物(積層鋳型)
2 Modeled
Claims (10)
前記コーテッドサンドとして、前記耐火性骨材の表面に、粘結剤としての水ガラスと共に、保湿剤を含有する被覆層を形成して得られる、乾態のコーテッドサンドを用いることを特徴とする積層鋳型の改良された製造方法。 A thin sand layer is formed using coated sand formed by coating a refractory aggregate with a binder, and then an aqueous medium is sprayed on the sand layer and heated to form a solidified layer or a hardened layer having a predetermined two-dimensional pattern. In a method of manufacturing a laminated mold having a desired three-dimensional shape by laminating the solidified layer or the cured layer by repeating the work of forming the above.
As the coated sandwich, a laminate obtained by forming a coating layer containing a moisturizer on the surface of the refractory aggregate together with water glass as a binder is used. An improved method of making molds.
The laminated mold according to claim 7 , wherein the content of the lubricant is 0.1 to 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the water glass in the coated sand. Improved manufacturing method.
The improved manufacturing method of the laminated mold according to any one of claims 1 to 9, wherein the spraying of the aqueous medium on the sand layer is performed by using an inkjet spraying device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017050458A JP6841695B2 (en) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Improved manufacturing method for laminated molds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017050458A JP6841695B2 (en) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Improved manufacturing method for laminated molds |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018153822A JP2018153822A (en) | 2018-10-04 |
JP6841695B2 true JP6841695B2 (en) | 2021-03-10 |
Family
ID=63717083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017050458A Active JP6841695B2 (en) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Improved manufacturing method for laminated molds |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6841695B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3747634B1 (en) * | 2019-06-07 | 2022-05-04 | ExOne GmbH | Method for producing at least one component in 3d printing and 3d printer |
CN110252947B (en) * | 2019-06-21 | 2021-02-26 | 第一拖拉机股份有限公司 | Mould-free manufacturing method of dry type clay sand casting mould |
KR102595277B1 (en) * | 2021-03-25 | 2023-10-27 | 한국생산기술연구원 | Inorganic binder for 3D printing and a method for manufacturing of the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105492138B (en) * | 2013-08-30 | 2018-09-25 | 旭有机材工业株式会社 | The formative method of mold is laminated |
-
2017
- 2017-03-15 JP JP2017050458A patent/JP6841695B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018153822A (en) | 2018-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7055753B2 (en) | Coated sand and its manufacturing method and mold manufacturing method using it | |
JP7345596B2 (en) | Mold material composition and mold manufacturing method using the same | |
KR102010334B1 (en) | Method for the layerwise construction of models | |
JP6576244B2 (en) | Molding method of laminated mold | |
JP6604944B2 (en) | Mold manufacturing method and mold | |
JP7060519B2 (en) | Coated sand and its manufacturing method and mold manufacturing method using it | |
JP6934476B2 (en) | Manufacturing method of laminated mold | |
JP7177089B2 (en) | Coated sand, its manufacturing method, and mold manufacturing method | |
WO2014098129A1 (en) | Coated sand, manufacturing method for same, and manufacturing method for mold | |
WO2005023524A2 (en) | Absorbent fillers for three-dimensional printing | |
JP6841695B2 (en) | Improved manufacturing method for laminated molds | |
JP6765868B2 (en) | Mold manufacturing method | |
JP6470542B2 (en) | Molding method of laminated mold | |
WO2018043412A1 (en) | Casting mold manufacturing method | |
JP7055752B2 (en) | Coated sand and its manufacturing method and mold manufacturing method using it | |
JP6841693B2 (en) | Manufacturing method of laminated mold | |
JP6841694B2 (en) | Laminated mold manufacturing method | |
WO2019070051A1 (en) | Mold material and manufacturing method therefor, mold and manufacturing method therefor, and molding sand regeneration method | |
JP7202238B2 (en) | Coated sand and mold manufacturing method using the same | |
JP7418279B2 (en) | Mold manufacturing method | |
US20240238865A1 (en) | 3d printing method and molding part produced therewith using a water glass binder and ester | |
JP2011143475A (en) | Parts producing method by deposition method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200821 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200908 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201007 |
|
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: 20210209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210218 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6841695 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |