JP6872398B2 - Resin-integrated core manufacturing method, mold manufacturing method, and resin-integrated core - Google Patents
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本発明は、樹脂一体型中子の製造方法、鋳型製造方法、及び樹脂一体型中子に関する。 The present invention relates to a method for producing a resin-integrated core, a method for producing a mold, and a resin-integrated core.
例えばガスタービンの動翼は、高温の作動ガスに曝される。よって、動翼の温度をより低く保持するために、動翼の内部に冷却媒体を流して動翼を冷却している。
内部に冷却媒体を流すために、ガスタービン動翼には内部冷却構造が設けられている。このようなガスタービン動翼の製造は、精密鋳造を用いることが一般的である。精密鋳造を用いて内部冷却構造を有するガスタービン動翼を製造する際には、冷却媒体の流通路と同形状とされた中子(コア)を配置し、鋳造後に中子を取り除いている(例えば、特許文献1参照。)。
For example, the blades of a gas turbine are exposed to hot working gas. Therefore, in order to keep the temperature of the rotor blade lower, a cooling medium is flowed inside the rotor blade to cool the rotor blade.
The gas turbine blade is provided with an internal cooling structure in order to allow the cooling medium to flow inside. Precision casting is generally used to manufacture such gas turbine blades. When manufacturing a gas turbine blade having an internal cooling structure using precision casting, a core having the same shape as the flow path of the cooling medium is arranged, and the core is removed after casting (). For example, see
このような中子の製造方法としては、金型を用いた射出成形や、スラリーから直接成形するスリップキャスト法が知られている。一方、性能向上を図るため、内部冷却構造は複雑・微細化しており、これら製造方法に代わる方法として、例えば、3D(三次元)プリンタなどの成形装置を用いて複雑・微細な中子を製造する樹脂3D積層造形法が試みられている。 As a method for producing such a core, an injection molding method using a mold and a slip casting method in which the core is directly molded from a slurry are known. On the other hand, in order to improve performance, the internal cooling structure has become complicated and fine, and as an alternative method to these manufacturing methods, for example, a molding device such as a 3D (three-dimensional) printer is used to manufacture a complicated and fine core. A resin 3D additive manufacturing method has been attempted.
しかしながら、樹脂3D積層造形法では、例えば、ワックス(ろう)の射出成形の際に中子に亀裂発生するなど、強度が不足する場合がある。 However, in the resin 3D additive manufacturing method, the strength may be insufficient, for example, cracks are generated in the core during injection molding of wax (wax).
この発明は、複雑・微細構造を有する中子が変形したり損傷したりするのを防止することができる樹脂一体型中子の製造方法、鋳型製造方法、及び樹脂一体型中子を提供することを目的とする。 The present invention provides a resin-integrated core manufacturing method, a mold manufacturing method, and a resin-integrated core capable of preventing a core having a complicated and fine structure from being deformed or damaged. With the goal.
本発明の第一の態様によれば、樹脂一体型中子の製造方法は、樹脂からなる樹脂構造物を形成する樹脂構造物形成工程と、前記樹脂構造物にスラリーを供給して前記スラリーを硬化させることで、前記樹脂構造物によって中子が覆われてなる樹脂一体型中子を形成する硬化工程と、を備え、前記樹脂構造物は中空構造である。 According to the first aspect of the present invention, the method for producing a resin-integrated core includes a resin structure forming step of forming a resin structure made of a resin and supplying a slurry to the resin structure to obtain the slurry. The resin structure is hollow, comprising a curing step of forming a resin-integrated core in which the core is covered with the resin structure by curing.
このような構成によれば、中子が樹脂構造物によって覆われていることによって、鋳物製造工程におけるワックスの射出成形などの際に、中子が変形したり損傷したりするのを防止することができる。
また、鋳型焼成工程の際に樹脂構造物が膨張した場合においても、樹脂構造物が中空構造とされていることによって、中子にかかる圧力を吸収することができる。これにより、鋳型焼成工程の際に、中子が変形したり損傷したりするのを防止することができる。
According to such a configuration, since the core is covered with the resin structure, it is possible to prevent the core from being deformed or damaged during injection molding of wax in the casting manufacturing process. Can be done.
Further, even when the resin structure expands during the mold firing step, the pressure applied to the core can be absorbed because the resin structure has a hollow structure. This makes it possible to prevent the core from being deformed or damaged during the mold firing step.
上記樹脂一体型中子の製造方法において、前記樹脂構造物形成工程は、前記樹脂構造物の外面を形成する外面部と、前記中子を形成する成形面である内面部とを形成する内外面成形工程を含んでよい。 In the method for manufacturing a resin-integrated core, the resin structure forming step is an inner / outer surface that forms an outer surface portion that forms an outer surface of the resin structure and an inner surface portion that is a molding surface that forms the core. A molding step may be included.
上記樹脂一体型中子の製造方法において、前記樹脂構造物形成工程は、前記外面部と前記内面部との間に複数の空間を画成する空間部形成工程と、を含んでよい。
また、樹脂一体型中子の製造方法は、樹脂からなる樹脂構造物を形成する樹脂構造物形成工程と、前記樹脂構造物にスラリーを供給して前記スラリーを硬化させることで、前記樹脂構造物によって中子が覆われてなる樹脂一体型中子を形成する硬化工程と、を備え、前記樹脂構造物形成工程は、前記樹脂構造物の外面を形成する外面部と、前記中子を形成する成形面である内面部とを形成する内外面成形工程を含み、前記樹脂構造物形成工程は、前記外面部と前記内面部との間に複数の空間を画成する空間部形成工程と、を含んでよい。
また、樹脂一体型中子の製造方法は、樹脂からなる樹脂構造物を形成する樹脂構造物形成工程と、前記樹脂構造物にスラリーを供給して前記スラリーを硬化させることで、前記樹脂構造物によって中子が覆われてなる樹脂一体型中子を形成する硬化工程と、を備え、前記樹脂構造物形成工程は、前記樹脂構造物の外面を形成する外面部と、前記中子を形成する成形面である内面部とを形成する内外面成形工程と、前記外面部と前記内面部との間に壁部を形成することにより複数の空間を画成する空間部形成工程と、を含んでよい。
In the method for producing a resin-integrated core, the resin structure forming step may include a space portion forming step of defining a plurality of spaces between the outer surface portion and the inner surface portion.
Further, the method for producing the resin-integrated core includes a resin structure forming step of forming a resin structure made of resin, and supplying a slurry to the resin structure to cure the slurry to cure the resin structure. A curing step of forming a resin-integrated core in which the core is covered with the core is provided, and the resin structure forming step forms an outer surface portion forming the outer surface of the resin structure and the core. The resin structure forming step includes an inner / outer surface forming step of forming an inner surface portion which is a molding surface, and the resin structure forming step includes a space portion forming step of defining a plurality of spaces between the outer surface portion and the inner surface portion. May include.
Further, the method for producing the resin-integrated core includes a resin structure forming step of forming a resin structure made of resin, and supplying a slurry to the resin structure to cure the slurry to cure the resin structure. A curing step of forming a resin-integrated core in which the core is covered with the core is provided, and the resin structure forming step forms an outer surface portion forming the outer surface of the resin structure and the core. Includes an inner / outer surface forming step of forming an inner surface portion which is a molding surface, and a space portion forming step of defining a plurality of spaces by forming a wall portion between the outer surface portion and the inner surface portion. Good.
上記樹脂一体型中子の製造方法において、前記複数の空間の少なくとも一部は、格子状に形成されてよい。
このような構成によれば、樹脂構造物をバランスよく変形させることができる。
In the method for producing a resin-integrated core, at least a part of the plurality of spaces may be formed in a grid pattern.
According to such a configuration, the resin structure can be deformed in a well-balanced manner.
上記樹脂一体型中子の製造方法において、前記樹脂構造物は3D積層造形法で造形されてよい。
このような構成によれば、既存技術では形成が難しい三次元形状を容易に造形することができる。
In the method for producing a resin-integrated core, the resin structure may be formed by a 3D additive manufacturing method.
With such a configuration, it is possible to easily form a three-dimensional shape that is difficult to form with existing technology.
本発明の第二の態様によれば、鋳型製造方法は、金型と前記樹脂一体型中子との間にワックスを供給して、ワックスによって前記樹脂一体型中子が包含されてなるワックス型を形成するワックス型形成工程と、前記ワックス型の外面に鋳型材料を供給して、鋳型構造物を造型する鋳型造型工程と、前記鋳型構造物を加熱して、前記ワックスを除去する脱ワックス工程と、前記ワックスを除去したのちに、前記鋳型構造物を加熱して焼成するとともに、前記樹脂を除去する鋳型焼成工程と、を備える。 According to the second aspect of the present invention, the mold manufacturing method is a wax mold in which wax is supplied between the mold and the resin-integrated core, and the resin-integrated core is included by the wax. A wax mold forming step of forming a mold, a mold molding step of supplying a mold material to the outer surface of the wax mold to mold a mold structure, and a dewaxing step of heating the mold structure to remove the wax. After removing the wax, the mold structure is heated and fired, and the mold firing step of removing the resin is provided.
このような構成によれば、中子が樹脂構造物によって覆われていることによって、ワックス型形成工程にて、ワックスが金型と樹脂一体型中子との間に供給された際に、中子が変形したり損傷したりするのを防止することができる。また、脱ワックス工程にて加熱されたワックスが膨張した際に、中子が変形したり損傷したりするのを防止することができる。 According to such a configuration, since the core is covered with the resin structure, when the wax is supplied between the mold and the resin-integrated core in the wax mold forming step, the core is formed. It is possible to prevent the child from being deformed or damaged. Further, when the wax heated in the dewaxing step expands, it is possible to prevent the core from being deformed or damaged.
本発明の第三の態様によれば、樹脂一体型中子は、中子と、樹脂からなり前記中子を外側から覆う樹脂構造物と、を備え、前記樹脂構造物は、外面をなす外面部と、前記中子を形成する成形面である内面をなす内面部と、前記外面部と前記内面部との間に画成されている複数の空間と、を有する。
また、樹脂一体型中子は、中子と、樹脂からなり前記中子を外側から覆う樹脂構造物と、を備え、前記樹脂構造物は外面をなす外面部と、前記中子を形成する成形面である内面をなす内面部と、前記外面部と前記内面部との間に形成された壁部によって画成されている複数の空間と、を有する。
According to the third aspect of the present invention, the resin-integrated core includes a core and a resin structure made of resin and covering the core from the outside, and the resin structure has an outer surface forming an outer surface. It has a portion, an inner surface portion forming an inner surface which is a molding surface forming the core, and a plurality of spaces defined between the outer surface portion and the inner surface portion.
Further, the resin-integrated core includes a core and a resin structure made of resin and covering the core from the outside, and the resin structure has an outer surface portion forming an outer surface and a molding forming the core. It has an inner surface portion forming an inner surface which is a surface, and a plurality of spaces defined by a wall portion formed between the outer surface portion and the inner surface portion.
上記樹脂一体型中子において、前記樹脂構造物は、融点が190℃以上である樹脂によって形成され、精密鋳造に用いられてよい。 In the resin-integrated core, the resin structure is formed of a resin having a melting point of 190 ° C. or higher, and may be used for precision casting.
上記樹脂一体型中子において、前記樹脂構造物は外面をなす外面部と、前記中子を形成する成形面である内面をなす内面部と、前記外面部と前記内面部との間に画成されている複数の空間と、を有してよい。 In the resin-integrated core, the resin structure is defined between an outer surface portion forming an outer surface, an inner surface portion forming an inner surface which is a molding surface forming the core, and the outer surface portion and the inner surface portion. It may have a plurality of spaces that are created.
上記樹脂一体型中子において、前記中子は、前記外面部と前記内面部とを連結する連結線からなる連結面で、一部が露出された露出部を有してよい。 In the resin-integrated core, the core may have a partially exposed exposed portion, which is a connecting surface formed of a connecting line connecting the outer surface portion and the inner surface portion.
上記樹脂一体型中子において、前記複数の空間の少なくとも一部は格子状に配置されてよい。 In the resin-integrated core, at least a part of the plurality of spaces may be arranged in a grid pattern.
上記樹脂一体型中子において、前記樹脂構造物は3D積層造形材からなる構成としてよい。 In the resin-integrated core, the resin structure may be composed of a 3D laminated molding material.
本発明によれば、中子が樹脂構造物によって覆われていることによって、中子が変形したり損傷したりするのを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the core from being deformed or damaged because the core is covered with the resin structure.
以下、本発明の実施形態の樹脂一体型中子の製造方法、鋳型製造方法、及び樹脂一体型中子について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の鋳型製造方法は、精密鋳造に用いられる鋳型の製造方法であって、例えば、内部冷却構造である冷却媒体流通路を有するガスタービン動翼(鋳物)用の鋳型を製造する方法である。鋳型製造方法は、樹脂一体型中子の製造方法によって製造された樹脂一体型中子1(図3参照)を使用する。樹脂一体型中子1は、冷却媒体流通路と同形状の中子3(コア)と、中子3を外側から覆う樹脂構造物2と、を有している。
Hereinafter, the resin-integrated core manufacturing method, the mold manufacturing method, and the resin-integrated core according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The mold manufacturing method of the present embodiment is a method for manufacturing a mold used for precision casting, for example, a method for manufacturing a mold for a gas turbine moving blade (casting) having a cooling medium flow passage which is an internal cooling structure. is there. As the mold manufacturing method, the resin-integrated core 1 (see FIG. 3) manufactured by the resin-integrated core manufacturing method is used. The resin-integrated
まず、樹脂構造物2と中子3とが一体とされた樹脂一体型中子1を製造する樹脂一体型中子の製造方法について説明する。中子3は、鋳型で製造する鋳物の内部の空洞に対応する形状である。中子3は、鋳物の内部の空洞に対応する部分に配置されることで、鋳造時に鋳物となる金属が流れ込むことを抑制する。また、樹脂構造物2は、鋳型製造方法における鋳型焼成工程で消失する。
First, a method for manufacturing a resin-integrated core that manufactures a resin-integrated
図1に示すように、樹脂一体型中子の製造方法は、中子3をなすスラリーを生成するスラリー生成工程S11と、樹脂構造物2を形成する樹脂構造物形成工程S12と、スラリーを樹脂構造物2の空洞部V(図2参照)に供給してスラリーを硬化させる硬化工程S13と、スラリーが硬化してなるセラミックによって形成された中子3を乾燥させる乾燥工程S14と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the method for producing a resin-integrated core includes a slurry generation step S11 for producing a slurry forming the
スラリー生成工程S11は、固化させることでセラミックから形成された中子3となるスラリーを生成する工程である。スラリーは、例えば、シリカ材料(粉末)に対し、分散剤、架橋剤、及び水を溶解することによって生成することができる。
The slurry generation step S11 is a step of producing a slurry which becomes a
樹脂構造物形成工程S12は、樹脂3D積層造形法を用いて、樹脂からなる樹脂構造物2を形成する工程である。
また、樹脂構造物形成工程S12は、図2に示すように、樹脂構造物2の外面を形成する外面部2aと、樹脂構造物2の内面を形成する内面部2bとを成形する内外面成形工程S12Aを含んでいる。更に、樹脂構造物形成工程S12は、外面部2aと内面部2bとの間に少なくとも一つの空間Sを画成する空間部成形工程S12Bを含んでいる。
樹脂構造物2は、中子3の型としての機能、及び中子3を保護する機能を有する構造物である。本実施形態の樹脂構造物2は、3D積層造形材からなる。
樹脂3D積層造形法は、例えば、3D(三次元)プリンタなどの成形装置を用いて、立体的な形状を有する物体を造形する方法である。3Dプリンタは、コストのかかる金型8や治具などを必要とせずに、既存技術では形成が難しい三次元形状を容易に造形することができる。
The resin structure forming step S12 is a step of forming the
Further, in the resin structure forming step S12, as shown in FIG. 2, the inner / outer surface molding for forming the
The
The resin 3D additive manufacturing method is a method of modeling an object having a three-dimensional shape by using a molding device such as a 3D (three-dimensional) printer, for example. A 3D printer can easily form a three-dimensional shape that is difficult to form with existing technology without the need for costly molds 8 and jigs.
また、樹脂3D積層造形法としては、光硬化性又は熱硬化性の液体樹脂にセラミック微粒子を分散させたスラリーを用いるスラリー積層造形技術も採用することができる。スラリー積層造形技術は、レーザー照射により、光硬化又は熱硬化を限定領域で生じさせて任意形状の2次元断面を形成させ、これを繰り返すことで立体形状の成形体を得る技術である。 Further, as a resin 3D additive manufacturing method, a slurry additive manufacturing technique using a slurry in which ceramic fine particles are dispersed in a photocurable or thermosetting liquid resin can also be adopted. The slurry lamination molding technique is a technique in which photo-curing or thermosetting is generated in a limited region by laser irradiation to form a two-dimensional cross section having an arbitrary shape, and by repeating this, a three-dimensional molded body is obtained.
図2に示すように、樹脂構造物2は、樹脂によって形成されており、外面をなす外面部2aと、中子3(図3参照)を形成する成形面である内面をなす内面部2bと、外面部2aと内面部2bとの間に複数の空間Sを画成する壁部5,6と、を有している。内外面成形工程S12Aでは、樹脂3D積層造形法を用いて外面部2aと内面部2bとを成形する。内外面成形工程S12Aでは、外面部2aと内面部2bとを連結する連結線Cによってスラリーの供給口が形成される。
樹脂は、例えば、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂であり、融点が190℃以上の樹脂である。これらの樹脂は、上記の例に限定されることなく、190℃程度まで強度を有し、伸縮性を有している樹脂であれば、どんな樹脂を用いてもよい。
As shown in FIG. 2, the
The resin is, for example, a resin such as a urethane resin or an epoxy resin, and has a melting point of 190 ° C. or higher. These resins are not limited to the above examples, and any resin may be used as long as it has strength up to about 190 ° C. and has elasticity.
内面部2bによって形成される成形面は、中子3に倣った形状となっている。換言すれば、樹脂構造物2は、樹脂構造物2の空洞部Vにスラリーを流し込むことによって、スラリーの形状が中子3の形状となるように形成されている。
樹脂構造物2の外面部2aは、鋳物製造用の金型8の成形面に干渉しないように形成されている。
内面部2bの肉厚は、外面部2aの肉厚よりも厚く形成することが好ましい。内面部2bの肉厚を厚くすることによって内面部2bの変形が抑制され、中子3を微細構造とすることができる。一方で、外面部2aの肉厚を内面部2bよりも薄くすることによって、樹脂の使用量を低減することができる。
The molded surface formed by the
The
The wall thickness of the
樹脂構造物2は、中空構造をなしている。即ち、樹脂構造物2の内面部2bと外面部2aとの間には、少なくとも一つの空間Sが形成されている。空間部成形工程S12Bでは、樹脂3D積層造形法を用いて外面部2aと内面部2bとの間に少なくとも空間Sを画成する。
中空構造としては、複数の空間Sが、3次元的に規則的に配置される構造が好ましい。例えば、樹脂構造物2は、複数の第一壁部5と、複数の第二壁部6と、複数の第三壁部(図示せず)とを有し、これら壁部5,6によって形成される複数の空間Sを有してよい。
The
As the hollow structure, a structure in which a plurality of spaces S are regularly arranged three-dimensionally is preferable. For example, the
第一壁部5は、第一方向に所定の間隔をあけて配置されている。第二壁部6は、第一方向と直交する第二方向に所定の間隔をあけて配置されている。第三壁部は、第一方向及び第二方向に直交する第三方向に所定の間隔をあけて配置されている。このような方法で、空間Sが配置されることにより、樹脂構造物2を、格子状(メッシュ状)の中空構造とすることができる。即ち、空間Sの少なくとも一部が格子状に配置された構造とすることができる。
樹脂構造物2の内部に形成される空間Sの構成はこれに限ることはなく、壁部を設けることなく、一つの空間Sを設ける構成であってよい。また、第一壁部5のみによって空間Sを画成する構成としてもよい。また、ハニカム構造により、複数の空間Sを形成してもよい。
The
The structure of the space S formed inside the
硬化工程S13は、スラリー生成工程S11にて生成したスラリーを樹脂構造物2の空洞部Vに供給したのち、スラリーを硬化させる工程である。なお、射出圧を加えながらスラリーを供給してもよい。スラリーを樹脂構造物2の空洞部Vに供給して、所定の時間が経過すると、スラリーの硬化が完了し、スラリーの成形体(中子3)となる。これにより、樹脂構造物2によって中子3が覆われてなる樹脂一体型中子1が形成される。
The curing step S13 is a step of supplying the slurry generated in the slurry generation step S11 to the cavity V of the
乾燥工程S14は、シリカ中の水分を蒸発させて、スラリーの成形体(中子3)を乾燥させる。乾燥方法としては、例えば、所定の水分乾燥炉内に成形体を導入する方法を採用することができる。
乾燥方法としては、上記した方法に限らず、例えば、ガスバーナで発生させた熱風を導入して乾燥を行う熱風乾燥法、室温条件下に放置する自然乾燥法などを採用してもよい。
In the drying step S14, the moisture in the silica is evaporated to dry the molded product (core 3) of the slurry. As a drying method, for example, a method of introducing a molded product into a predetermined moisture drying furnace can be adopted.
The drying method is not limited to the above method, and for example, a hot air drying method in which hot air generated by a gas burner is introduced for drying, a natural drying method in which the product is left at room temperature, or the like may be adopted.
以上の工程を実施することによって、図3に示すような樹脂一体型中子1を得ることができる。樹脂一体型中子1は、セラミックの中子3が樹脂によって形成された樹脂構造物2によって保護されている構造体である。
図3に示すように、樹脂一体型中子1の中子3は、外面部2aと内面部2bとを連結する連結線Cからなる連結面Fで、一部が露出された露出部3aを有している。
By carrying out the above steps, the resin-integrated
As shown in FIG. 3, the
次に、樹脂一体型中子1を用いた鋳型製造方法について説明する。
図4に示すように、本実施形態の鋳型製造方法は、金型8を製作する金型製作工程S21と、中子3をセットした金型8にワックスW(ろう)を供給するワックス型形成工程S22と、ワックス型9を組み立てるワックス型組立工程S23と、ワックス型9の外面に鋳型構造物11を造型する鋳型造型工程S24と、ワックスWを溶かし出す脱ワックス工程S25と、鋳型を焼成する鋳型焼成工程S26と、を備えている。
Next, a mold manufacturing method using the resin-integrated
As shown in FIG. 4, in the mold manufacturing method of the present embodiment, the mold manufacturing step S21 for manufacturing the mold 8 and the wax mold forming in which the wax W (wax) is supplied to the mold 8 in which the
金型製作工程S21は、鋳物の金型8(図5参照)を製作する工程である。金型8は、鋳物の外面に対応した内面を有している。金型8は、金属で形成してもよいし、セラミックで形成してもよい。
ワックス型形成工程S22は、図5に示すように、樹脂一体型中子1をセットした金型8にワックスWを射出成形してワックス型9とする工程である。
The mold manufacturing step S21 is a step of manufacturing a casting mold 8 (see FIG. 5). The mold 8 has an inner surface corresponding to the outer surface of the casting. The mold 8 may be formed of metal or ceramic.
As shown in FIG. 5, the wax mold forming step S22 is a step of injecting the wax W into the mold 8 in which the resin-integrated
ワックス型形成工程S22では、金型8の所定位置に樹脂一体型中子1を配置する。次いで、金型8の空洞部V2(金型8と樹脂一体型中子1との間)にワックスW(70℃程度)を供給して、空洞部V2の全域にワックスWを充填する。その後、図6に示すように、ワックスWが固化することによって、ワックスWによって樹脂一体型中子1が包含されてなるワックス型9が形成される。ワックス型9は、ワックスWで形成される部分が鋳物と同じ形状となる。
In the wax mold forming step S22, the resin-integrated
ワックス型形成工程S22では、射出圧が加えられたワックスWが金型8と樹脂一体型中子1との間に充填されることによって、樹脂一体型中子1に圧力がかかる。
In the wax mold forming step S22, pressure is applied to the resin-integrated
ワックス型組立工程S23は、ワックス型9に湯口10(図7参照)などを取り付け、組み立てる工程である。
ワックス型組立工程S23では、ワックス型9を金型8から分離し、湯口10を取り付ける。湯口10は、鋳造時に溶けた金属である溶湯が投入される口である。
The wax mold assembly step S23 is a step of attaching a sprue 10 (see FIG. 7) or the like to the
In the wax mold assembly step S23, the
鋳型造型工程S24は、ワックス型9の外面に鋳型材料となるスラリーを供給して、図7に示すような鋳型構造物11(外側鋳型)を造型する工程である。
鋳型造型工程S24では、ワックス型9をスラリーに浸漬し、耐火砂をまぶし、乾燥させる作業を繰り返す。これにより、ワックス型9の周囲に、所定の厚みを有する鋳型構造物11が形成される。
The mold molding step S24 is a step of supplying a slurry as a mold material to the outer surface of the
In the mold molding step S24, the work of immersing the
脱ワックス工程S25は、鋳型構造物11を加圧蒸気にて加熱することによって、ワックスWを溶かし出す工程である。
脱ワックス工程S25では、鋳型構造物11に対して熱処理を行い、ワックスWを溶かし出す。脱ワックス工程S25は、例えば、鋳型構造物11をオートクレーブの内部に配置し、オートクレーブ内を加圧蒸気(180℃程度)で満たすことによって、鋳型構造物11内のワックス型9を加熱する。これにより、ワックスWが溶け、鋳型構造物11から除去される。
脱ワックス工程S25では、加熱されたワックスWが膨張することによって、樹脂一体型中子1に圧力がかかる。
The dewaxing step S25 is a step of melting the wax W by heating the
In the dewaxing step S25, the
In the dewaxing step S25, the heated wax W expands to apply pressure to the resin-integrated
鋳型焼成工程S26は、脱ワックス工程S25を経て鋳型構造物11内からワックスWが除去された後に鋳型構造物11を加熱して焼成する工程である。鋳型焼成工程S26では、例えば、焼成炉で鋳型構造物11を、例えば、約900℃まで加熱する。これにより、鋳型構造物11に含まれる水成分や不要な成分が除去される。さらに、焼成されることで鋳型構造物11が硬化される。
鋳型焼成工程S26により、樹脂一体型中子1を構成する樹脂構造物2が熱によって溶融する。即ち、雰囲気温度が樹脂の融点以上となることによって、樹脂が溶融して消失する。これにより、中子3と、鋳型構造物11からなる鋳型が完成する。
鋳型焼成工程S26では、樹脂構造物2が熱により膨張する。
The mold firing step S26 is a step of heating and firing the
In the mold firing step S26, the
In the mold firing step S26, the
次に、鋳型製造方法にて製造された鋳型を用いて精密鋳造を行う、鋳物の製造方法について説明する。
鋳物の製造方法は、鋳型に注湯を行う鋳込み工程と、鋳型を除去する鋳型除去工程と、中子3を溶出する脱コア工程と、を備えている。
鋳込み工程は、鋳型製造方法にて製造された鋳型を予熱(例えば、800℃〜900℃)した後、鋳型に注湯を行う工程である。鋳込み工程では、溶融した鋳物の原料(例えば、鋼)を、鋳型の開口を介して鋳型構造物11と中子3との間に注入する。
Next, a method for manufacturing a casting, in which precision casting is performed using a mold manufactured by the mold manufacturing method, will be described.
The casting manufacturing method includes a casting step of pouring hot water into a mold, a mold removing step of removing the mold, and a decore step of eluting the
The casting step is a step of preheating (for example, 800 ° C. to 900 ° C.) the mold manufactured by the mold manufacturing method and then pouring hot water into the mold. In the casting step, a molten casting material (for example, steel) is injected between the
鋳型除去工程は、鋳込み工程にて注入された鋳物の原料が固化した後、鋳型構造物11を除去する工程である。即ち、鋳型の内部で鋳物の原料が固化して鋳物となったら、鋳型構造物11を粉砕して鋳物から取り外す。
The mold removing step is a step of removing the
脱コア工程は、鋳物に残存する中子3を溶出する工程である。脱コア工程では、例えば、オートクレーブの内部に鋳物を入れ、高温アルカリ溶液中にて加圧、減圧を繰り返すことによって鋳物から中子3を溶出する。
The decore step is a step of eluting the
脱コア工程を行ったら、仕上げ処理、熱処理を行い、寸法検査、X線検査などを経て鋳物が完成する。 After the decore process, finishing treatment, heat treatment, dimensional inspection, X-ray inspection, etc. are performed to complete the casting.
上記実施形態によれば、中子3の型として機能する樹脂構造物2を樹脂3D積層造形法を用いて形成することによって、複雑・微細な中子3を形成することができる。
According to the above embodiment, the complex and
また、中子3が樹脂構造物2によって覆われていることによって、ワックス型形成工程S22にて、ワックスWが金型8と樹脂一体型中子1との間に供給された際に、中子3が変形したり損傷したりするのを防止することができる。
また、脱ワックス工程S25にて加熱されたワックスWが膨張した際に、中子3が変形したり損傷したりするのを防止することができる。
Further, since the
Further, when the wax W heated in the dewaxing step S25 expands, it is possible to prevent the
また、樹脂構造物2が中空構造であることによって、鋳型焼成工程S26の際に樹脂構造物2が膨張した場合においても、中子3にかかる圧力を吸収することができる。即ち、鋳型焼成工程S26の際に、樹脂構造物2の空間Sが樹脂構造物2の膨張を吸収する。これにより、鋳型焼成工程S26の際に、中子3が変形したり損傷したりするのを防止することができる。
また、空間Sを格子状に配置することによって、樹脂構造物2をバランスよく変形させることができる。
Further, since the
Further, by arranging the spaces S in a grid pattern, the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、鋳物としてタービン動翼を例に説明を行ったが、これに限ることはない。本発明の樹脂一体型中子の製造方法、鋳型製造方法、及び樹脂一体型中子は、その他の精密鋳造品にも適用することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments, and includes design changes and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention. ..
In the above embodiment, the turbine blades have been described as an example of casting, but the present invention is not limited to this. The method for producing a resin-integrated core, the mold manufacturing method, and the resin-integrated core of the present invention can also be applied to other precision castings.
1 樹脂一体型中子
2 樹脂構造物
2a 外面部
2b 内面部
3 中子
5 第一壁部
6 第二壁部
8 金型
9 ワックス型
10 湯口
11 鋳型構造物
C 連結線
F 連結面
S 空間
V 空洞部
W ワックス
1 Resin-integrated
Claims (14)
前記樹脂構造物にスラリーを供給して前記スラリーを硬化させることで、前記樹脂構造物によって中子が覆われてなる樹脂一体型中子を形成する硬化工程と、を備え、
前記樹脂構造物は中空構造である樹脂一体型中子の製造方法。 A resin structure forming process for forming a resin structure made of resin,
A curing step of forming a resin-integrated core in which the core is covered with the resin structure by supplying the slurry to the resin structure and curing the slurry is provided .
A method for manufacturing a resin-integrated core in which the resin structure is a hollow structure.
前記樹脂構造物の外面を形成する外面部と、前記中子を形成する成形面である内面部とを形成する内外面成形工程を含む請求項1に記載の樹脂一体型中子の製造方法。 The resin structure forming step is
The method for producing a resin-integrated core according to claim 1 , further comprising an inner / outer surface molding step of forming an outer surface portion forming the outer surface of the resin structure and an inner surface portion which is a molding surface forming the core.
前記外面部と前記内面部との間に複数の空間を画成する空間部形成工程と、を含む請求項2に記載の樹脂一体型中子の製造方法。 The resin structure forming step is
The method for producing a resin-integrated core according to claim 2 , further comprising a space portion forming step of defining a plurality of spaces between the outer surface portion and the inner surface portion.
前記樹脂構造物にスラリーを供給して前記スラリーを硬化させることで、前記樹脂構造物によって中子が覆われてなる樹脂一体型中子を形成する硬化工程と、を備え、
前記樹脂構造物形成工程は、
前記樹脂構造物の外面を形成する外面部と、前記中子を形成する成形面である内面部とを形成する内外面成形工程を含み、
前記樹脂構造物形成工程は、
前記外面部と前記内面部との間に複数の空間を画成する空間部形成工程と、を含む樹脂一体型中子の製造方法。 A resin structure forming process for forming a resin structure made of resin,
A curing step of forming a resin-integrated core in which the core is covered with the resin structure by supplying the slurry to the resin structure and curing the slurry is provided .
The resin structure forming step is
The process includes an inner / outer surface molding step of forming an outer surface portion for forming the outer surface of the resin structure and an inner surface portion which is a molding surface for forming the core.
The resin structure forming step is
A method for manufacturing a resin-integrated core, comprising a space portion forming step of defining a plurality of spaces between the outer surface portion and the inner surface portion.
前記ワックス型の外面に鋳型材料を供給して、鋳型構造物を造型する鋳型造型工程と、
前記鋳型構造物を加熱して、前記ワックスを除去する脱ワックス工程と、
前記ワックスを除去したのちに、前記鋳型構造物を加熱して焼成するとともに、前記樹脂を除去する鋳型焼成工程と、を備える鋳型製造方法。 Wax is supplied between the mold and the resin-integrated core manufactured by the method for producing a resin-integrated core according to any one of claims 1 to 6, and the resin is used by the wax. A wax mold forming step of forming a wax mold including an integrated core, and
A mold molding process in which a mold material is supplied to the outer surface of the wax mold to mold a mold structure, and
A dewaxing step of heating the mold structure to remove the wax,
A mold manufacturing method comprising a mold firing step of removing the wax and then heating and firing the mold structure and removing the resin.
前記樹脂構造物にスラリーを供給して前記スラリーを硬化させることで、前記樹脂構造物によって中子が覆われてなる樹脂一体型中子を形成する硬化工程と、を備え、A curing step of forming a resin-integrated core in which the core is covered with the resin structure by supplying the slurry to the resin structure and curing the slurry is provided.
前記樹脂構造物形成工程は、The resin structure forming step is
前記樹脂構造物の外面を形成する外面部と、前記中子を形成する成形面である内面部とを形成する内外面成形工程と、An inner / outer surface molding step of forming an outer surface portion forming the outer surface of the resin structure and an inner surface portion which is a molding surface forming the core.
前記外面部と前記内面部との間に壁部を形成することにより複数の空間を画成する空間部形成工程と、を含む樹脂一体型中子の製造方法。A method for producing a resin-integrated core, comprising a space portion forming step of defining a plurality of spaces by forming a wall portion between the outer surface portion and the inner surface portion.
樹脂からなり前記中子を外側から覆う樹脂構造物と、を備え、
前記樹脂構造物は、
外面をなす外面部と、
前記中子を形成する成形面である内面をなす内面部と、
前記外面部と前記内面部との間に画成されている複数の空間と、を有する樹脂一体型中子。 With the core
A resin structure made of resin and covering the core from the outside is provided.
The resin structure is
The outer surface that forms the outer surface and
An inner surface portion forming an inner surface, which is a molding surface forming the core,
A resin-integrated core having a plurality of spaces defined between the outer surface portion and the inner surface portion.
樹脂からなり前記中子を外側から覆う樹脂構造物と、を備え、A resin structure made of resin and covering the core from the outside is provided.
前記樹脂構造物は外面をなす外面部と、The resin structure has an outer surface portion forming an outer surface and
前記中子を形成する成形面である内面をなす内面部と、An inner surface portion forming an inner surface, which is a molding surface forming the core,
前記外面部と前記内面部との間に形成された壁部によって画成されている複数の空間と、を有する樹脂一体型中子。A resin-integrated core having a plurality of spaces defined by a wall portion formed between the outer surface portion and the inner surface portion.
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