JP7331637B2 - 付着物除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、付着物除去方法に関する。

鋳造用の中子は、砂などの粉体と樹脂バインダーなどの結着剤とを含み、結着剤を介して粉体が結着してなる成形体が広く用いられている。
一方、３Ｄプリンタを用いて様々な物品が製造されている。３Ｄプリンタの方式の一例として、粉体と、結着剤を用いて粉体の成形体を製造する、粉末固着式積層法などが挙げられる。近年、当該３Ｄプリンタを用いて上記中子を成形することが検討されている。

特許文献１には、鋳造品を金型から取り出すとともに、金型に中子をセットする鋳造品取出／中子セット装置において、圧縮気体により金型を清浄することが開示されている。

特開２０１２－１７９６４３号公報

粉体の成形体は、その製造工程において表面に未硬化の粉体が付着することがある。特に上記３Ｄプリンタでは造形後の物品を取り出す際、当該物品に未硬化の粉体が付着しやすい。当該粉体の除去は、ハケなどを用いた手作業で行われることが多く、時間がかかっていた。付着物の除去方法として、エアーブローやショットブラストなどが考えられるが、物品の形状や材質によっては、清掃ムラが生じることや、ショットブラストのメディアによって物品自体が削られという課題があった。

本発明はこのような問題を解決するものであり、付着物の除去が容易な付着物除去方法を提供する。

本発明に係る付着物除去方法は、
物品表面の付着物を除去する方法であって、
物品の対象面を流動床に浸漬するステップを有することを特徴とする。

上記付着物除去方法によれば、対象面に付着した付着物を流動床により除去するため、付着物を容易に除去でき、除去作業の時間短縮や、清掃ムラを抑制することができる。

上記付着物除去方法は、前記浸漬するステップが、
前記物品を置台に載置し、
前記置台を下降させて流動床に浸漬させるステップを有していてもよい。

上記付着物除去方法は、前記物品が、粉体と、結着剤とを含む成形体であってもよい。

上記付着物除去方法は、前記物品が、粉末固着式積層法で得られた成形体であってもよい。

上記付着物除去方法は、前記物品が、鋳造用の中子であってもよい。

本発明により、付着物の除去が容易な付着物除去方法が提供される。

本実施形態に係る付着物除去方法の一例を示すフロー図である。 流動床に物品を浸漬した状態の一例を示す概略的な断面図である。 本実施形態に係る付着物除去方法の別の一例を示すフロー図である。 図３の付着物除去方法に用いる装置の一例を示す概略的な断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

図１は、本実施形態に係る付着物除去方法（以下、本付着物除去方法ともいう）の一例を示すフロー図である。本付着物除去方法は、少なくとも付着物除去の対象物品を流動床へ浸漬するステップを有すればよく（Ｓ２０）、通常、当該対象物品を準備するステップ（Ｓ１０）を有している。

図２は、流動床２２に物品１０を浸漬した状態の一例を示す概略的な断面図である。本発明において流動床とは、固体粒子を流体中に懸濁浮遊させた状態のものをいい、固体粒子が流体のように挙動する状態である。図２に示す流動床ユニット２０の例では、槽２１に固体粒子を入れ、槽２１の底面側からフィルター２３を介して固体粒子側に気体２４を噴出させることにより固体粒子を流動床２２としている。
本付着物除去方法は、当該流動床２２に物品１０の付着物除去対象面を浸漬することで、流動性の高い固体粒子が当該対象面と接触する。このとき、対象面上の付着物がこすり取られ、あるいは対象面が研磨されて、付着物が除去される。
本付着物除去方法によれば、このように容易に付着物の除去を行うことができる。本方法によれば、付着物の除去にかかる時間を短縮できる。また、本方法によれば複雑な形状の物品であっても流動床の固体粒子が入り込むため、付着物が除去されて、付着物の除去ムラが抑制される。更に本方法によれば、ショットブラストなどと比較して固体粒子が物品に穏やかに接触するため、物品が粉体の成形体などのように比較的脆い物品の場合であっても、物品の欠けや破損、削りすぎなどの問題が抑制される。

本付着物除去方法における対象物品は、表面の少なくとも一部に除去すべき付着物が付着した状態の物品である。物品の材質は、特に限定されず、プラスチック、金属等であってもよい。本付着物除去方法は、上述のとおり比較的脆い物品の場合であっても破損等が抑制されることから、例えば、物品として粉体と結着剤とを含む成形体であっても好適に適用できる。当該成形体は、例えば結着剤を介して粉体が結着してなる成形体である。粉体は一例として砂や石膏などが挙げられる。また、結着剤は、樹脂バインダーなどが挙げられ、樹脂バインダーとしては熱可塑性樹脂などが挙げられる。また本付着物除去方法は、上述のとおり複雑な形状の物品であっても容易に適用できる。これらのことから本付着物除去方法は、鋳造用の中子に特に適している。なお、付着物としては、未硬化の粉体のほか、埃や汚れなどであってもよい。

前記成形品の準備は、例えば、粉体と結着剤との混合物を所定の型に充填して成型する方法であってもよく、粉末固着式積層法の３Ｄプリンタを用いて製造することであってもよく、その他の公知の方法で準備してもよい。
なお、粉末固着式積層法は、まず、造形ステージ上に１層分の厚みで粉体を敷き詰め、インクジェット方式などにより当該粉体上に結着剤を所定の形状に塗布して固める。次いで前記の層に更に１層分の粉体を積層し同様の方法で２層目以降を形成して、成形品を得る方法である。当該粉末固着式積層法で得られる成形品は、表面に未硬化の粉体が付着し易いが、本付着物除去方法によれば当該粉体を容易に除去することができる。

流動床への浸漬は、例えば、物品の対象面を下向き（流動床側）にして、対象面のみを浸漬させてもよく（図２参照）、物品全体を浸漬させてもよい（図４参照）。物品の浸漬は、流動床ユニット２０を作動させて、固体粒子を流動床２２の状態にしてから行うことが好ましい。流動床状態にしてから浸漬することで、浸漬時に物品にかかる抵抗が大幅に低減されるため、脆い物品や、細い部分などを有する物品であっても、破損が抑制される。物品の浸漬方法は、後述するように物品を後述する置台上に載置し、当該置台を下降させることで浸漬させてもよく、また、物品を手で保持しながら浸漬させてもよい。

図２の例で、流動床ユニット２０は、固体粒子（又は流動床２２）を収容する槽２１と、フィルター２３と、気体２４を導入する管等を備えている。槽２１の底面側からフィルター２３を介して固体粒子側に気体２４を噴出させることにより固体粒子を流動床２２としている。固体粒子としては砂などが挙げられる。フィルター２３としては、気体２４を透過し固体粒子を通さない多孔質のフィルターが用いられる。フィルター２３の具体例としては、焼結フィルターが挙げられる。気体２４は空気であってもよく、窒素ガスなどであってもよい。
なお、固体粒子の粒度や、気体の流量を変更することで、流動床の付着物除去性能を調整できる。

物品の流動床浸漬中の保持時間は、付着物の状態などに応じて適宜調整すればよく、例えば、１～２分の浸漬により十分な除去効果が得られている。
浸漬中の物品は静止させていてもよく、物品を破損しない範囲で揺動してもよい。揺動することで、更に付着物の除去効果が向上する。揺動方法としては、例えば、公知のバイブレータ、ノッカー、シリンダなどを用いて、後述する置台（図４参照）を揺動する方法などが挙げられる。

取出し後の物品に対し、必要に応じて、更に、仕上げ工程を行ってもよい。仕上げ工程としては、手作業などにより付着物の除去などが挙げられる。本付着物除去方法により大部分の付着物は除去されるため、仕上げ工程としての付着物除去は短時間で行うことができる。更に物品の目視検査など、各種検査などを行ってもよい。

以下、図３及び図４を参照して、より具体的な実施形態の一例を説明するが、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。本付着物除去方法は下記具体的な実施形態の一部又は全部を適宜選択して適用できる。

図３は、本実施形態に係る付着物除去方法の別の一例を示すフロー図である。また図４は、図３の付着物除去方法に用いる装置の一例を示す概略的な断面図である。
図４の例では、リフター３０が備えられている点が、図２の例と相違する。当該リフター３０は、物品１０を載置する置台３１と、保持具３２を備えている。なお図４中で浸漬前の物品、置台、保持具にはそれぞれ１０ａ、３１ａ、３２ａの符号を付している。
置台３１は、流動床２２が物品１０に接触しやすい点から、開口部を有するものが好ましい。具体的には、網状、枠体状のものや、パンチングメタルなどが挙げられる。
保持具３２は、物品の転倒を防止するとともに、置台との接触面積を減らして付着物除去効果を高めるために用いられる。更に、対象面に凹凸の多い物品において、凹凸面を下向きに配置する際に好適に用いられる。保持具３２は物品１０の形状に応じて適宜調整すればよい。置台３１にパンチングメタルを用いる場合には、保持具３２に当該パンチングメタルの開口部のピッチに合わせた凸部を有するものを用いることで、形状の異なる物品に対して保持具３２の調整を容易に行うことができる。また、物品が粉体成形品などの場合には、保持具３２の物品との接触面に緩衝材を設けることが好ましい。緩衝材としてはウレタン材やゴムなどが挙げられる。

図３に示す実施形態では、まず、物品を準備し（Ｓ１０）、当該物品を前記置台３１（保持具３２を含む）にセットする（Ｓ１１）。次いで、流動床ユニットを作動させて固体粒子を流動床２２の状態として（Ｓ２１）、リフター３０を作動させて置台３１を下降させ、物品１０を流動床に浸漬する（Ｓ２２）。浸漬状態を所定の時間保持して付着物の除去を行った後（Ｓ２３）、リフター３０により置台を上昇させ（Ｓ３１）、流動床２２を停止する（Ｓ３２）。そして取出した物品の仕上げ工程（Ｓ４０）を行って、本付着物除去方法が完了する。本実施形態は、Ｓ２１～Ｓ３２の工程を自動化することも可能であり、より容易に付着物の除去を行うことができる。

以上のとおり、本付着物除去方法によれば付着物の除去にかかる時間を短縮できる。本付着物除去方法によれば複雑な形状の物品であっても容易に付着物の除去を行うことができる。本付着物除去方法によれば対象物品が、比較的脆い形状又は材質であっても物品の損傷を抑制しながら付着物の除去を行うことができる。

１０ 物品、 ２０ 流動床ユニット、 ２１ 槽、 ２２ 流動床、 ２３ フィルター、 ２４ 気体、 ３０ リフター、 ３１ 置台、 ３２ 保持具

Claims (4)

1. 物品表面の付着物を除去する方法であって、
   物品の対象面を流動床に浸漬するステップを有し、
   前記浸漬するステップが、
   前記物品を置台に載置し、
   前記置台を下降させて流動床に浸漬させるステップを有し、
   浸漬中の前記物品は静止しており、
   前記物品が、粉体と、結着剤とを含む成形体であり、
   前記結着剤が樹脂バインダーを含む、
   付着物除去方法。
2. 前記物品が、粉末固着式積層法で得られた成形体である、
   請求項１に記載の付着物除去方法。
3. 前記物品が、鋳造用の中子である、
   請求項１又は２に記載の付着物除去方法。
4. 前記流動床は、気体を噴出させることにより固体粒子を流体中に懸濁浮遊させた状態のものである、請求項１～３のいずれか一項に記載の付着物除去方法。

Images