JPH01313174A - 真空ダイカスト装置 - Google Patents

真空ダイカスト装置

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JPH01313174A
JPH01313174A JP14449988A JP14449988A JPH01313174A JP H01313174 A JPH01313174 A JP H01313174A JP 14449988 A JP14449988 A JP 14449988A JP 14449988 A JP14449988 A JP 14449988A JP H01313174 A JPH01313174 A JP H01313174A
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JP
Japan
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chamber
vacuum
sleeve
room
cavity
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JP14449988A
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Inventor
Takashi Murata
孝 村田
Norihiko Saga
佐賀 紀彦
Tokuo Araida
新井田 徳雄
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Keihin Corp
Original Assignee
Keihin Seiki Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はキャビテー内を比較的高い真空のもとでダイカ
スト鋳造を行なう真空ダイカスト装置に関するものであ
り、アルミニウム合金の精密な鋳物を多量に生産する、
例えば自動車、二輪車等の構成部品の生産に良く使用さ
れる。
〔従来の技術〕
従来、−膜内に使用される真空ダイカスト装置について
第1図により説明する。
lはキャビテーであって固定金型2Aと可動金型2Bと
によって構成される。3は円筒状の射出シリンダースリ
ーブであって、その一端部(図において左側)はキャビ
テーlにランナー7を介して連絡され、他端部の外周近
傍には注湯孔4が穿設される。
また、射出シリンダースリーブ3内にはプランジャーチ
ップ5が摺動自在に配置されるもので、このプランジャ
ーチップ5は図示せぬ射出シリンダーにピストン6にて
一体的に連結される。
尚、説明を容易とする為に、プランジャーチップ5の先
端5Aよりランナー7側(図において左側)の射出シリ
ンダースリーブ3内をスリーブ室3Aと呼ぶ。
また、キャビテーlには真空引きベント8が開口し、こ
の真空引きベント8は図示せぬ例えば真空ポンプ等の真
空源に接続される。
そして、プランジャーチップ5が注湯孔4を開口した状
態において、溶湯を注湯孔4を介して射出シリンダース
リーブ3内のスリーブ室3Aに注湯し2次いで、射出シ
リンダーにて押圧されるピストン6によって、プランジ
ャーチップ5により射出シリンダースリーブ3のスリー
ブ室3A内の溶湯をキャビテー1内へ低速射出し、次い
で、高速射出するとともにかかる射出時には真空引きベ
ント8よりキャビテーl内へ導入される真空圧力にてキ
ャビテーl内を真空に保持して鋳込み、キャビテー1内
での溶湯の凝固を待って型開きして、製品を取り出すも
のである。
〔発明が解決しようとする課題〕
かかる従来の真空ダイカスト装置によると次の問題点を
有する。射出シリンダースリーブ3のスリーブ室3A内
の溶湯は、プランジャーチップ5による低速射出時にお
いて、キャビテー1内へ未だ射出されるものでなく、射
出シリンダースリーブ3のスリーブ室3Aを含むランナ
ー7内を充填するものであるが、かかるキャビテーlへ
の射出開始以前に射出シリンダースリーブ3のスリーブ
室3A内の溶湯がキャビテーl内に噴流出する現象が発
生する。(この噴流は第1図にAとして示される。)こ
れによると、製品に湯境いを作って外観品質を損うとと
もに製品中に無数に大小のブローホールが点在し、気密
性を劣化させるものであった。この噴流出現象は、真空
ダイカストを用いない通常のダイカストにおいて、給湯
量が多過ぎたり、プランジャーチップの低速、高速切換
え位置設定が遅かったりするなどの原因により高速射出
以前に溶湯がランナーを通過してキャビテー内にゆっく
り入り込み、一部が固化して湯境いなどを作る、いわゆ
る「タレ込み現象」とは全く異なり、真空ダイカストに
おける特異な現象であって、キャビテー中に激しい噴流
あるいは噴滴状にてキャビテーの最上部にまで達する程
の勢いで入り込むのが特徴である。
この噴流出現象は、キャビテー及び射出シリンダースリ
ーブのスリーブ室中の減圧度を高める程発生し易くなり
、これを防止する為に減圧度を下げたり、あるいは、ラ
ンナーゲート部の射出抵抗を大きくして鋳造されること
がある。
黙しながら、これらの対応はキャビテー内への噴流出防
出対策の為に止むを得ず行なう手段であり、本来の真空
ダイカストの効果を減じさせるものであった。
〔課題を解決する為の手段〕 〔作用〕本発明になる真
空ダイカスト装置は、キャビテー及び射出シリンダース
リーブのスリーブ室中の減圧度を下げたり、あるいはラ
ンナーゲート部の射出抵抗を大きくしたりすることなく
、キャビテー内への噴流出現象を防止した真空ダイカス
ト装置を提供することにあり、前記目的達成の為に射出
シリンダースリーブ内を摺動するプランジャーチップの
外周に背圧調節室を設け、一方、° プランジャーチッ
プを含むピストンの内部には、ピストンの長子軸心方向
に伸びる大径の第1室を設けるとともに該第1室内には
、第1室のピストン側の他端部よりプランジャーチップ
側に伸びる第1室より小径の第2筒体を突起して設け、
第1室内のプランジャーチップ側の端部に真空圧力生成
室を形成するとともに、第1室の内周と第2筒体の外周
との間隙にて瑚状室を形成し、前記第2筒体の真空圧力
生成室の反対側の開口端部を液体貯溜源に連絡し、環状
室を液体ポンプの吸入側開口部に連絡し、さらに真空圧
力生成室を背圧調節室に連絡し、プランジャーチップに
よる射出成形時に前記背圧調節室内に真空圧力生成室内
の真空圧力を導入したものである。
これによると、プランジャーチップと射出シリンダース
リーブとの間隙より空気がスリーブ室内に流入すること
がなく射出シリンダースリーブのスリーブ室中の減圧下
で体積膨張を伴なってキャビテー内へと移動する力によ
って射出シリンダースリーブのスリーブ室中の溶湯をラ
ンナーより一気にキャビテー内へ吹き上げる噴流出現象
を防止でさたものである。
〔実施例〕
まず1発明者は、真空ダイカスト装置において、好まし
くない高速射出以前のキャビテー内への噴流出現象の発
生メカニズムを実験により解明した。
実験は、まずキャビテー及び射出シリンダースリーブ中
を真空引きし、その圧力を大気圧より50Tart迄変
化させて行なった。その結果、キャビテー及び射出シリ
ンダースリーブのスリーブ室中の圧力が一定以下に低下
すると、突然キャビテー内への噴流出が始まることが判
明し、噴流限界圧力が存在した。この限界圧力以下の圧
力条件下では必ずキャビテー内への噴流出現象が発生し
、それ以上の圧力条件下では噴流出現象は見られず、溶
湯液面は静かであった。この限界圧力は湯量。
湯温、プランジャーチップと射出シリンダースリーブと
のチップクリヤランス、射出シリンダースリーブ径、ラ
ンナー形状、等の条件で変わるが本実験では400〜5
50 Torrであった。
次いで、プランジャーチップの外周と射出シリンダース
リーブとの間隙に環状の気密シール部材を配置して実験
を行なった。この結果、キャビテー及び射出シリンダー
スリーブのスリーブ室中の圧力を大気圧より50Tor
r迄変化させてもスリーブ室中の溶湯がキャビテー内へ
噴流出することは無かった。
すなわち、プランジャーチップと射出シリンダースリー
ブとの間の間隙を無くすことにより噴流出現象が発生し
なくなることが判った。
以上のことから、射出シリンダースリーブのスリーブ室
中の溶湯のキャビテー内への噴流出の原因は、射出シリ
ンダースリーブ内に配置されたプランジャーチップによ
って区分されるランナー側のスリーブ室と注湯孔側の射
出シリンダースリーブとの間の差圧の為に、射出シリン
ダースリーブとプランジャーチップとの間隙(−膜内に
プランジャーチップと射出シリンダースリーブとの間隙
は50μ程有る)を通して、スリーブ室内に注湯孔側の
射出シリンダースリーブ内の空気が流入し、この流入し
た空気がスリーブ室内の減圧下で体積膨張を伴ない真空
引きベントのあるキャビテー中へと急速に移動する。
かかる移動時に発生する力により射出シリンダースリー
ブのスリーブ室中に充たされている溶湯を一気にキャビ
テー内へ吹きあげる事にその原因があることが判明した
このことは、射出シリンダースリーブのスリーブ室外部
よりスリーブ室内へ空気の流入を阻止することによって
キャビテー内への溶湯の噴流出現象を防止できることを
示すものである。
以下1本発明になる真空ダイカスト装置の一実施例を第
2図により説明する。尚、第1図と同一構造のも゛のに
ついては、同一符号を使用して説明を省略する。
10は射出シリンダースリーブ3内に摺動自在に配置さ
れるとともに射出シリンダー(図示せず)にピストン1
1を介して連結されたプランジャーチップであり、この
連結は例えばネジにて螺着される。またプランジャーチ
ップ10の先端10Aよりランナー7側(図において左
側)の射出シリンダースリーブ3内をスリーブ室3Bと
呼ぶ。
プランジャーチップ10の外円周には、環状の溝が穿設
され、これが背圧調節室Pとなる。
プランジャーチップ10を含むピストン11の内部には
、ピストン11の長手軸心方向x−xに伸びる環状の第
1室12が穿設されるもので、第1室12の一端部12
A(図において左側)はプランジャーチップ!Oの先端
10Aの近傍内部に伸び、第1室12の他端部12B 
(図において右側)はピストン11の比較的に深い内部
にまで達する。
また、第1室12の他端部12Bよりプランジャチップ
10側に伸びる第2筒体13が第1室12内に突起して
設けられるものであり、この第2筒体13の直径は第1
室12の直径より小径とされる。尚、この第2筒体13
のプランジャーチップlO側の一端部13Aは第1室1
2の一端部+2Aに当接しない。
従って、第1室13の内周と第2筒体13の外周との間
隙によって環状室14が形成され、さらに第1室12の
一端部12A側に第2筒体13が侵入して配置されない
真空圧力生成室15が形成される。そして、第2筒体1
3の真空圧力生成室15の反対側の他端部13Bの開口
端部は内部に液体を貯溜せる液体貯溜槽16に連絡され
、環状室14は液体ポンプ17の吸入側開口部17Aに
連絡され、さらに真空圧力生成室15は背圧調節室Pに
連絡される。
次にその作用について説明する。
まず、射出に先立ってプランジャーチップ10をピスト
ンllにて図において右方向に移動させ、注湯孔4と射
出シリンダースリーブ3とを連通状態とする。これによ
ると、注湯孔4より溶湯が射出シリンダースリーブ3内
に貯溜される。この貯溜される溶湯の量は、適宜設定さ
れなければならない。
次に、プランジャーチップlOをピストン11にて図に
おいて左方向に移動するものであり、これによってプラ
ンジャーチップ10が注湯孔4を閉塞した位置が低速射
出の開始点となる。
かかる低速射出の開始点において、キャビテーl内には
真空引きベント8より真空圧力が導入されて大気圧より
低い真空圧力にキャビテー1内及びスリーブ室3B内は
保持されているものである。
一方、かかる状態にて、液体ポンプ17は駆動されるも
のであり、これによると、液体貯溜槽18内の液体、例
えば水は第2筒体13の他端部13Bより一端部13を
介して真空圧力生成室15内に吸出され、さらに環状室
14を通って液体ポンプ17に吸入され、以後この循環
がくり返される。
ここで注目すべきことは、第2筒体13の一端部13A
より真空圧力生成室15内に吸出された水は即座に環状
室14内に巻き込まれながら吸入されるものであり、こ
の環状室14内への水の巻き込みによると、真空圧力生
成室15内の圧力は低下するものであり、この真空圧力
生成室15内に生起した真空圧力は背圧調節室P内に導
入される。
そして、スリーブ室3B内に作用するスリーブ室圧力P
1に比較して背圧調節室P内に作用する背圧調節室圧力
P2は大とするものであり、これによると、スリーブ室
3B内に作用するスリーブ室圧力P1にて、プランジャ
ーチップlOと射出シリンダースリーブ3との間隙より
スリーブ室3B内に外部間隙より空気を吸引せんとする
も、背圧調節室Pにスリーブ室圧力P1より大なる背圧
調節室圧力P2が作用しているので前記間隙よりスリー
ブ室3B内に吸引されようとする空気を外部へ吸出して
引戻す作用をなし、もってスリーブ室3B内への空気の
流入を阻止するものである。
本発明者による実験結果によれば、スリーブ室3Bより
キャビテー1に対する噴流出現象が抑止できるスリーブ
室3Bと背圧調節室Pとの臨界圧力差ΔPは次式で表わ
される。
l)スリーブ室3B内の圧力が200 Torr以上で
は、Δp=p2−p、≦70 Torr ΔP:噴流出現象を抑止で きる臨界圧力差 P2 :背圧調節室内圧力 Pl ニスリーブ室圧力 2)スリーブ室3B内の圧力が200 Torr以下で
は、ΔP = P2− P 、り150 Tart而し
て、本発明になる真空ダイカスト装置によると、少なく
とも射出シリンダースリーブ3内をプランジャーチップ
lOが低速射出の為に移動する際、背圧調節室P内に付
与した真空圧力によって5プランジヤーチツプ10と射
出シリンダースリーブ3との間隙よりスリーブ室3B内
に流入する空気流れを阻止したので、前記間隙を通して
スリーブ室3B内へ外部の空気が流入することがない。
従って、前記実験結果よりも明らかな如く、射出シリン
ダースリーブ3のスリーブ室3B中の減圧下で空気の体
積膨張を伴なってキャビテーl内へ移動する力によって
射出シリンダースリーブ3のスリーブ室3B中の溶湯を
ランナー7よりキャビテー1内へ吹き上げる噴流出現象
を完全に防止できたものである。
尚、背圧調節室Pへ加えられる真空圧力の大きさは、液
体ポンプ17の吸引、吐出能力、真空圧力生成室の室容
積、第1室12の室容積、第2筒体13の断面積、環状
室14の室容積1等の設定にて自由に最適に選定できる
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明になる真空ダイカスト装置によると
、■真空ダイカストにおけるキャビテー内への溶湯の噴
流出現象は、射出シリンダースリーブのスリーブ室内へ
外部から空気が流入することによって発生するメカニズ
ムを解明し得て、はじめてなされたものであり、キャビ
テー内の減圧度を下げたり、あるいはランナーの射出抵
抗を大きくしたりすることなく本来のブローホールが無
く気密性が秀れ、且つ鋳肌品質の良好な真空ダイカスト
を可能にしたもので真空を用いない通常のダイカストで
は全く不要なもので真空ダイカストにおいてのみ有用な
ものであってその産業上の効果は絶大なものである。
■プランジャーチップと射出シリンダースリーブとの間
隙にメカ式シールを用いていないので摺動に於ける摩耗
がなく、長期間安定した鋳造が可能となったものである
■プランジャーチップは溶湯にて加熱されて膨張するこ
とから冷却することが要求されるが、プランジャーチッ
プ、ピストンに設けられた、第2筒体、真空圧力生成室
、環状室内を水等の液体が流れるのでプランジャーチッ
プの冷却効果を増すことができたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の真空ダイカスト装置を示す要部断面図、
第2図は本発明になる真空ダイカスト装置を示す要部断
面図である。 l。10.キャビテー 3 、、、、射出シリンダースリーブ 3B、、、、スリーブ室   4 、、、、注湯孔7 
、、、、ランナー 8 、、、、真空引きベント 10・・・・プランジャーチップ 11、、、、ピストン 12、、、、第1室     13.、、、第2筒体1
4、、、、環状室     15.、、、真空圧力生成
室ie、、、、液体貯溜槽   1?、、、、液体ポン
プP 、、、、背圧調節室 A せ10 手続補正書 昭和63年8月 1日 昭和63年 特許願 第144499号2 発明の名称 真空ダイカスト装置 3 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所   東京都新宿区新宿四丁目3番17号名 称
   株式会社 京浜精機製作所代表者 岩井 武夫 4代理人〒220 住 所   横浜市西区高島2丁目11番2号5 補正
命令の日付  自 発 6 補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄及び「発明の詳細な説
明」の欄 7 補正の内容 ■、明細書の特許請求の範囲の欄を次の通り補正する。 「(1)キャビテー内を真空に保持して射出シリンダー
スリーブ内の溶湯をピストンの端部に配置したプランジ
ャーチップにてキャビテー内へ射出成形する真空ダイカ
スト装置において、射出シリンダースリーブ内を摺動す
るプランジャーチップの外周に背圧調節室を設け、一方
、プランジャーチップを含むピストンの内部には、ピス
トンの長手軸心方向に伸びる大径の第1室を設けるとと
もに該第1室内には、第1室のピストン側の他端部より
プランジャーチップ側に伸びる第1室より小径の第2筒
体を突起して設け、第1室内のプランジャーチップ側の
一端部に真空圧力生成室を形成するとともに、第1室の
内周と第2筒体の外周との間隙にて環状室を形成し、前
記第2筒体の真空圧力生成室の反対側の開口端部を液体
貯溜源に連絡し、環状室を液体ポンプの吸入側開口部に
連絡し、さらに真空圧力生成室を背圧調節室に連絡し、
プランジャーチップによる射出成形時に前記背圧調節室
内に真空圧力生成室内の真空圧力を導入してなる真空ダ
イカスト装置。 ■背圧調節室内に加えられる真空圧力とスリーブ室内に
加えられる真空圧力との差をスリーブ室よりキャビテー
に対する噴流出を抑止できるスリーブ室と背圧調節室と
の臨界圧力差以下としてなる請求項第1項記載の真空ダ
イカスト装置。 ■前記、第2筒体、環状室内にプランジャーチップを冷
却する冷却水を通してなる請求項第1項記載の真空ダイ
カスト装置。 ■前記、背圧調節室をプランジャーチップの外周に環状
に設けてなる請求項第1項記載の真空ダイカスト装置、
」 2、明細書第5頁第20行目の「グースリーブの・・・
・・高める程」を「ダースリーブのスリーブ室中の真空
度を高める程」と補正する。 3、明細書第6頁第1行目の「発生し・・嗜・・侭減圧
度を下」を「発生し易くなり、これを防正する為に真空
度を下」と補正する。 4、明細書第6頁第11行目の「の減圧度・・・・φゲ
ート部」を「の真空度を下げたり、あるいはランナーゲ
ート部」と補正する。 5、明細書第7頁第14行目の「スリーブ室・・Φ・伴
なってキャ」を「スリーブ室中の真空下で体vL膨張と
集合を伴なってキャ」と補正する。 6、明細書第8頁第5行目の「リーブ中を・・・・大気
圧より504を「リーブ中を真空引きし。 その真空圧力を50」と補正する。 7、明細書第8頁第8行目の「の圧力が・・φ・・・キ
ャビテー」を「の真空圧力が一定以下に低下すると、突
然キャビテー」と補正する。 8、明細書第9頁第18行目〜18行目の[この流入し
た・・番・キャビテー中」を「この流入した空気がスリ
ーブ室内の真空下で体積膨張と集合を伴ないスリーブ室
中の溶湯に造波現象を与え、真空引きベントのあるキャ
ビテー中」と補正す。 9、明細書第13頁第13行目〜16行目の「そして、
スリーブ・・・・スリーブ室圧」を「そして、スリーブ
室3B内に作用するスリーブ室内真空圧力P1と背圧調
節室P内に作用する背圧調節室内真空圧力P2の差は後
述する臨界圧力差を超えない圧力であり、これによると
、スリーブ室3B内に作用するスリーブ室内真空圧」と
補正する。 10、明細書第13頁第20行目〜第14頁第4行目の
「Pにスリーブ室φ・・・・阻止するものである。」を
「Pに作用する真空圧力P2により外気より流入した空
気は環状室14を介して外気へほとんど排出されるので
スリーブ室3B内への空気の流入が阻止され、キャビテ
ー1への溶湯の噴流出を阻止できるものである。」と補
正する。 11、明細書第14頁第13行目の「P2:背圧調節室
内圧力」を「P2 :背圧調節室内真空圧力(Torr
)Jと補正する。 12、明細書第14頁第13目の「Pl ニスリーブ室
圧力」を「Pl ニスリーブ室内真空圧力(Torr)
Jと補正する。 13、明細書第14頁第16行目の、 rΔp=P2−P+≦150 TorrJの後に下記を
追加する。 「尚、この臨界圧力差は湯量、湯温、プランジャーチー
2プと射出シリンダースリーブとのチップクリヤランス
、射出シリンダースリーブ径、ランナー形状、射出シリ
ンダースリーブ温度、等の条件によって変わるもので適
正にこの臨界圧力差は設定されなければならない、」 14、明細書第15頁第3行目〜5行目の「空気流れ舎
・・・い、」を「空気流れをほとんど阻止したので、キ
ャビテー1内への溶湯の噴流出を生じさせることがない
、」と補正する。 15、明細書第15頁第8行目の「下で空気・・・・拳
キャビテーl内へ」を「下で空気の体積膨張と集合を伴
ない、スリーブ室3B中に溶湯の造波現象を与えること
がなく従ってキャビテーl内へ」と補正する。 1B、明細書第18頁第5行目の「の減圧度・・命・φ
の射出機」を「の真空度を下げたり、あるいはランナー
の射出機」と補正する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)キャビテー内を真空に保持して射出シリンダース
    リーブ内の溶湯をピストンの端部に配置したプランジャ
    ーチップにてキャビテー内へ射出成形する真空ダイカス
    ト装置において、射出シリンダースリーブ内を摺動する
    プランジャーチップの外周に背圧調節室を設け、一方、
    プランジャーチップを含むピストンの内部には、ピスト
    ンの長手軸心方向に伸びる大径の第1室を設けるととも
    に該第1室内には、第1室のピストン側の他端部よりプ
    ランジャーチップ側に伸びる第1室より小径の第2筒体
    を突起して設け、第1室内のプランジャーチップ側の一
    端部に真空圧力生成室を形成するとともに、第1室の内
    周と第2筒体の外周との間隙にて環状室を形成し、前記
    第2筒体の真空圧力生成室の反対側の開口端部を液体貯
    溜源に連絡し、環状室を液体ポンプの吸入側開口部に連
    絡し、さらに真空圧力生成室を背圧調節室に連絡し、プ
    ランジャーチップによる射出成形時に前記背圧調節室内
    に真空圧力生成室内の真空圧力を導入してなる真空ダイ
    カスト装置。
  2. (2)前記背圧調節室内に加えられる真空圧力をスリー
    ブ室内に加えられる真空圧力より大なる真空圧力とした
    請求項第1項記載の真空ダイカスト装置。
  3. (3)前記、第2筒体、環状室内にプランジャーチップ
    を冷却する冷却水を通してなる請求項第1項記載の真空
    ダイカスト装置。
  4. (4)前記、背圧調節室をプランジャーチップの外周に
    環状に設けてなる請求項第1項記載の真空ダイカスト装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011035765A1 (de) * 2009-09-22 2011-03-31 Ksm Casting Gmbh Vakuumdruckgussanlage und verfahren zum betrieb einer vakuumdruckgussanlage

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