JPH02225004A - 固形鋳込成形法 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、厚肉の成形品を成形するための鋳込成形法で
ある固形鋳込成形法に係り、特に、成形時間を短縮する
ための技術に関するものである。

（背景技術） 鋳込成形は、一般に、排泥鋳込成形と固形鋳込成形に大
別される。排泥鋳込成形は、石膏型に成形用スラリーを
注入した後、不要なスラリーを石膏型から流出・排除し
て、石膏型の型面に沿って所定厚さのスラリー層を形成
し、かかるスラリー層を自然乾燥させて所望の成形品を
成形する手法であり、成形時間が短いといった特長を有
しているが、厚肉の成形品を成形できないといった問題
がある。これに対し、固形鋳込成形は、石膏型に注入し
た成形用スラリーを排出することなく、自然脱水・乾燥
させて、所望の成形品を成形する手法であって、厚肉の
成形品を成形することはできるものの、脱水・乾燥すべ
き本分が多くなるため、その成形時間が極端に長くなる
といった問題を内在している。

ところで、このような固形鋳込成形手法で厚肉の成形品
を成形する場合、その乾燥・固化時間を短縮して成形時
間を短縮するために、スラリーを加熱乾燥することが一
般に考えられるが、このようにスラリーを加熱して乾燥
させるようにすると、スラリーがその表面から乾いてい
くことに起因して、成形品に欠陥が生じるといった問題
がある。

すなわち、スラリーを加熱すると、スラリーはその表面
から乾いていくため、スラリー表面が乾燥した状態にな
っても、スラリー内部は半乾きのような状態になる。従
って、そのスラリー内部の半乾き状態の部分の本分が蒸
発してスラＩＪ　−力・う排出される際、はぼ乾燥した
状態のスラリー表面を押し上げて、スラリー表面、すな
わち成形品表面にヒビや割れ等を惹起し、成形品に欠陥
を発生させるのである。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、このような事情を背景として
為されたものであり、その解決すべき課題とするところ
は、石膏型に注入した成形用スラリーを乾燥・固化して
所定の成形品を成形する固形鋳込成形法において、成形
品に欠陥を生じることなく、成形品の乾燥・固化時間を
大幅に短縮して、成形時間を大幅に短縮するための技術
を確立することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明に従う固
形鋳込成形手法あっては、石膏型に成形用スラリーを注
入し、該スラリーが注入された石膏型の加熱下で、該石
膏型に吸引作用を及ぼして、該石膏型を通じて該スラリ
ーの本分を吸引排除しつつ、該石膏型に注入されたスラ
リーを脱水・固化せしめるようにしたのである。

（発明の詳細な説明） 石膏型の内部には、良く知られているように、互いに連
通した微細な孔が多数存在するため、石膏型に成形用ス
ラリーを注入すれば、スラリーの本分がその石膏型の微
細な孔内に浸透する。従って、石膏型に吸引作用を及ぼ
して、上記石膏型の微細な孔内に浸透した本分を石膏型
外部に積極的に吸引排除するようにすれば、乾き難いス
ラリー内部の本分を効果的に排除することが可能となり
、スラリーを単に自然乾燥するだけの場合に比べて、そ
の乾燥・固化時間、ひいては成形時間を短縮することが
可能となる。

ところが、スラリーの本分を単に石膏型を通じて吸引排
除するようにした場合には、吸引排除される本分が蒸発
する際の気化熱で石膏型の温度が低下し、それによって
本分の気化効率、ひいては石膏型を通じて排除されるス
ラリーの本分の排除効率が低下することとなって、スラ
リーの乾燥・固化時間の大幅な短縮は望めない。そのた
め、スラリーの乾燥・固化時間、ひいては成形時間の大
幅な短縮を図るためには、前記本分の気化による石膏型
の温度低下を防止することが必要となる。

本発明手法では、石膏型を通史たスラリーの本分の吸引
排除操作が石膏型の加熱下で行なわれるため、その加熱
操作によって、本分の気化による石膏型の温度低下、ひ
いては石膏型の温度低下による本分の排除効率の低下が
良好に回避されて、石膏型を通じた本分の排除効率が良
好に維持されるのであり、それ故、スラリーの乾燥・固
化時間、ひいては成形時間が大幅に短縮され得るのであ
る。

しかも、本発明手法では、スラリーは石膏型を介して加
熱されるだけで、スラリーに対する加熱作用は小さく、
しかもその石膏型を介して加熱されるスラリ一部分には
、石膏型を介した吸引作用によってスラリー内の本分が
徐々に浸出せしめられることとなるため、スラリー全体
が略均等な速度で脱水され、乾燥・固化せしめられるの
であり、それ故、成形時間の大幅な短縮にも拘わらず、
成形品に欠陥が生じることが良好に回避されて、品質の
優れた成形品が安定して得られるのである。

以下、本発明手法を、添付図に基づいてより具体的に説
明する。

すなわち、添付図には、本発明手法に従って成形品を固
形鋳込成形するための固形鋳込成形装置の一例が示され
ている。そこにおいて、１０は、石膏型であって、上面
に開口する成形凹所１２を備えていると共に、互いに連
通した漱細な孔を内部に多数有している。この石膏型１
０は、同図に示されているように、台１４上に、その上
面に開口する真空吸引孔１６の開口部を閉塞するように
載置され、かかる台１４との接触部位および成形凹所１
２を除く表面部位には、石膏型ｌＯ内の微細孔の開口を
閉塞して、石膏型１０に対する真空吸引孔１６を通じた
吸引作用の吸引効率を高めるためのシール材１８が配設
されている。なお、かかるシール材１８に代えて、適当
な材料からなるシール層を塗布手法等の適宜の手法で石
膏型１０の表面に形成するようにしても、同様の効果を
享受できる。

石膏型１０によって塞がれる真空吸引孔１６の上部開口
は、石膏型ＩＯ内の微細孔を通じた本分の吸引効率を高
めるため、充分大きな断面に形成され、その石膏型ＩＯ
で塞がれた真空吸引孔１６の上部開口部には、本分の気
化による石膏型１０の温度低下を防止するためのヒータ
２０が配設されている。そして、真空吸引孔１６の下部
開口には、該真空吸引孔Ｉ６内の空気を吸引排気するた
めの真空ポンプ（図示せず）が接続されている。

このような装置を用いて成形品を固形鋳込成形するには
、先ず、石膏型１０の成形凹所１２内に、粉粒材、バイ
ンダ等を水に混合・分散して予め調製した成形用スラリ
ー２２を注入する。

ここで、かかる成形用スラリー２２の粉粒材としては、
目的とする成形品に応じて、鉄粉等の金属粉やセラミッ
クス粉等の無機質粉が用いられ、またバインダとしては
、目的とする成形品や使用する粉粒材等に応じて、セル
ロース、アクリル樹脂、ＰＶＡ　（ポリビニールアルコ
ール）等が採用されることとなる。

なお、かかるスラリー２２の注入時には、適当な加振装
置を用いて台１４に横振動、例えば１００〜２００Ｈｚ
程度の横振動を与えることが望ましい。スラリー２２の
注入時にこのような横振動を与えれば、スラリー２２の
充填性を高めて、成形品の強度を向上させ得るのである
。

石膏型１０の成形凹所１２内へのスラリー２２の注入操
作が完了したならば、真空ポンプを作動させて、真空吸
引孔１６を通じた吸引作動を開始すると共に、ヒータ２
０を通電加熱して石膏型１０に対する加熱操作を開始し
、かかる吸引作動および加熱操作下にスラリー２２を乾
燥・固化せしめる。

ここで、上記ヒータ２０による石膏型１０の加熱温度は
、それが低過ぎると、真空吸引孔１６を通じて吸引排気
される本分が蒸発する際の気化熱によって石膏型１０の
温度が低下して、本分の除去効率が低下し、逆にそれが
高過ぎると、石膏型ｌＯにクランクを発生させる恐れが
生じるため、通常は、６０℃〜８０℃程度の加熱温度に
設定されることとなる。

また、真空吸引孔１６を通じた吸引圧力は、成形品の大
きさやスラリー成分等の成形条件によっても異なるが、
通常は、４００ｍＨｇ〜７５０ｎ＋Ｈｇ程度に設定され
ることとなる。

このようにすれば、ヒータ２０による加熱操作によって
石膏型１０の温度が低下することを回避しつつ、真空吸
引孔１６を通じた吸引作動によって、石膏型１０内の微
細孔に浸透した本分を吸引できるため、本分の気化効率
を良好に維持して、スラリー２２の本分を良好な排除効
率をもって真空吸引孔１６から吸引排除できるのであり
、それ故、従来手法に従ってスラリー２２を自然乾燥さ
せる場合に比べで、著しく短い時間でスラリー２２を乾
燥・固化できるのである。

しかも、石膏型ＩＯの微細孔から真空吸引孔１６を通じ
て排除される本分は、真空吸引孔１６を通じた吸引作動
によって、スラリー２２の内部から石膏型１０の微細孔
内に徐々に浸出させられるため、石膏型ｌＯに接するス
ラリー２２の部分だけが急速に乾燥させられるようなこ
とがなく、スラリー２２はその全体が比較的均等な速度
で脱水・乾燥させられるのであり、それ故、成形品にヒ
ビや割れ等の欠陥が生じることが良好に回避されて、優
れた品質の成形品が安定して得られることとなるのであ
る。

なお、石膏型ｌＯの成形凹所１２内へのスラリー２２の
注入時に行なわれる横方向の加振操作は、スラリー２２
の注入完了後においても、スラリー２２がある程度乾燥
するまで継続させることが可能であり、またヒータ２０
による加熱操作および真空吸引孔１６を通じた吸引操作
は、成形凹所Ｉ２へのスラリー２２の注入操作の開始時
期と同時に開始するようにすることも可能である。

以下に、本発明の実施例を挙げ、本発明を更に具体的に
明らかにすることとする。

（実施例） まず、本発明手法と比較するために、添付図に示す如き
石膏型１０の成形凹所１２に、石膏型１０に対して横振
動を加えることなく、粉粒材として鉄粉、バインダとし
てアクリル樹脂を添加したスラリー２２を注入した。そ
して、かかるスラリー２２を自然乾燥させて約４００ｇ
の成形品を成形した。

その際要した乾燥・固化時間は約１２時間であった。

一方、かかる従来手法に用いたものと同様の石膏型ｌＯ
およびスラリー２２を用いて、上述と同様の重量の成形
品を本発明手法に従って下記のように成形した。すなわ
ち、添付図に示す如き固形鋳込成形装置にセットした石
膏型１０の成形凹所１２に対し、加振装置にて、振幅が
０．３　ｔａ、周波数が１３０Ｈｚの横振動を加振力３
Ｇで石膏型ＩＯ（台１４）に惹起しつつ、上述と同様の
スラリー２２を注入した。そして、かかるスラリー２２
の注入操作完了後、ヒータ２０を通電加熱すると共に、
真空ポンプを作動させて、真空吸引孔１６を通じた吸引
作動を開始し、ヒータ２０にて石膏型ｌＯを７０℃に加
熱すると共に、スラリー２２の本分を真空吸引孔１６を
通じて７２０ｆｉＨｇの吸気圧で吸引排除しつつ、スラ
リー２２を脱水・乾燥・固化して、前記従来手法と同様
の成形品を成形した。なお、加振装置による加振操作は
、スラリー２２の注入操作完了後も、２時間程度継続し
て行なった。

かかる本発明手法で要した成形品の乾燥・固化時間は、
約８時間であり、前記従来手法に比して、成形品の乾燥
・固化時間が約２／３に短縮され、成形時間が大幅に短
縮されることが認められた。

また、かかる本発明手法で成形した成形品を石膏型ＩＯ
から取り出して、その外観を観察したところ、成形品表
面にヒビや割れ等の欠陥が生じておらず、品質が優れて
いることが認められた。さらに、かかる本発明手法に従
って得られた成形品の機械的強度を、前記従来手法に従
って得られた成形品の機械的強度と比較したところ、本
発明手法に従って得られた成形品の方が機械的強度に優
れていることも認められた。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う固形鋳込
成形法によれば、品質の優れた成形品を、従来手法に比
して、著しく短い時間で成形できるのであり、成形効率
を大幅に向上することができるのである。

【図面の簡単な説明】

添付図は、本発明手法を説明するための説明断面図であ
る。 １０：石膏型　　　　　１４：台 １６：真空吸引孔　　　１８：シール材２０：ヒータ　
　　　　２２：成形用スラリー出願人　小島プレス工業
株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石膏型に成形用スラリーを注入し、該スラリーが注入さ
   れた石膏型の加熱下で、該石膏型に吸引作用を及ぼして
   、該石膏型を通じて該スラリーの本分を吸引排除しつつ
   、該石膏型に注入されたスラリーを脱水・固化せしめる
   ことを特徴とする固形鋳込成形法。