JPH04220306A - セラミック型の作成方法 - Google Patents

セラミック型の作成方法

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JPH04220306A
JPH04220306A JP2411878A JP41187890A JPH04220306A JP H04220306 A JPH04220306 A JP H04220306A JP 2411878 A JP2411878 A JP 2411878A JP 41187890 A JP41187890 A JP 41187890A JP H04220306 A JPH04220306 A JP H04220306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
ceramic
heating
heat
green
Prior art date
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Pending
Application number
JP2411878A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Matsunaga
昇 松永
Kazuyoshi Azeyanagi
和好 畔柳
Kiyoshi Toyoshima
豊島 喜義
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Janome Corp
Original Assignee
Janome Sewing Machine Co Ltd
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Publication date
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  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はセラミック型に係り、特
に型の作成方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】最近、Al系或はTi系などの塑性変形し
易い超塑性合金や、PEEK(ポリ・エーテル・エーテ
ル・ケトン)のような物理、化学的特性が優れた高機能
のプラスチックを炭素繊維で強化した繊維強化複合材料
が、航空機、自動車、船舶、建築といった種々の方面で
利用されるようになった。
【0003】超塑性合金や繊維強化複合材料のシートを
成形する方法としては、加熱された成形材シートを真空
吸引したり、圧搾空気で加圧したり、或は真空吸引と圧
搾空気による加圧を同時に行ったりして型に倣わせる真
空成形、空圧成形、真空空圧成形などが利用されている
【0004】このような成形において、成形材料である
超塑性合金や繊維強化複合材料は熱変形温度が高いので
、成形用材料を加熱することは勿論、型を加熱すること
も必要で、型は耐熱性の材料で作る必要がある。
【0005】このため従来は、耐熱性の型として、SU
S304や、マルテンサイト系ステンレスにMnを添加
して耐熱性を向上させた22Cr−4Ni−9Mn−F
e系合金を用いた金型が用いられていた。
【0006】前述したようなSUS系の材料による金型
は、切削加工や鋳造によって作られているが、切削加工
の場合加工性が悪く、また鋳造の場合は、熔融温度が高
いとともに酸化し易いCrを多量に含んでいるので鋳造
性が悪く、作るのが難しかった。
【0007】このようなことから、最近は、金型に代っ
てセラミック型が多く用いられるようになった。セラミ
ック型は、製品形状のマスターを配備した型枠内にセラ
ミックスラリーを注入した後自然乾燥を行い、マスター
の形状を型取りした生型を先ず形成し、その次に、生型
を所定温度で加熱して90℃程度で先ず水分を蒸発させ
て乾燥した後、800℃程度でセラミック粒子相互を結
合させ強度を増すための焼成を行って作られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セラミック型の形成方法においては、生型は、熱風乾燥
炉の中で間接加熱されていたが、この加熱方法には型が
大きい場合にいろいろと問題があった。
【0009】先ず第1は乾燥炉の問題で、型が大きな場
合には乾燥炉を大きくしなければならず、設備費が高く
なるとともに熱効率も非常に悪くなる。
【0010】次は加熱時間の問題で、セラミックの生型
は熱伝導率が低くしかも水分を多く含んでいるので、熱
風による表面からの加熱では、型の内部の水分までを完
全に蒸発させ、生型温度を内部迄均一に上昇させ高温で
の焼成を完全に行うには何日もかかってしまう。
【0011】さらに型の取扱の問題で、大きな型を乾燥
炉へ出し入れした後成形装置にセットするため、工数が
多くかかるとともに高価な運搬設備が必要となる。
【0012】本発明は、このような従来技術の欠点を解
消し、どのような大きな型でも容易に効率良く加熱でき
、加熱作業終了後直ちに成形作業に移れるようなセラミ
ック型の作成方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、製品
マスターの配備された型枠内にセラミックスラリーを注
入し製品マスターを型取りする工程と、この型取りした
セラミックスラリーを型枠内で自然乾燥しセラミック生
型を形成する工程と、このセラミック生型を型枠内から
取り出し耐熱シートで覆って密封した状態で減圧板の上
に置き、通気板を介しての真空排気とヒータによる直接
加熱による乾燥と焼成とによりセラミック型を形成する
工程とよりなり、好ましくは生型のヒータによる直接加
熱を型内に埋設したヒータにより行うことを特徴とする
セラミック型の作成方法である。
【0014】
【作用】本発明は前記したように構成され、その作用は
次の通りである。
【0015】生型の加熱は、生型を減圧板の上に載せ耐
熱シートで覆った状態でヒータで直接加熱して行うので
、特別の乾燥設備は必要とせず、どのように大きな型で
も容易に加熱でき、加熱設備には殆ど費用はかからない
【0016】また、加熱は真空排気しつつ行われるので
、水分は効率良く蒸発され、特にヒータを型に埋設した
場合には内部からの加熱であるので加熱効率が非常に良
く、水分を早く完全に蒸発できるとともに、焼成温度に
も早く均一に上昇し短い時間で焼成が終る。
【0017】さらに、加熱が減圧板の上で行われ、しか
もヒータが型内に埋設したりして型を直接加熱できるよ
うに配備されているので、型を移動することなくそのま
ま真空成形などの次の成形作業に移れる。
【0018】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
【0019】先ず、セラミック型の作成に当っては、図
2に示すような製品形状のマスター1を用意する。次に
図3の側面からの図4の正面からの断面図に示すように
マスター1を型枠2の底板上に配備する。3は型を加熱
するためのヒータ線を通す型内に配設するために配備さ
れたガラス管で、ヒータ線をガラス管内に通さず直接型
内に設けた穴に通す場合には、穴を明けるための丸棒を
ガラス管3に代って配備する。また、図には示さないが
キャビティーに連接する真空排気用の穴を設けるための
丸棒も適当に型枠2内に配備する。
【0020】次に、以上のようにしてマスター1、ガラ
ス管3などを所定通り配備した型枠2の内にセラミック
スラリーを注入して生型の形成を行う。この際利用する
セラミックスラリーは例えば次のような配合とする。 (1)熔融シリカ系     熔融シリカ(セラダイン社  サーモジル  
Part2)         100重量部    
バインダー(セラダイン社  サーモジル  Part
1)         100重量部    水   
                         
                    13〜14
重量部(2)アルミナセメント系     アルミナセメント(電気化学社、デンカハイア
ルミナセメント1号)               
                         
                    100重量
部    骨材            (ムライト)
                         
   100重量部    水           
                         
                  15重量部(3
)石こう系     石こう(ノリタケカンパニー社JK2)   
                 100重量部  
  水                      
                         
       46重量部このセラミックスラリーを型
枠2内に注入した後24時間程度放置すると、スラリー
は適当な強度で固まり、マスター1の形状を型取りする
とともに、ヒータを通すためのガラス管3を埋設したり
、真空排気用の穴が設けられた生型15が形成される。
【0021】次にこの生型5を加熱しての水分の蒸発に
よる乾燥とセラミック相互を結合させて強度を増すため
の焼成について図1により説明する。
【0022】5が、ガラス管3が埋設されるとともにマ
スター1を型取ったキャビティー6に連接する複数の真
空排気穴4が設けられた生型である。この生型4は、ア
ルミナ、シリカを主成分とする通気性繊維である耐熱ウ
ール7で断熱しつつ多数の通気穴9の設けられたラバー
ヒータ8及び同じく多数の通気穴11の設けられたAl
、ステンレスのような金属板10を介して減圧板13の
上に置かれている。
【0023】耐熱ウール7による断熱は図から明らかな
ように生型5の周囲全体にわたって行われており、その
耐熱ウール7の外側を耐熱シート12で囲い、周囲を粘
着テープで減圧板13に張り付けて全体が密閉された状
態となっている。耐熱シート12としては、厚さ0.0
5mm程度のポリイミドシートや厚さ0.3mm程度の
超塑性アルミシートが用いられる。
【0024】減圧板13としては、図5に示すような排
気口14に連接する排気溝15が所定の深さで彫られた
板が用いられ、したがって排気口14からの真空排気に
よってこの板13の上に密閉した状態で置かれたものは
容易に真空排気できる。
【0025】減圧板13の裏面には排気口14を囲んで
蒸発した水を溜めるためのトラップ16が設けられ、ト
ラップ16に接続する排気管17に真空ポンプ16が接
続している。また生型5に埋設されたガラス管3の中に
はニクロム線ヒータ19が通されている。
【0026】このようにして生型5を減圧板13の上に
配備した後、真空排気しつつ水分を蒸発しての乾燥と焼
成とを行う。
【0027】先ず、真空ポンプ16の作動によって減圧
板13の排気口14を介しての減圧度20torr程度
になるまで真空排気を行うと、耐熱ウール7、ラバーヒ
ータ8、金属板10が前記したように通気性を持ってい
るので、生型5は真空排気穴4を介して真空排気され、
このため耐熱ウール7の外側を覆う耐熱シート12が生
型5方向に吸引され完全な密閉状態となり効果的に真空
排気ができる。
【0028】また生型5は、ガラス管3を介して埋設さ
れたニクロム線ヒータ19に通電して加熱される。この
場合必要に応じてラバーヒータ8にも通電して加熱を行
ったり、或はニクロム線ヒータ19には通電しないでラ
バーヒータ8だけで加熱することもできる。
【0029】このようにして生型5は、耐熱シート12
によって密閉された状態で、真空ポンプ18により真空
排気されつつニクロム線ヒータ19及び又はラバーヒー
タ8によって埋設された熱電付による制御の下で90℃
程度に加熱し、先ず水分を蒸発させての乾燥を行う。こ
の乾燥時間は型の大きさにもよるが、約12時間で、従
来熱風呂で乾燥していた場合の約24時間の半分である
【0030】生型5は、水分を完全に蒸発させて乾燥が
終った後加熱温度を、スラリーが熔融シリカ系やアルミ
ナセメント系の場合には800℃程度に、石こう系の場
合は250℃程度に上げて約30時間加熱して焼成を行
う。この焼成時間も従来の約60時間の半分である。
【0031】以上のような作成方法によって図6に示す
ような
【0032】次にセラミック型20を用いての真空成形
及び真空圧空成形について説明する。
【0033】図7は真空成形を行う状態を示す断面図で
、これは先に図1に示した生型5の加熱を行った状態か
ら、セラミック型20のキャビティー6面上にラバーヒ
ータ22によって加熱される成形材シート21を載せた
だけの状態である。このように、生型5の加熱が終わっ
たなら、直ちに耐熱シート12を剥がしてセラミック型
20の上に成形材料21を置き、さらにこの成形材料2
1の上に加熱のためのラバーヒータ22を置き、再び耐
熱シート12で完全に覆うことによって、簡単に真空成
形作業に移れる。
【0034】真空成形の作業では、先ずセラミック型2
0を埋設されたニクロム線ヒータ19及び又は底面に金
属板10を介して接触するラバーヒータ8に通電して所
定温度(成形温度よりやや低め程度)に加熱し、同時に
成形材シート21をラバーヒータ22による加熱によっ
て、PEEK400℃程度、超塑性合金500℃程度の
成形温度に加熱する。そのあと真空ポンプ18を作動さ
せ真空度20torr程度とすると成形材シート21は
セラミック型20に吸引され、キャビティ6に倣って変
形して成形される。
【0035】図8は真空空圧成形する状態を示す断面図
である。この場合は、図7に示した真空成形の場合とは
異なって、耐熱ウール7で断熱されたセラミック型20
を圧搾空気を送る送気管24が接続した金属製の密閉カ
バー28で減圧板13にねじ2525止めしつつ覆って
密閉する。
【0036】このような状態での圧空成形は、先ず真空
成形の場合と同様にセラミック型20及び成形材21を
所定温度に加熱した後、送気管24から6〜7kg/c
m sqr程度の圧力の圧搾空気を送り、加圧によって
成形材シート21をキャビティ6に倣わせる。
【0037】また図8における前記したような空圧成形
の際に、真空ポンプ18も作動させると、成形材シート
21は真空度20torr程度の真空吸引力と空圧成形
の場合より低い4〜5kg/cm sqr程度の圧力で
の空圧とでキャビティ6に倣い、真空空圧成形される。
【0038】
【発明の効果】本発明は以上のような構成及び効果のも
のであり、超塑性合金、高機能プラスチックの繊維強化
材のような熱変形温度の高い材料のシートを真空成形、
圧空成形、或は真空圧空成形する場合、この成形に利用
する型を殆ど設備費を使わずに容易に低コストでセラミ
ックで作る方法を提供する。特に従来は作りにくかった
大きな型でも容易に作れる効果がある。また、型の作成
が終ると、型を移動して成形装置に取り付けることなく
そのまま成形作業に移れるので、型の作成のみでなく、
成形作業までも合理化できる。さらに本発明は、前記し
たようなシート材を真空成形したりするセラミック型の
作成だけでなく、金属を石こう鋳造する場合の石こう型
の作成方法としても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  生型を乾燥焼成するための加熱方法を示す
断面図
【図2】  マスター
【図3】  生型形成状態を示す側面からの断面図
【図
4】  生型形成状態を示す正面からの断面図
【図5】
  減圧板
【図6】  セラミック型
【図7】  真空成形状態を示す断面図
【図8】  真
空圧空成形状態を示す断面図
【符号の説明】
1…マスター 2…型枠 5…生型 8…ラバーヒータ 12…耐熱シート 18…真空ポンプ 19…ニクロム線ヒータ 20…セラミック型

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】製品マスターの配備された型枠内にセラミ
    ックスラリーを注入し製品マスターを型取りする工程と
    、この型取りしたセラミックスラリーを型枠内で自然乾
    燥し生型を形成する工程と、このセラミック生型を型枠
    内から取り出し耐熱シートで覆って密封した状態で減圧
    板の上に置き、減圧板を介しての真空排気とヒータによ
    る直接加熱による乾燥と焼成とによりセラミック型を形
    成する工程とより成ることを特徴とするセラミック型の
    作成方法。
  2. 【請求項2】セラミック生型を乾燥と焼成するための加
    熱を型内に埋設したヒータにより行うことを特徴とする
    請求項1記載のセラミック型の作成方法。
JP2411878A 1990-12-20 1990-12-20 セラミック型の作成方法 Pending JPH04220306A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011523592A (ja) * 2008-05-23 2011-08-18 ロバルマ,ソシエダッド アノニマ 工作物、特に成形工具または成形工具部分を製造する方法および装置
CN103487619A (zh) * 2013-07-16 2014-01-01 深圳市航天泰瑞捷电子有限公司 电能数据存储方法

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