JPH0441041A - モールド製造用パターン - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は溶融金属の鋳造、金属粉あるいはセラミック
粉のスラリーの鋳造、金属粉あるいはセラミック粉の充
填・加圧成形の分野で用いるモールド製造等に使うパタ
ーンであって、モールド中で崩壊可能なパターンとそれ
を用いたモールドの製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

セラミックモールドを用いる鋳造法は成形品の表面精度
のきわめて良好なことを特徴とする。また、一般にパタ
ーン表面にセラミックシェルを積層後、パターンを崩壊
除去してセラミックモールドを作製するので、パターン
に抜き勾配をつける等の制約がなくなり、形状の自由度
が著しく増し、複雑形状の成形が可能となる。これが精
密鋳造法として知られており、その代表がロストワック
ス法である。この方法は溶融除去可能なワックスでパタ
ーンを成形するものである。

ワックスの代わりに水溶性の尿素をパターン成形用材料
とする方法も知られている（特公昭５３１６３６２号公
報）、この公報に開示されているパターンの製造方法は
水の存在下、または不存在下に尿素を溶融し、この尿素
溶融物中にポリビニルアルコールを溶解して均質の溶液
をつくる。この溶液を１１５℃乃至１２５℃の温度範囲
に冷却して、少な（とも部分的に結晶化した尿素および
尿素とポリビニルアルコールの付加化合物からなる混合
物を晶出させて固溶体とする。ついで、この固溶体から
パターンを成形することを特徴とする崩壊可能なパター
ンの製造方法である。

この固溶体の粉末をパターンに成形するために、粉末を
９０〜１１５℃に加熱後、３００〜１５００　ｋｇ　／
ｃｍ　”に加圧してパターン成形モールドに射出する方
法が開示されている。

ロストワックス法では加熱してワックスパターンを溶出
させるときに、ワックスの膨張のためセラミックシェル
が破壊されることがあるので、熱衝撃によりパターンの
シェルと接する部分を早（溶かしたり、パターンを中空
にしたり、もっとも−船釣にはオートクレーブを用いて
水蒸気で外部からワックスパターンを加圧してセラミッ
クシェルの破壊を防止する方法が開発されている。

一方、尿素パターンの場合には、常温の水に浸漬するこ
とにより、セラミックシェルの気孔を通して浸入する水
と、外部に露出している部分で接触する水とにより尿素
が溶出する。したがってセラミックシェルはパターンの
除去によって破壊することはない。この点で尿素パター
ンはワックスパターンに比べて優れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の水溶性の尿素パターンの成形には、特公昭５３−
１６３６２号公報に開示されているように、固体の尿素
混合物を用いるので３００〜１５００ｋｇ／ｄの高い射
出圧を必要とする。このため、金型の適用が避けられず
、また、耐圧を考慮して厚肉としなければならない。従
って、金型の製作に高価な投資が必要となる。また、高
い射出圧に対応する高価な射出成形機も必要となる。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、無加圧もしくは１０　ｋｇ　／　ｃｒｓ　
”以下の低い圧力の付与により成形できるパターンの製
造方法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、柔軟な薄肉袋に流体を供給してパターンを
形成し、モールドを形成後流体を排出してパターンを崩
壊させることによって解決される。

薄肉袋を構成する材料は、内部に供給される流体および
外部に形成されるモールド形成材料に対して実質的に不
透過性であり、かつこれらによって侵されることがなけ
れば、特に制約はない。薄肉袋を構成しうる材料の例と
して再生セルロース、セルロース誘導体、ポリオレフィ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニル
アルコール、ポリエステル、ポリスチレン、塩酸ゴム、
ポリアミド、フッ素樹脂、シリコーンゴム等を挙げるこ
とができる。薄肉袋は柔軟でしなやかであり、引張弾性
率で１ｋｇ／−酸１以上、２００ｋｇ／＋ｍ”以下であ
ることが要求される。　　１ｋｇ／ａｎ”未満だと、わ
ずかな内圧によって袋が膨張し、パターンの寸法精度を
劣化させる問題点がある。また、２００ｋｇ／ｉｅｍ”
を越えると袋に腰があり、流体を排出しても形状を崩す
ことが困難となる問題点がある。ｌｌ薄肉袋肉厚は１０
ｎ以上、３０００ｎ以下が適当である。薄肉袋は流体の
供給、排出の繰返し、モールドからの剥離の繰返しを受
ける。このため肉厚が１０ｎ未満だと薄肉袋の寿命が短
かくなる。また肉厚が３０００ｎを越えると、変形しに
くくなってモールドから剥離しにくくなるだけでなく、
剥離するときにモールドの一部を破損させる問題を生じ
る。

薄肉袋を拡張したときに所望のパターン形状となるよう
にあらかじめ薄肉袋を成形しておく。成形の方法に制約
はないが、パターン成形用モールドに液状原料を鋳込ん
で排出し、形成された液膜を固化させる手順を繰り返す
方法がもっとも簡便である。そのほかパターン成形用モ
ールドのキャビティに塗布して形成してもよい、プラス
チックのブロー成形の手法を利用することもできる。ま
た、複数のフィルムを溶着等の手段によってつなぎあわ
せてもよい。

薄肉袋に供給する流体に関してもとくに制約はない。気
体であっても液体であってもよく、スラリーであっても
よい。気体としては例えば空気、液体としては例えば水
である。流体を供給してパターン形状をつくるが、それ
を液状のモールド製造原料に浸漬する場合には、薄肉袋
に働く浮力による変形を防止する必要がある。このため
にモールド製造原料と同程度、すなわち密度差に起因す
る浮力によって変形を生じない程度の密度の流体を選択
する必要がある。そのために混和しうる複数種類の流体
を混合したり、流体が液体の場合には溶質を溶解したり
、微小粒子を懸濁させて密度を調整することができる。

モールドの製造にあたっては、まず薄肉袋に流体を供給
して薄肉袋を緊張状態にすることにより所望のパターン
形状とする。パターン形成時の薄肉袋内の流体は無加圧
で密封した状態でもよく、また液体を供給してその自重
で形状を保持してもよい。また、気体または液体を加圧
して供給し形状を保持してもよい。圧力は薄肉袋が膨張
変形しない程度にとどめ、１０）Ｃｇ／ｃｍ”以下、望
ましくは５ｋｇ　／ｃ　ｍ　”以下が適当である。作業
性等の観点から薄肉袋を緊張状態にしてからモールドを
形成する材料を加える方法が一般的であるが、モールド
形成材料等によっては萎縮状態の薄肉袋の周囲にモール
ド形成材料を加え、その後流体を供給してモールドを形
成することもできる。

この発明における薄肉袋のパターンの外部に施こされる
モールドは、溶融ワックスの凝固、石膏スラリーの水和
反応による凝固等の固化現象を利用して形成することが
できる。樹脂、セラミックス、金属等の粉をバインダー
で固定して形成してもよい０例えば、コロイダルシリカ
をバインダーとしてケイ砂、アルミナ等の粉をパターン
の周囲に固定するのである。また、ポリスチレン樹脂、
エポキシ樹脂、ユリア樹脂等を発泡させてもよい。

このようなモールドとパターンとの間に大きすぎる接着
力が働く場合には、パターン表面に離型剤を塗布しても
よい。この目的にはステアリン酸、シリコーン樹脂等の
有機物、タルク等の無機物が適用できる。

モールド形成材料が固化してモールドが形成されたら、
流体を排出して薄肉袋を萎縮させることによりパターン
の崩壊を行なう。流体の排出は吸引、転倒等により行な
えばよいが、薄肉袋をモールド壁から剥離して萎縮させ
るために、少なくとも一時的な減圧が必要である。従っ
て、モールドと薄肉袋との間に接着力が存在する場合に
は剥離さセうる圧力レベルまで低下させる必要がある。

一方、流体は全量を排出する必要はなく、モールドを損
傷せずに薄肉袋を抜き出しうる程度まで排出すればよい
。

こうして形成したモールドは目的の成形品の成形に使用
される。

［作用］ パターンを薄肉袋に流体を充填して形成することにより
、無加圧もしくは１０　ｋｇ　／　ｃ　ｍ　”以下の低
い圧力の付与でパターンの形成を可能にしている。この
手段によって成形品の形状が複雑であってもモールドを
形成後薄肉袋を萎縮させてモールドを損傷せずに抜き出
し、繰り返し使用することができる。

〔実施例］ 第１図に従って説明する。緊張状態において外径２０■
、長さ１２０Ｍと外径１０鵬、長さ１５ｍｌ１の２つの
円柱の組み合わせからなる外観を有し、肉厚１閣、引張
弾性率４０ｋｇ／ｍｓ”のシリコーンゴム製薄肉袋１を
上部容器２に固定した。上部容器２はタンク３に正逆転
可能なチューブポンプ４を介して配管５で接続した。２
０℃の水６をタンク３に供給後、ポンプ４を起動して上
部容器２を通じて薄肉袋１へ水６を送り、上部容器２の
圧力ゲージ７が０．５ｋｇ／ｃｌｌ！を示したところで
ポンプ４を停止した。次に、モールド支持体８に融点６
５〜６７°Ｃのパラフィンワックスを加熱して溶融し、
７０℃に温度調節後、モールド支持体８に供給した。そ
してただちに薄肉袋１をパラフィンワックス９に浸漬し
放冷した。

１時間後、第２図に示すように、ポンプ４を逆回転方向
に起動して、薄肉袋１内の水６を上部容器２を通じてタ
ンク３へ戻した。ｆＷ肉製袋１内水６の８０％が排出さ
れたところで、モールド支持体８を下部に引き下げたと
ころ、しぼんだ薄肉袋１が残留し、パラフィンワックス
の固化したモールド９が何ら損傷なく得られた。

〔発明の効果〕

加圧なし、もしくは１０　ｋｇ　／ｃａｈ　”以下の低
圧で流体を供給するだけでパターンを形成させ、排出す
るだけで崩壊させることにより繰り返しパターンを形成
できるので、従来のようにワックス、尿素等のパターン
のように材料の消費もしくは再利用のための回収の手間
がなく、また高価な金型、高価な射出成形機を必要とセ
す、きわめて経済的である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであり、第１図は薄肉
袋に流体を供給して緊張状態とし、モールドを形成して
いる状態を示す断面図、そして第２図はモールド形成後
薄肉袋を萎縮させた状態を示す断面図である。 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）柔軟な薄肉袋の内部に流体が充填されているモー
   ルド製造用パターン
2. （２）柔軟な薄肉袋に流体を供給して緊張状態とし、該
   緊張状態の薄肉袋をパターンとしてモールドを形成し、
   その後前記流体を排出して薄肉袋を萎縮せしめて該モー
   ルドから抜き出すことを特徴とするモールドの製造方法