JPH06142837A - シェルモールド造型方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 造型作業のサイクルタイム短縮を図った上
で、所要の強度を有する鋳型を得ることができるシェル
モールド造型方法を提供する。 【構成】 貯蔵部１２から所定量のコーテッドサンドＳ
を取り出してコーテッドサンド加温装置１４に供給し、
これを６０〜８０℃で加温する。その後、金型加熱装置
１８で２４０〜２８０℃に加熱されてダンプボックス２
０内にセットされた金型１６にコーテッドサンドＳを供
給し、これに含まれている合成樹脂を金型１６の熱で溶
融硬化させて金型１６に沿った形状に焼成する。コーテ
ッドサンドＳを金型供給前に加温することにより、たと
えコーテッドサンドＳが水分を吸い流動性を失っている
場合でも、これを流動性に富んだサラサラの状態に回復
できる。このため、コーテッドサンドＳを金型１６全体
に均一に分布させ、その焼成により均一な肉厚で所要の
強度を有するシェルモールドを得ることができる。ま
た、金型供給前の加温により、コーテッドサンドＳの焼
成を短時間で完了させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱された金型にコー
テッドサンドを供給して焼成することにより鋳型を造型
するシェルモールド造型方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シェルモールド造型方法は、例えば実開
昭６３−１６３２３５号公報に開示されているように、
鋳型を造型する一方法として従来より知られている。こ
のシェルモールド造型方法においては、合成樹脂で砂を
コーティングしてなるコーテッドサンドが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記コーテッドサンド
は吸湿性を有するので、金型に供給される前に長く放置
されると、その間に吸い込んだ水分によって流動性を失
って塊を形成しやすくなる。そして、このよう流動性を
失ったコーテッドサンドは金型に供給しても金型全体に
均一に分布しないので、これを焼成しても肉厚が不均一
で所要の強度を得にくい鋳型になり、不良品発生の原因
となる、という問題があった。また、コーテッドサンド
を金型に供給した後に初めてコーテッドサンドの加熱が
行われるので、コーテッドサンドの焼成に長時間を要
し、造型作業のサイクルタイムを短縮することができな
い、という問題があった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、造型作業のサイクルタイム短縮を図っ
た上で、所要の強度を有する鋳型を得ることができるシ
ェルモールド造型方法を提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るシェルモー
ルド造型方法は、コーテッドサンドを予熱する工程を設
けることにより、上記目的達成を図るようにしたもので
ある。

【０００６】すなわち、請求項１に記載したように、合
成樹脂で砂をコーティングしてなるコーテッドサンド
を、所定焼成温度に加熱された金型に供給して焼成する
ことにより、鋳型を造型するシェルモールド造型方法に
おいて、前記金型に前記コーテッドサンドを供給する前
に、該コーテッドサンドを前記所定焼成温度よりも低い
所定予熱温度に加温する、ことを特徴とするものであ
る。

【０００７】上記「所定予熱温度」は、コーテッドサン
ドに含まれている水分を除去することができる程度に室
温より高く、かつコーテッドサンド内の合成樹脂の融点
より低い温度であれば特に限定されるものではないが、
請求項２に記載したように、６０〜８０℃に設定するこ
とが好ましい。これは、６０℃より低い温度ではコーテ
ッドサンドの焼成所要時間短縮化の効果が必ずしも十分
でなく、一方、８０℃より高い温度では金型内における
コーテッドサンドの流動性が悪くなるからである。

【０００８】上記「加温」は、特定の加温方法に限定さ
れるものではないが、請求項３に記載したように、コー
テッドサンドを流動させながら行うようにすれば、コー
テッドサンドに含まれる水分除去を短時間で効率よく行
うことができる。

【０００９】

【発明の作用および効果】上記構成に示すように、本発
明においては、金型にコーテッドサンドを供給する前
に、該コーテッドサンドをその焼成温度よりも低い所定
予熱温度で加温するようになっているので、たとえコー
テッドサンドが水分を吸い流動性を失っている場合であ
っても、金型供給前にこれを流動性に富んだ状態（サラ
サラした状態）に回復させることができる。このため、
金型に供給されたコーテッドサンドを金型全体に均一に
分布させることができ、その焼成により均一な肉厚で所
要の強度を有する鋳型を得ることができる。また、金型
供給前に予めコーテッドサンドの加温がなされているの
で、コーテッドサンドの焼成を短時間で完了させること
ができる。

【００１０】したがって、本発明によれば、造型作業の
サイクルタイム短縮を図った上で、所要の強度を有する
鋳型を得ることができる。

【００１１】さらに、本発明によれば、次のような効果
を得ることができる。

【００１２】すなわち、金型にコーテッドサンドが供給
されると金型の温度は低下するため、この温度低下分を
見込んで所定焼成温度を設定することとなるが、本発明
においては、金型に供給されたコーテッドサンドがすで
に加温されているので、このコーテッドサンド供給に伴
う金型の温度低下は、従来方法に比して緩和されること
となる。このため、上記所定焼成温度を比較的低い温度
に設定することができ、これにより、作業環境の改善を
図ることができる。

【００１３】また、コーテッドサンドが金型全体に均一
に分布すると、これが不均一に分布する場合に比して、
少量の合成樹脂で砂をコーティングしたコーテッドサン
ドであってもその焼結を行うことができるが、本発明に
おいては、金型に供給されたコーテッドサンドを金型全
体に均一に分布させることができるため、合成樹脂の必
要含有量を最小限に抑えることができる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例について説明する。

【００１５】図１は、本発明に係るシェルモールド造型
方法の一実施例を示す工程図である。

【００１６】図示のように、合成樹脂で砂をコーティン
グしてなるコーテッドサンドＳが貯蔵されている貯蔵部
１２から所定量のコーテッドサンドＳを取り出して、コ
ーテッドサンド加温装置１４に供給し、コーテッドサン
ド加温装置１４においてコーテッドサンドＳを６０〜８
０℃（所定予熱温度）に加温して、コーテッドサンドＳ
に含まれている水分を除去する。一方、シェルモールド
用の金型１６を、金型加熱装置１８において２４０〜２
８０℃（所定焼成温度）に加熱しておく。そして、この
加熱された金型１６をダンプボックス２０内にセットし
た後、この金型１６に、加温済みのコーテッドサンドＳ
を供給して、該コーテッドサンドＳに含まれている合成
樹脂を金型１６の熱で溶融硬化させて金型１６に沿った
形状に焼成する。その後、ダンプボックス２０を上下反
転させて上記溶融硬化に寄与しなかったコーテッドサン
ドＳを除去した後、再び金型１６を２８０〜３２０℃に
加熱してコーテッドサンドＳの焼成を完全ならしめ、こ
の焼成されたコーテッドサンドＳをシェルモールド（鋳
型）として取り出す。

【００１７】図２は、上記コーテッドサンド加温装置１
４を詳細に示す側面図であり、図３は、図２のIII-III
線断面図である。

【００１８】これらの図に示すように、コーテッドサン
ド加温装置１４は、内タンク２２と外タンク２４とを備
えた２重構造となっている。

【００１９】コーテッドサンドＳは、内タンク２２の上
部投入口２６から内タンク２２内に投入され、この内タ
ンク２２内において加温された後、内タンク２２の下部
排出口２８から切出しシャッタ３０の作動により一定量
が金型１６に供給されるようになっている。内タンク２
２内におけるコーテッドサンドＳの加温は、次のように
して行われるようになっている。すなわち、内タンク２
２のすり鉢状の底部には、複数のバブリングノズル３２
（５本ずつ８箇所）が放射状に配置されており、これら
各バブリングノズル３２から温風を図示矢印のように噴
出させることにより、内タンク２２内のコーテッドサン
ドＳを図示矢印のように上方へ舞い上がらせて流動化さ
せ（バブリングさせ）、これによりコーテッドサンドＳ
を全体的に効率よく加温することができるようになって
いる。

【００２０】外タンク２４内には、上記バブリングノズ
ル３２に連通する複数のエア通路３４が設けられてお
り、これらエア通路３４を介して、エアを５秒間隔で３
秒間バブリングノズル３２から噴出させるようになって
いる。また、外タンク２４には、蒸気導入口３６および
蒸気排出口３８が取り付けられており、蒸気導入口３６
から外タンク２４内に加温熱源となる蒸気を導入して、
内タンク２２およびエア通路３４を加温した後、蒸気排
出口３８から蒸気を排出するようになっている。

【００２１】蒸気導入口３６から外タンク２４内に導入
される蒸気の温度は、内タンク２２内のコーテッドサン
ドＳを６０〜８０℃に加温することができるようにする
ため、１００℃に設定されている。

【００２２】図４は、コーテッドサンドＳを６０〜８０
℃で加温するのが好ましい理由を説明するためのグラフ
である。

【００２３】このグラフは、金型１６におけるコーテッ
ドサンドＳの焼成時間と焼成後のシェルモールド（鋳
型）の抗折力との関係を調べるために行った試験の結果
を、金型１６に供給されるコーテッドサンドＳの温度を
パラメータとして示すグラフである。コーテッドサンド
Ｓの温度としては、２０℃（加温なし）、４０℃、６０
℃、８０℃の４種類について試験を行った。また、比較
のために、速硬化レジンを使用したコーテッドサンド
（２０℃）についても試験を行った。

【００２４】温時と冷時とグラフが２種類あるが、温時
のグラフとは、金型１６から取り出された直後のシェル
モールド（約２００℃）について抗折力を測定した結果
を示すグラフであり、冷時のグラフとは、金型１６から
取り出されて常温にまで冷えたシェルモールドについて
抗折力を測定した結果を示すグラフである。

【００２５】冷時のグラフからは、コーテッドサンドＳ
を４０〜８０℃に加温することにより、加温しなかった
場合（速硬化レジンを使用した場合、使用しなかった場
合共）に比して十分高い抗折力が得られることが判る。
一方、温時のグラフからは、コーテッドサンドＳを６０
〜８０℃に加温することにより、加温しなかった場合
（速硬化レジンを使用した場合、使用しなかった場合
共）に比して十分高い抗折力が得られることが判る。ま
た、温時にはコーテッドサンドＳを４０℃に加温しただ
けでは、短い焼成時間領域における抗折力増大効果が十
分でないことも判る。

【００２６】実際の工程においては、金型１６からシェ
ルモールドを取り出した後これが十分冷えるまで待って
いたのでは作業効率が悪くなるので、シェルモールドが
十分冷える前に次工程（鋳造工程）に移される。したが
って、コーテッドサンドＳを６０〜８０℃に加温するの
が好ましい。

【００２７】以上詳述したように、本実施例によれば、
金型１６にコーテッドサンドＳを供給する前に、該コー
テッドサンドＳをその焼成温度よりも低い所定予熱温度
で加温するようになっているので、たとえコーテッドサ
ンドＳが水分を吸い流動性を失っている場合であって
も、金型供給前にこれを流動性に富んだ状態（サラサラ
した状態）に回復させることができる。このため、金型
１６に供給されたコーテッドサンドＳを金型１６全体に
均一に分布させることができ、その焼成により均一な肉
厚で所要の強度を有するシェルモールドを得ることがで
きる。また、金型供給前に予めコーテッドサンドＳの加
温がなされているので、コーテッドサンドＳの焼成を短
時間で完了させることができる。

【００２８】したがって、本実施例によれば、造型作業
のサイクルタイム短縮を図った上で、所要の強度を有す
る鋳型を得ることができる。

【００２９】さらに、本実施例においては、金型１６に
供給されたコーテッドサンドＳはすでに加温されている
ので、このコーテッドサンド供給に伴う金型１６の温度
低下が緩和されることとなり、このため、上記所定焼成
温度を比較的低い温度に設定することができ、これによ
り、作業環境の改善を図ることができる。

【００３０】また、本実施例においては、金型１６に供
給されたコーテッドサンドＳを金型１６全体に均一に分
布させることができるため、コーテッドサンドＳ中の合
成樹脂の必要含有量を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシェルモールド造型方法の一実施
例を示す工程図

【図２】上記実施例に使用されるコーテッドサンド加温
装置を詳細に示す側断面図

【図３】図２のIII-III 線断面図

【図４】上記実施例の作用を示すグラフ

【符号の説明】

１２ 貯蔵部 １４ コーテッドサンド加温装置 １６ 金型 １８ 金型加熱装置 ２０ ダンプボックス Ｓ コーテッドサンド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂で砂をコーティングしてなるコ
   ーテッドサンドを、所定焼成温度に加熱された金型に供
   給して焼成することにより、鋳型を造型するシェルモー
   ルド造型方法において、 前記金型に前記コーテッドサンドを供給する前に、該コ
   ーテッドサンドを前記所定焼成温度よりも低い所定予熱
   温度に加温する、ことを特徴とするシェルモールド造型
   方法。
2. 【請求項２】 前記所定予熱温度が、６０〜８０℃であ
   ること、を特徴とする請求項１記載のシェルモールド造
   型方法。
3. 【請求項３】 前記加温を、前記コーテッドサンドを流
   動させながら行う、ことを特徴とする請求項１または２
   記載のシェルモールド造型方法。