JPH079080A - 消失性模型製造方法と消失性模型と消失性模型を使用した鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的大型の鋳物に対応でき、平滑で美麗な
鋳肌の鋳物を得ることができる消失性模型製造方法と消
失性模型と消失性模型を使用した鋳造方法を提供する。 【構成】 第１は消失性模型のうち、製品の平滑な表面
を要する部分に対応する部分を消失性材料からなる膜状
成形体１で成形し、上記膜状成形体１に製品の他の部分
の所定形状をなす発泡成形体１１を一体化させて消失性
模型１３を形成する。又、第２は消失性模型４９を、製
品の表面全体に対応して消失性材料からなる膜状成形体
４７で成形する。この消失性模型１３、４９を使用して
レプリキャストセラミックシェル法による鋳造を行う
と、製品の平滑度を要する部分又は表面全体について、
鋳肌が平滑で美麗な鋳物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消失性模型製造方法と
消失性模型と消失性模型を使用した鋳造方法に係り、特
に、平滑で美麗な鋳肌の鋳物を得ることができるものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳造方法の一種として消失性模型を使用
したものがあり、大別して２通りの方法がある。これを
図１５乃至図１８を参照して説明する。まず、第１の方
法はロストワックス法であり、図１５に示すようにワッ
クスを使用して製品の形状をなす消失性模型１０１を形
成し、この消失性模型１０１の周囲にセラミックシェル
１０３を形成した後、加熱してセラミックシェル１０３
よりワックス１０１を溶出して図１６に示すような鋳型
１０５を形成し、この鋳型１０５に溶湯を注湯して鋳物
を製造するものである。

【０００３】又、第２の方法はレプリキャストセラミッ
クシェル法（登録商標）と呼ばれる方法であって、図１
７に示すように発泡ポリスチレンビーズを材料として消
失性模型１０９を形成し、この消失性模型１０９の外表
面にセラミックシェル１１１を形成した後、加熱してセ
ラミックシェル１１１から発泡ポリスチレンビーズより
なる消失性模型１０９を溶出して図１８に示すような鋳
型１１３を形成し、この鋳型１１３を鋳枠１１５内に配
置して周囲に砂１１７を充填し、鋳型１１３に溶湯を注
湯して鋳物を製造するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。まず、ロストワックス法の
場合は、ワックスにより消失性模型１０１を形成してい
るので、表面が平滑で美麗な消失性模型を得られるが、
ワックスは比重が大きく、かつ、強度が低いため、重量
２５Ｋｇ程度の小物用の模型しか作ることができないも
のであった。又、この方法の場合、セラミックシェル１
０３はワックスで形成した消失性模型１０１に対して強
度を得るために厚くする必要があり、このため、コーテ
ィングを行い粒状耐火物を付着させるセラミックシェル
の製造作業を多数回繰り返し行う必要があり、製造が面
倒で、製造コストが高価になってしまうという問題があ
った。

【０００５】一方、レプリキャストセラミックシェル法
の場合は、比重が小さく軽量な発泡ポリスチレンビーズ
を材料として消失性模型を形成しているので、大型の模
型を作ることができ、又、鋳型を薄く形成することが可
能で、鋳型を薄くしてもこれを砂中に配置して溶湯の注
湯を行えばよく、セラミックシェルの製造作業が容易で
あるが、模型は独立した発泡ポリスチレンビーズを熱融
着させたものであるため、模型の表面にビーズ同士の粒
界の凹凸（亀甲模様）ができてしまい、それがそのまま
鋳物の肌となって平滑で美麗な鋳肌の鋳物を得ることが
できないという問題があった。

【０００６】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、比較的大型の鋳物に対
応でき、平滑で美麗な鋳肌の鋳物を得ることができる消
失性模型製造方法と消失性模型と消失性模型を使用した
鋳造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による第１の消失性模型製造方法は、製品の平
滑な表面を要する部分の所定形状をなし消失性材料から
なる膜状成形体を成形し、上記膜状成形体に製品の他の
部分の所定形状をなす発泡成形体を一体化させて消失性
模型を形成したことを特徴とするものである。又、その
消失性模型は、製品の平滑な表面を要する部分の所定形
状をなし消失性材料からなる膜状成形体と、上記膜状成
形体に一体化され製品の他の部分の所定形状をなす発泡
成形体と、を具備したことを特徴とするものである。

【０００８】又、上記目的を達成するべく本願発明によ
る第２の消失性模型製造方法は、製品表面の所定形状を
なし消失性材料からなる膜状成形体を成形して消失性模
型を形成したことを特徴とするものである。又、その消
失性模型は、製品表面の所定形状をなし消失性材料から
なる膜状成形体よりなることを特徴とするものである。

【０００９】更に、上記第２の消失性模型製造方法によ
り製造した消失性模型を使用した鋳造方法は、消失性模
型の表面にスラリーを塗布し粒状耐火物を付着させてセ
ラミックシェルを形成し、このものを加熱して消失性模
型を溶出して鋳型を形成し、上記鋳型を砂中に配置し鋳
型に溶湯を注湯するようにしたことを特徴とするもので
ある。又、この鋳造方法を実施する場合において、消失
性模型の表面にスラリーを塗布する際、膜状成形体内に
所定圧力の流体圧をかけ、又は、粉粒体を充填して変形
を防止するようにしたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】まず、第１の消失性模型製造方法は、消失性模
型のうち、製品の平滑な表面を要する部分に対応する部
分を消失性材料からなる膜状成形体で成形し、上記膜状
成形体に製品の他の部分の所定形状をなす発泡成形体を
一体化させて消失性模型を形成するものであり、この消
失性模型を使用してレプリキャストセラミックシェル法
による鋳造を行うと、製品の平滑な表面を要する部分に
ついて、鋳肌が平滑で美麗な鋳物を得ることができる。

【００１１】又、第２の消失性模型製造方法は、消失性
模型を、製品の表面全体に対応して消失性材料からなる
膜状成形体で成形するものであり、この消失性模型を使
用してレプリキャストセラミックシェル法による鋳造を
行うと、製品の表面全体について、鋳肌が平滑で美麗な
鋳物を得ることができる。又、上記第２の消失性模型製
造方法により製造した消失性模型を使用した鋳造方法に
おいて、消失性模型の表面にスラリーを塗布する際、膜
状成形体内に所定圧力の流体圧をかけ、又は、粉粒体を
充填することにより消失性模型の変形を防止することが
でき、よって、膜状成形体のみで製造した消失性模型を
使用することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、図１乃至図１１を参照して本発明の第
１実施例を説明する。まず、図１乃至図２に示すよう
に、製品の平滑な表面を要する部分の所定形状をなし消
失性材料からなる膜状成形体１を成形する。図示の製品
の場合は断面逆Ｕ字状の製品であって、その内面が平滑
であることを要するものである。図１に示すように、上
型３及び下型５を当接・配置して、そこに形成されたＵ
字状の空間部７内に、ポリエチレン、ポリプロピレン等
の消失性材料を投入口９を介して投入して射出成形す
る。それによって、図２に示すような膜状成形体１を成
形するものであり、このものの表面は平滑に形成されて
いる。

【００１３】次に、図３乃至図４に示すように膜状成形
体１に製品の他の部分の所定形状をなす発泡成形体１１
を一体化させて消失性模型１３を形成する。図３に示す
ように上型１５と下型１７とを当接・配置する。これら
上型１５及び下型１７との間には空間部１９が形成され
ている。上記空間部１９内に膜状成形体１を挿入し、下
型１７側に固定しておく。その状態で上記空間部１９に
発泡ビーズ２１を投入口２３より供給して発泡成形す
る。上記工程により、図４に示すような消失性模型１３
を得ることができる。このものは、製品の平滑な表面を
要する部分に対応する部分のみが膜状成形体１で形成さ
れていて表面が平滑であり、その他の部分は発泡ビーズ
２１を発泡成形した発泡成形体１１で形成されたもので
ある。

【００１４】次に、図５に示すように消失性模型１３に
湯口・湯道部２５を取り付け、このものを図６に示すよ
うにスラリー２７中に浸漬してコーティングを行う。ス
ラリー２７は珪砂粉末あるいは酸化ジルコニウムの粉末
を骨材とし、結合剤としてのエチルシリケートあるいは
珪酸ソーダに溶かしたものであり、泥状物である。この
スラリー２７に上記消失性模型１３を浸漬させて、表面
にスラリー２７を被覆させる。次に、この消失性模型１
３のスラリー２７の外表面に、振りかけ機又は流動床に
より、粒状耐火物２９を付着させ、図７に示すようなセ
ラミックシェル３１を形成する。このスラリー浸漬と粒
状耐火物を付着する工程は必要に応じて数回繰り返して
行い、積層させる。

【００１５】次に、図８に示すように上記消失性模型１
３を加熱炉３３内に配置し１０００°Ｃ前後の温度で加
熱して膜状成形体１と発泡成形体１１よりなる消失性模
型１３を溶出させ、図９に示すような鋳型３５を形成す
る。この鋳型３５は膜状成形体１に対応した部分、すな
わち製品の内面にあたる部分が平滑なものである。

【００１６】次に、上記鋳型３５を鋳枠３７内に配置し
て周囲に砂３９を充填し、次に、湯口部より溶湯を注湯
することにより、図１０に示すような形状の中間鋳物４
１が得られる。後は、その中間鋳物４１より不必要な部
分４３を切り落とすことにより、図１１に示すような最
終的な鋳物４５を得ることができる。この鋳物４５は内
面が平滑で美麗なものである。

【００１７】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、比較的大型のものであって、
製品の必要な部分が平滑で美麗な鋳肌の鋳物を製造する
ことができる。これは、消失性模型１３のうち平滑度を
要する部分を、表面が平滑な膜状成形体１で形成し、他
の部分を発泡成形体１１で形成し、両者を一体化してこ
れを消失性模型１３としたからであり、この消失性模型
１３は軽量であるので大型の鋳物が製造可能であり、し
かも、鋳物のうち必要な部分を平滑で美麗な鋳肌に仕上
げることできるものである。ちなみに、従来のロストワ
ックス法の場合は重量が２５Ｋｇ程度のものまでしか作
れないが、本発明の場合は１００Ｋｇ程度のものまで製
造可能であり、例えば、内面に平滑度を要求される自動
車用のインテークマニホールド等の場合に品質のよい鋳
物を製造することができる。

【００１８】次に、図１２乃至図１４を参照して本発明
の第２実施例を説明する。この実施例の場合は、製品表
面の所定形状をなし消失性材料からなる膜状成形体４７
を成形してこれを消失性模型４９としたものである。図
示のものは第１実施例と同じ断面逆Ｕ字状の鋳物の場合
であり、内面と外面を平滑で美麗な鋳肌とするものであ
る。図１２に示すように一対のブロー成形型５１（一方
のみ示す）に製品の所定形状をなす空間部５３が形成さ
れていて、このブロー成形型５１の間に消失性材料より
なるパリソン５５を挟み込んでパリソン５５の内部に空
気等を注入し、パリソン５５を空間部の形状に沿って薄
膜状に成形する。これにより、図１３に示すような膜状
成形体４７を形成する。

【００１９】上記膜状成形体４７を消失性模型４９とし
て使用する場合、このものは薄膜状であるので強度が低
いものであり、消失性模型４７をスラリー５７に浸漬さ
せる際、圧力で変形を生じる虞がある。そこで、コーテ
ィング時に膜状成形体４７の内部に所定圧力の流体圧を
かけるものである。図１４に示すようにノズル５９から
水を注入することにより膜状成形体４７の内部圧力を高
め、スラリー５７の圧力による変形を防止する。尚、流
体圧をかける方法としては水を注入する方法のほか、空
気や油等を注入して内部に所定圧力をかける方法があ
り、又、砂等の粉粒体を充填して変形を防止する方法が
ある。

【００２０】消失性模型４９の表面にセラミックシェル
を形成した後は、このものを加熱して消失性模型４９を
溶出して鋳型を形成し、上記鋳型を砂中に配置し鋳型に
溶湯を注湯することにより鋳物を製造する。この工程は
第１実施例と同様であり、説明は省略する。これにより
表面全体が平滑で美麗な鋳肌の鋳物が製造される。

【００２１】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、比較的大型のものであって、
製品の表面全体が平滑で美麗な鋳肌の鋳物を製造するこ
とができる。これは、消失性模型４９の表面全体を、表
面が平滑な膜状成形体４７で形成したからであり、この
消失性模型４９は軽量であるので大型の鋳物が製造可能
であり、しかも、鋳物の表面全体を平滑で美麗な鋳肌に
仕上げることができるものである。例えば、美麗な表面
を要求される壁掛け用のレリーフ鋳物や美術鋳物の場合
に品質のよい鋳物を製造することができる。

【００２２】又、消失性模型４９をスラリー５７に浸漬
させる際、膜状成形体４７の内部に流体を注入し、所定
圧力の流体圧をかけ、又は、粉粒体を充填するようにし
ているので、薄膜状の膜状成形体４７であっても消失性
模型４９としての使用が可能であり、この結果、消失性
模型４９の製造が容易になるとともに、安価に製造でき
るものである。

【００２３】尚、本発明は上記各実施例に限定されな
い。たとえば、上記第１実施例において、膜状成形体１
の成形法としては、射出成形法のほか真空成形法等でも
よい。又、上記第１実施例において、膜状成形体１と発
泡成形体１１を発泡成形法により一体化したが、発泡成
形体を分割して成形し、これらを膜状成形体に接着又は
溶着等の手段により一体化するようにしてもよい。又、
上記第２実施例において、膜状成形体４７の成形法とし
ては、ブロー成形法のほか真空成形法等でもよい。又、
本発明は比較的大型の鋳物の鋳造に対応できるものであ
るが、小物の製造に適用しても勿論差し支えない。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による消失性
模型製造方法と消失性模型と消失性模型を使用した鋳造
方法によると、表面が平滑で美麗な鋳肌の鋳物を製造す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図で膜状成形体の成
形型を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す図で膜状成形体の断
面図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す図で発泡成形型を示
す断面図である。

【図４】本発明の第１実施例を示す図で消失性模型の断
面図である。

【図５】本発明の第１実施例を示す図で消失性模型に湯
口・湯道部を取り付けた状態を示す断面図である。

【図６】本発明の第１実施例を示す図で消失性模型をス
ラリーに浸漬した状態を示す断面図である。

【図７】本発明の第１実施例を示す図で消失性模型の外
表面にセラミックシェルを形成した状態を示す断面図で
ある。

【図８】本発明の第１実施例を示す図で加熱炉内で加熱
しセラミックシェルから消失性模型を溶出して鋳型を形
成する状態を示す断面図である。

【図９】本発明の第１実施例を示す図で鋳型を鋳枠内に
配置して溶湯を注湯する状態を示す断面図である。

【図１０】本発明の第１実施例を示す図で中間鋳物を示
す断面図である。

【図１１】本発明の第１実施例を示す図で製品鋳物を示
す断面図である。

【図１２】本発明の第２実施例を示す図で膜状成形体を
成形するブロー成形型を示す断面図である。

【図１３】本発明の第２実施例を示す図で消失性模型の
断面図である。

【図１４】本発明の第２実施例を示す図で消失性模型を
スラリーに浸漬した状態を示す断面図である。

【図１５】従来例を示す図でロストワックス法に使用さ
れる消失性模型の外表面にセラミックシェルを積層した
状態を示す断面図である。

【図１６】従来例を示す図でロストワックス法により鋳
型に溶湯を注湯する状態を示す断面図である。

【図１７】従来例を示す図でレプリキャストセラミック
シェル法に使用される消失性模型の外表面にセラミック
シェルを積層した状態を示す断面図である。

【図１８】従来例を示す図でレプリキャストセラミック
シェル法により鋳型に溶湯を注湯する状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 膜状成形体 １１ 発泡成形体 １３ 消失性模型 ３１ セラミックシェル ３５ 鋳型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 浩 茨城県猿島郡三和町谷貝726番地の19 (72)発明者 宮嶋 秀伸 静岡県袋井市岡崎407番地の11 (72)発明者 北原 一信 静岡県焼津市東小川１丁目２番７号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品の平滑な表面を要する部分の所定形
   状をなし消失性材料からなる膜状成形体を成形し、上記
   膜状成形体に製品の他の部分の所定形状をなす発泡成形
   体を一体化させて消失性模型を形成したことを特徴とす
   る消失性模型製造方法。
2. 【請求項２】 製品の平滑な表面を要する部分の所定形
   状をなし消失性材料からなる膜状成形体と、上記膜状成
   形体に一体化され製品の他の部分の所定形状をなす発泡
   成形体と、を具備したことを特徴とする消失性模型。
3. 【請求項３】 製品表面の所定形状をなし消失性材料か
   らなる膜状成形体を成形して消失性模型を形成したこと
   を特徴とする消失性模型製造方法。
4. 【請求項４】 製品表面の所定形状をなし消失性材料か
   らなる膜状成形体よりなることを特徴とする消失性模
   型。
5. 【請求項５】 請求項４記載の消失性模型の表面にスラ
   リーを塗布し粒状耐火物を付着させてセラミックシェル
   を形成し、このものを加熱して消失性模型を溶出して鋳
   型を形成し、上記鋳型を砂中に配置し鋳型に溶湯を注湯
   するようにしたことを特徴とする消失性模型を使用した
   鋳造方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の消失性模型を使用した鋳
   造方法において、消失性模型の表面にスラリーを塗布す
   る際、膜状成形体内に所定圧力の流体圧をかけ、又は、
   粉粒体を充填して変形を防止するようにしたことを特徴
   とする消失性模型を使用した鋳造方法。