JPH08187545A - 光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法 - Google Patents

光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法

Info

Publication number
JPH08187545A
JPH08187545A JP6339006A JP33900694A JPH08187545A JP H08187545 A JPH08187545 A JP H08187545A JP 6339006 A JP6339006 A JP 6339006A JP 33900694 A JP33900694 A JP 33900694A JP H08187545 A JPH08187545 A JP H08187545A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
wax
producing
wax pattern
photosetting resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6339006A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3470207B2 (ja
Inventor
Mitsunori Toizumi
光紀 樋泉
Shigeru Hagiwara
茂 萩原
Masahiko Hihara
政彦 日原
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.)
Yamanashi Prefecture
Meiko Co Ltd
Original Assignee
Yamanashi Prefecture
Meiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamanashi Prefecture, Meiko Co Ltd filed Critical Yamanashi Prefecture
Priority to JP33900694A priority Critical patent/JP3470207B2/ja
Publication of JPH08187545A publication Critical patent/JPH08187545A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3470207B2 publication Critical patent/JP3470207B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型の工業部品や貴金属製装身具等の製造に供
される光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法に関す
る。 【構成】1)光硬化樹脂にレーザ光等を照射して造形す
る光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法において、
光硬化樹脂の表面にワックスからなる表面層を形成する
ことを特徴とする光硬化樹脂製ワックスパターンの製造
方法。 2)ワックスからなる表面層が約40℃〜100℃で液
化可能なものである上記1)記載の光硬化樹脂製ワック
スパターンの製造方法。 3)ワックスからなる表面層が固体パラフィンを有機溶
剤で溶解させたものである上記1)または2)記載の光
硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法。 【効果】得たワックスパターンを石膏へ埋没させて空気
を除去する減圧脱泡工程において、光硬化させた樹脂層
の積層間隔の隙間はワックスからなる表面層で埋められ
ており、この隙間内に石膏が侵入して鋳造後に巣(ス)
となる欠点が解消できた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は小型の工業部品や貴金
属製装身具等の製造に供される光硬化樹脂製ワックスパ
ターンの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にワックスパターンは、石膏で型取
りして石膏型とし(脱ロー工程)、この石膏型を鋳造装
置の加熱炉内で加熱するとワックスパターンが焼失し、
次いで石膏型の湯口から溶融した金属もしくは貴金属を
注入することにより、上記石膏型内のワックスパターン
部分が金属もしくは貴金属に置き変わって、所定の鋳造
製品が得られるのである。
【0003】従来、上記ワックスパターンの製造に際し
ては、あらかじめ適宜の手段で製造したモデルをシリコ
ンゴム等で包み込んで硬化させ、これを切開してモデル
を取り出してゴム型を得る。そしてこのゴム型内にワッ
クスを注入して硬化させた後ゴム型から取り出し、所定
のワックスパターンを得ていた。
【0004】また近年、CADシステム等を使用して所
定のデザインを作成し、これを光硬化樹脂を用いてレー
ザ光をこの光硬化樹脂に照射することにより、光硬化さ
せた樹脂層を順次積層して光造形し、モデルを形成する
ことが行なわれている。そしてこの光硬化樹脂からなる
モデルが高温で加熱されると焼失することから、これを
ワックスパターンとして使用することが試みられ、一定
の成果が得られるようになっている。
【0005】上記従来例においては、レーザ光を光硬化
樹脂に照射することにより光硬化させた樹脂層を順次積
層して光造形している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記光硬
化樹脂にレーザ光を照射することにより光造形して得た
モデルをワックスパターンとして使用しようとすると、
石膏で型取りして石膏型とする脱ロー工程において、石
膏へ埋没させて空気を除去する減圧脱泡工程が必要とな
る。しかしながらこの減圧脱泡工程において、光硬化さ
せた樹脂層の積層間隔のわずかな隙間内に石膏が侵入
し、鋳造後の巣(ス)の大きな原因の1つとなってい
る。
【0007】また、上記光硬化樹脂にレーザ光を照射す
ることにより光造形して得たモデルを石膏内へ埋没さ
せ、焼失させるときにおいて、加温してゆくとモデルは
熱を与えられて膨張するが、モデルを構成する光硬化樹
脂と石膏からなる埋没剤との熱膨張率の違いによって埋
没剤の内壁が荒らされてしまうという欠点が発生してい
た。
【0008】この発明は従来例の上記欠点を解消して、
製品の細部を正確に再現することができ、さらに肌荒れ
やピンホールといった欠点のない、商品価値において非
常に優れた装身具その他の製品を得ることができる光硬
化樹脂製ワックスパターンの製造方法を提供しようとす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明の光硬
化樹脂製ワックスパターンの製造方法は、光硬化樹脂に
レーザ光等を照射して造形する光硬化樹脂製ワックスパ
ターンの製造方法において、光硬化樹脂の表面にワック
スからなる表面層を形成することを特徴とするものであ
る。
【0010】また、この発明の光硬化樹脂製ワックスパ
ターンの製造方法は、ワックスからなる表面層が約40
℃〜100℃で液化可能なものであることをも特徴とし
ている。
【0011】さらにこの発明の光硬化樹脂製ワックスパ
ターンの製造方法は、ワックスからなる表面層が固体パ
ラフィンを有機溶剤で溶解させたものであることをも特
徴とするものである。
【0012】この発明で好適に使用できるワックスとし
ては、約40℃〜100℃で液化可能なもので、さらに
ワックスパターンへ塗布しやすいように溶剤で溶けるも
のが挙げられる。
【0013】例えばその例として、固体パラフィンを有
機溶剤で溶解させたもの、パラフィン/ベンゼン過飽和
溶液などがあり、特にメタン列の炭化水素系が好まし
い。
【0014】
【作用】この発明の光硬化樹脂製ワックスパターンの製
造方法は以上のように構成したので、得たワックスパタ
ーンを石膏へ埋没させて空気を除去する減圧脱泡工程に
おいて、光硬化させた樹脂層の積層間隔の隙間はワック
スからなる表面層で埋められており、この隙間内に石膏
が侵入して鋳造後に巣(ス)となる欠点が解消できた。
【0015】またこの発明においては、モデルを構成す
る光硬化樹脂と石膏からなる埋没剤との間に予めワック
スからなる表面層が介在する。したがって、ワックスか
らなる表面層は約40℃〜100℃で液化してモデル表
面から移動して隙間を形成し、熱を与えられたモデルが
膨張するのをこの隙間が吸収する。すなわち、加温によ
ってモデルが膨張しても埋没剤の内壁が荒らされること
がない。
【0016】この発明の光硬化樹脂製ワックスパターン
の製造方法は以上のように構成したので、ワックスパタ
ーンとして使用した場合、指輪やブローチ、その他の貴
金属製装身具のような小型の鋳造製品の場合でも製品の
細部を正確に再現することができ、しかも肌荒れやピン
ホールといった欠点のない、商品価値において非常に優
れた装身具その他の製品を得ることができるようになっ
た。
【0017】
【実施例】以下、この発明の光硬化樹脂製ワックスパタ
ーンの製造方法の一実施例を詳細に説明する。 〔機械的強度(剛性)向上用コート剤の実施例〕 (樹脂配合例) トリメチロール・プロパントリアクリレート(TMPTA) 100% エポキシ系アクリレート(ビスフェノールF型+ビスフェノールA型)55% エポキシ系アクリレート(エポキシアクリレート) 30% ポリエステル系アクリレート(エポキシアクリレート) 5% アセトフェノン系光開始剤 2.5〜4% ただし、コート剤を利用しやすくするために、より低粘
度化を考えてTMPTAを1.6HDDAまたはTPG
DA等の低粘度モノマーに変更してもよく、さらに光開
始剤をアセトフェノン系からヒドロアセトフェノ系、も
しくは混合光開始剤としてもよい。
【0018】上記コート剤の特徴は下記の通りである。 コート剤の上記実施例の配合比を変更するだけで剛性
の向上、耐熱性の向上、及び光開始剤、主剤を変更する
ことによってコート剤のキュア時間の短縮、取扱いの容
易さ等の改良・改善が容易に行なえる。 目的の機械的強度を必要とする造形物を造形するため
に、樹脂そのものを樹脂ポットごと交換する必要がな
い。すなわち、光硬化樹脂系以外の樹脂のバリエーショ
ンが不要である。
【0019】図6(イ)ないし(ハ)に簡単な剛性向上
の説明図を示す。
【0020】このように、単一の硬化形状(イ)の積み
重ねが造形状態であり、現行の無処理のままだと造形状
態において接触面と接触面との間に必ず隙間ができる
(ロ)。この隙間が樹脂本来の性能(機械的強度)を低
減させていた。なぜなら、単一の硬化形状は必ずガウス
ビームのエネルギー分布に沿って硬化するからである。
したがって、ワックスからなる表面層をコート等によっ
て形成することにより(ハ)、この隙間が埋められ、さ
らにより必要とする機能を向上させることができる。 〔焼失専用コート剤の実施例〕 (コート剤調合例) メタン列炭化水素(例えばパラフィン) ベンゼン、クロロホルム等有機溶剤 以上を用いて飽和溶液とする。もしくは、メタン列炭化
水素の代わりに飽和脂肪酸(C10以上)またはエステ
ルもしくは上記の混合物の飽和溶液でもよい。要するに
常温で固体で有機溶剤で溶液状態になる有機物・・C,
O,Hのみで構成される有機物であればよい。
【0021】上記コート剤の特徴は下記の通りである。 コート剤を溶液状にすることで塗布、散布等の取扱い
が簡単になり、不必要な厚塗りが避けられる。 光硬化樹脂が燃焼する前にコート剤が脱ロー(焼失)
するために図7のように埋没剤との間に数μm〜数十μ
mの隙間を作り、光硬化樹脂が燃焼するときに効率よく
酸素を供給し、酸素不足による残留炭素の発生を抑え
る。 光硬化樹脂が燃焼する前にコート剤が脱ロー(焼失)
するために図7のように埋没剤との間に数μm〜数十μ
mの隙間を作り、光硬化樹脂が加熱されたときに膨張し
て埋没剤の壁面を擦ることにより鋳造物の肌を荒らすの
を抑える。
【0022】上記各実施例における比較データを表−1
に示す。 表−1 〔ワックスパターンの製造方法の実施例〕 図1ないし図3は、本発明を具体化した光硬化樹脂を積
層することによって立体造形物を得る立体造形装置の実
施例である。
【0023】1は樹脂容器で、この樹脂容器1内にはシ
リンダ2が設けられていて、シリンダ2は樹脂液中に浸
されている。上記シリンダ2内には、ゴムパッキング1
0を介してピストン9が昇降可能に内蔵され、樹脂容器
1に付設したピストン昇降台7によって昇降操作され
る。このピストン9は、通常シリンダ2内の樹脂液をそ
の下方から押し出しながら下降するようになっている。
【0024】ピストン9には樹脂固着台4が設置してあ
り、レーザービームの照射によって固着した造形物をこ
の樹脂固着台4に付着させながらピストン9を下降させ
て樹脂液中に沈め、それと同時にピストン9がシリンダ
2内の樹脂を押し出すようになっている。押し出された
樹脂液はシリンダ2の外側の樹脂容器1内に移るため樹
脂液の水位が上昇し、この樹脂液は樹脂汲み上げポンプ
11によって汲み上げられる。
【0025】シリンダ2の上端面には平滑板3が設けら
れており、モータ5で駆動される。したがって樹脂汲み
上げポンプ11により汲み上げられた樹脂をシリンダ2
上に設けた樹脂噴出口8から吐出させて供給し、モータ
5を駆動して平滑板3を操作することにより、平滑板3
はシリンダ2の上端面に沿って移動して一層分の薄い樹
脂膜を形成する。6はシリンダ2の上端面に付設した平
滑板3のガイド、12は樹脂容器内上部に設けた固形物
混入防止網である。
【0026】上記樹脂容器1の上部には、レーザー光等
からなる光ビームを樹脂膜に照射する光源が設置されて
いる(図示せず)。この光源から照射される光ビーム
は、レンズまたはホログラムを用いて照射方向を変化さ
せることにより、立体図形の面に滑らかにフィットする
硬化形状を作って加工することが可能であり、加工精度
を向上させることができる。
【0027】光反応性を有する光硬化樹脂は、温度によ
る特性の変化が大きいため、ピストンの圧力等で樹脂容
器から部分的に取り出した樹脂を供給する配管系や樹脂
噴出口8の近辺にヒータ等の温度制御手段を設けておく
ことが望ましい。この温度制御手段で供給する樹脂の温
度を制御すれば、光ビームの照射を行なう液面から順次
恒温に保つことができるので、省エネ効果があり、装置
が簡単となるほか、温度制御が速やか行なえるととも
に、樹脂の長寿命化にもつながる。
【0028】また、樹脂液に波長依存性の発色剤を混入
させておき、多波長の光ビームによる照射を行なえば、
部分的または全体を創成する硬化物の色を選択的に変化
させることができ、非常に便利である。
【0029】例えば、図4のように円筒状の造形を行な
う場合、円筒21に沿った精度の高い造形を行なうに
は、円筒21の形状から単位硬化形状の補正量だけずれ
たビーム中心図形22を予め作成し、この断面にビーム
中心位置を合わせて造形すれば円筒21の外側へ硬化物
が飛び出さず、精度の高い造形ができる。
【0030】従来の高分子量の光硬化樹脂で作成したワ
ックスパターンと、上記のようにして得たワックスパタ
ーンをそれぞれ用いて、18金で指輪を作成した比較デ
ータを次表に示す。図5(イ),(ロ)はそれぞれ実施
例および比較例で得た指輪31を示すもので、指輪の台
32の部分には宝石類を止める爪33が形成されてい
る。(イ)に示す実施例の製品はワックスパターンに非
常に忠実に再現しており、(ロ)に示す比較例の製品は
台32の端面や爪33の部分がぼやけた感じであり、ま
た肌が荒れて製品化までには研磨等において手間のかか
るものであった。
【0031】
【発明の効果】この発明の光硬化樹脂製ワックスパター
ンの製造方法は以上のように構成したので、得たワック
スパターンを石膏へ埋没させて空気を除去する減圧脱泡
工程において、光硬化させた樹脂層の積層間隔の隙間は
ワックスからなる表面層で埋められており、この隙間内
に石膏が侵入して鋳造後に巣(ス)となる欠点が解消で
きた。
【0032】またこの発明においては、モデルを構成す
る光硬化樹脂と石膏からなる埋没剤との間に予めワック
スからなる表面層が介在する。したがって、ワックスか
らなる表面層は約40℃〜100℃で液化してモデル表
面から移動して隙間を形成し、熱を与えられたモデルが
膨張するのをこの隙間が吸収する。すなわち、加温によ
ってモデルが膨張しても埋没剤の内壁が荒らされること
がない。
【0033】この発明の光硬化樹脂製ワックスパターン
の製造方法は以上のように構成したので、ワックスパタ
ーンとして使用した場合、指輪やブローチ、その他の貴
金属製装身具のような小型の鋳造製品の場合でも製品の
細部を正確に再現することができ、しかも肌荒れやピン
ホールといった欠点のない、商品価値において非常に優
れた装身具その他の製品を得ることができるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の立体造形装置の一実施例を示す正面
図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】図1の平面図である。
【図4】円筒状の造形を行なう場合の光ビームの走査を
示す概略図である。
【図5】(イ),(ロ)はそれぞれ実施例および比較例
で得た指輪を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 樹脂容器 2 シリンダ 3 平滑板 4 樹脂固着台 5 モータ 6 ガイド 7 ピストン昇降台 8 樹脂噴出口 9 ピストン 10 ゴムパッキング 11 樹脂汲み上げポンプ 12 固形物混入防止網 13 レンズ 21 円筒 22 ビーム中心図形 31 指輪 32 台 33 爪
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の立体造形装置の一実施例を示す正面
図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】図1の平面図である。
【図4】円筒状の造形を行なう場合の光ビームの走査を
示す概略図である。
【図5】(イ),(ロ)はそれぞれ実施例および比較例
で得た指輪を示す斜視図である。
【図6】(イ)ないし(ハ)は簡単な剛性向上手段を説
明する説明図である。
【図7】コート剤が脱ロー(焼失)する際に埋没剤との
間に数μm〜数十μmの隙間を作る挙動を示す概略断面
図である。
【符号の説明】 1 樹脂容器 2 シリンダ 3 平滑板 4 樹脂固着台 5 モータ 6 ガイド 7 ピストン昇降台 8 樹脂噴出口 9 ピストン 10 ゴムパッキング 11 樹脂汲み上げポンプ 12 固形物混入防止網 13 レンズ 21 円筒 22 ビーム中心図形 31 指輪 32 台 33 爪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 31:00 (72)発明者 日原 政彦 山梨県甲府市大津町2094番地 山梨県工業 技術センター内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光硬化樹脂にレーザ光等を照射して造形
    する光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法におい
    て、光硬化樹脂の表面にワックスからなる表面層を形成
    することを特徴とする光硬化樹脂製ワックスパターンの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 ワックスからなる表面層が約40℃〜1
    00℃で液化可能なものである請求項1記載の光硬化樹
    脂製ワックスパターンの製造方法。
  3. 【請求項3】 ワックスからなる表面層が固体パラフィ
    ンを有機溶剤で溶解させたものである請求項1または2
    記載の光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法。
JP33900694A 1994-12-28 1994-12-28 光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法 Expired - Fee Related JP3470207B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33900694A JP3470207B2 (ja) 1994-12-28 1994-12-28 光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33900694A JP3470207B2 (ja) 1994-12-28 1994-12-28 光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08187545A true JPH08187545A (ja) 1996-07-23
JP3470207B2 JP3470207B2 (ja) 2003-11-25

Family

ID=18323384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33900694A Expired - Fee Related JP3470207B2 (ja) 1994-12-28 1994-12-28 光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3470207B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110560636A (zh) * 2019-10-09 2019-12-13 西安皓森精铸有限公司 一种降低熔模铸造过程中型壳开裂的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5512339B2 (ja) * 1976-08-02 1980-04-01
JPH03174943A (ja) * 1989-09-11 1991-07-30 Mitsubishi Corp 光硬化性樹脂原型を用いた鋳造法
JPH04500929A (ja) * 1988-08-08 1992-02-20 デソート インコーポレイテッド 光硬化性コンパウンドおよびインベストメント鋳造法
JPH0747443A (ja) * 1993-08-06 1995-02-21 Yamagata Seimitsu Chuzo Kk ロストワックス鋳造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5512339B2 (ja) * 1976-08-02 1980-04-01
JPH04500929A (ja) * 1988-08-08 1992-02-20 デソート インコーポレイテッド 光硬化性コンパウンドおよびインベストメント鋳造法
JPH03174943A (ja) * 1989-09-11 1991-07-30 Mitsubishi Corp 光硬化性樹脂原型を用いた鋳造法
JPH0747443A (ja) * 1993-08-06 1995-02-21 Yamagata Seimitsu Chuzo Kk ロストワックス鋳造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110560636A (zh) * 2019-10-09 2019-12-13 西安皓森精铸有限公司 一种降低熔模铸造过程中型壳开裂的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3470207B2 (ja) 2003-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0499486B1 (en) Investment casting method and pattern material
US4844144A (en) Investment casting utilizing patterns produced by stereolithography
JP7327742B2 (ja) セラミックの型を製造する方法、鋳造部品を製造する方法、及びセラミック鋳型
US20170087769A1 (en) Three-dimensional printing plastic onto metal
JPH04119825A (ja) 三次元目的物の製造方法
US5391460A (en) Resin composition and process for investment casting using stereolithography
JPH0747443A (ja) ロストワックス鋳造方法
JPH04500929A (ja) 光硬化性コンパウンドおよびインベストメント鋳造法
JP2942081B2 (ja) 3次元物体造形装置
JPH08187545A (ja) 光硬化樹脂製ワックスパターンの製造方法
JP2930354B2 (ja) 光硬化性樹脂原型を用いた鋳造法
JPH05255461A (ja) 感光性組成物
JP3127230B2 (ja) 貴金属製品の鋳造方法
Binnion et al. A New Method for Preparing 3D Acrylic Photopolymer Patterns for Investment Casting
JP2006247685A (ja) 光硬化樹脂消失モデル用鋳型材料およびそれにより作成した鋳型並びにその鋳型を用いた鋳造方法
JP6896388B2 (ja) 3次元造形装置および3次元造形物の製造方法
JP2986879B2 (ja) 精密鋳造用鋳型の製造方法
JP3579798B2 (ja) 光造形ファブリケーション法及びこれを利用した金属構造体の製造方法
JP2821518B2 (ja) 外皮樹脂原型を用いる鋳造方法
JP4034758B2 (ja) 光造形ファブリケーション法を利用した金属構造体の製造方法
JPH1177238A (ja) 鋳造用消失模型
JPH05131504A (ja) 光硬化樹脂を用いる射出成形型製造方法
JPH05131243A (ja) 消失模型の製作方法
JPH0339234A (ja) 簡易型の製造方法
WO1994029047A1 (fr) Procede de moulage a moule original constitue de coquilles en resine

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees