JPH0871690A - 樹脂鋳型およびそれを用いた鋳造方法 - Google Patents

樹脂鋳型およびそれを用いた鋳造方法

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JPH0871690A
JPH0871690A JP16027195A JP16027195A JPH0871690A JP H0871690 A JPH0871690 A JP H0871690A JP 16027195 A JP16027195 A JP 16027195A JP 16027195 A JP16027195 A JP 16027195A JP H0871690 A JPH0871690 A JP H0871690A
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JP
Japan
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resin
mold
casting
molten metal
molds
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JP16027195A
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English (en)
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Masamichi Okada
政道 岡田
Yuji Okada
裕二 岡田
Hiroichi Shirakawa
博一 白川
Shuichi Tomitaka
周一 冨高
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D29/00Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金型に比べた型費が安く、砂型に比べて製品
の鋳肌、品質も改善できる鋳型、鋳造方法の提供。 【構成】 熱可塑性樹脂により構成される鋳型1。熱可
塑性樹脂により構成される鋳型1に金属溶湯3を注入す
る工程と、溶湯を凝固させた後樹脂鋳型1を加熱、溶融
または軟化する工程とを有する鋳造方法。熱可塑性樹脂
により構成され、1ショット毎に鋳造品と共に主型11
からとり出され加熱、溶融または軟化される樹脂入子
1′。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂鋳型(入子を含
む)およびそれを用いた鋳造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】量産鋳造技術では、通常、金型(入子の
場合は金属製入子)、砂型が用いられる。金型の場合
は、摩耗や破損の無い限り一つの金型でいくつもの生産
が可能である。また、砂型の場合は製品一つづつに対応
するだけ型を作り、鋳造後これを崩壊させて生産を行
う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術には
次の問題がある。金型の場合は、溶湯金属から受ける熱
衝撃や熱振幅によって生じる摩耗や亀裂により型寿命が
限定されたり、突発的に破壊してしまうことがある。そ
のため、生産量の少ない製品に対しても予備型を必要と
したり、寿命を見込んで次の金型の用意が必要となる。
これによる型費は、製品コストにも少なからぬ影響を及
ぼす。砂型の場合は、製品の寸法精度、鋳肌、品質の安
定性に難点がある。また、環境面でも、粉塵、廃棄物の
問題が昨今大きくなる一方である。本発明の目的は、金
型に比べて型費が安くなり、砂型に比べて製品の鋳肌、
品質を向上できる鋳型とそれを用いた鋳造方法を提供す
ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は次の通りである。 (1)熱可塑性樹脂から構成され、金属溶湯凝固後加
熱、溶融または軟化されて鋳造製品から分離されること
を特徴とする樹脂鋳型。 (2)熱可塑性樹脂より構成された樹脂鋳型に金属溶湯
を注湯し、前記金属溶湯が凝固した後前記樹脂鋳型を加
熱、溶融または軟化して鋳造製品と分離する、工程から
なる樹脂鋳型を用いた鋳造方法。 (3)熱可塑性樹脂から構成され、1ショット鋳造ごと
に鋳造製品とともに金属製主型からとり出され加熱、溶
融または軟化されて鋳造製品から分離されることを特徴
とする樹脂入子。
【0005】
【作用】上記(1)の樹脂鋳型では、樹脂鋳型自体を樹
脂鋳型成形用金型を用いて量産できるので、樹脂をリサ
イクルさえできれば樹脂鋳型の型費は金型に比べてはる
かに安くできる。また、樹脂製のため樹脂鋳型の金属溶
湯と接する面はなめらかな面に形成でき、砂型に比べ
て、鋳造製品の鋳肌面、品質を向上できる。上記(2)
の鋳造方法では、樹脂鋳型の樹脂を加熱溶融するので、
溶融した樹脂をリサイクルして再び樹脂鋳型にでき、金
型に比べて、鋳型コストを低減できる。また、鋳型が樹
脂からなるので、それを用いて鋳造した製品は、砂型を
用いて鋳造した製品に比べて、鋳肌、品質が向上する。
上記(3)の樹脂入子では、上記(1)と同様な作用が
ある他、入子と主型とを別体にしたので、異種鋳造品の
1ショット毎の入子の形状変更が極めて容易になる。
【0006】
【実施例】図1は本発明の全ての実施例に適用される熱
可塑性樹脂の温度特性を示しており、図2は本発明の樹
脂鋳型の実施例を示しており、図3〜図5はその鋳造方
法の実施例を示しており、図6は本発明の樹脂入子の実
施例を示している。全実施例にわたって共通な部分に
は、全実施例にわたって同一符号を付してある。はじめ
に、樹脂の温度特性を図1を参照して説明する。樹脂鋳
型1または樹脂入子1′内のキャビティ2に、金属溶湯
3(たとえば、アルミ合金溶湯)を高圧(たとえば、8
0MPa以上)または低圧で注湯し、凝固させることに
より、鋳造製品4が鋳造される。鋳造後、樹脂鋳型1ま
たは樹脂入子1′は加熱溶融または加熱軟化され、鋳造
製品4と分離され、回収されてリサイクルされる。
【0007】図1において、金属溶湯がアルミ合金の場
合、キャビティへの注湯時t1 〜t 2 には約700℃で
あったものが、製品の大きさにもよるが、注湯後約30
秒〜3分で、約550℃までに温度低下し、凝固を完了
する。一方、樹脂鋳型1または樹脂入子1′の温度は、
金属溶湯注湯開始後溶湯からの熱を受けて上がっていく
が、溶湯凝固完了時点t3 までには、樹脂軟化開始点
(約200℃)に上がっていない。したがって、溶湯
は、樹脂鋳型1または樹脂入子1′が硬質の状態にある
間に凝固を完了する。したがって、樹脂鋳型1または樹
脂入子1′は溶湯から高圧を受けても変形せず、寸法精
度の高い鋳造製品4が得られる。ついで、樹脂鋳型1ま
たは樹脂入子1′は製品残熱を受けて、温度上昇し、樹
脂軟化点(約200℃)で軟化を開始し、徐々に温度が
上がっていく。ここで、軟化点とは樹脂の弾性率が10
°〜10-5GPaになる温度である。樹脂が製品残熱を
受けて約250℃に温度上昇すると、結晶性樹脂(たと
えば、ポリプロピレン)の場合は融点をもつので溶融状
態になり、非結晶性樹脂(たとえば、ポリカーボネー
ト)の場合は融点をもたずガラス転移点をもち軟らかさ
が増した状態になっていく。溶融状態または軟らかさが
増した状態に達するまでの時間を早めるためには、金属
溶湯凝固完了後、樹脂鋳型1または樹脂入子1′を、鋳
造製品4ごと、加熱炉中に入れる等して、約250℃以
上に加熱してもよい。樹脂鋳型1または樹脂入子1′の
鋳造製品4からの分離、除去は、樹脂鋳型1または樹脂
入子1′を溶融するか、または軟化して機械的に取り出
すことにより行う。溶融して落下した樹脂または軟化さ
せて機械的に取り出された樹脂は捕集されて樹脂鋳型1
または樹脂入子1′の材料としてリサイクルされる。上
記のような温度による相変化を示す熱可塑性樹脂とし
て、たとえばポリカーボネート、ポリプロピレンや、プ
ロピレンとエチレンのコポリマーなどがある。
【0008】つぎに、本発明の樹脂鋳型を、図2を参照
して説明する。樹脂鋳型1は、上記の如き熱可塑性樹脂
からなり、金属溶湯凝固後、加熱溶融されて、または軟
化されて機械的に取り出されて、鋳造製品から分離され
る。樹脂鋳型1は、内側に鋳造製品成形用キャビティ2
を有する。キャビティ2を郭定する面は金属溶湯3と接
し金属溶湯が凝固したときに製品4の外郭形状を決定す
る。樹脂鋳型1は注湯口5を有し、注湯口5を通して金
属溶湯3がキャビティ2に入れられる。樹脂鋳型1は樹
脂鋳型成形用金型を用いて複数成形される。
【0009】つぎに、樹脂鋳型1を用いた鋳造方法を図
3〜図5を参照して説明する。図3の鋳造装置は、熱可
塑性樹脂からなる樹脂鋳型1と、樹脂鋳型1を複数連続
的に搬送する鋳型搬送装置6と、樹脂鋳型1内のキャビ
ティ2に金属溶湯3(たとえば、アルミ合金溶湯)を供
給する溶湯供給装置7と、鋳型搬送装置6による樹脂鋳
型搬送経路上で溶湯供給装置7より下流側に配設され
た、樹脂鋳型1を加熱、溶融または軟化するための加熱
炉8と、から成る。上記鋳造装置を用いて実施される、
樹脂鋳型を用いた鋳造方法は、熱可塑性樹脂からなる樹
脂鋳型を複数連続的に搬送し、途中で樹脂鋳型1に金属
溶湯3を供給する工程と、金属溶湯3が凝固完了後、樹
脂鋳型1を加熱炉8内に搬送して樹脂鋳型1を加熱、溶
融または軟化させて、鋳造製品4から樹脂を分離する工
程からなる。分離された樹脂は回収されて、再び樹脂鋳
型1の材料として再利用される。
【0010】図3では、溶湯供給装置7が、鍋7Aから
なり、金属溶湯を自重で注入する例が示されているが、
溶湯供給装置7はこれに限るものではない。たとえば溶
湯供給装置7は、図4に示すように、シリンダ7Bから
なり、シリンダ7Bで金属溶湯をキャビティ2内に射出
するようにしてもよいし、あるいは図5に示すように、
減圧ポンプ7Cからなり、キャビティ2を減圧ポンプ7
Cで減圧して溶湯保持炉9からの金属溶湯をストーク1
0を通してキャビティ2に吸引するようにしてもよい。
【0011】つぎに、樹脂入子1′(樹脂入子1′は鋳
型の一部を構成している)を図6を参照して説明する。
図6において、鋳型は一対の金属製の主型11と一対の
樹脂入子1′とからなり、樹脂入子1′は主型11に着
脱可能に装着されている。12は樹脂入子1′の主型1
1からのとり外しを容易にするための押し出しばねであ
る。キャビティ2は樹脂入子1′によって形成され、主
型11はキャビティ2を形成しない。これによって、鋳
造製品4の種類が変わるときは、樹脂入子1′をとりか
えることによって対応でき、主型11はとりかえる必要
がない。鋳造は、金属溶湯3をキャビティ2に注入し、
金属溶湯3の凝固完了後、主型11を開くと、ばね12
によって、鋳造製品を内蔵した樹脂入子1′が主型11
からとり出される。ついで、鋳造製品を内蔵した樹脂入
子1′は加熱、溶湯または軟化され、鋳造製品からとり
出される。溶融されたまたは軟化されて鋳造製品から機
械的に分離された樹脂は回収され、樹脂入子材料として
リサイクルされる。次サイクルでは、次の樹脂入子1′
が主型11にセットされ、上記鋳造を繰り返す。以上の
ようにして、異種鋳造製品を1ショット毎に変更でき
る。従来は、主型に金属製入子が固定されていたので、
異種鋳造製品の生産の際には、金型の交換が必要であっ
たが、本発明の場合は、この作業が不要となる。
【0012】
【発明の効果】請求項1の樹脂鋳型によれば、熱可塑性
樹脂から鋳型を構成したので、金型に比べてコスト低減
がはかれ、砂型に比べて鋳肌、品質の向上がはかれる。
請求項2の樹脂鋳型を用いた鋳造方法によれば、金型に
比べてコスト低減され砂型に比べて鋳肌、品質が向上さ
れた鋳造製品を生産できる。請求項3の樹脂入子によれ
ば、主型と樹脂入子を別体とし、1ショット毎に樹脂入
子を主型から離脱できるので、異種鋳造品の1ショット
毎の変更が極めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂鋳型の温度特性図である。
【図2】本発明の樹脂鋳型の一例の断面図である。
【図3】本発明の樹脂鋳型を用いた鋳造方法を実施する
装置の一例の断面図である。
【図4】図3の装置の溶湯供給装置として用いることの
できる装置の断面図である。
【図5】図3の装置の溶湯供給装置として用いることの
できるもう一つの装置の断面図である。
【図6】本発明の樹脂入子の一例を装着した鋳型装置の
断面図である。
【符号の説明】
1 樹脂鋳型 1′ 樹脂入子 2 キャビティ 3 金属溶湯 4 鋳造製品 6 鋳型搬送装置 7 溶湯供給装置 8 加熱炉 11 主型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨高 周一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂から構成され、金属溶湯凝
    固後加熱、溶融または軟化されて鋳造製品から分離され
    ることを特徴とする樹脂鋳型。
  2. 【請求項2】 熱可塑性樹脂より構成された樹脂鋳型に
    金属溶湯を注湯し、 前記金属溶湯が凝固した後前記樹脂鋳型を加熱、溶融ま
    たは軟化して鋳造製品と分離する、工程からなる樹脂鋳
    型を用いた鋳造方法。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂から構成され、1ショット
    鋳造ごとに鋳造製品とともに金属製主型からとり出され
    加熱、溶融または軟化されて鋳造製品から分離されるこ
    とを特徴とする樹脂入子。
JP16027195A 1994-07-05 1995-06-27 樹脂鋳型およびそれを用いた鋳造方法 Pending JPH0871690A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16027195A JPH0871690A (ja) 1994-07-05 1995-06-27 樹脂鋳型およびそれを用いた鋳造方法
EP95110408A EP0691165A3 (en) 1994-07-05 1995-07-04 Method and apparatus for producing a cast metal product

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JP6-153366 1994-07-05
JP15336694 1994-07-05
JP16027195A JPH0871690A (ja) 1994-07-05 1995-06-27 樹脂鋳型およびそれを用いた鋳造方法

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JPH0871690A true JPH0871690A (ja) 1996-03-19

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JP16027195A Pending JPH0871690A (ja) 1994-07-05 1995-06-27 樹脂鋳型およびそれを用いた鋳造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS522684B2 (ja) * 1973-03-16 1977-01-24
GB2269773B (en) * 1992-07-30 1996-05-22 Masaru Nemoto Core for mould

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Publication number Publication date
EP0691165A3 (en) 1998-03-18
EP0691165A2 (en) 1996-01-10

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