JPH0957394A - ショウ鋳型の成形方法と該方法に使用する模型と１次焼成台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ショウ鋳型を用いて精密鋳物を成形する際
に、最小限度の材料で確実に目的とする鋳型を精密に成
形できるようにする。 【解決手段】 模型２にその形状に応じた空隙をあけて
設定する外型３を、リブ状に隆起する隆条部２２を、そ
の内部が下面を開放した誘導溝２３となるように成形す
ると共に、隆条部２２の長手方向の一部に一端から順次
高く傾斜する高部を設け、該高部に少なくとも１個の透
孔２４を設けた形態に成形し、この外型３を模型２に覆
い被せてから透孔２４よりショウスラリーを外型３と模
型２間の空隙に流入し、空隙内の空気を誘導溝２３を通
じて外型３外へ排出して空隙内にショウ鋳型１を成形
し、成形されたショウ鋳型１を離型した後に１次、２次
焼成を順次施すことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、精密鋳物を成形す
る鋳型の一つである穀状をなすショウ鋳型を成形する方
法と、該方法の実施に際して使用する模型と１次焼成台
に関する。

【０００２】

【従来の技術】精密鋳物を製造する鋳型を造型する方法
の一つとしてショウプロセスが知られている。その概要
は、石膏、合成樹脂、金型あるいは美術工芸品に適する
ゴムなどで成形した模型に外型を設置し、両型間の空隙
に鋳型材料となるスラリー（泥漿）を注入し、その注入
したスラリーが型内で恰もこんにゃく状の如くに弾性を
帯びた状態にまで固化してから、離型して即座に１次焼
成を行い、次いで炉内で２次焼成して成形されるもので
ある。

【０００３】ところで上記のスラリーは、エチルシリケ
ートにアルコールなどを配合したゾル状の粘結材にジル
コン及びアルミナまたは比較的膨脹の少ないオリビンの
微粉末の耐火材を混入し、更に炭酸アンモニウムのゲル
促進剤を加えて攪拌したもので、このスラリーで成形さ
れたショウ鋳型を焼成することにより、アルコールが蒸
発して鋳型にヘアークラックが生じ、鋳造中の鋳込む湯
の熱衝撃を受けても、ヘアークラックが縮小するのみで
ショウ鋳型全体の形状に変化がなく、従って極めて精度
の高い鋳物を製造することができると共に、今一つの特
徴として鋳肌が非常に綺麗であり、しかも彫金などで表
示された細かい線をも明瞭に表現することができるもの
である。

【０００４】上記粘結材は非常に高価なもので、大型の
ショウ鋳型になるほどその使用量が多くなり、小型のも
のであっても必要最小限度の粘結材でショウ鋳型を成形
することが望ましく、しかも焼成時に変形や亀裂しない
こと、及び鋳造時の強度に充分に耐え得ることが必要で
ある。その対策としてＣＯ₂ サンドあるいは金属などの
補強を目的とするバック型にスラリーで成形したショウ
鋳型を付着したもの、あるいは特公昭４４−４３２２号
公報に開示してあるように、網状体に可燃性乃至熱可塑
性の被覆層を設けた多孔質部材をバック型とするものな
どが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし以上のバック型
はスラリーで成形した層とバック型層の熱膨脹率が異な
ることから、その特殊性を見込んで、製造すべき製品に
応じて注湯後の金属の収縮代を予め定めた模型を成形す
る技術が必要であり、また前記公報の網状体を用いたも
のであると、その網状体にプレス加工を施すため、成形
すべき製品ごとにプレスの金型を用意する必要があり、
製作費が嵩むという問題点あった。

【０００６】本発明は以上の問題を解決しようとするも
ので、前述のバック型を使用することなく、しかも必要
最小限度のスラリーをもって精度の高いショウ鋳型がで
きるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による解決方法
は、模型にその形状に応じた空隙をあけて設定する外型
を、リブ状に隆起する隆条部を、その内部が下面を開放
した誘導溝となるように成形すると共に、隆条部の長手
方向の一部に一端から順次高く傾斜する高部を設け、該
高部に少なくとも１個の透孔を設けた形態に成形し、こ
の外型を模型に覆い被せてから透孔よりショウスラリー
を外型と模型間の空隙に流入し、空隙内の空気を誘導溝
を通じて外型外へ排出して空隙内にショウ鋳型を成形
し、成形されたショウ鋳型を離型した後に１次、２次焼
成を順次施すことを特徴とする。

【０００８】また上記方法で使用する模型として、定盤
に、成形すべき形状部を備えたゴムで中空状に形成した
表層体内に中実体が充填してあると共に、中実体内に貫
通して設けている複数の通孔内に表層体と一体をなすゴ
ムを充填した連挿体を設けたものを使用することが好ま
しい。

【０００９】更に模型と外型で成形されたショウ鋳型を
１次焼成する際、成形されたショウ鋳型の開口面の形状
に応じた刳抜き穴を設けている耐火材よりなる枠状体か
らなり、該枠状体の上面に成形されたショウ鋳型に有す
るダボが嵌まる係合部と、焼成する火炎が流出する凹溝
とを設けたものを使用することにより、変形されること
がなく正確な形状をもって成形することができるように
なる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図によって説
明すると、目的とするショウ鋳型１を成形する工程は、
模型２を作成するまでの準備工程、模型２に被せる外型
３を成形する工程、１次焼成台４を成形する工程、模型
２と外型３でショウ鋳型１を成形する工程、及び１次焼
成工程及び２次焼成工程の各工程を経て作成される。

【００１１】前記準備工程は、木型などで作成された原
型５からゴムで雌型６を作り、その雌型６から模型２を
製作するものである。

【００１２】図１に示す原型５は製造すべき製品を縦割
りした半分の形状を備えるもので、従って一面が平面を
なす造型体をなすものであって、この原型５が基盤７上
に固着され、基盤７上における原型５の周囲に数個の凸
ダボ８を突設している。一方図示してないが、他の半分
の原型も同様に基盤に固着するが、周囲には凹ダボを設
けるものである。

【００１３】上記原型５の表面に、油粘土を約４ｍｍの
厚さで圧延して貼り付けた粘土層１０を設け、次いで基
盤７上に枠９を設置してから、その枠９内に膨脹率の少
ない石膏を流し込んで硬化した石膏層１１を設けた後、
この石膏層１１を備えた枠９を原型５より取り外し、石
膏層１１に図１（ロ）図のように、上下面に貫通する複
数の貫通孔１２を明け、また原型５を覆う粘土層１０を
剥離してから、図３の（ハ）図ように、石膏層１１を備
えた枠９を再び原型５に被せ、そこで各孔１２よりシリ
コンゴムを流入し、原型５に対して雌型６を成形する。
従って各雌型６には、凸ダボ８に対応する凹部１３と凹
ダボに対する凸部（図示省略）が成形される。

【００１４】次ぎに以上の雌型６を使用して模型２を作
成する工程を行う。図２に示すように、枠付きの定盤１
４に原型５の外郭形状と同様の形状と凸ダボ８が嵌まる
各抜き穴１５とを明け、枠内で定盤１４の裏にアングル
などの鉄製の補強桟１６を取り付け、補強桟１６に数個
のアンカー１７を抜き穴１５から定盤１４の表面側へ突
出するように溶着しておく。尚、アンカー１７はボルト
の如く頭部に棒状部を有するもので、その頭部が表面側
に突出するように設ける。

【００１５】次いで、図２（ロ）のように雌型６を成形
された石膏層１１に嵌め込み、雌型６の内面に粘土層１
０を圧延して貼り、そこへ前記の定盤１４を覆い被せ
る。この時アンカー１７の頭部が雌型６内に挿入され
る。そこで抜き穴１５から雌型６内にエポキシ樹脂を抜
き穴１５が埋められるまで注入し、そこにエポキシ樹脂
の硬化した中実体１９を設ける。しかもこの中実体１９
内に表裏に貫通した複数の通孔２０を縦横に設けるもの
で、その手段は、エポキシ樹脂の注入中に丸棒状に形成
したパラフィンワックスを挿入し、エポキシ樹脂が硬化
した後に溶剤でパラフィンワックスを溶解して排出する
か、機械的に錐で縦横に明ける。

【００１６】次いで、図２（ハ）に示すように、先に取
り付けた粘土層１０を雌型６より剥離して上記の中実体
１９を備える定盤１４を覆い被せ、雌型６と中実体１９
との間にできた空隙にシリコンゴムを流し込むが、その
際空隙は勿論、縦横に明けた通孔２０にもシリンゴムが
流入され、通孔２０内に連挿体１８が成形される。しか
も図３のように中実体１９の裏面をもシリコンゴムで覆
い、中実体１９をゴムによる表層体２１で包被する。ま
たダボとなる凸部を合成樹脂で成形する。以上の工程
で、ダボの凹部を備えた模型と凸部を備えた模型とが成
形されるものである。

【００１７】次ぎに外型３を成形するには、前述の如く
成形された模型２の表面に油粘土を圧延するが、その粘
土層１０の厚みはショウ鋳型の厚さとなるもので、強度
が充分に耐え得る最小限の厚さで圧延する。更に図４と
図５に示しているように、粘土層１０に模型２の長手方
向に沿ってリブ状に隆起する隆条部２２を設けるが、該
隆条部２２は長手方向に沿って山形になるように設ける
もので、模型２の形状によって異なるが、模型２の形状
における最も高い位置に山の峰部を設けるように形成
し、この粘土層１０の表面にＦＲＰ樹脂を付着して成形
するもので、このように成形された外型３の隆条部２２
における裏側には下面を開放した誘導溝２３が成形され
る。更に隆条部２２の最も高い位置に透孔２４を設ける
もので、この透孔２４はショウスラリーを注入する口と
なるものであり、また空気を排出する口を兼ねるもので
あるが、必ずしも両機能を兼備する必要がなく、隆条部
２２の峰部に２個の孔を設けても良い。

【００１８】また１次焼成台４を成形する工程は、同じ
く模型を使用するもので図６に示すように、模型２上に
枠２５を組み付け、模型２の周囲にダボ部を含めて油粘
土を囲い塀の如くに起立した壁２６を設け、枠２５と壁
２６間に耐火材を流し込む。こうして成形された１次焼
成台４には、模型の形状の刳抜き穴２７を有する枠状体
に形成され、しかも図７に示すように、枠状体の表面に
ダボ部が嵌まる凹部または凸部の係合部２８が形成され
ている。更に、その表面に焼成する時の炎が通過する数
個の凹溝２９が設けてある。

【００１９】以上の各工程で作られた模型２上に外型３
を覆い被せると、図８のように両型２，３間に空隙があ
るから、外型３の透孔２４からショウスラリーを注入す
る。ショウスラリーを注入すると、空隙の下層にショウ
スラリーが溜まり順次上昇すると同時に、空隙内の空気
が押し上げられ、隆条部２２の裏に設けられた誘導溝２
３を通じて透孔２４より順次排出され、その透孔２４よ
りショウスラリーが溢れるまで注ぐことにより、図９の
如く目的とする形状のショウ鋳型１が成形される。そこ
で注いだショウスラリーが適度に硬化した後に離型す
る。

【００２０】以上のように離型したショウ鋳型１を即座
に１次焼成台４上に載置するが、その際、ショウ鋳型１
のダボ部を１次焼成台４の係合部２８に嵌め合わすよう
に載せる。その後、バーナーの炎を１次焼成台４の下方
より刳抜き穴２７を通じて噴射して１次焼成する。

【００２１】上記のように１次焼成を行った後に、従来
の工程と同様に炉内で２次焼成するが、その際、前述の
ように割り型によるものであるから、左右一対のショウ
鋳型１を組み合わせた状態で焼成することにより仕上げ
られるものである。尚、説明及び図示を省略したが、シ
ョウ鋳型には鋳造時の溶湯を注入する口及び排気口を設
けることはいうに及ばない。

【００２２】

【発明の効果】本発明のショウ鋳型の成形方法によれ
ば、ショウスラリーを注入する模型と外型のうち、外型
に傾斜して高くなるリブ状の隆条部を設け、その最も高
い位置よりショウスラリーを注入し、隆条部の誘導溝を
通じて空気を排出するもので、その誘導溝内にもショウ
スラリーが充填される結果、成形されたショウ鋳型には
リブ状の隆条部が成形され、従来のバック型を不要にし
て、しかも最小限の材料で必要な強度を充分に保つこと
ができる。またリブ状の隆条部によって型の変形が阻止
され精密な型に成形することができるようになる。

【００２３】また、上記ショウ鋳型の成形方法に使用す
る模型であれば、中実体をゴムによる表層体で包被して
あると共に、中実体内に明けた通孔内に表層体と一体を
なすゴムによる連挿体が充填してあることから、従来の
ものと同様に表層体の弾性によって逆テーパー部が存在
しても離型が容易になる機能を損なわずして、しかも成
形された形状を確実に保持することができ、精密な製品
に仕上げられる。

【００２４】更に、ショウ鋳型の成形方法に使用する１
次焼成台であれば、模型と外型から離型されたままのシ
ョウ鋳型は、未だ軟弱で変形し易いものであるが、１次
焼成台上に安定した状態でしかも固定された状態に載置
できることから、焼成中に変形する恐れがなくなり良好
な型として１次焼成することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）（ロ）（ハ）雌型を成形する工程を示す
説明図である。

【図２】（イ）（ロ）（ハ）模型を成形する工程を示す
説明図である。

【図３】模型の横断面図である。

【図４】外型の側面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線矢視の断面図である。

【図６】１次焼成台を成形する説明図である。

【図７】１次焼成台を示す斜視図である。

【図８】外型と模型によってショウ鋳型を成形する説明
図である。

【図９】成形されたショウ鋳型の一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ ショウ鋳型 ２ 模型 ３ 外型 ４ １次焼成台 ５ 原型 １７ アンカー １８ 連挿体 １９ 中実体 ２１ 表層体 ２２ 隆条部 ２３ 誘導溝 ２８ 係合部 ２９ 凹溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 模型（２）にその形状に応じた空隙をあ
   けて設定される外型（３）を、リブ状に隆起する隆条部
   （２２）を、その内部が下面を開放した誘導溝（２３）
   となるように成形すると共に、隆条部（２２）の長手方
   向の一部に一端から順次高く傾斜する高部を設け、該高
   部に少なくとも１個の透孔（２４）を設けた形態に成形
   し、外型（３）を模型（２）に覆い被せてから透孔（２
   ４）よりショウスラリーを外型（３）と模型（２）間の
   空隙に流入し、空隙内の空気を誘導溝（２３）を通じて
   外型（３）外へ排出しながら空隙内にショウ鋳型（１）
   を成形し、成形されたショウ鋳型（１）を離型した後に
   １次、２次焼成を順次施すことを特徴とするショウ鋳型
   の成形方法。
2. 【請求項２】 定盤（１４）に、成形すべき形状部を備
   えたゴムで中空状に形成した表層体（２１）内に中実体
   （１９）が充填してあると共に、中実体（１９）内に貫
   通して設けている複数の通孔（２０）内に、表層体（２
   １）と一体をなすゴムが充填してある連挿体（１８）を
   設けていることを特徴とするショウ鋳型の成形方法に使
   用する模型。
3. 【請求項３】 成形されたショウ鋳型（１）の開口面の
   形状に応じた刳抜き穴（２７）を設けている耐火材より
   なる枠状体からなり、該枠状体の上面に成形されたショ
   ウ鋳型（１）に有するダボが嵌まる係合部（２８）と、
   焼成する火炎が流出する凹溝（２９）とを設けているこ
   とを特徴とするショウ鋳型の成形方法に使用する１次焼
   成台。