JPS6130257A - インベストメント鋳造法における鋳型の脱型方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はインベストメント鋳造法（精密鋳造法）におけ
る鋳型の脱型方法に関し、特にマイクロ波を利用するイ
ンへストメント鋳造法における鋳型の脱型方法に関する
。

〔従来の技術〕

インへストメント鋳造法で鋳型を作製するには、周知の
ように、ろう、パラフィン、尿素樹脂（ユリア樹脂）、
ポリスチレン等の熱や水によって溶出可能な消失性物質
より作られた製品模型を、１個あるいは多数個用意し、
これを同じ材質よりな　゛り鋳型の湯道部となる鋳造方
案部に接合させる。

このように、多数の製品模型を湯道部に付けたものをツ
リーと称している。このツリーの表面ｔこ、周知の方法
で耐火物泥漿（スラリー）と耐火砂で被覆層を形成させ
て鋳型をつくる。次いで、ツリー表面に形成した被覆層
（鋳型）を十分乾燥させた後、熱や水を用いて消失性模
型を除去し、脱型を行う。この脱型法には多くの種類が
あり、加熱蒸気を用いるオートクレーブ脱型法、高温の
加熱炉で一気に行う熱衝撃法等は広く知られているが、
マイクロ波を用いるのもその一つである。

マイクロ波脱型法の原理は、マイクロ波が通常の方法で
作られた鋳型の内側にある誘電体物質を含む消失性物質
に作用して発熱させ、その熱によって消失性物質を溶か
し出すことにある。この方法は、比較的簡単な装置で、
消失性物質を劣化させずに回収することができ、模型等
が融解する際に発生ずるガスも少なく、また発生したガ
スも常温、常圧下なので集めやすいという利点があるほ
か、設備が簡単で小型化することができ、回収した消失
性物質の劣化が少ないので再生利用も可能である等、コ
スト的なメリットも大きい。

しかしながら、このマイクロ波脱型法は、オートクレー
ブ脱型法、熱衝撃法に比べ脱型時に鋳型が割れやずいと
いう欠点をもっており、特にツリーのような形状の脱型
には不適当である。その原因の一つとして、熱出力が小
さい場合が多く、常温、常圧下では消失性物質が徐々に
昇温しでいく過程で膨張により外側の鋳型を割ってしま
うことが挙げられる。他の原因としては、消失性物質よ
り発生する蒸気やガスが、鋳型内部から速やかに抜は出
ることができず、これら蒸気やガスの圧力で鋳型が割れ
るものと考えられる。

上記のような原因により生じる鋳型の割れを防ぐには、
鋳造方案の設計に当たって、インベストメント鋳造法で
いう押湯口をまず最初に、次いで湯道部、項部、そして
製品模型の順に溶かし出すように、形状、肉厚に工夫を
こらす必要があった。

しかしながら、多くの場合、湯道部や製品模型の形状で
溶出の仕方が異なる場合が多く、全てのものを健全な状
態で脱型させるには多くの試験と試行錯誤が必要である
。このため、マイクロ波を利用した脱型には高度の熟練
技術を要し、しかもその手間と労力は多大であり、その
利用は限られていた。

そこで、本件出願人は、先にマイクロ波を利用した脱型
法において生じる鋳型割れの問題を鋳造方案の設計に頼
ることなく、鋳型内の消失性物質のマイクロ波照射個所
を時間と共に変えてツリーの溶出を速やかに行わせるこ
とにより解決ずべく、脱型すべき消失性物質を内臓する
鋳型をテーブル上に載置し、この鋳型をマイクロ波遮蔽
物で覆い、遮蔽物またはテーブルのいずれか一方もしく
は両方を移動させてマイクロ波を照射する方法を提案し
た（特公昭５９−５３８２号、特公昭５９−５３８３号
）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記特公昭５９−５３８２号および特公昭５９−５３８
３号によれば、従来のオートクレーブ脱型法または熱衝
撃法に比べ、当該明細書に記載した如く種々の利点を有
している。

しかしながら、この方法は、マイクロ波の照射効率が良
くなく、またマイクロ波照射装置内の電界密度が不均一
なことにより、鋳型各部位の消失性模型の脱型速度が一
部不均一になる場合があった。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされた
もので、本発明の技術的課題は、マイクロ波の電界密度
の大きい部分を有効利用することにより、照射効率を向
上させることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる技術的課題は、次のインベストメント鋳造法にお
ける鋳型の脱型方法によって達成される。

即ち、本発明のインベストメント鋳造法における鋳型の
脱型方法は、脱型すべき消失性模型を内臓する鋳型をテ
ーブル上に載置し、この鋳型をマイクロ波遮蔽部材で覆
い、前記テーブルまたはマイクロ波遮蔽部材のうちの少
なくとも一方を相対的に互いに離れる方向に移動させな
がらマイクロ波照射口からマイクロ波を照射するインへ
ストメント鋳造法における鋳型の脱型方法であって、前
記マイクロ波照射口は、少なくとも照射初期にあっては
前記鋳型の湯口部に向けられていることを特徴としてい
る。

〔作用〕 本発明のインへストメント鋳造法における鋳型の脱型方
法によれば、電界密度が最も高いマイクロ波照射口の直
前に、鋳型の押湯口を位置させたため、従来の方法より
照射効率が大幅に向上する。

また、マイクロ波照射口の近傍に鋳型が載置されている
ため、鋳型に作用する電界密度は部位による大きな乱れ
はなく、はぼ均一となる。従って、鋳型内の消失性模型
は押湯口部から湯道部、項部、製品部と順次はぼ最大効
率で溶融、除去される。

〔発明の効果〕

以上より、本発明のインベストメント鋳造法における鋳
型の脱型方法によれば、以下の効果を奏する。

（イ）マイクロ波照射口を鋳型の押湯口近傍に、押湯口
に向けて設置したため、電界密度の大きいところで押湯
口部を溶融することになり、照射効率が大幅に向上する
。また、従来と同等の照射効率でよい場合には、溶融速
度を大幅に速くすることができる。

（ロ）鋳型に作用する電界密度の部分的不均一が生じな
いため、消失性模型は押湯口部、湯道部、項部、製品部
と順次はぼ同一の速度でスムーズに鋳型外に溶は出る。

従って、鋳型に無理な力が加わらず、クラック等が発生
しない。また、消失性模型の劣化も少なく、再利用しや
すい状態となる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。

（第１実施例） 本発明の第１実施例を第１図に基づいて説明する。

ここで、第１図は本発明の第１実施例に係るインへスト
メント鋳造法における鋳型の脱型方法の一工程を示す断
面図である。

図中、１はマイクロ波を吸収して発熱する誘電体物質で
形成されたツリー（消失性模型）であり、多数の製品模
型２を項部３を介して湯道部４に取付け、湯道部４の一
端には押湯口部５が取り付けられている。この消失性模
型１の周囲にはマイクロ波透過性の耐火物質からなる鋳
型６が形成されている。

この消失性模型ｌを内臓した鋳型６を、シールド箱７に
設けたターンテーブル８上に押湯口部５を下にして載置
する。このターンテーブル８はマイクロ波遮蔽性物質で
形成され、シールド箱７の底面のほぼ中央より垂直方向
に挿入された回転軸９で支持されている。この回転軸は
図示しない昇降駆動装置により、第１図において上下方
向に昇降可能とされている。

一方、シールド箱７の上方には、マイクロ波遮蔽性の金
属からなる断面路コの字状の筒体（以下、遮蔽物１０と
いう）が取り付けられている。そして、この遮蔽物ＩＯ
の下部には、シールド箱７０側方から延在して設けられ
たマイクロ波照射口１１が開口している。

次に、作動を説明する。

まず、ターンテーブル８上に消失性模型１を内臓した鋳
型６を押湯口部５を下にして載置した後、回転軸９を上
昇させて鋳型６を遮蔽物１０内に挿入し、マイクロ波照
射口１１の直前に鋳型の押湯口部５が位置した状態、即
ち、第１図ｆａ）の状態にする。次いで、マイクロ波照
射口１１から鋳型６の押湯口部５に向けてマイクロ波を
照射する。このとき、ターンテーブル８を回転させつつ
、図示しない昇降駆動装置を作動させ、徐々にター・ン
テーブル８を下方に引き下げる。すると、マイクロ波を
照射された押湯口部５が最初にマイクロ波を吸収して発
熱し、溶出を始める。続いて、鋳型６が引き下げられる
に従い、マイクロ波を集中して受ける部分が移動し、押
湯口部５から湯道部４、項部３、製品模型２が順次溶は
出す。そして、第１図（ｂｌの段階を経て、第１図（Ｃ
１に示すように、鋳型６全体が遮蔽物１０から出た時点
で、鋳型６内邪の消失性模型１の最上端にマイクロ波が
吸収され溶出が完了する。

本実施例では、マイクロ波に２４５０ＭＨｚ、５ＫＷの
出力のものを用い、消失性模型としては１、２　ｋｇの
ユリア樹脂を使用したところ、約６分間で完全に消失し
た。

なお１．溶は出した消失性物質は、図示していないが、
例えば、ターンテーブル８の押湯口部５．：！：接する
部分に孔や溝を設けたり、また回転軸９を中空にして、
この回転軸９から外部に取り出すようにしてもよい。

以上から明らかなように、本実施例の脱型方法は、遮蔽
物を利用すると共に、電界密度の最も高いマイクロ波照
射口の直前に消失性模型の脱型したい部位を位置させる
ため、マイクロ波のエネルギが順次集中的に消失性模型
の特定部位に吸収される。このため、従来より照射出力
を低くすることができ、あるいは脱型時間を大幅に短縮
することができる。本実施例では、脱型時間を従来の半
分にすることができた。

また、消失性模型の溶出したい部位に集中的にマイクロ
波が照射されるため、シールド箱内に電界密度の不均一
が若干あったとしても、その影響を受けることなく、消
失性模型が下方の押湯口部から順次溶出するので、ガス
が鋳型内に溜りその圧力で鋳型を割ることがない。

更に、消失性模型が円滑に鋳型外へ流出するので、消失
性模型を形成する消失性物質の劣化が少なく、このため
回収率が高くなると共に、再使用が可能となる。

（第２実施例） 第２図を参考にして第２実施例を説明する。

ここで、第２図は本発明の第２実施例に係るインベスト
メント鋳造法における鋳型の脱型方法の一工程を示す断
面図である。

第２実施例の第１実施例と異なるところは、遮蔽物１０
とシールド箱７の上面の一部に連通孔１２を設け、この
連通孔１２にダクトポース１３を接続した点にあり、他
は実質的に第１実施例と同じである。

本実施例によれば、第１実施例と同じ効果を奏するだけ
でなく、ダクトホース１３を設けたことにより、マイク
ロ波吸収によって消失性模型が流出するときに発生する
ガスをダクトホース１３を用いて外部へ排出することが
でき、環境対策上も好ましいという効果をも奏する。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。

例えば、第１実施例においては、遮蔽物とマイクロ波照
射口はシールド箱に固定したが、この遮蔽物とマイクロ
波照射口は一体として昇降可能としてもよい。

また、実施例ではターンテーブルのみを昇降可能とした
が、ターンテーブルと遮蔽物の両方を移動可能としても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るインベストメント鋳
造法における鋳型の脱型方法の各工程を示す断面図、 第２図は本発明の第２実施例に係るインへストメント鋳
造法における鋳型の脱型方法の一工程を示す断面図であ
る。 １−−−−一消失性模型（ツリー） ２−−−−−−製品模型 ３−−−−−一項部 ４−−−−−一湯道部 ５−−−−−一押湯口部 ６−−−−鋳型 ７−−−−−シールド箱 ８−−−−−一ターンテーブル ９−−−−−一回転軸 １ｏ−−−−−一遮蔽物 １１−−−−−−マイクロ波照射口 １２−−−一連通孔 １３−−−ダクトホース 出願人　トヨタ自宛１障り３Ｎ土 １図 （ａ） 第１図 （ｂ） 第１図 （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）脱型すべき消失性模型を内臓する鋳型をテーブル
   上に載置し、この鋳型をマイクロ波遮蔽部材で覆い、前
   記テーブルまたはマイクロ波遮蔽部材のうちの少なくと
   も一方を相対的に互いに離れる方向に移動させながらマ
   イクロ波照射口からマイクロ波を照射するインベストメ
   ント鋳造法における鋳型の脱型方法であって、 前記マイクロ波照射口は、少なくとも照射初期にあって
   は前記鋳型の湯口部に向けられていることを特徴とする
   インベストメント鋳造法における鋳型の脱型方法。