JPWO2017183134A1 - 粒状材料、粒状材料の製造方法および3次元積層造形鋳型の製造方法 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- C04B2103/0004—Compounds chosen for the nature of their cations
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
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- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
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- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
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- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
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- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
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Abstract
Description
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料であって、
前記粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒として酸が混合またはコーティングされたコーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、触媒効果を発生する材料が含有されている。
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料の表面に、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸をコーティングして、コーティング材料を作製する第1工程と、
前記コーティング材料に硫酸マグネシウムを混合して、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第2工程と、
を有する。
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の粒状の原材料と、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸を溶媒に溶解させた酸溶液とを混合して、第1混合材料を作製する第1工程と、
前記第1混合材料に硫酸マグネシウムを添加混合して、第2混合材料を作製する第2工程と、
前記第2混合材料を撹拌して、前記硫酸マグネシウムと前記酸溶液の溶媒とを水和反応させて水分子を固定し、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第3工程と、
を有する。
層状に敷き詰めて選択的に結合する造形材料として、酸をコーティングしたコーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、触媒効果を発生する材料が含有された粒状材料を使用し、
前記粒状材料を選択的に結合するためのバインダとして、有機バインダを使用する。
粒状材料を層状に敷き詰める工程と、
前記層状に敷き詰められた粒状材料を目的の3次元積層鋳型造形物に対応して結合するように、前記層状に敷き詰められた粒状材料に有機バインダを選択的に射出して硬化させる工程と、
前記敷き詰める工程と前記硬化させる工程とを、前記目的の3次元積層鋳型造形物が造形されるまで繰り返す工程と、
を含み、
前記粒状材料は、前記粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒として酸が混合またはコーティングされたコーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、触媒効果を発生する材料が含有されている。
3次元積層造形鋳型の製造装置は、主要には、ブレード機構と、印刷ノズルヘッド機構と、造形テーブル機構とを備える。さらに、各構造の動作を造形対象物の3次元データを用いて制御する制御部を備える。
以下、本実施形態の3次元積層造形鋳型の製造装置に使用される製造材料として、粒状材料とバインダについて詳細に説明する。
本実施形態の粒状材料としては、耐火性の粒状材料(以下、耐火性粒状材料とも称す)である、珪砂、オリビン砂、ジルコン砂、クロマイト砂、アルミナ砂、ムライト砂等の天然砂や、人工砂などが挙げられる。また、使用済みの天然砂や人工砂を回収したものや、これらを再生処理したものなども使用できる。
本実施形態では、コーティングサンドの作製方法に、以下の2通りの方法がある。
本実施形態においては、酸をコーティングした耐火性粒状材料に、さらに以下の材料を混合する。この混合材料は、高湿度環境下では、コーティングサンド同士が凝集してリコーティング不可となる状態を改善するための吸湿材として混合されるのが望ましい。かかる吸湿材として作用する材料には、水和反応が可能な金属塩やゼオライトのような結晶が考えられる。水和反応が可能な金属塩として、例えば、硫酸塩があり、硫酸ナトリウムや硫酸マグネシウムなどが含まれる。また、この混合材料は、積層造形時の有機バインダの硬化反応速度を向上するための硬化促進材として混合されるのが望ましい。かかる硬化促進材としては、材料の複分解により触媒となる酸が生成し、強力な触媒効果を発生するものがよい。かかる硬化促進材として作用する材料には、例えば、硫酸塩があり、硫酸アンモニウムや硫酸マグネシウムなどが含まれる。なお、混合材料は、それらの作用を効果的に活かすため、上記材料の単独であってもあるいは組み合わせであってもよい。
有機バインダは、フルフリルアルコール単独、2,5-ビス(ヒドロキシルメチル)フラン、フェノール類およびビスフェノール類よりなる群から選ばれる1種または1種以上と、フルフリルアルコールとの混合物であるか、フェノール類およびビスフェノール類とアルデヒド類との縮合物または共縮合物であるか、フェノール類およびビスフェノール類とアルデヒド類との縮合物または共縮合物と、フルフリルアルコールとの混合物、または、フェノール類およびビスフェノール類とアルデヒド類との縮合物または共縮合物と、フルフリルアルコールと、2,5-ビス(ヒドロキシルメチル)フランとの混合物であるか、尿素とアルデヒド類との縮合物と、フルフリルアルコールの混合物、または、尿素とアルデヒド類との縮合物と、フルフリルアルコールと、2,5-ビス(ヒドロキシルメチル)フランとの混合物である。
酸をコーティングし、硫酸マグネシウムを含有した耐火性粒状材料を積層し、その上にバインダを印刷する操作を行う工程は、例えば、以下のようにして行われる。
図1は、本実施形態の酸をコーティングして、硫酸マグネシウムを混合した粒状材料の鋳型強度発現速度を表わす図である。なお、図1は、手込め法で混合した試験結果である。試験方法は、JACT試験法 HM−1(「鋳型および鋳型材料に関する試験方法」、P53-54:中小企業事業団、平成11年5月)に従った。
本実施形態によれば、耐火性粒状材料にバインダを硬化させる触媒としてコーティングされた酸と硫酸マグネシウムとを含むので、従来のように酸のみをコーティングさせたものよりも流動性が優れ、非印刷部分の耐火性粒状材料はそのまま再利用可能である。
フルフリルアルコール90質量部、ビスフェノールA10質量部の混合溶液100質量部に、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシランを0.3質量部添加混合し、バインダとした。
テストピースの熱膨張率は、JACT試験法M-2(熱膨張量試験法のうちの急熱膨張率測定試験法)に基づいて、以下のようにして測定した。
熱膨張率(%)={膨張量(mm)/加熱前のテストピースの長さ(mm)}×100
コーティングサンドの水分量は、鋳物砂(本実施形態の硫酸塩含有粒状材料)の遊離水分を測定する試験方法である、『JACT試験法S-9鋳物砂の水分試験法(「鋳型および鋳型材料に関する試験方法」、中小企業事業団、平成11年5月))』に従って、遊離水分として測定した。
遊離水分(%) = 減量(g)/試料(g)×100
コーティングサンドの流動性は、スランプ試験におけるスランプの直径(D)とスランプコーンの直径(d)との比(D/d)で表すことができる。すなわち、スランプ試験と呼ばれるコーティングサンドの流動性を測定する試験で、スランプの直径(D)を求める。スランプの直径(D)とは、スランプコーンと呼ばれるカップに、鋳物砂を詰め、底板からスランプコーンを引き上げたときのコーティングサンドの広がりのことを言う。
コーティングサンドの作製直後の水分量、流動性試験を行った後、温度20℃、湿度60%の環境下で48時間、解放状態で放置したコーティングサンドの水分量、流動性試験およびリコート可否の確認を実施した。
耐火性粒状材料として、焼結法で得られた人工砂(伊藤忠セラッテク株式会社、セラビーズX#1450)を120℃まで加温した。一方、常温(20℃)で固体であるパラトルエンスルホン酸を65質量部、乳酸10質量部の混合物を水に溶解させて、75質量%水溶液とした。加温した耐火性粒状材料100質量部に、その水溶液を0.3質量部添加した後、5分間撹拌し、溶媒としての水を揮発させた。次に、無水硫酸マグネシウムを0.5質量部添加した後、1分間撹拌した。そして、室温(25℃)まで冷却した後、目開き0.3mmの篩を通過させて、コーティングサンドを作製し、水分量および流動性を測定した。得られたコーティングサンドを温度20℃、湿度65%の環境下で7日間、解放状態で放置した。放置後のコーティングサンドの水分量および流動性を測定した。得られた結果を表1に示す。
耐火性粒状材料として、溶融法で得られた人工砂(伊藤機工株式会社製、アルサンド#1000、平均粒子径106μm)を使用した。耐火性粒状材料として、溶融法で得られた人工砂(伊藤機工株式会社、アルサンド#1000、平均粒子径106μm)を120℃まで加温した。一方、常温(20℃)で固体であるパラトルエンスルホン酸を65質量部、乳酸10質量部の混合物を水に溶解させて、75質量%水溶液とした。加温した耐火性粒状材料100質量部に、その水溶液を0.2質量部添加した後、5分間撹拌し、溶媒としての水を揮発させた。次に、無水硫酸マグネシウムを0.5質量部添加した後、1分間撹拌した。そして、室温(25℃)まで冷却した後、目開き0.3mmの篩を通過させた以外は、実施例1と同様にしてテストピースを作製し、評価した。得られた結果を表1に示す。
耐火性粒状材料として、火炎溶融法で得られた人工砂(花王クエーカー株式会社製、ルナモスMS#110、平均粒子径106μm)を使用した以外は、実施例2と同様にしてテストピースを作製し、評価した。得られた結果を表1に示す。
耐火性粒状材料として珪砂(FS001-EU、販売元:株式会社EXONE、平均粒子径106μm)を使用した以外は、実施例1と同様にしてテストピースを作製し、評価した。得られた結果を表1に示す。
常温(20℃)で固体であるパラトルエンスルホン酸を65質量部、乳酸10質量部の混合物を水に溶解させて、75質量%水溶液とした。耐火性粒状材料として、焼結法で得られた人工砂(伊藤忠セラッテク株式会社、セラビーズX#1450)100質量部に、その水溶液を0.3質量部添加した後、1分間撹拌した。次に、無水硫酸マグネシウム0.5質量部を添加した後、混練砂中の水分を硫酸マグネシウムに水和反応による水分子の固定化と乾態化のため、5分間撹拌した。その後、目開き0.3mmの篩を通過させて、コーティングサンドを作製し、水分量および流動性を測定した。得られたコーティングサンドを温度20℃、湿度65%の環境下で7日間、解放状態で放置した。放置後のコーティングサンドの水分量および流動性を測定した。得られた結果を表2に示す。
耐火性粒状材料として、溶融法で得られた人工砂(伊藤機工株式会社製、アルサンド#1000、平均粒子径106μm)100質量部に、常温(20℃)で固体であるパラトルエンスルホン酸を65質量部、乳酸10質量部の混合物を水に溶解させて、75質量%水溶液としたものを0.2質量部添加した後、1分間撹拌した。その後、無水硫酸マグネシウム0.5質量部を添加した後、混練砂中の水分を硫酸マグネシウムに水和反応による水分子の固定化と乾態化のため、5分間撹拌した。その後、目開き0.3mmの篩を通過させた以外は、実施例5と同様にしてテストピースを作製し、評価した。得られた結果を表2に示す。
耐火性粒状材料として、火炎溶融法で得られた人工砂(花王クエーカー株式会社製、ルナモスMS#110、平均粒子径106μm)を使用した以外は、実施例5と同様にしてテストピースを作製し、評価した。得られた結果を表2に示す。
耐火性粒状材料として珪砂(FS001-EU、販売元:株式会社EXONE、平均粒子径106μm)を使用した以外は、実施例5と同様にしてテストピースを作製し、評価した。得られた結果を表2に示す。
耐火性粒状材料として、焼結法で得られた人工砂(伊藤忠セラッテク株式会社、セラビーズX#1450)を120℃まで加温した。一方、常温(20℃)で固体であるパラトルエンスルホン酸を65質量部、乳酸10質量部の混合物を水に溶解させて、75質量%水溶液とした。加温した耐火性粒状材料100質量部に、その水溶液を0.3質量部添加した後、5分間撹拌し、溶媒としての水を揮発させた。次に、室温(25℃)まで冷却した後、目開き0.3mmの篩を通過させて、コーティングサンドを作製し、水分量および流動性を測定した。得られたコーティングサンドを温度20℃、湿度65%の環境下で7日間、解放状態で放置した。放置後のコーティングサンドの水分量および流動性を測定した。得られた結果を表3に示す。
耐火性粒状材料として、溶融法で得られた人工砂(伊藤機工株式会社製、アルサンド#1000、平均粒子径106μm)を使用した。耐火性粒状材料として、溶融法で得られた人工砂(伊藤機工株式会社、アルサンド#1000、平均粒子径106μm)を120℃まで加温した。次に、常温(20℃)で固体であるパラトルエンスルホン酸を65質量部、乳酸10質量部の混合物を水に溶解させて、75質量%水溶液とした。加温した耐火性粒状材料100質量部に、その水溶液を0.1質量部添加した後、5分間撹拌し、溶媒としての水を揮発させた。次に、室温(25℃)まで冷却した後、目開き0.3mmの篩を通過させた以外は、比較例1と同様に評価した。得られた結果を表3に示す。
耐火性粒状材料として、火炎溶融法で得られた人工砂(花王クエーカー株式会社製、ルナモスMS#110、平均粒子径106μm)を使用した以外は、比較例2と同様に評価した。得られた結果を表3に示す。
耐火性粒状材料として珪砂(FS001-EU、販売元:株式会社EXONE、平均粒子径106μm)を使用した以外は、比較例1と同様に評価した。得られた結果を表4に示す。
各実施例で用いた耐火性粒状材料は、流動性に優れ、X軸、Y軸、Z軸のいずれの方向にも良好にリコーティングでき、吸湿による水分量増加を硫酸マグネシウムが結晶水として水分子を固定化され、乾態状態が維持された。また、非印刷部分の耐火性粒状材料を再生処理することなく再利用できた。特に、耐火性粒状材料として人工砂を用いた実施例1〜3、実施例5〜7は、線熱膨張率が小さかった。線熱膨張率が小さいことは、高温の溶融金属を注湯してもベーニング欠陥が発生しにくいことを意味する。
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料であって、
前記粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒として酸が混合またはコーティングされたコーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、複分解により触媒となる酸が生成して触媒効果を発生する材料が含有された。
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料の表面に、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸をコーティングして、コーティング材料を作製する第1工程と、
前記コーティング材料に硫酸マグネシウムを混合して、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第2工程と、
を有する粒状材料の製造方法。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料の表面に、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸をコーティングして、コーティング材料を作製する第1工程と、
前記コーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、複分解により触媒となる酸が生成して触媒効果を発生する材料を混合して、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第2工程と、
を有する。
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料と、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸を溶媒に溶解させた酸溶液とを混合して、第1混合材料を作製する第1工程と、
前記第1混合材料に硫酸マグネシウムを添加混合して、第2混合材料を作製する第2工程と、
前記第2混合材料を撹拌して、前記硫酸マグネシウムと前記酸溶液の溶媒とを水和反応させて水分子を固定し、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第3工程と、
を有する。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料と、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸を溶媒に溶解させた酸溶液とを混合して、第1混合材料を作製する第1工程と、
前記第1混合材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、複分解により触媒となる酸が生成して触媒効果を発生する材料を添加混合して、第2混合材料を作製する第2工程と、
前記第2混合材料を撹拌して、前記吸湿機能を有する水和反応が可能であって、複分解により触媒となる酸が生成して触媒効果を発生する材料と前記酸溶液の溶媒とを水和反応させて水分子を固定し、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第3工程と、
を有する。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料と、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸を溶媒に溶解させた酸溶液と、硫酸マグネシウムとを混合して、混合材料を作製する第1工程と、
前記混合材料を撹拌して、前記硫酸マグネシウムと前記酸溶液の溶媒とを水和反応させて水分子を固定し、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第2工程と、
を有する。
上記の粒状材料を層状に敷き詰める工程と、
前記層状に敷き詰められた粒状材料を目的の3次元積層鋳型造形物に対応して結合するように、前記層状に敷き詰められた粒状材料に有機バインダを選択的に射出して硬化させる工程と、
前記敷き詰める工程と前記硬化させる工程とを、前記目的の3次元積層鋳型造形物が造形されるまで繰り返す工程と、
を含み、
前記硬化させる工程において、1層分の前記粒状材料の100質量部に対して、前記有機バインダの塗布量が0.4〜10質量部となるよう制御する。
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料であって、
耐火性の粒状の原材料に、前記粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒として第1の酸が混合された混合材料またはコーティングされたコーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、複分解により前記有機バインダを活性化して硬化させる触媒となる第2の酸が生成して触媒効果を発生する材料が含有された。
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料の表面に、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸をコーティングして、コーティング材料を作製する第1工程と、
前記コーティング材料に硫酸マグネシウムを混合して、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第2工程と、
を有する粒状材料の製造方法。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料の表面に、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての第1の酸をコーティングして、コーティング材料を作製する第1工程と、
前記コーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、複分解により前記有機バインダを活性化して硬化させる触媒となる第2の酸が生成して触媒効果を発生する材料を混合して、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第2工程と、
を有する粒状材料の製造方法。
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料と、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸を溶媒に溶解させた酸溶液とを混合して、第1混合材料を作製する第1工程と、
前記第1混合材料に硫酸マグネシウムを添加混合して、第2混合材料を作製する第2工程と、
前記第2混合材料を撹拌して、前記硫酸マグネシウムと前記酸溶液の溶媒とを水和反応させて水分子を固定し、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第3工程と、
を有する。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料と、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての第1の酸を溶媒に溶解させた酸溶液とを混合して、第1混合材料を作製する第1工程と、
前記第1混合材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、複分解により前記有機バインダを活性化して硬化させる触媒となる第2の酸が生成して触媒効果を発生する材料を添加混合して、第2混合材料を作製する第2工程と、
前記第2混合材料を撹拌して、前記吸湿機能を有する水和反応が可能であって、複分解により前記第2の酸が生成して触媒効果を発生する材料と前記酸溶液の溶媒とを水和反応させて水分子を固定し、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第3工程と、
を有する。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料と、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸を溶媒に溶解させた酸溶液と、硫酸マグネシウムとを混合して、混合材料を作製する第1工程と、
前記混合材料を撹拌して、前記硫酸マグネシウムと前記酸溶液の溶媒とを水和反応させて水分子を固定し、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第2工程と、
を有する。
Claims (22)
- 3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料であって、
前記粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒として酸が混合またはコーティングされたコーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、触媒効果を発生する材料が含有された粒状材料。 - 前記材料は硫酸マグネシウムを含む、請求項1に記載の粒状材料。
- 前記硫酸マグネシウムは粒子径が300μm以下である、請求項2に記載の粒状材料。
- 前記硫酸マグネシウムは、前記粒状材料100質量部に対して0.05から1質量部である、請求項2または3に記載の粒状材料。
- 前記硫酸マグネシウムは無水硫酸マグネシウムである、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の粒状材料。
- 前記硫酸マグネシウムは、前記酸を混合またはコーティングした粒状材料に対して混合される、請求項2乃至5のいずれか1項に記載の粒状材料。
- 前記酸は、硫酸、燐酸、スルホン酸類、および、カルボン酸類の少なくとも1つを含む、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の粒状材料。
- 前記スルホン酸類は、パラトルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、および、メタンスルホン酸の少なくとも1つを含み、前記カルボン酸類は、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、マロン酸、マレイン酸、シュウ酸、および、安息香酸の少なくとも1つを含む、請求項7に記載の粒状材料。
- 前記酸は、溶媒に溶解させた前記酸の溶液を加温した前記粒状材料に添加し、加温された前記粒状材料が持つ熱および前記酸の溶液の撹拌により前記溶媒を揮発させることで、前記粒状材料にコーティングされる、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の粒状材料。
- 前記粒状材料は、平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状材料である、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の粒状材料。
- 前記粒状材料は、珪砂を含む天然砂および人工砂の少なくとも1つを含む、請求項10に記載の粒状材料。
- 前記人工砂は、焼結法、溶融法、火炎溶融法のいずれかの方法で得られる人工砂である、請求項11に記載の粒状材料。
- 3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の原材料の表面に、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸をコーティングして、コーティング材料を作製する第1工程と、
前記コーティング材料に硫酸マグネシウムを混合して、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第2工程と、
を有する粒状材料の製造方法。 - 前記第1工程においては、あらかじめ前記粒状の原材料を約120℃程度に加温しておき、加温した前記粒状の原材料に対して、前記酸を溶媒に溶解させた酸溶液を添加し、加温された前記粒状の原材料が持つ熱および撹拌により、前記酸溶液の溶媒を揮発させることにより、前記コーティング材料を作製する、請求項13に記載の粒状材料の製造方法。
- 3次元積層鋳型造形に使用する粒状材料の製造方法であって、
平均粒子径が50μmから300μmの耐火性の粒状の粒状の原材料と、粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒としての酸を溶媒に溶解させた酸溶液とを混合して、第1混合材料を作製する第1工程と、
前記第1混合材料に硫酸マグネシウムを添加混合して、第2混合材料を作製する第2工程と、
前記第2混合材料を撹拌して、前記硫酸マグネシウムと前記酸溶液の溶媒とを水和反応させて水分子を固定し、積層鋳型造形に使用する粒状材料を作製する第3工程と、
を有する粒状材料の製造方法。 - 層状に敷き詰めて選択的に結合する造形材料として、酸をコーティングしたコーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、触媒効果を発生する材料が含有された粒状材料を使用し、
前記粒状材料を選択的に結合するためのバインダとして、有機バインダを使用する、
3次元積層造形鋳型の製造装置。 - 前記有機バインダは、
フルフリルアルコール単独、または、
2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フラン、フェノール類およびビスフェノール類よりなる群から選ばれる1種または2種以上と、フルフリルアルコールとの混合物のいずれかである、請求項16に記載の3次元積層造形鋳型の製造装置。 - 前記有機バインダは、
フェノール類およびビスフェノール類から選ばれる1種または2種とアルデヒド類との縮合物または共縮合物のいずれかである、請求項16に記載の3次元積層造形鋳型の製造装置。 - 前記有機バインダは、
フェノール類およびビスフェノール類から選ばれる1種または2種とアルデヒド類との縮合物または共縮合物と、フルフリルアルコールとの混合物、または、
フェノール類およびビスフェノール類から選ばれる1種または2種とアルデヒド類との縮合物または共縮合物と、フルフリルアルコールと、2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランとの混合物のいずれかである、請求項16に記載の3次元積層造形鋳型の製造装置。 - 前記有機バインダは、
尿素と、アルデヒド類の縮合物と、フルフリルアルコールとの混合物、または、
尿素と、アルデヒド類の縮合物と、フルフリルアルコールと、2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランとの混合物のいずれかである請求項16に記載の3次元積層造形鋳型の製造装置。 - 粒状材料を層状に敷き詰める工程と、
前記層状に敷き詰められた粒状材料を目的の3次元積層鋳型造形物に対応して結合するように、前記層状に敷き詰められた粒状材料に有機バインダを選択的に射出して硬化させる工程と、
前記敷き詰める工程と前記硬化させる工程とを、前記目的の3次元積層鋳型造形物が造形されるまで繰り返す工程と、
を含み、
前記粒状材料は、前記粒状材料を結合するための有機バインダを活性化して硬化させる触媒として酸が混合またはコーティングされたコーティング材料に、吸湿機能を有する水和反応が可能であって、触媒効果を発生する材料が含有されている、3次元積層造形鋳型の製造方法。 - 前記硬化させる工程において、1層分の前記粒状材料の100質量部に対して、前記有機バインダの塗布量が0.4〜10質量部となるよう制御する、請求項21に記載の3次元積層造形鋳型の製造方法。
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