JPH01122423A - ロストワックス模型の射出成形方法および装置 - 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、ロストワックス精Ｗｊｓ造法における模型の
射出成形方法およびその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ロストワックス精密鋳造法は、複雑な形状の部品が簡皐
に製造でき、製品の寸法、形状等の精度が高く、また材
質的欠陥が少ないため種々の製品に適用されている。

この製造法に用いられる模型用ワックスは、加熱により
固体状態がち軟化し、融体化する迄の温度範囲が狭く、
また、溶融成形される温度は、その殆どが３０〜７０℃
程度と低く、気温の影響を受けやすい。

すなわち、模型用ワックスは通常の熱可塑性プラスチ７
゛り材等のように、広い温度範囲にわたって徐々に軟化
、低粘度化、融体化し、かつ、およそ１５０℃以上の高
温域で成形されるものとは＋Ａ質であるので、プラスチ
ックの射出成形用のスクリュー等を設けた通常の成形機
の適用が困難である。

このため、該鋳造法に使用する模型の成形機は、第２図
に示すごとく、ワックス原料を予め加熱溶融してシリン
ダー１３に設けた保温貯槽に貯留し、保温ジャケット１
６により長時間保温５１９した後、溶融ワックス１７の
自重または保温貯槽１５の上部からエア等により加圧し
て、温３１１ジヤケツト５にて保温されたシリンダー１
３に導き、これをプランジャー１４にて加圧しバンドヒ
ータ４にて加温されたノズル１を通して金型（図示せず
）内に射出成形するものが一般的である。

さらに上記のごとく、ワックス原料を加熱溶融せず、予
め長時間にわたり保温された半溶融状態のワックスをカ
ートリッジまたはビレット状にてシリンダーへ供給する
方法等も用いられている。

しかしながら、上記前者の従来の方法では、ワックス原
料の熱伝導率が悪いため、多量のワックスを溶融灼熱化
するには、横型の成形作業開始の数時間も萌から加熱を
始めろ必要がある。

また１台の成形装置につ於数基の保温槽を要するほか、
成形前の作業が極めて煩雑等の欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの問題点に対し、ワックスに高分子系樹脂を配合
して溶融ワックスの粘度を高め、−般的なプラスチック
射出成形機により＊’ａする方法もごく一部において使
用されている。

この場合、成形自体はある条件下において容易であるが
、ワックス原料に多量の高分子系樹脂が配合されている
ため、一般のワックス材よりも溶融温度が高（なり、さ
らに溶融時の粘度が者しく上昇する。

二のため、該成形法において成形されたワックス模型に
債型材を被覆し鋳型を成形した後、鋳型内からワックス
材を溶出せしめる脱ろう時に、流動性が悪く、かつ、高
い脱ろう温度を必要とすｋことから鋳型とワックスの膨
張が大となり、鋳型に亀裂を生ずる等の問題点がある。

したがって、該鏑造法に用いるワックス原料に上記のご
とく多量の高分子系樹脂を配合することは好ましくない
、しかし、高分子Ｍ樹脂の配合を少なくした場合、一般
的なプラスチック射出成形機での成形は、ワックス材が
射出装置のスクリューへ噛み込まないため、全く成形が
不可能となるが、または、不安定となって安定した品質
のワックス模型を得ることができないという欠点がある
。

本発明は、ワックスに多量の高分子系樹脂の配合剤を添
加することなく、また、成形作業に先立ってワックスを
加熱溶融する必要がなく、高作業能率を達成可能な射出
成形機を使用してロストワックス鋳造用模型を製造する
方法および製造装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、加熱手段を有する外筒に遊挿された送り出し
部材を介して溶融状態のワックス原料を前記外筒の軸方
向に通過させ、型内に注入するロストワックス模型の製
造方法において、前記送り出し部材の少なくとも前記ワ
ックス原料の供給部の外周面を、前記外筒の内周面より
高温に保持することを特徴とするロストワックス模型の
射出成形方法である。

また、加熱手段を有する外筒と該外筒内に遊挿されたス
クリュー部材とを備えた射出成形機において、前記スク
リュー部材の内部に細心に沿って加熱管および導管を設
け、該加熱管および導管に加熱された液体を通して前記
加熱スクリュ二部材を加熱可能としたことを特徴とする
ロストワックス模型の射出成形装置である。

本発明者らは、高分子系樹脂がほとんど添加されていな
い通常のロストワックス模型用原料を非予熱状態で、従
来のスクリュータイプの射出成形機を用いて成形する方
法について加熱温度等の条件を種々変化させて成形する
テスト、さらに、外筒内周面の表面粗さの検討およびス
クリューの寸法形状の検討等のテストを行なった。

その結果、いずれもスクリューへの巻き込み、つまり、
スクリューの溝部に、ワックス材が、付着したままスク
リューと一体となって回転するため、ねじ部による送り
運動を生ぜず空転する現象を生ずることを見出だした。

そして、この現象は、ワックス材が温度変化に対して粘
度変化が急峻であるため、加熱手段を有する外筒内面に
接する高温部分のみワックスが溶融して粘度低下を生じ
る反面、スクリューに接する部分はより低温であるため
半溶融状態となって粘度が畠く、このためスクリューに
巻き付き現象を生じることに起因することが判明した。

そして、さらにテストを重ねた結果、供給ゾーン（第１
図Ｃ，Ｄの範囲）においてもワックスがスクリューに接
する部分も粘度が小さくなるところまで昇温すれば巻き
付き現象を無くすることができることがわかった。

そのためには、外筒に比ベワックス材との接触面積が大
きいスクリューを外筒よりも高温に保持することにより
解決できることを見出だし、本発明がなされたものであ
る。

〔実施例１〕 本発明者らは、１ｉｊｊ記テスト結果を基に、ｔｊＳ１
図に示す射出成形機を用いてワックス模型の成形テスト
を実施した。

まず１１図の該射出成形機について説明する。

外０２の右端部近傍の上方に設けられたホッパー１１に
投入されたワックス原料の粉粒体１２は、外筒２内に遊
挿されスクリュー駆動モータ１０により駆動ギヤ９を通
じて駆動されるスクリュー３の回転により、図中右方か
ら外＠２の左端に装着されたノズル１へと送り込まれて
矢方向に進む。この時、ホッパー下方の冷却ジャケット
６にて過熱防止をされ、次に外筒２に巻かれたバンドヒ
ータ４お上り温調ジャケット５にて粉粒体１２は、ゾー
ンｄｔｅｆｂｌ＆と順次加熱溶融されるが、この際、ス
クリュー３の中心部において軸心に沿って延びるスクリ
ュー加熱管７お上り導管８に所望の温度に加熱された液
体を例えば矢方向に通すことによりスクリュー３を内部
から加熱する。

このようにして、外筒２の内周面よりもスクリュー３の
外周面の温度を高くして、ワックス原料のスクリューへ
の付着を防ぎ、ワックス原料の巻き込みの安定化を図る
ものである。

次に上述の方法および装置を用いて、ワックス模型の成
形“テストを行なった結果を説明する。

テストに供したワックスは、Ａ　：高分子系樹脂を２５
％程度含有したもの、Ｂ　：高分子系樹脂を８％程度含
有したもの、お上りＣ：高分子系樹脂を３％程度含有し
た通常のワックスの３種類を用いた。成形時の諸条件を
１５１表に示す。

前記成形条件において、ｄゾーン、すなわち材料投入口
付近温度は２０〜２２℃、成形スクリューの背圧は４ｋ
ｇ／ｃ＋＊”　と、いずれの試料とも一定とし、またス
クリュー回伝数は、１１００ＲＰおよ（／２０　ＯＲＰ
Ｍの２条件にて行なった。

試料Ａおよｌ／Ｂは、いずれも高分子系樹脂を多く配合
しているため、′スクリューの加熱等特別な措置をせず
に十分成形が可能であるが、試料Ｃ，Ｄである一般的な
ロストワックス原料は、本発明に基づいてスクリューを
加熱し、外筒に接する部分より＾温にすることにより、
成形を可能にすることができた。また、この成形におい
て、安定した状態であることの確認として、ｍ２表に成
形品の重量測定結果を示す。

射出成形のワックス原料のスクリューへの巻き込みの安
定性は、射出重量のバラツキを評価することにより判定
できるが、萌記第２表に示すとおり、従来巻き込みがで
きず、射出重量の測定さえもできなかったロストワック
ス用原料Ｃ，Ｄも、投入材の形状に関係なく、試料Ａお
よびＢのようないわゆる高分子系樹脂を含む原料と、全
く同じレベルにて、スクリューへの巻き込みが行なわれ
、成形させ得ることがわかった。

また、スクリューの加熱方式は、必ずしも液体ではなく
尼も、温度設定調整可能な、いわゆる電気ヒータでも目
的は達せられる。さらに、外［３を加熱する方法として
、温調ジャケット５だけでなく、微小温度検出可能なセ
ンサーを有する電気ヒータ等でも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一般的なロストワックス用原材料を予
め加熱溶融する必要はなく、また、鋳型の亀裂発生に影
響を与える高分子系樹脂の配合を少なくしてかつ粉粒体
の状態にて成形機に投入し、加熱装置を有する外筒およ
びスクリューから構成される射出成形機を用いて、容易
に安定した品位のロストワックス模型の成形が可能とな
った。

本発明は、従来の成形機の予熱、保温等の作業の煩雑さ
を解消し、自動化等を可能とし、ロストワックス模型製
造の生産性を者しく向上させるものである。

【図面の簡単な説明】

ｆｊＳ１図は本発明に係る成形装置の一実施例を示す断
面図、第２図は従来のワックス加熱保温貯槽を有する射
出成形＝Ｘ１１の一例を示す断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱手段を有する外筒に遊挿された送り出し部材
   を介して溶融状態のワックス原料を前記外筒の軸方向に
   通過させ、型内に注入するロストワックス横型の製造方
   法において、前記送り出し部材の少なくとも前記ワック
   ス原料の供給部の外周面を、前記外筒の内周面より高温
   に保持することを特徴とするロストワックス模型の射出
   成形方法。
2. （２）加熱手段を有する外筒と該外筒内に遊挿されたス
   クリュー部材とを備えた射出成形機において、前記スク
   リュー部材の内部に軸心に沿って加熱管および導管を設
   け、該加熱管および導管に加熱された液体を通して前記
   加熱スクリュー部材を加熱可能としたことを特徴とする
   ロストワックス模型の射出成形装置。