JPH0732086A

JPH0732086A - 発泡プラスチック模型の製作方法及び該模型を用いた鋳造方法

Info

Publication number: JPH0732086A
Application number: JP5178952A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nakamura; 哲也中村; Hideo Otomo; 秀雄大友; Hiroshi Takeda; 洋志武田; Shunichiro Yachi; 俊一郎谷地
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】製作が容易で表面が平滑であって繰返し使用
可能な減圧鋳造用発泡プラスチック模型の製作方法を提
供する。【構成】台木３とそれに接着した発泡プラスチック部
材１とから成る鋳造用模型の表面から、発泡プラスチッ
ク部材１に針状孔明け工具により多数の縦孔５，横孔６
を分布させて明けると共に発泡プラスチック部材１から
台木３を貫通する孔７を明け、この貫通孔７に常温硬化
性樹脂を注入し、二重棒体を挿入し、次いで模型表面に
常温硬化性樹脂９を塗布して孔５，６を通して浸透させ
て内部に硬化した樹脂網を形成することにより模型を剛
体化し、また樹脂の硬化後に二重棒体１０の芯１１を引
抜いてその外被１３によって減圧鋳造方法で模型表面に
密着させるフイルムを吸着するための通気孔を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多品種、非量産品の鋳
造製品、例えば圧延機や発電機用部品、車輌用モーター
部品等の中型、小型鋳造部品を鋳造するため用いるに好
適な発泡プラスチック模型の製作方法及びその模型を用
いた鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば水力発電機用部品のガイド
ベーンレバーを鋳鋼品で作る場合、木型模型を用いた減
圧鋳造法が一般的に用いられていた。

【０００３】このガイドベーンレバーは、最終製品とな
る鋳鋼品の上半分および下半分とそれぞれ同一形状の木
型模型を用いて鋳造される。木型模型を作るためには、
多数の部材取りを行い、これら部材を組み合わせて木型
模型を構成する各部品を製作し、また各部品を継ぎ合わ
せる小さな部品まで作る場合が多く、これらは全て手加
工による。その後、これらの部品を組立てて最終製品で
ある鋳鋼品の上半分および下半分それぞれと同一形状の
上部木型模型及び下部木型模型を作る。この後、減圧鋳
造法に必要な通気孔を、ドリルを用いて各木型模型の所
定の位置にあける。そして、これら木型模型を用いて減
圧鋳造法により鋳鋼品を作る。

【０００４】次に減圧鋳造法について説明する。先ず木
型模型の一方の下部木型模型を中空の定盤（減圧ボック
ス）上に取付け、次いでこの下部木型模型の上方で、フ
イルム、例えば伸び率が大きく、かつ塑性変形率の高い
プラスチックの薄いフイルムをヒーターにより加熱軟化
させて下部木型模型を包み込みように変形させ、さらに
加熱軟化したフイルムの縁部を減圧ボックス上面に密着
させる。その後、減圧ボックスを減圧することによって
下部木型模型の通気孔、減圧ボックス上面に設けた通気
穴を介してフィルムの内空間にある空気を吸引し、加熱
軟化したフイルムを下部木型模型表面に密着させる。し
かる後、フイルムが密着した下部木型模型を、四方の側
方から減圧手段を備えた枠で囲い、上方からこの枠内に
粒度調整された乾燥砂を振動を加えながら所定量充填
し、それから枠内に充填されている乾燥砂の上表面を上
記と同様にしてフイルムで覆う。そして減圧ボックスを
常圧に戻して木型模型面に密着しているフイルムの密着
を解き、それから枠の減圧手段により枠内を吸引減圧し
て乾燥砂を硬化させる。

【０００５】その後、下部木型模型を乾燥砂から取り去
ることにより、乾燥砂内部に下部木型模型と同じでフィ
ルムで成型面が形成された下側鋳型が製作される。この
下側鋳型と、上記と同様にして作られた上側鋳型とを合
わせて、内部にガイドベーンレバーの外郭と同一形状に
形成された空間に溶湯を注入し、溶湯が凝固したら枠内
を常圧に戻す。枠内を常圧に戻すと乾燥砂は流動状態に
戻り、これを回収することにより、鋳造品としての製品
が完成する。木型模型は再度減圧鋳造法により繰返し使
用され、また回収された乾燥砂は冷却されて再使用され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の減圧鋳造法には
木型模型を使用しているため、次のような種々の問題が
あった。即ち木型模型は、模型全体として構成されるい
くつかの部品を板取り加工しながら組合せなければなら
ず、これらの部品はバンド鋸、旋盤、ボール盤等の木工
用機械により加工され、さらにノミ、カンナにより手加
工されて多くの工程を要するために、模型の製作費は高
価なものとなる。又この木型模型は、前述の如く、板取
りされた部品を組合せた構造であるため、部品の組立て
合わせ面及び木目が、木型模型を乾燥砂から脱型する時
に、上記したフイルムを破損させてしまうことがある。
このために鋳型の作り直しや鋳造品の手直し加工が必要
である。また多品種、少量生産にあっては、木型製作費
が高いために製品原価のコストアップになってしまう。

【０００７】一方、発泡プラスチック材は切削加工性が
よく、材料も安価であるが、素材が発泡ビーズから成
り、熟成した発泡プラスチックは気体を含んだ多孔質材
から成るので、発泡プラスチックの成型物は減圧下にお
いては容易に変形、収縮する。そのため発泡プラスチッ
ク模型を減圧鋳造法に採用するまでには至っていないな
どの問題があった。

【０００８】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、加工性が良く、表面が平滑で
かつ剛性が高い発泡プラスチック模型であって、減圧鋳
造方法による鋳造に用いることができる発泡プラスチッ
ク模型および自硬性鋳型による鋳造方法で用いることが
できる発泡プラスチック模型の各製作方法及びそれら型
を用いた鋳造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の発泡プラスチック模型の製作方法
は、発泡プラスチック素材を所定形状に切削加工し、こ
の所定形状に加工された発泡プラスチック部材の表面か
ら針状孔明け工具により貫通孔を含めて内部に通じる多
数の流通孔を分布させて明け、その発泡プラスチック部
材表面に常温硬化性の樹脂を塗布して、貫通孔および流
通孔を通して発泡プラスチック部材を構成する発泡ビー
ズ核間の隙間に樹脂を浸透させ、内部に樹脂網を形成し
て模型を製作することを特徴とする。この第１の方法に
より製作された発泡プラスチック模型は減圧鋳造法によ
る鋳造に用いられる。

【００１０】また、本発明の第２の発泡プラスチック模
型の製作方法は、上記第１の方法で製作された発泡プラ
スチック模型に、さらに表面からこの模型を貫通する孔
を所定数明け、この貫通する孔に常温硬化性の樹脂を注
入し、次いで芯とこの芯を滑性被膜を介して被覆する外
被とからなる２重棒体を挿入し、樹脂の硬化後に芯を外
被から引抜いて通気孔を形成して模型を製作することを
特徴とする。

【００１１】また本発明の発泡プラスチック模型を用い
た減圧鋳造方法は、（１）上記本発明の第２の製作方法
で製作された発泡プラスチック模型を単数個または複数
個を減圧ボックス上面に載置し、（２）この発泡プラス
チック模型表面を可撓性フィルムで覆い、（３）減圧ボ
ックスを減圧させ、可撓性フィルムで囲う空間内の空気
を通気孔を通じて吸引することにより可撓性フィルムを
発泡プラスチック模型に密着させ、（４）発泡プラスチ
ック模型に通じる湯道を形成すると共に発泡プラスチッ
ク模型および湯道を側方から枠で囲い、（５）この枠内
に粒子状物体を所定量詰め込み、（６）枠上を別の可撓
性フィルムで覆い、（７）減圧ボックスを常圧に戻して
可撓性フィルムを発泡プラスチック模型への密着から解
き、（８）さらに枠内を減圧して粒子状物体の詰め込み
部を各可撓性フィルム間で維持し、（９）この維持した
状態で発泡プラスチック模型を脱型して粒子状物体の詰
め込み部表面に鋳造すべき製品の上下部のうちの一方の
成型面を形成した鋳型を製作し、（１０）またこの鋳型
と同様にして鋳造すべき製品の上下部のうちの他方の成
型面を形成した別の鋳型を製作し、（１１）各鋳型を合
わせ、（１２）各鋳型の成型面で形成された空間に湯道
を通して溶湯を注湯し、（１３）溶湯が凝固した後、枠
内を常圧に戻して粒子状物体の詰め込み部を崩壊させて
凝固してなる鋳造物を取り出すことを特徴とする。

【００１２】また本発明の発泡プラスチック模型を用い
た自硬性鋳型による鋳造方法は、（１）上記本発明の第
１の製作方法で製作された単数個又は複数個の発泡プラ
スチック模型を台上に載置し、（２）この発泡プラスチ
ック模型に通じる湯道を形成すると共に発泡プラスチッ
ク模型および湯道を側方から枠で囲い、（３）この枠内
に硬化剤と混練した粒子状物体を所定量詰め込み、
（４）この粒子状物体の詰め込み部が硬化した後、発泡
プラスチック模型を脱型して粒子状物体の詰め込み部表
面に鋳造すべき製品の上下部のうちの一方の成型面を形
成した鋳型を製作し、（５）この鋳型と同様にして鋳造
すべき製品の上下部のうちの他方の成型面が形成された
別の鋳型を製作し、（６）各鋳型を合わせ、（７）各鋳
型の成型面で形成された空間に湯道を通して溶湯を注湯
し、（８）溶湯が凝固した後に、粒子状物体の詰め込み
部を破壊して凝固してなる鋳造物を取り出すことを特徴
とする。

【００１３】

【作用】本発明において用いる発泡プラスチック素材
は、多数のビーズを加熱することによってビーズ単体は
発泡膨張し、この発泡したビーズ単体（ビーズ核）が相
互に密着する素性を有するものであるが、特に内部にあ
ってビーズ間が十分融着していない例えば発泡スチロー
ルを用いる。このような発泡プラスチックから成る模型
では表面より針状穴明け工具を刺し込んで孔を明けるこ
とによって、孔の周辺の組織、隣合うビーズ核が離れて
隙間をつくり、樹脂の浸透性をよくして強固な発泡プラ
スチック模型を製作することができる。

【００１４】本発明では前記の如く発泡プラスチック模
型の製作方法により模型の常温硬化性樹脂の含浸による
合成力、及び耐久性が生じると共に模型表面は常温硬化
性樹脂によって一面化されるために減圧鋳造方法ではフ
ィルムの破損はなく、従って鋳型の作り直しや鋳造品の
手直し加工を必要としない。また熟成した発泡プラスチ
ック材料は見掛けの比重が小さく木材と比べると軽く、
軟質で加工性もよく、短時間で模型の製作が可能であ
り、多品種、少量生産の模型製作にあっては鋳造製品の
原価を安価なものにすることができる。しかもこれらは
減圧鋳造方法により鋳造物を作るだけでなく、自硬性鋳
型による鋳造方法で鋳造物を作る場合であっても同様で
ある。

【００１５】

【実施例】以下、図示した実施例に基いて本発明を詳細
に説明する。図１から図８は本発明の鋳造用発泡プラス
チック模型の製作方法の一実施例における製作工程を示
す図である。図１は製品の半分にあたる鋳造用発泡プラ
スチック模型の斜視図、図２〜図７は発泡プラスチック
模型の製作工程を説明する断面図、図８は発泡プラスチ
ック内部の断面図である。

【００１６】本実施例の鋳造用発泡プラスチック模型の
製作方法は次のとおりで、ここで鋳造製品は水力発電機
用部品であるガイドベーンレバーである。ガイドベーン
レバーはおおよその寸法が１５０幅×１５０高さ×４０
０長さ（mm）である。

【００１７】（ａ）まず図１の斜視図に示すように、発
泡プラスチック部材１を接着剤２で台木３に貼付けて製
品の半分にあたる鋳造用の型をつくる。台木３は製品形
状に合わせて加工されたもので、この上にある発泡プラ
スチック部材１はケガキ線を入れながら熱線カッタ−に
よって曲線部、直線部など細かい部分まで所定寸法にま
で仕上げる。

【００１８】（ｂ）次に図２に示すように、発泡プラス
チック部材１に対して針または硬質針金φ０．８〜１．
０ｍｍのような孔明け工具４を刺して、多数の縦孔５や
横孔（または斜め孔）６を分布させて明ける。これら孔
５，６は樹脂の流通孔であって、発泡プラスチック部材
１表面に数ポイズの低粘度の常温硬化性樹脂を塗布した
時、その樹脂が孔５，６を通って発泡プラスチック部材
１内部に含浸する。これら多数の樹脂流通孔５，６は、
発泡プラスチック部材１を含浸した樹脂によって剛性を
高めるために台木３の部分まで到達しているものもあ
り、またこの台木３に到達していない部分では図２の如
く斜めに一定の深さにあければよい。この深さは３０ｍ
ｍ以上である。

【００１９】この様に発泡プラスチック部材１内に孔
５，６を明けることによって、図８に示すように、内部
で隣接する発泡ビ−ズ核１６が相互に剥離して隙間を形
成し、そしてこの隙間に常温硬化性樹脂９を浸透させ、
硬化させることによって、網目状の強化された樹脂層１
７が形成され、発泡プラスチック部材１が剛体となる。
孔明け工具４によって明ける流通孔の間隔は一般に１０
ｍｍを目標として十分な剛体を得ることができるが、特
に角部の割れ、変形のある心配の部分は流通孔の分布密
度を増やすことによってより強剛性を得ることが可能で
あり、加工も短時間でできる。一般には数十本の針状体
を有する工具を使用する。またこの方法は曲面、狭隙な
部分についても容易に作業ができる特徴がある。

【００２０】図３〜図７は発泡プラスチック部材１内に
樹脂流通孔５，６を設けた後に減圧鋳造法を用いて鋳造
を行うための前加工を示す図である。（ｃ）図３に示す如く、発泡プラスチック部材１および
台木３を通り抜ける下孔７を明ける。この下孔７は、減
圧鋳型造型時に発泡プラスチック模型にフィルムを吸着
させるために設けるもので、ドリルまたは加熱棒によっ
て所定の位置にあける。

【００２１】（ｄ）更に、図４に示す如く、下孔７の底
を塞ぐように台木３側にシ−ル材８を貼り、それから下
孔７内に上部より常温硬化性の樹脂９（例えば低粘度２
液混合エポキシ樹脂）を注入する。

【００２２】（ｅ）その後、下孔７内に樹脂９が充分含
浸した事を確認して、図５に示す如く、芯材１１とこの
芯材１１を滑性被膜１２を介して取り巻く管状の外被１
３とからなる二重棒体１０を廻しながら下孔７に挿入
し、シール材８を突き破った状態で、外被１３と発泡体
１４を接着固定する。

【００２３】（ｆ）そのあと、図６に示す如く、発泡プ
ラスチック部材１の表面から常温硬化性樹脂９を塗布
し、孔５，６を通じて発泡ビ−ズ核１６間の隙間に樹脂
９を浸透させる。樹脂９の硬化後に二重棒体１０から芯
材１１を引き抜いて、外被１３の内径部を通気孔（図７
で符号１５）とする。この二重棒体１０は、例えば塩化
ビニ−ル電線を使用し、芯材１１の外周には滑性被膜１
２としてシリコ−ン被膜を形成させたものを使用する。

【００２４】このようにして製作された発泡プラスチッ
ク模型は、図７及び図８に示す如く、表面が硬化した樹
脂９と木枠３で囲まれ、通気孔１５は外被１３が挿入さ
れているので、内部が外気から全く密閉状態にされ、ま
た表面の樹脂９及び内部に含浸した網目状樹脂１７と樹
脂柱１８により一体化されて剛性の高い模型となる。な
お通気孔１５を形成する外被１３の端部は模型の表面に
沿うように仕上られる。

【００２５】ところで、従来から一般的に発泡プラスチ
ック模型を製作する場合、発泡プラスチック模型の変形
と鋳型からの脱型を考慮して図９、図１０、図１１の如
く補強材を介して発泡体を貼合せして製作している。例
えば図９は発電機部品のベアリング模型斜視図、図１０
は圧延機部品のプロジェクトブロックの斜視図、図１１
は圧延機部品のレイルの斜視図を示しているものであ
り、補強材としてベニア合板を使用している公知例であ
る。この模型はベニア合板による補強のみでその他の補
強を施していないため、自硬性砂による鋳型製作では発
泡プラスチック模型の角部破損、変形を生じて鋳型製作
後の模型脱型の際に破損して、模型の繰返し使用はでき
ないのが通例である。また発泡プラスチックそのものの
剛性がないため適切な鋳型とすることが難しく、このた
め鋳造後の製品の加工がしばしば発生する。勿論これら
の欠点を発生させない模型とするため図９、図１０、図
１１のような発泡プラスチックに孔明け工具４によって
貫通孔や通気孔を多数設けて、常温硬化性樹脂を注入含
浸させることによって発泡プラスチック模型を一体の剛
体とすることができ、自硬性鋳型による鋳造方法ができ
る。また発泡プラスチック模型を常温硬化性の樹脂で一
体とする剛体とするため、図９に示す発電機部品のベア
リング模型の場合、図１２および図１３に示すように、
模型内部に板状の仕切木材２０により空間２１を形成
し、発泡プラスチック部材の厚さを小さくしてこの部分
の剛性を高める構造として減圧鋳造方法の鋳型とするこ
とができる。

【００２６】次に通気孔１５を有する発泡プラスチック
模型を用いて鋳造物を作る減圧鋳造方法ついて図１４〜
図１９を用いて説明する。上記の方法で製作された単数
又は複数個の発泡プラスチック模型２２を図１４の如く
模型取付板２３上に固定し減圧鋳造用減圧ボックス２４
に組み立てておく、模型取付板２３と減圧ボックス２４
との合せ目はゴム板２５によりシ−ルされる。一方、減
圧ボックス２４には内部を真空引きするための真空排気
手段（図示せず）と接続される減圧用ホ−スを継ぐ減圧
口２６が設けられている。

【００２７】次に、このような状態の発泡プラスチック
模型２２の上面を、図１５に示す如く、加熱源２７を備
えているフィルム２８例えば伸び率が大きくかつ塑性変
形率の高いプラスチックの薄いフィルム２８を加熱源２
７（ヒーター）によって加熱伸長させることによって、
模型取付板２３上に載置してある発泡プラスチック模型
２２を包込むようにして気密を保って覆うと共に、直空
排気手段と接続されている減圧用ホ−スを減圧口２６と
継いで減圧鋳造用減圧ボックス２４内を減圧する。これ
によって発泡プラスチック模型２２の通気孔１５とを通
して空気が吸引され、風船状のフィルム２８ｂは変形し
て、発泡プラスチック模型２２の表面に密着する皮膜状
のフィルム膜２８ｃとなる。

【００２８】発泡プラスチック模型２２にフィルム２８
ｃが密着した状態で、図１６に示すように、各発泡プラ
スチック模型２２、２２間を溶湯の通り路（湯道）とな
る陶管２９で連結する。その後、発泡プラスチック模型
２２、陶管２９を側方から枠３０で囲い、枠３０内に粒
子状物体３１（乾燥砂）を振動を加えながら充填する。
一方、枠３０には内部四方に貫通する減圧口３２が設け
られ、しかも粒子状物体３１に接触する枠３０の内面に
は網３３を介して各所に内部減圧通気孔が設けられてい
る。そして枠３０の上部を図１７に示すように、上述と
同様にしてフィルム３４で覆い、この状態で減圧鋳造用
減圧ボックス２４の内部を常圧に戻すと共に、減圧口２
６に減圧用ホ−スを継ぎ、減圧口３２を介して枠３０内
の粒子状物体３１の充填部を減圧して粒子状物体３１充
填部を所定の負圧まで下げる。

【００２９】このようにして枠３０内の粒子状物体３１
充填部が外気圧をうけて硬化するので、図１７に示す如
く減圧ボックス２４に固定されている発泡プラスチック
模型２２を減圧ボックス２４と共に粒子状物体３１充填
部から取り外す。これにより粒子状物体３１充填部に発
泡プラスチック模型２２の成型面が形成され、表面にフ
ィルム２８ｃの皮膜を有する下型鋳型３５Ａができ上が
る。この鋳型３５Ａは最終製品となる鋳造品の下半分に
該当する。

【００３０】次に図１〜図８に示したのと同様な工程
で、最終製品である鋳造品の上半分の発泡プラスチック
模型を製作し、この発泡プラスチック模型を用いて図１
４〜図１７に示したのと同様な工程で上型鋳型３５Ｂを
製作する。それから下型および上型鋳型を図１８に示す
ように枠３０内の粒子状物体３１充填部の減圧真空を保
ちながら組み合せる。そして下型鋳型と上型鋳型を敷板
３６上で合せることにより内部に形成された空間３７内
に陶管２９を介して溶湯を注湯する。その後、空間３７
内の溶湯が凝固したら枠３０内の粒子状物体３１充填部
を常圧に戻し、図１９に示すように粒子状物体３１充填
部が崩壊し、最終製品である鋳造品３８（ガイドベーン
レバー）が複数個でき上がる。

【００３１】次に発泡プラスチック模型を用いた自硬性
鋳型による鋳造方法について図２０〜図２６を用いて説
明する。まず、図１、図２及び図８で示した工程で製作
された鋳造品の上半分と同一形状の発泡プラスチック模
型３９（本実施例での発泡プラスチック模型は減圧鋳造
法でないため図３〜図７に示す二重棒体１０を埋込、通
気孔１５を加工する工程は必要ない）を、図２０に示す
如く模型受けボックス４０上に発泡プラスチック模型３
９を載置した後に、粒子状物体を詰め込む。本実施例の
粒子状物体は図２１に示すように砂（例えば硅砂等）４
１と硬化剤４２（例えば水ガラス、フェノ−ル）とを混
練機４３で混合したものを使用する。

【００３２】混練機４３で混合した砂４１と硬化剤４２
から成る粒子状物体４４を、図２２に示すように、模型
受けボックス４０に載置された発泡プラスチック模型３
９を側方から取り囲む金枠４６内に粒子状物体４４を詰
め込む前には、注湯のための陶管２９が設けられるが、
発泡プラスチック模型３９が複数個となる場合は陶管２
９で連結されている。発泡プラスチック模型３９上方か
ら金枠４６内に粒子状物体４４を詰め込み、加圧機４５
で叩きながら粒子状物体４４を金枠４６内に所定量詰め
込むことによって硬化剤４２の作用により、粒子状物体
４４が堅く硬化する。この状態を示したのが図２３であ
る。

【００３３】粒子状物体４４が硬化した後、図２４に示
す如く、発泡プラスチック模型受けボックス４０に載置
されている発泡プラスチック模型３９を粒子状物体４４
充填部から脱型する。これにより、粒子状物体４４充填
部の表面には発泡プラスチック模型３９と同様な成型面
４７が形成され、これが鋳型、即ち鋳造物を作るときの
下型となる。

【００３４】次に、図２０〜図２４に示したのと同様な
工程で最終製品である鋳造品の下半分と同様な上半分と
なる発泡プラスチック模型を製作し、この発泡プラスチ
ック模型を用いて前記に示したのと同様な工程で鋳造物
を作るときの上型となる鋳型を作る。

【００３５】この下型鋳型と上型鋳型を図２５に示すよ
うにあわせ、そして下型鋳型と上型鋳型の組合せ内部に
形成される空間４８内に陶管２９を通して溶湯を注湯す
る。空間４８内の溶湯が凝固したら、下型と上型の各鋳
型を合わせた状態で図２６に示すように金枠受４９上に
載せ、ばね５１を介して振動させ、これにより金枠４６
内の粒子状物体４４充填部が崩壊して入砂鋳砂解枠機５
２内に落下し、最終製品である鋳造物５０が残る。本実
施例の自硬性鋳型による鋳造方法により、鋳造物を作る
ことができる。

【００３６】以上実施例を説明したように、発泡プラス
チック模型を用いた減圧鋳造方法及び自硬性鋳型による
鋳造方法のいずれの鋳造法を用いて鋳造物を作る場合で
あっても、フィルムを破損することはないし、他品種、
少量生産品であっても発泡プラスチック模型の繰返し使
用ができ、かつ経済的にも安価で有利なものとすること
ができる。特に減圧鋳造方法では粒子状物体はほとんど
回収可能であるため、工程短縮と原価低減を図ることが
できる。なお、発泡プラスチック模型に使用される樹脂
はビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂と変性ポリアミドア
ミンの硬化反応によって硬化するもので、樹脂の流動と
浸透性から低粘度特性、数ポイズ（２５℃）、２液混合
樹脂を採用した。この樹脂を含浸、浸透させることによ
って低剛性の発泡プラスチック材を鋳造用鋳型として使
用可能な高剛性の発泡プラスチック模型としたものであ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
泡プラスチック模型の製作方法を、所定形状に加工した
発泡プラスチック部材の表面から貫通孔、多数の流通孔
を分布させて明け、表面に樹脂を塗布し貫通孔、流通孔
を通して浸透させて内部に樹脂網を形成する方法とする
ので、表面と内部を樹脂により一体化して発泡プラスチ
ック模型を剛体にすることができ、またその表面を滑ら
かに仕上げることができ、さらに発泡プラスチック材は
軽く、軟質であるので加工性もよく、短時間で型を製作
でき、模型の製作費は安価となり非量産品には好適な模
型を製作できる。

【００３８】また、上記製作方法により製作した発泡プ
ラスチック模型を減圧鋳造方法による鋳造に用いた場
合、この模型表面が滑らかであるので、表面に密着させ
るフィルムが木型の場合にその木目によって生じるよう
な破損を防止することができ、破損に起因する鋳型の作
り直しも必要としない。また上記製作方法により製作し
た発泡プラスチック模型は安価で非量産品には好適なも
のであるので、自硬性鋳型の製作にも極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋳造品形状に加工した発泡プラスチック部材の
斜視図である。

【図２】発泡プラスチック部材に上面又は側面より針状
孔明け工具で樹脂含浸用縦穴及び樹脂流通孔をあけた状
態を示す断面図である。

【図３】減圧鋳造用通気孔の下孔を明けた発泡プラスチ
ック部材の断面図である。

【図４】発泡プラスチック部材の減圧鋳造用通気孔の下
孔に常温硬化性エポキシ樹脂を注入している状態を図で
ある。

【図５】発泡プラスチック部材の減圧鋳造用通気孔の下
孔に樹脂を注入後、二重棒中実物体を挿入した状態を示
す断面図である。

【図６】発泡プラスチック部材表面から内部に常温硬化
性樹脂を浸透させた状態を示す断面図である。

【図７】常温硬化性の樹脂が硬化下後、二重棒体の芯を
引き抜いて、減圧鋳造方法で用いる通気孔を形成した発
泡プラスチック模型の断面図である。

【図８】熟せいした発泡プラスチック部材内で発泡ビ−
ズ核間の間隙に網目状の合成樹脂層を形成した状態を示
す図である。

【図９】発泡プラスチックと板材とを組合せて構成した
発電機部品のベアリング鋳造用模型の公知例を示す斜視
図である。

【図１０】発泡プラスチックと板材とを組合せて構成し
た圧延機部品のプロジェクトブロックの鋳造用模型の公
知例を示す斜視図である。

【図１１】発泡プラスチックと板材と組合せて構成した
圧延機部品のレイルの鋳造用模型の公知例を示す斜視図
である。

【図１２】減圧鋳造法で鋳造する中型製品用の発泡プラ
スチック模型の断面図である。

【図１３】減圧鋳造法で鋳造する中型製品用の別の発泡
プラスチック模型の断面図である。

【図１４】発泡プラスチック模型を減圧ボックスに載せ
た状態を示す断面図である。

【図１５】発泡プラスチック模型表面にフィルムを密着
する工程を説明する図である。

【図１６】発泡プラスチック模型上に粒子状物体を詰め
込む工程を示す図である。

【図１７】硬化した粒子状物体充填部から発泡プラスチ
ック模型を脱型する工程を示す図である。

【図１８】減圧鋳造用下型と上型の鋳型を合わせ、溶湯
を注入する工程を示す図である。

【図１９】粒子状物体の減圧を解き、鋳型を崩壊させる
工程を示す図である。

【図２０】自硬性鋳型用発泡プラスチック模型をボック
スに載せた状態を示す図である。

【図２１】砂と硬化剤とを混練機で混合している状態を
示す断面図である。

【図２２】混練した砂を発泡プラスチック模型上に詰め
込む工程を示す断面図である。

【図２３】発泡プラスチック模型上で混練した砂が硬化
した状態を示す図である。

【図２４】硬化した砂部分発泡プラスチック模型を脱型
する工程を示す断面図である。

【図２５】下型鋳型と上型鋳型を合わせ、溶湯を注入す
る工程を示す断面図である。

【図２６】自硬性鋳型を崩壊させる工程を示す図であ
る。

【符号の説明】

１発泡プラスチック部材２接着剤３台木４針状孔明け工具５樹脂含浸用縦孔６樹脂流通孔７下孔９常温硬化性樹脂１０二重棒体１１芯１２滑性物体被膜１３外被１４発泡体１５通気孔１６発泡ビ−ズ核１７網目状樹脂層１８樹脂柱２０仕切木材２２発泡プラスチック模型２３模型取付板２４減圧ボックス２７加熱源２８フィルム２９陶管３０枠３１粒子状物体３３網３４フィルム３５Ａ下型鋳型３５Ｂ上型鋳型３７成型面３８鋳造物３９発泡プラスチック模型４０模型受けボックス４１砂４２硬化剤４４粒子状物体４６金枠４７成型面４８造型空間５０鋳造物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷地俊一郎茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡プラスチック素材を所定形状に切削
加工し、該所定形状に加工された発泡プラスチック部材
の表面から針状孔明け工具により貫通孔を含めて内部に
通じる多数の流通孔を分布させて明け、前記発泡プラス
チック部材表面に常温硬化性の樹脂を塗布し、前記貫通
孔および前記流通孔を通して前記発泡プラスチック部材
を構成する発泡ビーズ核間の隙間に浸透させて樹脂網を
形成して製作することを特徴とする発泡プラスチック模
型の製作方法。
【請求項２】請求項１記載の方法で製作された発泡プ
ラスチック模型に表面から該模型を貫通する孔を所定数
明け、該貫通する孔に常温硬化性の樹脂を注入し、次い
で芯と該芯を滑性被膜を介して被覆する外被とからなる
２重棒体を挿入し、前記樹脂の硬化後に前記芯を前記外
被から引抜いて通気孔を形成して製作することを特徴と
する発泡プラスチック模型の製作方法。
【請求項３】請求項２記載の方法で製作された発泡プ
ラスチック模型を単数個または複数個を減圧ボックス上
面に載置し、該発泡プラスチック模型表面を可撓性フィ
ルムで覆い、前記減圧ボックスを減圧させ、前記可撓性
フィルムで囲う空間内の空気を前記通気孔を通じて吸引
することにより前記可撓性フィルムを前記発泡プラスチ
ック模型に密着させ、前記発泡プラスチック模型に通じ
る湯道を形成すると共に前記発泡プラスチック模型およ
び前記湯道を側方から枠で囲い、該枠内に粒子状物体を
所定量詰め込み、前記枠上を別の可撓性フィルムで覆
い、前記減圧ボックスを常圧に戻して前記可撓性フィル
ムを発泡プラスチック模型への密着から解き、さらに前
記枠内を減圧して前記粒子状物体の詰め込み部を前記各
可撓性フィルム間で維持し、該維持した状態で前記発泡
プラスチック模型を脱型して前記粒子状物体の詰め込み
部表面に鋳造すべき製品の上下部のうちの一方の成型面
を形成した鋳型を製作し、該鋳型と同様にして前記製品
の上下部のうちの他方の成型面を形成した別の鋳型を製
作し、前記各鋳型を合わせ、該各鋳型の成型面で形成さ
れた空間に前記湯道を通して溶湯を注湯し、該溶湯が凝
固した後、前記枠内を常圧に戻して前記粒子状物体の詰
め込み部を崩壊させて前記凝固してなる鋳造物を取り出
すことを特徴とする発泡プラスチック模型を用いた減圧
鋳造方法。
【請求項４】請求項１記載の方法で製作された単数個
又は複数個の発泡プラスチック模型を台上に載置し、前
記発泡プラスチック模型に通じる湯道を形成すると共に
前記発泡プラスチック模型および前記湯道を側方から枠
で囲い、該枠内に硬化剤と混練した粒子状物体を所定量
詰め込み、該粒子状物体の詰め込み部が硬化した後、前
記発泡プラスチック模型を脱型して前記粒子状物体の詰
め込み部表面に鋳造すべき製品の上下部のうちの一方の
成型面を形成した鋳型を製作し、該鋳型と同様にして前
記製品の上下部のうちの他方の成型面が形成された別の
鋳型を製作し、前記各鋳型を合わせ、該各鋳型の成型面
で形成された空間に前記湯道を通して溶湯を注湯し、該
溶湯が凝固した後、前記粒子状物体の詰め込み部を破壊
して前記凝固してなる鋳造物を取り出すことを特徴とす
る発泡プラスチック模型を用いた自硬性鋳型による鋳造
方法。