JPH08132533A - 光造形方法および装置 - Google Patents
光造形方法および装置Info
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- JPH08132533A JPH08132533A JP7180602A JP18060295A JPH08132533A JP H08132533 A JPH08132533 A JP H08132533A JP 7180602 A JP7180602 A JP 7180602A JP 18060295 A JP18060295 A JP 18060295A JP H08132533 A JPH08132533 A JP H08132533A
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- model shape
- stereolithography
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋳造に適したマスタモデルを容易に作成する
ことができる光造形方法および装置を提供することにあ
る。 【構成】 モデル形状と鋳造時に使用する湯道およびゲ
ートとを組合せてモデリングする。また、鋳造に使用す
る金属と、鋳型の種類を選択し、これらに基づいて可能
となる鋳造条件を設定する。次いで、前記モデリングし
た３次元の画像データと鋳造条件とにより、溶融金属の
凝固解析を行い、鋳造品となるモデル形状内に巣または
引け等の不良点が発生するか否かの判定を行う。不良点
が発生している場合には前記湯道またはゲートを補正し
て再度凝固解析を行う。以上の結果、前記モデル形状内
に巣または引け等の不良点が発生しなくなると、該モデ
ル形状に湯道およびゲートを付加して、光造形が行われ
る。
ことができる光造形方法および装置を提供することにあ
る。 【構成】 モデル形状と鋳造時に使用する湯道およびゲ
ートとを組合せてモデリングする。また、鋳造に使用す
る金属と、鋳型の種類を選択し、これらに基づいて可能
となる鋳造条件を設定する。次いで、前記モデリングし
た３次元の画像データと鋳造条件とにより、溶融金属の
凝固解析を行い、鋳造品となるモデル形状内に巣または
引け等の不良点が発生するか否かの判定を行う。不良点
が発生している場合には前記湯道またはゲートを補正し
て再度凝固解析を行う。以上の結果、前記モデル形状内
に巣または引け等の不良点が発生しなくなると、該モデ
ル形状に湯道およびゲートを付加して、光造形が行われ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光造形方法および装置に
関し、特に湯口、湯道およびゲートを付加した鋳造用の
消失モデルを形成するための光造形方法および装置に関
する。
関し、特に湯口、湯道およびゲートを付加した鋳造用の
消失モデルを形成するための光造形方法および装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、消失モデルを用いてその周囲
に鋳型を成型し、次いで該鋳型を加熱して消失モデルを
消失させ、その後該鋳型を焼成することにより、内部に
空隙を備えた鋳型を形成する技術が知られている。この
鋳型に、溶融した金属を注湯し、その後冷却して凝固さ
せると、前記消失モデルと同一の形状の金属製品を得る
ことができる。
に鋳型を成型し、次いで該鋳型を加熱して消失モデルを
消失させ、その後該鋳型を焼成することにより、内部に
空隙を備えた鋳型を形成する技術が知られている。この
鋳型に、溶融した金属を注湯し、その後冷却して凝固さ
せると、前記消失モデルと同一の形状の金属製品を得る
ことができる。
【０００３】前記消失モデルを形成するために、まずマ
スターモデルを切削等の手法により作成し、次いで該マ
スターモデルの複製を作成する装置が開発されている。
また、真空注型装置を用いて、ワックス製の消失模型を
作ることが知られている。さらに、近年では、モデルの
図面寸法を基にして３次元画像モデルを形成し、このモ
デルを基に光ビームを作成し、液状樹脂に該光ビームを
照射して光硬化させ、立体的な樹脂モデルを形成する３
次元光モデル形成システムが開発されている。
スターモデルを切削等の手法により作成し、次いで該マ
スターモデルの複製を作成する装置が開発されている。
また、真空注型装置を用いて、ワックス製の消失模型を
作ることが知られている。さらに、近年では、モデルの
図面寸法を基にして３次元画像モデルを形成し、このモ
デルを基に光ビームを作成し、液状樹脂に該光ビームを
照射して光硬化させ、立体的な樹脂モデルを形成する３
次元光モデル形成システムが開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この３次元光モデル形
成システムを用いると、極めて容易にかつ短期間に、マ
スタモデルを形成することができる。しかしながら、マ
スタモデルは、単に図面上から複製された製品形状に過
ぎず、鋳造を目的としたものではない。したがって、該
マスタモデルを鋳造に使用できるようにするためには、
湯口、湯道、ゲート等の鋳造補助部分を別途に作成し、
該マスタモデルに接続して鋳型を作成しなければなら
ず、生産性が悪いという問題があった。また、このよう
にして作成した鋳型に溶融された金属を注湯して金属製
品を作成すると、該金属製品に巣や引けが発生し、歩留
まりが悪くなるという問題があった。
成システムを用いると、極めて容易にかつ短期間に、マ
スタモデルを形成することができる。しかしながら、マ
スタモデルは、単に図面上から複製された製品形状に過
ぎず、鋳造を目的としたものではない。したがって、該
マスタモデルを鋳造に使用できるようにするためには、
湯口、湯道、ゲート等の鋳造補助部分を別途に作成し、
該マスタモデルに接続して鋳型を作成しなければなら
ず、生産性が悪いという問題があった。また、このよう
にして作成した鋳型に溶融された金属を注湯して金属製
品を作成すると、該金属製品に巣や引けが発生し、歩留
まりが悪くなるという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、前記した問題点に鑑み、
鋳造に適したマスタモデルを容易に作成することができ
る光造形方法および装置を提供することにある。他の目
的は、金属製品に巣やひけを発生させない鋳型を作成す
るためのマスタモデルを容易に作成することができる光
造形方法および装置を提供することにある。
鋳造に適したマスタモデルを容易に作成することができ
る光造形方法および装置を提供することにある。他の目
的は、金属製品に巣やひけを発生させない鋳型を作成す
るためのマスタモデルを容易に作成することができる光
造形方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、モデル形状を示す数値を入力するステ
ップと、鋳造時に使用する湯道およびゲートに関する鋳
造補助条件を設定するステップと、該モデル形状および
鋳造補助条件から画像モデルを作成するステップと、鋳
造金属の種類を入力するステップと、鋳型の条件を入力
するステップと、前記鋳造金属および鋳型条件に基づい
て可能となる鋳造条件を設定するステップと、前記湯道
を通って注入される溶融金属の凝固解析を行うステップ
と、前記モデル形状内に巣または引けが発生しているか
否かを判定するステップと、該モデル形状内に巣または
引けが発生していない場合に、前記モデル形状に鋳造補
助条件を付加し、光造形を行うステップとを具備した点
に特徴がある。また、他の特徴は、これらの各ステップ
を実行するための装置を提供した点に特徴がある。
に、この発明は、モデル形状を示す数値を入力するステ
ップと、鋳造時に使用する湯道およびゲートに関する鋳
造補助条件を設定するステップと、該モデル形状および
鋳造補助条件から画像モデルを作成するステップと、鋳
造金属の種類を入力するステップと、鋳型の条件を入力
するステップと、前記鋳造金属および鋳型条件に基づい
て可能となる鋳造条件を設定するステップと、前記湯道
を通って注入される溶融金属の凝固解析を行うステップ
と、前記モデル形状内に巣または引けが発生しているか
否かを判定するステップと、該モデル形状内に巣または
引けが発生していない場合に、前記モデル形状に鋳造補
助条件を付加し、光造形を行うステップとを具備した点
に特徴がある。また、他の特徴は、これらの各ステップ
を実行するための装置を提供した点に特徴がある。
【０００７】
【作用】本発明によれば、モデル形状と鋳造時に使用す
る湯道およびゲートとを組合せてモデリングする。ま
た、鋳造に使用する金属と、鋳型の種類を選択し、これ
らに基づいて可能となる鋳造条件を設定する。次いで、
前記モデリングした３次元の画像データと鋳造条件とに
より、溶融金属の凝固解析を行い、鋳造品となるモデル
形状内に巣または引け等の不良点が発生するか否かの判
定を行う。不良点が発生している場合には前記湯道また
はゲートを補正して再度凝固解析を行う。以上の結果、
前記モデル形状内に巣または引け等の不良点が発生しな
くなると、該モデル形状に湯道およびゲートを付加し
て、光造形を行う。
る湯道およびゲートとを組合せてモデリングする。ま
た、鋳造に使用する金属と、鋳型の種類を選択し、これ
らに基づいて可能となる鋳造条件を設定する。次いで、
前記モデリングした３次元の画像データと鋳造条件とに
より、溶融金属の凝固解析を行い、鋳造品となるモデル
形状内に巣または引け等の不良点が発生するか否かの判
定を行う。不良点が発生している場合には前記湯道また
はゲートを補正して再度凝固解析を行う。以上の結果、
前記モデル形状内に巣または引け等の不良点が発生しな
くなると、該モデル形状に湯道およびゲートを付加し
て、光造形を行う。
【０００８】
【実施例】以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。図１は、本発明の光造形装置の一実施例の概要を
示すブロック図である。図において、モデル形状数値入
力手段１は例えば消失モデルの２次元６面図の数値デー
タからなるモデル形状数値データを入力する装置からな
り、６面図数値データを記憶したフロッピディスク等の
磁気媒体等から構成されている。また、コンピュータＣ
ＡＤを用いて、２次元６面図数値データから３次元座標
軸データを作成し、これをモデル形状数値データとして
使用するようにしてもよい。画像表示手段２は液晶パネ
ル、ＣＲＴ等からなり、前記モデル形状数値入力手段１
から入力されたモデル形状あるいは後述する湯口、湯
道、ゲート等の鋳造補助部分等を３次元的に作図して表
示する。したがって、オペレータは、前記モデル形状数
値入力手段１から入力されたモデル形状およびこれに接
続された湯口、湯道、ゲート等の鋳造補助部分等を３次
元的に目視で確認することができる。
する。図１は、本発明の光造形装置の一実施例の概要を
示すブロック図である。図において、モデル形状数値入
力手段１は例えば消失モデルの２次元６面図の数値デー
タからなるモデル形状数値データを入力する装置からな
り、６面図数値データを記憶したフロッピディスク等の
磁気媒体等から構成されている。また、コンピュータＣ
ＡＤを用いて、２次元６面図数値データから３次元座標
軸データを作成し、これをモデル形状数値データとして
使用するようにしてもよい。画像表示手段２は液晶パネ
ル、ＣＲＴ等からなり、前記モデル形状数値入力手段１
から入力されたモデル形状あるいは後述する湯口、湯
道、ゲート等の鋳造補助部分等を３次元的に作図して表
示する。したがって、オペレータは、前記モデル形状数
値入力手段１から入力されたモデル形状およびこれに接
続された湯口、湯道、ゲート等の鋳造補助部分等を３次
元的に目視で確認することができる。
【０００９】鋳造補助条件設定手段３はオペレータが任
意の湯道およびゲートを選択することができるように、
複数の湯道、ゲート等の鋳造補助部分を用意している。
湯道およびゲートは、それぞれ、用意されているものの
中から任意の形状の物を選択し、その高さ、断面積、体
積等の任意の数値を選択することができる。また、モデ
ル形状に付けるゲートの位置を自由に変更することがで
きる。
意の湯道およびゲートを選択することができるように、
複数の湯道、ゲート等の鋳造補助部分を用意している。
湯道およびゲートは、それぞれ、用意されているものの
中から任意の形状の物を選択し、その高さ、断面積、体
積等の任意の数値を選択することができる。また、モデ
ル形状に付けるゲートの位置を自由に変更することがで
きる。
【００１０】入力データ記憶手段４では、前記モデル形
状数値入力手段１から入力されたデータと鋳造補助条件
設定手段３から入力されたデータとを記憶する。３次元
画像データ生成手段５ではこれらのデータを合成し、３
次元画像データを生成する。該３次元画像データは３次
元画像データ記憶手段６に記憶されると共に、画像表示
装置２に表示される。
状数値入力手段１から入力されたデータと鋳造補助条件
設定手段３から入力されたデータとを記憶する。３次元
画像データ生成手段５ではこれらのデータを合成し、３
次元画像データを生成する。該３次元画像データは３次
元画像データ記憶手段６に記憶されると共に、画像表示
装置２に表示される。
【００１１】上記の構成の動作の概要を、図２、図３を
参照して説明する。図２(a) はモデル形状およびこれに
接続されたゲート２２ａの斜視図を示す。モデル形状数
値入力手段１からはモデル形状２０ａの６面図データが
入力される。また、鋳造補助条件設定手段３からはゲー
ト２２ａの形状（例えば、断面が丸、四角、三角等）、
その長さ、断面積、モデル形状２０ａに接続するゲート
位置（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等）の選択等がなされる。また、
湯道２１の形状、長さ、断面積等の選択が行われる。こ
れらのデータは、入力データ記憶手段４に記憶され、３
次元画像データ生成手段５にて３次元画像データに組立
てられる。図２(b) は該３次元画像データの一例の概念
図である。また、図３は図２(b) のＡ−Ａ´線断面図で
ある。
参照して説明する。図２(a) はモデル形状およびこれに
接続されたゲート２２ａの斜視図を示す。モデル形状数
値入力手段１からはモデル形状２０ａの６面図データが
入力される。また、鋳造補助条件設定手段３からはゲー
ト２２ａの形状（例えば、断面が丸、四角、三角等）、
その長さ、断面積、モデル形状２０ａに接続するゲート
位置（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等）の選択等がなされる。また、
湯道２１の形状、長さ、断面積等の選択が行われる。こ
れらのデータは、入力データ記憶手段４に記憶され、３
次元画像データ生成手段５にて３次元画像データに組立
てられる。図２(b) は該３次元画像データの一例の概念
図である。また、図３は図２(b) のＡ−Ａ´線断面図で
ある。
【００１２】次に、図１の金属種類入力手段７からは湯
口２３から供給する鋳造金属（すなわち溶湯）の種類、
溶湯の凝固する温度、凝固速度、熱伝導率等の属性が入
力される。また、鋳型条件入力手段８からは、使用する
鋳型の種類（例えば、石膏等）、その熱伝導率等が入力
される。金属種類入力手段７および鋳型条件入力手段８
から入力されたデータは鋳型条件設定手段９に送られ、
該鋳型条件設定手段９にて鋳造条件が設定される。例え
ば、鋳造する際の鋳型温度、溶湯温度等の鋳造条件が設
定される。
口２３から供給する鋳造金属（すなわち溶湯）の種類、
溶湯の凝固する温度、凝固速度、熱伝導率等の属性が入
力される。また、鋳型条件入力手段８からは、使用する
鋳型の種類（例えば、石膏等）、その熱伝導率等が入力
される。金属種類入力手段７および鋳型条件入力手段８
から入力されたデータは鋳型条件設定手段９に送られ、
該鋳型条件設定手段９にて鋳造条件が設定される。例え
ば、鋳造する際の鋳型温度、溶湯温度等の鋳造条件が設
定される。
【００１３】凝固解析部１０は、前記３次元画像データ
記憶手段６に記憶されたモデル形状２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、…、ゲート２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、…、および
湯道２１からなる３次元画像の湯口２３から、鋳型条件
設定手段９で設定された鋳造金属からなる溶湯を供給
し、該溶湯を湯道２１、ゲート２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、…を通って各モデル形状２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、
…に充満させ、該鋳造金属が凝固する過程をシミュレー
トする。凝固解析に使用する制御プログラムは、凝固解
析プログラム記憶手段１１に記憶されている。鋳造工程
では、高温の溶湯から鋳型へ熱が移動し、該溶湯は冷却
される。この時、液相から固相への相変態が起こり、潜
熱が放出され、また密度変化（凝固収縮）が起こる。こ
の密度変化が、鋳造品に巣や引けを発生する直接の原因
となる。凝固解析は、このような凝固現象を数式化し、
コンピュータによって凝固速度や、巣および引けが発生
する位置を予測する。なお、凝固解析の手法は周知であ
るので、説明を省略する。
記憶手段６に記憶されたモデル形状２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、…、ゲート２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、…、および
湯道２１からなる３次元画像の湯口２３から、鋳型条件
設定手段９で設定された鋳造金属からなる溶湯を供給
し、該溶湯を湯道２１、ゲート２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、…を通って各モデル形状２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、
…に充満させ、該鋳造金属が凝固する過程をシミュレー
トする。凝固解析に使用する制御プログラムは、凝固解
析プログラム記憶手段１１に記憶されている。鋳造工程
では、高温の溶湯から鋳型へ熱が移動し、該溶湯は冷却
される。この時、液相から固相への相変態が起こり、潜
熱が放出され、また密度変化（凝固収縮）が起こる。こ
の密度変化が、鋳造品に巣や引けを発生する直接の原因
となる。凝固解析は、このような凝固現象を数式化し、
コンピュータによって凝固速度や、巣および引けが発生
する位置を予測する。なお、凝固解析の手法は周知であ
るので、説明を省略する。
【００１４】不良点検出判定手段１１は、前記凝固解析
部１０の解析結果から、モデル２０ａ〜２０ｆの内部、
すなわち鋳造品に、巣または引けが生じているか否かの
判断をする。そして、鋳造品に巣または引けが生じてい
る場合には、その旨が前記画像表示手段２に表示され
る。そこで、オペレータは、補正手段１６を用いて、前
記鋳造補助条件設定手段３から入力されたゲートをモデ
ル形状に付ける位置を変更したり、その断面積を変えた
り、ゲートの種類を変える等の補正を行い、また必要に
応じて、鋳造条件設定手段９において設定される溶湯温
度や鋳型温度等を補正して、再度凝固解析を行う。この
凝固解析によっても、なお鋳造品に、巣または引けが生
じる場合には、再度前記鋳造補助条件や鋳造条件を変更
して、凝固解析を行う。
部１０の解析結果から、モデル２０ａ〜２０ｆの内部、
すなわち鋳造品に、巣または引けが生じているか否かの
判断をする。そして、鋳造品に巣または引けが生じてい
る場合には、その旨が前記画像表示手段２に表示され
る。そこで、オペレータは、補正手段１６を用いて、前
記鋳造補助条件設定手段３から入力されたゲートをモデ
ル形状に付ける位置を変更したり、その断面積を変えた
り、ゲートの種類を変える等の補正を行い、また必要に
応じて、鋳造条件設定手段９において設定される溶湯温
度や鋳型温度等を補正して、再度凝固解析を行う。この
凝固解析によっても、なお鋳造品に、巣または引けが生
じる場合には、再度前記鋳造補助条件や鋳造条件を変更
して、凝固解析を行う。
【００１５】該凝固解析により、モデル２０ａ〜２０ｆ
の内部、すなわち鋳造品に、巣または引けが生じない鋳
造補助条件や鋳造条件が見つかると、最終モデルデータ
記憶手段１２に前記入力データ記憶手段４に記憶されて
いるデータ、すなわち図２(b) に示されているようなモ
デル形状に鋳造補助条件データ、すなわちゲートおよび
湯道を付加したデータが記憶される。光造形装置１３
は、該最終モデルデータ記憶手段１２に記憶されたデー
タに基づいて、液状樹脂に該光ビームを照射して光硬化
させ、立体的な樹脂モデルを形成する。この樹脂モデル
は、ワックス、プラスチック等の熱により消失する材料
から構成されているので、その後の工程で該樹脂モデル
を用いて鋳型が形成された場合、この鋳型を使用すれ
ば、鋳造物に巣や引けのない製品を作ることができるよ
うになることは明らかであろう。
の内部、すなわち鋳造品に、巣または引けが生じない鋳
造補助条件や鋳造条件が見つかると、最終モデルデータ
記憶手段１２に前記入力データ記憶手段４に記憶されて
いるデータ、すなわち図２(b) に示されているようなモ
デル形状に鋳造補助条件データ、すなわちゲートおよび
湯道を付加したデータが記憶される。光造形装置１３
は、該最終モデルデータ記憶手段１２に記憶されたデー
タに基づいて、液状樹脂に該光ビームを照射して光硬化
させ、立体的な樹脂モデルを形成する。この樹脂モデル
は、ワックス、プラスチック等の熱により消失する材料
から構成されているので、その後の工程で該樹脂モデル
を用いて鋳型が形成された場合、この鋳型を使用すれ
ば、鋳造物に巣や引けのない製品を作ることができるよ
うになることは明らかであろう。
【００１６】次に、本実施例の動作を、図４のフローチ
ャートを参照して説明する。
ャートを参照して説明する。
【００１７】ステップＳ１では、モデル形状数値入力手
段１からモデル形状を数値入力し、ステップＳ２では、
鋳造補助条件設定手段３からモデルに接続するゲート、
湯道等の指定が行われる。ステップＳ３では、ステップ
Ｓ１で入力されたモデル形状の数値データ、およびステ
ップＳ２で指定された鋳造補助条件を入力データ記憶手
段４に記憶する。ステップＳ４では、３次元画像データ
生成手段５が３次元モデルに前記ゲートおよび湯道を付
加して、画像モデルのモデリングをする。このモデリン
グの結果は、画像表示手段２に表示されると共に３次元
画像データ記憶手段６に記憶される。なお、オペレータ
は該画像表示手段２に表示された画像モデルを見なが
ら、鋳造補助条件設定手段３を操作することにより、モ
デルに付加するゲートの形状、大きさ、付加する位置等
を自由に変更することができる。
段１からモデル形状を数値入力し、ステップＳ２では、
鋳造補助条件設定手段３からモデルに接続するゲート、
湯道等の指定が行われる。ステップＳ３では、ステップ
Ｓ１で入力されたモデル形状の数値データ、およびステ
ップＳ２で指定された鋳造補助条件を入力データ記憶手
段４に記憶する。ステップＳ４では、３次元画像データ
生成手段５が３次元モデルに前記ゲートおよび湯道を付
加して、画像モデルのモデリングをする。このモデリン
グの結果は、画像表示手段２に表示されると共に３次元
画像データ記憶手段６に記憶される。なお、オペレータ
は該画像表示手段２に表示された画像モデルを見なが
ら、鋳造補助条件設定手段３を操作することにより、モ
デルに付加するゲートの形状、大きさ、付加する位置等
を自由に変更することができる。
【００１８】ステップＳ５では、金属種類入力手段７に
より、鋳造に用いる金属の種類とそれの属性が入力され
る。すなわち、鋳造金属（溶湯）の種類、溶湯の凝固す
る温度、凝固速度、熱伝導率等の属性が入力される。ス
テップＳ６では、鋳型条件入力手段８から鋳型条件、す
なわち使用する鋳型の種類、その熱伝導率等が入力され
る。ステップＳ７では、鋳造条件設定手段９はステップ
Ｓ５、Ｓ６の設定に基づいて可能となる鋳型温度、溶湯
温度等の鋳造条件を設定する。ステップＳ８では、凝固
解析部１０は３次元画像データ記憶手段６に記憶されて
いるモデル、ゲート、湯道からなる３次元画像データ、
例えば図２(b) のような３次元画像データと、前記金属
種類入力手段７、鋳型条件入力手段８および鋳造条件設
定手段９によって入力および設定されたデータに基づい
て、溶湯の凝固解析を行う。この際、凝固解析部１０は
凝固解析プログラム記憶手段１１に格納されている凝固
解析プログラムにより、制御される。
より、鋳造に用いる金属の種類とそれの属性が入力され
る。すなわち、鋳造金属（溶湯）の種類、溶湯の凝固す
る温度、凝固速度、熱伝導率等の属性が入力される。ス
テップＳ６では、鋳型条件入力手段８から鋳型条件、す
なわち使用する鋳型の種類、その熱伝導率等が入力され
る。ステップＳ７では、鋳造条件設定手段９はステップ
Ｓ５、Ｓ６の設定に基づいて可能となる鋳型温度、溶湯
温度等の鋳造条件を設定する。ステップＳ８では、凝固
解析部１０は３次元画像データ記憶手段６に記憶されて
いるモデル、ゲート、湯道からなる３次元画像データ、
例えば図２(b) のような３次元画像データと、前記金属
種類入力手段７、鋳型条件入力手段８および鋳造条件設
定手段９によって入力および設定されたデータに基づい
て、溶湯の凝固解析を行う。この際、凝固解析部１０は
凝固解析プログラム記憶手段１１に格納されている凝固
解析プログラムにより、制御される。
【００１９】ステップＳ９では、溶湯の凝固解析が終了
すると、不良点検出判定手段１２にて、モデル内に巣ま
たは引けが発生しているか否かの判断がなされる。この
判断が肯定の場合には、ステップＳ１０に進んで鋳造補
助条件設定手段３から鋳造補助条件の補正が行われる。
そして、再びステップＳ８に戻って溶湯の凝固解析が試
みられる。以上の動作が繰り返し行われ、ステップＳ９
の判断が否定になると、すなわちモデル内に巣または引
けが発生しないことが確認されると、ステップＳ１１に
進んで、最終モデルデータ記憶手段１３に、鋳造補助条
件をモデル形状に付加したデータが記憶される。ステッ
プＳ１２では、光造形システムプログラム記憶手段１５
に記憶された光造形システムプログラムを駆使し、かつ
前記最終モデルデータ記憶手段１３に記憶されているデ
ータを用いて、光造形装置１４は光造形を実行する。こ
の結果、例えば図２(b) に示されているような形状の消
失材料から構成されたモデルが作成される。このモデル
を利用して鋳型を構成した後実際に溶融金属を湯道に流
して鋳造品を作成すると、巣や引けのない鋳造品を作成
することができ、生産性と信頼性の向上を図ることがで
きるようになる。また、歩留まり良く、鋳造品を製造す
ることができるようになる。
すると、不良点検出判定手段１２にて、モデル内に巣ま
たは引けが発生しているか否かの判断がなされる。この
判断が肯定の場合には、ステップＳ１０に進んで鋳造補
助条件設定手段３から鋳造補助条件の補正が行われる。
そして、再びステップＳ８に戻って溶湯の凝固解析が試
みられる。以上の動作が繰り返し行われ、ステップＳ９
の判断が否定になると、すなわちモデル内に巣または引
けが発生しないことが確認されると、ステップＳ１１に
進んで、最終モデルデータ記憶手段１３に、鋳造補助条
件をモデル形状に付加したデータが記憶される。ステッ
プＳ１２では、光造形システムプログラム記憶手段１５
に記憶された光造形システムプログラムを駆使し、かつ
前記最終モデルデータ記憶手段１３に記憶されているデ
ータを用いて、光造形装置１４は光造形を実行する。こ
の結果、例えば図２(b) に示されているような形状の消
失材料から構成されたモデルが作成される。このモデル
を利用して鋳型を構成した後実際に溶融金属を湯道に流
して鋳造品を作成すると、巣や引けのない鋳造品を作成
することができ、生産性と信頼性の向上を図ることがで
きるようになる。また、歩留まり良く、鋳造品を製造す
ることができるようになる。
【００２０】次に、本発明の光造形装置のハード構成を
図５のブロック図に示す。図中の図１と同一の符号は、
同一物を示す。補正手段１６は、鋳造補助条件を補正す
るために操作される。中央演算装置１７は、モデル形状
数値入力手段１、鋳造補助条件設定手段３、金属種類入
力手段７、鋳型条件入力手段８および鋳造条件設定手段
９から入力されたデータを用い、かつ凝固解析プログラ
ム記憶手段１１に記憶されている凝固解析プログラムを
駆使して、凝固解析のシミュレートを行う。また、最終
モデルデータ記憶手段１３に記憶されたデータを用い、
かつ光造形システムプログラム記憶手段１５に記憶され
ている光造形システムプログラムを駆使して、光造形装
置１４により光造形を行う。
図５のブロック図に示す。図中の図１と同一の符号は、
同一物を示す。補正手段１６は、鋳造補助条件を補正す
るために操作される。中央演算装置１７は、モデル形状
数値入力手段１、鋳造補助条件設定手段３、金属種類入
力手段７、鋳型条件入力手段８および鋳造条件設定手段
９から入力されたデータを用い、かつ凝固解析プログラ
ム記憶手段１１に記憶されている凝固解析プログラムを
駆使して、凝固解析のシミュレートを行う。また、最終
モデルデータ記憶手段１３に記憶されたデータを用い、
かつ光造形システムプログラム記憶手段１５に記憶され
ている光造形システムプログラムを駆使して、光造形装
置１４により光造形を行う。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、鋳造物に相当するモデ
ルに、ゲートおよび湯道を付加してモデリングをし、凝
固解析によりモデル形状内に巣または引け等の不良点が
発生しないことを確認した後、光造形を行うようにして
いるので、鋳造に適したマスタモデルを容易に作成する
ことができる。また、このマスタモデルを用いると、巣
やひけのない鋳造製品を歩留まり良く得ることのできる
鋳型を容易に作成することができる。
ルに、ゲートおよび湯道を付加してモデリングをし、凝
固解析によりモデル形状内に巣または引け等の不良点が
発生しないことを確認した後、光造形を行うようにして
いるので、鋳造に適したマスタモデルを容易に作成する
ことができる。また、このマスタモデルを用いると、巣
やひけのない鋳造製品を歩留まり良く得ることのできる
鋳型を容易に作成することができる。
【図１】 本発明の光造形装置の一実施例の構成を説明
するためのブロック図である。
するためのブロック図である。
【図２】 (a) はモデル形状の一例を示す斜視図、(b)
はモデリングした３次元画像の一例を示す概念図であ
る。
はモデリングした３次元画像の一例を示す概念図であ
る。
【図３】 図２(b) のＡ−Ａ´線断面図である。
【図４】 本発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】 本発明のハード構成を示すブロック図であ
る。
る。
１…モデル形状数値入力手段、２…画像表示手段、３…
鋳造補助条件設定手段、４…入力データ記憶手段、５…
３次元画像データ生成手段、６…３次元画像データ記憶
手段、７…金属種類入力手段、８…鋳型条件入力手段、
９…鋳型条件設定手段、１０…凝固解析部、１１…凝固
解析プログラム記憶手段、１２…最終モデルデータ記憶
手段、１３…光造形装置。
鋳造補助条件設定手段、４…入力データ記憶手段、５…
３次元画像データ生成手段、６…３次元画像データ記憶
手段、７…金属種類入力手段、８…鋳型条件入力手段、
９…鋳型条件設定手段、１０…凝固解析部、１１…凝固
解析プログラム記憶手段、１２…最終モデルデータ記憶
手段、１３…光造形装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 17/50 // Ｂ２９Ｋ 105:24 (72)発明者 曽我石 一郎 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内 (72)発明者 岩崎 光幸 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内 (72)発明者 小俣 信二 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】モデル形状を示す数値を入力するステップ
と、鋳造時に使用する湯道およびゲートに関する鋳造補
助条件を設定するステップと、該モデル形状および鋳造
補助条件から画像モデルを作成するステップと、鋳造金
属の種類を入力するステップと、鋳型の条件を入力する
ステップと、前記鋳造金属および鋳型条件に基づいて可
能となる鋳造条件を設定するステップと、前記湯道を通
って注入される溶融金属の凝固解析を行うステップと、
前記モデル形状内に巣または引けが発生しているか否か
を判定するステップと、該モデル形状内に巣または引け
が発生していない場合に、前記モデル形状に鋳造補助条
件を付加し、光造形を行うステップとからなることを特
徴とする光造形方法。 - 【請求項２】 請求項１の光造形方法において、凝固解
析の結果、モデル形状内に巣または引けが発生している
と判定された時に、前記鋳造補助条件を補正するステッ
プを設けたことを特徴とする光造形方法。 - 【請求項３】 請求項１の光造形方法において、前記モ
デル形状および鋳造補助条件から作成された画像モデル
を画像表示手段に表示するようにするステップを設けた
ことを特徴とする光造形方法。 - 【請求項４】 請求項１の光造形方法において、前記光
造形により、消失性の材料からなるモデルを作成するこ
とを特徴とする光造形方法。 - 【請求項５】 モデル形状を示す数値を入力するモデル
形状数値入力手段と、鋳造時に使用する湯道およびゲー
トに関する鋳造補助条件を設定する鋳造補助条件設定手
段と、該モデル形状および鋳造補助条件から画像モデル
を作成する３次元画像データ生成手段と、鋳造金属の種
類を入力する金属種類入力手段と、鋳型の条件を入力す
る鋳型条件入力手段と、前記鋳造金属および鋳型条件に
基づいて可能となる鋳造条件を設定する鋳造条件設定手
段と、前記湯道を通って注入される溶融金属の凝固解析
を行う凝固解析部と、前記モデル形状内に巣または引け
が発生しているか否かを判定する不良点検出判定手段
と、前記モデル形状に鋳造補助条件を付加し、光造形を
行う光造形手段とからなることを特徴とする光造形装
置。 - 【請求項６】 請求項５の光造形装置において、前記不
良点検出判定手段により、前記モデル形状内に巣または
引けが発生していると判定された時に使用される鋳造補
助条件の補正手段を具備したことを特徴とする光造形装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18060295A JP4040701B2 (ja) | 1994-09-17 | 1995-06-26 | 光造形方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-248592 | 1994-09-17 | ||
| JP24859294 | 1994-09-17 | ||
| JP18060295A JP4040701B2 (ja) | 1994-09-17 | 1995-06-26 | 光造形方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08132533A true JPH08132533A (ja) | 1996-05-28 |
| JP4040701B2 JP4040701B2 (ja) | 2008-01-30 |
Family
ID=26500061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18060295A Expired - Fee Related JP4040701B2 (ja) | 1994-09-17 | 1995-06-26 | 光造形方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4040701B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016065239A (ja) * | 2007-04-20 | 2016-04-28 | ヘリティージ リサーチ グループ | 重合体改質アスファルト組成物 |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP18060295A patent/JP4040701B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016065239A (ja) * | 2007-04-20 | 2016-04-28 | ヘリティージ リサーチ グループ | 重合体改質アスファルト組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4040701B2 (ja) | 2008-01-30 |
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