JPS606241A - 鋳型造型用模型 - 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】 本発明は鋳型造型用模型主として減圧病型造形法知用い
られる模型に関する。

特殊鋳型のひとつとして減圧鋳型（Ｖプロセス）がある
。この減圧鋳型は、一般に、吸引箱の上に模型を取付け
、加熱軟化しＴこグラスチックフィルムを模型にかぶせ
定のち、吸引箱内を減圧してフィルムを模型表面に密層
させ、模型にかぶせた枠の中に鋳物砂を充填し、この鋳
物砂の上にフィルムをかぶせ、枠内鋳物砂中の空気を排
除ｆることにより作ら几ろ。

このような減圧鋳型においてシま、鋳型面のｆｆｌ否カ
ｍ型へのプラスチックフィルムのｆｆｉ、！具合で決定
されることから、模型の吸引力が重要であるが、従来の
この種模型は一般に金属、木、樹脂、石こうなどで作ら
几、それぞれ吸引箱内の減圧室に通ずる多数の小孔を穿
設し、これにベントプラグを埋設した構造となっていた
ため、次のような不具合があり亀イ、吸引個所が限足さ
几しかも小孔の孔径な一定以上小さくできないため、小
孔の形状がプラスチックフィルム２通して減圧鋳型に転
字さｒ′Ｌ−？すい。

口、小孔のピッチも細かくできない１こめ、模型の凹凸
形状の角部において吸引力が不均一となり、フィルムσ
）督着件の低下により剥離やしわが発生しやすい。

ハ、小孔にベントプラグを埋込むため、スリットにほこ
りや錆がｄ吉ったり、ベントプラグが模型板上方に滓出
るなどのトラブルが生じやすい。

二、フィルムの過熱１１どてまり型抜き時にフィルムが
模型にじみつきを起し、離型が困難となりやすい。

本発明シ工前記したような従来の鋳型造型用模型の不具
合を解消すると共に、小孔を穿つ必要がなく簡単かつ安
価に製造できるこの種模型を提供ｆることを目的とする
ものである。

また、本発明の目的は、上記特徴に加え、強度が良好で
耐久性の優ｎ　Ｔにの捕模型を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、鉄系（３） 粉とセラミックおよび硬化過程で蒸発性のある粘結材を
所定’ａＮ合で混合しｆこスラリー状資料を原型模型て
流し込み成形し、離型後乾燥すること′Ｌまり粘結材成
分の蒸発気散てより型全体に多孔性を伺与したものであ
る。土た、本発明は上記に加え、乾燥後に酸化性雰囲気
中で焼成することにより表面に緻密で多孔質の硬化シェ
ル層？形成しＴこものである。

以下本発明の実施例を添付図ｒｌｉＶｃ基ついて説明−
「る。

第１図・１いし第３図は本発明に係る鋳型造型用模型の
一実施例を示すもσ〕で、１はスラリー状の混合資料で
あり、鉄系粉１１とセラミック粉１２を骨材としてこ７
″Ｌ冗硬化過、僅℃蒸発する物性を備え１こ粘結材を添
加混練し１こ組成からなろ。

前ｌ１ｉ２混合１け料１における鉄系粉は、鋳鉄粉、純
鉄粉、藏解粉などの鉄粉あるいは鋼粉などを用いること
ができろ。セラミック粉はムライトなどの高アルミナ質
で代表さ７ｔろ中性の〔４〕 もの、ケイ石で代表される酸性のものあるいは、マグネ
シア系で代表さ几る塩基性のものなど任意のものを用い
ることができろ。

粘結材としてシま、エチルシリケートなどで代表されろ
シリカゾル、あるいはコロイダルシリカなどを用いるこ
とができる。シリカシ、ルケ用い１こ場合は、１１０２
〜３で最も安定状ｊｌにある定め、セラミック粉は中性
又は酸性のものが望ましいといえよう。

前記鉄系粉とセラミック粉は粒子径で約１５０／１ｍ以
下のものを用いることが望ましい。七〇理由は粒子径が
太きいと表面あらさが増し転写性が低下するからであり
、ド限は特に限定はないが、あまり細かすぎると製造時
にクランクが入り−ＩＰ−ｆくなる点から一般には５０
　ｚＪ　ｍ以上が好ましい。上記範囲であｎば転写性も
よく、またクラックも発生しにくく、さらに後述するよ
うな良好な多孔性をも確保できろ。

前記鉄系粉とセラミック粉の配合比は重量比でほぼ（１
〜５）：（１〜５）が適当であり、これ′Ｌ枯結材を重
量比でｌσつ割合で添加ｆろ。鉄系粉の配合害１１合を
増すと通気性が高くなるが、過剰な添加は強度を低下さ
せろと共に表面あうさを増す不利がある。＝１：定セラ
ミック粉もこれの配合割合が低すぎろと寸法の膨張が増
加し、配合割合が高すぎると強度の低下をもたらｆ、、
粘結材は本発明の場合、鉄系粉とセラミック粉を結合さ
せろと共に、アルコール分などの蒸発性成分の除去で模
型全体に通気性を与える機能をはたす。この粘結材の添
加量が少なすぎると流動性不足により＠型の成形性を悪
化させ、多すぎろと逆に多孔化により強度の低下をまね
く。上記σ）配合比をとった場合には、模型に必要な強
度と表面性状および通気性となバランスよく達成するこ
とが可能となる。

次に、本発明シエ、−■記スラリー状の混合資料１を流
し込み成形する。才なわ）具体的には、第１図のように
原型模型４を板材５の上に装着（−１その外周を枠体６
で囲み、原型模型４と枠体６の表面に離形材を塗布ｌ一
定状態で、スラリー状の混曾資料１を流し込みながら、
振動を与えあるいはスクイズを行い、混合資料１を原型
模型板に浴って一様な厚さに引延す０必要に応じ硬化剤
を添加ｆることも硬化促進に対し有効である。その後振
＠を止め、所定時間放置して前記混合資料を硬化させ、
その後、硬化成形された模型２を枠体６及び涼型換型斗
から取外て。

成型された模型２は次に乾燥ｆろ。この乾燥は１〜４８
時間の自然乾燥で行うか、必要とあらばこの自然乾燥に
代え、ｔたは自然乾燥後に１次焼成を行う。１次焼成は
模型２尾直接着火１−て成形面より気化する粘結材中の
蒸発成分（アルコールなど）を燃焼ｆる方法をとればよ
い。本発明の［乾燥］はこの１次焼成を含めろものとす
る。いず几にしても、こＱ〕乾燥工程により粘結材中に
含ま几る蒸発成分が成型換型２の内部から表面へ抜け、
こ（７） Ｊ’Ｌにより、第２図と第３図のように２〜１０μｍの
ごとき微少な気孔２０が無数に走る多孔組織からなる鋳
型造型用換型３が得ら、１１ろ。

第４図（・土木発明の別の実施例を示でもθ）で、さき
のｊ：５にスラリー状の混合資料を流し込み成形し、こ
れを乾ｗ、ｌ−，たのら、空気などの酸化性雰囲気中に
て焼成した複合焼成体から７１つ、外周＋！Ａには混合
資料中の鉄系粉の酸化分を含む硬く緻曽な硬化シェル層
８１が形成され、硬化シェル層３１の内部ては未焼成混
合物からなるバッキングＪ１３２が杉成さオする。

ＭＡ前記硬化シェル層３１・Ｊ工、具体的には鉄系粉の
変化した酸化鉄粒子と焼成耐火物粒子との接合組織から
なっており、この組織中にｌ・工乾燥「程および焼成工
程で１゛ボ発除去シ２１こ粘結材成分による微少な気孔
が無数知形成され、この微少な気孔群により多孔質でし
かも緻密かつ硬質な表面性状となっている。バンキング
／＃：（２％ま未焼成ままの鉄系粉粒子とセラミック粉
粒子の混合組織からなってにす、こび）混（８） 合組織には粘結材の飛散とあいまち空気の流通を許ｆ隙
間が形ｂｉさ几、前記硬化シェル層３１における気孔群
と】１１１じている。

硬化シェル層の生成機構は必すしも明確でシまないが、
鉄系粉が酸化鉄に変化して体積が大きく増加１−、セラ
ミック粒子を包み込んだ形で焼結されつつセラミック粒
子の焼成も進行′ｆるため、セラミック粒子との界面で
拡散接合的な接着が行われたと考えられろ。

焼成条件は配合比、粒子径、模型寸法にもよるが、一般
て６００〜ｌ　（１００℃程度力温度で０．５時間以上
のキープ後冷却することが適当といえよう。焼成温間の
上限を１．００　（１℃とし１このは、硬化により強度
は向上するが、表面性状が悪くなって転写性を横５から
であり、下限を６（）０℃と１−１このは焼成が不十分
となって硬化シェル層の生成が不確実、不十分となるか
らである。

上記Ｊ）よ５にして得ｂｆＬ、た模型３は、第５図のよ
うに吸引箱７の上て取付けられ、従来の（威圧鋳型と同
じよ５に吸引箱７の減圧室を７或圧することでプラスチ
ックフィルム８を密着させるものである。この場合、本
発明においては、模型３がそれ自体多孔質で通気性夕有
しているため、小孔を穿つｆ二りベントペラグ類を埋込
む必要がなく、減圧室を吸気するだけで模型前３０の全
域にグラスチックフィルムへの吸引力が働く。そして模
型前３Ｕシエスラリー状の？昆合資料の流し込みにより
形成されろため原型模型を忠実に転写できると共に、前
記全１■吸引性とあいまちプラスチックフィルム忙対ｆ
石転写性がきわめて良く、僕雑な形状、模様のすみずみ
にプラスチックフィルムを密着させろことができる、 次に本発明の具体的な実施例を示す。

実施例１ １、鉄粉系として鋳鉄粉（粒子径２（）０μｍアンダー
）、セラミック粉として合成ムライト粉（粒子径２００
μｍアンダー）ヲ混合攪拌し、こオｔに粘結材とし２て
エチルシリケートを＊重比でｌ：ｌ：ｌとなるように添
加混合してスラリー状の混合資料を得しめ、これを原型
模型を板材に装着ｔ、　ｙ、−枠体内に流し込み硬化さ
せ、硬化後離型して２４時間自然乾燥して減圧鋳型用の
模型を得た。

旧　得ら、？′１．た模型の通気度テスト結果を鉄系粉
とセラミック粉との配合比との関係で示すと第６図のと
おりである。この第６図から鉄系粉の含有割合が多くな
ると通気度が上昇することがわかる。

１１１、次て模型の寸法精度を原型模型との関係で検討
ｌ−た。第７図ヒ）（ロ）、第８図（イ）（ロ）は模型
と原型模型の測定個所を示Ｔもので測定値を示すと下記
第１表および第２表σ）とおりである。

第１表 単位：訂ａｎ 第２表 こθ）第１表及び第２表から明らかなように、本発明に
よる模型は０．１〜０．３ｍｍの寸法精度範囲内にあり
、これは従来の模型寸法精度と同程度であって、充分に
使用に耐え得ろものである。

■１本発明による模型と従来の模型を用いて、減圧鋳型
のフィルム成型を行った結果を第３表に、成型時の状態
を第９図と第１Ｏ図に示ｆ。ｆラスチックフィルムシマ
材質酢酸ビニール、厚さ０．ｌＷｎである。

第３表 この第３表と第９図及び第１（］図から明らかなように
、本発明の模型９ｆおいては、フィルムの密着度が非常
に良好で、待て凹形状の角部におけろ密着度が完全であ
る。

こｒｔに対し、従来の模型９では、小孔９０のピッチを
ｌ　Ｏ圏ピッチを小さく［−でも角部において０．５〜
０．８咽の隙間が生じ、密着性が劣っている。これは、
本発明の模型が全体に良好な通気性を持っていて、吸引
力が隅々まで働くからである。

実施例２ １、鉄系粉として鋳鉄粉（粒径１００μｍアンダー）、
セラミック粉としてムライト粉（粒径１（）０μｍアン
ダー）、粘結材としてエチルシリケートを重量配合比で
２：２：１に混合攪拌（−てスラリー状の混合資料をど
［す、こｎを原型模型を入れた枠に流し込み硬化させ、
離型後表面Ｙｃ着火して１次焼成を行い、次いで空気雰
囲気で９００　Ｃの２次焼成を行い、外周部に酸化鉄て
よる硬化シェル層を備えた減圧鋳型用模型を得１こ。

■、得られた減圧鋳型用模型の焼成時間と圧縮強度との
関係を示すと第１１図のとおりである。この第１１図か
ら明らかなよ５に焼成を行った場合には模型強度が大幅
π向上し、模型において重要なコーナ一部の欠け′ｆ［
とが生じないため、耐久性の高いこの種模型とすること
ができろ。

この焼成タイプの気孔率は２０〜２５幅で、グラスチッ
クフィルムの密着度について前記実施例１とほぼ同じ効
果が示さ旧、た。

本発明は減圧鋳型の成型用模型として好適であるほか、
鋳枠と模型とで形成される空間に鋳物砂を投入したあと
、鋳枠内に圧縮空気を供給し、模型上面の鋳物砂を固化
させろことで鋳型を造型する静圧造型法ても適用可能で
ある。

以上説明１７た本発明の鋳型造型用模型によるとぎには
鉄系粉とセラミック粉と硬化過程で蒸発性のある粘結材
を重量配合比で（１〜５）：（］〜５）；　１に、？昆
合し１こスラリー状の資料を原型模型に流し込み硬化さ
せ、離型後乾燥することによる粘結材中の揮発成分の除
去により多孔性を付与させたので、面倒な小孔の加工や
ベントプラグの埋込みなどの作業を全廃できるだけでな
く吸引用の小孔がないためグラスチックフィルムに小孔
の転写が生じず、かつ吸引力が模型の隅々まで作用する
ため、凹凸状の角部においてもフィルムを確実に密着さ
せ輪郭のくつきりした鋳型を構成できる。さらに、ベン
トプラグを埋込まないで済むため、スリットや小孔の詰
りゃ、ベントプラグの浮上りなどのトラブルが生じず、
フィルムσ〕模型へのしみ付きも生じないという効果が
あり、しかも工程が簡単で安価に製造できろという′ｆ
ぐ几た効果が得らハ、ろ。

また本発明の第２発明によｎば、−ヒ記の特徴に加え、
強度が高く、耐久性に優ｎた模型とすることができろと
いうすぐれた効果か得らｎる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明て係る鋳型造型用模型を段階的
に示す断面図、第３図は第２図の一部拡大図、第４図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第５図は本発明に係
る模型の使用状態を示ｆＴｌｆＩ面図、第６図は本発明
による模型θ〕通気度と配合変化の関係を示すグラフ、
第７図（イ）及び第８図ビ）は本発明における模型の平
面図、第７図（ロ）及び第８図（ロ）は第７図（イ）、
第８図（イ）の模型の断面図、第９図は本発明の模型を
用いて吸引した場合のフィルム密着状態を示す断面図、
第ｉｏ図は従来の模型のフィルム密着状態を示す断面図
、第１１図は第４図の実施例における焼成時間と圧縮強
度の関係を示すグラフである。 １・・・スラリー状の混合資料 ３・・・模型 特許出願人　新東工業株式会社 向　中　川　威　雄 （２山γ５町ｙ賃ｆ艷′ｙ 区 ・銭廠喘Ｉ 手続補正書 昭和５９年１月３０日 昭和５８年特　許願第７１２５８号 ２、発明の名称 鋳型造型用模型 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 新東工業株式会社　外１名 自　発 特許請求の範囲、発明の詳細な説明、 ７、補正の内容 別紙のとおり 補正内容 ■９本願の特許請求の範囲の記載を以下のように訂正す
る。 ｒｌ、鉄系粉とセラミック粉を骨材としこれに硬化過程
で蒸発性のある粘結材を重量配合比で（１〜５）　：　
（１〜５）：１に混合したスラリー状の資料を原型模型
に流し込み硬化させ、離型後乾燥することにより多孔性
を付与してなる鋳型造型用模型。 ２、鉄系粉とセラミック粉を骨材としこれに硬化過程で
蒸発性のある粘結材を重量配合比で（１〜５）　：　（
１〜５）：１に混合したスラリー状の資料を原型模型に
流し込み硬化させ、離型後乾燥しさらに酸化性雰囲気中
で焼成し、多几粟Ｔ　”＞　豊ｔｔ　（ｔ；　ＰＭを有
する複合焼成体としてなる鋳型造型用模型。」 ２、本願明細書中、第４頁第８行目、第８頁第９行目、
同頁第１０行目、同頁第１２行目、第９頁第２行目、同
頁第４行目、同頁第１７行目、第１４頁第１６行目に「
硬化シェル層」とあるのを、それぞれ「硬化層Ｊと訂正
する。 ＝２− ２５０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　鉄系粉とセラミック粉を骨材とじこｎに硬化過程
   で蒸発性のある粘結材を重量配合比で（１〜５）：（１
   〜５）＝１に混合したスラリー状の資料を原型模型に流
   し込み硬化させ、離型後乾燥することにより多孔性を付
   与してなる鋳型造型用模型。 ２、鉄系粉とセラミック粉を骨材としこれに硬化過程で
   蒸発性のある粘結材をｉｎ配合比で（１〜５）：（１〜
   ５）＝１に混合したスラリー状の資料を原型模型に流し
   込み硬化させ、離型後乾燥しさらに酸化性雰囲気中で焼
   成し、多孔員でかつ表面に緻密な硬化シェル層を有する
   複合焼成体としてなる鋳型造型用模型。