JPS6186048A - インベストメント鋳造法における鋳型の脱型装置 - 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〕 本発明はインベストメント鋳造法（精密鋳造法）におけ
る鋳型の脱型装置に関し、特にマイクロ波を利用するイ
ンベストメント鋳造法における鋳型の脱型装置に関する
。

〔従来の技術〕

インベストメント鋳造法で鋳型を作製するには、周知の
ように、ろう、パラフィン、尿素樹脂（ユリア樹脂）、
ポリスチレン等の熱や水によって溶出可能な消失性物質
より作られた製品模型を、１個あるいは多数個用意し、
これを同じ材質よりなり鋳型の湯道部となる鋳造方案部
に接合させる。

このように、多数の製品模型を湯道部に付けたものをツ
リーと称している。このツリーの表面に、周知の方法で
耐火物泥漿（スラリー）と耐火砂で被覆層を形成させて
鋳型をつくる。次いで、ツリー表面に形成した被ｒｉ層
（鋳型）を十分乾燥させた後、熱や水を用いて消失性模
型を除去し、脱型を行う。この脱型法には多（の種類が
あり、加熱蒸気を用いるオートクレーブ脱型法、高温の
加熱炉で一気に行う熱１＃撃法等は広く知られているが
、マイクロ波を用いるのもその一つである。

マイクロ波脱型法の原理は、マイクロ波が通常の方法で
作られた鋳型の内側にある誘電体物質を含む消失性物質
に作用して発熱させ、その熱によって消失性物質を溶か
し出すことにある。この方法は、比較的ＷＩＲな装置で
、消失性物質を劣化させずに回収することができ、模型
等が融解する際に発生するガスも少なく、また発生した
ガスも常温、常圧下なので簗めやずいという利点がある
ほか、設備が簡単で小型化することができ、回収した消
失性物質の劣化が少ないので再生利用も可能である等、
コスト的なメリットも大きい。

しかしながら、このマイクロ波脱型法は、オートクレー
ブ脱型法、熱衝撃法に比べＪＢｉ！型時に鋳型が割れや
すいという欠点をもっており、特にツリーのような形状
の脱型には不適当である。その原因の一つとして、熱出
力が小さい場合が多く、常温、常圧下では消失性物質が
徐々に昇温しでいく過程で膨張により外側の鋳型を割っ
てしまうことが挙げられる。他の原因としては、消失性
物質より発生する蒸気やガスが、鋳型内部から速やかに
抜は出ることができず、これら蒸気やガスの圧力で鋳型
が割れるものと考えられる。

上記のような原因により生じる鋳型の割れを防ぐには、
鋳造方案の設計に当たって、インベストメント鋳造法で
いう押湯口をまず最初に、次いで湯道部、頭部、そして
製品模型の順に熔かし出すように、形状、肉厚に工夫を
こらす必要があった。

しかしながら、多くの場合、湯道部や製品模型の形状で
溶出の仕方が異なる場合が多く、全てのものを健全な状
態で脱型させるには多くの試験と試行錯誤が必要である
。このため、マイクロ波を利用した脱型には高度の熟練
技術を要し、しかもその手間と労力は多大であり、その
利用は限られていた。

そこで、本件出願人は、先にマイクロ波を利用した脱型
法において生じる鋳型割れの問題を、鋳造方案の設計に
頼ることなく、鋳型内の消失性物質のマイクロ波照射個
所を時間と共に変えてツリーの溶出を速やかに行わせる
ことにより解決すべく、脱型すべき消失性物質を内蔵す
る鋳型をテーブル上に載置し、この鋳型をマイクロ波遮
蔽物で′５ｔい、遮蔽物またはテーブルのいずれか一方
もしくは両方を移動させてマイクロ波を照射する方法を
提案した（特公昭５９−５３８２号、特公昭５９−５３
８３号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記特公昭５９−５３８２号および特公昭５９−５３８
３号によれば、従来のオートクレーブ脱型法または熱衝
撃法に比べ、当該明細書に記載した如く種々の利点を有
している。

しかしながら、この方法は、ハツチ処理で利用するとき
は問題がないが、量産を目的とする場合には通さないと
いう問題がある。

本発明は上記従来技術の問題を解決するために　゛なさ
れたもので、本発明の技術的課題は、連続的な脱型を可
能とすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる技術的課題は、次のインベストメント鋳造法にお
ける鋳型の脱型装置によって達成される。

即ち、本発明のインベストメント鋳造法における鋳型の
成型装置は、脱型すべき消失性模型を内蔵する鋳型の搬
入、搬出が行われると共に、この鋳型の搬入、搬出の間
にマイクロ波による脱型を行つタメのマイクロ波照射口
を備えたシールド箱と、このシールド箱内に装着され、
鋳型の搬送方向に沿って遮蔽部下端が上がり、遮蔽面積
が徐々に小さくなっているマイクロ波遮蔽部材と、前記
鋳型を回転可能に載置したターンテーブルと、このター
ンテーブルを鋳型搬送方向に移動させる駆動手段とを有
することを特徴としている。

〔作用〕

本発明のインベストメント鋳造法における鋳型の脱型装
置によれば、回転するターンテーブル上に載置された鋳
型がシールド箱内を搬送される間にマイクロ波が照射さ
れて鋳型の成型が行われる。

このとき、マイクロ波遮蔽部材が、鋳型の搬送方向に向
かって遮蔽部下端が徐々にまたは段階的に上がるように
形成されているため、搬送されるにつれて鋳型のマイク
ロ波遮蔽部材から露出される部分が増え、露出される順
序に従って、鋳型内の消失性模型は押湯口部から湯道部
、頭部、製品部と順次はぼ最大効率で熔融、除去される
。

〔発明の効果〕

以上より、本発明のインベストメント鋳造法における鋳
型の脱型装置によれば、以下の効果を奏する。

（イ）鋳型がシールド箱内を搬送されるにつれて、鋳型
へのマイクロ波照射面積が増え、鋳型内の消失性模型は
下方より順次溶出されることになる。

従って、鋳型をシールド箱内をマイクロ波を照射しつつ
搬送するだけで自動的に消失性模型の溶出が効率よく行
われるため、連続的に生産ができ、大量生産が可能とな
る。

（ロ）鋳型に作用する電界密度の部分的不均一が生じな
いため、消失性模型は押湯口部、湯道部、頭部、製品部
と順次はぼ同一の速度でスムーズに鋳型外に溶は出る。

従って、鋳型に無理な力が加わらず、クラック等が発生
しない。また、消失性模型の劣化も少なく、再利用しゃ
すい状態となる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。

ここで、第１図は本発明の実施例に係るインベストメン
ト鋳造法における鋳型の脱型装置を示す概略構成図、第
２図は第１図のＩＩ−ｎ線断面図である。

図中、１は断面矩形のシールド箱であり、細長いトンネ
ル形状をしている。このシールド箱ｌの上壁面には断面
コ字形のマイクロ波遮蔽部材２が下方に開口部を向けた
形で取り付けられている。

このマイクロ波遮蔽部材２はシールド箱１内を長手方向
に延在して設けられ、鋳型３の搬送方向（第１図の矢印
Ａ方向）に沿って、鋳型３を覆うマイクロ波遮蔽部材２
の下端が段階的に高くなり、鋳型３を覆う面積が徐々に
少なくなるように形成されている。また、シールド箱ｌ
の側部には、マイクロ波照射口４が長手方向に等間隔で
取り付けられており、シールド箱ｌの底部には、長手方
向に細長い孔５が形成されている。

６はマイクロ波遮蔽性物質で形成されたターンテーブル
であり、このターンテーブル６上に鋳型３が載置されて
いる。このターンテーブル６は回転軸７により支持され
ており、回転軸７は図示しない駆動手段により、回転し
つつ鋳型３の搬送方向に、シールド箱ｌの底部に設けら
れた孔５にガイドされて移動する。

ターンテーブル６上に載置される消失性模型を内蔵した
鋳型３は、第２図に示す構成を有する。

叩ち、第２図において、８はマイクロ波を吸収して発熱
する誘電体物質で形成されたツリー（消失性模型）であ
り、多数の製品模型９を頭部１０を介して湯道部ＩＩに
取付け、湯道部１１の一端には押湯口部１２が取り付け
られている。この消失“性模型８の周囲にはマイクロ波
透過性の耐火物質からなる鋳型３が形成されている。

この消失性模型８を内蔵した鋳型３を、シールド箱ｌに
設けたターンテーブル６上に押湯口部１２を下にして載
置する。

次に、作動を説明する。

まず、ターンテーブル６上に消失性模型８を内蔵した鋳
型３を押湯口部１１を下にして載置した後、回転軸７を
回転させながら、一定間隔で順次鋳型３をシールド箱１
内に搬入する。同時に、シールド箱ｌ内ではマイクロ波
照射口４からマイクロ波が鋳型３に向けて照射される。

シールド箱１内に搬入された鋳型３は、マイクロ波遮蔽
部材２でその一部を遮蔽され、マイクロ波を照射されつ
つ第１図の矢印Ａ方向に搬送される。このとき、シール
ド箱内に搬入された直後（第１図のＸ。

の領域）は、消失性模型８の押湯口部１２の部分を除き
、他の部分はマイクロ波遮蔽部材２で遮蔽されているた
め、押湯口ｇｒ＜ｒ２のみがマイクロ波を吸収して発熱
し溶出する。続いて、鋳型３が搬送されるに従い、マイ
クロ波を集中して受ける部分が拡大し、押湯口部１２か
ら湯道部１１、頭部１０、製品模型９が順次溶は出す。

そして、シールド箱１の最終端近傍（第１図のＸｉの領
域）に近づくと、鋳型３全体がマイクロ波遮蔽部材２で
覆われる部分がなくなり、鋳型３内部の消失性模型８の
最上端にマイクロ波が吸収され溶出が完了する。

本実施例では、マイクロ波に２４５０ＭＨｚ、５ＫＷの
出力のものを用い、消失性模型としては１．２　ｋｇの
ユリア樹脂を使用したところ、約１２分間で完全に消失
した。

なお、熔は出した消失性物質は、図示していないが、例
えば、ターンテーブル６の押湯口部１２と接する部分に
孔や溝を設けたり、また回転軸７を中空にして、この回
転軸７がら外部に取り出すようにしてもよい。

以上から明らかなように、本実ｈｆｉ−例の脱型装置１
は、マイクロ波遮蔽部祠の鋳型を覆う面積が、鋳型が進
行するにつれて段階的に減少するように形成されている
ため、消失性模型を内蔵した鋳型をシールド箱内を通過
させるだけで、消失性模型を下方から順次溶出すること
ができるので、溶は出した模型材料がスムーズに下側へ
抜ける。このため、ガスが鋳型内に充満してその圧力で
鋳型を割ることもなく、またマイクロ波のエネルギが順
次消失性模型に吸収されるので、消失性模型材料の熱膨
張が大きくならないうちに鋳型から熔出させることがで
きる。従って、鋳型の割れ等が発生しない。

また、本実施例の脱型装置によれば、マイクロ波を照射
しつつシールド箱内を消失性模型を内蔵した鋳型を搬送
するだけでよいため、従来と異なり連続的に鋳型の成型
処理ができ量産に敵する。

このため、生産性が大幅に向上する。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。

例えば、実施例においては、鋳型の搬送速度はほぼ一定
と考えて説明したが、消失性模型の湯口や模型本体のよ
うな厚肉部を溶出する場合は、移動速度を遅くする等、
非連続的に移動を行ってもよいし、マイクロ波遮蔽部材
の遮蔽面８！１減少率を変えてもよい。

また、実施例では、マイクロ波遮蔽部材の遮蔽面積減少
率を段階的に変えたが、このｉｇ蔽面積減少率は第３図
に示すように徐々に変えてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るインベストメント鋳造法
における鋳型の脱型装置を示す概略構成図、 第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、 第３図は本発明に使用するマイクロ波遮蔽部材の他の実
施例を示す概略構成図である。 １・・・・−シールド箱 ２・・・−・・マイクロ波遮蔽部材 ３−・−・・〜鋳型 ４−−−〜−−マイクロ波照射口 ５・・−一一一孔 ６−・・・ターンテーブル ７−−−−回転軸 ８−・・−消失性模型（ツリー） ９・・・−製品模型 １０−一一〜−−頭部 １　ｉ　−−−−／Ａ道部 １２・・・・−押湯口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）脱型すべき消失性模型を内蔵する鋳型の搬入、搬
   出が行われると共に、この鋳型の搬入、搬出の間にマイ
   クロ波による脱型を行うためのマイクロ波照射口を備え
   たシールド箱と、このシールド箱内に装着され、鋳型の
   搬送方向に沿って遮蔽部下端が上がり、遮蔽面積が徐々
   に小さくなっているマイクロ波遮蔽部材と、前記鋳型を
   回転可能に載置したターンテーブルと、このターンテー
   ブルを鋳型搬送方向に移動させる駆動手段とを有するこ
   とを特徴とするインベストメント鋳造法における鋳型の
   脱型装置。