JPS643587B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は消失性模型を使用する充填鋳造法にお
ける造型方法に関する。

〔従来技術〕

発泡ポリスチレン等の消失性模型を耐熱性粒状
物である鋳型砂中に埋設し、鋳型砂の中から模型
を銭抜き取らないでそのまま溶湯を鋳込む充填鋳
造法は公知である。この充填鋳造法は、(1)鋳型を
上型と下型に分割して模型を抜き取る必要がな
い、(2)中子を使う必要がない、(3)鋳ばりが発生し
ないので製品製造工程が大幅に低減できる等の特
色を有し、この特色を生かして、プレス金型等の
個別鋳物や量産鋳物の製造に広く利用されてい
る。

かかる充填鋳造法では、模型が製作されれば、
原則としていかなる形状の鋳物でも製造できるわ
けであるが、模型が鋳型砂により十分保持されて
いなければ精度のよい鋳物を製造することは困難
である。このため、造型方法の良し悪しが問題と
なる。

この充填鋳造法における造型方法としては次の
方法がある。

(A)鋳枠に予め消失性模型を設置した後、粘結剤
を含んだ鋳型砂を充填する方法。

この方法では粘結剤を含んでいるため鋳型砂の
流動性が悪く、従つて充填性に問題があり造型作
業に多大の困難を伴つていた。また、この方法で
は鋳型砂の回収、再生にも余分な工数、コストを
必要とし、歩留りが悪かつた。

かかる問題を解決するために、(B)粘結剤を含ま
ない鋳型砂（以下、非粘結砂という）を使用し減
圧造型する方法がある。この方法によれば、前記
(A)の場合に比べ充填性が良くなるものの十分では
なく、また鋳型の強度が弱いという欠点がある。

更に、前記(B)の改良として、(C)鋳枠底部に加
圧・減圧槽を設け、非粘結砂を加圧して流動さ
せ、模型挿入後減圧固定する造型方法がある。こ
の方法によれば、鋳型砂の充填性、鋳型強度は(B)
より良くなるものの、充填鋳造法以外の鋳造法で
中子を必要とするような複雑形状の鋳物を製造す
る場合には、この中子に相当する部位に鋳型砂を
充填することは容易ではなく、かつ複雑形状部の
強度も発泡ポリスチレンの燃焼によつて発生する
ガスに対し十分なものではなかつた。

このため、本件出願人は、上記(C)に振動を加え
る新規な造型法（特願昭58−41357）（未公知）を
提案したが、複雑形状部品の製造には更に優れた
造型法が望まれていた。

〔発明の目的〕

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、充填性が良く鋳型強度に優れ
た充填鋳造法における造型方法を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

かかる目的は、本発明によれば、鋳枠底部に加
圧手段と減圧手段を備えた鋳枠内に消失性模型を
挿入し、耐熱性粒状物により前記消失性模型を鋳
枠内に埋設する充填鋳造法における造型方法であ
つて、 前記加圧手段により耐熱性粒状物を流動させた
状態で消失性模型を鋳枠内に挿入し、流動中止
後、鋳枠に振動を加えつつ前記減圧手段により間
欠的に減圧することを特徴とする充填鋳造法にお
ける造型方法によつて達成される。

本発明の従来技術に対する特徴は、造型工程に
おいて振動を加えつつ間欠的に減圧を加えたこと
にある。

本発明において、模型材料としては一般に用い
られている発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレ
ン、発泡ポリウレタン等を用いることができる。

また、耐熱性粒状物としては、鋳型砂、シヨツ
ト等を使用することができる。

本発明においては、加圧手段、減圧手段は第１
図の如く加圧・減圧槽として設けてもよく、また
共に鋳型内に直接設けてもよい。

本発明においては、振動を加えることにより耐
熱性粒状物の充填性を格段に良くすることができ
る。特に、薄肉部、複雑形状部に耐熱性粒状物を
充填するのに優れており、従来に比べ充填性が良
くなるばかりでなく、鋳型全体の充填密度が上が
り鋳型の強度を高めることもできる。

この振動は、模型を埋設した状態で薄肉部、複
雑形状部に十分耐熱性粒状物が充填される方向に
付与されるのが望ましい。但し、普通は上下、左
右方向の一方から加えれば十分である。加えられ
る振動の大きさ、サイクル、付与時間は模型の大
きさ、形状等を考慮して適宜決められるべきもの
である。

本発明においては、振動と同時に間欠的に減圧
を行う。この減圧の周期は模型の形状、大きさ等
により適宜決めることができ、例えば10秒間隔で
行うことができる。

〔発明の作用〕

本発明によれば、振動が加えられつつ間欠的に
減圧がなされるため、非粘結砂の流動性が上が
り、減圧時の固化と減圧中止時における非粘結砂
のほぐれの繰り返しにより、充填密度が徐々に高
まり、複雑形状部位にも非粘結砂が十分侵入す
る。

〔発明の効果〕

このため、本発明に係る充填鋳造法における造
型方法によれば、消失性模型に対する非粘結砂の
充填性が従来に比べ格段に向上し、複雑形状部位
においても充填不良がなくなる。また、鋳型の強
度も向上する。この結果、鋳造欠陥のない品質的
に優れた鋳造品を得ることができる。

また、本発明によれば、充填速度が速くなるた
め、造型作業性が大幅に向上する。

〔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〜第３図は本発明に係る充填鋳
造法における造型方法の各工程を示す概略構成図
であり、第１図は耐熱性粒状物を流動させて消失
性模型を埋設している状態、第２図は埋設した状
態、第３図は振動を加えつつ間欠的に減圧してい
る状態を示す。また、第４図は第３図における鋳
枠内の圧力変化を示すグラフである。

第１図〜第３図において、１は発泡ポリスチレ
ンからなる消失性模型であり、湯口部１ａと製品
部１ｂからなる。２は鋳枠であり、この鋳枠２内
は、下方で空隙率約40％、空孔径１〜20μmの多
孔板３により上下２室に区分されており、下室は
加圧・減圧槽４とされ、加圧・減圧手段５に接続
されている。また、鋳枠２の上室内には耐熱性粒
状物としての非粘結砂６が装入されており、かつ
鋳枠２は振動装置７上に固定されている。

更に、加圧・減圧槽４は、加圧・減圧パイプ取
出口８を介して外部の加圧手段、減圧手段と接続
されている。本実施例においては、加圧源９と真
空源１０が電磁弁１１を介して上記加圧・減圧槽
４と接続され、この電磁弁１１により加圧と減圧
を切り換えている。

また、第３図において、加圧源９と電磁弁１１
を結ぶ径路には、エアゲージ１２、エア調整弁１
３、フイルタ１４が設けられ、真空源１０と電磁
弁１１の途中径路には真空ゲージ１５、真空調整
弁１６、バルブ１７が設けられている。なお、真
空系のフイルタ１８は、電磁弁１１と加圧・減圧
パイプ取出口８の間に設けられている。

かかる構成の装置を用い、次のように造型およ
び減圧充填鋳造を行つた。

まず、鋳枠２内に非粘結砂６を装入し、電磁弁
１１を加圧側に切り換えて加圧源９からのエアを
加圧・減圧槽４に送る。このエアは多孔板３を介
して非粘結砂６を流動させる。この流動状態で第
１図に示す如く消失性模型１を鋳枠２内に埋設す
る。消失性模型１が非粘結砂６に完全に埋設され
た状態を第２図に示す。第２図において、クロス
ハツチングの施された部分は、非粘結砂６が十分
充填されず、充填不良となることが多い。

続いて、第３図に示すように、振動装置７を用
いて鋳枠２に振動を加えつつ、電磁弁１１により
真空側に切り換えられた真空源１０により、加
圧・減圧槽４を介して鋳枠２内を間欠的に減圧す
る。本実施例においては、作動サイクルとして、
減圧８秒、減圧停止４秒を60秒間繰り返した。こ
のときの鋳枠２内の圧力変化を示したのが第４図
である。

本実施例によれば、一旦減圧固化した非粘結砂
が、減圧を停止することで開放され、再び減圧さ
れるという状態が繰り返されることにより、非粘
結砂に流動性が与えられ、複雑形状をした消失性
模型の隅々にまで非粘結砂が充填される。

上記の如く造型された鋳型を用い、鋳枠上面を
消失性フイルムで覆い、鋳枠内を減圧して減圧充
填鋳造を行つた。この結果得られた鋳造品は駄肉
等が付いておらず、品質的に優れたものであつ
た。これにより、本実施例の鋳型には充填不良の
ないことおよび強度に優れていることが確かめら
れた。

また、本実施例においては、消失性模型埋設後
60秒で造型ができ、従来法に比べ作業効率が大幅
に向上した。

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、真空源の能力不足により所定の減圧度
に達するまでに時間が掛かる場合には、第５図に
示す如く、鋳枠上面に消失性フイルム１９を被覆
してもよい。

また、外部の加圧、減圧手段として、ボールバ
ルブ付ロータリアクチユエータと真空源を使用す
ることができ、このボールバルブ付ロータリアク
チユエータ等を使用すれば、実施例より簡単な構
造で加圧および減圧が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係る充填鋳造法にお
ける造型方法の各工程を示す概略構成図であり、
第１図は耐熱性粒状物を流動させて消失性模型を
埋設している状態を、第２図は消失性模型を埋設
した状態を、第３図は振動を加えつつ間欠的に減
圧している状態を示しており、第４図は第３図に
おける鋳枠内の圧力変化を示すグラフ、第５図は
本発明の他の実施例を示す概略構成図である。 １……消失性模型、１ａ……湯口部、１ｂ……
製品部、２……鋳枠、３……多孔板、４……加
圧・減圧槽、５……加圧・減圧手段、６……非粘
結砂（耐熱性粒状物）、７……振動装置、８……
加圧・減圧パイプ取出口、９……加圧源、１０…
…真空源、１１……電磁弁、１２……エアゲー
ジ、１３……エア調整弁、１４……フイルタ、１
５……真空ゲージ、１６……真空調整弁、１７…
…バルブ、１８……フイルタ、１９……消失性フ
イルム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳枠底部に加圧手段と減圧手段を備えた鋳枠
   内に消失性模型を挿入し、耐熱性粒状物により前
   記消失性模型を鋳枠内に埋設する充填鋳造法にお
   ける造型方法であつて、 前記加圧手段により耐熱性粒状物を流動させた
   状態で消失性模型を鋳枠内に挿入し、流動中止
   後、鋳枠に振動を加えつつ前記減圧手段により間
   欠的に減圧することを特徴とする充填鋳造法にお
   ける造型方法。