JP2017013091A - Wax mold and lost wax casting method - Google Patents
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Abstract
【課題】型の制作時間及び制作コストを低減することができ、少量多品種の生産に向き、設計変更に迅速に対応しやすく、軽量で移動や取り扱いが容易なワックス成形型を実現する。【解決手段】ワックス成形型100は、キャビティ20を区画形成する樹脂製の下型11及び上型12と、樹脂製の上型12を貫通してキャビティ20に至る湯口管30と、湯口管30と離間した位置で引け巣の生じやすい部位に設けられ、樹脂製の上型を貫通してキャビティ20に至る押湯管40と、キャビティ20の気体溜まりが生じやすい部分に設けられ、樹脂製の上型を貫通する脱気管50と、を備える。【選択図】図2Kind Code: A1 A wax molding die that can reduce the production time and production cost of a mold, is suitable for production of a small quantity and a variety of products, can easily respond to a design change, is lightweight, and can be easily moved and handled. A wax mold 100 includes a lower mold 11 and an upper mold 12 made of resin for defining a cavity 20, a gate pipe 30 penetrating through the resin upper mold 12 to the cavity 20, and a gate pipe 30. At a position where the shrinkage cavities are likely to occur at a position spaced apart from each other. And a deaeration tube 50 penetrating the upper mold. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、樹脂製のワックス成形型、及び当該樹脂製のワックス成形型を用いたロストワックス鋳造法に関する。 The present invention relates to a resin wax mold and a lost wax casting method using the resin wax mold.
ロストワックス鋳造法は、蝋(WAX)が比較的低温で溶融することを利用した鋳造法である。即ち、ロストワックス鋳造法は、金型に溶融蝋を注入してワックス模型を作成し、当該ワックス模型を耐熱材でコーティングした後、加熱して脱蝋処理して形成した鋳型のキャビティ内に溶融金属を鋳込んで鋳物を作製する鋳造技術である。 The lost wax casting method is a casting method that utilizes the fact that wax (WAX) melts at a relatively low temperature. That is, in the lost wax casting method, molten wax is poured into a mold to create a wax model, the wax model is coated with a heat-resistant material, and then heated to dewax and melt into the mold cavity. This is a casting technique for casting a metal to produce a casting.
従来のロストワックス鋳造法において、ワックス模型の成形型としては、例えば、柔軟材からなる薄肉のワックスコアとその内側の凹部に嵌合するインサート部材を備え、アンダーカット部をワックスコアで形成し、ワックス模型が固形化した後、インサート部材を引き抜くことで、ワックスコアをワックス模型から容易に分離できるようにしたワックス模型形成に好適な金型が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional lost wax casting method, the wax model mold includes, for example, a thin wax core made of a flexible material and an insert member that fits into a concave portion inside the wax core, and an undercut portion is formed of the wax core. A mold suitable for forming a wax model is disclosed in which a wax core can be easily separated from a wax model by pulling out an insert member after the wax model is solidified (see, for example, Patent Document 1).
ところで、従来のロストワックス鋳造法では、ワックス成形型として金型を用いてワックス模型の成形を行っていた。金型は、型の制作時間が30日〜45日程度掛かり、制作コストが約100万円を超えるので、少量多品種の生産には向かない。また、原型が設計変更になると、ワックス成形型を作り替える必要があるが、金型は制作時間及び制作コストが増大するため、設計変更に迅速に対応し難い。さらに、金型は重量があるため、移動や取り扱いが困難である。 By the way, in the conventional lost wax casting method, a wax model is molded using a mold as a wax mold. Molds take about 30 to 45 days to produce molds, and the production cost exceeds about 1 million yen. Moreover, when the original mold is changed in design, it is necessary to remodel the wax mold. However, since the production time and production cost of the mold increase, it is difficult to quickly respond to the design change. Furthermore, since the mold is heavy, it is difficult to move and handle.
そこで、本発明の目的は、上記の事情に鑑みて、型の制作時間及び制作コストを低減することができ、少量多品種の生産に向き、設計変更に迅速に対応しやすく、軽量で移動や取り扱いが容易なワックス成形型、及び当該ワックス成形型を用いたロストワックス鋳造法を提供することにある。 Therefore, in view of the above circumstances, the object of the present invention is to reduce the production time and production cost of the mold, suitable for the production of a small variety of products, easy to respond quickly to design changes, lightweight and movable. An object of the present invention is to provide a wax mold that is easy to handle and a lost wax casting method using the wax mold.
上記目的を達成するために、本発明に係るワックス成形型は、キャビティを区画形成する樹脂製の下型及び上型と、前記樹脂製の上型を貫通して前記キャビティに至る湯口管と、前記湯口管と離間した位置で引け巣の発生しやすい部位に設けられ、前記樹脂製の上型を貫通して前記キャビティに至る押湯管と、前記キャビティの気体溜まりが生じやすい部分に設けられ、前記樹脂製の上型を貫通する脱気管と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a wax mold according to the present invention includes a resin lower mold and an upper mold for defining a cavity, and a gate pipe that penetrates the resin upper mold to reach the cavity. Provided at a location where shrinkage cavities are likely to occur at a position separated from the gate pipe, and provided at a hot water pipe that penetrates the upper mold made of the resin and reaches the cavity, and a portion where the gas accumulation in the cavity is likely to occur. And a deaeration pipe penetrating through the upper mold made of the resin.
前記ワックス成形型の構成において、前記湯口管、押湯管、及び脱気管は、金属製の管体によって形成されていることが好ましい。 In the configuration of the wax mold, it is preferable that the gate pipe, the feeder pipe, and the deaeration pipe are formed of a metal tube.
また、前記下型と前記上型との間には、アンダーカット部を成形するための樹脂製の置き駒型が配設されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a resin placing piece mold for molding an undercut portion is disposed between the lower mold and the upper mold.
さらに、前記型同士が接触する型合わせ面には、型合わせの位置決めのための凹凸形状部が形成されていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that a concavo-convex shape portion for positioning the mold is formed on the mold-matching surface where the molds contact each other.
そして、前記下型と前記上型の前記キャビティ以外の部分には、樹脂材の撓みを防止するための補強材が配設されていることが好ましい。 And it is preferable that the reinforcement material for preventing the bending of a resin material is arrange | positioned in parts other than the said cavity of the said lower mold | type and the said upper mold | type.
また、本発明に係るロストワックス鋳造法は、原型を作製する工程と、前記原型に応じたワックス成形型を作製する工程と、前記ワックス成形型内に溶融蝋を注入しワックス模型を作製する工程と、前記ワックス模型を湯口ランナーに複数取り付けてツリーを作製する工程と、前記ワックスツリーを粘結剤に浸して耐火砂を付着させて鋳型を作製するコーティング処理工程と、前記鋳型内のワックスツリーを融かして取り除く脱蝋処理工程と、前記鋳型を焼成する工程と、前記鋳型のキャビティ内に溶融金属を注湯する鋳込み工程と、前記鋳型を壊して鋳物を取り出す型ばらし工程と、前記鋳物を機械加工して個々の製品を調整する仕上処理工程と、を少なくとも有し、前記ワックス成形型は、前記のいずれかに記載の樹脂製のワックス成形型により形成されていることを特徴とする。 The lost wax casting method according to the present invention includes a step of producing a prototype, a step of producing a wax mold according to the prototype, and a step of producing a wax model by injecting molten wax into the wax mold. A plurality of wax models attached to a sprue runner to produce a tree, a coating treatment process to produce a mold by immersing the wax tree in a binder and attaching refractory sand, and a wax tree in the mold A dewaxing treatment step that melts and removes, a step of firing the mold, a casting step of pouring molten metal into the cavity of the mold, a mold releasing step of breaking the mold and taking out the casting, and A finish processing step for adjusting individual products by machining a casting, and the wax molding die is the resin wax molding according to any one of the above Characterized in that it is formed by.
本発明によれば、型の制作時間及び制作コストを低減することができ、少量多品種の生産に向き、設計変更に迅速に対応しやすく、軽量で移動や取り扱いが容易なワックス成形型、及び当該ワックス成形型を用いたロストワックス鋳造法を実現できるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, it is possible to reduce the production time and production cost of a mold, suitable for production of a small variety of products, easily responding to design changes, lightweight, easy to move and handle, and The excellent effect of realizing a lost wax casting method using the wax mold is exhibited.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るワックス成形型及びロストワックス鋳造法について説明する。ただし、図面において、同一又は類似の部材や部分には同一又は類似の符号を付している。また、図面は模式的に図示しており、実際の寸法や比率等とは必ずしも一致しない。さらに、図面相互間において、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることがある。 Hereinafter, a wax mold and a lost wax casting method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, in the drawings, the same or similar reference numerals are given to the same or similar members and parts. Further, the drawings are schematically shown and do not necessarily match actual dimensions and ratios. Furthermore, the drawings may include portions having different dimensional relationships and ratios.
まず、図1から図3を参照して、本実施の形態に係るワックス成形型の構成について説明する。図1は本実施の形態に係るワックス成形型の外観図である。図2は本実施の形態に係るワックス成形型の断面図である。図3は本実施の形態に係るワックス成形型の置き駒型の説明に供する断面図である。 First, the configuration of the wax mold according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is an external view of a wax mold according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the wax mold according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the placing piece type of the wax forming die according to the present embodiment.
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るワックス成形型100は、主に下型11、上型12、湯口管30、押湯管40、及び脱気管50を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the wax mold 100 according to this embodiment mainly includes a lower mold 11, an upper mold 12, a gate pipe 30, a feeder pipe 40, and a deaeration pipe 50.
下型11と上型12は、溶融蝋の注入空間としてのキャビティ20を区画形成する。当該キャビティ20は、原型(図示せず)の外形状に応じた内形状に形成される。本実施の形態の下型11及び上型12は、例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材を用いて作製することが好ましいが、例示の樹脂材に限定されない。樹脂材は、硬化剤を混合することにより、約8〜12時間程度放置することにより硬化する。樹脂材は、例えば、乳白色シリコン樹脂のように、樹脂材が硬化した状態で外観からキャビティ20内の溶融蝋の挙動を観察可能な材料を選択することが好ましい。また、キャビティ20内で固化させた蝋(WAX)の離型性を良くするため、オイルブリーズタイプの潤滑性の良い樹脂材を採用することが好ましい。 The lower mold 11 and the upper mold 12 define a cavity 20 as a molten wax injection space. The cavity 20 is formed in an inner shape corresponding to the outer shape of a prototype (not shown). The lower mold 11 and the upper mold 12 of the present embodiment are preferably manufactured using a resin material such as a silicon resin or an epoxy resin, but are not limited to the illustrated resin material. The resin material is cured by allowing it to stand for about 8 to 12 hours by mixing a curing agent. As the resin material, for example, a material that can observe the behavior of the molten wax in the cavity 20 from the appearance in a state where the resin material is cured, such as milky white silicone resin, is preferably selected. In order to improve the releasability of the wax (WAX) solidified in the cavity 20, it is preferable to employ an oil breath type resin material having good lubricity.
下型11及び上型12のキャビティ20以外の部分には、樹脂材の撓みを防止するための補強材60を配設することが好ましい。補強材60としては、例えば、鉄筋や金属パイプなどが挙げられる。 It is preferable to dispose a reinforcing material 60 for preventing the bending of the resin material at portions other than the cavity 20 of the lower mold 11 and the upper mold 12. Examples of the reinforcing member 60 include a reinforcing bar and a metal pipe.
また、図3に示すように、本実施の形態に係るワックス成形型100で成形するワックス模型がアンダーカット部21を有する場合には、樹脂製の下型11と上型12との間に、当該アンダーカット部21を成形するための置き駒型13を配設してもよい。ここで、「アンダーカット部」とは、ワックス成形型100の開閉方向や押し出すことでは離型できない製品形状があり、その要因となっている部位のことをいう。 In addition, as shown in FIG. 3, when the wax model molded by the wax molding die 100 according to the present embodiment has the undercut portion 21, between the resin lower mold 11 and the upper mold 12, A placing piece mold 13 for forming the undercut portion 21 may be provided. Here, the “undercut portion” refers to a portion that has a product shape that cannot be released by the opening / closing direction of the wax mold 100 or by extruding, and that is the cause.
下型11と上型12、下型11と置き駒型13、置き駒型13と上型12、及び置き駒型同士13の型同士が接触する型合わせ面には、型合わせの位置決めのための凹凸形状部14を形成することが好ましい。本実施の形態の凹凸形状部14は、例えば、緩やかな凹凸部が連なった波形凹凸部によって形成されているが、型合わせの位置決めをすることができると共に、位置ずれを防止することができれば、例示の波形凹凸部に限定されない。 The mold matching surfaces where the lower mold 11 and the upper mold 12, the lower mold 11 and the placing piece mold 13, the placing piece mold 13 and the upper mold 12, and the placing piece molds 13 are in contact with each other are for positioning purposes. It is preferable to form the uneven portion 14. The concavo-convex shape portion 14 of the present embodiment is formed by, for example, a corrugated concavo-convex portion in which gradual concavo-convex portions are connected, and if positioning can be performed while positioning can be prevented, It is not limited to the illustrated corrugated uneven portion.
湯口管30は、キャビティ20内に溶融蝋を注湯するための注入口であり、樹脂製の上型12を貫通してキャビティ20に至っている。湯口管30の上端部は、不図示の注入ノズルを嵌入しやすいように、例えば、拡径された凹形状のノズル受け部と成っている。本実施の形態の湯口管30は、例えば、ステンレス鋼管や銅管、真鍮管、アルミニウム管等の金属製の管体(パイプ)により形成することが好ましい。湯口管30として金属パイプを採用することにより、繰り返しの注湯に耐えることができ、上型12を構成する樹脂材を補強することができる。 The gate pipe 30 is an inlet for pouring molten wax into the cavity 20, and penetrates the resin upper mold 12 to reach the cavity 20. The upper end portion of the gate pipe 30 is, for example, a concave-shaped nozzle receiving portion whose diameter is increased so that an injection nozzle (not shown) can be easily inserted. The gate pipe 30 of the present embodiment is preferably formed of a metal pipe (pipe) such as a stainless steel pipe, a copper pipe, a brass pipe, or an aluminum pipe. By adopting a metal pipe as the gate pipe 30, it is possible to withstand repeated pouring, and the resin material constituting the upper mold 12 can be reinforced.
押湯管40は、キャビティ20内の引け巣が発生しやすい部位に溶融蝋を行きわたらせるための押湯部である。引け巣は、溶融蝋が凝固・収縮によりキャビティ20の容積よりも小さくなり発生し、特に肉厚の大きな部位に発生しやすい。したがって、押湯管40は、湯口管30と離間した位置で引け巣の発生しやすい部位に設けられ、樹脂製の上型12を貫通してキャビティ20に至っている。本実施の形態の押湯管40は、上記湯口管30と同様に、例えば、ステンレス鋼管や銅管、真鍮管、アルミニウム管等の金属製の管体(パイプ)により形成することが好ましい。押湯管40として金属パイプを採用することにより、繰り返しの注湯に耐えることができ、上型12を構成する樹脂材を補強することができる。 The feeder tube 40 is a feeder part for allowing the molten wax to spread over a portion in the cavity 20 where shrinkage cavities are likely to occur. The shrinkage nest is generated when the molten wax becomes smaller than the volume of the cavity 20 due to solidification / shrinkage, and is easily generated particularly in a portion having a large thickness. Therefore, the feeder pipe 40 is provided at a position where shrinkage cavities are likely to occur at a position separated from the gate pipe 30, and penetrates the resin upper mold 12 to the cavity 20. As with the gate pipe 30, the feeder pipe 40 of the present embodiment is preferably formed of a metal pipe (pipe) such as a stainless steel pipe, a copper pipe, a brass pipe, or an aluminum pipe. By adopting a metal pipe as the feeder pipe 40, it is possible to withstand repeated pouring and to reinforce the resin material constituting the upper mold 12.
脱気管50は、キャビティ20内の気体溜まりから空気抜きを行うためのエア抜き孔を形成する。脱気管50は、キャビティ20の気体溜まりが生じやすい部分に複数設けられ、樹脂製の上型12を貫通している。本実施の形態の脱気管50は、例えば、ステンレス鋼管や銅管、真鍮管、アルミニウム管等の金属製の管体(チューブ)により形成することが好ましい。脱気管50として金属チューブを採用することにより、樹脂製の上型12にキャビティ20に至る複数の貫通孔を形成し、当該貫通孔に金属チューブをそれぞれ挿通させることにより、極めて容易にエア抜き孔を形成することができる。或いは、金属チューブ製の脱気管50の先端部を尖らせて、尖った先端部側から樹脂製の上型12を貫通するように圧入し、脱気管50に圧縮空気を吹き込めば、当該脱気管50内に残留した樹脂材を吹き飛ばすことができる。 The deaeration pipe 50 forms an air vent hole for venting air from the gas reservoir in the cavity 20. A plurality of deaeration pipes 50 are provided in the portion where the gas accumulation of the cavity 20 is likely to occur, and penetrates the upper mold 12 made of resin. The deaeration tube 50 of the present embodiment is preferably formed of a metal tube (tube) such as a stainless steel tube, a copper tube, a brass tube, or an aluminum tube. By adopting a metal tube as the deaeration pipe 50, a plurality of through holes reaching the cavity 20 are formed in the resin upper mold 12, and the metal tubes are inserted through the through holes, so that the air vent hole can be made very easily. Can be formed. Alternatively, if the tip of the degassing tube 50 made of metal tube is sharpened and press-fitted through the resin upper mold 12 from the pointed tip, and the compressed air is blown into the degassing tube 50, the degassing tube The resin material remaining in 50 can be blown away.
なお、本実施の形態に係るワックス成形型100のキャビティ20内に注入する蝋(WAX)は、例えば、ワックスグリーンやワックスレッド等の有色ワックスを採用することが好ましい。有色ワックスを採用することにより、例えば、乳白色シリコン樹脂でワックス成形型100を形成する場合には、当該ワックス成形型100の外観からキャビティ20内の溶融蝋の挙動を観察することが可能となる。 In addition, it is preferable to employ | adopt colored wax, such as wax green and wax red, for example as the wax (WAX) inject | poured in the cavity 20 of the wax shaping | molding die 100 which concerns on this Embodiment. By employing the colored wax, for example, when the wax mold 100 is formed of milky white silicone resin, it is possible to observe the behavior of the molten wax in the cavity 20 from the appearance of the wax mold 100.
次に、図1から図6を参照して、本実施の形態に係るワックス成形型100の作用と共に、本実施の形態に係るロストワックス鋳造法について説明する。図4は本実施の形態に係るロストワックス鋳造法の工程図である。図5は本実施の形態に係るワックス成形型の下型の作製方法の説明に供する模式図である。図6は本実施の形態に係るワックス成形型の上型の作製方法の説明に供する模式図である。 Next, with reference to FIG. 1 to FIG. 6, the lost wax casting method according to the present embodiment will be described together with the operation of the wax mold 100 according to the present embodiment. FIG. 4 is a process diagram of the lost wax casting method according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method for producing the lower mold of the wax mold according to the present embodiment. FIG. 6 is a schematic view for explaining a method for producing the upper mold of the wax mold according to the present embodiment.
図4に示すように、本実施の形態に係るロストワックス成形方法は、原型を作製する工程と、原型に応じたワックス成形型を作製する工程と、ワックス成形型内に溶融蝋を注入しワックス模型を作製する工程と、ワックス模型を湯口ランナーに複数取り付けてツリーを作製する工程と、ワックス模型を粘結剤に浸して耐火砂を付着させて鋳型を作製するコーティング処理工程と、鋳型内のワックス原型を融かして取り除く脱蝋処理工程と、鋳型を焼成する工程と、鋳型のキャビティ内に溶融金属を注湯する鋳込み工程と、鋳型を壊して鋳物を取り出す型ばらし工程と、鋳物を機械加工して個々の製品を調整する仕上処理工程と、を少なくとも有する。具体的には、各工程は以下のように実施される。 As shown in FIG. 4, the lost wax molding method according to the present embodiment includes a process for producing a prototype, a process for producing a wax mold corresponding to the prototype, a molten wax injected into the wax mold, and a wax. A process for making a model, a process for making a tree by attaching a plurality of wax models to a sprue runner, a coating process for making a mold by immersing the wax model in a binder and attaching refractory sand, and a process in the mold A dewaxing process that melts and removes the wax mold, a process of firing the mold, a casting process that pours molten metal into the cavity of the mold, a mold releasing process that breaks the mold and takes out the casting, and a casting At least a finishing process for machining and adjusting individual products. Specifically, each process is implemented as follows.
まず、図4に示すように、原型を作製する工程を行う(S101)。原型を作製する工程(S101)では、粘度や石膏、蝋、木材等により原型を作製する。作製した原型は下型11や上型12に対応するように2つの原型片10A,10Bに分割形成される(図5及び図6参照)。 First, as shown in FIG. 4, a step of producing a prototype is performed (S101). In the step of producing a prototype (S101), the prototype is produced using viscosity, gypsum, wax, wood, or the like. The produced prototype is divided into two prototype pieces 10A and 10B so as to correspond to the lower mold 11 and the upper mold 12 (see FIGS. 5 and 6).
次に、原型に応じたワックス成形型100を作製する工程を行う(S102)。ワックス成形型100を作製する工程(S102)では、分割形成した各原型片10A,10Bに基づいて、下型11と上型12を作製する。 Next, a process of producing a wax mold 100 according to the prototype is performed (S102). In the step of producing the wax mold 100 (S102), the lower mold 11 and the upper mold 12 are produced based on the divided original pieces 10A and 10B.
具体的には、図5(a)に示すように、木材や金属板等の型枠80の底板81上に原型片10Aの分割面を伏せて配置する。原型片10Aの表面には、離型剤を塗布することが好ましい。また、型枠80内には、補強材60を配置する。次に、図5(b)に示すように、例えば、シリコン樹脂等の樹脂材に硬化剤を混ぜて、充分に気泡を除去して型枠80内に充填する。その際、底板81の表面に波形凹凸形状14Aを付与しておけば、型合わせ面に位置決め用の波形の凹凸形状部14を作製することができる。約8時間〜12時間放置した後、図5(c)に示すように、型枠80をばらして原型片10Aを取り除けば、下側のキャビティ20を有する下型11が完成する。 Specifically, as shown in FIG. 5 (a), the divided surface of the original piece 10A is placed face down on the bottom plate 81 of a formwork 80 such as wood or a metal plate. It is preferable to apply a release agent to the surface of the prototype piece 10A. Further, a reinforcing material 60 is disposed in the formwork 80. Next, as shown in FIG. 5B, for example, a curing agent is mixed in a resin material such as silicon resin, and the bubbles are sufficiently removed to fill the mold 80. At this time, if the corrugated uneven shape 14A is provided on the surface of the bottom plate 81, the corrugated uneven portion 14 for positioning can be produced on the mold matching surface. After leaving for about 8 to 12 hours, as shown in FIG. 5C, the mold 80 is released to remove the original piece 10A, whereby the lower mold 11 having the lower cavity 20 is completed.
また、図6(a)に示すように、型枠80の底板81上に原型片10Bの分割面を伏せて配置する。原型片10Bの表面には、離型剤を塗布することが好ましい。また、型枠80内には、湯口管30、押湯管40、及び補強材60を配置する。次に、図6(b)に示すように、例えば、シリコン樹脂等の樹脂材に硬化剤を混ぜて、充分に気泡を除去して型枠80内に充填する。その際、底板81の表面に波形凹凸形状14Aを付与しておけば、型合わせ面に位置決め用の波形の凹凸形状部14を作製することができる。約8時間〜12時間放置した後、図6(c)に示すように、型枠80をばらして原型片10Bを取り除けば、上側のキャビティ20を有する上型12が完成する。脱気管50は、樹脂製の上型12にキャビティ20に至る複数の貫通孔を形成し、当該貫通孔に金属チューブをそれぞれ挿通させることにより形成する。或いは、金属チューブ製の脱気管50の先端部を尖らせて、尖った先端部側から樹脂製の上型12を貫通するように圧入し、脱気管50に圧縮空気を吹き込んで当該脱気管50内に残留した樹脂材を吹き飛ばすことにより、形成することができる。 Further, as shown in FIG. 6A, the divided surface of the original piece 10 </ b> B is arranged face down on the bottom plate 81 of the mold 80. It is preferable to apply a release agent to the surface of the prototype piece 10B. Further, the gate pipe 30, the feeder pipe 40, and the reinforcing material 60 are disposed in the mold 80. Next, as shown in FIG. 6B, for example, a curing agent is mixed in a resin material such as silicon resin to sufficiently remove bubbles and fill the mold 80. At this time, if the corrugated uneven shape 14A is provided on the surface of the bottom plate 81, the corrugated uneven portion 14 for positioning can be produced on the mold matching surface. After leaving for about 8 hours to 12 hours, as shown in FIG. 6C, the mold 80 is released to remove the original piece 10B, whereby the upper mold 12 having the upper cavity 20 is completed. The deaeration pipe 50 is formed by forming a plurality of through holes reaching the cavity 20 in the upper mold 12 made of resin, and inserting a metal tube into each of the through holes. Alternatively, the tip of the degassing tube 50 made of metal tube is sharpened and press-fitted so as to penetrate the upper mold 12 made of resin from the pointed tip side, and compressed air is blown into the degassing tube 50 so that the degassing tube 50 It can be formed by blowing away the resin material remaining inside.
次に、図5及び図6の手順で作製したワックス成形型100内に溶融蝋を注入し、ワックス模型を作製する工程を行う(S103)。図1及び図2に示すように、下型11と上型12との型合わせは、これら下型11と上型12との縁を合わせて、波形の凹凸形状部14を頼りに位置決めすることにより行う。置き駒型13が存在する場合は、下型11上に置き駒型13を配置した後、上型12を配置する(図3参照)。湯口管30から溶融蝋を注入し、凝固収縮による引け巣を防止するため、押湯管40まで押湯を注入する。そして、蝋が凝固したら、下型11と上型12を離型させて、ワックス模型を取り出す。 Next, a process of injecting molten wax into the wax mold 100 manufactured by the procedure of FIGS. 5 and 6 to manufacture a wax model is performed (S103). As shown in FIGS. 1 and 2, the lower mold 11 and the upper mold 12 are aligned by aligning the edges of the lower mold 11 and the upper mold 12 and positioning the corrugated concave / convex shape portion 14 as a reliance. To do. When the placement piece mold 13 exists, after placing the placement piece mold 13 on the lower mold 11, the upper mold 12 is placed (see FIG. 3). Molten wax is injected from the gate pipe 30 and the hot water is injected up to the hot water pipe 40 in order to prevent shrinkage due to solidification shrinkage. When the wax solidifies, the lower mold 11 and the upper mold 12 are released, and the wax model is taken out.
さらに、ワックス模型を複数作製し、湯口ランナーに複数のワックス模型を接着剤等により取り付けてワックスツリーを作製する工程を行う(S104)。ワックスツリーを作製することにより、複数の鋳物を同時に鋳込むことができる。そして、ワックスツリーを粘結剤(スラリー)に浸して、その表面に耐火砂(スタッコ)を付着させてツリー鋳型を作製するコーティング処理工程を行う(S105)。コーティング処理工程(S105)は繰り返し行い、所望の厚さに耐火砂を付着させる。 Further, a step of producing a wax tree by producing a plurality of wax models and attaching the plurality of wax models to the gate runner with an adhesive or the like (S104). By producing a wax tree, a plurality of castings can be cast simultaneously. Then, the wax tree is immersed in a binder (slurry), and refractory sand (stucco) is attached to the surface of the wax tree to perform a coating process step for producing a tree mold (S105). The coating treatment step (S105) is repeated, and refractory sand is adhered to a desired thickness.
次に、鋳型内のワックスツリー型を融かして取り除く脱蝋処理工程を行う(S106)。脱蝋処理工程(S106)は、例えば、高温・高圧蒸気で鋳型を加熱し、当該鋳型内のワックスツリー型を融かし出す。脱蝋処理により鋳型内に形成された空洞が溶融金属を鋳込むキャビティとなる。 Next, a dewaxing process is performed to melt and remove the wax tree mold in the mold (S106). In the dewaxing treatment step (S106), for example, the mold is heated with high-temperature and high-pressure steam to melt the wax tree mold in the mold. A cavity formed in the mold by the dewaxing process becomes a cavity into which molten metal is cast.
さらに、ツリー状の鋳型を焼成する工程を行う(S107)。焼成する工程(S107)は、例えば、加熱炉内で約1000℃の温度で焼成する。鋳型を焼成することにより粘着材が固化するため、鋳型の強度が増大するとともに、不純物が取り除かれる。 Further, a step of firing the tree-shaped mold is performed (S107). In the firing step (S107), for example, firing is performed at a temperature of about 1000 ° C. in a heating furnace. Since the adhesive is solidified by firing the mold, the strength of the mold increases and impurities are removed.
次に、鋳型のキャビティ内に溶融金属を注湯する鋳込み工程を行う(S108)。鋳込み工程(S108)は、焼成したツリー状の鋳型の湯口を上にして、枠体内に充填した砂等で支持し、当該鋳型のキャビティ内に溶融金属を注湯する。溶融金属が凝固した後、鋳型を壊して鋳物を取り出す型ばらし工程を行う(S109)。型ばらし工程(S109)を行うと、ツリー状の湯口系付きの複数の鋳物が取り出される。 Next, a casting process of pouring molten metal into the mold cavity is performed (S108). In the casting step (S108), the spout of the fired tree-shaped mold is supported with sand or the like filled in the frame, and molten metal is poured into the mold cavity. After the molten metal is solidified, a mold breaking process is performed to break the mold and take out the casting (S109). When the mold releasing step (S109) is performed, a plurality of castings with a tree-like gate system are taken out.
そして、鋳物を機械加工して個々の製品を調整する仕上処理工程を行う(S110)。即ち、仕上処理工程(S110)は、湯口系やバリ等の不要な部分を切断・切削加工したり、穴開け加工等を行って、所望の製品形状に仕上げる。必要に応じて、例えば、アルミナイズド処理等の表面処理を行ってもよい。 Then, a finishing process is performed in which the casting is machined to adjust individual products (S110). That is, in the finishing process (S110), unnecessary parts such as a sprue system and burrs are cut and cut, drilled, and the like to finish a desired product shape. If necessary, for example, surface treatment such as aluminized treatment may be performed.
さらに、製品を熱処理する工程を行うことが好ましい(S111)。熱処理することにより、所望の金属組織に調整して強靱な製品を得ることができる。加えて、製品を検査する工程を行うことが好ましい(S112)。引け巣等の鋳造欠陥の有無等の外観目視検査や寸法検査等を行うことにより、製品の品質の信頼性を向上させることができる。 Furthermore, it is preferable to perform a step of heat-treating the product (S111). By heat-treating, a tough product can be obtained by adjusting to a desired metal structure. In addition, it is preferable to perform a step of inspecting the product (S112). The reliability of product quality can be improved by performing visual inspection and dimensional inspection of the presence or absence of casting defects such as shrinkage.
以上説明したように、本実施の形態によれば、ワックス成形型100を樹脂材で成形したので、ワックス成形型100の制作時間及び制作コストを低減することができる。具体的には、従来の金型の制作時間は30日〜45日程度であるところ、樹脂製のワックス成形型100は15日程度で作製することができる。また、従来の金型の制作コストが約100万円超えるところ、半分の約50万円程度で作製することができる。 As described above, according to the present embodiment, since the wax mold 100 is molded from a resin material, the production time and production cost of the wax mold 100 can be reduced. Specifically, the production time of the conventional mold is about 30 to 45 days, but the resin wax mold 100 can be manufactured in about 15 days. In addition, when the production cost of the conventional mold exceeds about 1 million yen, it can be produced at about half a million yen.
このように樹脂製のワックス成形型100は制作時間及び制作コストを低減することができるので、少量多品種の生産に向いている。また、原型に設計変更が生じても、樹脂製のワックス成形型100は型の制作時間が短く、制作コストが安いので、設計変更に迅速に対応しやすい。さらに、樹脂製のワックス成形型100は軽量であるので、移動や取り扱いを容易に行うことができる。 Thus, the resin-made wax mold 100 can reduce the production time and production cost, and is suitable for the production of a small variety of products. Even if the design changes in the original mold, the resin-made wax mold 100 has a short mold production time and low production costs, so it is easy to respond quickly to the design change. Furthermore, since the resin wax mold 100 is lightweight, it can be easily moved and handled.
また、硫酸カルシウム(CaSO4)を主成分とする石膏材でワックス成形型を形成してワックス模型を作製する場合は、主にアルミニウム及びアルミニウム合金のロストワックス鋳造に適している。他方、本実施の形態に係る樹脂製のワックス成形型100でワックス模型を作製する場合は、アルミニウム及びアルミニウム合金の他、鋳鉄、銅、青銅、真鍮等の多種多様な金属及び合金のロストワックス鋳造に適している。
〔他の実施形態〕
Moreover, when a wax model is formed by using a gypsum material mainly composed of calcium sulfate (CaSO 4 ) to produce a wax model, it is suitable mainly for lost wax casting of aluminum and aluminum alloys. On the other hand, when producing a wax model with the resin-made wax mold 100 according to the present embodiment, in addition to aluminum and aluminum alloy, lost wax casting of various metals and alloys such as cast iron, copper, bronze, brass, etc. Suitable for
[Other Embodiments]
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but these are examples for explaining the present invention, and the scope of the present invention is not intended to be limited to these embodiments. The present invention can be implemented in various modes different from the above-described embodiments without departing from the gist thereof.
すなわち、上記の実施の形態では、補強材60として、例えば、鉄筋や金属パイプなどを採用している。補強材60は、これらの金属材に限定されず、例えば、ポリプロピレン樹脂パイプやウレタン樹脂パイプ等の機械的強度の高い硬質樹脂材の周囲に耐熱材を付着させたものを採用しても構わない。 That is, in the above embodiment, for example, a reinforcing bar or a metal pipe is used as the reinforcing member 60. The reinforcing material 60 is not limited to these metal materials, and for example, a material obtained by attaching a heat resistant material around a hard resin material having high mechanical strength such as a polypropylene resin pipe or a urethane resin pipe may be adopted. .
また、図3に示すように、ワックス成形型100の型の膨らみや撓みを防止するために、当該ワックス成形型100の周囲に金属製型枠材90を配設してもよい。 Further, as shown in FIG. 3, a metal mold frame member 90 may be disposed around the wax mold 100 in order to prevent the mold of the wax mold 100 from bulging or bending.
10A、10B 原型、
11 下型、
12 上型、
13 置き駒型、
20 キャビティ、
21 アンダーカット部、
30 湯口管、
40 押湯管、
50 脱気管、
60 補強材、
100 ワックス成形型。
10A, 10B prototype,
11 Lower mold,
12 Upper mold,
13 Place piece type,
20 cavities,
21 Undercut part,
30
40 feeder pipe,
50 deaerator,
60 reinforcements,
100 Wax mold.
Claims (6)
前記樹脂製の上型を貫通して前記キャビティに至る湯口管と、
前記湯口管と離間した位置で引け巣の発生しやすい部位に設けられ、前記樹脂製の上型を貫通して前記キャビティに至る押湯管と、
前記キャビティの気体溜まりが生じやすい部分に設けられ、前記樹脂製の上型を貫通する脱気管と、
を備えることを特徴とするワックス成形型。 A lower mold and an upper mold made of a resin for defining a cavity;
A gate pipe extending through the resin upper mold to reach the cavity;
A hot water pipe that is provided at a position where shrinkage nests are likely to occur at a position separated from the gate pipe, penetrates the resin upper mold and reaches the cavity,
A deaeration pipe provided in a portion where the gas accumulation of the cavity is likely to occur, and penetrating the resin upper mold;
A wax molding die comprising:
前記原型に応じたワックス成形型を作製する工程と、
前記ワックス成形型内に溶融蝋を注入しワックス模型を作製する工程と、
前記ワックス模型を湯口ランナーに複数取り付けてツリーを作製する工程と、
前記ワックスツリーを粘結剤に浸して耐火砂を付着させて鋳型を作製するコーティング処理工程と、
前記鋳型内のワックスツリーを融かして取り除く脱蝋処理工程と、
前記鋳型を焼成する工程と、
前記鋳型のキャビティ内に溶融金属を注湯する鋳込み工程と、
前記鋳型を壊して鋳物を取り出す型ばらし工程と、
前記鋳物を機械加工して個々の製品を調整する仕上処理工程と、
を少なくとも有し、
前記ワックス成形型は、請求項1から5のいずれかに1項に記載の樹脂製のワックス成形型により形成されていることを特徴とするロストワックス鋳造法。 Producing a prototype; and
Producing a wax mold according to the prototype;
Injecting molten wax into the wax mold to produce a wax model;
Attaching a plurality of wax models to a gate runner to produce a tree;
A coating treatment step of making a mold by immersing the wax tree in a binder and attaching refractory sand;
A dewaxing process for melting and removing the wax tree in the mold;
Firing the mold;
A casting step of pouring molten metal into the mold cavity;
A mold releasing step of breaking the mold and taking out the casting;
A finishing process for adjusting the individual products by machining the castings;
Having at least
The lost wax casting method, wherein the wax mold is formed by the resin wax mold according to any one of claims 1 to 5.
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