JP7309143B2 - How to make a wax model - Google Patents

Description

本発明は、ワックス模型の作製方法に係り、特にロストワックス法を用いて指輪や耳飾りなどの装身具を製造する場合に有用なワックス模型の作製方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a wax model, and more particularly to a method for producing a wax model that is useful for producing accessories such as rings and earrings using the lost wax method.

指輪や耳飾りなど装身具の製造法として広く用いられているロストワックス法は、装身具と同じ大きさ及び形状の原型をワックス模型で作り、このワックス模型に基づいて作った鋳型の中に溶融した貴金属材料を流し込んで装身具を製造するものである。 The lost wax method, which is widely used as a method for manufacturing accessories such as rings and earrings, creates a wax model of the same size and shape as the accessory, and melts the precious metal material in a mold made based on this wax model. is poured to manufacture accessories.

一般に装身具は、ロストワックス法の一種であるいわゆるソリッドモールド法と呼ばれている方法で製造されることが多い。この方法は、ツリー状に組み立てたワックス模型の周囲に石膏を流し込んで耐火物の鋳型を作り、鋳型を加熱してその中に埋没させたワックス模型を脱ろうさせたのち、鋳型の空洞内に溶融した貴金属材料を流し込み、貴金属材料を固めたのち鋳型を除去してワックス模型と同一形状の製品を製造するものである。ところが、このソリッドモールド法では、製品の形状によっては、製品形状を成す空洞内の貴金属材料が完全に凝固する前に、湯道に残された貴金属材料が完全に凝固してしまうことがあり、そうした場合は製品に巣が生じるといった問題があった。 In general, accessories are often manufactured by a method called a so-called solid mold method, which is a kind of lost wax method. In this method, gypsum is poured around a tree-shaped wax model to make a refractory mold, the mold is heated to dewax the wax model buried in it, and then the wax model is placed in the cavity of the mold. After pouring the molten precious metal material and solidifying the precious metal material, the mold is removed to manufacture a product having the same shape as the wax model. However, in this solid molding method, depending on the shape of the product, the precious metal material remaining in the runner may completely solidify before the precious metal material in the cavity forming the product shape completely solidifies. In such a case, there is a problem that a nest is generated in the product.

上記の問題を解決する手段としては、例えば、鋳型に設けられる湯道を太くし、湯道に残された貴金属材料の凝固を遅らせるなどの対策が考えられる。しかしながら、湯道を太くしてしまうと、湯道に残された貴金属材料のロスが大きくなってしまう他、鋳造後にツリーから個々の製品を切り離す際に貴金属の切断加工がやっかいになり、切り離した後の製品の仕上げが煩雑になるといった問題があった。 As means for solving the above problem, for example, measures such as thickening the runner provided in the mold to delay the solidification of the precious metal material left in the runner can be considered. However, if the runner is thickened, the loss of the precious metal material left in the runner increases, and cutting the precious metal becomes troublesome when separating individual products from the tree after casting. There was a problem that the finishing of the product later became complicated.

そこで、本願の発明者は、従来のソリッドモールド法に代えて、ロストワックス法の一種であるいわゆるセラミックシェルモールド法による装身具の鋳造を試みた。この鋳造法は、ツリー状に組み立てたワックス模型に耐火物の被覆と乾燥を複数回繰り返して薄いコーティング層を形成し、内部のワックスを脱ろうさせたのち、焼成することで鋳型に強度を与えるものである。この鋳造法はソリッドモールド法と比較して、鋳込み金属の凝固速度を部分的にコントロールできるというメリットがある。 Accordingly, the inventors of the present application have attempted to cast accessories by a so-called ceramic shell mold method, which is a type of lost wax method, instead of the conventional solid mold method. In this casting method, a tree-shaped wax model is covered with refractory material and dried several times to form a thin coating layer. It is. This casting method has the advantage of being able to partially control the solidification rate of the cast metal compared to the solid mold method.

上述したように、いわゆるセラミックシェルモールド法で装身具を鋳造する場合は、鋳込み金属の凝固速度を部分的にコントロールできるため、指向性凝固させやすくなるメリットがある。指向性凝固ができれば、上述の巣の発生を抑えることができる。単に湯道を太くするという手法と比較すると、湯道に残された貴金属材料のロスも少なく、また、ツリーから個々の製品を切り離す際の切断加工も容易となるメリットがある。しかしながら、この鋳造法では鋳型が薄いコーティング層によって形成されているため、ワックスを脱ろうさせる際に鋳型内でのワックスの膨張により鋳型が割れるおそれがあった。 As described above, when an accessory is cast by the so-called ceramic shell mold method, the solidification speed of the cast metal can be partially controlled, which has the advantage of facilitating directional solidification. If directional coagulation can be achieved, the occurrence of the above-mentioned porosity can be suppressed. Compared to the method of simply making the runners thicker, there is less loss of precious metal materials left in the runners, and there is also the advantage of being easier to cut when separating individual products from the tree. However, in this casting method, since the mold is formed with a thin coating layer, there is a risk that the mold will crack due to the expansion of the wax in the mold when the wax is dewaxed.

そこで、本願発明は、鋳型が薄いコーティング層によって形成される場合であっても、ワックスを脱ろうさせる際に鋳型の割れを防ぐことができるワックス模型の作製方法を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a method for producing a wax pattern that can prevent the mold from cracking when the wax is dewaxed, even if the mold is formed with a thin coating layer.

上記課題を解決するために、本発明に係るワックス模型の作製方法は、原型を作るためのゴム型のキャビティ内に、溶融した第１のワックスを注入することにより、原型のワックス模型を作製する方法において、前記ゴム型のキャビティの内壁面に、前記第１のワックスより融点が低い第２のワックスを、前記溶融した第１のワックスの注入前に塗布しておく。なお、本発明における融点とは、DSC（示差走査熱量測定）における吸熱ピーク温度と定義される。 In order to solve the above-mentioned problems, the wax model manufacturing method according to the present invention manufactures a prototype wax model by injecting molten first wax into a cavity of a rubber mold for making a prototype. In the method, a second wax having a melting point lower than that of the first wax is applied to the inner wall surface of the cavity of the rubber mold before the melted first wax is injected. The melting point in the present invention is defined as the endothermic peak temperature in DSC (differential scanning calorimetry).

本発明に係るワックス模型の作製方法によれば、ゴム型のキャビティの内壁面に、第１のワックスより融点が低い第２のワックスを第１にワックスを注入する前に塗布しておくので、ゴム型のキャビティ内に注入した第１のワックスの表面に第２のワックスがコーティングされたワックス模型が作製される。そして、このワックス模型を鋳型から脱ろうする際には、第２のワックスが第１のワックスよりも先に溶融して鋳型壁面に浸透可能な状態となる。そのため、第１のワックスが熱膨張する際には第２のワックスが鋳型の壁面を浸透することで、第１のワックスの熱膨張時での鋳型壁面への負荷が軽減され、脱ろう時における鋳型の亀裂を効果的に抑えることができる。 According to the wax model manufacturing method according to the present invention, the second wax having a lower melting point than the first wax is applied to the inner wall surface of the cavity of the rubber mold before the first wax is injected. A wax model is produced by coating the surface of the first wax injected into the cavity of the rubber mold with the second wax. Then, when the wax pattern is removed from the mold, the second wax melts earlier than the first wax and enters a state in which it can permeate the wall surface of the mold. Therefore, when the first wax thermally expands, the second wax permeates the wall surface of the mold, thereby reducing the load on the mold wall surface when the first wax thermally expands, and during dewaxing. Cracks in the mold can be effectively suppressed.

ワックス模型を作製するためのゴム型の斜視図である。1 is a perspective view of a rubber mold for producing a wax model; FIG. ゴム型の上型と下型を一体にした時の断面図である。It is sectional drawing when the upper mold|type and lower mold|type of a rubber type|mold are integrated. ゴム型によって作製されたワックス模型の斜視図である。1 is a perspective view of a wax model produced by a rubber mold; FIG. 図３のIV－IV断面図である。FIG. 4 is a sectional view along IV-IV in FIG. 3; セラミックシェルモールド法を用いて装身具を製造する場合の工程図である。It is a process drawing in the case of manufacturing accessories using a ceramic shell mold method. 各工程における説明図である。It is explanatory drawing in each process. シェル鋳型の断面を模式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section of a shell mold;

以下、本発明に係るワックス模型の作製方法について、その実施形態を詳細に説明する。なお、図面は、本発明のワックス模型の作製方法に用いるゴム型及びワックス模型などを模式的に表したものである。これらの実物の寸法は、図面上の寸法と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略させることがあり、同一部材には同一符号を付与することがある。また、本発明の技術的範囲は以下で説明する各実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。本発明のワックス模型の作製方法は、特にセラミックシェルモールド法によって指輪や耳飾りなど装身具を製造する際に適している。 Hereinafter, an embodiment of a method for producing a wax model according to the present invention will be described in detail. The drawings schematically show a rubber mold, a wax model, and the like used in the method for producing a wax model of the present invention. These actual dimensions do not necessarily match the dimensions on the drawings. Duplicate description may be appropriately omitted, and the same reference numerals may be given to the same members. Also, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to each embodiment described below, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof. The wax model production method of the present invention is particularly suitable for producing accessories such as rings and earrings by the ceramic shell molding method.

本発明のワックス模型の作製方法は、原型を作るためのゴム型内に、溶融した第１のワックスを注入することにより原型のワックス模型を作製する際に、前記第１のワックスより融点が低い第２のワックスを前記ゴム型のキャビティの内壁面に塗布しておき、そのあとにゴム型のキャビティ内に第１のワックスを注入する。ゴム型から取り出されるワックス模型は、第１のワックスにより形成される中実部と、この中実部の表面に第２のワックスにより形成されるコーティング層とからなる。 In the method for producing a wax model of the present invention, when a wax model of a prototype is produced by injecting molten first wax into a rubber mold for producing a prototype, the melting point of the wax is lower than that of the first wax. The second wax is applied to the inner wall surface of the cavity of the rubber mold, and then the first wax is injected into the cavity of the rubber mold. The wax model taken out from the rubber mold consists of a solid portion formed from the first wax and a coating layer formed from the second wax on the surface of the solid portion.

本発明の作製方法では、第１のワックスより融点が低い第２のワックスを前記ゴム型のキャビティの内壁面に塗布する工程を備える。この塗布工程は第１のワックスをゴム型のキャビティ内に注入する注入工程より前に行われる。キャビティの内壁面に塗布された第２のワックスが固化し始めた状態のときに第１のワックスをキャビティ内に注入することによって、第１のワックスと第２のワックスとが一体となり、第１のワックスからなる中実部の表面に第２のワックスからなるコーティング層が形成されたワックス模型が得られることになる。 The production method of the present invention comprises the step of applying a second wax having a melting point lower than that of the first wax to the inner wall surface of the cavity of the rubber mold. This application step is performed prior to the injection step of injecting the first wax into the cavity of the rubber mold. By injecting the first wax into the cavity when the second wax applied to the inner wall surface of the cavity has started to solidify, the first wax and the second wax are integrated to form the first wax. Thus, a wax model is obtained in which a coating layer made of the second wax is formed on the surface of the solid portion made of the wax.

上記のワックス模型を得るために、第２のワックスは第１のワックスより融点が低いものが選択される。第２のワックスの融点は、第１のワックスの融点をX℃としたとき、式 ４０≦Y≦X―２ を満たす温度Y℃であることが望ましい。第１のワックスの表面に第２のワックスがコーティングされたワックス模型をシェル鋳型から脱ろうさせる際に、先ず融点の低い第２のワックスを溶融させ、次に第１のワックスを溶融させるためである。２℃以上の融点の違いがあれば、効果を得るための温度差としては十分である。一方、融点が低すぎると、作業者がワックス模型を取り扱う際に軟化してしまうおそれがあるため、融点は４０℃以上が望ましい。第１のワックスと第２のワックスの組み合わせは、特定のワックスに限定されないのは勿論である。例えば、第１のワックスとして融点５８．５℃のFreeman製のターコイズ（製品名）と、第２のワックスとして融点５５．３℃の信和産業製の１９２４Ｍ（製品名）との組み合わせ、融点６２．１℃のFerris製の１５８２ブルー（製品名）と、融点６０．１℃のFreeman製のフィリグリーピンクフレーク（製品名）との組み合わせなどが適用される。 The second wax is selected to have a lower melting point than the first wax in order to obtain the above wax model. The melting point of the second wax is desirably a temperature Y°C that satisfies the formula 40≤Y≤X-2, where X°C is the melting point of the first wax. This is because when the wax pattern in which the surface of the first wax is coated with the second wax is dewaxed from the shell mold, the second wax having a low melting point is first melted, and then the first wax is melted. be. A difference in melting point of 2° C. or more is sufficient as a temperature difference to obtain the effect. On the other hand, if the melting point is too low, the wax model may be softened when handled by an operator. Of course, the combination of the first wax and the second wax is not limited to any particular wax. For example, a combination of Freeman's turquoise (product name) having a melting point of 58.5° C. as the first wax and Shinwa Sangyo's 1924M (product name) having a melting point of 55.3° C. as the second wax, with a melting point of 62.5° C. For example, a combination of 1582 blue (product name) from Ferris with a melting point of 60.1° C. and filigree pink flakes (product name) from Freeman with a melting point of 60.1° C. is applied.

また、第２のワックスが塗布されるゴム型の内壁面は、一例では互いに対向する第１内壁面と第２内壁面とを有する。第２のワックスは、前記第１内壁面及び第２内壁面の少なくとも一方の内壁面に塗布される。ワックス模型を作製するためのゴム型は、例えば、図１及び図２に示されるように、ゴム型１の内部に溶融ワックスを導き入れる注入口２と、溶融ワックスが充てんされるリング状のキャビティ３と、注入口２からキャビティ３内に溶融ワックスを導く湯道４が設けられている。この実施形態において、ゴム型１は上下二つに分かれた上型１ａと下型１ｂとからなり、上型１ａ及び下型１ｂのそれぞれが断面半円形状のキャビティ部を有する。上型１ａのキャビティ部３ａの内周面には湾曲状の第１内壁面３ａ’が形成され、下型１ｂのキャビティ部３ｂの内周面にも同様の湾曲状の第２内壁面３ｂ’が形成されている。本発明では、前記第１内壁面３ａ’及び第２内壁面３ｂ’の少なくとも一方に第２のワックスが塗布されている。なお、前記ゴム型１は、この実施形態のように、上型１ａと下型１ｂとが分離されたものに限られることなく、例えばゴム型１のキャビティ３内で固化したワックス模型を、ゴム型１から取り出すための切り込みが設けられた上下一体型のものであってもよい。 In one example, the inner wall surface of the rubber mold to which the second wax is applied has a first inner wall surface and a second inner wall surface facing each other. A second wax is applied to at least one of the first inner wall surface and the second inner wall surface. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, a rubber mold for making a wax model has an injection port 2 for introducing molten wax into the rubber mold 1 and a ring-shaped cavity filled with molten wax. 3 and a runner 4 for guiding molten wax from the injection port 2 into the cavity 3 are provided. In this embodiment, the rubber mold 1 is composed of an upper mold 1a and a lower mold 1b which are divided into upper and lower parts, and each of the upper mold 1a and the lower mold 1b has a cavity portion with a semicircular cross section. A curved first inner wall surface 3a' is formed on the inner peripheral surface of the cavity portion 3a of the upper mold 1a, and a similarly curved second inner wall surface 3b' is formed on the inner peripheral surface of the cavity portion 3b of the lower mold 1b. is formed. In the present invention, the second wax is applied to at least one of the first inner wall surface 3a' and the second inner wall surface 3b'. The rubber mold 1 is not limited to the one in which the upper mold 1a and the lower mold 1b are separated as in this embodiment. It may be of a top and bottom integrated type provided with a notch for taking it out of the mold 1 .

前記第２のワックスは、前記第１内壁面３ａ’及び第２内壁面３ｂ’の少なくとも一方の内壁面の全体に塗布されるのが望ましい。第２のワックスが第１内壁面３ａ’に塗布されている場合には、上型１ａ側のキャビティ部３ａ側に充てんされている第１のワックスの片側面に第２のワックスの層が形成され、逆に第２のワックスが第２内壁面３ｂ’に塗布されている場合には、下型１ｂ側のキャビティ部３ｂ側に充てんされている第１のワックスの片側面に第２のワックスの層が形成される。このように、少なくとも第１のワックスの片側面の全体に第２のワックスの層が形成され、図３及び図４に示されるように、上記ゴム型１で作製されたワックス模型５は、第１のワックスによって形成される中実体６と、この中実体６の少なくとも片側面に第２のワックスによって形成されるコーティング層７とを備えている。 The second wax is preferably applied to the entire inner wall surface of at least one of the first inner wall surface 3a' and the second inner wall surface 3b'. When the second wax is applied to the first inner wall surface 3a', a layer of the second wax is formed on one side surface of the first wax filled in the cavity 3a of the upper die 1a. Conversely, when the second wax is applied to the second inner wall surface 3b', the second wax is applied to one side surface of the first wax filled in the cavity portion 3b on the lower die 1b side. layer is formed. In this way, a layer of the second wax is formed on at least one side of the first wax, and as shown in FIGS. It comprises a solid body 6 made of one wax and a coating layer 7 made of a second wax on at least one side surface of the solid body 6 .

また、本発明では前記第２のワックスの内壁面への塗布量は、第１のワックスの注入量と第２のワックスの塗布量との合計の約１５ｗｔ％以上であって、５０ｗｔ％未満であることが望ましい。塗布量が少ないと第２のワックスによるコーティング効果が十分に発揮されないからである。すなわち、シェル鋳型からワックス模型を脱ろうさせる際には、融点の低い第２のワックスが第１のワックスより先に溶融して鋳型壁面に浸透可能な状態となる。浸透による鋳型壁面への負荷軽減の効果を十分に確保するためにも、第２のワックスによるコーティング層６の厚みはある程度必要となる。一方、第２のワックスの内壁面への塗布量が５０ｗｔ％以上あると、第２のワックスの膨張による鋳型壁面への負荷が増し、脱ろう時に鋳型を割るおそれがある。 Further, in the present invention, the amount of the second wax applied to the inner wall surface is about 15 wt % or more of the sum of the injected amount of the first wax and the applied amount of the second wax, and is less than 50 wt %. It is desirable to have This is because if the coating amount is too small, the coating effect of the second wax will not be sufficiently exhibited. That is, when the wax model is dewaxed from the shell mold, the second wax having a lower melting point melts earlier than the first wax, and becomes capable of permeating the wall surface of the mold. In order to sufficiently secure the effect of reducing the load on the wall surface of the mold due to penetration, the coating layer 6 of the second wax needs to have a certain thickness. On the other hand, if the amount of the second wax applied to the inner wall surface is 50 wt % or more, the expansion of the second wax increases the load on the mold wall surface, which may crack the mold during dewaxing.

この実施形態に係るワックス模型５は、図３及び図４に示されるように、全体がリング状に形成されている。また、ワックス模型５にはゴム型１の湯道４に残ったワックスが固まってできたワックス柱８が一体に形成されている。上述したように、ワックス模型５は、第１のワックスによって形成される中実体６と、第２のワックスによって形成されるコーティング層７とを備え、コーティング層７が中実体６の表面の片側面又は両側面を被覆している。図３には前記中実体６の片側面をコーティング層７が被覆しているワックス模型５が示されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the wax model 5 according to this embodiment is entirely ring-shaped. Further, the wax model 5 is integrally formed with a wax column 8 formed by hardening the wax remaining in the runner 4 of the rubber mold 1.例文帳に追加As described above, the wax model 5 includes the solid body 6 made of the first wax and the coating layer 7 made of the second wax, and the coating layer 7 is formed on one side of the surface of the solid body 6. Or both sides are covered. FIG. 3 shows a wax model 5 in which one side surface of the solid body 6 is coated with a coating layer 7. As shown in FIG.

ゴム型１によって作製されたワックス模型５は、セラミックシェルモールド法を用いて指輪や耳飾りなどの装身具を製造する場合に有用となる。一例として、セラミックシェルモールド法を用いた製造方法を図５の工程図及び図６の工程説明図に基づいて説明する。なお、図６の工程説明図は、工程３，４，６，７のみを模式的に示したものである。 The wax model 5 produced by the rubber mold 1 is useful when manufacturing accessories such as rings and earrings using the ceramic shell molding method. As an example, a manufacturing method using the ceramic shell molding method will be described based on the process diagram of FIG. 5 and the process explanatory diagram of FIG. 6 schematically shows only steps 3, 4, 6 and 7. FIG.

工程１では、図１及び図２に示したように、ゴム型１のキャビティ３の内壁面に第２のワックスを塗布する。第２のワックスを塗布する手段としては、例えば液状の第２のワックスを刷毛などで内壁面に直接付着させ、又はスプレーガンなどで内壁面に吹き付けてもよい。あるいは、液状の第２のワックスの中にゴム型を浸漬し、引き上げることで付着させてもよい。第２のワックスは、キャビティ３の全内壁面を構成する第１内壁面３ａ’及び第２内壁面３ｂ’又はワックス模型の片側面に対応する第１内壁面３ａ’又は第２内壁面３ｂ’の内壁面に塗布される。 In step 1, as shown in FIGS. 1 and 2, the inner wall surface of the cavity 3 of the rubber mold 1 is coated with the second wax. As means for applying the second wax, for example, the liquid second wax may be applied directly to the inner wall surface using a brush or the like, or may be sprayed onto the inner wall surface using a spray gun. Alternatively, the rubber mold may be immersed in the liquid second wax and lifted out for adhesion. The second wax is applied to the first inner wall surface 3a' and the second inner wall surface 3b' that constitute the entire inner wall surface of the cavity 3, or the first inner wall surface 3a' or the second inner wall surface 3b' that corresponds to one side surface of the wax model. is applied to the inner wall surface of

工程２では、予めキャビティ３の内壁面に第２のワックスが塗布されたゴム型１に第１のワックスを注入して、製品原型と同一形状のワックス模型５を作製する。第１のワックスは溶融状態でゴム型１の注入口２からキャビティ３内に注入され、キャビティ３内に充てんされたのち、時間の経過と共に固化が始まる。キャビティ３内で第１のワックスが固化することで、第１のワックスと第２のワックスとが一体となったワックス模型５が形成される。このワックス模型５は、図３及び図４に示したように、第１のワックスによって形成されたリング状の中実体６と、この中実体６の表面を被覆する第２のワックスによって形成されたコーティング層７とからなるものである。 In step 2, the first wax is injected into the rubber mold 1 in which the inner wall surface of the cavity 3 has been preliminarily coated with the second wax, and a wax model 5 having the same shape as the original product is produced. The first wax is injected into the cavity 3 from the injection port 2 of the rubber mold 1 in a molten state, and after filling the cavity 3, solidification begins with the lapse of time. By solidifying the first wax in the cavity 3, the wax model 5 in which the first wax and the second wax are integrated is formed. This wax model 5, as shown in FIGS. 3 and 4, is formed of a ring-shaped solid body 6 made of a first wax and a second wax covering the surface of the solid body 6. It consists of a coating layer 7.

工程３では前記中実体６とコーティング層７とからなるワックス模型５をツリー状に組み立てワックスツリー９を作製する。工程４では前記ワックスツリー９をフィラーとバインダーとからなるスラリー中に浸漬するディッピングと、スタッコをワックスツリー９に振り掛けることにより、ワックスツリー９の表面にスタッコを付着させるスタッコイングと、乾燥とを複数回繰り返し、ワックスツリー９の表面に薄いシェル層１０をコーティングする。 In step 3, a wax tree 9 is produced by assembling the wax model 5 composed of the solid body 6 and the coating layer 7 in a tree shape. In step 4, the wax tree 9 is dipped in a slurry composed of a filler and a binder, stucco is sprinkled on the wax tree 9 to adhere the stucco to the surface of the wax tree 9, and drying. A thin shell layer 10 is coated on the surface of the wax tree 9 by repeating several times.

工程５でシェル層１０を乾燥させる。この乾燥工程では、シェル層１０を自然乾燥又は真空乾燥などによって乾燥させることができる。シェル層１０を十分に乾燥させてシェル鋳型１１としたのち、工程６でシェル鋳型１１からワックスを脱ろうさせ、焼成する。脱ろう工程では、シェル鋳型１１を加熱することで内部のワックスを溶融させ、溶融したワックスをシェル鋳型１１から流し出してシェル鋳型１１内に製品原型と同一形状の空洞部１２を残す。 In step 5 the shell layer 10 is dried. In this drying step, the shell layer 10 can be dried by natural drying, vacuum drying, or the like. After the shell layer 10 is sufficiently dried to form a shell mold 11, wax is removed from the shell mold 11 in step 6 and fired. In the dewaxing step, the shell mold 11 is heated to melt the wax inside, and the melted wax is poured out from the shell mold 11 to leave a cavity 12 having the same shape as the product prototype in the shell mold 11.

上記脱ろう工程においては、シェル鋳型１１が加熱されることで内部のワックス模型５が徐々に溶融するが、シェル層１０に近く且つ融点の低いコーティング層７の方が中実体６より先に溶融して、シェル層１０に浸透可能な状態となる。そのために、中実体６が溶融して外側に向かって膨張する際に、コーティング層７がシェル層１０の内部に浸透することができる。その結果、脱ろう時のワックスの膨張に伴うシェル層１０への負荷が緩和されることになり、シェル層１０の亀裂を効果的に防ぐことができる。 In the dewaxing step, the shell mold 11 is heated to gradually melt the wax model 5 inside, but the coating layer 7 which is close to the shell layer 10 and has a low melting point melts earlier than the solid body 6. As a result, the shell layer 10 becomes permeable. Therefore, the coating layer 7 can penetrate into the shell layer 10 when the solid body 6 melts and expands outward. As a result, the load on the shell layer 10 due to expansion of the wax during dewaxing is alleviated, and cracks in the shell layer 10 can be effectively prevented.

工程７では、ワックスの脱ろうと焼成が完了したシェル鋳型１１の湯口１１ａから溶融した貴金属材料１３が流し込まれる。貴金属材料１３は、湯道１１ｂを通って各空洞部１２に導かれる。図７に示されるように、シェル鋳型１１は、空洞部１２を形成する外側のシェル層１０の厚みが薄く形成されている一方、湯道１１ｂ付近の内側のシェル層１０ａが外側に比べて厚く形成されている。そのため、空洞部１２内の貴金属材料１３は急冷される一方、湯道１１ｂ付近では貴金属材料１３が空洞部１２に比べて徐冷されることになる。その結果、製品側と湯道側とで温度勾配ができ、製品側が先に凝固してから湯道側が凝固する指向性凝固となって、結果的に製品としての貴金属には巣が生じにくくなる。 In step 7, the molten precious metal material 13 is poured from the sprue 11a of the shell mold 11 in which wax dewaxing and firing have been completed. Precious metal material 13 is led to each cavity 12 through runners 11b. As shown in FIG. 7, the shell mold 11 has an outer shell layer 10 that forms a hollow portion 12 with a thin thickness, and an inner shell layer 10a near the runner 11b that is thicker than the outer shell layer 10a. formed. Therefore, while the noble metal material 13 in the cavity 12 is rapidly cooled, the noble metal material 13 is cooled more slowly than in the cavity 12 near the runner 11b. As a result, there is a temperature gradient between the product side and the runner side, and directional solidification occurs in which the product side solidifies first and then the runner side, resulting in less porosity in the precious metal as a product. .

工程８では、シェル鋳型１１が冷えてからシェル層１０をハンマーなどで除去し、ツリーから各貴金属の固体物を切り落とす。各固体物の表面を磨きバリを落とすなどして仕上げ、製品として完成させる。 In step 8, after the shell mold 11 has cooled, the shell layer 10 is removed with a hammer or the like, cutting off each precious metal solid from the tree. The surface of each solid object is polished to remove burrs, etc., and finished as a finished product.

実施例I
上記のゴム型を用いてリング状のワックス模型を作製し、上記のセラミックシェルモールド法を用いて作製したシェル鋳型からワックスを脱ろうさせた。ここで、シェル鋳型の作製は、次のように行った。まず、コロイダルシリカ（日産化学製スノーテックス３０）と純水を２：１の体積比で混合した液を１Ｌ用意した。そこに＃３５０のジルコンフラワー４ｋｇを入れて１８時間撹拌した後、ザーンカップＮｏ．４での測定値が４８秒となるように、＃３５０のジルコンフラワー又は前述の混合液を適宜追加して粘度を調整し、第１層用のスラリーを作製した。さらに、＃２００のジルコンフラワーを用いることと、ザーンカップＮｏ．４の測定値を３８秒とすること以外は同様の手順で、第２層以降用のスラリーを作製した。そして、ワックス模型に界面活性剤（ＧＣ製シュールミスト）を噴霧し、第１層用スラリーにディッピングし、メジアン径１０３μｍのジルコンサンドをスタッコイングし、２時間乾燥させ、１回目のコーティングを完了した。その後、第２層以降用スラリーにディッピングし、前述のジルコンサンドをスタッコイングし、２時間乾燥させ、２回目のコーティングを完了した。その後、第２層以降用スラリーにディッピングし、粒径０．３～０．７ｍｍのムライトサンドをスタッコイングし、２時間乾燥させて３回目のコーティングを完了した。その後、同様の手順で、４回目のコーティングを完了した。その後、第２層以降用スラリーにディッピングし、粒径０．７～１．０ｍｍのムライトサンドをスタッコイングし、２時間乾燥させて５回目のコーティングを完了した。その後、同様の手順で、６回目のコーティングを完了した。その後、１８時間乾燥させてシェル鋳型の作製を完了した。脱ろうは、３００℃の電気炉の中で３０分間加熱することによって行った。 Example I
A ring-shaped wax pattern was produced using the above rubber mold, and the wax was dewaxed from the shell mold produced using the above ceramic shell molding method. Here, the production of the shell mold was carried out as follows. First, 1 L of a liquid obtained by mixing colloidal silica (Snowtex 30 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) and pure water at a volume ratio of 2:1 was prepared. 4 kg of #350 zircon flour was added thereto and stirred for 18 hours. #350 zircon flour or the aforementioned mixed solution was added to adjust the viscosity so that the measured value in 4 was 48 seconds, and the slurry for the first layer was prepared. Furthermore, using #200 zircon flour and Zahn cup No. Slurry for the second and subsequent layers was prepared in the same procedure except that the measurement value of 4 was set to 38 seconds. Then, the wax model was sprayed with a surfactant (GC Surmist), dipped in the slurry for the first layer, stuccoed with zircon sand with a median diameter of 103 μm, and dried for 2 hours to complete the first coating. . After that, it was dipped in a slurry for the second and subsequent layers, stuccoed with the zircon sand described above, and dried for 2 hours to complete the second coating. After that, it was dipped in a slurry for the second and subsequent layers, stuccoed with mullite sand having a particle size of 0.3 to 0.7 mm, and dried for 2 hours to complete the third coating. After that, the same procedure was used to complete the fourth coating. After that, it was dipped in a slurry for the second and subsequent layers, stuccoed with mullite sand having a particle size of 0.7 to 1.0 mm, and dried for 2 hours to complete the fifth coating. After that, the same procedure was used to complete the sixth coating. It was then dried for 18 hours to complete the preparation of the shell mold. Dewaxing was performed by heating in an electric furnace at 300° C. for 30 minutes.

ワックス模型は、第１のワックスからなる中実体と、その表面を被覆する第２のワックスからなるコーティング層とで形成されている。この実施例Iでは、第１のワックスと第２のワックスとの融点の差と、シェル鋳型からワックスを脱ろうさせた時のシェル鋳型の亀裂の有無との関係について調べた。第２のワックスをゴム型のキャビティの第１内壁面及び第２内壁面の全面に塗布した。また、第２のワックスの塗布量は、第１のワックスの注入量も含めた全体量の約３０ｗｔ％であり、第１内壁面及び第２内壁面にそれぞれ１５ｗｔ％ずつを塗布した。実施例１で使用した第１のワックスは、融点５８．５℃のFreeman製のターコイズ（製品名）であり、使用した第２のワックスは、第１のワックスより融点が３．２℃低い、融点５５．３℃の信和産業製の１９２４M（製品名）である。また、実施例２で使用した第１のワックスは、融点６２．１℃のFerris製の１５８２ブルー（製品名）であり、使用した第２のワックスは、第１のワックスより融点が２．０℃低い、融点６０．１℃のFreeman製のフィリグリーピンクフレーク（製品名）である。 A wax model is formed of a solid body made of a first wax and a coating layer made of a second wax that covers the surface of the solid body. In this Example I, the relationship between the melting point difference between the first wax and the second wax and the presence or absence of cracks in the shell mold when the wax was dewaxed from the shell mold was examined. A second wax was applied to the entire surfaces of the first inner wall surface and the second inner wall surface of the cavity of the rubber mold. The amount of the second wax applied was approximately 30 wt % of the total amount including the injection amount of the first wax, and 15 wt % was applied to each of the first inner wall surface and the second inner wall surface. The first wax used in Example 1 was Turquoise (product name) from Freeman with a melting point of 58.5°C, and the second wax used had a melting point of 3.2°C lower than the first wax. It is 1924M (product name) manufactured by Shinwa Sangyo with a melting point of 55.3°C. The first wax used in Example 2 was 1582 Blue (product name) manufactured by Ferris with a melting point of 62.1°C, and the second wax used had a melting point of 2.0°C higher than that of the first wax. Filigree pink flakes (product name) from Freeman with a melting point of 60.1°C.

上記実施例Iの結果を比較例と共に表１に示す。比較例１で使用した第１のワックスは、実施例２と同様、融点６２．１℃のFerris製の１５８２ブルー（製品名）であり、使用した第２のワックスは、第１のワックスより融点が１．２℃低い、融点６０．９℃のFerris製の１７３７アクア（製品名）である。 The results of Example I above are shown in Table 1 together with comparative examples. The first wax used in Comparative Example 1 was 1582 Blue (product name) manufactured by Ferris with a melting point of 62.1° C. as in Example 2, and the second wax used had a melting point higher than that of the first wax. is 1737 aqua (product name) manufactured by Ferris, which has a melting point of 60.9°C and a melting point of 60.9°C.

上記表１に示されるように、第１のワックスの融点より第２のワックスの融点が２℃以上低い実施例１，２では、ワックスを脱ろうさせたあとのシェル鋳型には亀裂が認められなかった。これに対して、第１のワックスとの融点差が１．２℃しかない比較例１では、ワックスを脱ろうさせたあとのシェル鋳型に亀裂が認められた。 As shown in Table 1 above, in Examples 1 and 2 in which the melting point of the second wax was lower than the melting point of the first wax by 2°C or more, cracks were observed in the shell mold after dewaxing the wax. I didn't. In contrast, in Comparative Example 1, which had a melting point difference of only 1.2° C. with the first wax, cracks were observed in the shell mold after dewaxing the wax.

実施例II
ワックス模型の作製方法、シェル鋳型の作製方法及びシェル鋳型からワックスを脱ろうさせる方法は、前記実施例Iと同様である。また、使用したワックスの組み合わせも、前記実施例１と同様である。この実施例IIでは、第２のワックスの塗布量と、シェル鋳型の亀裂の有無との関係について調べた。第２のワックスの塗布量を、第１のワックスの注入量も含めた全体量の１５ｗｔ％、２０ｗｔ％、３０ｗｔ％、４０ｗｔ％とした。 Example II
The method for making the wax pattern, the method for making the shell mold, and the method for dewaxing the shell mold are the same as in Example I above. Also, the combination of waxes used is the same as in Example 1 above. In Example II, the relationship between the amount of the second wax applied and the presence or absence of cracks in the shell mold was examined. The amount of the second wax applied was 15 wt %, 20 wt %, 30 wt %, and 40 wt % of the total amount including the injected amount of the first wax.

上記実施例IIの結果を比較例と共に表２に示す。比較例では、第２のワックスの塗布量を、第１のワックスの注入量も含めた全体量の５ｗｔ％、１０ｗｔ％、５０ｗｔ％、６０ｗｔ％とした。 The results of Example II above are shown in Table 2 together with comparative examples. In the comparative examples, the coating amount of the second wax was 5 wt %, 10 wt %, 50 wt %, and 60 wt % of the total amount including the injection amount of the first wax.

上記表２に示されるように、第２のワックスの塗布量が１５ｗｔ％～４０ｗｔ％の範囲にある実施例３～６では、ワックスを脱ろうさせたあとのシェル鋳型には亀裂が認められなかった。これに対して、第２のワックスの塗布量が実施例より少ない比較例２，３及び第２のワックスの塗布量が実施例より多い比較例４，５ではワックスを脱ろうさせたあとのシェル鋳型に亀裂が認められた。 As shown in Table 2 above, in Examples 3 to 6 in which the coating amount of the second wax was in the range of 15 wt% to 40 wt%, no cracks were observed in the shell mold after dewaxing the wax. rice field. On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3, in which the amount of the second wax applied was smaller than that in the Examples, and in Comparative Examples 4 and 5, in which the amount of the second wax applied was larger than that in the Examples, the shell after dewaxing the wax was Cracks were observed in the mold.

実施例III
ワックス模型の作製方法およびシェル鋳型からワックスを脱ろうさせる方法は、前記実施例Iと同様である。使用したワックスの組み合わせも、実施例１と同様である。この実施例IIIでは、第２のワックスからなるコーティング層が第１のワックスからなる中実部の表面を被覆する範囲と、シェル鋳型の亀裂の有無との関係について調べた。実施例７では、第２のワックスの塗布量を第１のワックスの注入量も含めた全体量の１５ｗｔ％とし、これをキャビティの第１内壁面の全面に塗布した。 Example III
The method of making the wax pattern and the method of dewaxing the wax from the shell mold are the same as in Example I above. The combination of waxes used is also the same as in Example 1. In this Example III, the relationship between the extent to which the coating layer made of the second wax covers the surface of the solid portion made of the first wax and the presence or absence of cracks in the shell mold was investigated. In Example 7, the amount of the second wax applied was 15 wt % of the total amount including the injected amount of the first wax, and this was applied to the entire surface of the first inner wall surface of the cavity.

上記実施例IIIの結果を比較例と共に表３に示す。比較例４では、第２のワックスの塗布量を実施例７と同様１５ｗｔ％とし、これをキャビティの第１内壁面の半面に塗布し、比較例５では、キャビティの第１内壁面の半面及び第２内壁面の半面に７．５ｗｔ％ずつ塗布した。ここで、半面とは、キャビティの内壁面を湯道側の半分と湯道から遠い側の半分に仮想的に区分けした場合における、湯道から遠い側の半分の面積を意味する。 The results of Example III above are shown in Table 3 together with comparative examples. In Comparative Example 4, the amount of the second wax applied was 15 wt % as in Example 7, and this was applied to half of the first inner wall surface of the cavity. 7.5 wt % was applied to each half surface of the second inner wall surface. Here, the half surface means the area of the half on the side far from the runner when the inner wall surface of the cavity is virtually divided into half on the runner side and half on the side far from the runner.

上記表３に示されるように、キャビティの第１内壁面の全面に塗布した実施例７では、ワックスを脱ろうさせたあとのシェル鋳型には亀裂が認められなかった。これに対して、キャビティの第１内壁面の半面に塗布した比較例４及びキャビティの第１内壁面及び第２内壁面の半面に同量ずつ塗布した比較例５では、ワックスを脱ろうさせたあとのシェル鋳型に亀裂が認められた。 As shown in Table 3 above, in Example 7 in which the wax was applied to the entire first inner wall surface of the cavity, no cracks were observed in the shell mold after the wax was dewaxed. On the other hand, in Comparative Example 4 in which the wax was applied to half of the first inner wall surface of the cavity and in Comparative Example 5 in which the same amount was applied to half of the first inner wall surface and the second inner wall surface of the cavity, the wax was dewaxed. Cracks were observed in the later shell mold.

１ ゴム型
１ａ 上型
１ｂ 下型
２ 注入口
３ キャビティ
３ａ 上型のキャビティ部
３ａ’ 第１内壁面
３ｂ 下型のキャビティ部
３ｂ’ 第２内壁面
４ 湯道
５ ワックス模型
６ 中実部
７ コーティング層
８ ワックス柱
９ ワックスツリー
１０ シェル層
１０ａ 内側のシェル層
１１ シェル鋳型
１１ａ シェル鋳型の湯口
１１ｂ シェル鋳型の湯道
１２ 空洞部
１３ 貴金属材料
1 rubber mold 1a upper mold 1b lower mold 2 inlet 3 cavity 3a upper mold cavity portion 3a' first inner wall surface 3b lower mold cavity portion 3b' second inner wall surface 4 runner 5 wax model 6 solid portion 7 coating Layer 8 Wax column 9 Wax tree 10 Shell layer 10a Inner shell layer 11 Shell mold 11a Shell mold sprue 11b Shell mold runner 12 Cavity 13 Precious metal material

Claims (3)

原型を作るためのゴム型のキャビティ内に、溶融した第１のワックスを注入することにより、原型のワックス模型を作製する方法において、
前記ゴム型のキャビティは対向する第１内壁面と第２内壁面とを有し、第１内壁面及び第２内壁面の少なくとも一方の内壁面の全体に、前記第１のワックスより融点が２℃以上低い第２のワックスを、前記溶融した第１のワックスの注入前に塗布し、
前記第２のワックスの塗布量を、第１のワックスの注入量と第２のワックスの塗布量との合計量の１５ｗｔ％以上で４０ｗｔ％以下とすることを特徴とするワックス模型の作製方法。 In a method for producing a prototype wax model by injecting a molten first wax into a cavity of a rubber mold for making the prototype,
The cavity of the rubber mold has a first inner wall surface and a second inner wall surface facing each other, and the entire inner wall surface of at least one of the first inner wall surface and the second inner wall surface has a melting point 2 times higher than that of the first wax . applying a second wax lower than °C prior to injection of the molten first wax ;
A method of making a wax model, wherein the amount of the second wax applied is 15 wt % or more and 40 wt % or less of the total amount of the injected amount of the first wax and the applied amount of the second wax. 前記ゴム型のキャビティの内壁面に塗布された第２のワックスは、ゴム型のキャビティ内に注入された第１のワックスの固化に伴ってその表面にコーティングされる請求項１に記載のワックス模型の作製方法。 2. The wax model according to claim 1, wherein the second wax applied to the inner wall surface of the cavity of the rubber mold coats the surface as the first wax injected into the cavity of the rubber mold solidifies. method of making. 前記第２のワックスの融点が、第１のワックスの融点をX℃としたとき、式４０≦Y≦X―２を満たす温度Y℃である、請求項１又は２に記載のワックス模型の作製方法。
3. The wax model production according to claim 1 or 2, wherein the melting point of the second wax is a temperature Y°C that satisfies the formula 40≤Y≤X-2, where the melting point of the first wax is X°C. Method.

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