JPS6224851A - 消失性の模型を用いる減圧鋳造方法 - 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） 本発明は消失性模型を鋳物砂中に埋設し、これに溶融金
属を注湯して消失性模型と溶湯との置換を行わせる消失
性の模型を用いる減圧鋳造方法に関するものである。

（従来の技術） 上記のような消失性模型を用いる鋳造方法においては、
注湯の際に容易に熱分解させることができる消失性模型
を用いることが重要であり、このためにガス発生量が１
０００℃においてＬＯ５ｃｆｆｌ／ｇで不気化残留物が
（１，０１５％である発泡ポリスチレン模型を用いるの
が一般的である。ところが発泡ポリスチレン模型を成形
するためにはアルミニウム、銅のような熱伝導率に優れ
た金型の内部に一次発泡させたポリスチロール粒状体を
圧縮空気により吹込んだうえ金型を１２０℃前後の蒸気
室で一定時間加熱して二次発泡を行わせるという工程が
必要であり、熱のまわりが不十分であると不完全発泡部
分が生じて模型の表面が凹凸状となること、逆に熱をか
けすぎると一度発泡を完了した部分が収縮し始めて金型
どおりの模型が得られないこと、模型中に含まれる水分
が乾燥するにつれて自然乾燥下では約１０日間にわたり
全体が収縮するため、４５℃前後で６時間程度加熱熟成
して収縮を完了させてしまう必要があり、溶湯の収縮率
のほかに模型の収縮率をも考慮して原型を作製する必要
があること等の多くの問題点があり、目的とする寸法形
状の鋳造品を得るには長年の経験が必要とされていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような従来の問題点を解決して、微妙な温
度制御が必要とされる二次発泡工程を省略して常温で正
確な形状に発泡を行わせることができ、しかも模型に収
縮を生ずるおそれのない消失性の模型を用いる減圧鋳造
方法を目的として完成されたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は熱分解時のガス発生量が発泡ポリスチレンより
もはるかに多（、不気化残留物の割合も大であるために
この種の消失性模型の材料としては不適当であると考え
られていた発泡ポリウレタンを積極的に使用するととも
に、これによる不利な点を塗型剤と鋳造法を工夫して解
消することができるとの研究成果に基いて完成されたも
のであって、原型を反転して得られた反転型の内部に常
温で発泡し得る液状ウレタン樹脂を発泡剤とともに注入
し、加熱することなく瞬間的な発泡を行わせて反転型と
の°接触面にインテグラルスキンドフォームが形成され
た硬質ポリウレタンフォームからなる模型を成形し、得
られた模型の外表面に加熱により通気性を生ずる塗型剤
層を層着したうえ金枠内の乾燥砂中に埋設し、金枠内を
減圧しつつ溶湯を注湯して模型の熱分解と鋳込みとを同
時に進行させることを特徴とするものである。　以下に
本発明の工程を更に詳細に説明すると、本発明において
も先ず木型、石膏型、実物等の原型（１）を準備する。

後述するように、本発明において用いられる硬質ポリウ
レタンフォームからなる模型は従来の発泡ポリスチレン
模型とは異なりそれ自体の収縮はほとんどないので、原
型＋１１は溶湯の凝固時の収縮率のみを考慮して作製す
ればよい。次にこの原型（１１は第２図及び第３図に示
すように石膏等を用いて反転されて上型（２）と下型（
３）とからなる反転型（４）が製造される。次にこれら
の上型（２）と下型（３）とからなる反転型（４）の内
部に、第４図に示すように常温で発泡し得る液状ウレタ
ン樹脂が発泡剤とともにノズル（５）から注入される０
本発明において使用される液状ウレタン樹脂は例えばポ
リエーテルポリオールとイリシアネ°−トとを反応させ
てプレポリマーとしたものであって、発泡剤としては例
えばゲル化の進行を制御するための脂肪酸アルカリを添
加した水が使用される。第４図のように液状ウレタン樹
脂と発泡剤とを別々のタンク（６）、（７）に収納して
Ｎ２ガス又は圧縮空気等の圧力により押し出し、ノズル
（５）で混合させたうえ反転型（４）の内部に注入する
二液反応型のものを使用するのが便利であるが一液型の
ものを使用しても差支えない。このような液状ウレタン
樹脂は反転型（４）の内部に注入されると加熱を行わな
くても瞬間的に発泡して硬質ポリウレタンフォームとな
るが、このとき液状ウレタン樹脂の特性上反転型（４）
との接触面にインテグラルスキンドフォームと呼ばれる
滑らかな皮膜が形成され、これを反転型（４）から取外
すと表面が滑らかで反転型（４）の内部形状のとおりに
成形された模型（８）が得られる。

次に第５図に示されるように、得られた硬質ポリウレタ
ンフォーム製の模型（８）は塗型剤（９）中に浸？！さ
れる。本°発明において用いられる塗型剤（９）は木工
用ボンド等に使用される酢酸ビニル系接着剤３〜１０（
重量）％に木節粘土１０〜１５％、珪砂７５〜８７％を
混合したうえ６０〜９０ボーメとなるように水を添加し
て泥状化したものであり、模型（８）を浸漬後引上げて
乾燥させれば模型（８）の表面に塗型剤層（９）が１〜
３鶴の均一厚さに層着される。この塗型剤層（９）は注
湯時の高温によりバインダである酢酸ビニル系接着剤が
焼失して優れた通気性を生ずるとともに耐熱性：保形性
にも優れたものである。次に第６図に示されるように、
底部に有孔減圧パイプ（１０）が敷設された金枠（１１
）の内部の乾燥砂（１２）中に模型（８）が埋設される
。有孔減圧パイプ（１０）の表面には例えば２００メソ
シユのステンレスネフ）　（１３）を貼付けて粉塵が真
空ポンプ中に吸引されることを防止するものとし、また
埋設に際しては金枠（１１）の全体に振動を加えて均−
な充填密度が得られるようにすることが好ましい。なお
、模型（８）の外部には予め同質のポリウレタンフォー
ム等からなる堰、湯口棒等を接続しておくものとする。

本発明においては、乾燥砂（１２）は直接溶湯と接触す
ることがなく単に保形の役割を果すのみであるから、高
級な鋳物砂を使用する必要はない。次に表面をビニール
シート等の合成樹脂シー）　（１４）で覆い、湯口棒の
上端部に受湯法（１５）を設置したうえ有孔減圧パイプ
（１０）から金枠（１１）の内部の空気を吸引しつつ溶
湯を注湯すれば、模型（８）は高温の溶湯と接触すると
同時に熱分解して溶湯と置換され、模型（８）の形状ど
おりに鋳込みが行われる。このとき、塗型剤層（９）も
そのバインダである有機成分が焼失して優れた通気性を
生ずるので、熱分解により発生する多量のガスは塗型剤
層（９）と乾燥砂（１２）とを介し−て有孔減圧パイプ
（１０）に吸引され、内部に気泡を生ずるおそれはない
、このようにして鋳込みが終了した後に減圧を中止して
全体をばらし、鋳造品を取り出せばよい。

（発明の効果） 本発明は以上の説明からも明らかなように、従来の発泡
ポリスチレン模型に代えて硬質ポリウレタンフォームか
らなる模型を使用するので、従来のように加熱による二
次発泡工程を必要とせず工程を簡略化できることは勿論
、加熱不足による不完全発泡や加熱過多による収縮等を
生ずることがなく、常に反転型の形状のとおりに正確な
模型を得ることができる。また、本発明においては液状
ウレタン樹脂を使用するので従来のようにポリスチロー
ル粒状体を使用するものとは異なり模型の表面が凹凸状
となることがないうえ、反転型との接触面にインテグラ
ルスキンドフォームと呼ばれる滑らかな皮膜が形成され
るので、表面肌の美しい鋳造品が得られるものである。

しかも、本発明においてはこのような模型の表面に加熱
により通気性を生ずる塗型剤層を層着したうえで乾燥砂
中に埋設して溶湯との置換を行わせるので、発泡ポリス
チレンよりもはるかに多量の熱分解ガスを発生するポリ
ウレタンフォームの模型を用いても発生ガスを急速に吸
引して排除することができ、気泡や引は巣等のない鋳造
品を得ることができる。

このように本発明は従来の発泡ポリスチレン模型を用い
た鋳造法の問題点を一掃したものであり、業界に寄与す
るところは極めて大である。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の工程を示すもので、第１図は原
型の一部切欠斜視図、第２図及び第３図は反転型の製造
工程を示す一部切欠斜視図、第４図は模型の成形工程を
示す一部切欠斜視図、第５図は塗型剤中に模型を浸漬し
た状態を示す一部切欠斜視図、第６図は注湯工程を示す
一部切欠斜視図である。 （４）二反転型、（８）：模型、（９）塗型剤層、（１
２）　：乾燥砂。 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原型を反転して得られた反転型の内部に常温で発泡し得
   る液状ウレタン樹脂を発泡剤とともに注入し、加熱する
   ことなく瞬間的な発泡を行わせて反転型との接触面にイ
   ンテグラルスキンドフォームが形成された硬質ポリウレ
   タンフォームからなる模型を成形し、得られた模型の外
   表面に加熱により通気性を生ずる塗型剤層を層着したう
   え金枠内の乾燥砂中に埋設し、金枠内を減圧しつつ溶湯
   を注湯して模型の熱分解と鋳込みとを同時に進行させる
   ことを特徴とする消失性の模型を用いる減圧鋳造方法。