TWI777455B - 大型管件砂模之製法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種針對大型管件製作之砂模之製法，主要係利用管件產品(尤其大型管件)，其輪廓往往具有「對稱性」或「相同性」以及「輪廓簡單」等特性，其輪廓造型可以運用層層建立與剝離之砂模完成，因此設計一種製法，得以製造出該大型管件之特製砂模，而簡化傳統大型管件必須以繁複之砂模製作。

Description

大型管件砂模之製法
本發明係關於一種模具製作方法，尤指一種大型管件之砂模製造方法。
產業間往往有經濟規模較小、數量少或需要特殊製造之產品，可以透過砂模鑄造予以完成並滿足所需，砂模鑄造主要在砂箱中已經有的部分砂堆中置入產品或產品之木模(形成模樣)，後於模樣周圍繼續填實砂子，取出模樣後利用澆鑄料(例如金屬溶液)澆注於該模樣取出後所形成的空間輪廓(該砂模鑄造係屬成熟技術，不以繁瑣描述，僅為簡述)。而由於砂模鑄造之技術可以運用於許多符合模樣之造型輪廓之產品，固無可厚非且有其貢獻。然而產業中有許多產品，例如「管件」產品(尤其大型管件)，其輪廓往往具有「對稱性」或「相同性」以及「輪廓簡單」等特性，其輪廓造型理當可以利用較為簡化之鑄模技術完成，然而囿於砂模製造技術成熟且成慣性，即利用木製模型製作砂模，再以高溫金屬溶液澆注砂模內成型，許多施工業者並無針對此種「對稱性」或「相同性」以及「輪廓簡單」等特性之管件提出新的鑄模方式。因此不可避免的以木製模型製作大型管件的砂模，會面臨如下問題：
一、傳統木製模型體積龐大，一個管件需要複數個木製模型製作各面的砂 模，且每個模型又需要各面的內外砂箱，因此一個管件所需要的模型及砂箱數量多，且體積龐大，故需要有較大的儲存空間與作業空間。
二、以傳統木製模型製作大型管件的砂模，因模型數量較多，故製作及組合砂模需依賴有經驗製模師傅製作，且製作時間較長，故砂模製作人工成本較高。
三、大型木製模型因模型製作難度較高，且每個管件需要多個模型，故費用昂貴。
四、木製模型因較易受潮，或因吊運、儲存等因素而容易變型受損，故需要專業木工師傅經常整修。
如果所需要的鑄模，係屬輪廓繁複，或許仍有值得以傳統砂模技術製造之必要，然而若是如前述之具有「對稱性」或「相同性」以及「輪廓簡單」等特性之管件產品(尤其大型管件)，則難免有「殺雞焉用牛刀」之憾，而有技術上予以突破之必要。
有鑑於前述，本發明人認為應有一種改善之工法，為此設計一種大型管件砂模之製法，其步驟至少包括：
一、製作一底座砂模；
製作一圓柱狀之內砂箱；該內砂箱之外徑至少不小於600mm；
製作二對稱弧瓣體合圍之外砂箱，該二對稱弧瓣體相互以螺栓固定；
製作二對稱弧瓣體合圍之實體模，該二對稱弧瓣體相互以螺栓固定；
二、在該底座砂模之表面上，由內而外依序間隔設立該內砂箱、實體模、外砂箱；
三、將鑄砂由該外砂箱與該實體模之夾層空間，以及該內砂箱與該實體模夾層空間之上方位置注入該二夾層空間；
四、待鑄砂硬化後，將該外砂箱之二弧瓣體由水平方向拆開；
五、再將該實體模之二弧瓣體由水平方向拆開；
六、待該實體模之二弧瓣體由水平方向拆開後，再將該外砂箱之二弧瓣體復位於該底座砂模上。
藉此，可以製作成一由該底座砂模之表面上，由內而外依序間隔設立該內砂箱、由該實體模讓位所形成之模穴以及外砂箱之砂模；且該模穴並連通一澆注通道。本發明無論在「創設模具」或「維修模具」以及日後成品之拆模過程，除底座砂模之必要外，都可以因藉由「水平向(橫向)、線性、二維」的路徑達成，而免除傳統因為成品的不規則而須考量多面向、立體、三維、多角度的繁瑣路徑，對於僅需要考慮「對稱性」或「相同性」以及「輪廓簡單」等特性之管件，為較簡易之製模工序，尤其針對大型管件(內徑600mm以上)，所發揮之經濟效益更為凸出。
而本發明可以達成以下之優點：
一、降低模具製作之經費。
二、解決熟練技師不足，以及技師聘請不易以及工資昂貴之問題。
三、提高澆鑄成品之成功率。
四、解決傳統木模體積龐大而導致之吊運、倉儲、保養以及場地面積之問題。
五、縮短造模的工時以及降低人工成本。
(1):底座砂模
(11):底座砂箱
(2):內砂模
(21):內砂箱
(3):外砂模
(30):隔離板
(31):外砂箱
(311):弧瓣體
(312):弧瓣體
(4):實體模
(4A):澆注通道
(4B):模穴
(41):弧瓣體
(42):弧瓣體
(5):鑄砂
(P1)、(P2):夾層空間
第一圖係本發明底座砂箱示意圖
第二圖係本發明製作內砂箱示意圖
第三圖係本發明製作二對稱弧瓣體合圍之外砂箱示意圖
第四圖係本發明製作二對稱弧瓣體合圍之實體模示意圖
第五圖係本發明隔離板示意圖
第六圖係本發明底座砂模示意圖
第七圖係本發明該內砂箱裝設於該底座砂模上示意圖
第八圖係本發明實體模裝設於該底座砂模上並套設於該內砂箱外緣相間隔之位置示意圖
第九圖係本發明外砂箱及其內側所設之隔離板，套設於該實體模外緣之該底座砂模上示意圖
第十圖係本發明將鑄砂由外砂箱與實體模之夾層空間，以及內砂箱與實體模夾層空間之上方位置注入該二夾層空間示意圖
第十一圖係本發明鑄砂硬化後，將外砂箱之二弧瓣體由水平方向拆開示意圖
第十二圖係本發明實體模之二弧瓣體由水平方向拆開示意圖
第十三圖係本發明將外砂箱之二弧瓣體復位於該底座砂模上示意圖
以下藉由圖式之配合，說明本發明之構造、特點以及實施例，俾使貴審查委員對本發明有更進一步之理解。
本發明係關於一種大型管件砂模之製法，如第六圖所示，製作一底座砂模(1)，該底座砂模(1)係先將如第一圖所示之一底座砂箱(11)充填鑄砂(5)而形成。
如第二圖所示，製作一圓柱狀之內砂箱(21)；本發明之該內砂箱(21)之外徑至少不小於600mm，因此可以於日後製作形成內徑不小於600mm之大型管件。
如第三圖所示，製作二對稱弧瓣體(311)、(312)合圍之外砂箱(31)，該二對稱弧瓣體(311)、(312)相互以螺栓固定。
如第四圖所示，製作二對稱弧瓣體(41)、(42)合圍之實體模(4)，該二對稱弧瓣體(41)、(42)相互以螺栓固定。
如第七圖所示，將該內砂箱(21)裝設於該底座砂模(1)上。
如第八圖所示，將該實體模(4)裝設於該底座砂模(1)上，並套設於該內砂箱(21)外緣相間隔之位置。
如第九圖所示，再將該外砂箱(31)及其內側所設之各隔離板(30)(配合如第五圖所示)，套設於該實體模(4)外緣之該底座砂模(1)上。
如第十圖所示，將鑄砂(5)由該外砂箱(31)與該實體模(4)之夾層空間(P1)，以及該內砂箱(21)與該實體模(4)夾層空間(P2)之上方位置注入該二夾層空間(P1)、(P2)。而該外砂箱(31)內側所設之二隔離板(30)，於拆除該外砂箱(31)二弧瓣體(311)、(312)時，該外砂箱(31)由此該二隔離板(30)分開而不致於損壞砂模。
如第十一圖所示，待該二夾層空間(P1)、(P2)因注入鑄砂(5)硬化後，由外而內形成一外砂模(3)及內砂模(2)，再將該外砂箱(31)之二弧 瓣體(311)、(312)由水平方向拆開。
如第十二圖所示，再將該實體模(4)之二弧瓣體(41)、(42)由水平方向拆開。
如第十三圖所示，待該實體模(4)之二弧瓣體(41)、(42)由水平方向拆開後形成讓位空間，再將該外砂箱(31)之二弧瓣體(311)、(312)復位於該底座砂模(1)上。藉此，可以製作一個由該底座砂模(1)及內砂模(2)和外砂模(3)所組成之實體砂模。
由前述可知，本發明「創設模具」以及「維修模具」都可以較為簡易甚至日後成品之拆模過程都可以較為簡易，除該底座砂模(1)之必要外，都可以因藉由「水平向(橫向)、線性、二維」的路徑達成，而免除傳統因為成品的不規則而須考量多面向、立體、三維、多角度的繁瑣路徑，對於僅需要考慮「對稱性」或「相同性」以及「輪廓簡單」等特性之管件，為較簡易之製模工序，尤其針對大型管件(內徑600mm以上)，所發揮之經濟效益更為凸出。
綜上所述，本發明確實符合產業利用性，且未於申請前見於刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符合可專利之要件，爰依法提出專利申請。惟上述所陳，為本發明產業上一較佳實施例，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化，皆屬本案訴求標的之範疇。
(1):底座砂模
(2):內砂模
(21):內砂箱
(3):外砂模
(31):外砂箱
(4A):澆注通道
(4B):模穴
(P1)、(P2):夾層空間

Claims (1)

  1. 一種大型管件砂模之製法，其步驟至少包括：製作一底座砂模，其中該底座砂模係先將一底座砂箱充填鑄砂而形成；製作一圓柱型之內砂箱，該內砂箱之外徑至少不小於600mm；製作二對稱弧瓣體合圍之外砂箱，該二對稱弧瓣體相互以螺栓固定；製作二對稱弧瓣體合圍之實體模，該二對稱弧瓣體相互以螺栓固定；於該底座砂模之表面上，由內而外依序間隔設立該內砂箱、實體模、外砂箱；將鑄砂由該外砂箱與該實體模之夾層空間，以及該內砂箱與該實體模夾層空間之上方位置注入該二夾層空間；待鑄砂硬化後由外而內形成一外砂模及一內砂模，將該外砂箱之二弧瓣體由水平方向拆開；再將該實體模之二弧瓣體由水平方向拆開；待該實體模之二弧瓣體由水平方向拆開後，再將該外砂箱之二弧瓣體復位於該底座砂模上；藉此，可以製作成一於該底座砂模之表面上，由內而外依序間隔設立該內砂箱、由該實體模讓位所形成之模穴、外砂箱之砂模；且該模穴並連通一澆注通道，其中該外砂箱內側設一隔離板，於拆除該外砂箱二弧瓣體時，該外砂箱由該隔離板分開而不致於損壞砂模。
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