層疊鑄模的造型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及層疊鑄模的造型方法，特別是涉及重復(fù)形成薄的砂層、且使其每1層固 化為規(guī)定形狀、然后使該固化后的多個砂層層疊一體化而對目標(biāo)形狀的砂鑄模進(jìn)行造型的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -直以來，作為利用多個砂層的層疊的鑄模的造型方法，例如提出了如圖8所示那 樣的利用層疊法的砂鑄模的造型方法(參照專利文獻(xiàn)1)。該方法包括如下工序:散布樹脂覆 蓋砂(樹脂覆膜砂)而形成薄的砂層的砂層形成工序;和通過照射激光使該薄薄地成層的砂 層的規(guī)定部分固化的固化工序，由此，形成砂鑄模的一個層，并且依次重復(fù)這些工序，依次 層疊與目標(biāo)砂鑄模的各水平截面形狀對應(yīng)的固化砂層，對砂的三維造型物即砂鑄模進(jìn)行造 型，在該方法中，將砂層形成工序中的第1層層疊密合在預(yù)先形成的基座上而形成，由此，以 往的照射激光束使殼砂固化的砂層由于通常非常薄、為0.1mm~0.5mm左右，因此因砂粒間 的樹脂的收縮而發(fā)生翹曲的情況多，與此相對，通過在預(yù)先形成的基座上使其層疊密合，可 以防止與水平截面形狀對應(yīng)的固化砂層的形成時的翹曲的產(chǎn)生。
[0003] 另外，作為這樣的利用層疊的鑄模的造型方法的現(xiàn)有其他手法，還提出了如圖9所 示那樣的砂鑄模的層疊造型方法(參照專利文獻(xiàn)2)。該方法包括如下工序:薄薄地層疊砂的 層疊工序;將預(yù)先制成的規(guī)定形狀的掩模配置于所層疊的砂層的上方的掩模配置工序;和 將使砂彼此結(jié)合的液態(tài)粘結(jié)劑從掩模上散布于薄薄地層疊的砂的散布工序，由此，形成砂 鑄模的1層，并且依次重復(fù)這些工序，對砂的三維造型物即砂鑄模進(jìn)行造型，因此，作為液體 粘結(jié)劑的散布中利用的噴嘴等，可以采用口徑較大的噴嘴，因此可以減少噴嘴的堵塞的產(chǎn) 生。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-168840號公報 [0007] 專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-141386號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的問題
[0009] 然而，上述專利文獻(xiàn)1中提出的那樣的利用層疊法的砂鑄模的造型方法中，由于為 通過利用照射激光的加熱使殼砂加熱固化的構(gòu)成，利用激光照射進(jìn)行加熱時，存在基于有 機(jī)物的焚燒的臭氣產(chǎn)生的問題。另外，即使可以改善翹曲的產(chǎn)生，由于激光照射的有無而在 砂層中產(chǎn)生溫度差，因此也容易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，為了松弛該應(yīng)力而存在需要二次焙燒等問 題。進(jìn)而，對規(guī)定的部分進(jìn)行激光照射并進(jìn)行加熱固化時，還存在如下問題：需要高輸出且 精密的控制，需要高價的激光照射的裝置，且由于加熱而需要非常多的能量。
[0010] 另外，上述專利文獻(xiàn)2中提出的砂鑄模的層疊造型方法是將用于使砂固化的液體 粘結(jié)劑散布從而使砂層固化的方法，由于上述液體粘結(jié)劑具有粘度，因此容易固著，由于其 長期使用而固體物附著在噴嘴內(nèi)部，存在噴嘴堵塞的問題。另外，裝置停止時，如果液體粘 結(jié)劑干燥，則噴嘴的內(nèi)部、周圍的液體粘結(jié)劑固化，因此，需要防止干燥的對策、使用后的噴 嘴的維護(hù)等的對策，存在管理麻煩的問題。進(jìn)而，上述噴嘴一旦堵塞時，難以利用洗滌等去 除堵塞物，因此噴嘴堵塞時，需要更換噴嘴本身，因此還存在花費工夫和費用的問題。
[0011]此處，本發(fā)明是以上述情況為背景而作出的，其應(yīng)解決的課題在于，提供能夠以比 較簡易的制造裝置形成、且能夠有效地抑制臭氣的產(chǎn)生、且長期使用下也不會產(chǎn)生噴嘴的 堵塞、適于量產(chǎn)的鑄模的層疊造型方法。
[0012] 用于解決問題的方案
[0013] 上述情況下，本發(fā)明人對于鑄模的層疊造型方法反復(fù)深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過使 用由水溶性粘結(jié)劑覆蓋耐火骨料而得到的覆膜砂作為型砂，并且通過水性介質(zhì)的散布和加 熱進(jìn)行形成的鑄模層的硬化或固化，從而可以全部解決上述那樣的課題，從而完成了本發(fā) 明。
[0014] 而且，本發(fā)明為了解決上述那樣的課題而在以下列舉的各種方案中可以優(yōu)選實 施。需要說明的是，以下所述的各方案可以通過任意的組合而采用。另外，本發(fā)明的方案乃 至技術(shù)特征并不限定于以下記載，應(yīng)當(dāng)理解為基于說明書整體的記載和附圖所公開的發(fā)明 思想而認(rèn)識。
[0015] (1)-種層疊鑄模的造型方法，其特征在于，對利用由型砂形成的多個鑄模層一體 地進(jìn)行層疊形成而得到的層疊鑄模進(jìn)行造型的方法，通過鑄模層形成工序，形成一個前述 鑄模層，然后重復(fù)所需要次數(shù)的該鑄模層形成工序，將依次形成的鑄模層進(jìn)行層疊一體化， 從而得到目標(biāo)立體形狀的層疊鑄模，所述鑄模層形成工序包括如下工序:第一工序，使用由 水溶性粘結(jié)劑覆蓋耐火骨料而提供的覆膜砂作為前述型砂，將其薄薄地進(jìn)行平面展開，形 成一定厚度的砂層;第二工序，使用選擇性散布手段對形成的該砂層的得到一個前述鑄模 層的部分選擇性地散布水性介質(zhì)；和第三工序，對該砂層的散布有水性介質(zhì)的部分進(jìn)行加 熱，使其硬化或固化。
[0016] (2)根據(jù)上述方案（1)所述的層疊鑄模的造型方法，其特征在于，前述選擇性散布 手段為具有形狀與一個前述鑄模層對應(yīng)的孔的掩模，在前述第二工序中，在前述砂層之上 配置該掩模，從該掩模之上散布水性介質(zhì)。
[0017] (3)根據(jù)上述方案（1)所述的層疊鑄模的造型方法，其特征在于，前述選擇性散布 手段為噴墨方式的散布裝置，在前述第二工序中，從該散布裝置通過噴墨方式僅選擇前述 砂層的提供一個前述鑄模層的部分之上來噴射水性介質(zhì)。
[0018] (4)根據(jù)上述方案（1)至上述方案(3)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中，前述水性介質(zhì)以霧狀被散布。
[0019] (5)根據(jù)上述方案（1)至上述方案(3)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中，前述水性介質(zhì)在水蒸汽或過熱水蒸汽的形態(tài)下被散布。
[0020] (6)根據(jù)上述方案（1)至上述方案(5)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中被散布的水性介質(zhì)包含能夠使前述水溶性粘結(jié)劑固化的固化劑或 固化促進(jìn)劑。
[0021] (7)根據(jù)上述方案（1)至上述方案（5)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其特 征在于，在前述第二工序中的水性介質(zhì)的散布前后，散布不溶于水的固化劑或固化促進(jìn)劑。
[0022] (8)根據(jù)上述方案（1)至上述方案(7)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其特 征在于，在前述第三工序中，通過利用發(fā)熱體的加熱或者紅外線或激光的照射，散布有前述 水性介質(zhì)的砂層部分被硬化或固化。
[0023] (9)根據(jù)上述方案（1)至上述方案(8)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其特 征在于，前述第三工序在加熱空氣、過熱水蒸汽、二氧化碳、氣體化酯和非活性氣體中的任 意氣體的氣氛中實施。
[0024] (10)根據(jù)上述方案（1)至上述方案(9)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其特 征在于，前述第三工序中，對前述砂層的水性介質(zhì)散布部分進(jìn)行加熱的同時或在該加熱之 后，對砂層吹送或通入空氣、加熱空氣、二氧化碳、氣體化酯和非活性氣體中的任意氣體。
[0025] (11)根據(jù)上述方案（1)至上述方案（10)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其 特征在于，前述第三工序中包括抽吸要實施所述第三工序的造型空間內(nèi)的氣體并排氣的工 序。
[0026] (12)根據(jù)上述方案（1)至上述方案（11)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其 特征在于，前述水性介質(zhì)的溫度為20°C~100°C。
[0027] (13)根據(jù)上述方案（1)至上述方案（12)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其 特征在于，前述水性介質(zhì)的粘度為0.01~20厘泊。
[0028] (14)根據(jù)上述方案（1)至上述方案（13)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其 特征在于，前述覆膜砂在預(yù)先加熱至40°C以上的溫度之后用于前述第一工序。
[0029] (15)根據(jù)上述方案（1)至上述方案（14)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其 特征在于，前述覆膜砂被調(diào)整為具有常溫流動性、且水分率為0.5質(zhì)量％以下。
[0030] (16)根據(jù)上述方案（1)至上述方案（15)中任一項所述的層疊鑄模的造型方法，其 特征在于，作為前述水溶性粘結(jié)劑，選擇使用熱固性樹脂、糖類、蛋白質(zhì)、合成高分子、鹽類 和無機(jī)高分子中的單獨1種或2種以上。
[0031] (17)根據(jù)上述方案（16)所述的層疊鑄模的造型方法，其特征在于，前述熱固性樹 脂為堿性甲階酚醛樹脂。
[0032] (18)根據(jù)上述方案（16)所述的層疊鑄模的造型方法，其特征在于，前述無機(jī)高分 子為水玻璃。
[0033] 發(fā)明的效果
[0034]根據(jù)這樣的本發(fā)明的層疊鑄模的造型方法，可以發(fā)揮以下列舉的各種效果。
[0035] (i)從噴嘴散布于砂層時，為基本上由水形成的水性介質(zhì)，因此長期使用下也不會 產(chǎn)生噴嘴的堵塞。
[0036] (ii)為了砂層的硬化或固化，無需施加使臭氣產(chǎn)生的高熱能量，因此可以降低臭 氣的產(chǎn)生。
[0037] (i i i)可以削減或降低二次焙燒。
[0038] (iv)不需要用于產(chǎn)生高熱能量的高輸出的裝置，可以以低的熱能量進(jìn)行砂層的硬 化或固化。
【附圖說明