JP4632563B2

JP4632563B2 - Mold for manufacturing foamed resin block for vanishing model

Info

Publication number: JP4632563B2
Application number: JP2001064172A
Authority: JP
Inventors: 正俊斎藤; 俊明大越
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP2002264163A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造用消失模型を作製するのに適した発泡樹脂ブロック及び同発泡樹脂ブロックを製造するための金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば発泡ポリスチレン等で成形した模型を鋳物砂の中に埋め、溶湯を注入することで模型を消失させるとともに、模型部分を溶湯で置換して模型と同形状の鋳造品を製造するようないわゆるフルモールド鋳造法が知られており、このような模型の作製は、従来は直方体の発泡ポリスチレンブロック等から手作りで切出して作製していたが、近年では、ＮＣマシンで切削する方法が主流になっている。
また、大型模型の場合、発泡ポリスチレンブロックのサイズも、例えば９２０ｍｍ×１８２０ｍｍ×４２０ｍｍの程度のものや、１２２０ｍｍ×２４００ｍｍ×５００ｍｍ程度のもの等、厚みが４００ｍｍを超えるサイズのものが多用されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような大きいブロックから模型を作製する場合、ＮＣマシンの切削スピードを上げて作製時間を短縮することが望まれるが、切削スピードを上げると粒子が飛び散って模型表面に多数の凹凸が発生するようになり、鋳造品の鋳肌を綺麗にすることが出来ない。そしてこのことは、特に粒子の径が小さい場合は切削スピードを上げても比較的表面が綺麗であり、粒径が大きくなるに連れて表面の凹凸が激しくなるような傾向にある。
【０００４】
一方、発泡ポリスチレンブロック等の製造は、蒸気により発泡性樹脂粒子を予備発泡させて発泡粒子を製造した後、この発泡粒子を密封金型に充填して金型内に蒸気を吹き出すことにより、発泡粒子を融着させてブロック化する方法が一般的であるが、この際の発泡粒子の融着率も、切削時の模型表面の凹凸の発生に影響し、融着率が８０％程度以上であると、切削スピードを上げても比較的表面が綺麗であり、８０％程度以下であると、表面の凹凸が激しくなるような傾向にある。
しかしながら、このような融着は、発泡粒子の粒径が大きいほど粒子間に蒸気が入り易くなって、例えば予備発泡前の発泡性樹脂粒子の粒径が１．０ｍｍ程度以上のものは比較的容易に製造出来るものの、発泡性樹脂粒子の粒径が０．４〜０．９ｍｍ程度の小さいものを使用して、例えば４００ｍｍ程度以上の厚みのブロックを製造しようとすると、中心部等では粒子間に蒸気が入り込みにくくなって、融着率を８０％程度以上にするのが非常に難しかった。
このような場合、融着率を上げるため、蒸気元圧力を上げるか、蒸気加熱時間を上げるような方法が考えられるが、この場合は、作業性を低下させるだけでなく、いずれも成形品の外観が収縮してしまいＮＣマシンにセットしずらくなったり、切削後の成形品の寸法変化が大きなものとなってしまう等の問題がある。
すなわち、融着率が高くまた粒径が小さい場合には、切削スピードを上げても模型の表面を綺麗に維持することが出来るが、このような消失模型用発泡樹脂ブロックを成形することは困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、予備発泡前の発泡性樹脂粒子の粒径が０．４〜０．９ｍｍ程度の小さいものを使用してブロックを製造する際、成形後の収縮が少ない発泡面圧でも融着率が８０％以上確保出来るようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、発泡性樹脂粒子を予備発泡させた発泡粒子を金型内に充填し、金型内に蒸気を吹き出すことにより発泡粒子を融着させて厚み４００ｍｍ以上の消失模型用発泡樹脂ブロックを製造する金型において、金型の蒸気吹き出し孔の形状を、細長形状のスリット溝とし、このスリット溝の最大開孔幅を０．８ｍｍ以下にするとともに、該スリット溝の長さ方向の両端コーナ部に、型の外側の長さより型の内側の長さの方が広がるテーパ部を設け、また、少なくとも厚み方向の正面と背面の対向二面の蒸気吹き出し孔の開孔率を、当該面の全面積の４〜２５％であるようにした。

【０００７】
すなわち、融着率を８０〜９０％レベルまで上げる方法として、蒸気元圧力を上げるか、蒸気加熱時間を上げるような方法が考えられるが、この場合は、いずれも成形品の外観が収縮してしまい、作業性が低下するとともに、ＮＣマシンにセットしずらくなったり、切削後の成形品の寸法変化が大きくなる等の問題がある。また融着率を上げる他の方法として、高周波加熱成形も考えられるが、大型成形品の場合は、実用的とは言い難い。
そこで、本発明では、蒸気吹き出し孔の形状を細長形状のスリット溝とし、このスリット溝の長さ方向の両端コーナ部に、型の外側の長さより型の内側の長さの方が広がるテーパ部を設けるとともに、少なくとも蒸気を最初に吹き出す正面と背面の対向二面（一般的に厚み方向）の蒸気吹き出し孔の開孔率を４〜２５％にするようにした。そして、こうすることで、例えば４００ｍｍ以上の厚みのブロックを製造しても、中心部の融着率を８０％以上にすることが出来る。
また、スリット溝の長さ方向の両端コーナ部に、型の外側の長さより型の内側の長さの方が広がるテーパ部を設けることにより、発泡ブロック製品を製造した後、製品を押し出す際、スリット溝に食い込んだ粒子等が引っ掛かって脱落するのを防止でき、目詰まり等を生じにくくすることができる。
【０００８】
尚、ある面の蒸気吹き出し孔の開孔率とは、（当該面に形成される蒸気吹き出し孔の総面積）／（当該面の全面積）×１００であり、また大型ブロック品成形用金型は矩形状のボックス型で、従来一般の各面の蒸気開孔率は２．５〜３．３％程度である。そして、このような金型には、最初に蒸気を吹き出す厚み方向の両面（正面と背面）以外の各面にも蒸気吹き出し孔が形成されているが、厚み方向以外の側面の蒸気吹き出し孔は、最初の蒸気吹き込みの段階では空気等の排出孔となり、一定時間経過後、蒸気吹き出し孔として蒸気が吹き出されるようになるが、ブロック体の融着率を上げるためには、最初に蒸気を吹き出す厚み方向の吹き出し孔の開孔率が特に重要となる。このため、本発明では、少なくとも正面と背面の蒸気吹き出し孔の開孔率を４〜２５％にしている。
勿論、側面等のその他の面の蒸気吹き出し孔の開孔率を同程度にするのは自由であるが、あまり開孔率を上げすぎると、脱型時に、側面等の蒸気吹き出し孔に粒子が食い込み発泡粒子が付着して、目詰まりを起こし易くなる場合があり、４％以下の開孔率にしておくことが好ましい。
【０００９】
また、平均粒径０．４〜０．９ｍｍの発泡性樹脂粒子を使用して予備発泡した場合、模型として適切なブロック密度である１５ｋｇ／ｍ^３〜１８ｋｇ／ｍ^３のうち１５ｋｇ／ｍ^３程度にするためには、発泡の平均粒径は１．０ｍｍ程度になり、蒸気吹き出し孔の最大開孔幅を大きくし過ぎると、発泡粒子が蒸気吹き出し孔に食い込みすぎたり、詰まったりするような不具合が発生する。
このため、蒸気吹き出し孔の最大開孔幅は、粒径の最小値以下となることを見込んで０．８ｍｍ以下とする。
尚、蒸気吹き出し孔の開孔率は大きければ大きいほど好ましいが、例えば金型の材料として、断面がクサビ状のウェッジワイヤを等間隔に並べたウェッジワイヤスクリーンと呼ばれる多目的スクリーンを使用すると、開孔率を上げることが可能である。
しかし、この場合でも金型の強度を考慮すると最大２５％程度が限度であり、このため、蒸気吹き出し孔の開孔率を４〜２５％にする。
【００１０】
また、前記金型を、通常使用されているような金属板で作製する場合には、一般的には蒸気吹き出し孔を切削加工により形成するため、この場合には、少なくとも厚み方向の正面と背面の対向二面の蒸気吹き出し孔の開孔率を、当該面の全面積の４〜８％にすることが好ましい。
【００１１】
すなわち、金型の材質を金属板にする場合、通常、厚み８〜１０ｍｍ程度のアルミニウム板を使用するのが一般的であり、このようなアルミニウム板に最大開孔幅０．８ｍｍ以下の蒸気吹き出し孔を形成しようとすると、開孔率の実用限度は強度上または加工上８％程度が最大である。
このため、金型の材質を金属板にする場合、蒸気吹き出し孔の開孔率の上限を８％にする。
【００１２】
なお、このような金型で成型される消失模型用発泡樹脂ブロックは、予備発泡前の発泡性樹脂粒子の平均粒径が０．４〜０．９ｍｍで、該ブロックの中心部の融着率が８０％以上であり、また少なくとも正面と背面の対向二面の蒸気開孔跡模様面積が、当該面の全面積の４．５％〜２５％にすることができる。
【００１３】
ここで、蒸気開孔跡模様とは、発泡粒子を融着させるための金型の蒸気吹き出し孔が発泡ブロックの表面に転写した跡であり、蒸気開孔跡模様面積とは、その面積のトータルである。
また一般的に金型の蒸気吹き出し孔をアルミニウム板等の金属板に切削加工する時は、金型の外面から内面に向けてテーパ状に形成され、内面側の開孔面積が広がっているのが一般的であるため、蒸気吹き出し孔の開孔率が４％程度の場合は、開孔跡模様面積は４．５％程度になる。
また、前述のように、ウェッジワイヤスクリーンと呼ばれる多目的スクリーンを使用することにより、開孔率を２５％程度に高めることが出来るため、開孔跡模様面積の最大は２５％程度になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る発泡樹脂ブロック製造用金型の一例を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は本発明に係る発泡樹脂ブロックの一例を示す斜視図である。
【００１５】
本発明に係る発泡樹脂ブロック製造用金型は、フルモールド鋳造法に用いられる消失模型を製造するための発泡樹脂ブロックの製造に適した金型の技術に関し、比較的大型の模型の作製をＮＣマシン等により切削加工で行う際、切削スピードを上げても粒子が飛び散りにくく、面粗度の悪化が抑制されて、鋳造品の鋳肌を綺麗にすることが出来るようにされている。
【００１６】
ここで、模型の作製に使用するためのブロック密度としては、あまり低すぎると模型が変形して鋳造品の寸法精度が悪くなり、また、あまり高すぎると溶湯注湯時に模型が気化する際、ガス発生量が多くなって鋳造欠陥が生じやすくなるため、一般的に１５〜１８ｋｇ／ｍ^３程度のものが使用されている。
そして、従来は、密度１５ｋｇ／ｍ^３程度で平均発泡粒子径が１ｍｍ程度の発泡樹脂ブロックは、４００ｍｍ程度以上の厚みになると中心部まで蒸気が通りにくくなって、中心部の融着率を上げることが出来なかった。
【００１７】
そこで本発明は、予備発泡した発泡粒子を蒸気で融着させる金型において、蒸気開孔率を現状以上に上げることで、低圧蒸気でも高融着率の厚物ブロックを製造出来るようにし、また発泡面圧を下げて成形品の収縮防止が図れるようにしたものである。
【００１８】
発泡樹脂ブロック製造用金型１は、図１に示すように、一面側が開放されたボックス型の固定型２と、この固定型２の開放面を遮蔽または開放自在な可動型３を備えており、固定型２の上部附近には、予備発泡した発泡粒子を充填するための複数の充填口４が設けられるとともに、固定型２の裏面側には、成形した樹脂ブロック製品を押出すための押出しピン５が設けられ、また、固定型２や可動型３には、型内に蒸気を吹き出すための蒸気吹き出し孔としてのスリット溝６が多数設けられている。
【００１９】
そして、このような固定型２、可動型３は、実施例の場合、アルミニウム板にスリット溝６を設けることにより構成され、またスリット溝６の両端コーナ部は、図２、図３に示すように、型の内外方向に向けてテーパ部ｔが形成され、型の外側の長さより型の内側の長さの方が広がるようにされている。
これは、発泡ブロック製品を製造した後、製品を押出す際、スリット溝６に食い込んだ粒子等がコーナ部に引っ掛かって脱落するのを防止し、目詰まり等を生じにくくするためである。
【００２０】
また、スリット溝６の開孔幅がｈで、実質開孔長さがｉで、例えば図１の可動型３において、全域に亘って合計ｎ個のスリット溝６が形成されている場合、可動型の横幅がａ、縦長がｂであるとすれば、この面の開孔率は、（ｈ×ｉ×ｎ）／（ａ×ｂ）であり、本実施例では、開孔幅ｈを０．８ｍｍ以下にし、また可動型３の面とその対向面の開孔率を４％以上８％以下にし、側面等の開孔率を４％以下の２〜３．５％程度にしている。
また、固定型２の厚みｃは４００ｍｍ以上にし、成形する発泡樹脂ブロックＲの厚みが４００ｍｍ以上になるようにしている。
【００２１】
そして、不図示の予備発泡型を使用して、粒径が０．４〜０．９ｍｍ程度の発泡性樹脂粒子を発泡させ、次いで、この予備発泡した発泡粒子を充填口４から金型１に充填し、充填口４を封止した後、最初に可動型３の面及びその対向面のスリット溝６から蒸気を吹き付ける。この可動型３の面及びその対向面は、蒸気成形に重要な大面積であり、この最初の蒸気流入により粒子間の空気を排除して側面のスリット溝６からこれを排出し、融着を促進させる。
次いで、約１０秒程度経過後、側面のスリット溝６からも蒸気を吹き出して全体の融着度を高める。
【００２２】
そして、融着が完了すると、可動型３を開いて押出しピン５によりブロック製品を押出すと、図４に示すような発泡樹脂ブロックＲが取出される。
そしてこの発泡樹脂ブロックＲの表面には、蒸気開孔跡模様ｍが形成されており、この蒸気開孔跡模様ｍは、スリット溝６の金型内部側の形状が転写されたものとなり、例えば金型のスリット溝６の開孔率が４％程度の場合、蒸気開孔跡模様ｍの面積率は４．５％程度となる。
【００２３】
（実施例及び比較例）
以上のような金型１の寸法や、開孔率（スリット溝６の数）等を変化させて、ブロック密度１６ｋｇ／ｍ^３の発泡ポリスチレンのブロックを製造し、発泡面圧、融着率、外観収縮、切削性等を調査した。
ここで発泡面圧については、蒸気圧力を変化させた場合と、加熱条件を一定にした場合との両方について調査し、融着率については、厚み方向の中心部３０ｍｍ厚の一定面積の粒子の融着率を調査した。また、外観収縮については、一部分でも凹みが生じていないかどうかを調査し、切削性については、回転刃を８０００ｒｐｍで回転させながら、送り速度を４〜８ｍ／ｍｉｎまで変化させた時に、粒子が飛び散った後の凹みの有無によって優劣を測定した。
この結果は、表１の通りである。
【００２４】
【表１】

【００２５】
この結果、ＮＯ１、２のように、予備発泡前の発泡樹脂粒子の粒径が小さくても融着率が７０％以下であれば、切削した際に小さな凹みが多く発生して平滑性に劣ることが判り、また、ＮＯ３、４、５のことから、ＮＯ１、２に較べて開孔率を上げ、しかも融着率を８０％以上にすることにより、切削性が良好になることが判った。
また、ＮＯ６、７、８、９のことから、予備発泡前の発泡樹脂粒子の粒径が大きくなると、発泡面圧を下げても高い融着率を得ることが出来るが、いかに融着率が良くても切削スピードを上げるに連れて大きい粒子の飛散が発生し、凹みの深さが深くなって結果的に切削性が劣ることも判った。
【００２６】
また、ＮＯ１０、１１のことから、厚みが４２５ｍｍに増えると、従来の開孔率では外観収縮が発生することが判り、ＮＯ１２、１３のことから、開孔率を４％以上にあげると、外観収縮が発生しなくなることが判った。
更に、ＮＯ１４、１５のことから、開孔率を最大に近い８％にした場合には、低圧の発泡面圧でも外観収縮が発生せず、切削性も良好であることが判った。
【００２７】
尚、以上の金型１の蒸気吹き出し孔はアルミニウム板にスリット溝６を設けた場合であり、この場合は、スリット溝６を加工する際の数の制限や、金型の強度上の制限等から、最大開孔率が８％程度であるが、アルミニウム板の代わりに、ウェッジワイヤスクリーンと呼ばれる多目的スクリーンを使用すれば、８％以上の開孔率を得ることが出来、蒸気開孔跡模様面積率を２５％程度まで高めることが出来る。そして、この場合も外観収縮性や切削性等は良好である。
【００２８】
以上のことから、消失模型作製用の厚み４００ｍｍ以上の発泡樹脂ブロックとしては、予備発泡前の発泡性樹脂粒子の粒径が０．４〜０．９ｍｍで、中心部の融着率が８０％以上、少なくとも正面と背面の対向二面の蒸気開孔跡模様面積が全面積の４．５〜２５％になるようにすることで、ＮＣマシン等で切削加工しても面粗度を良好にすることが出来、鋳造品に鋳肌を美肌に出来ることが確認された。
【００２９】
尚、本発明は、以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば金型の最初に蒸気を吹き出す対向両面以外の面も、開孔率を上げるようにしても良く、また、スリット溝６を成形する際、例えば横方向に一杯の長さで成形し、中間部を縦方向の複数の補強材で補強するようにしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る発泡樹脂ブロック製造用金型は、予備発泡させた発泡粒子に蒸気を吹き付けて発泡粒子を融着させて厚み４００ｍｍ以上の発泡樹脂ブロックを製造する金型において、金型の蒸気吹き出し孔の形状を細長形状のスリット溝とし、このスリット溝の最大開孔幅を０．８ｍｍにするとともに、該スリット溝の長さ方向の両端コーナ部に、型の外側の長さより型の内側の長さの方が広がるテーパ部を設け、また、少なくとも厚み方向の正面と背面の対向二面の蒸気吹き出し孔の開孔率を、当該面の全面積の４〜２５％であるようにしたため、小粒子の最大発泡にも拘わらず製品の外観収縮がなく、また、切削時の表面を平滑にすることが出来、鋳造品の鋳肌を綺麗にすることが出来、しかも製品を製造した後、脱型時にスリット溝に食い込んだ粒子が脱落するような不具合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発泡樹脂ブロック製造用金型の一例を示す斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図４】本発明に係る発泡樹脂ブロックの一例を示す斜視図
【符号の説明】
１…金型、６…スリット溝、Ｒ…発泡樹脂ブロック、ｍ…蒸気開孔跡模様。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a foamed resin block suitable for producing a disappearance model for casting and a mold for producing the foamed resin block.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a model molded with foamed polystyrene or the like is buried in foundry sand, and the model disappears by injecting molten metal, and the model part is replaced with molten metal to produce a cast product having the same shape as the model. The so-called full mold casting method is known. Conventionally, such a model has been manufactured by hand cutting from a rectangular foam polystyrene block or the like, but in recent years, the method of cutting with an NC machine has become mainstream. It has become.
In the case of a large model, the size of the expanded polystyrene block is, for example, a size of about 920 mm × 1820 mm × 420 mm, a size of about 1220 mm × 2400 mm × 500 mm, etc. It has become.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when manufacturing a model from such a large block, it is desirable to increase the cutting speed of the NC machine to shorten the manufacturing time. However, when the cutting speed is increased, particles are scattered and many irregularities are generated on the surface of the model. As a result, the cast surface of the cast product cannot be cleaned. This is particularly true when the particle diameter is small, even if the cutting speed is increased, the surface is relatively clean, and the surface irregularities tend to become severe as the particle size increases.
[0004]
On the other hand, in the production of expanded polystyrene blocks, foamed resin particles are pre-foamed by steam to produce foamed particles, and then the foamed particles are filled into a sealing mold and steam is blown into the mold to foam. The method of fusing particles to form a block is common, but the fusion rate of the foamed particles at this time also affects the generation of irregularities on the model surface during cutting, and the fusion rate is about 80% or more. If it is, the surface is relatively clean even if the cutting speed is increased, and if it is about 80% or less, the surface unevenness tends to become severe.
However, in such fusion, the larger the particle size of the foamed particles, the easier the vapor enters between the particles. For example, the foamed resin particles before preliminary foaming having a particle size of about 1.0 mm or more are relatively Although it is easy to manufacture, if a foamed resin particle having a particle size of about 0.4 to 0.9 mm is used and a block having a thickness of, for example, about 400 mm or more is to be manufactured, the center portion or the like has a gap between the particles. It was very difficult to make the fusion rate about 80% or more because it was difficult for the steam to enter.
In such a case, in order to increase the fusion rate, a method of increasing the steam source pressure or increasing the steam heating time can be considered, but in this case, not only the workability is lowered, but all of the molded products There are problems such as shrinking the appearance and making it difficult to set in the NC machine, and dimensional change of the molded product after cutting becomes large.
That is, when the fusion rate is high and the particle size is small, the surface of the model can be maintained clean even if the cutting speed is increased, but it is difficult to mold such a foamed resin block for the disappearing model. Met.
[0005]
Therefore, in the present invention, when a block is manufactured using a foamed resin particle having a particle diameter of about 0.4 to 0.9 mm before pre-foaming, it can be fused even with a foaming surface pressure with little shrinkage after molding. The purpose is to ensure a rate of 80% or more.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention fills foamed particles obtained by pre-foaming expandable resin particles in a mold, and blows the steam into the mold to melt the foamed particles, thereby eliminating the thickness of 400 mm or more. In the mold for producing the model foam resin block, the shape of the steam blowing hole of the mold is an elongated slit groove, and the maximum opening width of the slit groove is 0.8 mm or less, and the slit groove At both corners in the length direction, a taper portion is provided in which the inner length of the die is wider than the outer length of the die, and at least two steam blowing holes facing the front and back in the thickness direction are opened. The rate was 4-25% of the total area of the surface.

[0007]
That is, as a method of raising the fusion rate to the 80 to 90% level, a method of raising the steam source pressure or raising the steam heating time can be considered, but in this case, the appearance of the molded product shrinks in any case. As a result, workability deteriorates, and it becomes difficult to set in the NC machine, and the dimensional change of the molded product after cutting increases. As another method for increasing the fusion rate, high-frequency heat molding is also conceivable, but it is difficult to say that it is practical in the case of a large molded product.
Therefore, in the present invention, the shape of the steam blowout hole is an elongated slit groove, and the taper portion in which the inner length of the die is wider than the outer length of the die at both corner portions in the length direction of the slit groove. In addition, the opening ratio of the steam blowing holes on at least two opposite faces (generally in the thickness direction) of the front face and the rear face where steam is first blown out is set to 4 to 25%. By doing so, for example, even if a block having a thickness of 400 mm or more is manufactured, the fusion rate of the central portion can be made 80% or more.
In addition, when the foam block product is manufactured by extruding the foam block product by providing a taper portion where the inner length of the die is wider than the outer length of the die at both corners in the length direction of the slit groove, when extruding the product, It is possible to prevent particles and the like that have digged into the slit grooves from falling off and to prevent clogging and the like from occurring.
[0008]
The opening ratio of the steam blowing holes on a certain surface is (total area of the steam blowing holes formed on the surface) / (total area of the surface) × 100, and a mold for molding a large block product Is a rectangular box type, and the steam opening rate of each surface in the past is about 2.5 to 3.3%. And in such a mold, the steam blowing holes are formed on each surface other than the both sides (front and back) in the thickness direction where steam is first blown out. At the initial stage of blowing steam, it becomes a discharge hole for air, etc., and after a certain period of time, steam is blown out as a steam blowout hole. The opening ratio of the blowout holes in the thickness direction to be blown out is particularly important. For this reason, in this invention, the aperture ratio of the steam blowing hole of the front and back is made into 4-25% at least.
Of course, it is free to make the steam blowing holes on the other surfaces such as side surfaces the same, but if the hole opening rate is increased too much, particles are removed from the steam blowing holes on the side surfaces when demolding. There are cases where the biting foam particles adhere and clogging is likely to occur, and it is preferable that the porosity is 4% or less.
[0009]
The average particle diameter if the pre-expanded using a foaming resin particles of 0.4 to 0.9 mm, 15 kg / ^{m 3} approximately of 15kg ^/ ^{m 3} ~18kg ^/ m 3 is a suitable block density as Model In order to achieve this, the average particle diameter of the foam will be about 1.0 mm, and if the maximum opening width of the steam blowing hole is too large, the foam particles will bite into the steam blowing hole or become clogged. Will occur.
For this reason, the maximum opening width of the steam blowing hole is set to 0.8 mm or less in anticipation of being less than the minimum value of the particle diameter.
In addition, the larger the opening ratio of the steam blowout holes, the better. However, for example, when a multipurpose screen called a wedge wire screen having wedge-shaped cross sections arranged at equal intervals is used as a mold material, It is possible to increase the rate.
However, even in this case, when the strength of the mold is taken into consideration, the maximum is about 25%. For this reason, the opening ratio of the steam blowing holes is set to 4 to 25%.
[0010]
Further, when the metal mold is made of a metal plate that is usually used, the steam blowout holes are generally formed by cutting. In this case, at least the front and back surfaces in the thickness direction are used. It is preferable that the opening ratio of the steam blowout holes on the opposite two surfaces is 4 to 8% of the total area of the surface.
[0011]
That is, when the metal mold is made of a metal plate, an aluminum plate having a thickness of about 8 to 10 mm is generally used, and a steam blowout with a maximum opening width of 0.8 mm or less is applied to such an aluminum plate. When trying to form holes, the practical limit of the opening ratio is about 8% in terms of strength or processing.
For this reason, when the metal mold is made of a metal plate, the upper limit of the steam blowing hole opening rate is set to 8%.
[0012]
Incidentally, evaporative pattern for foamed resin block is molded in such a mold has an average particle size of the spare before foaming of the foamable resin particles 0.4 to 0.9 mm, fused in the center of the block The rate is 80% or more, and at least the surface area of the steam hole traces on the opposite two surfaces of the front surface and the back surface can be 4.5% to 25% of the total area of the surface.
[0013]
Here, the steam hole trace pattern is a trace of the vapor blow hole of the mold for fusing the foam particles transferred to the surface of the foam block, and the steam hole trace pattern area is the total of the area. It is.
In general, when cutting a metal steam blow hole into a metal plate such as an aluminum plate, it is formed in a tapered shape from the outer surface to the inner surface of the mold, and the hole area on the inner surface side is widened. Therefore, when the opening ratio of the steam blowout holes is about 4%, the opening pattern area is about 4.5%.
Further, as described above, by using a multipurpose screen called a wedge wire screen, the hole area ratio can be increased to about 25%, so that the maximum area of the hole trace pattern is about 25%.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a perspective view showing an example of a mold for producing a foamed resin block according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4 is a perspective view showing an example of a foamed resin block according to the present invention.
[0015]
Foamed resin block producing mold in accordance with the present invention relates to a foamed resin block mold technology suitable for the manufacture of for manufacturing a fugitive pattern used in the full mold casting process, the fabrication of relatively large size of the model When performing cutting with an NC machine or the like, particles are not likely to scatter even if the cutting speed is increased, and the deterioration of surface roughness is suppressed, so that the cast surface of the cast product can be made clean.
[0016]
Here, as the block density for use in the production of the model, if the model is too low, the model deforms and the dimensional accuracy of the cast product deteriorates.If the model is too high, the model vaporizes during the pouring of the molten metal. Since the amount of gas generation increases and casting defects are likely to occur, generally those of about 15 to 18 kg / m ³ are used.
Conventionally, in a foamed resin block having a density of about 15 kg / m ³ and an average foamed particle diameter of about 1 mm, when the thickness is about 400 mm or more, it becomes difficult for steam to pass to the center, thereby increasing the fusion rate of the center. I couldn't.
[0017]
Therefore, the present invention makes it possible to produce a thick block having a high fusion rate even with low-pressure steam by increasing the steam opening rate in the mold for fusing pre-expanded foam particles with steam. The foaming surface pressure is lowered so that the molded product can be prevented from shrinking.
[0018]
As shown in FIG. 1, the foamed resin block manufacturing mold 1 includes a box-type fixed mold 2 that is open on one side, and a movable mold 3 that can shield or open the open surface of the fixed mold 2. A plurality of filling ports 4 for filling pre-foamed expanded particles are provided near the upper part of the fixed mold 2, and an extrusion for extruding the molded resin block product is provided on the back side of the fixed mold 2. A pin 5 is provided, and the fixed mold 2 and the movable mold 3 are provided with a number of slit grooves 6 as steam blowing holes for blowing steam into the mold.
[0019]
In the case of the embodiment, the fixed mold 2 and the movable mold 3 are configured by providing slit grooves 6 on an aluminum plate, and the corner portions at both ends of the slit grooves 6 are as shown in FIGS. In addition, a taper portion t is formed toward the inside and outside of the mold so that the inner length of the mold is wider than the outer length of the mold.
This is because, after the foam block product is manufactured, when the product is extruded, particles or the like that have digged into the slit groove 6 are prevented from being caught by the corner portion and falling off, and clogging or the like is less likely to occur.
[0020]
Further, when the slit groove 6 has an opening width h and a substantially opening length i, for example, in the movable mold 3 of FIG. 1, a total of n slit grooves 6 are formed over the entire area. If the horizontal width of the mold is a and the vertical length is b, the hole area ratio of this surface is (h × i × n) / (a × b). In this embodiment, the hole width h is 0. .8 mm or less, the aperture ratio of the surface of the movable mold 3 and the opposing surface thereof is 4% or more and 8% or less, and the aperture ratio of the side surface or the like is 4% or less, about 2 to 3.5%.
Further, the thickness c of the fixed mold 2 is set to 400 mm or more, and the thickness of the foamed resin block R to be molded is set to 400 mm or more.
[0021]
Then, using a pre-foaming mold (not shown), foamable resin particles having a particle size of about 0.4 to 0.9 mm are foamed, and then the pre-foamed foam particles are transferred from the filling port 4 to the mold 1. After filling and sealing the filling port 4, first, steam is blown from the surface of the movable mold 3 and the slit groove 6 on the opposite surface. The surface of the movable mold 3 and the opposing surface have a large area important for steam forming. By this first steam inflow, air between particles is removed and discharged from the slit groove 6 on the side surface, and fusion is performed. Promote.
Next, after about 10 seconds, steam is blown out from the slit grooves 6 on the side surface to increase the degree of fusion.
[0022]
When the fusion is completed, when the movable mold 3 is opened and the block product is extruded by the extrusion pin 5, the foamed resin block R as shown in FIG. 4 is taken out.
A vapor hole trace pattern m is formed on the surface of the foamed resin block R. The vapor hole trace pattern m is obtained by transferring the shape of the slit groove 6 on the inner side of the mold. When the opening ratio of the slit groove 6 of the mold is about 4%, the area ratio of the steam opening trace m is about 4.5%.
[0023]
(Examples and Comparative Examples)
By changing the dimensions of the mold 1 as described above, the hole area ratio (number of slit grooves 6), etc., a block of foamed polystyrene having a block density of 16 kg / m ³ is manufactured, and the foaming surface pressure, the fusion rate, The appearance shrinkage, machinability, etc. were investigated.
Here, regarding the foaming surface pressure, both the case where the steam pressure is changed and the case where the heating condition is made constant are investigated, and the fusion rate is about the constant area of the 30 mm thick central portion in the thickness direction. The fusion rate was investigated. Further, regarding the appearance shrinkage, it was investigated whether or not a dent was generated even in a part, and regarding the machinability, when the feed rate was changed to 4 to 8 m / min while rotating the rotary blade at 8000 rpm, The superiority or inferiority was measured by the presence or absence of dents after scattering.
The results are shown in Table 1.
[0024]
[Table 1]

[0025]
As a result, as in NO 1 and 2, even if the particle diameter of the expanded resin particles before preliminary foaming is small, if the fusion rate is 70% or less, many small dents are generated when cutting and the smoothness is poor. From the results of NO3, 4, and 5, it was found that cutting efficiency was improved by increasing the hole area ratio compared to NO1 and 2, and by making the fusion rate 80% or more. .
In addition, since NO6, 7, 8, and 9 increase the particle size of the foamed resin particles before preliminary foaming, a high fusion rate can be obtained even if the foaming surface pressure is lowered. At best, it was found that as the cutting speed was increased, scattering of large particles occurred and the depth of the dent increased, resulting in poor cutting performance.
[0026]
In addition, it can be seen from NO10 and 11 that when the thickness is increased to 425 mm, appearance shrinkage occurs in the conventional open area ratio. From NO12 and 13, when the open area ratio is increased to 4% or more, the external appearance is reduced. It was found that no shrinkage occurred.
Furthermore, from NO14 and 15, it was found that when the open area ratio was set to 8% which was close to the maximum, appearance shrinkage did not occur even at a low foaming surface pressure and the machinability was good.
[0027]
The above-described steam blowout hole of the mold 1 is a case where the slit groove 6 is provided in the aluminum plate. In this case, the number of slit grooves 6 is limited or the strength of the mold is limited. Therefore, the maximum opening rate is about 8%, but if a multipurpose screen called a wedge wire screen is used instead of an aluminum plate, an opening rate of 8% or more can be obtained, and a steam opening trace pattern is obtained. The area ratio can be increased to about 25%. In this case as well, the appearance shrinkage and cutting properties are good.
[0028]
From the above, as the foamed resin block having a thickness of 400 mm or more for making the disappearance model, the particle diameter of the expandable resin particles before preliminary foaming is 0.4 to 0.9 mm, and the fusion rate at the center is 80%. As mentioned above, by making the steam hole trace pattern area of at least two front and back opposing surfaces to be 4.5 to 25% of the total area, surface roughness can be improved even when cutting with an NC machine or the like. It was confirmed that the cast skin can be made beautiful skin.
[0029]
The present invention is not limited to the above embodiment. What has substantially the same configuration as the matters described in the claims of the present invention and exhibits the same operational effects belongs to the technical scope of the present invention.
For example, it is possible to increase the hole area ratio on the surfaces other than both opposing surfaces where the vapor is blown out at the beginning of the mold, and when the slit groove 6 is formed, for example, it is formed with a full length in the lateral direction, The portion may be reinforced with a plurality of longitudinal reinforcing materials.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the mold for producing a foamed resin block according to the present invention is a mold for producing a foamed resin block having a thickness of 400 mm or more by spraying steam onto the pre-foamed foam particles to fuse the foam particles. The shape of the steam outlet of the mold is an elongated slit groove, the maximum opening width of this slit groove is 0.8 mm, and the corners at both ends in the length direction of the slit groove are longer than the outer length of the mold. The taper part which the length of the inner side of a type | mold spreads is provided, and the aperture ratio of the vapor | steam blowing hole of the opposing two surfaces of the front surface and back surface of thickness direction is 4-25% of the total area of the said surface at least. As a result, the appearance of the product does not shrink despite the maximum foaming of small particles, the surface during cutting can be smoothed, the casting surface of the cast product can be cleaned, and the product After manufacturing Tsu door groove to bite into it particles it is possible to prevent a problem such as falling off.
[Brief description of the drawings]
1 is a perspective view showing an example of a mold for producing a foamed resin block according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. ] Perspective view showing an example of foamed resin block according to the present invention [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mold, 6 ... Slit groove, R ... Foam resin block, m ... Vapor opening trace pattern.

Claims

Mold for producing foamed resin block for disappearance model having a thickness of 400 mm or more by filling foamed particles obtained by pre-foaming foamable resin particles in a mold and blowing the steam into the mold to fuse the foamed particles The shape of the vapor blowout hole of the mold is an elongated slit groove, the maximum opening width of the slit groove is 0.8 mm or less, and both corner portions in the length direction of the slit groove Provided with a taper portion in which the inner length of the mold is wider than the outer length of the mold, and at least the ratio of the steam blowout holes on the two surfaces facing each other in the thickness direction is the entire surface A mold for producing a foamed resin block for a disappearing model, characterized in that the area is 4 to 25% of the area.

The mold is made of a metal plate, the steam blowing holes are formed by cutting, and at least the opening ratio of the steam blowing holes on the front and back surfaces in the thickness direction is the total area of the surface. The mold for producing a foamed resin block for a disappearing model according to claim 1, wherein the mold is 4 to 8%.