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JP7644693B2 - Mold, manufacturing method thereof and casting method - Google Patents
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JP7644693B2 - Mold, manufacturing method thereof and casting method - Google Patents

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Description

本発明は、付加製造装置により造形砂を用いて作製され、中心軸とは異なる方向に突き出した羽根部を有する部材を鋳造する鋳型、その製造方法および鋳造方法に関する。 The present invention relates to a mold that is made using shaping sand by an additive manufacturing device and is used to cast a component having a wing portion that protrudes in a direction different from the central axis, as well as a manufacturing method and a casting method for the mold.

近年、積層型の3Dプリンタで製作される鋳型が普及してきている。一般的に使用される鋳型は、原型となる木型もしくは金型を転写することによって得られるが、このような鋳型は、必ず抜型という作業を行わなければならず、木型や金型は抜ける形状とする必要がある。 In recent years, molds made with additive 3D printers have become popular. Generally, molds are made by transferring a wooden or metal pattern to the original, but such molds always require a process called demolding, and the wooden or metal pattern must be shaped so that it can be removed.

これに対し、積層型の3Dプリンタによる鋳型は、一定厚さに敷いた砂に必要な部分のみを硬化させ、それを順次積層することによって得られるため、抜型という作業が発生しない。そのため、例えば逆勾配があるような形状の鋳型であっても容易に作製できる。 In contrast, molds made with an additive 3D printer are made by laying out a certain thickness of sand, hardening only the necessary parts, and stacking them in order, so there is no need to perform the process of demolding. Therefore, even molds with shapes that have a reverse slope, for example, can be easily made.

鋳型のなかでも、プロペラやスクリュー、インペラーなど、中心軸とは異なる方向に突き出した羽根部を有する部材は複雑な形状のものが多く、分割して作製することが多い。分割数が増えるほど寸法精度が落ち、性能低下を引き起こすおそれがある。しかし、積層型3Dプリンタであれば形状に制限はなく、複雑な形状であっても分割の必要がないため、羽根部を有する部材の作製に積層型3Dプリンタが利用されることが多くなっている。 Among molds, propellers, screws, impellers, and other components with blades that protrude in a direction different from the central axis often have complex shapes and are often produced in sections. The more sections there are, the lower the dimensional accuracy becomes, which can lead to reduced performance. However, with additive 3D printers, there are no restrictions on shape and there is no need to divide even complex shapes, so additive 3D printers are increasingly being used to produce components with blades.

例えば、図6に示す部材は、積層型の3Dプリンタによって作製された図7A、Bに示す鋳型により作製できる。図7A、Bに示す鋳型では外形が円筒状であるが、3Dプリンタの造形時間の短縮および無駄な材料の消費を抑えることを考慮し、図8A、Bのように鋳物の形状に沿って一定の肉厚とした鋳型とすることが好適である。 For example, the part shown in Figure 6 can be produced using the mold shown in Figures 7A and B, which is produced using a layered 3D printer. The mold shown in Figures 7A and B has a cylindrical outer shape, but in order to reduce the modeling time of the 3D printer and to reduce wasteful consumption of materials, it is preferable to use a mold with a constant wall thickness that follows the shape of the casting, as shown in Figures 8A and B.

なお、羽根部を有する部材の製作は、ロストワックス鋳造で行なわれることも多いが、ロストワックス鋳造を行なうには鋳物のワックス型を製作する必要があり、大変手間がかかる(特許文献1、2を参照)。また、ロストワックス鋳造は大きな鋳物の製作には不向きであり、作製可能な鋳物が限られる。 The manufacture of components with blades is often performed using lost-wax casting, but this requires the production of a wax mold for the casting, which is very time-consuming (see Patent Documents 1 and 2). In addition, lost-wax casting is not suitable for producing large castings, and the types of castings that can be produced are limited.

特開平07-16701号公報Japanese Patent Application Publication No. 07-16701 特開2003-94148号公報JP 2003-94148 A 特開2003-275846号公報JP 2003-275846 A

上述した通り、積層型の3Dプリンタによる鋳型は、形状に制限がなく、複雑な形状であっても作製可能であり、羽根部を有する部材の鋳型に適している。しかしながら、積層型の3Dプリンタによる鋳型は、造形を終えた後に、中空構造に残る未硬化の砂を取り除く必要がある。未硬化の砂が残ってしまうと、鋳造した際に所望の形状が得られないおそれがある。 As mentioned above, molds made with an additive 3D printer are not limited in shape and can be made into even complex shapes, making them suitable for making molds for components with winged parts. However, with additive 3D printer molds, it is necessary to remove the unhardened sand remaining in the hollow structure after modeling is complete. If unhardened sand remains, there is a risk that the desired shape will not be obtained when casting.

未硬化の砂は、砂残りがないことを目で確認しながら取り除かれることが望ましいが、図6のような羽根部を有する部材の鋳型では、羽根部の鋳造に用いられる中空の羽根形成部において砂残りの有無を視認することが困難である。そのため、羽根形成部において未硬化の砂が残存しやすい。 It is desirable to remove unhardened sand while visually checking that no sand remains, but in a casting mold for a component with a blade portion as shown in Figure 6, it is difficult to visually check whether or not sand remains in the hollow blade forming portion used to cast the blade portion. Therefore, unhardened sand is likely to remain in the blade forming portion.

特許文献3に記載の発明では、中空構造に通気口を設け、通気口から未硬化の砂を除去している。しかしながら、特許文献3に記載の発明は、鋳型に用いる材料の節約を目的としていることから、通気口が設けられる中空構造は、材料の節約のために設けられた中空構造であり、溶湯を注入しない。そのため、中空構造に未硬化の砂が多少残っても問題なく、残存する未硬化の砂について考慮されていない。 In the invention described in Patent Document 3, a vent is provided in the hollow structure, and unhardened sand is removed through the vent. However, since the invention described in Patent Document 3 aims to save material used in the mold, the hollow structure in which the vent is provided is a hollow structure provided to save material, and molten metal is not poured into it. Therefore, it is not a problem if some unhardened sand remains in the hollow structure, and no consideration is given to the remaining unhardened sand.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、羽根部の鋳造に用いられる中空の羽根形成部において、未硬化の砂が残存することを抑制可能な鋳型、その製造方法および鋳造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a mold that can prevent unhardened sand from remaining in the hollow blade forming section used to cast the blade section, as well as a manufacturing method and casting method for the mold.

(1)上記の目的を達成するため、本発明の鋳型は、付加製造装置により造形砂を用いて作製され、中心軸とは異なる方向に突き出した羽根部を有する部材を鋳造可能な鋳型であって、前記羽根部の鋳造に用いられる中空の羽根形成部を有し、少なくとも前記羽根形成部の一方の主面に開口部が形成される本体部と、前記開口部を覆う蓋部と、を備えることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, the mold of the present invention is a mold that is produced by an additive manufacturing device using shaping sand and is capable of casting a member having a blade portion that protrudes in a direction different from a central axis, and is characterized in that it has a hollow blade forming portion used for casting the blade portion, a main body portion having an opening formed on at least one main surface of the blade forming portion, and a lid portion that covers the opening.

このように、少なくとも羽根形成部の一方の主面に開口部が形成される本体部と、開口部を覆う蓋部とを備えるから、砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことができ、羽根形成部において未硬化の砂が残存することを抑制する。 In this way, the blade forming section has a main body with an opening formed on at least one of its main surfaces, and a lid that covers the opening, so that unhardened sand can be removed while checking the remaining sand, preventing unhardened sand from remaining in the blade forming section.

(2)また、本発明の鋳型において、前記本体部は、前記中心軸に沿って設けられる軸部の鋳造に用いられる軸形成部をさらに有し、前記開口部は、前記羽根形成部の付け根側の所定の領域を除いた部分に形成されることを特徴としている。これにより、羽根形成部の付け根周辺において、設計から誤差が生じることを抑制する。 (2) In addition, in the casting mold of the present invention, the main body further has a shaft forming portion that is used for casting a shaft portion that is provided along the central axis, and the opening is formed in a portion excluding a predetermined area on the root side of the blade forming portion. This prevents design errors from occurring around the root of the blade forming portion.

(3)また、本発明の鋳型において、前記開口部は、前記中心軸側の所定の領域を除いた部分に形成されることを特徴としている。これにより、中心軸側において、設計から誤差が生じることを抑制する。 (3) In addition, in the casting mold of the present invention, the opening is formed in a portion excluding a predetermined area on the central axis side. This prevents errors from occurring on the central axis side due to design errors.

(4)また、本発明の鋳型において、前記鋳型は、前記本体部に対する前記蓋部の位置を固定する位置決め構造を有することを特徴としている。これにより、蓋部を適切な位置に配置することを可能とし、バリの発生を抑えられる。 (4) The mold of the present invention is also characterized in that it has a positioning structure that fixes the position of the lid portion relative to the body portion. This makes it possible to position the lid portion in an appropriate position and prevents burrs from occurring.

(5)また、本発明の鋳型において、前記位置決め構造は、内側が前記羽根形成部の外側面に接する爪部であることを特徴としている。これにより、蓋部を適切な位置に配置することが容易となり、バリの発生を抑制する。 (5) In addition, in the mold of the present invention, the positioning structure is characterized in that the inner side of the positioning structure is a claw portion that contacts the outer surface of the blade forming portion. This makes it easy to position the lid portion in the appropriate position and suppresses the occurrence of burrs.

(6)また、本発明の鋳型において、前記本体部は、複数の前記羽根形成部を有し、前記羽根形成部のそれぞれに前記開口部が形成されることを特徴としている。これにより、羽根形成部のそれぞれにおいて、砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことができ、羽根形成部において未硬化の砂が残存することを抑制する。 (6) In addition, in the casting mold of the present invention, the main body has a plurality of the vane forming sections, and the opening is formed in each of the vane forming sections. This makes it possible to remove unhardened sand from each vane forming section while checking the remaining sand, thereby preventing unhardened sand from remaining in the vane forming sections.

(7)また、本発明の鋳型において、前記羽根形成部は、螺旋状に連続する前記羽根部を形成する中空を有し、前記開口部が複数形成されることを特徴としている。これにより、螺旋状に連続する中空を有する羽根形成部であっても、砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことができ、羽根形成部において未硬化の砂が残存することを抑制する。 (7) In addition, in the casting mold of the present invention, the blade forming portion has a hollow that forms the blade portion in a spiral shape, and is characterized in that a plurality of the openings are formed. As a result, even in the blade forming portion having a hollow that continues in a spiral shape, it is possible to remove unhardened sand while checking the remaining sand, and it is possible to prevent unhardened sand from remaining in the blade forming portion.

(8)また、本発明の鋳型の製造方法は、上記(1)~(7)のいずれかに記載の鋳型の製造方法であって、一定厚さに前記造形砂を敷き均す工程と、造形体として前記鋳型となる所定部分にバインダを噴射し硬化させる工程と、を含む一連の工程を繰り返すことで付加製造装置を用いて前記造形体を形成することを特徴としている。 (8) The mold manufacturing method of the present invention is a mold manufacturing method according to any one of (1) to (7) above, characterized in that the molded body is formed using an additive manufacturing device by repeating a series of steps including a step of spreading the molding sand evenly to a certain thickness and a step of injecting a binder into a predetermined portion that will become the mold as a molded body and hardening the binder.

これにより、造形体の開口部から未硬化の造形砂を除去しやすくなる。また、複雑な形状の鋳型であっても多分割することなく寸法精度を高く維持できる。また、鋳型の寸法精度が向上することで、鋳型により作製される鋳物自体の性能向上を図ることができる。 This makes it easier to remove unhardened molding sand from the opening of the molded body. In addition, high dimensional accuracy can be maintained even for molds with complex shapes without having to divide them into multiple parts. Furthermore, improved dimensional accuracy of the mold can improve the performance of the casting itself produced by the mold.

(9)また、本発明の鋳型を用いた鋳造方法は、上記(1)~(7)のいずれかに記載の鋳型を用いた鋳造方法であって、前記蓋部で前記開口部を封止する工程と、前記開口部が前記蓋部によって覆われた前記鋳型を、鋳枠の内部に設置する工程と、前記鋳型を固定するように、前記鋳枠の内部に鋳物砂を充填する工程と、前記鋳型に溶湯を注入する工程と、前記鋳型で生成された鋳物を取り出す工程と、を含むことを特徴としている。 (9) The casting method using the mold of the present invention is a casting method using the mold described in any one of (1) to (7) above, characterized in that it includes the steps of sealing the opening with the lid, placing the mold with the opening covered by the lid inside a molding flask, filling the flask with molding sand so as to fix the mold, pouring molten metal into the mold, and removing the casting produced in the mold.

これにより、羽根形成部において未硬化の砂が残存しにくく鋳物に不具合が生じ難い。また、蓋部により鋳造時に開口部を封止することで、所望の形状の鋳物が生成できる。 This makes it difficult for unhardened sand to remain in the blade forming area, which makes it difficult for defects to occur in the casting. Also, by sealing the opening with the lid during casting, a casting of the desired shape can be produced.

本発明によれば、羽根部の鋳造に用いられる中空の羽根形成部において、砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことができ、羽根形成部において未硬化の砂が残存することを抑制する。 According to the present invention, in the hollow blade forming section used for casting the blade section, it is possible to remove unhardened sand while checking the remaining sand, thereby preventing unhardened sand from remaining in the blade forming section.

第1実施形態に係る鋳型の概略構成を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a mold according to the first embodiment. 第1実施形態に係る鋳型において、開口部を覆うように蓋部が設置された状態を表す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a lid is installed to cover an opening in the mold according to the first embodiment. 位置決め構造の変更例を示す図であって、本体部の開口部周辺を示す部分断面図である。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the positioning structure, and is a partial cross-sectional view showing the periphery of the opening of the main body portion. 第2実施形態に係る本体部と蓋部の概略構成を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a main body and a lid according to a second embodiment. 第2実施形態に係る本体部の変更例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a modified example of the main body portion according to the second embodiment. 鋳物の概略構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a casting. 従来の鋳型の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional mold. 図7Aに示す鋳型の中心軸を通る断面図である。FIG. 7B is a cross-sectional view taken through the central axis of the mold shown in FIG. 7A. 従来の鋳型の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional mold. 図8Aに示す鋳型の中心軸を通る断面図である。FIG. 8B is a cross-sectional view taken through the central axis of the mold shown in FIG. 8A.

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照にしつつ詳細に説明する。なお、各実施形態では基本の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that in each embodiment, differences from the basic embodiment will be mainly described, and descriptions of similar configurations will be omitted.

図1は、本発明の第1実施形態に係る鋳型1を示す斜視図である。鋳型1は、造形砂およびバインダで形成されており、中空構造を有している。造形砂は、3Dプリンタ(付加製造装置)により鋳型の造形に用いられる砂である。バインダは、造形砂の粒子同士を結合して硬化されている。なお、造形砂をレーザーで焼結する場合には、バインダがなくてもよい。 Figure 1 is a perspective view showing a mold 1 according to a first embodiment of the present invention. The mold 1 is formed from shaping sand and a binder, and has a hollow structure. The shaping sand is sand used to shape molds using a 3D printer (additive manufacturing device). The binder bonds the particles of the shaping sand together and hardens. Note that if the shaping sand is sintered with a laser, the binder is not necessary.

本発明の鋳型1は、中心軸とは異なる方向に突き出した羽根部を有する部材を鋳造できる。図1に示す鋳型1は、本体部100と蓋部200とから構成されている。本体部100は、造形砂およびバインダで形成された壁部110により中空構造を実現している。中空構造は、壁部と中空部とで作られる構造を指し、中空部は、壁部に囲われた空間自体(壁部は含まない)を指す。 The mold 1 of the present invention can cast a component having a wing portion that protrudes in a direction different from the central axis. The mold 1 shown in FIG. 1 is composed of a main body portion 100 and a lid portion 200. The main body portion 100 has a hollow structure realized by a wall portion 110 formed from molding sand and a binder. The hollow structure refers to a structure made of a wall portion and a hollow portion, and the hollow portion refers to the space itself surrounded by the wall portion (excluding the wall portion).

壁部110には、溶湯の注入口120が設けられている。注入口120のサイズは、特に限定されず作製される鋳型1の形状に応じて適宜設定される。注入口120は、溶湯を注入しやすい位置に形成されていればよく、鋳造時に上端となる位置に形成されていることが好ましい。 The wall portion 110 is provided with an inlet 120 for pouring molten metal. The size of the inlet 120 is not particularly limited and is set appropriately according to the shape of the mold 1 to be produced. The inlet 120 only needs to be formed in a position that makes it easy to pour the molten metal, and is preferably formed in a position that will be the upper end during casting.

鋳型1の壁部110の厚さは、2mm以上12mm以下であることが好ましい。壁部110の厚さが12mm以下であることで十分な通気性を確保でき、コストを抑えられる。壁部110の厚さ2mmを下回ると、鋳型1を取り扱う際に破損のリスクが高くなるため、実用上の下限は2mmである。また、壁部110の厚さは5mm以上であることがさらに好ましい。壁部110の厚さが5mm以上であることで鋳型として破損リスクを低く抑え十分な強度を維持できる。 The thickness of the wall 110 of the mold 1 is preferably 2 mm or more and 12 mm or less. Having a thickness of 12 mm or less ensures sufficient breathability and reduces costs. If the thickness of the wall 110 is less than 2 mm, the risk of breakage increases when handling the mold 1, so the practical lower limit is 2 mm. It is even more preferable that the thickness of the wall 110 is 5 mm or more. Having a thickness of 5 mm or more for the wall 110 reduces the risk of breakage as a mold and maintains sufficient strength.

また、壁部110は、軸部の鋳造に用いられる中空の軸形成部111と、羽根部の鋳造に用いられる中空の羽根形成部112と、を有する。図1に示す鋳型1では、3つの羽根形成部112を有している。軸形成部111と羽根形成部112とは、互いが形成する中空構造が繋がっており、1つの中空構造を形成している。 The wall portion 110 also has a hollow shaft forming portion 111 used for casting the shaft portion, and a hollow blade forming portion 112 used for casting the blade portion. The mold 1 shown in FIG. 1 has three blade forming portions 112. The shaft forming portions 111 and the blade forming portions 112 are connected by their respective hollow structures to form a single hollow structure.

羽根形成部112には、主面のうち、上面となる主面に開口部130が設けられている。このとき、「上」は鋳造時の配置における鉛直上側のことを指し、「主面」は羽根形成部112が有する面のうち最も大きい面のことを指す。開口部130は、羽根形成部112の付け根側の所定の領域を除いた部分に形成されることが好ましい。開口部130が羽根形成部112の付け根にまで形成されると、蓋部200を閉じたときの噛み合わせの誤差が鋳物に残るおそれが高くなる。スクリュー等の鋳物にとって羽根の付け根の精度は機能上重要であり、精度の狂いが残らないようにこの部分の鋳型は一体化している方が好ましい。 The blade forming part 112 has an opening 130 on the main surface that is the upper surface. In this case, "upper" refers to the vertically upper side in the arrangement at the time of casting, and "main surface" refers to the largest surface of the surfaces of the blade forming part 112. The opening 130 is preferably formed in a part excluding a predetermined area on the base side of the blade forming part 112. If the opening 130 is formed up to the base of the blade forming part 112, there is a high risk that an error in the meshing when the lid part 200 is closed will remain in the casting. For castings such as screws, the accuracy of the base of the blade is functionally important, and it is preferable that the mold for this part is integrated so that no deviation in accuracy remains.

このように、所定の領域とは、誤差なく形成すべき付け根の領域である。所定の領域を設けることで、鋳造時に開口部および蓋部の間に生じるバリを加工しやすくなる。特に、所定の領域を、羽根形成部の径方向の幅に対して1/4以上設けることにより、グラインダー等の器具によって面に沿ってバリ取りを行なうような公知のバリ加工がしやすくなる。 In this way, the specified area is the base area that must be formed without error. Providing the specified area makes it easier to process burrs that occur between the opening and the lid during casting. In particular, providing the specified area that is at least 1/4 of the radial width of the blade forming part makes it easier to perform known burr processing, such as removing burrs along the surface with a tool such as a grinder.

また、開口部130は、羽根形成部のすべての領域における砂残りが確認できるように形成されることが好ましい。そのため、開口部130は、羽根形成部112のうち、外周から径方向全体に対する半分以上の領域において形成されることが好ましい。これにより、羽根形成部112の内部を視認しやすくなり、砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことが容易となる。そのため、羽根形成部112において未硬化の砂が残存することを抑制する。 The opening 130 is preferably formed so that the remaining sand can be confirmed in all areas of the blade forming portion. Therefore, the opening 130 is preferably formed in more than half of the entire area of the blade forming portion 112 in the radial direction from the outer periphery. This makes it easier to visually check the inside of the blade forming portion 112, and makes it easier to remove unhardened sand while checking for remaining sand. Therefore, the remaining unhardened sand in the blade forming portion 112 is suppressed.

羽根形成部112に形成された開口部130は、鋳造時に蓋部200によって覆われる。図2は、開口部130を覆うように蓋部200が設置された状態を示す図である。蓋部200は、開口部130を覆うように形成されればよいが、図2のように開口部130の形状に合わせて形成されることが好ましい。言い換えると、鋳造時に壁部110により形成される中空構造が、鋳物と同じ形状となるように、蓋部200が形成されることが好ましい。これにより、バリの発生を抑えることができ、鋳造後に鋳物を加工する手間が削減される。 The opening 130 formed in the blade forming portion 112 is covered by the lid portion 200 during casting. FIG. 2 is a diagram showing the state in which the lid portion 200 is installed so as to cover the opening 130. The lid portion 200 may be formed so as to cover the opening 130, but it is preferable that it is formed to match the shape of the opening 130 as shown in FIG. 2. In other words, it is preferable that the lid portion 200 is formed so that the hollow structure formed by the wall portion 110 during casting has the same shape as the casting. This can suppress the occurrence of burrs and reduce the effort required to process the casting after casting.

また、蓋部200は、本体部100に対して蓋部200の位置を固定する位置決め構造を有していることが好ましい。蓋部200は、蓋本体部205および爪部210を有している。蓋本体部205は、開口部130を閉じる平板上の部分であり、鋳造時には羽根の主面を形成する。蓋部200は、蓋本体部205だけで構成されてもよいが、爪部210を備えていることが好ましい。爪部210は、位置決め構造として機能し、内側が羽根形成部112の外側面と接する。蓋部200が爪部210を有しているから、本体部100に対する蓋部200の位置を固定できる。また、蓋部200を適切な位置に固定することで、バリの発生を抑制できる。 In addition, the lid portion 200 preferably has a positioning structure that fixes the position of the lid portion 200 relative to the main body portion 100. The lid portion 200 has a lid main body portion 205 and a claw portion 210. The lid main body portion 205 is a flat plate-like portion that closes the opening portion 130, and forms the main surface of the blade during casting. The lid portion 200 may be composed of only the lid main body portion 205, but it is preferable that the lid portion 200 has a claw portion 210. The claw portion 210 functions as a positioning structure, and the inner side contacts the outer surface of the blade forming portion 112. Since the lid portion 200 has the claw portion 210, the position of the lid portion 200 relative to the main body portion 100 can be fixed. In addition, by fixing the lid portion 200 in an appropriate position, the occurrence of burrs can be suppressed.

図1、2では、1つの蓋部200に対して3つの爪部210が設けられているが、1つの蓋部200に対して設けられる爪部210の数や位置は特に限定されない。また、図1、2において爪部210は、羽根形成部112の外側面の一部と接しているが、羽根形成部112の外側面のすべてと接するように形成されてもよい。 In Figs. 1 and 2, three claw portions 210 are provided for one lid portion 200, but the number and positions of the claw portions 210 provided for one lid portion 200 are not particularly limited. Also, in Figs. 1 and 2, the claw portions 210 are in contact with a portion of the outer surface of the wing forming portion 112, but they may be formed so as to be in contact with the entire outer surface of the wing forming portion 112.

上記では、羽根形成部112の数が3つの場合について説明したが、羽根形成部112の数は3つに限られず、鋳型1により製造する鋳物に合わせて定められる。また、複数の羽根形成部112が同じ形状でなくてもよく、異なる形状であってもよい。また、複数の羽根形成部112が等間隔で設けられなくてもよく、羽根形成部112間の間隔が異なってもよい。 Although the above describes a case where the number of vane forming portions 112 is three, the number of vane forming portions 112 is not limited to three and is determined according to the casting to be manufactured using the mold 1. Furthermore, the vane forming portions 112 do not have to have the same shape, and may have different shapes. Furthermore, the vane forming portions 112 do not have to be arranged at equal intervals, and the intervals between the vane forming portions 112 may differ.

また、開口部130は、羽根形成部112における一方の主面に設けられていればよく、下面に設けられてもよい。しかし、蓋部200が固定しやすいことから、羽根形成部112の上面に設けられることが好ましい。 The opening 130 may be provided on one of the main surfaces of the blade forming portion 112, or on the underside. However, it is preferable that the opening 130 be provided on the upper surface of the blade forming portion 112, as this makes it easier to fix the lid portion 200 thereto.

[鋳型の製造方法]
(工程全体)
上記のように構成される鋳型1の製造方法を説明する。鋳型1は、積層型3Dプリンタ(付加製造装置)を用いて製造される。3Dプリンタとして市販のバインダージェットタイプのものを使用できる。
[Method of manufacturing the mold]
(Entire process)
A method for manufacturing the mold 1 configured as above will be described. The mold 1 is manufactured using a layered 3D printer (additive manufacturing device). A commercially available binder jet type 3D printer can be used as the 3D printer.

3Dプリンタに入力する鋳型1のデータは、中空構造が鋳物の形状となるように壁部110により閉塞されている構造とするのではなく、注入口120や開口部130を形成することで一部が開放されている構造に設計されている。注入口120は溶湯の注入口となり、開口部130は未硬化の造形砂の排出口となる。 The data for the mold 1 input to the 3D printer is not designed to have a structure in which the hollow structure is closed by a wall 110 so as to form the shape of the casting, but is designed to have a structure in which a portion is open by forming an injection port 120 and an opening 130. The injection port 120 serves as an injection port for the molten metal, and the opening 130 serves as an outlet for the unhardened modeling sand.

このように3Dプリンタにより、一定厚さに砂を敷き均し、造形体となる所定部分にバインダを噴射し硬化させる一連の工程を繰り返すことで造形体を形成する。これにより、複雑な形状の鋳型であっても多分割することなく寸法精度を高く維持できる。なお、造形材料の詳細については後述する。 In this way, a 3D printer is used to spread sand to a uniform thickness, and a series of processes is repeated to form the model, in which a binder is sprayed onto the designated area that will become the model and then hardened. This makes it possible to maintain high dimensional accuracy even for molds with complex shapes without dividing them into multiple parts. Details of modeling materials will be provided later.

造形が終わると、形成された積層体内では硬化した造形体(例えば鋳型1)が未硬化の砂に埋没した状態となっている。積層体から未硬化の砂を取り除くことで、造形体が取り出される。造形体が中空の場合、周囲の未硬化の砂を取り除いても中空部には未硬化の砂が存在する。注入口120から未硬化の砂をある程度排出することは可能だが、特に中心軸とは異なる方向に突出して形成された羽根形成部112における未硬化の砂を、注入口120から取り除くことは困難である。これに対し、羽根形成部112の一方の主面に開口部を設けることで、砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことができる。そのため、羽根形成部において未硬化の砂が残存することを抑制し、鋳型の寸法精度を向上させる。 When the molding is completed, the hardened molded body (e.g., mold 1) is buried in unhardened sand inside the formed laminate. The molded body is extracted by removing the unhardened sand from the laminate. If the molded body is hollow, unhardened sand remains in the hollow even after removing the surrounding unhardened sand. It is possible to discharge some of the unhardened sand from the inlet 120, but it is difficult to remove the unhardened sand from the inlet 120, especially in the blade forming part 112 that is formed to protrude in a direction different from the central axis. In response to this, by providing an opening on one of the main surfaces of the blade forming part 112, it is possible to remove the unhardened sand while checking the remaining sand. This prevents unhardened sand from remaining in the blade forming part, improving the dimensional accuracy of the mold.

(造形材料)
造形砂には、積層型3Dプリンタ用の専用砂が用いられる。専用砂として市販されているものを適宜選択して使用できる。市販の専用砂には、例えば3Dプリンタの純正材料やTCaST(登録商標、太平洋セメント社製)が挙げられる。専用砂は、例えば、鋳造する金属の溶湯温度に応じて、耐熱性を勘案して選択することができる。さらには、市販の専用砂を改良して造形砂として用いてもよい。造形砂の平均粒径は、60μm以上150μm以下が好ましく、100μm程度がさらに好ましい。
(Modeling materials)
For the molding sand, sand dedicated for layered 3D printers is used. Sands available on the market as dedicated sands can be appropriately selected and used. Examples of commercially available dedicated sands include genuine materials for 3D printers and TCaST (registered trademark, manufactured by Pacific Cement Corporation). The dedicated sand can be selected, for example, taking into consideration the heat resistance according to the molten metal temperature to be cast. Furthermore, commercially available dedicated sand may be improved and used as the molding sand. The average particle size of the molding sand is preferably 60 μm or more and 150 μm or less, and more preferably about 100 μm.

バインダは、縮合や重合により硬化するフェノール樹脂やフラン樹脂などの有機物であってもよいが、有機物の種類によっては高温での使用が制限されることもある。そのため、高温での使用をする場合や、鋳込み時に有機物が気化することによる臭気等の環境への影響、発生したガスを起因とする鋳物の欠陥を防止しようとする場合には、バインダは、カルシウムアルミネート、セメント、石膏、石灰などの無機質水硬性物質を主成分とすることが好ましい。 The binder may be an organic material such as phenolic resin or furan resin that hardens by condensation or polymerization, but depending on the type of organic material, use at high temperatures may be restricted. Therefore, when using at high temperatures, or when trying to prevent environmental impacts such as odors caused by the evaporation of organic materials during casting, or defects in castings caused by the generated gases, it is preferable for the binder to be primarily composed of inorganic hydraulic substances such as calcium aluminate, cement, gypsum, and lime.

[鋳造方法]
(工程全体)
上記の鋳型1を用いた鋳造方法を説明する。
[Casting method]
(Entire process)
A casting method using the above mold 1 will now be described.

鋳造時には、まず、開口部130を蓋部200によって封止する。このとき、蓋部200の位置を固定するために、接着剤や粘着テープなどの固定部材を用いてもよい。固定部材は、鋳型の組成を変えないために金属を含まない部材である必要があり、例えば、有機物から構成される。粘着テープは、例えば、マスキングテープやガムテープである。固定部材は鋳造時に炭化してしまうが、後述するように鋳型1の外表面が鋳物砂によって覆われるため、炭化しても問題ない。 During casting, the opening 130 is first sealed with the lid 200. At this time, a fixing member such as an adhesive or adhesive tape may be used to fix the position of the lid 200. The fixing member must be a material that does not contain metal so as not to change the composition of the mold, and is composed of, for example, an organic material. The adhesive tape is, for example, masking tape or packing tape. The fixing member will carbonize during casting, but as will be described later, the outer surface of the mold 1 will be covered with casting sand, so carbonization does not pose a problem.

次に、開口部130が蓋部200によって覆われた鋳型1を、鋳枠の内部に設置する。鋳枠は、筒体もしくは上部開口した箱型であり、鋳物砂を充填した際に鋳型1の外表面を覆うことが可能であれば、形状や大きさは特に限定されない。鋳枠の材料についても特に限定されないが、一般的な鋳枠として用いられる木枠や金枠であればよい。 Next, the mold 1, whose opening 130 is covered by the lid 200, is placed inside the flask. The flask is cylindrical or box-shaped with an open top, and there are no particular limitations on its shape or size, so long as it can cover the outer surface of the mold 1 when filled with casting sand. There are no particular limitations on the material of the flask, either, but it can be a wooden or metal frame commonly used for a flask.

鋳枠の内部に鋳型1を設置した後に、鋳枠の内面と鋳型1の外表面との間に鋳物砂を充填し、鋳型1を固定する。このとき、鋳型1の外表面のうち、注入口120以外の部分が鋳物砂によって覆われるように、鋳枠の内部に鋳物砂が充填されることが好ましい。 After placing the mold 1 inside the flask, the space between the inner surface of the flask and the outer surface of the mold 1 is filled with molding sand, and the mold 1 is fixed in place. At this time, it is preferable that the molding sand is filled inside the flask so that the outer surface of the mold 1 is covered with the molding sand except for the injection port 120.

鋳造時、鋳型1は、中空構造に注がれる溶湯によって内部から圧力を受ける。鋳枠の内部に鋳型1を設置し、鋳枠の内部に鋳物砂を充填する目的には、開口部130から溶湯が漏れてしまうことの防止もあるが、溶湯の圧力による鋳型1の変形や破損の抑止もある。鋳型1が変形や破損してしまうと、所定の寸法の鋳物が得られなくなるおそれがある。 During casting, the mold 1 is subjected to pressure from the inside by the molten metal poured into its hollow structure. The purpose of placing the mold 1 inside the flask and filling the flask with casting sand is to prevent the molten metal from leaking from the opening 130, but also to prevent deformation or damage to the mold 1 due to the pressure of the molten metal. If the mold 1 is deformed or damaged, there is a risk that a casting of the specified dimensions will not be obtained.

鋳型1の準備ができたら、鋳型1に溶湯を注入し、溶湯が冷却した後に、鋳型1で生成された鋳物を取り出す。その際には、鋳型1は型ばらしする。製造された鋳物は、鋳物の中心軸に沿って設けられた軸部と、中心軸とは異なる方向に伸びる羽根部とを有する。 When mold 1 is ready, molten metal is poured into mold 1, and after the molten metal has cooled, the casting produced in mold 1 is removed. At this time, mold 1 is disassembled. The produced casting has a shaft portion that is arranged along the central axis of the casting, and a wing portion that extends in a direction different from the central axis.

(鋳物砂)
鋳物砂は、一般的に使われる鋳物砂から選択することができる。鋳物砂として、例えば、珪砂、ジルコンサンド、クロマイトサンド、オリビンサンド、アルミナサンド、人工砂(セラミック系)、およびこれらを混合した砂を用いることができる。鋳物砂に使用する砂は特に限定されず、鋳造する金属に応じた耐熱性の観点で選ぶことができる。
(molding sand)
The molding sand can be selected from commonly used molding sands. For example, silica sand, zircon sand, chromite sand, olivine sand, alumina sand, artificial sand (ceramic type), and a mixture of these can be used as the molding sand. There are no particular limitations on the sand used for the molding sand, and it can be selected from the viewpoint of heat resistance according to the metal to be cast.

また、鋳物砂には、粘結材を含ませてもよい。これにより、鋳物砂の強度を向上することができ、溶湯の圧力による変形や破損を抑止できる。鋳物砂に粘結材を含めない場合には、鋳枠に充填された鋳物砂の上に重りを設置することで強度を向上させてもよく、これにより溶湯の圧力による変形や破損を抑止できる。 The molding sand may also contain a binder. This can improve the strength of the molding sand and prevent deformation or damage due to the pressure of the molten metal. If the molding sand does not contain a binder, the strength can be improved by placing a weight on top of the molding sand filled into the flask, which can prevent deformation or damage due to the pressure of the molten metal.

[第2実施形態]
上記の鋳型1では、蓋部200が爪部210を備えているが、図3に示すように、開口部130と蓋部200とが係止するように、側面にインローを位置決め構造として形成してもよい。インローとは、凹凸になった状態の部品同士が噛み合う構造をいう。図3の12A側が鉛直上側であり、12B側が鉛直下側であるとき、開口部130には鉛直下側に出っ張った段が形成され、蓋部200には鉛直上側に出っ張った段が形成され、開口部130に蓋部200を嵌め込む際に、互いの段が噛み合う。太い矢印の方向に蓋部200を移動させても、開口部130により係止され、蓋部200が本体部100の中空部に入ることを防止する。
[Second embodiment]
In the above mold 1, the lid 200 has a claw 210, but as shown in FIG. 3, a spigot may be formed on the side as a positioning structure so that the opening 130 and the lid 200 are engaged. The spigot is a structure in which parts in a concave and convex state engage with each other. When the 12A side in FIG. 3 is the vertical upper side and the 12B side is the vertical lower side, the opening 130 has a step protruding vertically downward, and the lid 200 has a step protruding vertically upward, and when the lid 200 is fitted into the opening 130, the steps engage with each other. Even if the lid 200 is moved in the direction of the thick arrow, it is engaged by the opening 130, preventing the lid 200 from entering the hollow part of the main body 100.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態の本体部は、羽根形成部が1つであり、螺旋状に連続する羽根部912を形成する中空を有する点で第1実施形態のものと異なり、その他の点では同様の構成を有する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The main body of the third embodiment has a single blade forming portion, and is different from that of the first embodiment in that it has a hollow space that forms the spirally continuous blade portion 912, but has a similar configuration in other respects.

図4は、本体部300と蓋部400とを示す斜視図である。図4に示すように、本体部300は、壁部310として、軸形成部311と羽根形成部312とを有する。羽根形成部312は、1つの本体部300に対して1つ設けられており、螺旋状に連続する羽根部912を形成する中空を有する。 Figure 4 is a perspective view showing the main body 300 and the lid 400. As shown in Figure 4, the main body 300 has a wall 310 including a shaft forming portion 311 and a blade forming portion 312. One blade forming portion 312 is provided for each main body 300, and has a hollow that forms a blade portion 912 that continues in a spiral shape.

羽根形成部312には、例えば点線で囲む領域に開口部330が設けられる。羽根形成部312において未硬化の砂が残存することを抑えるためには、羽根形成部312のすべての領域における砂残りを確認できるように、複数の開口部330が設けられることが好ましい。これにより、砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことができ、羽根形成部において未硬化の砂が残存することを抑制する。なお、鋳型3においても、鋳型1と同様に、鋳造時にそれぞれの開口部330を蓋部400によって覆う。 In the blade forming section 312, for example, an opening 330 is provided in the area surrounded by the dotted line. In order to prevent unhardened sand from remaining in the blade forming section 312, it is preferable to provide multiple openings 330 so that the remaining sand in all areas of the blade forming section 312 can be confirmed. This makes it possible to remove the unhardened sand while checking the remaining sand, thereby preventing unhardened sand from remaining in the blade forming section. In addition, in the casting mold 3, as in the casting mold 1, each opening 330 is covered with a lid 400 during casting.

鋳型3は、鋳造によって図6に示す鋳物900を生成する。図6に示す鋳物900は、中心軸に沿って設けられた軸部911と、中心軸とは異なる方向に突き出した羽根部912を有する。螺旋状に連続する羽根部912を形成する中空を有する羽根形成部312は、中心軸上の位置に応じて、羽根部912のピッチPや中心軸から外縁までの距離が変化するように形成されてもよい。 The mold 3 produces the casting 900 shown in FIG. 6 by casting. The casting 900 shown in FIG. 6 has a shaft portion 911 arranged along the central axis and a vane portion 912 protruding in a direction different from the central axis. The vane forming portion 312 having a hollow that forms the spirally continuous vane portion 912 may be formed so that the pitch P of the vane portion 912 and the distance from the central axis to the outer edge change depending on the position on the central axis.

[第4実施形態]
上記の鋳型3の本体部300では、軸部の鋳造に用いられる中空の軸形成部311を有するが、軸部の鋳造に用いられる中空の軸形成部311を有さなくてもよい。例えば、図5に示す本体部700では、壁部710が、中空の羽根形成部712のみを形成している。羽根形成部712は、軸部の無い螺旋状に連続する羽根部のみの鋳物の鋳造に用いられる。
[Fourth embodiment]
The body 300 of the mold 3 described above has a hollow shaft forming portion 311 used for casting the shaft portion, but it is not necessary to have the hollow shaft forming portion 311 used for casting the shaft portion. For example, in the body 700 shown in Fig. 5, the wall portion 710 forms only hollow blade forming portions 712. The blade forming portions 712 are used for casting a casting having only spirally continuous blade portions without a shaft portion.

軸形成部311がない鋳型3であっても、中心軸側の所定の領域を除いた部分に形成されることが好ましい。所定の領域を設けることで、鋳造時に開口部および蓋部の間に生じるバリを加工しやすい。 Even in the case of a mold 3 that does not have an axis forming portion 311, it is preferable that the axis forming portion is formed in a portion excluding a specified area on the central axis side. By providing a specified area, it is easier to process burrs that occur between the opening and the lid during casting.

[各実施形態の総括]
以上のことから、本発明に係る鋳型は、羽根部の鋳造に用いられる中空の羽根形成部において、砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことができる。これにより、羽根形成部において未硬化の砂が残存することを抑制する。
[Overview of each embodiment]
As described above, the casting mold according to the present invention makes it possible to remove unhardened sand from the hollow blade-forming portion used for casting the blade portion while checking the remaining sand, thereby preventing unhardened sand from remaining in the blade-forming portion.

[実施例]
上記の方法に沿って、鋳型を作製し、鋳造を行なった。3Dプリンタとして、CJP660(3DSYSTEMS社製)を使用した。造形砂として、TCaST(太平洋セメント株式会社製、平均粒径は100μm)を使用した。
[Example]
According to the above method, a mold was prepared and casting was performed. A CJP660 (manufactured by 3D SYSTEMS) was used as the 3D printer. TCaST (manufactured by Taiheiyo Cement Corporation, average particle size 100 μm) was used as the molding sand.

実施例として、図1、2に示す形状の鋳型を作製した。造形条件は、表1の通りである。作製された鋳型は、肉厚(壁部および蓋部の厚さ)が5mmであった。開口部は、羽根形成部のすべての領域における砂残りが確認できるように形成された。また、比較例として、開口部および開口部に対応する蓋部を形成せずに一体型鋳型としたことを除いて実施例と同様である鋳型を作製した。
As an example, a mold having the shape shown in Figures 1 and 2 was produced. The molding conditions are as shown in Table 1. The produced mold had a wall thickness (thickness of the wall and lid) of 5 mm. The opening was formed so that sand residue could be confirmed in all areas of the blade forming portion. In addition, as a comparative example, a mold similar to the example was produced, except that it was an integrated mold without forming an opening and a lid corresponding to the opening.

まず、鋳型に残存する未硬化の砂の除去を行ない、除去にかかった時間、視認性、砂残りについて評価を行なった。評価結果を表2に示す。砂の除去にかかった時間は、比較例を基準として、比較例と同程度の時間の場合には〇、比較例よりも時間が短かった場合には◎として評価した。視認性として、羽根形成部における未硬化の砂を視認できる場合には◎、視認できない場合には△として評価した。砂残りとしては、未硬化の砂の除去を終えた鋳型の重量を測定し、鋳型の重量が設計から想定される重量と同程度の場合には◎、想定される重量よりも重い場合には砂残りがあるとして△と評価した。
First, the unhardened sand remaining in the mold was removed, and the time required for removal, visibility, and remaining sand were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2. The time required for sand removal was evaluated based on the comparative example, with ◯ being the standard if it took about the same time as the comparative example, and ◎ being the standard if it took less time than the comparative example. For visibility, if the unhardened sand in the blade formation portion could be seen, it was evaluated as ◎, and if it could not be seen, it was evaluated as △. For remaining sand, the weight of the mold after the removal of the unhardened sand was measured, and if the weight of the mold was about the same as the weight expected from the design, it was evaluated as ◎, and if it was heavier than the expected weight, it was evaluated as △, as there was remaining sand.

次に、鋳造および型ばらしを行ない、問題なく行なえた場合には○と評価した。そして、実施例および比較例の鋳型から生成された鋳物において、精度、鋳肌、バリについて評価した。評価結果を表3に示す。鋳物の精度については、設計通りの場合には◎、軽微な不備がある場合には○と評価した。鋳肌については、鋳肌の荒れがない場合には○と評価した。バリについては、バリが生じなかった場合を◎、バリが生じたが容易に加工可能な場合を○と評価した。
Next, casting and mold disassembly were performed, and if this was done without any problems, it was rated as ○. Then, the castings produced from the molds of the example and comparative example were evaluated for accuracy, casting surface, and burrs. The evaluation results are shown in Table 3. With regard to the accuracy of the casting, if it was as designed, it was rated as ◎, and if there were minor defects, it was rated as ○. With regard to the casting surface, if there was no roughness, it was rated as ○. With regard to burrs, if no burrs were generated, it was rated as ◎, and if burrs were generated but could be easily processed, it was rated as ○.

比較例の鋳型では、開口部がないことから、羽根形成部における砂残りの確認ができず、未硬化の砂が残存してしまった。また、未硬化の砂が残存したことにより、鋳型から生成された鋳物の精度に軽微な不備が見受けられた。一方で、一体型鋳型であることから、バリが生じなかった。 In the comparative mold, since there was no opening, it was not possible to check for remaining sand in the blade formation area, and unhardened sand remained. Furthermore, the remaining unhardened sand caused minor imperfections in the precision of the casting produced from the mold. On the other hand, since it was a one-piece mold, no burrs were produced.

これに対して、実施例の鋳型では、羽根形成部に開口部が設けられているため、羽根形成部において砂残りを確認しながら未硬化の砂を取り除くことができる。これにより、比較例と比べて鋳物の精度が向上した。また、開口部と蓋部との間にバリが生じてしまったが、羽根形成部の付け根を避けて開口部を設けているため、容易に加工できた。 In contrast, the mold of the embodiment has an opening in the blade forming area, so that unhardened sand can be removed while checking the remaining sand in the blade forming area. This improves the accuracy of the casting compared to the comparative example. Also, although burrs were generated between the opening and the lid, this was easily achieved because the opening was provided to avoid the base of the blade forming area.

中心軸とは異なる方向に突き出した羽根部を有する部材では、鋳型の寸法精度が向上することで、鋳型により作製される鋳物自体の性能向上を図ることができる。そのため、比較例よりも、生成された鋳物の精度が高い実施例の方が好ましい。 In a component having a wing portion that protrudes in a direction different from the central axis, the dimensional accuracy of the mold can be improved, thereby improving the performance of the casting itself produced by the mold. Therefore, the examples, which produce castings with higher accuracy, are preferable to the comparative examples.

1、3 鋳型
100、300、700 本体部
110、310、710 壁部
111、311 軸形成部
112、312、712 羽根形成部
120、320、720 注入口
130、330、730 開口部
200、400 蓋部
205 蓋本体部
210 爪部
900 鋳物
911 軸部
912 羽根部
P ピッチ
Reference Signs List 1, 3 Mold 100, 300, 700 Body 110, 310, 710 Wall 111, 311 Shaft forming portion 112, 312, 712 Blade forming portion 120, 320, 720 Inlet 130, 330, 730 Opening 200, 400 Lid 205 Lid body 210 Claw 900 Casting 911 Shaft 912 Blade P Pitch

Claims (9)

付加製造装置により造形砂を用いて作製され、中心軸とは異なる方向に突き出した羽根部を有する部材を鋳造可能な鋳型であって、
前記羽根部の鋳造に用いられる中空の羽根形成部を有し、少なくとも前記羽根形成部の一方の主面に開口部が形成される本体部と、
前記開口部を覆う蓋部と、を備えることを特徴とする鋳型。
A mold that is manufactured using shaping sand by an additive manufacturing device and is capable of casting a member having a wing portion protruding in a direction different from a central axis,
a main body having a hollow blade-forming portion used for casting the blade portion, the main body having an opening formed in at least one main surface of the blade-forming portion;
and a lid portion that covers the opening.
前記本体部は、前記中心軸に沿って設けられる軸部の鋳造に用いられる軸形成部をさらに有し、
前記開口部は、前記羽根形成部の付け根側の所定の領域を除いた部分に形成されることを特徴とする請求項1に記載の鋳型。
The main body further includes a shaft forming portion used for casting a shaft portion provided along the central axis,
The mold according to claim 1 , wherein the opening is formed in a portion excluding a predetermined area on a root side of the wing forming portion.
前記開口部は、前記中心軸側の所定の領域を除いた部分に形成されることを特徴とする請求項1に記載の鋳型。 The mold according to claim 1, characterized in that the opening is formed in a portion excluding a predetermined area on the central axis side. 前記鋳型は、前記本体部に対する前記蓋部の位置を固定する位置決め構造を有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の鋳型。 The mold according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mold has a positioning structure that fixes the position of the lid portion relative to the body portion. 前記位置決め構造は、内側が前記羽根形成部の外側面に接する爪部であることを特徴とする請求項4記載の鋳型。 The mold according to claim 4, characterized in that the positioning structure is a claw portion whose inner side contacts the outer surface of the wing forming portion. 前記本体部は、複数の前記羽根形成部を有し、
前記羽根形成部のそれぞれに前記開口部が形成されることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の鋳型。
The main body portion has a plurality of the blade forming portions,
The mold according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the openings are formed in each of the wing forming portions.
前記羽根形成部は、螺旋状に連続する前記羽根部を形成する中空を有し、
前記開口部が複数形成されることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の鋳型。
the blade forming portion has a hollow that forms the blade portion that is continuous in a spiral shape,
The mold according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of the openings are formed.
請求項1~7のいずれかに記載の鋳型の製造方法であって、
一定厚さに前記造形砂を敷き均す工程と、
造形体として前記鋳型となる所定部分にバインダを噴射し硬化させる工程と、を含む一連の工程を繰り返すことで付加製造装置を用いて前記造形体を形成することを特徴とする鋳型の製造方法。
A method for producing a mold according to any one of claims 1 to 7, comprising the steps of:
A step of spreading the shaping sand to a constant thickness;
A method for manufacturing a mold, comprising repeating a series of steps including a step of injecting a binder into a specific portion of the mold that will become the mold as a shaped body and then hardening the binder, thereby forming the shaped body using an additive manufacturing device.
請求項1~7のいずれかに記載の鋳型を用いた鋳造方法であって、
前記蓋部で前記開口部を封止する工程と、
前記開口部が前記蓋部によって覆われた前記鋳型を、鋳枠の内部に設置する工程と、
前記鋳型を固定するように、前記鋳枠の内部に鋳物砂を充填する工程と、
前記鋳型に溶湯を注入する工程と、
前記鋳型で生成された鋳物を取り出す工程と、を含むことを特徴とする鋳造方法。
A casting method using the mold according to any one of claims 1 to 7,
sealing the opening with the lid;
placing the mold with the opening covered by the lid inside a molding flask;
filling the interior of the flask with molding sand so as to fix the mold;
Pouring molten metal into the mold;
and removing the casting produced in the mold.
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