层叠铸模的造型方法
层叠铸模的造型方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及层叠铸模的造型方法，特别是涉及重复形成薄的砂层、且使其每1层固 化为规定形状、然后使该固化后的多个砂层层叠一体化而对目标形状的砂铸模进行造型的 方法。
【背景技术】
[0002] -直以来，作为利用多个砂层的层叠的铸模的造型方法，例如提出了如图8所示那 样的利用层叠法的砂铸模的造型方法(参照专利文献1)。该方法包括如下工序:散布树脂覆 盖砂(树脂覆膜砂)而形成薄的砂层的砂层形成工序;和通过照射激光使该薄薄地成层的砂 层的规定部分固化的固化工序，由此，形成砂铸模的一个层，并且依次重复这些工序，依次 层叠与目标砂铸模的各水平截面形状对应的固化砂层，对砂的三维造型物即砂铸模进行造 型，在该方法中，将砂层形成工序中的第1层层叠密合在预先形成的基座上而形成，由此，以 往的照射激光束使壳砂固化的砂层由于通常非常薄、为0.1mm~0.5mm左右，因此因砂粒间 的树脂的收缩而发生翘曲的情况多，与此相对，通过在预先形成的基座上使其层叠密合，可 以防止与水平截面形状对应的固化砂层的形成时的翘曲的产生。
[0003] 另外，作为这样的利用层叠的铸模的造型方法的现有其他手法，还提出了如图9所 示那样的砂铸模的层叠造型方法(参照专利文献2)。该方法包括如下工序:薄薄地层叠砂的 层叠工序;将预先制成的规定形状的掩模配置于所层叠的砂层的上方的掩模配置工序;和 将使砂彼此结合的液态粘结剂从掩模上散布于薄薄地层叠的砂的散布工序，由此，形成砂 铸模的1层，并且依次重复这些工序，对砂的三维造型物即砂铸模进行造型，因此，作为液体 粘结剂的散布中利用的喷嘴等，可以采用口径较大的喷嘴，因此可以减少喷嘴的堵塞的产 生。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开平9-168840号公报 [0007] 专利文献2:日本特开平9-141386号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 然而，上述专利文献1中提出的那样的利用层叠法的砂铸模的造型方法中，由于为 通过利用照射激光的加热使壳砂加热固化的构成，利用激光照射进行加热时，存在基于有 机物的焚烧的臭气产生的问题。另外，即使可以改善翘曲的产生，由于激光照射的有无而在 砂层中产生温度差，因此也容易产生内部应力，为了松弛该应力而存在需要二次焙烧等问 题。进而，对规定的部分进行激光照射并进行加热固化时，还存在如下问题：需要高输出且 精密的控制，需要高价的激光照射的装置，且由于加热而需要非常多的能量。
[0010] 另外，上述专利文献2中提出的砂铸模的层叠造型方法是将用于使砂固化的液体 粘结剂散布从而使砂层固化的方法，由于上述液体粘结剂具有粘度，因此容易固着，由于其 长期使用而固体物附着在喷嘴内部，存在喷嘴堵塞的问题。另外，装置停止时，如果液体粘 结剂干燥，则喷嘴的内部、周围的液体粘结剂固化，因此，需要防止干燥的对策、使用后的喷 嘴的维护等的对策，存在管理麻烦的问题。进而，上述喷嘴一旦堵塞时，难以利用洗涤等去 除堵塞物，因此喷嘴堵塞时，需要更换喷嘴本身，因此还存在花费工夫和费用的问题。
[0011]此处，本发明是以上述情况为背景而作出的，其应解决的课题在于，提供能够以比 较简易的制造装置形成、且能够有效地抑制臭气的产生、且长期使用下也不会产生喷嘴的 堵塞、适于量产的铸模的层叠造型方法。
[0012] 用于解决问题的方案
[0013] 上述情况下，本发明人对于铸模的层叠造型方法反复深入研究，结果发现:通过使 用由水溶性粘结剂覆盖耐火骨料而得到的覆膜砂作为型砂，并且通过水性介质的散布和加 热进行形成的铸模层的硬化或固化，从而可以全部解决上述那样的课题，从而完成了本发 明。
[0014] 而且，本发明为了解决上述那样的课题而在以下列举的各种方案中可以优选实 施。需要说明的是，以下所述的各方案可以通过任意的组合而采用。另外，本发明的方案乃 至技术特征并不限定于以下记载，应当理解为基于说明书整体的记载和附图所公开的发明 思想而认识。
[0015] (1)-种层叠铸模的造型方法，其特征在于，对利用由型砂形成的多个铸模层一体 地进行层叠形成而得到的层叠铸模进行造型的方法，通过铸模层形成工序，形成一个前述 铸模层，然后重复所需要次数的该铸模层形成工序，将依次形成的铸模层进行层叠一体化， 从而得到目标立体形状的层叠铸模，所述铸模层形成工序包括如下工序:第一工序，使用由 水溶性粘结剂覆盖耐火骨料而提供的覆膜砂作为前述型砂，将其薄薄地进行平面展开，形 成一定厚度的砂层;第二工序，使用选择性散布手段对形成的该砂层的得到一个前述铸模 层的部分选择性地散布水性介质；和第三工序，对该砂层的散布有水性介质的部分进行加 热，使其硬化或固化。
[0016] (2)根据上述方案（1)所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，前述选择性散布 手段为具有形状与一个前述铸模层对应的孔的掩模，在前述第二工序中，在前述砂层之上 配置该掩模，从该掩模之上散布水性介质。
[0017] (3)根据上述方案（1)所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，前述选择性散布 手段为喷墨方式的散布装置，在前述第二工序中，从该散布装置通过喷墨方式仅选择前述 砂层的提供一个前述铸模层的部分之上来喷射水性介质。
[0018] (4)根据上述方案（1)至上述方案(3)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中，前述水性介质以雾状被散布。
[0019] (5)根据上述方案（1)至上述方案(3)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中，前述水性介质在水蒸汽或过热水蒸汽的形态下被散布。
[0020] (6)根据上述方案（1)至上述方案(5)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中被散布的水性介质包含能够使前述水溶性粘结剂固化的固化剂或 固化促进剂。
[0021] (7)根据上述方案（1)至上述方案（5)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，在前述第二工序中的水性介质的散布前后，散布不溶于水的固化剂或固化促进剂。
[0022] (8)根据上述方案（1)至上述方案(7)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，在前述第三工序中，通过利用发热体的加热或者红外线或激光的照射，散布有前述 水性介质的砂层部分被硬化或固化。
[0023] (9)根据上述方案（1)至上述方案(8)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第三工序在加热空气、过热水蒸汽、二氧化碳、气体化酯和非活性气体中的任 意气体的气氛中实施。
[0024] (10)根据上述方案（1)至上述方案(9)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第三工序中，对前述砂层的水性介质散布部分进行加热的同时或在该加热之 后，对砂层吹送或通入空气、加热空气、二氧化碳、气体化酯和非活性气体中的任意气体。
[0025] (11)根据上述方案（1)至上述方案（10)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述第三工序中包括抽吸要实施所述第三工序的造型空间内的气体并排气的工 序。
[0026] (12)根据上述方案（1)至上述方案（11)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述水性介质的温度为20°C~100°C。
[0027] (13)根据上述方案（1)至上述方案（12)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述水性介质的粘度为0.01~20厘泊。
[0028] (14)根据上述方案（1)至上述方案（13)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述覆膜砂在预先加热至40°C以上的温度之后用于前述第一工序。
[0029] (15)根据上述方案（1)至上述方案（14)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述覆膜砂被调整为具有常温流动性、且水分率为0.5质量％以下。
[0030] (16)根据上述方案（1)至上述方案（15)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，作为前述水溶性粘结剂，选择使用热固性树脂、糖类、蛋白质、合成高分子、盐类 和无机高分子中的单独1种或2种以上。
[0031] (17)根据上述方案（16)所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，前述热固性树 脂为碱性甲阶酚醛树脂。
[0032] (18)根据上述方案（16)所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，前述无机高分 子为水玻璃。
[0033] 发明的效果
[0034]根据这样的本发明的层叠铸模的造型方法，可以发挥以下列举的各种效果。
[0035] (i)从喷嘴散布于砂层时，为基本上由水形成的水性介质，因此长期使用下也不会 产生喷嘴的堵塞。
[0036] (ii)为了砂层的硬化或固化，无需施加使臭气产生的高热能量，因此可以降低臭 气的产生。
[0037] (i i i)可以削减或降低二次焙烧。
[0038] (iv)不需要用于产生高热能量的高输出的装置，可以以低的热能量进行砂层的硬 化或固化。
【附图说明 】
[0039] 图1为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中的第一工序的示意说 明图，图1的(a)示出散布覆膜砂的状态，图1的（b)示出将散布的覆膜砂进行平面展开而形 成薄薄的砂层的状态。
[0040] 图2为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中的第二工序的示意说 明图，图2的(a)示出在砂层上配置掩模的状态，图2的(b)示出散布水性介质的状态。
[0041] 图3为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中的第三工序的示意说 明图。
[0042] 图4为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中的铸模层形成的1个 循环的工序后的示意说明图。
[0043]图5为示出重复图1~图4所示的本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中 的各工序而层叠形成多个铸模层的状态的示意说明图。
[0044] 图6为示出图1~图5所示的本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中得到 的层叠铸模的示意说明图。
[0045] 图7为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第二实施方式中的第二工序的示意说 明图。
[0046]图8为示出现有的利用层叠法的砂铸模的造型方法的一例的示意说明图。
[0047]图9为示出现有的砂铸模的层叠造型方法的其他一例的示意说明图。
【具体实施方式】
[0048] 以下，为了进一步具体地阐明本发明的构成，对于本发明的代表性实施方式，边参 照附图边详细地进行说明。
[0049] 首先，图1至图6中阐明了本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式。这些图 中，在本发明中使用的铸模的造型装置中，在设置于框架1的平面形态呈四边形的成型孔Ia 内配置有能够沿上下方向垂直滑动的矩形的台2。另外，上述造型装置具备:分别位于框架1 的上方的、供给覆膜砂3的储存罐4;使供给至台2的上表面的覆膜砂3以一定厚度薄薄地平 面展开而形成薄层的砂层7的扩展构件6;用于覆盖固化的部分以外的砂层7表面的掩模8; 在框架1的上方隔着规定距离而配置的、将水性介质11以雾状散布的喷雾器10;和设置有电 热线作为发热体的加热器13,它们可以根据铸模层制造的各工序而选择性更换并配置。需 要说明的是，本实施方式中，各工序中的机材的更换可以自动进行，当然，也可以利用手动、 半自动方式进行其更换。
[0050] 而且，在图1中的储存罐4的下部设置有向台2的上表面供给砂的排出口 5,进而用 于预加热覆膜砂3的预热器(未作图示)设置于罐内。该预热器具有以螺旋状形成管的结构， 水蒸汽等热介质在该管内流动，对收纳于储存罐4内的覆膜砂3进行预加热，预先一般加热 至40°C以上、优选加热至40°C~200°C左右的温度。需要说明的是，作为预热器，除了利用设 置于储存罐4内的加热器进行加热的方式之外，从外部送入加热空气的方式等只要将覆膜 砂3预加热至期望温度即可，对其构成没有特别限定。
[0051] 另外，本实施方式中，如图2所示那样，掩模8和喷雾器10构成选择性散布手段，通 过形状与构成目标铸模的多个铸模层中的一个铸模层对应的具有孔9的掩模8、和配置于该 掩模8的上方且散布以水为代表的水性介质11的喷雾器10,从而对砂层7的规定部位进行这 样的水性介质11的散布。因此，为了从掩模8的上方进行均匀的水性介质11的散布，喷雾器 10位于框架1的上方且隔着一定程度的距离而进行配置。另外，掩模8期望容易去除附着的 水性介质而水性介质不渗透，由金属、塑料、陶瓷等材质形成。需要说明的是，作为选择性散 布手段，除了本实施方式之外，如后述那样，还有向砂层7的规定位置散布水性介质的喷墨 方式的散布装置等，它们可以单独使用也可以组合使用，只要使水散布于所需位置即可，对 于其手段没有特别限定。
[0052]进而，本实施方式中使用的、图3所示的加热器13使用电热线13a作为发热体而能 够进行加热，作为该加热器13的发热体（13a)，除了金属发热体(镍铬合金线、坝塔尔合金 线、铂线）之外，还可以使用碳化硅、二硅化钼、铬酸镧、钼、碳等。另外，作为加热器13,可以 使用红外线发生体进行加热，也可以进一步通过照射激光光线进行加热，从而选择性地仅 使经过照射的部分的水分蒸发。此时，现有技术中，通过利用激光用热直接地溶解粘结剂从 而使其固化，而本发明中，用水性介质溶解水溶性粘结剂，利用激光光线的热单纯地使其干 燥，从而进行硬化或固化。因此，本发明中的激光光线的使用不是在高温下使覆膜砂加热固 化，而是仅利用用于使湿润的覆膜砂干燥的热量即可，具有能量效率变得良好、以及无需使 用高价且高输出的激光装置的优点。需要说明的是，通过使用激光光线，可以局部地进行加 热，因此还具有可以不浪费地照射热的优点。而且，通过利用这样的加热器13对砂层7的前 述水性介质11的选择性散布部分进行加热，使该部位硬化或固化，从而可以形成一个目标 形状的铸模层12。
[0053] 接着，对于上述第一实施方式中的铸模层12的制造步骤、进而利用该铸模层12的 层叠一体化的造型体14(目标铸模)的形成进行说明。
[0054] <第一工序>
[0055] 首先，在制造前的阶段中，造型装置的框架1的上表面和台2的上表面位于同一平 面上。然后，造型工序开始时，使台2以砂层7的一层的高度量向下方滑动。接着，储存于储存 罐4的覆膜砂3以边控制来自排出口 5的供给量边以基本均匀的厚度没有遗漏地散布到台2 上的方式被供给（图1的（a)的状态）。此时，砂层7的每一层的高度以与台2向下方滑动的距 离对应的高度差、例如〇.5_的高度差的形式形成。需要说明的是，对于该高度差，被层叠的 每层通常形成为均匀的高度，一般来说期望0.1mm~3mm左右的高度差。
[0056] 上述向台2上供给覆膜砂3结束时，沿着框架1的上表面，使扩展构件6沿水平方向 移动，刮去多余的覆膜砂3。由此，在台2上薄薄地平面展开的砂层7以规定厚度而形成（图1 的(b)的状态）。
[0057] <第二工序>
[0058] 接着，使用形成有相当于目标铸模中的一个铸模层12的大小的规定形状的孔9的 掩模8,将其配置于上述第一工序中形成的砂层7之上（图2的(a)的状态）。具体而言，上述使 用的掩模8具有相当于将制造目标的铸模的形状以砂层7的壁厚量的等间隔分割成多个区 域的大小的形状的孔9,根据制造的铸模，每个砂层7从下起依次边更换边使用，然后在形成 有砂层7的铸模层12上依次进行层叠，从而可以对期望的铸模进行造型。需要说明的是，上 述层叠过程中的不同层形成时，孔9为同一形状的情况下，可以连续使用相同的掩模。另外， 可以在掩模8或框架1上设置爪、凹部，通过挂在这样的爪等上，从而可以将掩模8以相对于 框架1不错位的方式进行固定。
[0059] 然后，从隔着掩模8的上方的规定间隔的位置起向掩模8通过喷雾器10喷雾雾状的 水性介质11 (图2的(b)的状态）。由此，通过掩模8的孔9，雾状的水性介质11被散布于砂层7 的规定的区域。需要说明的是，本实施方式中，对掩模8的上表面整体喷雾水性介质11，可以 沿着轨道等对设置于掩模8的孔9的每一部分区域（以规定宽度)依次喷雾雾状的水性介质 11，也可以对孔9的全部区域进行喷雾。另外，喷雾器10只要可以将水性介质11以雾状散布， 即可，对其形态也没有特别限定。如此，通过对砂层7的特定区域(与孔9对应的区域)喷雾的 水性介质11，使覆膜砂3湿润，从而在覆膜砂3中的覆盖层的水溶性粘结剂溶出于水性介质 11的状态下覆盖耐火骨料，水溶性粘结剂在砂粒间聚集。由此，水性介质11的散布区域的覆 膜砂3变为彼此附着或粘合的状态。
[0060] 此处，作为水性介质11的散布方法，只要可以以不变得过多的程度湿润覆膜砂3的 方式将适量的水性介质11散布于砂层7即可，对于该方法没有特别限定，例如，可以适当采 用如下方式:滴加水性介质；或使用喷雾器等将水性介质以雾状散布；或将水性介质以蒸 汽、过热水蒸汽的状态散布。因此，作为蒸汽，可以使用饱和水蒸汽作为优选例。尤其是，本 实施方式的掩模方式的情况下，期望雾状的散布，后述的喷墨方式的情况下，可以优选使用 滴加方式、雾状的散布方式、蒸汽散布方式中的任一者。
[0061 ]另外，通过添加水性介质11使覆膜砂3湿润，然后必须使砂层7干燥，因此，该散布 的水性介质11期望为常温或高于常温的温度。因此，水性介质的温度一般期望为20°C~100 °C左右、更优选为30°C~95°C左右的温度范围。需要说明的是，使用水性介质的蒸汽时，进 行高温对策，优选为80°C~100°C的蒸汽。
[0062] 需要说明的是，本发明中，作为水性介质11，代表性地使用水，而且这样的水只要 纯水、自来水、蒸馏水、工业用水等没有混入废物、灰尘等即可，没有特别限定，从防止喷嘴 的堵塞的方面出发期望纯水或蒸馏水。另外，只要为使上述水性介质的粘度特性基本没有 变化的程度也可以少量添加含有酸、酯等固化剂、固化促进剂、表面活性剂等。在该情况下， 作为水性介质的粘度，期望为〇.〇1~20cP(厘泊），更期望为0.01~10cP，特别期望为0.1~ 5cP。需要说明的是，水性介质仅由水形成的情况下，粘度在20°C~100°C的温度范围内为 0.25~1.3cP。另外，固化剂或固化促 进剂使用不溶于水的物质的情况下，可以在散布水性 介质之前或之后，散布固化剂或固化促进剂。此时的不溶于水的固化剂或固化促进剂可以 使用液态的物质作为优选例。
[0063] <第三工序>
[0064] 对于散布了水性介质11后的砂层7,在其上方隔着一定间隔地配置设置有电热线 13a的加热器13,利用上述加热器13的热对砂层7进行加热，从而进行湿润的覆膜砂3的干燥 (图3的状态）。由此，第二工序中用水性介质11使覆膜砂3湿润，溶解覆盖层的水溶性粘结 剂，从彼此附着的状态，使第三工序中湿润的覆膜砂3的水分蒸发，赋予了水溶性粘结剂的 耐火骨料在彼此相结合的状态下硬化或固化，从而形成一个铸模层12。进而，用水性介质11 湿润的部分与未湿润的部分相比，热的传导性良好，因此通过进行加热，可以效率好地仅使 覆膜砂3的用水性介质11湿润的部分硬化或固化。此时，利用加热器13的加热使覆膜砂3干 燥从而硬化或固化，因此只要可以将砂层7加热至100°C~150°C左右即可，由此在砂层7内 不怎么产生温度差，因此可以抑制固化了的砂层（12)的翘曲等。另外，此时的加热温度为 100°C左右时，可以在低的温度下进行硬化或固化，因此可以有效地抑制现有的通过将覆膜 砂加热至高温(200°C~300°C左右)而产生的臭气。因此，发挥加热器13也无需为高输出、用 于加热的能量消耗量也少即可的特征。
[0065] 此处，将砂层7加热并干燥时，通过在加热空气的气氛中进行，可以促进上述干燥。 需要说明的是，作为其他方法，通过在包含二氧化碳或气体化了的酯的气氛中或在氮气等 非活性气体的气氛中进行，利用二氧化碳、气体化了的酯、非活性气体将水溶性粘结剂中 和，从而可以促进固化。特别是，水溶性粘结剂为碱性甲阶酚醛树脂的情况下，在二氧化碳 的气氛中进行固化时，这样的固化得到有利地促进。而且，作为实施上述促进手段的方法， 只要可以在规定的气体的气氛中进行加热?干燥即可，没有特别限定，例如有:使实施上述 第三工序的造型空间内为密封状态，将内部的气氛置换为加热空气、二氧化碳、气体化了的 酯或非活性气体，在该置换后的气氛下进行造型等手法。另外，也可以在这样的造型空间内 进行加热温度调节。
[0066] 另外，可以与加热同时或与加热前后地对砂层7吹送或通入空气、加热空气、过热 水蒸汽、二氧化碳气体、气体化了的酯或非活性气体等气体。进而，通过使气体流动，可以促 进覆膜砂3的干燥。作为吹送气体或进行通气的方法，只要可以不由吹送的气体、通气吹散 覆膜砂3即可，没有特别限定，例如有:从设置于层叠后的部分的上部的喷出口吹送气体，或 使造型空间内的气氛循环从而使其通气的方法等。
[0067] 进而，为了在造型空间内防止水蒸汽残留，也可以包括抽吸造型空间内的气体向 体系外进行排气的工序。需要说明的是，气体的抽吸优选在第三工序中将砂层加热并干燥 后进行，只要对各工序不造成不良影响，也可以在第三工序的期间中、全部工序的中间进 行。
[0068] <重复工序>
[0069]然后，将由上述第一工序、第二工序和第三工序构成的一系列的铸模层12形成工 序作为1个循环(cycle)，接着，使台进一步以砂层1层量的高度量向下方滑动（图4的状态）， 然后重复上述铸模层12的形成工序的循环，从而在已经形成的一个铸模层12之上一体地形 成新的铸模层12,实现层叠结构。通过重复几次这样的铸模层12的形成，从而铸模层12依次 被层叠一体化(图5的状态），可以制造以适量层数的铸模层12构成的、提供期望的形状的铸 模的造型物14。之后，通过从造型装置(框架1)取出未被硬化或固化的砂，从而可以取出目 标铸模(14)(图6的状态）。
[0070]而且，本发明中使用的覆膜砂3可以通过将耐火骨料用水溶性粘结剂覆盖而得到。 因此，作为用作耐火骨料的物质，可以适当选择使用一直以来用于铸模用的各种耐火骨料。 具体而言，可以举出：硅砂、铬铁矿砂、锆石砂、橄榄石砂、氧化铝砂、合成富铝红柱石砂等。 其中，从降低粘结剂用量的观点出发，优选使用圆球状的人工砂。需要说明的是，这些型砂 除了新砂之外，作为型砂可以一次或多次用于铸模的造型，因此可以为再生或回收的砂，进 而也可以为它们的混合砂，均可。使用这些耐火骨料得到的层叠铸模用的覆膜砂3根据所得 铸模的通气性、砂散布性、和使用其对铸模进行造型时的砂层7的厚度等关系，以其粒度指 数在JACT试验法S-I (型砂的粒度试验法）中规定的AFS系数基准中为80~150的范围内的方 式、优选为90~130的范围内的方式进行控制。这是由于，该粒度指数小于80时，有无法得到 充分的固化强度的担心，另一方面，超过150时，有所得铸模的通气性恶化的担心。特别是， 砂层7(铸模层12)的厚度越薄，使用所得铸模14铸造得到的铸件的铸件表面变得越良好，因 此可以说期望使用这样的薄的砂层7的形成变容易的细粒度的骨料。
[0071]而且，上述那样覆盖耐火骨料的粘结剂也被称为粘合剂，本发明中，可以使用水溶 性的粘结剂。作为该水溶性粘结剂，只要为水溶性即可，可以使用热固性树脂、糖类、合成高 分子、盐类、蛋白质、无机高分子，均可。它们可以单独使用，而且可以选择2种以上使用。
[0072] 此处，作为用作上述水溶性粘结剂的热固性树脂，可以举出：甲阶型酚醛树脂、呋 喃树脂、水溶性环氧树脂、水溶性三聚氰胺树脂、水溶性尿素树脂、水溶性不饱和聚酯树脂、 水溶性醇酸树脂等。另外，对于该热固性树脂配混酸、酯类等固化剂，也可以提高其热固化 特性，这也可以有利地采用。需要说明的是，这些热固性树脂中，优选使用甲阶型酚醛树脂， 这样的酚醛树脂可以通过使酚类和甲醛类在反应催化剂的存在下反应而制备。
[0073] 需要说明的是，作为酚醛树脂的原料的酚类是指苯酚和苯酚的衍生物，例如除了 苯酚之外，还可以举出：间甲酚、间苯二酚、3，5-二甲苯酚等3官能性的酚类、双酚A、二羟基 二苯基甲烷等4官能性的酚类、邻甲酚、对甲酚、对叔丁基苯酚、对苯基苯酚、对枯基苯酚、对 壬基苯酚、2,4或2,6_二甲苯酚等2官能性的邻或对取代的酚类，进而也可以使用由氯或溴 取代的卤代苯酚等。另外，这些酚类可以单独使用也可以混合多种使用。
[0074]另外，作为甲醛类，可以使用甲醛、低聚甲醛、乙醛、苯甲醛、三氧杂环己烷、四氧杂 环己烷那样的形态的甲醛类，进而，也可以将甲醛的一部分置换为糠醛、糠醇而使用。其中， 甲醛类以水溶液的形态使用时为最佳，可以举出福尔马林作为优选例。
[0075] 进而，用于得到目标酚醛树脂的酚类与甲醛类的配混比率优选以酚类与甲醛的摩 尔比为1:0.6~1:3.5的范围的方式进行设定，更优选以为1:1.5~1:2.5的范围的方式进行 设定。
[0076] 作为上述热固性树脂的制造中使用的反应催化剂，例如制备酚醛清漆型酚醛树脂 的情况下，优选使用盐酸、硫酸、磷酸等无机酸、或草酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、二甲苯磺酸等 有机酸、进而乙酸锌等。另外，制备甲阶型酚醛树脂的情况下，可以使用碱金属和/或碱土金 属的氧化物、氢氧化物，进而，可以优选使用：二甲胺、三乙胺、丁胺、二丁胺、三丁胺、二亚乙 基三胺、双氰胺等脂肪族的伯胺、仲胺、叔胺;N，N_二甲基苄基胺等具有芳香环的脂肪族胺； 苯胺、1，5_萘二胺等芳香族胺;氨、六亚甲基四胺等，此外，二价金属的环烷酸、二价金属的 氢氧化物等。需要说明的是，将由该酚醛树脂形成的水溶性粘结剂稀释而使用的情况下，作 为稀释用的溶剂，可以使用醇类、酮类、酯类、多元醇等。
[0077] 本发明中，作为上述酚醛树脂，可以说使用水溶性的碱性甲阶酚醛树脂是优选的。 该水溶性碱性甲阶酚醛树脂是指，在大量的碱性物质的存在下，例如以碱性物质相对于酚 类的摩尔数为0.01~2.0倍摩尔、优选为0.3~1.0倍摩尔左右的比例使酸类和醛类反应从 而得到的碱性的甲阶型酚醛树脂。需要说明的是，作为此处使用的碱性物质，例如可以举 出:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等碱金属的氢氧化物等，它们可以单独使用或混合2种以 上使用。使用这样的碱性甲阶酚醛树脂时，可以提供能够在铸铁?铸钢等宽范围的领域中 使用的铸模。
[0078] 另外，作为水溶性粘结剂之一的糖类，可以使用单糖类、寡糖类、多糖类等，可以从 各种单糖类、寡糖类、多糖类中选择1种单独使用，另外也可以选择多种而组合使用，均可。 它们之中，作为单糖类，可以举出：葡萄糖(葡萄糖）、果糖(果糖）、半乳糖等，作为寡糖类，可 以举出：麦芽糖(麦芽糖）、蔗糖(蔗糖）、乳糖(乳糖）、纤维素二糖等二糖类。而且，作为多糖 类，可以举出：淀粉糖、糊精、黄原胶、凝胶多糖、普鲁兰多糖、环糊精、甲壳质、纤维素、淀粉 等。此外，也可以使用阿拉伯胶等植物粘质物的胶类，进而作为糖类、特别是多糖类的固化 剂，也可以使用羧酸。
[0079] 进而，作为用作水溶性粘结剂的合成高分子，可以举出：聚环氧乙烷、聚-α-羟基丙 烯酸、丙烯酸类共聚物、丙烯酸酯系共聚物、甲基丙烯酸酯系共聚物、非离子系聚丙烯酰胺、 阴离子系聚丙烯酰胺、阳离子系聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸氨基烷基酯、丙烯酰胺/丙烯酸 共聚物、聚乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸、磺化马来酸聚合物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙 二醇、聚乙烯甲基醚、聚醚改性有机硅或它们的改性物等。而且，它们可以单独使用，或者选 择多种来使用。
[0080] 进而，作为盐类，使用通过加入水后使其干燥而变硬的物质，例如可以举出：硫酸 镁、硫酸钠等硫酸盐、溴化钠、溴化钾等溴化物、碳酸钠、碳酸钾等碳酸盐、氯化钡、氯化钠、 氯化钾等氯化物等。此外，作为蛋白质，可以举出明胶、动物胶等。
[0081] 本发明中，作为水溶性粘结剂，也可以优选使用无机高分子。作为这样的无机高分 子，可以举出：水玻璃、胶体二氧化硅、烷基硅酸盐、膨润土、水泥等。它们之中，作为水玻璃， 存在有可溶性的硅氧化合物、即硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠、偏硅酸钾、硅酸锂、硅酸铵等，其 中，期望使用硅酸钠、硅酸钾。需要说明的是，硅氧化合物中根据摩尔比而具有各种的种类， 例如硅酸钠有1号至5号，而且硅酸钾有1号和2号。其中，铸件领域中，可以举出水玻璃作为 优选例，特别期望硅酸钠，可以使用铸铁/铸钢等宽范围的领域中应用的铸模。
[0082] 而且，制造本发明中使用的覆膜砂时，对于耐火骨料和水溶性粘结剂的配混量，相 对于耐火骨料的100质量份，以固体成分换算计一般采用0.3~5质量份左右的比例的水溶 性粘结剂，优选有利地采用〇. 5~3质量份的比例。制造覆膜砂时，将这些耐火骨料和水溶性 粘结剂混炼或混合，用水溶性粘结剂覆盖耐火性骨料的表面，并且使这样的水溶性粘结剂 的水溶液的水分蒸发，从而可以得到具有常温流动性、水分率为0.5%以下的干态的粉末状 水溶性粘结剂覆盖耐火骨料，这样的水溶性粘结剂水溶液的水分的蒸发必须在水溶性粘结 剂的固化进行之前迅速地进行，一般来说，在5分钟以内、优选2分钟以内使含有水分飞散而 变为干态的粉末状水溶性粘结剂覆盖耐火骨料。
[0083] 因此，作为用于使这样的水溶性粘结剂的水溶液中的水分迅速蒸发的手段之一， 可以有利地采用预先加热耐火骨料，在其中混炼或混合水溶性粘结剂水溶液的方法。通过 在该预先加热后的耐火骨料中混炼或混合水溶性粘结剂水溶液，从而水溶性粘结剂水溶液 的水分利用加热后的耐火骨料的热而迅速地蒸发，因此可以效率良好地降低水溶性粘结剂 覆盖耐火骨料的水分率，可以有利地得到具有常温流动性的干态的粉体。需要说明的是，作 为耐火骨料的预热温度，可以根据水溶性粘结剂水溶液的含有水分量、其配混量等而适当 选定，一般来说，期望预先加热至100~140°C左右的温度。这是由于，该预热温度变得过低 时，难以有效地进行水分的蒸发，另外，预热温度变得过高时，有水溶性粘结剂的固化推进 的担心。而且，对于如此得到的覆膜砂，通过将水分率降低至水分率为0.5质量％以下、更优 选0.3质量％以下，由此变为干爽的干态的粉体，具有赋予了常温流动性的优异的特性。
[0084] 另外，覆膜砂的制造中，可以与耐火骨料、水溶性粘结剂一起添加固体氧化物或盐 等作为添加剂。加入这些固体氧化物、盐时，可以对所得覆膜砂的耐湿性赋予良好的效果。 需要说明的是，作为固体氧化物，例如硅、锌、镁、钙、铅或硼的氧化物是有效的。其中，二氧 化硅、氧化锌、氧化硼是期望的固体氧化物。而且，二氧化硅中，优选使用沉淀硅酸、发热性 硅酸。另外，作为盐，可以举出:碳酸锌、四硼酸钠、四硼酸钾等。
[0085] 除此之外，偶联剂、润滑剂、脱模剂等也可以作为添加剂使用。它们之中，偶联剂用 于强化骨料与粘结剂的结合，作为偶联剂的种类，可以使用硅烷偶联剂、锆石偶联剂、钛偶 联剂等。另外，润滑剂用于提高流动性，可以举出：液体石蜡、石蜡、合成聚乙烯蜡、褐煤酸 蜡、硬脂酸、硬脂醇、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺的脂肪酸酰胺、亚甲基双硬脂酸酰胺、 亚乙基双硬脂酸酰胺的亚烷基脂肪酸酰胺、硬脂酸金属盐、硬脂酸铅?硬脂酸锌、硬脂酸 钙?硬脂酸镁、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸十八醇脂、氢化油等。进而，作为脱模剂，可以使用： 石蜡、蜡、轻油、机器油、锭子油、绝缘油、废油、植物油、脂肪酸酯、有机酸、石墨微粒、云母、 蛭石、氟系脱模剂、有机硅系脱模剂等。
[0086] 进而，本发明中，在覆膜砂中也可以混合其他粉体而使用。此时，粉体只要用水湿 润后、加热并干燥从而变硬即可，没有特别限定。
[0087] 另外，本发明也可以在采用图7所示那样的第二工序的第二实施方式中实施。
[0088] 具体而言，如图7所示那样，本发明的实施中使用的铸模的造型装置具备:利用喷 墨方式散布由水性介质形成的液体的喷墨散布装置15。此处，这样的喷墨方式的散布装置 15具有:未作图示的存储装置和控制装置以及能够沿着砂层7的上表面移动的喷嘴16,而且 为如下装置:存储装置中各层的预先设定的平面形状作为图像信号被保管，利用控制装置 根据图像信号控制喷嘴16的动作，同时对各层将液体喷出为预先设定的平面形状。本实施 方式中，喷墨散布装置15为选择性散布手段，其他构成与上述第一实施方式同样，因此省略 其说明。
[0089]这样的第二实施方式中的第二工序的造型步骤如以下所述。
[0090]即，上述第二工序中，从喷墨散布装置15的喷嘴16朝向砂层7,雾状的水(水性介质 11)以预先设定的平面形状向其每一微小区域喷雾。该设定的平面形状是指，将所制造的铸 模的形状以砂层的壁厚量的等间隔沿水平方向分割成多个区域的形状，根据所制造的铸 模，对于每砂层从下方起依次基于各层的平面形状，喷雾水性介质11。这样，例如由制品形 状的CAD数据得到砂模的形状数据，将其作为砂层的每壁厚的截面形状数据，从而可以设定 各层预先设定的平面形状。该喷墨散布装置15中，喷射水性介质11的喷嘴16的喷嘴直径例 如为20~100μπι左右，为极小径，但由于喷出的液体为水性介质，因此不会产生喷嘴堵塞。需 要说明的是，该第二实施方式中的第一工序和第三工序、以及重复工序与上述第一实施方 式同样，因此此处省略其详细的说明。
[0091] 实施例
[0092] 以下，示出几个本发明的实施例，更具体地阐明本发明，当然本发明不受这样的实 施例的记载的任何限制。另外，应当理解为本发明中除了以下实施例之外，进而除了上述具 体的记载之外，只要不脱离本发明的主旨，基于本领域技术人员的知识，可以加以各种变 更、修正、改良等。需要说明的是，以下的实施例、比较例中的抗折强度的测定和喷嘴堵塞的 确认试验分别如以下那样进行。
[0093]-抗折强度(N/cm2)的测定-
[0094] 使用宽度30mmX高度IOmmX长度85mm的大小的试验片，使用测定器(高千穗精机 株式会社制造:数字型砂强度试验机)测定其断裂负荷。而且，使用该测定的断裂负荷，通过 下述式子算出抗折强度。
[0095]抗折强度= 1.5XLW/ab2
[0096][其中，L:支点间距离(cm)、W:断裂负荷(kgf)、a:试验片的宽度(cm)、b:试验片的 厚度（cm)]
[0097]本实施例中，将抗折强度为200N/cm2以上的情况设为合格。
[0098]-喷嘴堵塞的确认试验-
[0099] 使用具有与喷墨散布装置15的喷嘴16中采用的喷嘴直径为等同内径的注射针（内 径:50μπι、长度:5mm)，向该注射针流入各种受试液体，考察有无堵塞。首先，在带有注射针的 注射器(2ml)中采集约Iml的受试液体，将该Iml以0.1ml/秒射出，然后放置2小时，再次采集 受试液体约Iml，将该Iml以0.1 ml/秒射出，重复上述工序3次，确认堵塞的有无。需要说明的 是，本试验在20°C的气氛中进行。另外，作为堵塞的条件，将即使施加 IKg左右的负荷也不会 从注射针射出或抽吸的情况判断为堵塞。
[0100] -RCS的制造例1-
[0101]作为耐火骨料，准备市售的铸造用球状人工砂即LUNAM0S#50(商品名：花王株式会 社制造），并且作为水溶性粘结剂，准备碱性甲阶酚醛树脂水溶液的市售品：HPR830(商品 名:旭有机材工业株式会社制造）。
[0102] 接着，将加热至约120°C的温度的上述LUNAM0S#50投入到品川式万能搅拌机(5DM-r型）（株式会社Dalton制造）中，然后相对于LUNAM0S#50的100质量份、以固体成分换算计为 3.0质量份的比例进一步添加前述碱性甲阶酚醛树脂水溶液，进行50秒的混炼，使水分蒸 发，另一方面，进行搅拌混合直至砂粒块崩解。之后，添加硬脂酸钙0.1质量份，混合10秒，然 后取出，从而得到常温下有自由流动性的干态的覆膜砂A。
[0103] -RCS的制造例2-
[0104]作为耐火骨料，准备市售的铸造用球状人工砂即LUNAM0S#50(商品名：花王株式会 社制造），并且作为水溶性粘结剂，准备用水稀释市售的硅酸钠2号（商品名：富士化学株式 会社制造)而得到的硅酸钠水溶液。
[0105] 接着，将加热至约120°C的温度的上述LUNAM0S#50投入到品川式万能搅拌机(5DM-r型）（株式会社Dalton制造）中，然后相对于LUNAM0S#50的100质量份、以固体成分换算计为 1.0质量份的比例进一步添加前述硅酸钠水溶液，进行3分钟的混炼，使水分蒸发，另一方 面，进行搅拌混合直至砂粒块崩解，然后取出，得到在常温下有自由流动性的干态的覆膜砂 B0
[0106] -实施例1-
[0107] 使用图1所示的具有框架1和台2的造型装置以及上述覆膜砂A，按照第一实施方 式，进行层叠造型。 首先，第一工序中，使台2向下方滑动0.5mm，然后将覆膜砂A在台2上薄薄 地平面展开而形成砂层7。接着，第二工序中，将形成有30mmX85mm的长方形的孔9的掩模8 配置于第一工序中形成的砂层7上。然后，从掩模8的上方朝向掩模8通过喷雾器10喷雾雾状 的水性介质11。此时的水性介质为蒸馏水，在25°C下使用。接着，第三工序中，在散布了上述 蒸馏水后的砂层7的上方配置具备电热线13a的加热器13,利用加热器13的热对砂层7进行 加热，进行湿润的覆膜砂A的干燥，从而使其固化，得到与前述掩模8的孔9的形状对应的大 小的铸模层12。然后，将由以上的第一工序、第二工序和第三工序构成的一系列的工序作为 1个循环，重复进行铸模层12的层叠直至层叠的铸模(造型物14)的壁厚(高度)为10mm。将该 得到的层叠铸模(14)的抗折强度示于下述表1。
[0108] -实施例2-
[0109] 将实施例1中使用的覆膜砂A改变为覆膜砂B，与实施例1同样地制造层叠铸模 (14)。然后，测定该得到的层叠铸模(14)的抗折强度，将其结果示于下述表1。
[0110] -实施例3-
[0111] 将实施例1中的蒸馏水改变为相对于蒸馏水100质量份添加了 γ-丁内酯10质量份 而得到的水溶液，与实施例1同样地制造层叠铸模（14)。然后，测定该得到的层叠铸模（14) 的抗折强度，将其结果示于下述表1。
[0112] -实施例4-
[0113] 将实施例2中的蒸馏水改变为相对于蒸馏水100质量份以10质量份的比例添加了 甲醇而得到的水溶液，与实施例2同样地制造层叠铸模（14)。然后，测定该得到的层叠铸模 (14)的抗折强度，将其结果示于下述表1。
[0116] 由上述表1的结果所表明那样，根据本发明得到的实施例1~4的各层叠铸模均具 有充分的抗折强度，并且根据实施例1与实施例3、实施例2与实施例4的对比，确认了通过在 散布的蒸馏水中添加适量的固化剂，从而可以更有利地提高抗折强度。
[0117] -实施例5-
[0118] 作为用于散布在砂层7上的液体，使用水(蒸馏水），按照前述的试验方法，进行喷 嘴堵塞的确认试验。将其试验结果示于下述表2。
[0119] -比较例1-
[0120] 实施例5中，将用于散布在砂层7上的液体改变为碱性甲阶酚醛树脂水溶液，进行 同样的喷嘴堵塞的确认试验。需要说明的是，作为碱性甲阶酚醛树脂水溶液，通过用水稀释 市售的HPR830(商品名：旭有机材工业株式会社制造），从而准备25°C下的粘度为IOcP的碱 性甲阶酚醛树脂水溶液，进行试验。将其试验结果示于下述表2。
[0121] -比较例2-
[0122] 实施例5中，将用于散布在砂层7上的液体改变为硅酸钠水溶液，进行同样的喷嘴 堵塞的确认试验。需要说明的是，作为硅酸钠水溶液，使用用水稀释市售的硅酸钠2号(商品 名：富士化学株式会社制造)调整为25°C下的粘度为IOcP的硅酸钠水溶液。将其试验结果示 于下述表2。
[0123] [表 2]
[0124]
[0125] 由上述表2的结果所表明那样，如比较例1、比较例2那样，对于砂，使用作为粘结剂 的碱性甲阶酚醛树脂水溶液、硅酸钠水溶液作为液体，散布的情况下，将这样的液体在存在 于散布路径内不变的状态下放置时，会引起如下问题:液体(粘结剂)固着，在散布路径中内 径最小的喷嘴的部分产生堵塞。与此相对，如实施例5那样，如果使用水作为散布液体，则喷 嘴不会堵塞，可以历经长时间地使用。
[0126] 附图标记说明
[0127] 1框架 Ia成型孔
[0128] 2台 3覆膜砂
[0129] 4储存罐 5排出口
[0130] 6扩展构件 7砂层
[0131] 8掩模 9孔
[0132] 10喷雾器 11水性介质
[0133] 12铸模层 13加热器
[0134] 13a电热线 14造型物
[0135] 15喷墨散布装置
【主权项】
1. 一种层叠铸模的造型方法，其特征在于，对利用由型砂形成的多个铸模层一体地进 行层叠形成而得到的层叠铸模进行造型的方法， 通过铸模层形成工序，形成一个所述铸模层，然后重复所需要次数的该铸模层形成工 序，将依次形成的铸模层进行层叠一体化，从而得到目标立体形状的层叠铸模，所述铸模层 形成工序包括如下工序:第一工序，使用由水溶性粘结剂覆盖耐火骨料而得到的覆膜砂作 为所述型砂，将其薄薄地进行平面展开，形成一定厚度的砂层;第二工序，使用选择性散布 手段对形成的该砂层的提供一个所述铸模层的部分选择性地散布水性介质；和第三工序， 对该砂层的散布有水性介质的部分进行加热，使其硬化或固化。2. 根据权利要求1所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所述选择性散布手段为具 有形状与一个所述铸模层对应的孔的掩模，在所述第二工序中，在所述砂层之上配置该掩 模，从该掩模之上散布水性介质。3. 根据权利要求1所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所述选择性散布手段为喷 墨方式的散布装置，在所述第二工序中，从该散布装置通过喷墨方式仅选择所述砂层的提 供一个所述铸模层的部分之上来喷射水性介质。4. 根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第二工序中，所述水性介质以雾状被散布。5. 根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第二工序中，所述水性介质在水蒸汽或过热水蒸汽的形态下被散布。6. 根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第二工序中被散布的水性介质包含能够使所述水溶性粘结剂固化的固化剂或固化促进 剂。7. 根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，在 所述第二工序中的水性介质的散布前后，散布不溶于水的固化剂或固化促进剂。8. 根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，在 所述第三工序中，通过利用发热体的加热或者红外线或激光的照射，散布有所述水性介质 的砂层部分被硬化或固化。9. 根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第三工序在加热空气、过热水蒸汽、二氧化碳、气体化酯和非活性气体中的任意气体的气 氛中实施。10. 根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第三工序中，对所述砂层的水性介质散布部分进行加热的同时或在该加热之后，对砂层 吹送或通入空气、加热空气、二氧化碳、气体化酯和非活性气体中的任意气体。11. 根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述第三工序中包括抽吸要实施所述第三工序的造型空间内的气体并排气的工序。12. 根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述水性介质的温度为20°C~100°C。13. 根据权利要求1至权利要求12中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述水性介质的粘度为〇. 01~20厘泊。14. 根据权利要求1至权利要求13中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述覆膜砂在预先加热至40°C以上的温度之后用于所述第一工序。15. 根据权利要求1至权利要求14中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述覆膜砂被调整为具有常温流动性、且水分率为0.5质量％以下。16. 根据权利要求1至权利要求15中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 作为所述水溶性粘结剂，选择使用热固性树脂、糖类、蛋白质、合成高分子、盐类和无机高分 子中的单独1种或2种以上。17. 根据权利要求16所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所述热固性树脂为碱性 甲阶酚醛树脂。18. 根据权利要求16所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所述无机高分子为水玻 璃。
【专利摘要】提供能够以比较简易的制造装置形成、且能够有效地抑制臭气的产生、且长期使用也不会产生喷嘴的堵塞的铸模的层叠造型方法。将由水溶性粘结剂覆盖耐火骨料而得到的覆膜砂(3)供给至配置于容器状的框架(1)内的台(2)上，通过扩展构件(6)以变为一定厚度的方式薄薄地使其平面展开而形成砂层(7)，然后将砂层(7)的表面用掩模(8)覆盖，对固化的部分通过喷雾器(10)散布水性介质(11)，进而将砂层(7)的散布有水性介质(11)的部分通过加热器(13)进行加热，从而使目标形状的铸模层(12)硬化或固化，重复所需要次数的上述铸模层形成工序，将依次形成的铸模层(12)进行层叠一体化，从而可以得到目标立体形状的层叠铸模即造型体(14)。
【IPC分类】B22C1/22, B22C1/18, B22C1/10, B22C9/02, B22C9/12, B22C1/00
【公开号】CN105492138
【申请号】CN201480047994
【发明人】田中雄一郎
【申请人】旭有机材工业株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月25日
【公告号】EP3040136A1, US20160158828, WO2015029935A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及层叠铸模的造型方法，特别是涉及重复形成薄的砂层、且使其每1层固 化为规定形状、然后使该固化后的多个砂层层叠一体化而对目标形状的砂铸模进行造型的 方法。
【背景技术】
[0002] -直以来，作为利用多个砂层的层叠的铸模的造型方法，例如提出了如图8所示那 样的利用层叠法的砂铸模的造型方法(参照专利文献1)。该方法包括如下工序:散布树脂覆 盖砂(树脂覆膜砂)而形成薄的砂层的砂层形成工序;和通过照射激光使该薄薄地成层的砂 层的规定部分固化的固化工序，由此，形成砂铸模的一个层，并且依次重复这些工序，依次 层叠与目标砂铸模的各水平截面形状对应的固化砂层，对砂的三维造型物即砂铸模进行造 型，在该方法中，将砂层形成工序中的第1层层叠密合在预先形成的基座上而形成，由此，以 往的照射激光束使壳砂固化的砂层由于通常非常薄、为0.1mm~0.5mm左右，因此因砂粒间 的树脂的收缩而发生翘曲的情况多，与此相对，通过在预先形成的基座上使其层叠密合，可 以防止与水平截面形状对应的固化砂层的形成时的翘曲的产生。
[0003] 另外，作为这样的利用层叠的铸模的造型方法的现有其他手法，还提出了如图9所 示那样的砂铸模的层叠造型方法(参照专利文献2)。该方法包括如下工序:薄薄地层叠砂的 层叠工序;将预先制成的规定形状的掩模配置于所层叠的砂层的上方的掩模配置工序;和 将使砂彼此结合的液态粘结剂从掩模上散布于薄薄地层叠的砂的散布工序，由此，形成砂 铸模的1层，并且依次重复这些工序，对砂的三维造型物即砂铸模进行造型，因此，作为液体 粘结剂的散布中利用的喷嘴等，可以采用口径较大的喷嘴，因此可以减少喷嘴的堵塞的产 生。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开平9-168840号公报 [0007] 专利文献2:日本特开平9-141386号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 然而，上述专利文献1中提出的那样的利用层叠法的砂铸模的造型方法中，由于为 通过利用照射激光的加热使壳砂加热固化的构成，利用激光照射进行加热时，存在基于有 机物的焚烧的臭气产生的问题。另外，即使可以改善翘曲的产生，由于激光照射的有无而在 砂层中产生温度差，因此也容易产生内部应力，为了松弛该应力而存在需要二次焙烧等问 题。进而，对规定的部分进行激光照射并进行加热固化时，还存在如下问题：需要高输出且 精密的控制，需要高价的激光照射的装置，且由于加热而需要非常多的能量。
[0010] 另外，上述专利文献2中提出的砂铸模的层叠造型方法是将用于使砂固化的液体 粘结剂散布从而使砂层固化的方法，由于上述液体粘结剂具有粘度，因此容易固着，由于其 长期使用而固体物附着在喷嘴内部，存在喷嘴堵塞的问题。另外，装置停止时，如果液体粘 结剂干燥，则喷嘴的内部、周围的液体粘结剂固化，因此，需要防止干燥的对策、使用后的喷 嘴的维护等的对策，存在管理麻烦的问题。进而，上述喷嘴一旦堵塞时，难以利用洗涤等去 除堵塞物，因此喷嘴堵塞时，需要更换喷嘴本身，因此还存在花费工夫和费用的问题。
[0011]此处，本发明是以上述情况为背景而作出的，其应解决的课题在于，提供能够以比 较简易的制造装置形成、且能够有效地抑制臭气的产生、且长期使用下也不会产生喷嘴的 堵塞、适于量产的铸模的层叠造型方法。
[0012] 用于解决问题的方案
[0013] 上述情况下，本发明人对于铸模的层叠造型方法反复深入研究，结果发现:通过使 用由水溶性粘结剂覆盖耐火骨料而得到的覆膜砂作为型砂，并且通过水性介质的散布和加 热进行形成的铸模层的硬化或固化，从而可以全部解决上述那样的课题，从而完成了本发 明。
[0014] 而且，本发明为了解决上述那样的课题而在以下列举的各种方案中可以优选实 施。需要说明的是，以下所述的各方案可以通过任意的组合而采用。另外，本发明的方案乃 至技术特征并不限定于以下记载，应当理解为基于说明书整体的记载和附图所公开的发明 思想而认识。
[0015] (1)-种层叠铸模的造型方法，其特征在于，对利用由型砂形成的多个铸模层一体 地进行层叠形成而得到的层叠铸模进行造型的方法，通过铸模层形成工序，形成一个前述 铸模层，然后重复所需要次数的该铸模层形成工序，将依次形成的铸模层进行层叠一体化， 从而得到目标立体形状的层叠铸模，所述铸模层形成工序包括如下工序:第一工序，使用由 水溶性粘结剂覆盖耐火骨料而提供的覆膜砂作为前述型砂，将其薄薄地进行平面展开，形 成一定厚度的砂层;第二工序，使用选择性散布手段对形成的该砂层的得到一个前述铸模 层的部分选择性地散布水性介质；和第三工序，对该砂层的散布有水性介质的部分进行加 热，使其硬化或固化。
[0016] (2)根据上述方案（1)所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，前述选择性散布 手段为具有形状与一个前述铸模层对应的孔的掩模，在前述第二工序中，在前述砂层之上 配置该掩模，从该掩模之上散布水性介质。
[0017] (3)根据上述方案（1)所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，前述选择性散布 手段为喷墨方式的散布装置，在前述第二工序中，从该散布装置通过喷墨方式仅选择前述 砂层的提供一个前述铸模层的部分之上来喷射水性介质。
[0018] (4)根据上述方案（1)至上述方案(3)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中，前述水性介质以雾状被散布。
[0019] (5)根据上述方案（1)至上述方案(3)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中，前述水性介质在水蒸汽或过热水蒸汽的形态下被散布。
[0020] (6)根据上述方案（1)至上述方案(5)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第二工序中被散布的水性介质包含能够使前述水溶性粘结剂固化的固化剂或 固化促进剂。
[0021] (7)根据上述方案（1)至上述方案（5)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，在前述第二工序中的水性介质的散布前后，散布不溶于水的固化剂或固化促进剂。
[0022] (8)根据上述方案（1)至上述方案(7)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，在前述第三工序中，通过利用发热体的加热或者红外线或激光的照射，散布有前述 水性介质的砂层部分被硬化或固化。
[0023] (9)根据上述方案（1)至上述方案(8)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第三工序在加热空气、过热水蒸汽、二氧化碳、气体化酯和非活性气体中的任 意气体的气氛中实施。
[0024] (10)根据上述方案（1)至上述方案(9)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特 征在于，前述第三工序中，对前述砂层的水性介质散布部分进行加热的同时或在该加热之 后，对砂层吹送或通入空气、加热空气、二氧化碳、气体化酯和非活性气体中的任意气体。
[0025] (11)根据上述方案（1)至上述方案（10)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述第三工序中包括抽吸要实施所述第三工序的造型空间内的气体并排气的工 序。
[0026] (12)根据上述方案（1)至上述方案（11)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述水性介质的温度为20°C~100°C。
[0027] (13)根据上述方案（1)至上述方案（12)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述水性介质的粘度为0.01~20厘泊。
[0028] (14)根据上述方案（1)至上述方案（13)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述覆膜砂在预先加热至40°C以上的温度之后用于前述第一工序。
[0029] (15)根据上述方案（1)至上述方案（14)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，前述覆膜砂被调整为具有常温流动性、且水分率为0.5质量％以下。
[0030] (16)根据上述方案（1)至上述方案（15)中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其 特征在于，作为前述水溶性粘结剂，选择使用热固性树脂、糖类、蛋白质、合成高分子、盐类 和无机高分子中的单独1种或2种以上。
[0031] (17)根据上述方案（16)所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，前述热固性树 脂为碱性甲阶酚醛树脂。
[0032] (18)根据上述方案（16)所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，前述无机高分 子为水玻璃。
[0033] 发明的效果
[0034]根据这样的本发明的层叠铸模的造型方法，可以发挥以下列举的各种效果。
[0035] (i)从喷嘴散布于砂层时，为基本上由水形成的水性介质，因此长期使用下也不会 产生喷嘴的堵塞。
[0036] (ii)为了砂层的硬化或固化，无需施加使臭气产生的高热能量，因此可以降低臭 气的产生。
[0037] (i i i)可以削减或降低二次焙烧。
[0038] (iv)不需要用于产生高热能量的高输出的装置，可以以低的热能量进行砂层的硬 化或固化。
【附图说明 】
[0039] 图1为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中的第一工序的示意说 明图，图1的(a)示出散布覆膜砂的状态，图1的（b)示出将散布的覆膜砂进行平面展开而形 成薄薄的砂层的状态。
[0040] 图2为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中的第二工序的示意说 明图，图2的(a)示出在砂层上配置掩模的状态，图2的(b)示出散布水性介质的状态。
[0041] 图3为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中的第三工序的示意说 明图。
[0042] 图4为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中的铸模层形成的1个 循环的工序后的示意说明图。
[0043]图5为示出重复图1~图4所示的本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中 的各工序而层叠形成多个铸模层的状态的示意说明图。
[0044] 图6为示出图1~图5所示的本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式中得到 的层叠铸模的示意说明图。
[0045] 图7为示出本发明的层叠铸模的造型方法的第二实施方式中的第二工序的示意说 明图。
[0046]图8为示出现有的利用层叠法的砂铸模的造型方法的一例的示意说明图。
[0047]图9为示出现有的砂铸模的层叠造型方法的其他一例的示意说明图。
【具体实施方式】
[0048] 以下，为了进一步具体地阐明本发明的构成，对于本发明的代表性实施方式，边参 照附图边详细地进行说明。
[0049] 首先，图1至图6中阐明了本发明的层叠铸模的造型方法的第一实施方式。这些图 中，在本发明中使用的铸模的造型装置中，在设置于框架1的平面形态呈四边形的成型孔Ia 内配置有能够沿上下方向垂直滑动的矩形的台2。另外，上述造型装置具备:分别位于框架1 的上方的、供给覆膜砂3的储存罐4;使供给至台2的上表面的覆膜砂3以一定厚度薄薄地平 面展开而形成薄层的砂层7的扩展构件6;用于覆盖固化的部分以外的砂层7表面的掩模8; 在框架1的上方隔着规定距离而配置的、将水性介质11以雾状散布的喷雾器10;和设置有电 热线作为发热体的加热器13,它们可以根据铸模层制造的各工序而选择性更换并配置。需 要说明的是，本实施方式中，各工序中的机材的更换可以自动进行，当然，也可以利用手动、 半自动方式进行其更换。
[0050] 而且，在图1中的储存罐4的下部设置有向台2的上表面供给砂的排出口 5,进而用 于预加热覆膜砂3的预热器(未作图示)设置于罐内。该预热器具有以螺旋状形成管的结构， 水蒸汽等热介质在该管内流动，对收纳于储存罐4内的覆膜砂3进行预加热，预先一般加热 至40°C以上、优选加热至40°C~200°C左右的温度。需要说明的是，作为预热器，除了利用设 置于储存罐4内的加热器进行加热的方式之外，从外部送入加热空气的方式等只要将覆膜 砂3预加热至期望温度即可，对其构成没有特别限定。
[0051] 另外，本实施方式中，如图2所示那样，掩模8和喷雾器10构成选择性散布手段，通 过形状与构成目标铸模的多个铸模层中的一个铸模层对应的具有孔9的掩模8、和配置于该 掩模8的上方且散布以水为代表的水性介质11的喷雾器10,从而对砂层7的规定部位进行这 样的水性介质11的散布。因此，为了从掩模8的上方进行均匀的水性介质11的散布，喷雾器 10位于框架1的上方且隔着一定程度的距离而进行配置。另外，掩模8期望容易去除附着的 水性介质而水性介质不渗透，由金属、塑料、陶瓷等材质形成。需要说明的是，作为选择性散 布手段，除了本实施方式之外，如后述那样，还有向砂层7的规定位置散布水性介质的喷墨 方式的散布装置等，它们可以单独使用也可以组合使用，只要使水散布于所需位置即可，对 于其手段没有特别限定。
[0052]进而，本实施方式中使用的、图3所示的加热器13使用电热线13a作为发热体而能 够进行加热，作为该加热器13的发热体（13a)，除了金属发热体(镍铬合金线、坝塔尔合金 线、铂线）之外，还可以使用碳化硅、二硅化钼、铬酸镧、钼、碳等。另外，作为加热器13,可以 使用红外线发生体进行加热，也可以进一步通过照射激光光线进行加热，从而选择性地仅 使经过照射的部分的水分蒸发。此时，现有技术中，通过利用激光用热直接地溶解粘结剂从 而使其固化，而本发明中，用水性介质溶解水溶性粘结剂，利用激光光线的热单纯地使其干 燥，从而进行硬化或固化。因此，本发明中的激光光线的使用不是在高温下使覆膜砂加热固 化，而是仅利用用于使湿润的覆膜砂干燥的热量即可，具有能量效率变得良好、以及无需使 用高价且高输出的激光装置的优点。需要说明的是，通过使用激光光线，可以局部地进行加 热，因此还具有可以不浪费地照射热的优点。而且，通过利用这样的加热器13对砂层7的前 述水性介质11的选择性散布部分进行加热，使该部位硬化或固化，从而可以形成一个目标 形状的铸模层12。
[0053] 接着，对于上述第一实施方式中的铸模层12的制造步骤、进而利用该铸模层12的 层叠一体化的造型体14(目标铸模)的形成进行说明。
[0054] <第一工序>
[0055] 首先，在制造前的阶段中，造型装置的框架1的上表面和台2的上表面位于同一平 面上。然后，造型工序开始时，使台2以砂层7的一层的高度量向下方滑动。接着，储存于储存 罐4的覆膜砂3以边控制来自排出口 5的供给量边以基本均匀的厚度没有遗漏地散布到台2 上的方式被供给（图1的（a)的状态）。此时，砂层7的每一层的高度以与台2向下方滑动的距 离对应的高度差、例如〇.5_的高度差的形式形成。需要说明的是，对于该高度差，被层叠的 每层通常形成为均匀的高度，一般来说期望0.1mm~3mm左右的高度差。
[0056] 上述向台2上供给覆膜砂3结束时，沿着框架1的上表面，使扩展构件6沿水平方向 移动，刮去多余的覆膜砂3。由此，在台2上薄薄地平面展开的砂层7以规定厚度而形成（图1 的(b)的状态）。
[0057] <第二工序>
[0058] 接着，使用形成有相当于目标铸模中的一个铸模层12的大小的规定形状的孔9的 掩模8,将其配置于上述第一工序中形成的砂层7之上（图2的(a)的状态）。具体而言，上述使 用的掩模8具有相当于将制造目标的铸模的形状以砂层7的壁厚量的等间隔分割成多个区 域的大小的形状的孔9,根据制造的铸模，每个砂层7从下起依次边更换边使用，然后在形成 有砂层7的铸模层12上依次进行层叠，从而可以对期望的铸模进行造型。需要说明的是，上 述层叠过程中的不同层形成时，孔9为同一形状的情况下，可以连续使用相同的掩模。另外， 可以在掩模8或框架1上设置爪、凹部，通过挂在这样的爪等上，从而可以将掩模8以相对于 框架1不错位的方式进行固定。
[0059] 然后，从隔着掩模8的上方的规定间隔的位置起向掩模8通过喷雾器10喷雾雾状的 水性介质11 (图2的(b)的状态）。由此，通过掩模8的孔9，雾状的水性介质11被散布于砂层7 的规定的区域。需要说明的是，本实施方式中，对掩模8的上表面整体喷雾水性介质11，可以 沿着轨道等对设置于掩模8的孔9的每一部分区域（以规定宽度)依次喷雾雾状的水性介质 11，也可以对孔9的全部区域进行喷雾。另外，喷雾器10只要可以将水性介质11以雾状散布， 即可，对其形态也没有特别限定。如此，通过对砂层7的特定区域(与孔9对应的区域)喷雾的 水性介质11，使覆膜砂3湿润，从而在覆膜砂3中的覆盖层的水溶性粘结剂溶出于水性介质 11的状态下覆盖耐火骨料，水溶性粘结剂在砂粒间聚集。由此，水性介质11的散布区域的覆 膜砂3变为彼此附着或粘合的状态。
[0060] 此处，作为水性介质11的散布方法，只要可以以不变得过多的程度湿润覆膜砂3的 方式将适量的水性介质11散布于砂层7即可，对于该方法没有特别限定，例如，可以适当采 用如下方式:滴加水性介质；或使用喷雾器等将水性介质以雾状散布；或将水性介质以蒸 汽、过热水蒸汽的状态散布。因此，作为蒸汽，可以使用饱和水蒸汽作为优选例。尤其是，本 实施方式的掩模方式的情况下，期望雾状的散布，后述的喷墨方式的情况下，可以优选使用 滴加方式、雾状的散布方式、蒸汽散布方式中的任一者。
[0061 ]另外，通过添加水性介质11使覆膜砂3湿润，然后必须使砂层7干燥，因此，该散布 的水性介质11期望为常温或高于常温的温度。因此，水性介质的温度一般期望为20°C~100 °C左右、更优选为30°C~95°C左右的温度范围。需要说明的是，使用水性介质的蒸汽时，进 行高温对策，优选为80°C~100°C的蒸汽。
[0062] 需要说明的是，本发明中，作为水性介质11，代表性地使用水，而且这样的水只要 纯水、自来水、蒸馏水、工业用水等没有混入废物、灰尘等即可，没有特别限定，从防止喷嘴 的堵塞的方面出发期望纯水或蒸馏水。另外，只要为使上述水性介质的粘度特性基本没有 变化的程度也可以少量添加含有酸、酯等固化剂、固化促进剂、表面活性剂等。在该情况下， 作为水性介质的粘度，期望为〇.〇1~20cP(厘泊），更期望为0.01~10cP，特别期望为0.1~ 5cP。需要说明的是，水性介质仅由水形成的情况下，粘度在20°C~100°C的温度范围内为 0.25~1.3cP。另外，固化剂或固化促 进剂使用不溶于水的物质的情况下，可以在散布水性 介质之前或之后，散布固化剂或固化促进剂。此时的不溶于水的固化剂或固化促进剂可以 使用液态的物质作为优选例。
[0063] <第三工序>
[0064] 对于散布了水性介质11后的砂层7,在其上方隔着一定间隔地配置设置有电热线 13a的加热器13,利用上述加热器13的热对砂层7进行加热，从而进行湿润的覆膜砂3的干燥 (图3的状态）。由此，第二工序中用水性介质11使覆膜砂3湿润，溶解覆盖层的水溶性粘结 剂，从彼此附着的状态，使第三工序中湿润的覆膜砂3的水分蒸发，赋予了水溶性粘结剂的 耐火骨料在彼此相结合的状态下硬化或固化，从而形成一个铸模层12。进而，用水性介质11 湿润的部分与未湿润的部分相比，热的传导性良好，因此通过进行加热，可以效率好地仅使 覆膜砂3的用水性介质11湿润的部分硬化或固化。此时，利用加热器13的加热使覆膜砂3干 燥从而硬化或固化，因此只要可以将砂层7加热至100°C~150°C左右即可，由此在砂层7内 不怎么产生温度差，因此可以抑制固化了的砂层（12)的翘曲等。另外，此时的加热温度为 100°C左右时，可以在低的温度下进行硬化或固化，因此可以有效地抑制现有的通过将覆膜 砂加热至高温(200°C~300°C左右)而产生的臭气。因此，发挥加热器13也无需为高输出、用 于加热的能量消耗量也少即可的特征。
[0065] 此处，将砂层7加热并干燥时，通过在加热空气的气氛中进行，可以促进上述干燥。 需要说明的是，作为其他方法，通过在包含二氧化碳或气体化了的酯的气氛中或在氮气等 非活性气体的气氛中进行，利用二氧化碳、气体化了的酯、非活性气体将水溶性粘结剂中 和，从而可以促进固化。特别是，水溶性粘结剂为碱性甲阶酚醛树脂的情况下，在二氧化碳 的气氛中进行固化时，这样的固化得到有利地促进。而且，作为实施上述促进手段的方法， 只要可以在规定的气体的气氛中进行加热?干燥即可，没有特别限定，例如有:使实施上述 第三工序的造型空间内为密封状态，将内部的气氛置换为加热空气、二氧化碳、气体化了的 酯或非活性气体，在该置换后的气氛下进行造型等手法。另外，也可以在这样的造型空间内 进行加热温度调节。
[0066] 另外，可以与加热同时或与加热前后地对砂层7吹送或通入空气、加热空气、过热 水蒸汽、二氧化碳气体、气体化了的酯或非活性气体等气体。进而，通过使气体流动，可以促 进覆膜砂3的干燥。作为吹送气体或进行通气的方法，只要可以不由吹送的气体、通气吹散 覆膜砂3即可，没有特别限定，例如有:从设置于层叠后的部分的上部的喷出口吹送气体，或 使造型空间内的气氛循环从而使其通气的方法等。
[0067] 进而，为了在造型空间内防止水蒸汽残留，也可以包括抽吸造型空间内的气体向 体系外进行排气的工序。需要说明的是，气体的抽吸优选在第三工序中将砂层加热并干燥 后进行，只要对各工序不造成不良影响，也可以在第三工序的期间中、全部工序的中间进 行。
[0068] <重复工序>
[0069]然后，将由上述第一工序、第二工序和第三工序构成的一系列的铸模层12形成工 序作为1个循环(cycle)，接着，使台进一步以砂层1层量的高度量向下方滑动（图4的状态）， 然后重复上述铸模层12的形成工序的循环，从而在已经形成的一个铸模层12之上一体地形 成新的铸模层12,实现层叠结构。通过重复几次这样的铸模层12的形成，从而铸模层12依次 被层叠一体化(图5的状态），可以制造以适量层数的铸模层12构成的、提供期望的形状的铸 模的造型物14。之后，通过从造型装置(框架1)取出未被硬化或固化的砂，从而可以取出目 标铸模(14)(图6的状态）。
[0070]而且，本发明中使用的覆膜砂3可以通过将耐火骨料用水溶性粘结剂覆盖而得到。 因此，作为用作耐火骨料的物质，可以适当选择使用一直以来用于铸模用的各种耐火骨料。 具体而言，可以举出：硅砂、铬铁矿砂、锆石砂、橄榄石砂、氧化铝砂、合成富铝红柱石砂等。 其中，从降低粘结剂用量的观点出发，优选使用圆球状的人工砂。需要说明的是，这些型砂 除了新砂之外，作为型砂可以一次或多次用于铸模的造型，因此可以为再生或回收的砂，进 而也可以为它们的混合砂，均可。使用这些耐火骨料得到的层叠铸模用的覆膜砂3根据所得 铸模的通气性、砂散布性、和使用其对铸模进行造型时的砂层7的厚度等关系，以其粒度指 数在JACT试验法S-I (型砂的粒度试验法）中规定的AFS系数基准中为80~150的范围内的方 式、优选为90~130的范围内的方式进行控制。这是由于，该粒度指数小于80时，有无法得到 充分的固化强度的担心，另一方面，超过150时，有所得铸模的通气性恶化的担心。特别是， 砂层7(铸模层12)的厚度越薄，使用所得铸模14铸造得到的铸件的铸件表面变得越良好，因 此可以说期望使用这样的薄的砂层7的形成变容易的细粒度的骨料。
[0071]而且，上述那样覆盖耐火骨料的粘结剂也被称为粘合剂，本发明中，可以使用水溶 性的粘结剂。作为该水溶性粘结剂，只要为水溶性即可，可以使用热固性树脂、糖类、合成高 分子、盐类、蛋白质、无机高分子，均可。它们可以单独使用，而且可以选择2种以上使用。
[0072] 此处，作为用作上述水溶性粘结剂的热固性树脂，可以举出：甲阶型酚醛树脂、呋 喃树脂、水溶性环氧树脂、水溶性三聚氰胺树脂、水溶性尿素树脂、水溶性不饱和聚酯树脂、 水溶性醇酸树脂等。另外，对于该热固性树脂配混酸、酯类等固化剂，也可以提高其热固化 特性，这也可以有利地采用。需要说明的是，这些热固性树脂中，优选使用甲阶型酚醛树脂， 这样的酚醛树脂可以通过使酚类和甲醛类在反应催化剂的存在下反应而制备。
[0073] 需要说明的是，作为酚醛树脂的原料的酚类是指苯酚和苯酚的衍生物，例如除了 苯酚之外，还可以举出：间甲酚、间苯二酚、3，5-二甲苯酚等3官能性的酚类、双酚A、二羟基 二苯基甲烷等4官能性的酚类、邻甲酚、对甲酚、对叔丁基苯酚、对苯基苯酚、对枯基苯酚、对 壬基苯酚、2,4或2,6_二甲苯酚等2官能性的邻或对取代的酚类，进而也可以使用由氯或溴 取代的卤代苯酚等。另外，这些酚类可以单独使用也可以混合多种使用。
[0074]另外，作为甲醛类，可以使用甲醛、低聚甲醛、乙醛、苯甲醛、三氧杂环己烷、四氧杂 环己烷那样的形态的甲醛类，进而，也可以将甲醛的一部分置换为糠醛、糠醇而使用。其中， 甲醛类以水溶液的形态使用时为最佳，可以举出福尔马林作为优选例。
[0075] 进而，用于得到目标酚醛树脂的酚类与甲醛类的配混比率优选以酚类与甲醛的摩 尔比为1:0.6~1:3.5的范围的方式进行设定，更优选以为1:1.5~1:2.5的范围的方式进行 设定。
[0076] 作为上述热固性树脂的制造中使用的反应催化剂，例如制备酚醛清漆型酚醛树脂 的情况下，优选使用盐酸、硫酸、磷酸等无机酸、或草酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、二甲苯磺酸等 有机酸、进而乙酸锌等。另外，制备甲阶型酚醛树脂的情况下，可以使用碱金属和/或碱土金 属的氧化物、氢氧化物，进而，可以优选使用：二甲胺、三乙胺、丁胺、二丁胺、三丁胺、二亚乙 基三胺、双氰胺等脂肪族的伯胺、仲胺、叔胺;N，N_二甲基苄基胺等具有芳香环的脂肪族胺； 苯胺、1，5_萘二胺等芳香族胺;氨、六亚甲基四胺等，此外，二价金属的环烷酸、二价金属的 氢氧化物等。需要说明的是，将由该酚醛树脂形成的水溶性粘结剂稀释而使用的情况下，作 为稀释用的溶剂，可以使用醇类、酮类、酯类、多元醇等。
[0077] 本发明中，作为上述酚醛树脂，可以说使用水溶性的碱性甲阶酚醛树脂是优选的。 该水溶性碱性甲阶酚醛树脂是指，在大量的碱性物质的存在下，例如以碱性物质相对于酚 类的摩尔数为0.01~2.0倍摩尔、优选为0.3~1.0倍摩尔左右的比例使酸类和醛类反应从 而得到的碱性的甲阶型酚醛树脂。需要说明的是，作为此处使用的碱性物质，例如可以举 出:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等碱金属的氢氧化物等，它们可以单独使用或混合2种以 上使用。使用这样的碱性甲阶酚醛树脂时，可以提供能够在铸铁?铸钢等宽范围的领域中 使用的铸模。
[0078] 另外，作为水溶性粘结剂之一的糖类，可以使用单糖类、寡糖类、多糖类等，可以从 各种单糖类、寡糖类、多糖类中选择1种单独使用，另外也可以选择多种而组合使用，均可。 它们之中，作为单糖类，可以举出：葡萄糖(葡萄糖）、果糖(果糖）、半乳糖等，作为寡糖类，可 以举出：麦芽糖(麦芽糖）、蔗糖(蔗糖）、乳糖(乳糖）、纤维素二糖等二糖类。而且，作为多糖 类，可以举出：淀粉糖、糊精、黄原胶、凝胶多糖、普鲁兰多糖、环糊精、甲壳质、纤维素、淀粉 等。此外，也可以使用阿拉伯胶等植物粘质物的胶类，进而作为糖类、特别是多糖类的固化 剂，也可以使用羧酸。
[0079] 进而，作为用作水溶性粘结剂的合成高分子，可以举出：聚环氧乙烷、聚-α-羟基丙 烯酸、丙烯酸类共聚物、丙烯酸酯系共聚物、甲基丙烯酸酯系共聚物、非离子系聚丙烯酰胺、 阴离子系聚丙烯酰胺、阳离子系聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸氨基烷基酯、丙烯酰胺/丙烯酸 共聚物、聚乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸、磺化马来酸聚合物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙 二醇、聚乙烯甲基醚、聚醚改性有机硅或它们的改性物等。而且，它们可以单独使用，或者选 择多种来使用。
[0080] 进而，作为盐类，使用通过加入水后使其干燥而变硬的物质，例如可以举出：硫酸 镁、硫酸钠等硫酸盐、溴化钠、溴化钾等溴化物、碳酸钠、碳酸钾等碳酸盐、氯化钡、氯化钠、 氯化钾等氯化物等。此外，作为蛋白质，可以举出明胶、动物胶等。
[0081] 本发明中，作为水溶性粘结剂，也可以优选使用无机高分子。作为这样的无机高分 子，可以举出：水玻璃、胶体二氧化硅、烷基硅酸盐、膨润土、水泥等。它们之中，作为水玻璃， 存在有可溶性的硅氧化合物、即硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠、偏硅酸钾、硅酸锂、硅酸铵等，其 中，期望使用硅酸钠、硅酸钾。需要说明的是，硅氧化合物中根据摩尔比而具有各种的种类， 例如硅酸钠有1号至5号，而且硅酸钾有1号和2号。其中，铸件领域中，可以举出水玻璃作为 优选例，特别期望硅酸钠，可以使用铸铁/铸钢等宽范围的领域中应用的铸模。
[0082] 而且，制造本发明中使用的覆膜砂时，对于耐火骨料和水溶性粘结剂的配混量，相 对于耐火骨料的100质量份，以固体成分换算计一般采用0.3~5质量份左右的比例的水溶 性粘结剂，优选有利地采用〇. 5~3质量份的比例。制造覆膜砂时，将这些耐火骨料和水溶性 粘结剂混炼或混合，用水溶性粘结剂覆盖耐火性骨料的表面，并且使这样的水溶性粘结剂 的水溶液的水分蒸发，从而可以得到具有常温流动性、水分率为0.5%以下的干态的粉末状 水溶性粘结剂覆盖耐火骨料，这样的水溶性粘结剂水溶液的水分的蒸发必须在水溶性粘结 剂的固化进行之前迅速地进行，一般来说，在5分钟以内、优选2分钟以内使含有水分飞散而 变为干态的粉末状水溶性粘结剂覆盖耐火骨料。
[0083] 因此，作为用于使这样的水溶性粘结剂的水溶液中的水分迅速蒸发的手段之一， 可以有利地采用预先加热耐火骨料，在其中混炼或混合水溶性粘结剂水溶液的方法。通过 在该预先加热后的耐火骨料中混炼或混合水溶性粘结剂水溶液，从而水溶性粘结剂水溶液 的水分利用加热后的耐火骨料的热而迅速地蒸发，因此可以效率良好地降低水溶性粘结剂 覆盖耐火骨料的水分率，可以有利地得到具有常温流动性的干态的粉体。需要说明的是，作 为耐火骨料的预热温度，可以根据水溶性粘结剂水溶液的含有水分量、其配混量等而适当 选定，一般来说，期望预先加热至100~140°C左右的温度。这是由于，该预热温度变得过低 时，难以有效地进行水分的蒸发，另外，预热温度变得过高时，有水溶性粘结剂的固化推进 的担心。而且，对于如此得到的覆膜砂，通过将水分率降低至水分率为0.5质量％以下、更优 选0.3质量％以下，由此变为干爽的干态的粉体，具有赋予了常温流动性的优异的特性。
[0084] 另外，覆膜砂的制造中，可以与耐火骨料、水溶性粘结剂一起添加固体氧化物或盐 等作为添加剂。加入这些固体氧化物、盐时，可以对所得覆膜砂的耐湿性赋予良好的效果。 需要说明的是，作为固体氧化物，例如硅、锌、镁、钙、铅或硼的氧化物是有效的。其中，二氧 化硅、氧化锌、氧化硼是期望的固体氧化物。而且，二氧化硅中，优选使用沉淀硅酸、发热性 硅酸。另外，作为盐，可以举出:碳酸锌、四硼酸钠、四硼酸钾等。
[0085] 除此之外，偶联剂、润滑剂、脱模剂等也可以作为添加剂使用。它们之中，偶联剂用 于强化骨料与粘结剂的结合，作为偶联剂的种类，可以使用硅烷偶联剂、锆石偶联剂、钛偶 联剂等。另外，润滑剂用于提高流动性，可以举出：液体石蜡、石蜡、合成聚乙烯蜡、褐煤酸 蜡、硬脂酸、硬脂醇、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺的脂肪酸酰胺、亚甲基双硬脂酸酰胺、 亚乙基双硬脂酸酰胺的亚烷基脂肪酸酰胺、硬脂酸金属盐、硬脂酸铅?硬脂酸锌、硬脂酸 钙?硬脂酸镁、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸十八醇脂、氢化油等。进而，作为脱模剂，可以使用： 石蜡、蜡、轻油、机器油、锭子油、绝缘油、废油、植物油、脂肪酸酯、有机酸、石墨微粒、云母、 蛭石、氟系脱模剂、有机硅系脱模剂等。
[0086] 进而，本发明中，在覆膜砂中也可以混合其他粉体而使用。此时，粉体只要用水湿 润后、加热并干燥从而变硬即可，没有特别限定。
[0087] 另外，本发明也可以在采用图7所示那样的第二工序的第二实施方式中实施。
[0088] 具体而言，如图7所示那样，本发明的实施中使用的铸模的造型装置具备:利用喷 墨方式散布由水性介质形成的液体的喷墨散布装置15。此处，这样的喷墨方式的散布装置 15具有:未作图示的存储装置和控制装置以及能够沿着砂层7的上表面移动的喷嘴16,而且 为如下装置:存储装置中各层的预先设定的平面形状作为图像信号被保管，利用控制装置 根据图像信号控制喷嘴16的动作，同时对各层将液体喷出为预先设定的平面形状。本实施 方式中，喷墨散布装置15为选择性散布手段，其他构成与上述第一实施方式同样，因此省略 其说明。
[0089]这样的第二实施方式中的第二工序的造型步骤如以下所述。
[0090]即，上述第二工序中，从喷墨散布装置15的喷嘴16朝向砂层7,雾状的水(水性介质 11)以预先设定的平面形状向其每一微小区域喷雾。该设定的平面形状是指，将所制造的铸 模的形状以砂层的壁厚量的等间隔沿水平方向分割成多个区域的形状，根据所制造的铸 模，对于每砂层从下方起依次基于各层的平面形状，喷雾水性介质11。这样，例如由制品形 状的CAD数据得到砂模的形状数据，将其作为砂层的每壁厚的截面形状数据，从而可以设定 各层预先设定的平面形状。该喷墨散布装置15中，喷射水性介质11的喷嘴16的喷嘴直径例 如为20~100μπι左右，为极小径，但由于喷出的液体为水性介质，因此不会产生喷嘴堵塞。需 要说明的是，该第二实施方式中的第一工序和第三工序、以及重复工序与上述第一实施方 式同样，因此此处省略其详细的说明。
[0091] 实施例
[0092] 以下，示出几个本发明的实施例，更具体地阐明本发明，当然本发明不受这样的实 施例的记载的任何限制。另外，应当理解为本发明中除了以下实施例之外，进而除了上述具 体的记载之外，只要不脱离本发明的主旨，基于本领域技术人员的知识，可以加以各种变 更、修正、改良等。需要说明的是，以下的实施例、比较例中的抗折强度的测定和喷嘴堵塞的 确认试验分别如以下那样进行。
[0093]-抗折强度(N/cm2)的测定-
[0094] 使用宽度30mmX高度IOmmX长度85mm的大小的试验片，使用测定器(高千穗精机 株式会社制造:数字型砂强度试验机)测定其断裂负荷。而且，使用该测定的断裂负荷，通过 下述式子算出抗折强度。
[0095]抗折强度= 1.5XLW/ab2
[0096][其中，L:支点间距离(cm)、W:断裂负荷(kgf)、a:试验片的宽度(cm)、b:试验片的 厚度（cm)]
[0097]本实施例中，将抗折强度为200N/cm2以上的情况设为合格。
[0098]-喷嘴堵塞的确认试验-
[0099] 使用具有与喷墨散布装置15的喷嘴16中采用的喷嘴直径为等同内径的注射针（内 径:50μπι、长度:5mm)，向该注射针流入各种受试液体，考察有无堵塞。首先，在带有注射针的 注射器(2ml)中采集约Iml的受试液体，将该Iml以0.1ml/秒射出，然后放置2小时，再次采集 受试液体约Iml，将该Iml以0.1 ml/秒射出，重复上述工序3次，确认堵塞的有无。需要说明的 是，本试验在20°C的气氛中进行。另外，作为堵塞的条件，将即使施加 IKg左右的负荷也不会 从注射针射出或抽吸的情况判断为堵塞。
[0100] -RCS的制造例1-
[0101]作为耐火骨料，准备市售的铸造用球状人工砂即LUNAM0S#50(商品名：花王株式会 社制造），并且作为水溶性粘结剂，准备碱性甲阶酚醛树脂水溶液的市售品：HPR830(商品 名:旭有机材工业株式会社制造）。
[0102] 接着，将加热至约120°C的温度的上述LUNAM0S#50投入到品川式万能搅拌机(5DM-r型）（株式会社Dalton制造）中，然后相对于LUNAM0S#50的100质量份、以固体成分换算计为 3.0质量份的比例进一步添加前述碱性甲阶酚醛树脂水溶液，进行50秒的混炼，使水分蒸 发，另一方面，进行搅拌混合直至砂粒块崩解。之后，添加硬脂酸钙0.1质量份，混合10秒，然 后取出，从而得到常温下有自由流动性的干态的覆膜砂A。
[0103] -RCS的制造例2-
[0104]作为耐火骨料，准备市售的铸造用球状人工砂即LUNAM0S#50(商品名：花王株式会 社制造），并且作为水溶性粘结剂，准备用水稀释市售的硅酸钠2号（商品名：富士化学株式 会社制造)而得到的硅酸钠水溶液。
[0105] 接着，将加热至约120°C的温度的上述LUNAM0S#50投入到品川式万能搅拌机(5DM-r型）（株式会社Dalton制造）中，然后相对于LUNAM0S#50的100质量份、以固体成分换算计为 1.0质量份的比例进一步添加前述硅酸钠水溶液，进行3分钟的混炼，使水分蒸发，另一方 面，进行搅拌混合直至砂粒块崩解，然后取出，得到在常温下有自由流动性的干态的覆膜砂 B0
[0106] -实施例1-
[0107] 使用图1所示的具有框架1和台2的造型装置以及上述覆膜砂A，按照第一实施方 式，进行层叠造型。 首先，第一工序中，使台2向下方滑动0.5mm，然后将覆膜砂A在台2上薄薄 地平面展开而形成砂层7。接着，第二工序中，将形成有30mmX85mm的长方形的孔9的掩模8 配置于第一工序中形成的砂层7上。然后，从掩模8的上方朝向掩模8通过喷雾器10喷雾雾状 的水性介质11。此时的水性介质为蒸馏水，在25°C下使用。接着，第三工序中，在散布了上述 蒸馏水后的砂层7的上方配置具备电热线13a的加热器13,利用加热器13的热对砂层7进行 加热，进行湿润的覆膜砂A的干燥，从而使其固化，得到与前述掩模8的孔9的形状对应的大 小的铸模层12。然后，将由以上的第一工序、第二工序和第三工序构成的一系列的工序作为 1个循环，重复进行铸模层12的层叠直至层叠的铸模(造型物14)的壁厚(高度)为10mm。将该 得到的层叠铸模(14)的抗折强度示于下述表1。
[0108] -实施例2-
[0109] 将实施例1中使用的覆膜砂A改变为覆膜砂B，与实施例1同样地制造层叠铸模 (14)。然后，测定该得到的层叠铸模(14)的抗折强度，将其结果示于下述表1。
[0110] -实施例3-
[0111] 将实施例1中的蒸馏水改变为相对于蒸馏水100质量份添加了 γ-丁内酯10质量份 而得到的水溶液，与实施例1同样地制造层叠铸模（14)。然后，测定该得到的层叠铸模（14) 的抗折强度，将其结果示于下述表1。
[0112] -实施例4-
[0113] 将实施例2中的蒸馏水改变为相对于蒸馏水100质量份以10质量份的比例添加了 甲醇而得到的水溶液，与实施例2同样地制造层叠铸模（14)。然后，测定该得到的层叠铸模 (14)的抗折强度，将其结果示于下述表1。
[0116] 由上述表1的结果所表明那样，根据本发明得到的实施例1~4的各层叠铸模均具 有充分的抗折强度，并且根据实施例1与实施例3、实施例2与实施例4的对比，确认了通过在 散布的蒸馏水中添加适量的固化剂，从而可以更有利地提高抗折强度。
[0117] -实施例5-
[0118] 作为用于散布在砂层7上的液体，使用水(蒸馏水），按照前述的试验方法，进行喷 嘴堵塞的确认试验。将其试验结果示于下述表2。
[0119] -比较例1-
[0120] 实施例5中，将用于散布在砂层7上的液体改变为碱性甲阶酚醛树脂水溶液，进行 同样的喷嘴堵塞的确认试验。需要说明的是，作为碱性甲阶酚醛树脂水溶液，通过用水稀释 市售的HPR830(商品名：旭有机材工业株式会社制造），从而准备25°C下的粘度为IOcP的碱 性甲阶酚醛树脂水溶液，进行试验。将其试验结果示于下述表2。
[0121] -比较例2-
[0122] 实施例5中，将用于散布在砂层7上的液体改变为硅酸钠水溶液，进行同样的喷嘴 堵塞的确认试验。需要说明的是，作为硅酸钠水溶液，使用用水稀释市售的硅酸钠2号(商品 名：富士化学株式会社制造)调整为25°C下的粘度为IOcP的硅酸钠水溶液。将其试验结果示 于下述表2。
[0123] [表 2]
[0124]
[0125] 由上述表2的结果所表明那样，如比较例1、比较例2那样，对于砂，使用作为粘结剂 的碱性甲阶酚醛树脂水溶液、硅酸钠水溶液作为液体，散布的情况下，将这样的液体在存在 于散布路径内不变的状态下放置时，会引起如下问题:液体(粘结剂)固着，在散布路径中内 径最小的喷嘴的部分产生堵塞。与此相对，如实施例5那样，如果使用水作为散布液体，则喷 嘴不会堵塞，可以历经长时间地使用。
[0126] 附图标记说明
[0127] 1框架 Ia成型孔
[0128] 2台 3覆膜砂
[0129] 4储存罐 5排出口
[0130] 6扩展构件 7砂层
[0131] 8掩模 9孔
[0132] 10喷雾器 11水性介质
[0133] 12铸模层 13加热器
[0134] 13a电热线 14造型物
[0135] 15喷墨散布装置
【主权项】
1. 一种层叠铸模的造型方法，其特征在于，对利用由型砂形成的多个铸模层一体地进 行层叠形成而得到的层叠铸模进行造型的方法， 通过铸模层形成工序，形成一个所述铸模层，然后重复所需要次数的该铸模层形成工 序，将依次形成的铸模层进行层叠一体化，从而得到目标立体形状的层叠铸模，所述铸模层 形成工序包括如下工序:第一工序，使用由水溶性粘结剂覆盖耐火骨料而得到的覆膜砂作 为所述型砂，将其薄薄地进行平面展开，形成一定厚度的砂层;第二工序，使用选择性散布 手段对形成的该砂层的提供一个所述铸模层的部分选择性地散布水性介质；和第三工序， 对该砂层的散布有水性介质的部分进行加热，使其硬化或固化。2. 根据权利要求1所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所述选择性散布手段为具 有形状与一个所述铸模层对应的孔的掩模，在所述第二工序中，在所述砂层之上配置该掩 模，从该掩模之上散布水性介质。3. 根据权利要求1所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所述选择性散布手段为喷 墨方式的散布装置，在所述第二工序中，从该散布装置通过喷墨方式仅选择所述砂层的提 供一个所述铸模层的部分之上来喷射水性介质。4. 根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第二工序中，所述水性介质以雾状被散布。5. 根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第二工序中，所述水性介质在水蒸汽或过热水蒸汽的形态下被散布。6. 根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第二工序中被散布的水性介质包含能够使所述水溶性粘结剂固化的固化剂或固化促进 剂。7. 根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，在 所述第二工序中的水性介质的散布前后，散布不溶于水的固化剂或固化促进剂。8. 根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，在 所述第三工序中，通过利用发热体的加热或者红外线或激光的照射，散布有所述水性介质 的砂层部分被硬化或固化。9. 根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第三工序在加热空气、过热水蒸汽、二氧化碳、气体化酯和非活性气体中的任意气体的气 氛中实施。10. 根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所 述第三工序中，对所述砂层的水性介质散布部分进行加热的同时或在该加热之后，对砂层 吹送或通入空气、加热空气、二氧化碳、气体化酯和非活性气体中的任意气体。11. 根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述第三工序中包括抽吸要实施所述第三工序的造型空间内的气体并排气的工序。12. 根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述水性介质的温度为20°C~100°C。13. 根据权利要求1至权利要求12中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述水性介质的粘度为〇. 01~20厘泊。14. 根据权利要求1至权利要求13中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述覆膜砂在预先加热至40°C以上的温度之后用于所述第一工序。15. 根据权利要求1至权利要求14中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 所述覆膜砂被调整为具有常温流动性、且水分率为0.5质量％以下。16. 根据权利要求1至权利要求15中任一项所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于， 作为所述水溶性粘结剂，选择使用热固性树脂、糖类、蛋白质、合成高分子、盐类和无机高分 子中的单独1种或2种以上。17. 根据权利要求16所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所述热固性树脂为碱性 甲阶酚醛树脂。18. 根据权利要求16所述的层叠铸模的造型方法，其特征在于，所述无机高分子为水玻 璃。
【专利摘要】提供能够以比较简易的制造装置形成、且能够有效地抑制臭气的产生、且长期使用也不会产生喷嘴的堵塞的铸模的层叠造型方法。将由水溶性粘结剂覆盖耐火骨料而得到的覆膜砂(3)供给至配置于容器状的框架(1)内的台(2)上，通过扩展构件(6)以变为一定厚度的方式薄薄地使其平面展开而形成砂层(7)，然后将砂层(7)的表面用掩模(8)覆盖，对固化的部分通过喷雾器(10)散布水性介质(11)，进而将砂层(7)的散布有水性介质(11)的部分通过加热器(13)进行加热，从而使目标形状的铸模层(12)硬化或固化，重复所需要次数的上述铸模层形成工序，将依次形成的铸模层(12)进行层叠一体化，从而可以得到目标立体形状的层叠铸模即造型体(14)。
【IPC分类】B22C1/22, B22C1/18, B22C1/10, B22C9/02, B22C9/12, B22C1/00
【公开号】CN105492138
【申请号】CN201480047994
【发明人】田中雄一郎
【申请人】旭有机材工业株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月25日
【公告号】EP3040136A1, US20160158828, WO2015029935A1
最新回复(0)