(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロストワックスツリーを生成する方法であって：
部品のワックスパターンの少なくとも１つ及びワックスランナーを有するワックスツリーを組み立て；
前記ワックスツリーを損傷させずに、前記ワックスパターン及び前記ワックスランナーの少なくとも１つを屈伸させて、前記ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させる自動化装置を使用し;
前記非接続セクションの少なくとも１つを加熱し；
加熱後に前記非接続セクションを接触させ、続いて、前記非接続セクションを相互にわずかに離間させる;
ことを含む、ロストワックスツリーの生成方法。
【請求項２】
前記屈伸工程が、ワックスランナーを屈伸させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記屈伸工程が、ワックスパターンを屈伸させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記屈伸工程が、屈曲及び伸張の少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記加熱工程を、自動化装置を用いて実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記加熱工程が、前記非接続セクションの少なくとも１つを加熱して、前記ワックスパターン及び前記ワックスランナーの少なくとも１つを軟化し、その軟化セクションにおいて前記屈伸の発生を可能にすること含む請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記加熱工程が、前記非接続セクションの端部を加熱し、それらの加熱された端部を一緒に接触して、前記ワックスツリーを組み立てることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記接触及び離間工程を、自動化装置を用いて実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ロストワックスツリーを用いて部品を鋳造する方法であって：
前記部品のワックスパターンの少なくとも１つ及びワックスランナーを有するワックスツリーを組み立て；
前記ワックスツリーを損傷させずに、前記ワックスパターン及び前記ワックスランナーの少なくとも１つを屈伸させて、前記ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させる自動化装置を使用し;
前記非接続セクションの少なくとも１つを加熱し；
加熱後に前記非接続セクションを接触させ、続いて、前記非接続セクションを相互にわずかに離間させる；
ことを含み、
その後で、前記ワックスツリーを成形型材料で覆い、前記ワックスツリーを前記成形型材料から除去して成形型を生成し、その後で、前記成形型を用いて、前記ワックスパターンと類似する部品を鋳造する、前記鋳造方法。
【請求項１０】
前記屈伸工程が、ワックスランナーを屈伸させることを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記屈伸工程が、ワックスパターンを屈伸させることを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記屈伸工程が、屈曲及び伸張の少なくとも１つを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記加熱工程を、自動化装置を用いて実施する、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記加熱工程が、前記非接続セクションの少なくとも１つを加熱して、前記ワックスパターン及び前記ワックスランナーの少なくとも１つを軟化し、その軟化セクションにおいて前記屈伸の発生を可能にすること含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記加熱工程が、前記非接続セクションの端部を加熱し、それらの加熱された端部を一緒に接続して、前記ワックスツリーを組み立てることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記接触及び離間工程を、自動化装置を用いて実施する、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
鋳造すべき部品のワックスパターンの少なくとも１つ及びワックスランナーを有するワックスツリー；
前記ワックスツリーを損傷させずに、前記ワックスパターン及び前記ワックスランナーの少なくとも１つを屈伸させて、前記ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させる自動化装置手段；
前記非接続セクションの少なくとも１つを加熱する方向に配置された加熱要素；
加熱後に前記非接続セクションを接触させ、続いて、前記非接続セクションを相互にわずかに離間させて前記ワックスツリーを組み立てる自動化装置手段
を含む、ロストワックスツリーシステム。
【請求項１８】
前記の屈伸用自動化装置手段が、ワックスランナーを屈伸させる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記の屈伸用自動化装置手段が、ワックスパターンを屈伸させる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記の屈伸用自動化装置手段及び前記の接触用自動化装置手段が、ロボットを含む、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、鋳造のロストワックス処理の分野に関し、そして特に、ワックスツリー組立の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造物は、ロストワックス方法によって生成することができ、その方法では、押出し射出成形によってワックスパターンを形成する。それから、１つ又はそれ以上のワックスパターンをランナーに取り付け、ワックスツリー組立物を生成する。続いて、ワックスツリー組立物の上に、セラミック又は他の成形型材料を塗り広げて殻体を生成する。これは成形型として作用する。続いて、この殻体を加熱してワックスを除去する。それから、溶融材料、例えば金属を、セラミック殻体の中に注入し、硬化させる。続いて、セラミックを破壊して取り除き、鋳造物をランナーから除去する。
【０００３】
ロストワックス方法は、ワックスパターン制作、セラミック製造、及び金属注入が首尾よく自動化されているが、高度に労働集約的であり、ワックスツリーの組立は、多くの手作業を伴う必要がある。この点は、ワックスツリー組立物が、多数の部品を含み、大型で複雑な場合は、特にあてはまる。更に、大型で複雑なワックスパターンは、熟練した高技能のワックスツリー組立工を要するものである。
【０００４】
ワックスツリーの複雑性は、１より多いワックス部分からワックスランナーを生成することを望ましいものにしている。更に、より精密な最終鋳造物を生成するために、ワックスランナー及びワックスパターンの種々の部分を移動させることが必要になることもある。
【０００５】
従って、ワックスランナーの種々の部分を一緒に接続させて、単独のワックスツリーを形成する方法が望まれている。ワックスランナー又はワックスパターンを、第１ポジションから第２ポジションへ順応させてロストワックスツリーを生成する方法も、望まれている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、第一の観点では、部品のワックスパターンの少なくとも１つとワックスランナーとを有するワックスツリーを組み立て、前記ワックスツリーを損傷させずに、ワックスパターンかワックスランナー、又はそれらの両方を屈伸させて、前記ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させる自動化装置を使用し、前記非接続セクションの少なくとも１つを加熱し、そして、加熱後に前記非接続セクションを接触させ、続いて、前記非接続セクションを相互にわずかに離間させることを含む、ロストワックスツリーの生成方法を提供する。ある実施態様では、屈伸工程は、ワックスランナーを屈伸することを含む。他の実施態様では、屈伸工程は、ワックスパターンを屈伸することを含む。他の実施態様では、屈伸（flex）工程は、屈曲（bending）か伸張（Stretching）、又は両方を含んでいる。ある実施態様では、加熱工程を、自動化装置を用いて実施することができる。他の実施態様では、加熱工程は、非接触セクションの少なくとも１つを加熱して、ワックスパターン及びワックスランナーの少なくとも１つを軟化し、その軟化セクションにおいて屈伸の発生を可能にすることを含む。他の実施態様では、加熱工程は、非接続セクションの端部を加熱し、加熱された端部を一緒に接触して、前記ワックスツリーを組み立てることを含む。他の実施態様では、接触及び離間工程を、自動化装置を用いて実施する。
【０００７】
本発明は、第二の観点では、ロストワックスツリーを用いて部品を鋳造する方法を提供するものであり、前記方法は、部品のワックスパターン及びワックスライナーを有するワックスツリーを組み立て、自動化装置を使用して、ワックスパターン、ワックスライナー、またはその両者を屈伸させ、ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させ、その際にワックスツリーを損傷させず、非接続セクションの少なくとも１つを加熱し、加熱後に非接続セクションを接触させ、続いて、非接続セクションを相互にわずかに離間させることを含むことができ、その後で、前記ワックスツリーは成形型材料で覆われ、そのワックスツリーを成形型材料から除去して成形型を生成し、その後で、その成形型を用いて、ワックスパターンと類似する部品を鋳造する。他の実施態様では、屈伸工程が、ワックスランナーを屈伸することを含む。他の実施態様では、屈伸工程が、ワックスパターンを屈伸することを含む。他の実施態様では、屈伸が、屈曲及び伸張の少なくとも１つを含む。他の実施態様では、加熱工程を、自動化装置を用いて実施する。他の実施態様では、加熱工程は、非接触セクションの少なくとも１つを加熱して、ワックスパターン及びワックスランナーの少なくとも１つを軟化し、その軟化セクションにおいて屈伸の発生を可能にすることを含む。他の実施態様では、加熱工程が、非接続セクションの端部を加熱し、加熱された端部を一緒に接触して、前記ワックスツリーを組立てることを含む。他の実施態様では、接触及び離間工程は、自動化装置を用いて行われる。
【０００８】
本発明は、他の観点において、鋳造すべき部品のワックスパターンの少なくとも１つ及びワックスランナーを有するワックスツリー、そのワックスツリーを損傷させずに、ワックスパターン及びワックスランナーの少なくとも１つを屈伸させて、ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させる自動化装置手段、非接続セクションの少なくとも１つを加熱する方向に配置された加熱要素、加熱後に非接続セクションを接触させ、続いて、前記非接続セクションを相互にわずかに離間させてワックスツリーを組み立てる自動化装置手段を含む、ロストワックスツリーシステムを提供する。ある実施態様では、屈伸用自動化装置手段は、ワックスランナーを屈伸させる。その他の実施態様では、屈伸用自動化装置は、ワックスパターンを屈伸させる。その他の実施態様では、屈伸用自動化装置及び接触用自動化装置は、ロボットを含む。
【０００９】
その他の追加的の特徴や利点は、本発明の以下の図面や説明から明らかになるであろう。本発明のその他の実施態様及び観点を本明細書で詳細に説明したが、それらも請求項に記載の発明の一部分であるとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明とみなす主題事項は、本明細書の末尾の請求の範囲に、特定して記載され、明白に請求される。本発明に関する前記目的及びその他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明から明らかになる。添付図面は以下のとおりである。
【００１１】
図１は、非接続セクションが相互に近接した本発明の一観点によるワックスツリーの等角投影図である。
【００１２】
図２Ａは、図１のワックスツリーにおいて、ワックスランナーが屈伸された状態の本発明の一観点によるワックスツリーの等角投影図である。
【００１３】
図２Ｂは、図１のワックスツリーにおいて、ロボットがワックスツリーの非接続セクションの間に加熱要素を挿入した状態のワックスツリーの等角投影図である。
【００１４】
図３は、図１のワックスツリーにおいて、非接続セクションを接続させ、続いて相互にわずかに離間させた状態の本発明の一観点によるワックスツリーの説明図である。
【００１５】
図４Ａは、非接続セクションが近接しているが、相互に接触していない少なくとも１つの本発明の一観点による、ワックスツリーの別の実施態様の等角投影図である。
【００１６】
図４Ｂは、図４Ａのワックスツリーにおいて、ロボットがワックスツリーの非接続セクションの間に加熱要素を挿入した状態のワックスツリーの等角投影図である。
【００１７】
図５は、図４Ａのワックスツリーにおいて、ワックスランナーが屈伸され、非接続セクションを相互に接触させた状態の本発明の一観点によるワックスツリーの説明図である。
【００１８】
図６は、図４Ａのワックスツリーにおいて、非接続セクションは接続させ、続いて相互にわずかに離間させた状態の本発明の一観点によるワックスツリーの説明図である。
【００１９】
図７Ａは、非接続セクションが近接しているが、相互に接触していない状態の本発明の一観点によるワックスツリーの別の実施態様の等角投影図である。
【００２０】
図７Ｂは、図７Ａのワックスツリーにおいて、ロボットがワックスツリーの非接続セクションの間に加熱要素を挿入した状態のワックスツリーの等角投影図である。
【００２１】
図８は、図７Ａのワックスツリーにおいて、ワックスパターンを屈伸させ、そして非接続セクションを相互に接触させた状態の本発明の一観点によるワックスツリーの説明図である。
【００２２】
図９は、図７Ａのワックスツリーにおいて、非接続セクションを接続させ、続いて相互にわずかに離間させて隅肉溶接を形成した状態の本発明の一観点によるワックスツリーの説明図である。
【００２３】
図１０は、ワックスツリーが１又はそれ以上のワックスホルダーと加熱要素とを含んでいる状態の本発明の一観点によるワックスツリーの説明図である。
【００２４】
図１１は、複数のワックスパターンを有する本発明の一観点によるワックスツリーの等角投影図である。
【００２５】
図１２は、１つのワックスパターンと複数のワックスランナーセクションとを有するワックスツリーの等角投影図である。
【発明の詳細な説明】
【００２６】
ロストワックスツリーを用いる部品の鋳造方法、ロストワックスツリーの生成方法、及びロストワックスツリーシステムの原理の理解を助ける目的で、添付図面に示す実施態様又は実施例を参照し、それらを特定の用語によって説明するが、それらによって本発明の範囲を限定するものではないと理解されたい。本明細書に記載された実施態様における任意の変形や更なる修正、あるいは本明細書に記載された発明の原理の更なる用途は、ロストワックスツリーの生成方法、ロストワックスツリーを用いる部品の鋳造方法、及びロストワックスツリーシステムの発明が関連する技術分野の当業者に通常は起こりえるものと考えられる。
【００２７】
概説すると、本明細書においては、ロストワックスツリーを用いて部品を鋳造するシステム及び方法、ロストワックスツリーの生成方法、及びロストワックスツリーシステムを開示する。ロストワックスツリーを用いる部品の鋳造方法は、一般的に、その部品のワックスパターンとワックスランナーと有するワックスツリーを組み立て；ワックスパターン、ワックスランナー、あるいはその両方を屈伸させて、ワックスツリーを損傷させずに、ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させる自動化装置を使用し；非接続セクションの少なくとも１つを加熱し；加熱後に非接続セクションを接触させ；そして、非接続セクションを相互にわずかに離間させることを含むことができる。その後、ワックスツリーを成形型材料、例えばセラミックで覆い、ワックスツリーを成形型材料から除去して、成形型を作製する。その成形型は、前記ワックスパターンと類似の部品を鋳造するのに将来用いられる。ロストワックスツリーの生成方法は、一般的に、部品のワックスパターンの少なくとも１つとワックスランナーとを有するワックスツリーを組み立てること、ワックスパターン若しくはワックスランナー又はそれらの両方を屈伸させて、ワックスツリーを損傷させずに、ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させる自動化装置を使用すること、非接続セクションの少なくとも１つを加熱すること、及び加熱後に、非接続セクションを接触させること、及び非接続セクションをわずかに相互から離間させることを含む。
【００２８】
ロストワックスツリーシステムは、一般的に、鋳造すべきワックスパターンの少なくとも１つとワックスランナーとを有するワックスツリー、ワックスパターン若しくはワックスランナー、又はそれらの両方を屈伸させて、ワックスツリーを損傷させずに、ワックスツリーの非接続セクションを相互に近接させる自動化装置手段、非接続セクションの少なくとも１つを加熱する方向に位置する加熱要素、及び加熱後に非接続セクションを接触させ、続いて非接続セクションを相互にわずかに離間させてワックスツリーを組み立てる自動化装置手段を含む。
【００２９】
ロストワックスツリーを組立てることのできる自動化装置は、米国特許第６，９１０，５１９号明細書（Ｌｕｄｗｉｇなど；２００５年６月２５日）に完全に開示されており、本明細書に参照として含まれる。このような自動化装置は、本発明において、ワックスツリーのセクションを加熱及び／又は移動するのに使用可能である。
【００３０】
ロストワックスツリーの生成方法に関する以下の説明は、ロストワックスツリーを用いる部品の鋳造方法にも等しく適用することができるものと理解されたい。なぜなら、両方の方法は、関連しているからである。ロストワックスツリーの生成方法のそれぞれの実施態様に関しては、ロストワックスツリーを用いる部品の鋳造方法は、後の工程として、ワックスツリーを成形型材料で覆い、ワックスツリーを成形型材料から除去し、それによって成形型を作成し、その後、前記の成形型を用いてワックスパターンに類似する部分を鋳造することを含むものと理解されたい。
【００３１】
ワックスツリーは、典型的に、１つ又はそれ以上のワックスパターンを含有しており、そのワックスパターンは、部品材料として金属を典型的に使用して鋳造されることになる部品の形状を有している。ワックスパターンは、１つ又はそれ以上のワックスランナーに接続し、それらは一緒になってワックスツリーを形成する。ワックスツリーは、それを完全に組立てた後で、代表的に、セラミックのような材料で覆う。セラミックを最終的にワックスツリーの上に生成し、硬化した後で、セラミックの内側に位置するワックスツリーを溶かすことで、ワックスをセラミック材料の内側から除去する。得られる中空のセラミック材料は、成形型を形成する。続いて、セラミック材料を用いて、ワックスパターンの形状に部品を鋳造する。溶融材料、例えば金属を、セラミック成形型のセクションとして形成した注入カップを通して、セラミック材料中に流入する。溶融材料の注入領域は、以前に組み立てられたワックスツリーによって規定されるが、セラミック材料内部からは除去される。ワックスツリーのワックスパターンは、鋳造すべき部品の形状を規定し、一方で、ワックスランナーは、ワックスパターンへの溶融材料の注入通路と、溶融材料をセラミックに注入する注入カップを規定する。更に、ワックスツリーは、通気口を規定する。通気口は、セラミック材料内部の空気をセラミック材料内部から放出し、セラミック材料を通して溶融材料が流入されることを可能にする。従って、ワックスツリーは、ワックスジョイント（図１の１１０）、ワックスツリーの底部フィード部（図１の１０８）を形成するワックスランナー、ワックスパターン（図１の１０２）、及び、成形型を形成する頂部フィード部（図１の１０４）を含む。ワックスツリーは、下方部が上方部よりも大きくなるように形成するので、本明細書に記載のディプ・プル技術を用いて前記部分を一緒に接続させることができ、適切な溶接部を形成することができる。
【００３２】
図１に、分解したワックスツリー１００を示す。分解したワックスツリーは、種々のセクション、例えば、ワックスパターン１０２、非接続セクション１０６を有する第１ワックスランナー１０４、及び非接続セクション１１０を有する第２ワックスランナー１０８を含んでいる。図１では、非接続セクション１０６と非接続セクション１１０とを近接位置に示している。種々のセクションの内の中には、最終組み立ての前に、事前組み立てを行なうことができるものがある。ワックスツリーの組立を容易にするために、それらの部分を手動又は自動化装置（例えばロボット１３０）を用いて、近接位置に配置することができる。非接続セクション１０６と非接続セクション１１０とを図１で示すように接触させることができ、あるいは後述するように、接触させないこともできる。第１加熱要素１３２は、非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０の近接位置に配置することができる。加熱要素１３２を自動化装置、例えばロボット又は線形アクチュエータ１３４によって制御することができる。別の実施態様では、加熱要素１３２を手動で制御することができる。第２加熱要素１３６を、ワックスランナー１０４の近接位置に配置することができる。加熱要素１３６を、自動化装置、例えばロボット、例えばロボット１３８によって制御することができ、又は別の実施態様では、手動にて制御することができる。また、加熱要素１３６は、ワックスパターン１０２又はワックスランナー１０８の近接位置にあることができることは理解されよう。また、１つ又はそれ以上の加熱要素１３６をワックスツリー１００に近接させることができることも理解されよう。加熱要素１３６を１つより多く存在させる場合には、それらをワックスランナー１０４、ワックスランナー１０８及びワックスパターン１０２に近接させることができるか、又はそれらの種々の組合せが可能であることも理解されよう。 
【００３３】
図１に示される構成部分は、本発明によるワックスツリーの組立システムに使用可能である。このシステムでは、ワックスツリーの組立に、自動化装置、例えばロボット１３８、ロボット１３０、及びロボット１３４を使用する。ロボット１３４は、加熱要素１３２の操作に使用され、その加熱要素は、ワックスランナーの非接続セクションの１つ又はそれ以上の端部を加熱するために使用される。ロボット１３０は、ホルダー、クランプ、又はその他の機構１３９の操作に使用され、それらは、ワックスツリーの枝、例えばワックスランナーセクションを、それらの動きに対して固定する。また、ロボット１３８は、加熱要素１３６の操作にも使用され、その加熱要素は、ワックスツリーの異なる部分及びロボット１３４を加熱することができる。あるいは、図示はしないが、１つのロボット、例えばロボット１３８は、ワックスツリーの複数の位置、例えば屈伸されるべき部分、並びに、ワックスツリーの分解端部１０６及び１１０を加熱するのに十分な範囲で移動可能なアーム又は機構を含有することができる。従って、本発明によれば、ロボット機構の１つ又はそれ以上を用いて、ワックスツリーのセクションの部分を操作し、及び／又はワックスツリーのセクションを加熱することができる。ワックスリーの最終的な組み立ての前に、例えば図１で示すように、ワックスツリーのセクションを相互に近接させることができる。本発明によれば、ワックスツリーの最終組み立てのために、ワックスツリーのセクションを屈伸させ、及び／又は加熱するために自動化装置を使用することができる。ワックスランナー又はワックスパターンを屈伸させることができ、及び／又はそれら両方を、単独で及び／又は同時に屈伸させることができる。
【００３４】
以下に、非接続ワックスツリーの組立を説明する。図２Ａと２Ｂに示すように、ワックスランナー１０４は、手動により、又は好ましくは、自動化装置、例えばロボット１３０により、屈伸させることができる。ロボット１３０は、そのグリップ機構１３９を用いてワックスランナー１０４と噛合し、ワックスランナー１０４を異なる位置に導き、ワックスツリーの組立てを可能にする。具体的には、ロボット１３０はワックスランナー１０４を動かし、非接続セクション１０６を非接続セクション１１０から離間させ、そして更に間隔をあけさせる。図２Ａ及び２Ｂに示す屈伸工程は、ワックスランナー１０４の屈曲を含むが、これは、ワックスツリー１００に破損又は損傷を与えずに起こる。ロボット１３０によるワックスランナー１０４の屈伸を容易にするするために、自動化装置は、加熱要素１３６を含むことができる。加熱要素１３６は、ワックスランナー１０４を、もし必要であれば、屈伸を所望するセクションで、加熱することができる。また、非接続セクション１０６及び／又は非接続セクション１１０は、加熱要素１３２によって加熱することもできる。加熱要素１３２は、非接続セクション１０６と非接続セクション１１０との間に位置させてそれらの端部を加熱するように、線形アクチュエータ１３４を用いて、配置又は前進させることができる。加熱要素１３２は、他の自動化装置により前進させることができるか、又は手動で操作することができる。加熱要素１３２は、それを非接続セクション１０６と非接続セクション１１０との間に設置する前及び／又は配置した後に、加熱することができる。従って、加熱要素１３２は、非接続セクションの端部１０６及び／又は非接続セクション１１０の端部を加熱し、その両端部を軟化し、軟化した両端部を一緒に接続することを容易にし、例えばそれらの間にワックス溶接部を形成することができる。
【００３５】
続いて、ワックスツリーを組立てるために、非接続セクション１１０及び非接続セクション１０６を、図３に示すように、ロボット１３０を用いて接触させる。セクション１１０及びセクション１０６は、次に、軟化しながら相互に接続し、それからわずかに相互に離間し、それらの間に隅肉溶接１１２を形成させることができる。ロストワックスツリーに関連する他の任意の溶接、例えば、例示目的で言えば、ティー溶接、フランジ溶接、スクウェアー溶接又はシングル・ベベル溶接を、セクション１０６及び１１０の間で加熱させることができる。そのような溶接を、自動化装置１３０、つまり、ロボット及び加熱要素の使用により形成することができる。隅肉溶接１１２の生成方法は、米国特許第６，９１０，５１９号明細書（２００５年６月２８日発行）に開示されており、この文献はその全体が本明細書に参考として挿入され、本発明に関して使用可能である。前記文献に記載されているように、自動化装置を使用して、１つ又はそれ以上の非接続セクションの端部を加熱し、それら端部を軟化する。図３に示すように、溶接１１２は、ワックスランナー１０８及びワックスランナー１０４の間で丸い凹面ビーズ型をしている。
【００３６】
図１に再び示すように、非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０を相互に調整（aligned）することができ、続いてそれらの間にこのような溶融（fusion）が生じる。それから図２で示すように、加熱要素１３２は、非接続セクション１０６及び／又は非接続セクション１１０を加熱するために使用されることができる。加熱要素１３２を非接続セクション１０６及び／又は非接続セクション１１０の間、又は近接位置に配置することができ、その各端部は相互に向かい合っている。別の実施態様では、加熱要素１３２は、ワックスパターン加熱用トーチ、ヒートガン、加熱ブレード（heated blade）又は他の知られた手段であることができる。また、加熱要素１３２を、非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０と接触して配置することができることが理解されよう。別の実施態様では、非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０を、相互の接続前に結合操作で調整することができる。例えば、粘着性ワックス又は他の物質を、非接続セクション１０６及び／又は非接続セクション１１０に適用し、一緒に接続することを容易にする。
【００３７】
図３に再び示すように、非接続セクション１０６及び／又は非接続セクション１１０を十分な温度で加熱した後、加熱要素１３２を引き抜くことができ、非接続セクション１１０及び非接続セクション１０６は自動化装置１３０を用いて相互に接触する。好ましくは、非接続セクション１０６及び／又は非接続セクション１１０の少なくとも１つは、相互に接触する時、依然として軟化又は溶融していることが好ましい。屈伸させやすくするために加熱要素１３６によってワックスランナー１０４を加熱することができる。ロボット１３０はワックスツリーセクションを保持し、ワックスツリーを操作し、ワックスランナー１０４を屈伸させて、非接続セクション１０６を非接続セクション１１０に接触させる。非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０が相互に接触した後、非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０はそれから自動化装置１３０によってわずかに離間させ、それにより隅肉溶接１１２を形成する。非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０を自動化装置１３０、又はワックスランナー１０４の手動移動により、わずかに離間させることができる。それからワックスを硬化し、固化することができる。
【００３８】
一般的に、極めてわずかな分離、ワックスランナー１０４及びワックスランナー１０８のサイズによるが、例えば、１インチの１０００分の１０から１インチの１０００分の６０（sixty one thousandths of an inch ten one thousandths）の範囲のみが隅肉溶接１１２を生成するために必要である。溶接１１２の生成方法は、手動で実施されることができるが、好ましくは自動化装置によって実施される。溶接１１２が形成された後に、ワックスランナー１０４は実質的に屈伸以前の位置に戻り、その位置は図１に示すそれと同様である。
【００３９】
図４Ａ及び４Ｂに示すように、ワックスツリー１００の別の実施態様、及びその組立システムを示す。この実施態様では、非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０は相互に近接であるが、接触はしていない。非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０を、手動、又は自動化装置１３０によってその位置に配置することができる。自動化装置１３０、又はワックスランナー１０４、ワックスランナー１０８及びワックスパターン１０２と相互に近接になるようにすることが決められている手動での操作でワックスツリー１００は損傷していない。好ましくは、加熱要素１３２を用いて、非接続セクション１０６と非接続セクション１１０のうち１つ又は両方を加熱することができ、それは自動化装置、例えばロボット１３４によって制御されている。図４Ａ及び４Ｂで示すように、ロボット１３４は加熱要素１３２、例えば非接続セクション１０６と非接続セクション１１０の間の加熱ブレードを操作し、非接続セクション１０６の端部と非接続セクション１１２の端部を加熱する。それは相互に向き合っている。別の実施態様で非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０をその両端部で両方を加熱することができる。加熱要素１３２は、非接続セクション１１０及び非接続セクション１０６の間で自動化装置１３４により配置することができ、加熱工程を実施する。
【００４０】
図５に示すように、続いて、ワックスランナー１０４は、屈曲及び／又は伸張を通して、屈伸させることができ、非接続セクション１０６を非接続セクション１１０に接触させる。ワックスランナー１０４を屈伸させる時ワックスツリー１００には損傷がない。ワックスランナー１０４は、屈伸させる前及び／又はその最中に加熱要素１３６によって加熱されることができる。１つ又はそれ以上の加熱要素１３６はワックスランナー１０４、ワックスランナー１０８、及び／又はワックスパターン１０２に近接に隣接することができる。屈伸させることは手作業で実現することができ、又は、より好ましくは、自動化装置、例えばロボット１３０によって実現することができる。ロボット１３０は、グリップ機構１３９を含むことができ、ワックスランナー１０４を操作し、相互に接触する非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０をもたらす。加熱要素１３６は自動化装置、例えばロボット１３８と接続し、ワックスランナー１０４が軟化する特殊な場所で、ワックスランナー１０４と近接する加熱要素１３６を、好ましくは屈曲及び／又は伸張により操作する。自動化装置は線形アクチュエータ１３４、又は、非接続セクション１０６及び非接続セクション１１０の間で加熱要素１３２を手動、又は変換（translate）する他の機構又はロボット機構を含むことができ、非接続セクションの各端部の１つ又は両方を加熱する。ワックスランナー１０４を屈伸させることが素早く十分に起こることで非接続セクション１０６及び／又は非接続セクション１１０はそれでもなお融解するが、ゆっくり十分に起こることでワックスツリー１００を損傷しないと理解されることが好ましい。屈伸させる前及び／又はその最中の、１つ又はそれ以上の加熱要素１３６による加熱は、さらにワックスツリー１００のいずれの損傷を防ぐことができる。
【００４１】
図６に示すように、非接続セクション１０６及びワックスランナー１０４を非接続セクション１１０からわずかに離間することができ、ロボット１３０によって、隅肉溶接１１２を生成する。隅肉溶接１１２の生成方法は前記に十分に記載され、その説明が本実施態様に適用することも同様に理解されたい。
【００４２】
図６に示すように、ロボット１３０は、非接続セクション１０６を非接続セクション１１０からわずかに離間するために使用されることができる。非接続セクション１０６は、前に加熱された非接続セクション１１０及び／又は非接続セクション１０６の部分が冷却され完全に固まる前に、動かすことができる。屈伸が起こる時、１つ又はそれ以上の加熱要素１３６は、ワックスランナー１０４、ワックスランナー１０８、及び／又はワックスパターン１０２を加熱することができる。非接続セクション１０６及び／又は非接続セクション１１０を冷却する時、隅肉溶接になることができる溶接１１２を形成する。ワックスランナー１０４を、図６で示されるような位置に置くことができ、それは、図４で示されるように、溶接１１２を形成する前のワックスランナー１０４の位置と異なる。従って、ワックスランナー１０４の屈伸はワックスツリー１００の形を変化する（change）ことができる。
【００４３】
図７Ａ−９に示すように、本発明の別の実施態様は、ワックスパターン１０２を屈伸させる場所を示している。とりわけ図７Ａ及び７Ｂに示すように、ワックスツリー１００はワックスパターン１０２を用いて示されており、それは非接続セクション１１４と、非接続セクション１１０を有する第２ワックスランナー１０８を含む。非接続セクション１１０及び非接続セクション１１４は手動又は自動化装置例えばロボット１３０を有することによって近接させることができる。ロボット１３０は、ワックスツリー１００を損傷させずにワックスパターン１０２を屈伸させる。ワックスパターン１０２の屈伸は、上記実施態様にて記載されるワックスランナー１０４の屈伸と同様の方法で遂行されることができる。
【００４４】
なお、図７Ａと７Ｂに示すように、線形アクチュエータ１３４によって操作される加熱要素１３２は、非接続セクション１１４及び非接続セクション１１０の間で示される。加熱要素１３２は、非接続セクション１１４及び／又は非接続セクション１１０を加熱するために使うことができる。加熱を実施した後、加熱要素１３２を手動、又は、より好ましくは線形アクチュエータ１３４でワックスツリー１００から引き抜く。それからワックスパターン１０２及び非接続セクション１１４は、ロボット１３０により操作される。ワックスツリー１００の操作において、ワックスパターン１０２は屈伸され、つまり、屈曲及び／又は伸張され、非接続セクション１１４及び１１０は相互に接触してくる。ワックスパターン１０２は１つ又はそれ以上の加熱要素１３６により（ワックスパターンの屈伸を容易にするために）操作ステップの前及び／又はその間に加熱することができる。各加熱要素１３６はロボット１３８により操作することができる。
【００４５】
図８に示すように、ワックスパターン１０２を屈伸させるので、非接続セクション１１４は、ワックスランナー１０８の非接続セクション１１０と接触してもたらされる。ワックスパターン１０２の屈伸は、屈曲及び屈伸の少なくとも１つをすることができる。ワックスパターン１０２の屈伸は、好ましくはロボット１３０を用いて実現される。ロボット１３８によって操作される加熱要素１３６は、ワックスパターン１０２及び／又はワックスランナー１０８を加熱することができるので、ワックスパターン１０２を屈伸させる時ワックスツリー１００には損傷が起こらない。加熱要素１３２が除去された後で、しかし、非接続セクション１１４及び／又は非接続セクション１１０が冷却される前に、自動化装置１３０はワックスパターン１０２を屈伸させることができるので、非接続セクション１１４及び非接続セクション１１０は接触する。非接続セクションは、向かい合う、各対向表面と接触する。
【００４６】
図９に示すように、非接続セクション１１４は非接続セクション１１０からわずかに離間し、それにより溶接１１２を形成する。溶接１１２は上記の実施態様にて十分に記載される。非接続セクション１１４は手動で非接続セクション１１０から離間することができ、又はより好ましくは、ロボット１３０を用いて離間することができる。ワックスパターン１０２は、屈伸工程の前及び／又はその間に、１つ又はそれ以上の加熱要素１３６で加熱することができ、もし必要であれば、非接続セクション１１４を非接続セクション１１０から離間する際に、１つ又はそれ以上の加熱要素１３６で加熱することができる。ワックスパターン１０２の加熱はワックスツリー１００への損傷を防ぐことができる。それから、ワックスツリー１００は冷却することを可能にする。その後ワックスツリーをワックスパターンと似た部品を鋳造するために使用することができる。
【００４７】
ワックスパターン１０２の屈伸はわずかに変化する（change）、又はワックスパターン１０２の形を変える（vary）ことができる。図９で示すように、ワックスパターン１０２は、図７のワックスパターン１０２（溶接１１２作成を目的とし、いずれかの屈伸が起こる前のワックスパターン１０２を示す）と同一ではない。従って、ワックスパターン１０２は変わり（alter）、又は、溶接１１２を形成するために、より好ましい位置に置くことができる。更に、ワックスパターン１０２は、屈伸の後で本来の形に戻ることができる；従って、屈伸はワックスパターン１０２の最終的な形に影響を及ぼすことはない。
【００４８】
図１０に、ワックスツリー１００の別の実施態様を示しており、そこでは第１ワックスランナー１０４を１つ又はそれ以上のワックスホルダー１２０を有する場合を示している。１つ又はそれ以上のワックスホルダー１２０は加熱することができ、ワックスランナー１０４を弾性的（elastic and complaint）にし、伸張及び／又は屈曲を含め、ワックスランナー１０４の屈伸を容易にする。ランナーを屈伸する前に、加熱したワックスホルダー１２０を用いてワックスランナー１０４を加熱することは、ワックスツリー１００に生じる損傷を防ぐことができる。加熱したワックスホルダーは、本発明で記載された発明の実施態様のいずれかで使用されることができ、ワックスパターン又はワックスランナーを含むワックスツリーのいずれかのセクションを有するために使用されることができる。加熱したワックスホルダーは、自動化装置の分離した部品、例えば分離したロボットにより作動された分離した加熱要素の必要を軽減することができる。加熱したワックスホルダー１２０、又は本明細書で図示される実施態様に記載される他のいずれの加熱要素は十分な熱を提供し、ワックスツリーを損傷せず、好ましくは、鋳造を生成に用いるロストワックス方法の実施を妨げるようにワックスツリーの形や構造を変える（altering）方法なしで、ワックスツリー、例えばワックスパターン又はワックスランナーのセクションの屈伸を可能にする。
【００４９】
前記図１から図１０では、ワックスパターン１０２と第１ワックスランナー１０４と第２ワックスランナー１０８を含むワックスツリー１００について説明したが、１つ又はそれ以上のワックスランナー及び１つ又はそれ以上のワックスパターンからなるより複雑なワックスツリーを構成することができると考えられる。例えば、より複雑なワックスツリー１００は、１つ又はそれ以上のワックスパターン１０２及びワックスランナー２００を有する図１１にて示される。更に、多数のワックスランナーではなく、１つのワックスパターン１０２を有する、より複雑なワックスツリーを示す。図１１に示されるように、１つのワックスツリー１００は、１つより多いワックスパターン１０２を有することができる。このことは、鋳造するための部品の数によって、ワックスパターン１０２を複雑にすることができ、図１１及び図１２に示されるワックスパターン１０２は例示目的のためだけに示されていると理解されるのが好ましい。また、図１１は複数のセクションを有するワックスランナー２００を示す。上記の実施態様に記載されるようにワックスツリー１００の全体的な形及び構造を変化する（change）ために、１つ又はそれ以上のワックスランナーセクション２００又は、１つ又はそれ以上のワックスパターン１０２は、加熱することができ、続いて及び／又は同時に屈伸させることができる。自動化装置の単体又は複数体の部品は、ロボットの１つ及び加熱要素を含む各ワックスツリーの組立てのために使われることができる。例えば、グリップ機構１３９を有するロボット１３０は、全体のワックスツリー１００を組立てるために用いることができ、ワックスランナーセクション２００及び／又はワックスパターン１０２の屈伸を容易にするすることができる。また、ロボット１３８は加熱要素１３６を操作することができ、ワックスランナー２００又はワックスパターン１０２のセクションを融解することで軟化し、非接続セクションの両端部と同様に屈伸させる。この非接続セクションの両端部は、ワックスツリーの組立ての間にロボット１３０により接続される。ワックスツリー（本明細書の実施態様で示したワックスツリー）を組立てた後、続いて、ワックスツリーを、成形型材料、例えばセラミックで覆うことができる。続いて、ワックスツリーを、溶融によって成形型材料から除去して成形型を生成することができる。その後、この成形型を用いて、１つ以上の部品、例えば金属部品、すなわちワックスパターンと類似の部品を鋳造することができる。
【００５０】
本明細書においては、本発明の実施態様を詳細に説明したが、前記の記載は、説明を目的としたものであって、限定的な正確のものではないものと理解されたい。本発明の精神の範囲内の変形や修正は、本明細書の開示の範囲内に含まれるものと理解されたい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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