(57)【要約】      （修正有）【課題】消失性模型アッセンブリの改良された鋳造方法及び該方法によって作られた模型アッセンブリにおいて、手作業で行われる消失模型の相互の接合及び／又はゲーティングとの接合作業を少なくできる方法を提供する。【解決手段】鋳造されるべき物品の１又は２以上の消失性模型10をプレフォームし、プレフォームされた模様をインジェクションダイ20の中に配置し、ゲーティング用流動性材料をダイの中に注入して、模型に接続されたゲーティングを形成する。消失性模型は、端部と端部が対向するように、及び／又は並べて配置され、ゲーティングによって互いに接続される。【選択図】図１
2006007325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消失性模型アッセンブリを製作する方法であって、鋳造されるべき物品の消失性模型を形成し、該模型をインジェクションダイの中に配置し、ゲーティング用流動性材料を前記ダイの中に注入して、前記模型に接続されたゲーティングを形成することを含んでいる方法。
【請求項２】
複数の消失性模型をインジェクションダイの中に配置し、ゲーティング用流動性材料を前記ダイの中に注入して、模型を互いに接続するゲーティングを形成する請求項１の方法。
【請求項３】
複数の消失性模型が、端部と端部を対向して配置され、各模型の端部と端部がゲーティングによって互いに接続される請求項２の方法。
【請求項４】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、模型の基部と基部は、ゲーティングによって互いに接続される請求項３の方法。
【請求項５】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、第１の模型の基部と第２の模型の先端部は、ゲーティングによって互いに接続される請求項３の方法。
【請求項６】
消失性模型は、隣り合うように並べて配置され、並べて配置された模型の端部と端部の間は、ゲーティングによって互いに接続される請求項２の方法。
【請求項７】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、模型の基部と基部は、ゲーティングによって互いに接続される請求項６の方法。
【請求項８】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、模型の先端部と先端部は、ゲーティングによって互いに接続される請求項６の方法。
【請求項９】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、模型の先端部と先端部は、第１のゲーティングによって互いに接続され、模型の基部と基部は、第２のゲーティングによって互いに接続される請求項６の方法。
【請求項１０】
ゲーティングはランナーを具えている請求項６の方法。
【請求項１１】
模型は、ダイの模型収容キャビティの中に配置され、模型が模型収容キャビティの中に入れられると、模型収容キャビティは、ダイのゲーティング用キャビティに繋がり、該ゲーティングキャビティの中にゲーティング用流動性材料が注入される請求項１の方法。
【請求項１２】
模型に延長部を形成することを含んでおり、前記延長部は、模型が模型収容キャビティの中に入れられたとき、ダイのゲーティングキャビティに繋がるように形成される請求項１１の方法。
【請求項１３】
延長部は、機械的ジョイント形成面を有する領域を含んでいる請求項１２の方法。
【請求項１４】
ジョイント形成面は、蟻継手形成面を含んでいる請求項１３の方法。
【請求項１５】
ゲーティング用流動性材料は、ワックスを含んでいる請求項１の方法。
【請求項１６】
鋳造されるべき物品の消失性模型と、ゲーティング用流動性材料を模型の一部の領域に注入することによって模型に接続されたゲーティングと、を具えている消失性模型アッセンブリ。
【請求項１７】
複数の消失性模型がゲーティングによって互いに接続されている請求項１６の模型アッセンブリ。
【請求項１８】
複数の消失性模型が、端部と端部を対向して配置され、各模型の端部と端部がゲーティングによって互いに接続されている請求項１７の模型アッセンブリ。
【請求項１９】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、模型の基部と基部が、ゲーティングによって互いに接続されている請求項１８の模型アッセンブリ。
【請求項２０】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、第１の模型の基部と第２の模型の先端部は、ゲーティングによって互いに接続されている請求項２０の模型アッセンブリ。
【請求項２１】
消失性模型は、隣り合うように並べて配置され、並べて配置された模型の端部と端部は、ゲーティングによって互いに接続されている請求項２１の模型アッセンブリ。
【請求項２２】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、模型の基部と基部は、ゲーティングによって互いに接続されている請求項２１の模型アッセンブリ。
【請求項２３】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、模型の先端部と先端部は、ゲーティングによって互いに接続されている請求項２１の模型アッセンブリ。
【請求項２４】
各模型は、エアフォイル部を有し、該エアフォイル部には基部と先端部が取り付けられており、模型の先端部と先端部は、第１のゲーティングによって互いに接続され、模型の基部と基部は、第２のゲーティングによって互いに接続されている請求項２１の模型アッセンブリ。
【請求項２５】
ゲーティングはランナーを具えている請求項２１の模型アッセンブリ。
【請求項２６】
模型には延長部を含んでおり、ゲーティングは前記延長部に接続されている請求項１６の模型アッセンブリ。
【請求項２７】
延長部は、機械的ジョイント形成面を含んでいる請求項２６の模型アッセンブリ。
【請求項２８】
ジョイント形成面は、蟻継手形成面を含んでいる請求項２７の模型アッセンブリ。
【請求項２９】
消失性模型が入れられる模型収容キャビティと、模型のゲーティングが形成されるゲーティング用キャビティとを具えているダイ。
【請求項３０】
ゲーティング用キャビティに接続されたインジェクションランナーを含んでおり、該ランナーを通じて、ゲーティング用流動性材料がゲーティングキャビティの中に導入される請求項２９のダイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属及び合金のインベストメント鋳造用シェルモールドの製造に用いられる消失性模型アッセンブリ(fugitive pattern assembly)及び該消失性模型アッセンブリの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インベストメント鋳造で広く知られた「ロストワックス」工程において、消失性又は使い捨て式のワックス模型は、鋳造されるべき物品に対応する形状のダイ(金型)の中で、溶融性又はその他の流動性消失性材料をインジェクションモールディングすることによって作製される。そのようにモールディングされた複数の模型(molded patterns)は、ワックスその他の消失性材料から作られた共通のゲーティングシステムへ、及び／又は、ゲーティングによって互いに接合されて、模型アッセンブリが形成される。このアッセンブリから、セラミックシェルモールドが作られる。例えば、ゲーティングシステムは、一般的には、１又は２以上の模型が接続されるスプルー又はランナーと、前記スプルー又はランナーに接続された注湯カップとを含んでいる。複数の消失性模型は、ゲーティングシステムに接合される前に、端部どうしを、又はその他の構成にゲーティングを形成することにより、互いに接合される。模型アッセンブリの実際の形状は、シェルモールドの中で作られるべき鋳造物品の種類により、例えば、鋳造物品が、等軸結晶粒か、一方向に凝固した柱状結晶粒か、又は単結晶鋳造品かどうかによって異なる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的には、模型アッセンブリは複雑であり、及び／又は、インジェクションダイが高価であるために、模型は、手作業で、ゲーティングシステムに、及び／又は互いに接合される。この作業の場合、シェルモールドが模型アッセンブリの上に構築される際、模型がゲーティングシステムから分離しないように、耐水性で構造的にしっかりしたジョイントを必要とし、大きな労働力を要する。模型とゲーティングシステムがワックスから作られている場合、当該分野で広く知られたワックスウエルディング法によってゲーティングシステムに接合され、模型とゲーティングシステムとの間にワックスウエルディングによる接合部が形成される。しかしながら、このように手作業で組み立てられた消失性模型アッセンブリは、１つの模型と隣りの模型、１つの模型アッセンブリと隣りの模型アッセンブリとの間で、模型の配置と接合品質にバラツキを生ずる不都合がある。
【０００４】
このように作られた模型アッセンブリは、模型をセラミックスラリーに浸漬し、余分のスラリーを排出し、粗粒のセラミック粉又はスタッコでスタッコイングし、空気乾燥の作業を繰り返して行ない、所定厚さのセラミックシェルモールドが模型アッセンブリの上に形成される。次に、一般的には、シェルモールドを加熱し、模型アッセンブリを溶融させて、模型アッセンブリをシェルモールドから除去し、次に、セラミックシェルモールドを高温で焼成することにより、溶融金属又は溶融合金の鋳造に適したモールド強度が付与される。
【０００５】
本発明の目的は、消失性模型アッセンブリの改良された製造方法及び該方法によって作られた模型アッセンブリを提供するものであり、手作業で行われる消失性模型の相互の接合及び／又はゲーティングとの接合作業を少なくすることができるロストワックス精密インベストメント鋳造用シェルモールドの製作に有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜発明の要旨＞
本発明の一実施例は、消失性模型アッセンブリを製作する方法であって、鋳造されるべき物品の消失性模型をプレフォームし、プレフォームされた模型をインジェクションダイの中に配置し、ゲーティング用流動性材料を前記ダイの中に注入して、その場で(in-situ)、前記模型に接続されたゲーティング(gating)を形成することを含んでいる。典型的には、複数の消失性模型がダイの中に配置され、該ダイの中にゲーティング用流動性材料が注入され、模型を互いに接続するゲーティングが形成される。
【０００７】
本発明の具体的実施例において、消失性模型は、端部と端部を対向して配置され、模型の端部と端部の間がゲーティングによって互いに接続される。
【０００８】
本発明の他の実施例において、消失性模型は、隣り合うように並べて配置され、並べて配置された模型の端部と端部の間は、ゲーティングによって互いに接続される。
【０００９】
本発明の一実施例の方法の実施について説明すると、模型は、ダイの模型収容キャビティの中に配置される。模型収容キャビティは、ダイのゲーティング用キャビティに連通する。ゲーティング用流動性材料がゲーティングキャビティの中に注入されて、ダイの中で模型に接続されたゲーティングが形成される。模型は、好適には、ダイのゲーティング用キャビティの中に存在する延長部を含んでおり、模型が模型収容キャビティの中に収容されると、前記延長部は、その場で形成されたゲーティングの中に取り込まれる。模型の延長部は、蟻継手形成面の如き機械的ジョイント形成面を含んでおり、模型とゲーティングとの間で、機械的ジョイントが形成される。
【００１０】
本発明はまた、鋳造されるべき物品の消失性模型と、前述のゲーティング用流動性材料を注入することによって模型に接続されたゲーティングと、を含む消失性模型アッセンブリを提供する。模型アッセンブリは、複数の消失性模型を含んでおり、該模型は、端部どうしが対向するように配置されるか、又は隣り合うように並んで配置され、インジェクションされたゲーティングによって互いに接続される。
【００１１】
例示として挙げる実施例において、各模型は、エアフォイル部を有しており、該エアフォイル部には、基部と先端部が取り付けられており、各模型の基部と基部がゲーティングによって互いに接続される例、各模型の先端部と先端部がゲーティングによって互いに接続される例、第１の模型の基部と第２の模型の先端部がゲーティングによって互いに接続される例がある。
例示として挙げる他の実施例において、各模型は、エアフォイル部を有しており、該エアフォイル部には、基部と先端部が取り付けられており、各模型の基部と基部が、ゲーティングによって互いに接続される例、及び／又は、並んで配置された模型の先端部と先端部がゲーティングによって互いに接続される例がある。
【００１２】
本発明は、インジェクションモールディング用ダイを提供するもので、該ダイは、模型収容キャビティと、該模型収容キャビティに連繋されたゲーティング用キャビティとを含んでおり、前記ゲーティング用キャビティには、ゲーティング用流動性材料が入れられて、ゲーティングが形成され、該ゲーティングによって、模型収容キャビティに収容されたプレフォーム模型に接続される。ダイは、典型的には、ゲーティング用キャビティに接続されたインジェクションランナーを含み、該ランナーを通じて、ゲーティング用流動性材料はゲーティングキャビティの中に導入される。
【００１３】
本発明の利点は、以下の詳細な説明によりさらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜発明の詳細な説明＞
本発明は、消失性模型アッセンブリの製造方法を提供するものであり、該消失性模型アッセンブリは、金属及び合金の鋳造製品を商業的に大量生産するロストワックスインベストメント鋳造法で用いられ、耐火材(例えば、セラミック)のシェルモールドは、模型アッセンブリの上に形成されてその形状を複製し、次に、模型アッセンブリが除去されることにより、金属又は合金を鋳造するための中空耐火材シェルモールドが得られる。なお、本発明の以下の説明は、ガスタービンエンジンのブレード又はベーン等のエアフォイルのインベストメント鋳造用シェルモールドの製作に用いられる消失性模型アッセンブリに関するものであるが、これは例示であって発明を限定するものではなく、あらゆる物品のインベストメント鋳造用シェルモールドの製作に用いられる模型アッセンブリに適用されることができる。本発明は、ワックスゲーティングシステムに接合された複数のワックス模型を有する模型アッセンブリの製作に特に有用であるが、本発明は、例えば従来の模型ワックス、固体又はフォームプラスチック(例えば、ポリウレタンフォーム等のポリマーフォーム)、ポリマー模型材料等のあらゆる消失性模型材料を用いて実施することができる。
【００１５】
図１は、模型アッセンブリを作製するための本発明の実施例を模式的に示しており、プレフォームされた(preformed)消失性エアフォイル模型(10)は、端部どうし(基部どうし)を対向させて接合される。各エアフォイル模型は、基部(11)、エアフォイル部(12)及び先端部(13)を具えている。このようなエアフォイル模型(10)は、例えば、ガスタービンエンジンブレードのインベストメント鋳造用シェルモールドの製作に用いられる。
【００１６】
エアフォイル模型(10)は、溶融ワックス等の消失性模型流動性材料を、模型ダイの適当形状のキャビティの中に注入することにより、公知の模型ダイ(図示せず)の中でインジェクション成形される。消失性模型は、スクリュー型インジェクションモールディング機械を用いて作ることができるが、これは、例示であり、限定するものでなく、他のインジェクション及び／又はプレス機械も可能であり、溶融模型用材料は、好適には、加圧された状態でモールドキャビティの中へ導入される。インジェクション成形された模型は、広く知られており、例えば、米国特許第６４９７２７２号及び第６５０５６７２号に記載されており、これら特許は引用を以て本願への記載加入とする。当該分野の専門家であれば、適当な模型製作方法及び装置を用いて形成される１又は２以上の消失性模型(10)を用いて本発明を実施できること、及び本発明は模型のインジェクションモールディングに限定されないことを理解するであろう。
【００１７】
本発明の一態様によれば、プレフォームされた模型(10)は、図示の如く、端部どうしが対向する模型の基部(11)と基部(11)の間でゲーティングが形成されるように、ゲーティング用ダイ(20)の中に配置される。ゲーティング用ダイ(20)の下側半体(20a)が図１に示されている。ゲーティング用ダイ(20)の上側半体は、一般的には、同じ様な相補的ダイ特性を含んでおり(図１Ｂ参照)、以下に記載されたダイ特性と一致し協同作用する。例えば、ゲーティング用ダイの半体(20a)は、キャビティ(21)(22)及びランナー通路(24)を含んでおり、これらは、プレフォームされた夫々の模型(10)を収容できるように構成される。図１では、例示を目的として、ゲーティング用ダイ(20)の中に２つの模型(10)を示しているが、本発明の実施において、模型(10)と同様な追加の消失性模型をゲーティング用ダイに配備することできる。例えば、キャビティ(21)の如き夫々のキャビティの中に収容された各模型について、図３に示されるダイキャビティの配置と同じように、図１のダイ(20)の左側及び／又は右側に配置することができる。この場合、共通のゲーティング用キャビティ(22)が、模型を収容するキャビティ(21)の間に設けられる。他の例として、または追加的に、追加のダイキャビティ(21)(22)を、図１の紙面に関して、その表側(front side)と裏側(back side)に配置することもできる。例えば、キャビティ(22)は、図面の紙面と垂直に、紙面の表側から及び／又は裏側から延びるようになし、キャビティ(21)は、キャビティ(22)からその長さに沿って、図面の紙面の中へ及び紙面から外へ延びるようにすることができる。
【００１８】
各キャビティ(21)は、基部(11)と基部延長部(15r)を受けることができるように構成された第１の基部収容キャビティ(21a)と、エアフォイル(12)、先端部(13)及び先端部延長部(15t)を受けることができるように構成された第２のキャビティ(21b)とを含んでいる。各模型(10)の基部(11)は、基部収容キャビティ(21a)の中に精密な許容差を以て収容され、模型は、ダイの所望位置で保持され、基部延長部(15r)はゲーティング用ダイ(20)のゲーティング用キャビティ(22)に配置される。
【００１９】
第２のキャビティ(21b)は、任意の適当な形状を有することができる。例えば、キャビティ(21b)は、各模型を夫々のキャビティ(21b)の中に収容され得るクリアランスを以て、模型のエアフォイル及び先端部の形状と相補的な形状を有することもできる。或いはまた、第２のキャビティ(21b)は、図示の如く、異なるエアフォイル及び先端部を有する模型を受け入れ、収容できるように、より一般的な形状にすることもできる。
【００２０】
ゲーティング用ダイの半体(20a)は、ゲーティング用キャビティ(22)にインジェクション用ランナー通路(24)が連繋され、該通路を通じて、例えば、溶融ワックス等のゲーティング用材料、発泡プラスチックその他のゲーティング用材料が、材料源(25)から導入される。なお、材料源(25)は、インジェクション機械に、例えばタンクのようなゲーティング用溶融材料の貯蔵部を含んでいるが、これは例示であって、限定するものではない。
【００２１】
各消失性模型(10)の各基部(11)の延長部(15r)は、夫々の模型(10)の基部(11)が夫々の第１基部収容キャビティ(21a)の中に収容されたとき、ダイ(20)のゲーティング用キャビティ(22)の中にある。基部の延長部(15r)は、機械的接合形成面(15s)を有しており、図１では、蟻継手(dovetail joint)形成面として示されている。
【００２２】
本発明の方法の一態様の実施において、鋳造されるべき物品のプレフォームされた消失性模型(10)は、インジェクションダイ(20)の中に配置され、溶融ワックス等のゲーティング用流動性材料はがランナー通路(24)を経て、延長部(15r)の周囲及びその間のゲーティング用キャビティ(22)の中に注入され、ダイ(20)の中でゲーティング(30)が形成され、端部と端部(基部と基部)を対向させて消失性模型(10)が互いに連結される(図１Ａ参照)。ゲーティング(30)は、延長部(15r)の周囲及びその間で凝固して形成され、各模型(10)とゲーティング(30)とは、両者間のワックス接合及び機械的ジョイントによって機械的にロックされる。ゲーティング用流動性材料は、模型(10)と同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。例えば、模型(10)は、特定のワックス混合物であってよく、一方、ゲーティング(30)は、同じワックス混合物でもよく、異なるワックス混合物でもよい。
【００２３】
前述のとおり、本発明の一実施例は、模型アッセンブリ(50)の製作に用いられることができ(図１Ａ参照)、鋳造されるべき物品のプレフォームされた１又は２以上の模型(10)と、該模型(10)の端部と端部を互いに連結するゲーティング(30)とを具えている。図１Ａの模型アッセンブリ(50)(発明者らは“ギャング”と称する)は、ゲーティング用ダイ(20)を開けて、ダイから取り除かれたもので、公知のスプルー(図示せず)及び注湯カップ(図示せず)に接合されており、ランナー(54)(ランナー通路(24)の中で凝固したワックスによって形成される)が、位置Ｌにて、模型アッセンブリ(50)から取り除かれた後、ロストワックスのシェルモールド構築法によってシェルモールドを作製するための最終模型アッセンブリが得られる。スプルー又はランナーによって注湯カップに接合された消失性模型は、米国特許第４１０８９３１号、第６４９７２７２号に記載されており、これら特許は引用を以て本願への記載加入とする。
【００２４】
図１及び図１Ａは、消失性模型(10)の基部(11)の端部と端部が互いに接続される実施例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成のゲーティングによって模型(10)を互いに接続することもできる。例えば、図２及び図２Ａを参照すると、ゲーティング用ダイ(20')(図面ではダイの下側半体(20a')のゲーティング用キャビティの中に注入されたゲーティング(30')により、第１の模型(10')の基部(11')の延長部(15r')と、第２の模型(10')の先端部(13')の延長部(15t')が接続される。さらにまた、ダイ(20')のゲーティング用キャビティ(23')に注入されて形成されたゲーティング(31')により、第１の模型(10')の先端部(13')の延長部(15t')は、プレフォームされた消失性(例えば、ワックス)ピグテールの結晶スタータ及びセレクタ部材(35')に接続される。第２の模型(10')の基部(11')の延長部(15r')は、ゲーティング用キャビティ(27')に注入して形成されたゲーティング用ブロック(32')の中に取り込まれる。これは、鋳造用モールドを製作するために、複数の模型アッセンブリ(50')を組立用モールドに取り付けるための取付部材として用いられ、ゲーティング及び／又は支持構造体と接続される。キャビティ(27')によって形成される特徴は、アッセンブリ(50')を組立用モールドに取り付けるのに必要な条件に応じて、様々な形態がある。
【００２５】
図２では、各模型(10')の基部(11')は、基部収容用キャビティ(21a')に収容され、先端部の延長部(15t')は、先端部収容用キャビティ(21c')に収容され、エアフォイル部は、夫々のキャビティ(21b')に収容される。このように、先端部の延長部(15t')と基部の延長部(15r')は、共通のゲーティング用キャビティ(22')の中に収容される。反対側の基部(11')(図２の左側の基部)の延長部(15r')は、ゲーティング用キャビティ(27')の中に収容される。反対側の先端部(13')(図２の右側の先端部)の延長部(15t')は、ゲーティング用キャビティ(23')の中に収容される。
【００２６】
ピグテールの結晶スタータ及びセレクタ部材(35')は、ダイ(20')のゲーティング用キャビティ(23')の隣りの第４のキャビティ(21d')に収容される。プレフォームされた消失性ピグテールの結晶スタータ及びセレクタ部材(35')は、周知の金属又は合金の単結晶物品を鋳造するためのシェルモールドを製作するために、図２Ａの模型アッセンブリに含められる。プレフォームされた消失性ピグテールの結晶スタータ及びセレクタ部材(35')は、適当なダイキャビティの中に溶融ワックス又はその他の消失性材料を注入することによって作られる。
【００２７】
本発明のこの実施例の方法の実施において、鋳造されるべき物品のプレフォームされた消失性模型(10')と、プレフォームされた消失性ピグテールの結晶スタータ及びセレクタ部材(35')は、インジェクションダイ(20')の中に配置され、溶融ワックスの如きゲーティング用流動性材料が、材料源(25')から、図示のランナー通路(24')を経て、ゲーティング用キャビティ(22')(23')(27')の中に注入され、ダイ(20')の中で、模型アッセンブリ(50')のゲーティング(30')(31')(32')が形成される(図２Ａ参照)。ゲーティング(30')は、ゲーティング用キャビティ(22')の中で延長部(15r')(15t')の周囲及びその間で凝固して形成され、各模型(10')は、両者間のワックス接合及び機械的ジョイントによってゲーティングに機械的にロックされる。さらに、ゲーティング(31')は、ゲーティング用キャビティ(23')の中で延長部(15t')の周囲で凝固して形成され、模型(10')は、両者間のワックス接合及び機械的ジョイントによって、ピグテールの結晶スタータ及びセレクタ部材(35')に機械的にロックされる。
【００２８】
図２Ａは、ゲーティング用ダイ(20')を開けて、該ダイから取り除かれた模型アッセンブリ(50')を示しており、プレフォームされたゲーティング用構造部材を一般的にはゲーティング(32')に取り付けることによって接合し、(ランナー通路(24')の中にワックスが凝固して形成された)ランナー(54')が、位置Ｌ'で模型アッセンブリ(50')から取り除かれた後、ロストワックスのシェルモールド製作法によってシェルモールドを製作するための最終模型アッセンブリが形成される。
【００２９】
本発明の他の実施例の方法の実施において、鋳造されるべき物品のプレフォームされた消失性模型(100)は、インジェクションダイ(200)(図示の下側半体(200a))の中に配置され、溶融ワックスの如きゲーティング用流動性材料は、材料源(125)から、ランナー通路(124)を経て、ゲーティング用キャビティ(122)の中に注入され、ダイ(200)の中で、並んで配置された消失性模型(100)を互いに接続するゲーティング(130)が形成される(図３Ａ参照)。
【００３０】
本発明のこの態様では、プレフォームされた図示の模型(100)は、ゲーティング用ダイ(200)の中に配置され、並んで配置された模型の基部(111)の延長部(115)の間に、ゲーティングが形成される。ゲーティング用ダイ(200)の下側半体(200a)は、図３に示される。ゲーティング用ダイ(200)の上側半体は、一般的には、以下に記載するように協同作用する同様な相補的ダイ特性(例えば、キャビティ(121)(122)とランナー通路(124))を含んでいる。
【００３１】
例えば、ゲーティング用ダイの半体(200a)は、プレフォームされた模型(100)を収容できるように構成された第１及び第２の模型収容用キャビティ(121)を含んでいる。
【００３２】
各キャビティ(121)は、各模型の基部(111)の第１延長部(115)を収容できるように構成された第１の基部延長部収容キャビティ(121a)と、模型(100)の基部(111)、エアフォイル部(112)及び先端部(113)をクリアランスをもって収容できるように構成された第２のキャビティ(121b)とを含んでいる。各模型(100)の第１延長部(115)は、延長部収容キャビティ(121a)の中に、精密な許容差で嵌められ、ダイの中の所望位置で模型を保持し、第２の基部延長部(115a)を、ゲーティング用ダイ(200)のゲーティング用キャビティ(122)の中に配置する。キャビティ(121b)は、キャビティ(21b)の場合について説明したように、適当などんな形状でもよい。
【００３３】
ゲーティング用ダイの半体(200a)は、インジェクション用ランナー通路(124)の一部がゲーティング用キャビティ(22)に連繋されており、該通路を通じて、例えば、溶融ワックス等のゲーティング用材料が、前記種類の材料源(25)からゲーティング用キャビティ(122)の中へ導入される。
【００３４】
夫々の模型(100)の第１延長部(115)が夫々の基部延長部収容キャビティ(121a)の中に収容されているとき、各消失性模型(100)の各基部(111)の第２の基部延長部(115a)は、ダイ(120)のゲーティング用キャビティ(122)の中にある。第２の基部延長部(115a)は、機械的ジョイントの形成面(115s)を有しており、該面は、図３において、蟻継ぎ(dovetail)ジョイントの形成面として示されている。
【００３５】
本発明の一実施例の方法の実施において、鋳造されるべき物品のプレフォームされた消失性模型(100)は、インジェクションダイ(200)の中に配置され、溶融ワックスの如きゲーティング用流動性材料が、ランナー通路(124)を経て、ゲーティング用キャビティ(122)の中に注入され、ダイ(200)の中で、並んで配置された消失性模型(100)を互いに接続するゲーティング(130)が形成される(図３Ａ参照)。ゲーティング(130)は、延長部(115a)の周囲及びその間で凝固して形成され、各模型(100)とゲーティング(130)とは、両者間のワックス接合及び機械的ジョイントによって機械的にロックされる。
【００３６】
このように、本発明の一実施例は、模型アッセンブリ(150)の製作に用いられることができ(図３Ａ参照)、鋳造されるべき物品のプレフォームされた１又は２以上の模型(100)と、並んで配置された模型(100)を互いに連結するゲーティング(130)とを具えている。図３Ａは、ゲーティング用ダイ(20)を開けて、該ダイから取り除かれた模型アッセンブリ(150)を示しており、該アッセンブリは、他の模型アッセンブリ(150)と注湯カップを接続するランナーバーに接合され、ランナー(154)(ランナー通路(124)の中で凝固したワックスによって形成される)が、位置Ｌにて、模型アッセンブリ(150)から取り除かれた後、ロストワックスのシェルモールド構築法によってシェルモールドを作製するための最終模型アッセンブリが得られる。
【００３７】
図４に示される本発明の他の実施例の方法の実施において、鋳造されるべき物品のプレフォームされた消失性模型(100')は、インジェクションダイ(200')の中に配置され、溶融ワックスの如きゲーティング用流動性材料は、材料源(125')から、ランナー通路(124')を経て、ゲーティング用キャビティ(122')(123')の中に注入され、ダイ(200')の中で、並んで配置された消失性模型(100')を互いに接続するゲーティング(130')(133')が形成される(図４Ａ参照)。具体的には、模型(100')の基部(111')は、ゲーティング(130')によって互いに接続され、模型(100')の先端部(113')はゲーティング(133')によって互いに接続される。
【００３８】
本発明のこの態様では、プレフォームされた図示の模型(100')は、ゲーティング用ダイ(200')の中に配置され、並んで配置された模型の基部の延長部(115r')の間でゲーティング(133')が形成され、先端延長部(115t')の間でゲーティング(130')が形成される。図３は、ゲーティング用ダイ(120')の下側半体(200a')を示している。ゲーティング用ダイ(200')の上側半体は、一般的には、以下に記載するように協同作用する同様な相補的ダイ特性(例えば、キャビティ(121')(122')(123')とランナー通路(124'))を含んでいる。
【００３９】
例えば、ゲーティング用ダイの半体(200a')は、模型(100')を収容できるように構成された模型収容用キャビティ(121')を含んでいる。キャビティ(121')は、各模型の基部(111')の第１延長部(115r')を収容できるように構成された基部延長部の収容キャビティ(121a')と、各模型の先端部(113')の第１延長部(115t')を収容できるように構成された先端部延長部の収容キャビティ(121c')を含んでいる。キャビティ(121')はまた、模型(100')の基部(111')、エアフォイル部(112')及び先端部(113')をクリアランスをもって収容できるように構成されたキャビティ(121b')を含んでいる。各模型(100')の第１延長部(115r')と先端部の延長部(115t')は、収容キャビティ(121a')(121c')の中に、精密な許容差で嵌められ、ダイの中の所望位置で模型を保持し、第２の基部延長部(115ra')を、ゲーティング用ダイ(120')のゲーティング用キャビティ(122')の中に配置し、第２の先端部延長部(115ta')を、ゲーティング用ダイ(120')のゲーティング用キャビティ(123')の中に配置する。第２の基部延長部(115ra')及び先端部延長部(115ta')は、各々が、機械的ジョイントの形成面(115s')を有しており、該面は、図４において、蟻継ぎジョイントの形成面として示されている。キャビティ(121b')は、キャビティ(21b)の場合について説明したように、適当などんな形状でもよい。
【００４０】
ゲーティング用ダイの半体(200a')は、インジェクション用ランナー通路(124')の一部がゲーティング用キャビティ(122')(123')に連繋され、該通路を通じて、例えば、溶融ワックス等のゲーティング用材料が、前記種類の材料源(125')からゲーティング用キャビティ(122')(123')の中へ導入される。
【００４１】
本発明の一実施例の方法の実施において、鋳造されるべき物品のプレフォームされた消失性模型(100')は、インジェクションダイ(200')の中に配置され、溶融ワックスの如きゲーティング用流動性材料は、ランナー通路(124')を経て、ゲーティング用キャビティ(122')(123')の中に注入され、ダイ(200')の中で、並んで配置された消失性模型(100')を互いに接続するゲーティング(130')(133')が形成される(図４Ａ参照)。ゲーティング(130')(133')は、延長部(115ra')(115ta')の周囲及びその間で凝固して形成され、各模型(100')とゲーティング(130')(133')とは、両者間のワックス接合及び機械的ジョイントによって機械的にロックされる。
【００４２】
このように、本発明の一実施例は、模型アッセンブリ(150')の製作に用いられることができ(図４Ａ参照)、鋳造されるべき物品のプレフォームされた１又は２以上の模型(100')と、該模型(100')に接続され、並んで配置された模型(100')を互いに連結するゲーティング(130')(133')とを具えており、ゲーティング用ダイの中にゲーティング用流動性材料を注入することにより、前記ダイの中でゲーティングが形成される。図４Ａは、ゲーティング用ダイ(20)から取り除かれた模型アッセンブリ(150')を示しており、他の模型アッセンブリ(150')と注湯カップを繋ぐランナーバーに接合され、ランナー(154')(ランナー通路(124')の中で凝固したワックスによって形成される)が、位置Ｌ'にて、模型アッセンブリ(150')から取り除かれた後、ロストワックスのシェルモールド構築法によってシェルモールドを作製するための最終模型アッセンブリが得られる。模型(100')は、夫々のゲーティング(130')(133')により、基部(111')又は先端部(113')のどちらかに接合される。図４に示されるように、基部(111')及び先端部(113')の両方に接合されるのではない。
【００４３】
本発明の詳細な実施例を開示したが、当該分野の専門家であれば、本発明の範囲はこれら実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって規定されることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例に係るゲーティング用インジェクションダイの下側半体の平面図であって、エアフォイル模型は端部どうしが接合され、該模型の基部の延長部は、インジェクションによって形成されたゲーティングによって接合されている。
【図１Ａ】図１のゲーティング用ダイを用いて製作された模型アッセンブリの正面図である。
【図１Ｂ】ゲーティング用ダイの下側半体と上側半体の側面図である。
【図２】本発明の他の実施例に係るゲーティング用インジェクションダイの下側半体の平面図であって、エアフォイル模型は端部どうしが接合され、第１の模型の基部延長部が、注入によってその場で形成されたゲーティングにより、第２の模型の先端部延長部に接続されている。
【図２Ａ】図２のゲーティング用ダイを用いて製作された模型アッセンブリの正面図である。
【図３】本発明のさらなる実施例に係るゲーティング用インジェクションダイの下側半体の平面図であって、並んで配置されたエアフォイル模型が接合され、模型の基部延長部が、共通のゲーティング用ランナーによって接続されている。
【図３Ａ】図３のゲーティング用ダイを用いて製作された模型アッセンブリの正面図である。
【図４】本発明のさらなる実施例に係るゲーティング用インジェクションダイの下側半体の平面図であって、並んで配置されたエアフォイル模型が接合され、模型の基部延長部は、注入によってその場で形成された共通の第１ゲーティングによって接続され、模型の先端部延長部は、注入によってその場で形成された共通の第２ゲーティングによって接続されている。
【図４Ａ】図４のゲーティング用ダイを用いて製作された模型アッセンブリの正面図である。
【符号の説明】
【００４５】
(10)(10')(100)(100')  消失性模型
(20)(20')(200)(200')  ゲーティング用インジェクションダイ
(20a)(20a')(200a)(200a')  下側半体
(22)(22')(23')(27')(122a')(122')(123')  ゲーティング用キャビティ
(24)(24')(124)(124')  ランナー通路
(25)(25')(125)(125a')  材料源
(30)(30')(31')(32')(130)(130')(133')  ゲーティング
【図１】
2006007325.tif 000003
【図１Ａ】
2006007325.tif 000004
【図１Ｂ】
2006007325.tif 000005
【図２】
2006007325.tif 000006
【図２Ａ】
2006007325.tif 000007
【図３】
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【図３Ａ】
2006007325.tif 000009
【図４】
2006007325.tif 000010
【図４Ａ】
2006007325.tif 000011
【外国語明細書】
2006007325000001.pdf