(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の外型と中子とを備え、前記外型がレジンコーテッドサンドの熱硬化成形物からなると共に、前記中子の少なくとも一部がその三次元モデルを多数層に平行スライスした際の各層を粉体層へのレーザービームの照射による結着硬化層として順次に積層形成した積層造形物からなり、
金属溶湯を型空間へ分配供給するポート部の少なくとも一部が前記外型とは別体の型部材より構成され、このポート部の型部材が水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物からなることを特徴とする鋳造用砂型。
【請求項２】
前記中子の積層造形物がレジンコーテッドサンドからなる請求項１記載の鋳造用砂型。
【請求項３】
前記積層造形物からなる中子とは別体の管内空間用中子を備え、この管内空間用中子が水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物からなると共に、該硬化物中に補強用芯線が埋入されてなる請求項１又は２に記載の鋳造用砂型。
【請求項４】
前記積層造形物からなる中子が鋳造品の流体通路を構成する請求項１〜３のいずれかに記載の鋳造用砂型。
【請求項５】
前記鋳造品が内燃機関用鋳造部品である請求項４記載の鋳造用砂型。
【請求項６】
流体通路を有する鋳造品の試作用である請求項１〜５のいずれかに記載の鋳造用砂型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金鋳物等の鋳造に用いる砂型、特に内燃機関用鋳造部品の如き流体通路を有する鋳造品の試作用として好適な鋳造用砂型に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
流体通路を有する鋳造品の製作に用いる砂型においては、該流体通路の内空間に対応する形状の中子を必要とするが、例えば自動車エンジン用のマニホールドやシリンダヘッドの関連部品等のように流体通路の合流・分岐が多く形状的に複雑な内空間を有するものでは、その中子を木型から型砂を用いて製作するのに非常に困難を伴い、多大の労力及び時間を要することになる。しかるに、例えば自動車エンジン用シリンダヘッドやマニホールド関連部品のように流体通路を有する鋳造品では、管路の径と長さ及び曲がり形状、合流・分岐部の空間形状と配置構成及び容積比率等の僅かな違いによって性能が大きく左右されることから、一般的に空間形状・寸法を部分的に変えた多くの設計モデルによる試作と性能テストを行い、試行錯誤的に製品としての最適な形態を決定する必要があるが、そのために製品化・量産化に至るまでに長期間を費やすれば、近年の目まぐるしい新製品開発のテンポに立ち遅れてしまうことになる。
【０００３】
本発明は、上述の情況に鑑み、鋳造対象が形状的に複雑な内空間を有するものであっても、型製作を容易に短時間で行える上、特に試作段階での空間形状・寸法の変更に効率よく対処し得る鋳造用砂型を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る鋳造用砂型は、図面の参照符号を付して示せば、複数個の外型（上型２，下型１）と中子とを備え、前記外型がレジンコーテッドサンドの熱硬化成形物からなると共に、前記中子の少なくとも一部（主中子３）がその三次元モデルを多数層に平行スライスした際の各層を粉体層へのレーザービームの照射による結着硬化層Ｐ1 〜Ｐｎとして順次に積層形成した積層造形物Ａからなり、金属溶湯Ｍを型空間へ分配供給するポート部の少なくとも一部が前記外型（下型１，上型２）とは別体の型部材（下部ポート用型部材４）より構成され、このポート部の型部材が水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物からなることを特徴としている。
【０００５】
上記中子の積層造形物Ａは、積層造形法つまり、コンピュター上で設計モデルを厚さ数十〜数百μｍ単位の多数層に平行スライスした各断面パターンのデータを作成し、このデータを積層造形装置のコントローラーに入力し、前記厚さ単位の粉体層を形成する工程と、この粉体層に前記断面パターンに沿ってレーザービームＬを照射して結着硬化させる工程とを繰り返すことにより、前記スライスした多数層を最下層から順次一層ずつ積層形成して得られるものである。しかして、この積層造形法では、木型を使用せずに直接に造形することから、非常に複雑な形状であっても短時間で自動的に製作できると共に、コンピュター上での設計によって形状や寸法の変更を容易に行える。一方、外型の熱硬化成形物は、従来より汎用される鋳造用砂型の製作と同様に、木型にレジンコーテッドサンドを充填し、熱処理することによってレジンコーテッドサンドを結着硬化させて得られるものである。
【０００６】
外型については、その成形のために木型を製作する必要があるが、鋳造品の外形に関与するだけであるから、型空間が比較的に簡単な形状になって木型の製作は容易である上、一旦木型を作製すれば、この木型を利用して同じ砂型を量産できるという利点がある。従って、この鋳造用砂型を試作段階で用いる場合、外型の型空間を鋳造品としての許容範囲で大きめに設定し、これら外型と、その型空間に納まる範囲で形状や寸法を種々変更した積層造形物Ａの中子とを組み合わせることにより、空間形状・寸法を部分的に変えた多くの設計モデルによる鋳造品の試作を容易に能率よく行うことができる。また、ポート部は、型空間への金属溶湯の流入状態を左右する部位であるため、試作段階で流路構成を変更することが比較的に多い上、流路に金属溶湯Ｍ中の異物や凝集物が型空間に入るのを防ぐネットフィルタ４５を介在させることが普通である。従って、このポート部を外型とは別体とすることにより、試作段階での該ポート部の流路構成の変更を容易に行えると共に、外型は形態が単純化して木型からの製作がより容易になる上、ポート部の型部材に粘着性のある水ガラス含有砂を用いるため、その成形時の炭酸ガスによる硬化前にネットフィルタ４５を周縁部の埋入によって簡単に組み付けできる。
【０００７】
請求項２の発明は、上記請求項１の鋳造用砂型において、前記中子（主中子３）の積層造形物ＡがレジンコーテッドサンドＳからなるものとしている。この構成では、レジンコーテッドサンドＳからなる砂層にレーザービームＬを照射した際、砂粒子を被覆する熱硬化性樹脂成分が溶融して架橋硬化反応を生じ、この架橋硬化反応によって隣接する砂粒子同士が結着一体化することになる。
【０００９】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２の鋳造用砂型において、前記積層造形物Ａからなる中子（主中子３）とは別体の管内空間用中子（細径曲管用中子５）を備え、この管内空間用中子が水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物からなると共に、該硬化物中に補強用芯線６が埋入されてなる構成としている。この場合、特に細い管路に対応した中子については、前記積層造形物Ａでは注湯圧に対する強度が不足する懸念があるが、この管内空間用中子のように補強用芯線６の埋入によって充分な耐圧強度を付与できる。しかして、積層造形では補強用芯線６を埋入できないが、粘着性のある水ガラス含有砂を用いれば、当該中子を軸線方向に沿って半割した形で成形型に充填し、両半割成形型を間に補強用芯線６を挟んで重ね合わせて一体化し、これを炭酸ガスで硬化させることにより、該補強用芯線６が埋入した管内空間用中子を容易に形成できる。
【００１０】
請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの鋳造用砂型において、前記積層造形物からなる中子（主中子３）が鋳造品Ｃの流体通路を構成するものとしている。そして、請求項５の発明は、上記請求項４の鋳造品Ｃが内燃機関用鋳造部品であるものとしている。また、請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれかの鋳造用砂型が流体通路を有する鋳造品Ｃの試作用であるものとしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鋳造用砂型の一実施例について、図面を参照して具体的に説明する。図１は図２に示す自動車エンジン用４気筒エアーサージタンクの鋳造用砂型における上型を外した状態の斜視図、図３は同鋳造用砂型の上型を除いた各型部材を示す分解斜視図である。
【００１２】
図２の自動車エンジン用４気筒エアーサージタンクは、アルミニウム合金の鋳造品Ｃであり、横長の異形筒形をなすタンク部Ｔと、該タンク部Ｔから一側方へ延出した４本の太径曲管Ｂ１…及び１本の細径曲管Ｂ２とを備え、タンク部Ｔの両端に開口部Ｏ１，Ｏ２と有すると共に、開口部Ｏ１の周囲にフランジ部Ｆが形成され、また４本の太径曲管Ｂ１…の端部同士が連結用プレート部Ｊを介して一体化している。
【００１３】
図１及び図３において、１は外型の一方を構成する下型であり、上面側が上下２段になり、その上段面１ａには、鋳造品Ｃのタンク部Ｔの半割分に対応したタンク形成凹所１０と、該凹所１０の後縁２箇所に臨む上部ポート側のせき用凹部１１，１１と、タンク形成凹所１０の両端に臨む巾木受け部１２ａ，１２ｂとが設けられ、下段面１ｂには、矩形のポート用型部材嵌合凹所１３と、該嵌合凹所１３の後縁部に設けた細径曲管用巾木受け部１７とを有し、また上段面１ａから下段面１ｂへ移行する傾斜面部１ｃには、鋳造品Ｃの太径曲管Ｂ１…及び細径曲管Ｂ２の半割分に対応した曲管形成凹部１４…，１５と、鋳造品Ｃの連結用プレート部Ｊに対応した連結用プレート形成部１６とが設けられている。１８は該下型１の上面四隅に設けた位置決め嵌合用凹部であり、上型２（図５参照）の下面四隅にある位置決め嵌合用凹所（図示省略）と適嵌するようになっている。
【００１４】
３は上下型１，２間に組み込まれる主中子であり、タンク内空間形成部３１、その両端より突出するタンク側巾木３２ａ，３２ｂ、タンク内空間形成部３１から一側方へ延出する軸状の４本の太径曲管形成部３３…、これら太径曲管形成部３３の端部同士を連結する横角棒状の曲管側巾木３４よりなり、タンク内空間形成部３１の一端寄りには細径曲管用巾木受け孔３５が設けてある。
【００１５】
４は略矩形厚板状の下部ポート用型部材であり、その上面側に、前部側で長手方向に沿う長溝状の湯道凹部４１と、この湯道凹部４１から下型１の曲管形成凹部１４…，１５へのせきをなす前後方向の浅溝状の分岐凹部４２…とを有し、後縁側には、長手方向に沿った曲管側巾木嵌合用切欠部４３と、この切欠部４３の一端から僅かに離れた位置に細径曲管用巾木受け部４４が形成されており、また湯道凹部４１の中間部２箇所に当該湯道凹部４１を横断するネットフィルタ４５が周縁部を埋設して固着されている。
【００１６】
５は、鋳造品Ｃの細径曲管Ｂ２の内空間に対応する細径曲管用中子であり、両端に巾木５ａ，５ｂを有すると共に、その全長にわたる軸線に沿って金属線からなる補強用芯線６が埋入されている。
【００１７】
また、図５に示すにように、上型２の下面側には、鋳造品Ｃのタンク部Ｔの半割分に対応したタンク形成凹所２０と、該凹所２０の後縁に沿った上部ポート用凹部２１と、鋳造品Ｃの太径曲管Ｂ１…の半割分に対応した曲管形成凹部２２…とを有すると共に、図示を省略しているが、鋳造品Ｃの細径曲管Ｂ２の半割分に対応した曲管形成凹部と、タンク形成凹所２０の両端に臨む巾木受け部とが設けられている。更に、この上型には、上面から下面側へ透通して、上部ポート用凹部２１に連通する湯口２３と、下部ポート用型材４の湯道凹部４１に連通する湯口２４と、タンク形成凹所２０の最上部に至る空気抜き孔２５とが形成されている。なお、湯口２３，２４は押湯兼用として上方へ拡径した形状をなす。
【００１８】
しかして、下型１及び上型２はレジンコーテッドサンドの熱硬化成形物、主中子３は造形材料としてレジンコーテッドサンドを用いた積層造形物、下部ポート用型部材４及び細径曲管用中子５は水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物から、それぞれ構成されている。
【００１９】
上記の各型部材１〜５からなる鋳造用砂型の組み立ては、図１及び図５に示すように、下型１のポート型部材嵌合凹所１３に下部ポート用型部材４を嵌合し、主中子３のタンク側巾木３２ａ，３２ｂを下型１の巾木受け部１２ａ，１２ｂに、同曲管側巾木３４を下型１と下部ポート用型部材４の曲管側巾木嵌合用切欠部４３との間に構成される凹部に各々嵌合すると共に、細径曲管用中子５の巾木５ａを主中子３の細径曲管用巾木受け孔３５に、同巾木５ｂを下型１及び下部ポート用型部材４の細径曲管用巾木受け部１７，４４に各々嵌合することにより、該主中子３及び細径曲管用中子５を組み付け、この下型２の上に上型２を被せて嵌合すればよい。なお、この鋳造用砂型では、下型１のポート型部材嵌合凹所１３に嵌合させた下部ポート用型部材４の上面は、該下型１の下段面１ｂと面一に成るように設定されている。
【００２０】
かくして組み立てた鋳造用砂型によって自動車エンジン用４気筒エアーサージタンクの鋳造を行うには、図５に示すように、上型２の湯口２３，２４にアルミニウム合金の溶湯Ｍを流し込み、この溶湯Ｍを上下型２，１と主中子３及び細径曲管用中子５との間の型空間に充満させ、該溶湯Ｍの冷却固化後に上下型２，１を分離させる。しかして、鋳造物は、鋳造品Ｃに湯口２３，２４から型空間へ至る部分のアルミニウム合金が結合した状態であり、主中子３及び細径曲管用中子５と共に上型２側に一体化しているから、この上型２を分解して除去し、更に振動を与えて主中子３及び細径曲管用中子５を砂粒に崩壊させて除去したのち、湯口２３，２４から型空間へ至る部分のアルミニウム合金を切除し、要すれば研磨、切削、溶接等の後加工を施して前記エアーサージタンクの鋳造品Ｃとする。
【００２１】
鋳造用砂型の上下型２，１を製作するには、各々の外形に対応した木型（成形枠）を造り、この木型にレジンコーテッドサンドを充填して加熱処理することにり、該レジンコーテッドサンドの熱硬化性樹脂成分の溶融と硬化反応によって砂粒同士を結着硬化させればよい。また、下部ポート用型部材４及び細径曲管用中子５は、各々に対応する成形枠に水ガラス含有砂を充填し、炭酸ガスの吹き付けによって水ガラスを硬化させて砂粒同士を結着硬化させる。しかして、下部ポート用型部材４では、水ガラス含有砂の硬化前にネットフィルタ４５を周縁部の埋設によって止着する。一方、細径曲管用中子５では、当該中子５を軸線方向に沿って半割した形の型空間を持つ半割成形型を用い、水ガラス含有砂を充填後の硬化前に、両半割成形型を間に補強用芯線６を挟んで重ね合わせることにより、水ガラス含有砂中に該補強用芯線６が埋入させる。
【００２２】
主中子３については、積層造形法つまり、コンピュター上で設計モデルを厚さ２００μｍ程度の多数層に平行スライスした各断面パターンのデータを作成し、このデータを積層造形装置のコントローラーに入力し、造形材料としてレジンコーテッドサンドを用いて自動的に積層造形して製作する。
【００２３】
この積層造形は、図４（イ）（ロ）に示すように、箱型の造形枠７１内に配置した昇降台７２上にべースプレート７３を載置し、リコーター７４の水平移動によってレジンコーテッドサンドＳを前記平行スライスした一層分の厚みでべースプレート７３上に載せ、この砂層の表面にレーザービームＬを最下層の断面パターンに沿って照射する。これにより、砂粒子を被覆している熱硬化性樹脂成分がレーザービームＬの熱によって溶融して硬化反応し、隣接する砂粒子同士が硬化した樹脂を介して結着し、照射域全体が一体の２次元パターンの結着硬化層Ｐ1 を形成することになる。次いで昇降台７２を前記一層分の厚みだけ下降させ、新たにレジンコーテッドサンドＳを該一層分に相当する厚みで載せ、同様にレーザービームＬを照射して第二層に対応する結着硬化層Ｐ2 を形成し、以降同様にして順次一層分ずつ昇降台７２を下降させてレジンコーテッドサンドＳの供給とレーザービームＬの照射を繰り返すことにより、最終的に図４（ロ）の如く前記平行スライスした全ての層に対応した結着硬化層Ｐ1 〜Ｐn を積層一体化する。
【００２４】
なお、リコーター７４は、その移動ストロークの両端において上方に配置した材料供給装置７５よりレジンコーテッドサンドＳの供給を受け、下端のスリット状開口部７４ａよりレジンコーテッドサンドＳを流出させながら水平移動することにより、１回の水平移動で一つの砂層を形成する。また、図４（イ）（ロ）では省略しているが、造形の前段階として、べースプレート７３上に予め５ｍｍ前後の砂層を形成し、当該べースプレート７３に内臓される電熱機構で加熱して該砂層の全体を硬化させて水平面に沿う平坦な造形ベース面を形成し、更に該造形ベース面上に造形物との固着を防止する分離層として薄い砂層（一般に造形１層分の厚み）を設け、この未硬化の砂層上に前記最下層からの積層造形を行うことになる。７６は炭酸ガスレーザーの如きレーザ発振器、７７はレーザービーム６の照射方向を制御するスキャナーである。
【００２５】
かくして積層造形が終了すれば、ベースプレート７３を造形枠７１ごと昇降台７２から取り外し、未硬化のレジンコーテッドサンドＳを除去して形成された主中子３の積層造形物Ａを取り出す。得られた積層造形物Ａは、砂粒子を結着している熱硬化性樹脂成分にある程度の未反応部を残して脆弱であるため、通常は、まず表面をガスバーナーで炙って表層部の硬度を高めた上で、ポストキュアとして加熱炉等で所定時間の加熱処理を施すことにより、該樹脂成分を完全硬化させる。
【００２６】
上記構成の鋳造用砂型においては、積層造形物Ａからなる主中子３は、木型を使用せずに直接に短時間で製作でき、コンピュター上での設計によって形状や寸法の変更を容易に行える。一方、上下型１，２は、その成形のために木型を製作する必要があるが、鋳造品の外形に関与するだけであるから、型空間が比較的に簡単な形状になって木型の製作は容易である上、一旦木型を作製すれば、この木型を利用して同じ砂型を量産できるという利点がある。従って、この鋳造用砂型を試作段階で用いる場合、上下型２，１の型空間、つまりタンク形成凹所１０と曲管形成凹部１４…及び連結用プレート形成部１６を鋳造品Ｃとしての許容範囲で大きめに設定し、これら上下型２，１に対し、主中子３としてタンク内空間形成部３１及び太径曲管形成部３３…の形状や寸法を型空間に納まる範囲で種々変更したものを組み合わせることにより、空間形状・寸法を部分的に変えた多くの設計モデルによる鋳造品Ｃの試作を容易に能率よく行うことができる。
【００２７】
しかして、前記の自動車エンジン用エアーサージタンクを始めとする各種の内燃機関用鋳造部品のような流体通路を有する鋳造品Ｃは、流体通路の管路の径と長さ及び曲がり形状、合流・分岐部の空間形状と配置構成及び容積比率等の僅かな違いによって性能が大きく左右されるが、この鋳造用砂型によれば、空間形状・寸法を部分的に変えた多くの設計モデルの試作を極めて効率よく行えるから、短期間で最適な性能が得られる空間形状・寸法を決定することが可能となる。
【００２８】
因みに、図６（イ）（ロ）は、図５と同一の上下型２，１に対し、主中子３として図５のものとは異なる寸法形状のものを用いた例を示す。すなわち、図６（イ）における主中子３は、図５のものに比較し、太径曲管形成部３３が細く且つ曲率の大きい形になっている。また図６（ロ）における主中子３は、図５のものに比較し、タンク内空間形成部３１の一部周面（図の上部）ならびに該タンク内空間形成部３１から太径曲管形成部３３への移行部の曲面形状が異なると共に、太径曲管形成部３３が細く且つ曲率の大きい形になっている。なお、これら主中子３の寸法形状の変化によって、得られる鋳造品Ｃには図５のものに比べて厚肉の部分を生じるが、性能に関与するのは内空間の形状であるため、性能テストに際して内圧に耐えるだけの厚みさえ確保すればよいから、肉厚の変化があっても全く支障はない。そして、最適な性能が得られる空間形状・寸法が決定すれば、これに基づいて上下型１，２として鋳造品Ｃが適当な肉厚になる型空間を有するものを設計・製作し、この上下型１，２によって実際の製品を量産すればよい。
【００２９】
一方、上記実施例構成では、下部ポート部を上下型２，１とは別体の下部ポート用型部材４にて形成することから、上下型２，１は形態が単純化して木型からの製作をより容易に行えると共に、試作段階で必要となることが多い該ポート部の流路構成の変更も下部ポート用型部材４だけの設計変更によって容易に行えるようになっている。また、該下部ポート用型部材４の製作に粘着性のある水ガラス含有砂を用いるため、その成形時の炭酸ガスによる硬化前にネットフィルタ４５を周縁部の埋入によって簡単に組み付けできる。更に、上記実施例構成では、鋳造品Ｃの細径曲管Ｂ２に対応する中子部分は、前記主中子３とは別体の細径曲管用中子５とし、且つ該中子５を補強用芯線６が埋入された水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物としていることから、細径であっても鋳造時の注湯圧に対する充分な強度を確保できる上、その製作に際し、水ガラス含有砂の粘着性を利用し、既述のように半割成形型を用いて補強用芯線６を容易に埋入できるという利点がある。
【００３０】
なお、上下型２，１を積層造形によって製作することも可能であるが、積層造形では数百μｍ単位の薄層を積み重ねてゆくため、上下型２，１のようなサイズの大きいものでは造形に長時間を要することになり、特に試作段階で設計変更の都度に上下型２，１も積層造形で製作するのでは能率が極めて悪くなる。一方、積層造形では、その造形途上で前記ネットフィルタ４５や補強用芯線６のような介在物を組み込むことは不可能であると共に、細径曲管Ｂ２に対応する中子部分のような細径で長い部分には充分な強度を付与しにくい。
【００３１】
本発明の鋳造用砂型は、上記実施例の如き自動車エンジン用エアーサージタンクの鋳造に用いる砂型に限らず、多種多様な鋳造品の製作に用いる砂型に同様に適用可能であり、特に各種内燃機関用の鋳造部品の如き流体通路を有する鋳造品を対象とする砂型、とりわけ流体通路を有する鋳造品の試作用砂型として好適であり、その鋳造対象に応じて外型及び中子の構成や形態を適宜設定できる。例えば、外型は、実施例のような上下２型に限らず、上中下の３型としたり、左右や前後の分割型を含むものとする等、その個数が２個以上であればよい。また、中子についても、積層造形物Ａからなるもの単独の構成、積層造形物Ａからなる別体の複数個を有する構成、細径曲管用中子５のような補強用芯線６を埋入した水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物からなる管内空間用中子の複数本を含む構成等、種々の構成を採用できる。更に、ポート部についても、実施例のように下部ポート部のみならず、上下ポート部等の複数のポート部が各々外型とは別体の水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物からなる構成としてもよい。
【００３２】
なお、外型及び積層造形物の中子に用いるレジンコーテッドサンドの砂粒子、ならびにポート用型部材及び管内空間用中子に用いる水ガラス含有砂の砂粒子としては、従来より鋳造用の型砂として汎用されている珪砂、ジルコンサンド、クロマイトサンド等の天然砂の他に、人工セラミック砂も使用可能である。また、レジンコーテッドサンドの砂粒子を被覆する熱硬化性樹脂成分としては、特に制約はないが、ノボラック型フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミンの如き硬化剤との組み合わせや、加熱によって自ら架橋硬化するレゾール型フェノール樹脂が好適なものとして挙げられる。しかして、積層造形に用いるレジンコーテッドサンドは、粒径７５〜１５０μｍの範囲にピークを持つ粒度分布を示すものが好適であり、大き過ぎては均一な厚みの粉体層を形成できない上に粗大粒子によって砂層表面に筋状の傷を生じ易くなって造形精度が悪化し、逆に粒度が小さ過ぎてはレーザービーム照射による粒子相互の結着力が過大になって鋳造後に分解困難になる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、鋳造用砂型として、レジンコーテッドサンドの熱硬化成形物からなる複数個の外型と、積層造形物からなる中子とを備えることから、鋳造対象が形状的に複雑な内空間を有するものであっても、型製作を容易に短時間で行える上、特に試作段階での空間形状・寸法の変更に効率よく対処でき、これら空間形状・寸法を部分的に変えた多くの設計モデルによる鋳造品の試作を容易に能率よく行えるものが提供される。また、金属溶湯を型空間へ分配供給するポート部の少なくとも一部が外型とは別体の型部材よりなり、この型部材が水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物からなるため、試作段階での該ポート部の流路構成の変更を容易に行えると共に、外型も形態が単純化して木型からの製作がより容易になる上、ポート部の型部材にネットフィルタを簡単に組み付けできる。
【００３４】
請求項２の発明によれば、上記鋳造用砂型において、前記中子の積層造形物がレジンコーテッドサンドからなるため、該中子の造形材料として従来の木型からの砂型製作に汎用される型砂材料を利用でき、それだけ材料コストを低減できるという利点がある。
【００３６】
請求項３の発明によれば、上記の鋳造用砂型において、前記積層造形物からなる中子とは別体の管内空間用中子を備え、この管内空間用中子が補強用芯線を埋入した水ガラス含有砂の炭酸ガスによる硬化物からなるため、特に細い管路に対応した中子に注湯圧に対する充分な強度を付与できると共に、補強用芯線を埋入した該管内空間用中子を容易に製作できるという利点がある。
【００３７】
請求項４の発明によれば、上記の鋳造用砂型の前記積層造形物からなる中子が鋳造品の流体通路を構成することから、この中子の寸法形状を変更して試作を行うことにより、該流体通路の管路の径と長さ及び曲がり形状、合流・分岐部の空間形状と配置構成及び容積比率等の違いによる鋳造品の性能比較を能率よく行えるという利点がある。
【００３８】
請求項５の発明によれば、上記の鋳造用砂型の前記積層造形物からなる中子が内燃機関用鋳造部品の流体通路を構成することから、特に流体通路の形状寸法による性能の違いが大きく現れる当該鋳造部品の試作を効果的に能率よく行えるという利点がある。
【００３９】
請求項６の発明によれば、上記の鋳造用砂型が流体通路を有する鋳造品の試作用であることから、空間形状・寸法を部分的に変えた多くの設計モデルの試作を極めて効率よく行え、もって短期間で鋳造品として最適な性能が得られる流体通路の空間形状・寸法を決定できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る鋳造用砂型の上型を除いた状態を示す斜視図である。
【図２】  同鋳造用砂型の鋳造対象とする自動車エンジン用４気筒エアーサージタンクの斜視図である。
【図３】  同鋳造用砂型の上型を除く分解斜視図である。
【図４】  同鋳造用砂型における主中子の積層造形を示し、（イ）は造形初期における縦断正面図、（ロ）は造形終了後の要部の縦断正面図である。
【図５】  同鋳造用砂型による鋳造状態を示す縦断側面図である。
【図６】  寸法形状の異なる主中子を用いた同鋳造用砂型による鋳造状態を示し、（イ）は主中子の太径曲管形成部が異なる場合の要部の縦断側面図、（ロ）は主中子のタンク形成部及び太径曲管形成部が異なる場合の要部の縦断側面図である。
【符号の説明】
１          下型（外型）
２          上型（外型）
３          主中子（積層造形物からなる中子）
４          下部ポート用型部材
５          細径曲管用中子（管内空間用中子）
６          補強用芯線
Ａ          積層造形物
Ｂ１        太径曲管（流体通路）
Ｂ２        細径曲管（流体通路）
Ｃ          鋳造品
Ｌ          レーザービーム
Ｐ1 〜Ｐｎ  結着硬化層
Ｓ          レジンコーテッドサンド
Ｔ          タンク部
【図１】
0004145539.tif 000002
【図２】
0004145539.tif 000003
【図３】
0004145539.tif 000004
【図４】
0004145539.tif 000005
【図５】
0004145539.tif 000006
【図６】
0004145539.tif 000007