特許 7445351 鋳造品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-28

(45)【発行日】2024-03-07

(54)【発明の名称】鋳造品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22C 7/02 20060101AFI20240229BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240229BHJP

   B33Y 40/20 20200101ALI20240229BHJP

   B29C 64/106 20170101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

B22C7/02 102

B22C7/02 101

B33Y10/00

B33Y40/20

B29C64/106

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023177574

(22)【出願日】2023-10-13

【審査請求日】2023-10-24

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】508145506

【氏名又は名称】株式会社キャステム

(74)【代理人】

【識別番号】100085372

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 正義

(72)【発明者】

【氏名】戸田 拓夫

(72)【発明者】

【氏名】登 勇気

【審査官】岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２７６１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２４４９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１５４８４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｃ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元プリンタを用いて付加製造技術により形成された熱可塑性樹脂からなる空隙を有する１以上の鋳造品形成用積層体を可燃性の筒状体に取付けてツリー体を作製する工程と、
前記ツリー体の表面にセラミックスラリーをコーティングし、前記スラリーコーティングしたツリー体の表面に砂をコーティングし、前記スラリーコーティングと前記砂コーティングを複数回繰り返すことにより、鋳型前駆体を作製する工程と、
前記鋳型前駆体を焼成炉に入れて、前記鋳型前駆体内の前記ツリー体を燃焼して消失させるとともに前記鋳型前駆体を焼成して鋳型を得る工程と、
前記鋳型内に溶融金属を流し込んで冷却した後に前記鋳型を除去して鋳造品を取出す工程と
を含む鋳造品の製造方法であって、
前記鋳造品形成用積層体に第１湯口が形成され、前記筒状体に第２湯口が形成され、前記第１湯口と前記第２湯口が連通するように前記鋳造品形成用積層体を前記筒状体に取付けて前記ツリー体を作製し、
前記鋳造品形成用積層体の内部構造が独立空間を有することなく前記第１湯口に連通することを特徴とする鋳造品の製造方法。

【請求項2】

可燃性の短パイプ状のゲートモデルを前記第１湯口と前記第２湯口の間に配置して前記鋳造品形成用積層体を前記ゲートモデルを介して前記筒状体に接着して前記ツリー体を作製する請求項１記載の鋳造品の製造方法。

【請求項3】

前記筒状体又は前記ゲートモデルが、パラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなる請求項１又は２記載の鋳造品の製造方法。

【請求項4】

前記筒状体が、紙管である請求項１記載の鋳造品の製造方法。

【請求項5】

前記鋳造品形成用積層体の第１湯口が前記鋳造品形成用積層体の上壁から突出する第１突出部に形成された請求項１記載の鋳造品の製造方法。

【請求項6】

前記鋳造品形成用積層体の第１突出部が前記筒状体の第２湯口に挿入可能に形成された請求項５記載の鋳造品の製造方法。

【請求項7】

前記筒状体の第２湯口が前記鋳造品形成用積層体の第１突出部を受入可能な第１開口部と前記鋳造品形成用積層体の第１突出部を受入不能な第２開口部を有する請求項６記載の鋳造品の製造方法。

【請求項8】

前記筒状体の第２湯口に第１雌ネジが形成され、前記鋳造品形成用積層体の第１突出部の周囲に前記第１雌ネジに螺合可能な第１雄ネジが形成された請求項７記載の鋳造品の製造方法。

【請求項9】

前記筒状体の第２湯口が前記筒状体表面から突出する第２突出部に形成され、前記第２突出部が前記鋳造品形成用積層体の第１湯口に挿入可能に形成された請求項１又は４記載の鋳造品の製造方法。

【請求項10】

前記鋳造品形成用積層体の第１湯口に第２雌ネジが形成され、前記筒状体の第２突出部の周囲に前記第２雌ネジに螺合可能な第２雄ネジが形成された請求項９記載の鋳造品の製造方法。

【請求項11】

前記鋳造品形成用積層体の内部構造が、独立空間を有しない前記第１湯口に連通するテトラシェル構造又はジャイロイド構造である請求項１又は５記載の鋳造品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋳造品をロストワックス法で製造する鋳造品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鋳造品をロストワックス法で製造する方法が開示されている（例えば、特許文献１（段落[００１１]～段落[００１５]、段落[００１９]、段落[００２４]）参照。）。この特許文献１に開示される鋳造品の製造方法は、図１１～図１３に示すように、鋳造品１１をロストワックス法で製造するために３次元プリンタ１３を用いた熱溶解積層法により中空状に積層造形された熱可塑性樹脂からなる鋳造品形成用積層体前駆体１２の表面にパラフィン系ワックス又はカルナバワックスをコーティングする工程（図１１，図１２）と、このワックスコーティングした鋳造品形成用積層体１４を、パラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなる中空状のゲートモデル１７を介して、パラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなる筒状体１８に接着してツリー体１９を作製する工程（図１２）と、このツリー体の表面にセラミックスラリーと砂のコーティングを繰り返し行って鋳型前駆体１５ａを作製してこの鋳型前駆体内のツリー体１９を燃焼して消失させるとともに鋳型前駆体１５ａを焼成して鋳型１５を得る工程と、この焼成された鋳型１５内に溶融金属を流し込んで冷却した後に鋳型１５を除去して鋳造品前駆体１１ａを取出す工程と、鋳造品前駆体１１ａから鋳造品以外の部分を取り除いて鋳造品１１を得る工程（図１３）とを含む製造方法である。

【0003】

この鋳造品の製造方法では、鋳造品形成用積層体１４は、図１１に示すように、次の手順で作られる。先ず、ベッド１６上に熱可塑性樹脂からなるフィラメント１２ａを、３次元プリンタ１３のノズル１３ａから押出し互いに平行になるように並べて底壁１２ｂを造形した後に、この底壁１２ｂの１辺に沿って３次元プリンタ１３のノズル１３ａからフィラメント１２ａを押出し積重ねて側壁１２ｃを立設する（図１１（ａ））。次いで、底壁１２ｂの他の３辺についても上記と同様にフィラメント１２ａを積重ねて３つの側壁１２ｃを立設することにより、底壁１２ｂの４辺が４枚の側壁１２ｃにより囲まれて上面が開放された箱が造形される（図１１（ｂ））。次に、この上面が開放された箱の上面に沿って３次元プリンタ１３のノズル１３ａからフィラメント１２ａを押出して四角枠を形成し、この四角枠の内面に接するように３次元プリンタ１３のノズル１３ａからフィラメント１２ａを押出して更に四角枠を形成し、この工程を連続的に繰返してフィラメント１２ａの渦巻き体を形成することにより、箱の上面を閉止する上壁１２ｄを造形して空隙を有する立方体状の鋳造品形成用積層体前駆体１２を造形する（図１１（ｃ）、図１１（ｄ）及び図１２（ａ））。次に、鋳造品形成用積層体前駆体１２の表面に、パラフィン系ワックス又はカルナバワックスをコーティングしてワックス層１２ｅを形成して鋳造品形成用積層体１４を得る（図１１（ｅ）及び図１２（ｂ））。この鋳造品形成用積層体の内部には空隙が形成され、鋳造品形成用積層体の壁の厚さが少なくとも０．４ｍｍに形成され、かつ空隙の割合が鋳造品形成用積層体の壁の体積を除いた成形品モデル積層体内部の体積を１００％とするとき２０％以上である特徴がある。

【0004】

また、この鋳造品の製造方法では、筒状体１８は一端（図１２（ｃ）では、左端部）が閉止され、その他端（図１２（ｃ）では、右端部）は、鋳型になったときに溶融金属を流し込み易くするために、円錐状に広口に開放して形成される。また、筒状体１８のゲートモデル１７が接着する部分には開口部はない（図１２（ｃ））。

【0005】

この鋳造品の製造方法によれば、次の発明の効果を有する。先ず、３次元プリンタを用いた熱溶解積層法により熱可塑性樹脂からなる鋳造品形成用積層体を中空状に積層造形したので、高価な金型を用いずに複雑な形状の鋳造品形成用積層体を容易に作製できる。また、鋳造品形成用積層体を硬化後に架橋しない熱可塑性樹脂により形成し、鋳造品形成用積層体の内部の空隙の割合が２０％以上であるため、この鋳造品形成用積層体が加熱したときに溶けることにより、燃焼し、ガス化するまでの膨張負荷が鋳型にかかりにくい。この結果、鋳型を損傷させることはない。また、鋳造品形成用積層体前駆体の表面にパラフィン系ワックス又はカルナバワックスをコーティングしたので、鋳造品形成用積層体前駆体の表面に生じた上記積層造形による積層段差がパラフィン系ワックス又はカルナバワックスにより埋められ、鋳造品形成用積層体の表面粗さを小さくすることができる。この結果、鋳造品形成用積層体を用いて作製された鋳型の内面の面粗さが小さくなるので、この鋳型を用いて作製された鋳造品の表面粗さを小さくすることができ、表面が滑らかな鋳造品を得ることができる。

【0006】

この鋳造品の製造方法によれば、更に、次の発明の効果を有する。上記鋳造品形成用積層体に、パラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなる中空状のゲートモデルを介して、パラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなる筒状体を接着してツリー体を作製し、このツリー体の表面にセラミックスラリーと砂のコーティングを繰り返して鋳型前駆体を作製してこの鋳型前駆体内のツリー体を燃焼して消失させるとともに鋳型前駆体を焼成して鋳型を得たので、鋳型前駆体及びツリー体を比較的速い昇温速度で加熱すると、可塑化温度が存在する熱可塑性樹脂やパラフィン系ワックス等により大部分が構成されたツリー体は熱膨張する前又は熱膨張すると略同時に軟化して溶融する。この結果、ツリー体の熱膨張により鋳型前駆体が損傷するのを防止できる。また、溶融したツリー体は燃焼して二酸化炭素や水蒸気などのガス等が発生するけれども、これらのガス等は、ツリー体の溶融により連通した煙突状の鋳型内を通ってスムーズに排出される。具体的には、鋳型のキャビティ（鋳造品を製造する部分）で発生したガス等は、ゲート孔及びスプルー（煙突状の空洞）を通って鋳型外にスムーズに排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第６７４４１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、上記従来の特許文献１に示された鋳造品の製造方法では、鋳造品形成用積層体１４は、６面が閉止された立方体であるため、筒状体１８の対向面には開口部がない。このため、鋳型前駆体内の鋳造品形成用積層体１４の燃焼開始時に、鋳造品形成用積層体１４の燃焼開始時の燃焼ガス等がゲート孔及びスプルー（煙突状の空洞）を通って鋳型外にスムーズに排出されにくい課題が依然としてあった。

【0009】

本発明の第１の目的は、鋳造品形成用積層体の燃焼開始時の燃焼ガスをより速やかにかつよりスムーズに排出して鋳型の型割れを防止する鋳造品の製造方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、鋳造品形成用積層体を筒状体に容易に取付けることができる鋳造品の製造方法を提供することにある。本発明の第３の目的は、鋳造品形成用積層体が筒状体に確実に取付けられ、筒状体から落下しにくい鋳造品の製造方法を提供することにある。本発明の第４の目的は、鋳造品形成用積層体の内部構造が、独立空間を有することなく第１湯口に連通するため、鋳造品形成用積層体の燃焼ガスをより速やかにかつよりスムーズに排出して鋳型の型割れを防止する鋳造品の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の観点は、図１～図３に示すように、３次元プリンタ１３を用いて付加製造技術により形成された熱可塑性樹脂からなる空隙を有する１以上の鋳造品形成用積層体３０を可燃性の筒状体２８に取付けてツリー体２９を作製する工程と、ツリー体２９の表面にセラミックスラリーをコーティングし、スラリーコーティングしたツリー体の表面に砂をコーティングし、スラリーコーティングと砂コーティングを複数回繰り返すことにより、鋳型前駆体３５ａを作製する工程と、鋳型前駆体３５ａを焼成炉に入れて、鋳型前駆体内のツリー体を燃焼して消失させるとともに鋳型前駆体を焼成して鋳型３５を得る工程と、鋳型内に溶融金属を流し込んで冷却した後に鋳型を除去して鋳造品３１を取出す工程とを含む鋳造品の製造方法であって、図１～図９に示すように、鋳造品形成用積層体３０に第１湯口３０ａが形成され、筒状体２８に第２湯口２８ａが形成され、第１湯口３０ａと第２湯口２８ａが連通するように鋳造品形成用積層体３０を筒状体２８に取付けてツリー体２９を作製し、鋳造品形成用積層体の内部構造が、独立空間を有することなく第１湯口３０ａに連通することを特徴とする。

【0011】

本発明の第２の観点は、図１及び図２に示すように、可燃性の短パイプ状のゲートモデル２７を第１湯口３０ａと第２湯口２８ａの間に配置して鋳造品形成用積層体３０をゲートモデル２７を介して筒状体２８に接着してツリー体２９を作製することを特徴とする。

【0012】

本発明の第３の観点は、筒状体２８又はゲートモデル２７が、パラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。

【0013】

本発明の第４の観点は、筒状体２８が紙管であることを特徴とする。

【0014】

本発明の第５の観点は、図４～図９に示すように、鋳造品形成用積層体３０の第１湯口３０ａが鋳造品形成用積層体３０の上壁１２ｄから突出する第１突出部３７に形成されたことを特徴とする。

【0015】

本発明の第６の観点は、図６及び図７に示すように、鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７が筒状体２８の第２湯口２８ａに挿入可能に形成されたことを特徴とする。

【0016】

本発明の第７の観点は、図６及び図７に示すように、筒状体２８の第２湯口２８ａが鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７を受入可能な第１開口部２８ｂと鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７を受入不能な第２開口部２８ｃを有することを特徴とする。

【0017】

本発明の第８の観点は、図７に示すように、筒状体２８の第２湯口２８ａに第１雌ネジ２８ｄが形成され、鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７の周囲に第１雌ネジ２８ｄに螺合可能な第１雄ネジ３７ａが形成されたことを特徴とする。

【0018】

本発明の第９の観点は、図８及び図９に示すように、筒状体２８の第２湯口２８ａが筒状体表面から突出する第２突出部３８に形成され、第２突出部３８が鋳造品形成用積層体３０の第１湯口３０ａに挿入可能に形成されたことを特徴とする。

【0019】

本発明の第１０の観点は、図９に示すように、鋳造品形成用積層体３０の第１湯口３０ａに第２雌ネジ３０ｂが形成され、筒状体２８の第２突出部３８の周囲に第２雌ネジ３０ｂに螺合可能な第２雄ネジ３８ａが形成されたことを特徴とする。

【0020】

本発明の第１１の観点は、図１０に示すように、鋳造品形成用積層体３０の内部構造が、独立空間を有しない第１湯口３０ａに連通するテトラシェル構造又はジャイロイド構造であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明の第１の観点の鋳造品の製造方法では、３次元プリンタを用いて付加製造技術により熱可塑性樹脂からなる鋳造品形成用積層体を空隙を有するように積層造形したので、高価な金型を用いずに複雑な形状の鋳造品形成用積層体を容易に作製できる。また、鋳造品形成用積層体を硬化後に架橋しない熱可塑性樹脂により形成し、かつ鋳造品形成用積層体に第１湯口が形成され、この第１湯口に、独立空間を有しない鋳造品形成用積層体の内部構造が連通し、筒状体に第２湯口が形成され、第１湯口と第２湯口が連通するように鋳造品形成用積層体を筒状体に取付けてツリー体を作製したので、鋳造品形成用積層体の燃焼開始時及び燃焼時に、発生した燃焼ガスが第１湯口と第２湯口を通って、より速やかにかつよりスムーズに鋳型外部に排出されるため、鋳型に熱膨張による負荷がより一層かかりにくい。この結果、鋳型を損傷させることはない。

【0022】

本発明の第２の観点の鋳造品の製造方法では、可燃性の短パイプ状のゲートモデルを第１湯口と第２湯口の間に配置して鋳造品形成用積層体をゲートモデルを介して筒状体に接着してツリー体を作製したので、鋳造品形成用積層体が筒状体に密着せず、鋳造品形成用積層体の燃焼開始時及び燃焼時に、発生した燃焼ガスが第１湯口、ゲートモデル孔及び第２湯口を通って鋳型外部に排出される。

【0023】

本発明の第３の観点の鋳造品の製造方法では、筒状体又はゲートモデルが、それぞれパラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなるため、鋳型前駆体を焼成炉に入れたときに、筒状体又はゲートモデルが溶けることにより、燃焼し、ガス化する。

【0024】

本発明の第４の観点の鋳造品の製造方法では、筒状体が紙管であるため、筒状体の紙管を容易に入手して所望の形状に加工することができ、かつ鋳型前駆体を焼成炉に入れたときに容易に燃焼して消失する。

【0025】

本発明の第５の観点の鋳造品の製造方法では、鋳造品形成用積層体の第１湯口が鋳造品形成用積層体の上壁から突出する第１突出部に形成されるため、鋳造品形成用積層体の上壁が筒状体に密着せず、鋳造品形成用積層体の燃焼開始時に、発生した燃焼ガスが第１突出部内の第１湯口及び第２湯口を通って鋳型外部に排出される。また第１突出部を筒状体の第２湯口に位置合わせさせることにより、鋳造品形成用積層体の第１湯口を筒状体の第２湯口に連通させ易い。

【0026】

本発明の第６の観点の鋳造品の製造方法では、鋳造品形成用積層体の第１突出部を筒状体の第２湯口に挿入すれば、鋳造品形成用積層体を筒状体に容易に取付けることができ、同時に第１湯口を第２湯口に確実に連通させることができる。

【0027】

本発明の第７の観点の鋳造品の製造方法では、鋳造品形成用積層体の第１突出部を筒状体の第２湯口に挿入したときに、鋳造品形成用積層体の第１突出部が筒状体の第２開口部で止まるため、第１突出部の挿入時に節度感が生じ、かつ第１突出部の第１湯口と筒状体の第２湯口との位置合わせが容易になり、同時に第１湯口を第２湯口に確実に連通させることができる。

【0028】

本発明の第８の観点の鋳造品の製造方法では、筒状体の第２湯口に形成された第１雌ネジに鋳造品形成用積層体の第１突出部の周囲に形成された第１雄ネジを螺合させれば、鋳造品形成用積層体が筒状体に確実に取付けることができ、筒状体から落下しにくい。同時に第１湯口を第２湯口に確実に連通させることができる。

【0029】

本発明の第９の観点の鋳造品の製造方法では、鋳造品形成用積層体の第１突出部の第１湯口を筒状体の第２突出部に嵌入すれば、鋳造品形成用積層体を筒状体に容易に取付けることができ、同時に第１湯口を第２湯口に確実に連通させることができる。

【0030】

本発明の第１０の観点の鋳造品の製造方法では、鋳造品形成用積層体の第１湯口に形成された第２雌ネジに筒状体の第２突出部の周囲に形成された第２雄ネジを螺合させれば、鋳造品形成用積層体が筒状体に確実に取付けることができ、筒状体から落下しにくい。同時に第１湯口を第２湯口に確実に連通させることができる。

【0031】

本発明の第１１の観点の鋳造品の製造方法では、鋳造品形成用積層体の内部構造を独立空間を有しない第１湯口に連通するテトラシェル構造又はジャイロイド構造にすることにより、鋳造品形成用積層体自体を堅牢にかつ多種多様に作製することができるとともに、特許文献１の鋳造品形成用積層体では、その燃焼開始時に発生する燃焼ガスを鋳型外部に排出しにくかったものが、本発明の鋳造品形成用積層体では、鋳造品形成用積層体の内部構造がテトラシェル構造又はジャイロイド構造であって第１湯口に連通するため、その燃焼開始時及び燃焼時に発生するガスを容易に鋳型外部に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明実施形態の鋳造品を製造する手順を示す断面構成図である。

【図2】その鋳造品形成用積層体と筒状体によりツリー体を作製する手順を示す断面構成図である。

【図3】その鋳造品形成用積層体を作製する手順を示す要部斜視図である。

【図4】別の形態の鋳造品形成用積層体の斜視図である。

【図5】その鋳造品形成用積層体と筒状体によりツリー体を作製する手順を示す断面構成図である。

【図6】その鋳造品形成用積層体を別の形態の筒状体によりツリー体を作製する手順を示す断面構成図である。

【図7】鋳造品形成用積層体と筒状体とをネジの螺合によりツリー体を作製する手順を示す断面構成図である。

【図8】その鋳造品形成用積層体を更に別の形態の筒状体によりツリー体を作製する手順を示す断面構成図である。

【図9】鋳造品形成用積層体と筒状体とをネジの螺合によりツリー体を作製する手順を示す断面構成図である。

【図10】鋳造品形成用積層体の内部構造を示す斜視図である。図１０（ａ）はテトラシェル構造を、図１０（ｂ）はジャイロイド構造をそれぞれ示す。

【図11】従来例の鋳造品形成用積層体を製造する手順を示す要部斜視図である。

【図12】従来例の鋳造品形成用積層体と筒状体とによりツリー体を作製する手順を示す断面構成図である。

【図13】従来例の鋳造品を製造する手順を示す断面構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１（ｆ）に示す鋳造品３１をロストワックス法で製造するために、先ず、３次元プリンタを用いて付加製造技術により熱可塑性樹脂からなる鋳造品形成用積層体３０を空隙を有するように積層造形する（図１（ａ）及び（ｂ）参照）。上記鋳造品３１は、この実施の形態では、金属により直方体状に形成された物品である。この鋳造品３１を構成する金属としては、金、銀、プラチナなどの貴金属や鉄をベースとした合金や、銅合金、アルミ合金、チタン合金などロストワックス法（精密鋳造法）で扱える種々の金属が挙げられる。なお、この実施の形態では、鋳造品を立方体状の物品としたが、直方体状、球体状、円錐体状、多角錐体状、楕円体状、又は一般的な金属の射出成型法では成形できない複雑な形状の物品でもよい。

【0034】

ここで、付加製造技術（Additive Manufacturing Technology）とは、ＡＭ技術とも言われ、３次元プリンタを用いて、この３次元プリンタが３次元のＣＡＤデータをもとにコンピュータで造形物の断面形状を計算し、この造形物を薄い輪切り状の断面構成要素に分割して、その断面構成要素を種々の方法で形成し、それを積層させて目的とする造形物を形成する技術である。この付加製造技術には、材料そのものを押し出す熱溶解積層法（Fused Deposition Modeling法：ＦＤＭ法）、材料そのものを噴射する材料噴射法（Material Jetting法：ＭＪ法）、光を材料に照射する光造形原理を利用したステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）又はデジタルライトプロセッサ（ＤＬＰ）などの各種造形法がある。本発明では、中実の造形物を形成する材料噴射法（ＭＪ法）以外の付加製造技術による造形法を用いることができる。

【0035】

本実施の形態では、付加製造技術の中の熱溶解積層法を用いる。熱溶解積層法は、図３に示すように、フィラメントと呼ばれる熱可塑性樹脂の巻線を２００℃程度の温度で溶解しながら、押出して積層することによって成形体を造形する方法であり、３次元プリンタ１３を用いた熱溶解積層法は、加熱して溶解した熱可塑性樹脂を３次元プリンタ１３のノズル１３ａから押出して積層することにより成形体を造形する方法である。また、上記熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸（Poly Lactic Acid：ＰＬＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene：ＡＢＳ）、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリアセタール等の樹脂が挙げられる。

【0036】

具体的な鋳造品形成用積層体３０の積層造形の手順を図２及び図３に基づいて説明する。先ず、ベッド１６上に熱可塑性樹脂からなるフィラメント１２ａを、３次元プリンタ１３のノズル１３ａから押出し互いに平行になるように並べて底壁１２ｂを造形した後に、この底壁１２ｂの１辺に沿って３次元プリンタ１３のノズル１３ａからフィラメント１２ａを押出し積重ねて側壁１２ｃを立設する（図３（ａ））。次いで、底壁１２ｂの他の３辺についても上記と同様にフィラメント１２ａを積重ねて３つの側壁１２ｃを立設することにより、底壁１２ｂの４辺が４枚の側壁１２ｃにより囲まれて上面が開放された箱が造形される（図３（ｂ））。次に、この上面が開放された箱の上面に沿って３次元プリンタ１３のノズル１３ａからフィラメント１２ａを押出して四角枠を形成し、この四角枠の内面に接するように３次元プリンタ１３のノズル１３ａからフィラメント１２ａを押出して更に四角枠を形成し、この工程を連続的に繰返してフィラメント１２ａの渦巻き体を形成することにより、箱の上面に相当する上壁１２ｄを造形して空隙を有する立方体状の鋳造品形成用積層体３０を造形する（図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図２（ａ））。鋳造品形成用積層体３０の形状は立方体状に限らず、直方体状、球体状、円錐体状、多角錐体状、楕円体状、又はその他の形状でもよい。なお、上述したように、この実施の形態では、付加製造技術として熱溶解積層法を用いたが、本発明は、熱溶解積層法に限らず、中実の造形物を形成する材料噴射法（ＭＪ法）以外の付加製造技術による造形法を用いることができる。

【0037】

本実施形態の特徴ある構成は、図１１（ｄ）に示すように、箱の上面を閉止するように上壁１２ｄを造形するのではなく、上壁１２ｄの中央に四角窓枠状の第１湯口３０ａを形成するように、造形することにある（図２（ａ）及び図３（ｄ））。また鋳造品形成用積層体３０の内部構造が独立空間を有することなく第１湯口３０ａに連通することにある。例えば、図１０に示すようなテトラシェル構造又はジャイロイド構造である。本発明では、鋳造品形成用積層体の内部構造が正六角筒同士を隙間なく並べた独立空間を有するハニカム構造を含まない。第１湯口３０ａの形状は四角窓枠状に限らず、円形状、楕円形状、又はその他の形状でもよい。また第１湯口３０ａの口径は、ガスの排出や鋳造性からは大きい方が望ましいが、鋳造品の仕上げの観点からは小さい方が望ましい。鋳造品自体が小さい場合は湯口自体も小さくなるため、第１湯口３０ａの口径は一概に決まらない。

【0038】

鋳造品形成用積層体３０は空隙を有するように形成される。このとき、空隙の割合は鋳造品形成用積層体内部の体積を１００％とするとき１０％以上であることが好ましい。そして、鋳造品形成用積層体３０の壁の厚さは、少なくとも０．５ｍｍに形成されることが好ましい。鋳造品形成用積層体３０の内部構造が完全な空洞である場合は、空隙の割合は１００％となる。鋳造品形成用積層体の内部構造が、独立空間を有しない第１湯口３０ａに連通する構造である。こうした構造の例としては、上述したように、図１０（ａ）に示すテトラシェル構造及び図１０（ｂ）に示すジャイロイド構造がある。

【0039】

鋳造品形成用積層体３０の壁の厚さを少なくとも０．５ｍｍに限定したのは、０．５ｍｍ未満では鋳造品形成用積層体３０が損傷するおそれがあるからである。即ち、壁の厚さが０．５ｍｍあれば、構造上十分な強度が得られるからである。また、鋳造品形成用積層体３０内部に形成される空隙の割合を１０％以上に限定したのは、１０％未満では、第１湯口３０ａと第２湯口２８ａが連通状態で存在しても、鋳造品形成用積層体の燃焼開始時に燃焼ガスが排出されにくく、鋳型がツリー体の熱膨張により損傷するおそれがあるからである。

【0040】

次に、上記鋳造品形成用積層体３０を用いてロストワックス法により鋳造品３１を製造する方法を図１及び図２に基づいて説明する。先ず、鋳造品形成用積層体３０に、パラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなる可燃性の短パイプ状のゲートモデル２７を介して、パラフィン系ワックス、カルナバワックス又は熱可塑性樹脂からなる筒状体２８を接着してツリー体２９を作製する（図１（ａ）及び図２（ｂ））。上記パラフィン系ワックスとしては、パラフィンワックスや、パラフィンにポリメタクリル酸メチルの粒子、アガローズの粒子等を分散させたフィラーワックスなどが挙げられ、上記熱可塑性樹脂としては、上記鋳造品形成用積層体３０と同様の樹脂が挙げられる。

【0041】

短パイプ状のゲートモデル２７は、溶融金属を鋳型のキャビティ（鋳造品となる部分）３５ｂに流し込む入口となるゲート孔３５ｃを造形するために用いられる。

【0042】

筒状体２８は、溶融金属を鋳型３５に流し込むときの最初の通路であるスプルー３５ｄを造形するために用いられる。パラフィン系ワックスやカルナバワックスからなるゲートモデル２７及び筒状体２８は、金型を作製して射出成形により中空状に形成されることが好ましい。また、熱可塑性樹脂からなるゲートモデル２７又は筒状体２８は、鋳造品形成用積層体３０と同様に、３次元プリンタ１３を用いた熱溶解積層法を初めとするＭＪ法以外の付加製造技術により中空状に積層造形することもできる。

【0043】

本実施形態の特徴ある構成は、筒状体２８に第２湯口２８ａが形成され、ゲートモデル２７を第１湯口３０ａと第２湯口２８ａの間に配置して鋳造品形成用積層体３０をゲートモデル２７を介して筒状体２８に接着してツリー体２９を作製することにある（図１（ａ）及び図２（ｂ））。この特徴ある構成により、独立空間を有しない鋳造品形成用積層体の内部構造が第１湯口３０ａ及び第２湯口２８ａを介して筒状体２０の筒内部に連通する。第２湯口２８ａの形状は、第１湯口３０ａの形状に合わせることが好ましいが、必ずしも第１湯口３０ａと同形同大でなくてもよく、四角窓枠状、円形状、楕円形状、又はその他の形状でもよい。また第２湯口２８ａの口径は、第１湯口３０ａの口径と同様に、ガスの排出や鋳造性からは大きい方が望ましいが、鋳造品の仕上げの観点からは小さい方が望ましい。鋳造品自体が小さい場合は湯口自体も小さくなるため、第２湯口２８ａの口径は一概に決まらない。図１及び図２では、鋳造品形成用積層体３０を１つだけ筒状体２８の片側に取付ける例を示しているが、鋳造品形成用積層体３０の数は１つに限らず、２つ以上の複数でもよい。その場合、筒状体２８の片側だけでなく、両側に取付けてもよい。

【0044】

図４に示すように、上記ゲートモデル２７の代わりに、鋳造品形成用積層体３０において、その上壁１２ｄから突出する四角筒状の第１突出部３７を造形し、第１突出部３７に第１湯口３０ａを形成してもよい。なお、第１突出部３７は四角筒状に限らず、円筒状、三角筒状又はその他の形状でもよい。第１突出部３７の突出高さは、鋳造品形成用積層体と筒状体の間の鋳型の厚みを確保するために、１０ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが更に好ましい。

【0045】

第１突出部３７を有する鋳造品形成用積層体３０を筒状体２８に取付ける第１の方法としては、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第１突出部３７を下向きにして、接着剤を用いて、筒状体２８の第２湯口２８ａに接着する方法がある。接着剤が硬化する前に第１突出部３７を筒状体２８の表面を滑らせて、第１突出部３７の第１湯口３０ａと筒状体２８の第２湯口２８ａとの位置合わせを行うことにより、両湯口を連通した状態で接着することができる。接着剤としてはロストワックス工程で一般に用いられる接着用ワックス、ホットメルト、瞬間接着剤などの硬化時間が短く、燃焼性のある接着剤が挙げられる。この方法によれば、鋳造品形成用積層体の上壁が筒状体に密着せず、鋳造品形成用積層体の燃焼開始時に、発生した燃焼ガスが第１突出部内の第１湯口及び第２湯口を通って鋳型外部に排出される。

【0046】

第１突出部３７を有する鋳造品形成用積層体３０を筒状体２８に取付ける第２の方法としては、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、筒状体２８の第２湯口２８ａを、鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７を受入可能な第１開口部２８ｂと鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７を受入不能な第２開口部２８ｃを有するように形成しておく方法がある。この方法によれば、鋳造品形成用積層体の第１突出部が筒状体の第２開口部で止まるため、第１突出部３７の挿入時に節度感が生じ、かつ第１突出部３７の第１湯口３０ａと筒状体２８の第２湯口２８ａとの位置合わせが容易になり、同時に第１湯口を第２湯口に確実に連通させることができる。

【0047】

第１突出部３７を有する鋳造品形成用積層体３０を筒状体２８に取付ける第３の方法としては、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、筒状体２８の第２湯口２８ａに第１雌ネジ２８ｄを形成しておき、鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７の周囲に第１雌ネジ２８ｄに螺合可能な第１雄ネジ３７ａを形成しておく方法がある。図７に示す取付け方法でも、第２湯口２８ａには、第１突出部３７を受入可能な第１開口部２８ｂと第１突出部３７を受入不能な第２開口部２８ｃが形成される。この方法によれば、筒状体２８の第２湯口２８ａに形成された第１雌ネジ２８ｄに鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７の周囲に形成された第１雄ネジ３７ａを螺合させれば、鋳造品形成用積層体３０が筒状体２８に確実に取付けられ、筒状体２８から落下しにくい。同時に第１湯口を第２湯口に確実に連通させることができる。

【0048】

第１突出部３７を有する鋳造品形成用積層体３０を筒状体２８に取付ける第４の方法としては、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、筒状体２８の第２湯口２８ａが筒状体表面から突出する第２突出部３８に形成され、第２突出部３８が鋳造品形成用積層体３０の第１湯口３０ａに挿入可能に形成される方法がある。この方法によれば、鋳造品形成用積層体３０の第１突出部３７の第１湯口３０ａを筒状体２８の第２突出部３８に嵌入すれば、鋳造品形成用積層体３０を筒状体２８に容易に取付けることができ、同時に第１湯口３０ａを第２湯口２８ａに確実に連通させることができる。第２突出部３８の突出高さは、鋳造品形成用積層体３０を揺るぎなく固定し、かつ突出係合部の隙間への液体の浸入を防ぐために、１ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが更に好ましい。

【0049】

第１突出部３７を有する鋳造品形成用積層体３０を筒状体２８に取付ける第５の方法としては、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、鋳造品形成用積層体３０の第１湯口３０ａに第２雌ネジ３０ｂが形成され、筒状体２８の第２突出部３８の周囲に第２雌ネジ３０ｂに螺合可能な第２雄ネジ３８ａが形成される方法がある。この方法によれば、鋳造品形成用積層体３０の第１湯口３０ａに形成された第２雌ネジ３０ｂに筒状体の第２突出部３８の周囲に形成された第２雄ネジ３８ａを螺合させれば、鋳造品形成用積層体３０が筒状体２８に確実に取付けられ、筒状体２８から落下しにくい。同時に第１湯口を第２湯口に確実に連通させることができる。

【0050】

筒状体２８の厚さは、２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが更に好ましい。２ｍｍ未満では筒状体の強度が不足し易く、２０ｍｍを超えると、筒状体の燃焼消失に要するエネルギと時間がかかり過ぎ易くなるためである。

【0051】

次いで、ツリー体２９の表面にセラミックスラリーをコーティングし、このコーティング層が乾燥する前にその表面に砂をまぶして乾燥する砂コーティングを行い、スラリーコーティングと砂コーティングを複数回繰り返して、鋳型前駆体３５ａを作製する（図１（ｂ））。この鋳型前駆体３５ａを図示しない焼成炉に入れて、鋳型前駆体３５ａ内のツリー体２９を燃焼して消失させるとともに鋳型前駆体３５ａを焼成して鋳型３５を得る（図１（ｃ））。この鋳型前駆体３５ａは、ツリー体２９の表面にセラミックスラリーをコーティングし、このコーティング層が乾燥する前にその表面に砂をまぶして乾燥する砂コーティングを行い、スラリーコーティングと砂コーティングを複数回繰り返して形成される。セラミックスラリーは、セラミック粒子を液状バインダに分散させたスラリーであり、このスラリーは、耐火材、バインダ及びバインダを固化させるための硬化剤から構成される。耐火材としては、平均粒径２０μｍ～１００μｍのシリカ、アルミナ、ケイ酸ジルコニウム等のセラミック粉末が挙げられ、バインダとしては、コロイダルシリカ、エチルシリケート等が挙げられる。また、砂としては、平均粒径０．１ｍｍ～３ｍｍのシリカ、アルミナ、ケイ酸ジルコニウム等の砂粒（セラミック粉末）が挙げられる。なお、上記スラリーは乾燥させるだけで成形できるため、硬化剤は不要である。

【0052】

鋳型前駆体３５ａを比較的速い昇温速度で加熱すると、可塑化温度が存在する熱可塑性樹脂により大部分が構成された鋳型前駆体３５ａ内のツリー体２９は熱膨張する前又は熱膨張すると略同時に軟化して溶融する。この結果、ツリー体２９の熱膨張により鋳型３５が損傷するのを防止できる。また、溶融した鋳造品形成用積層体３０は燃焼して二酸化炭素や水蒸気などのガス等が発生するけれども、これらのガス等は、鋳造品形成用積層体３０の内部構造が独立空間を有することなく第１湯口３０ａに連通し、この第１湯口が第２湯口２８ａに連通するため、第１湯口３０ａ及び第２湯口２０ａを通って、ツリー体２９の煙突状の筒状体２８内を通ってスムーズに排出される。具体的には、鋳造品形成用積層体３０の燃焼開始時に、鋳型３５のキャビティ３５ｂで発生したガス等は、先ず、第１湯口３０ａと第２湯口２８ａの連通孔を通り、次いで、筒状体２０の燃焼により発生したガス等と合流して鋳型１５外により速やかにかつよりスムーズに排出される。鋳造品形成用積層体３０の燃焼とともに、第１湯口３０ａ及び第２湯口２８ａは溶融し、その燃焼ガスはゲート孔３５ｃを通過する。ツリー体２９を燃焼させるための空気は、ツリー体２９の溶融により連通した煙突状の鋳型２５内を通ってスムーズに導入される。具体的には、鋳型３５のキャビティ３５ａで溶融した鋳造品形成用積層体１２を燃焼させるための空気は、スプルー３５ｃ及びゲート３５ｂを通って上記キャビティ３５ａにスムーズに導入される。この結果、鋳型３５内に空気を吹込むための吹込みノズルを用いなくても、上述のように鋳型３５内に空気をスムーズに導入できるので、鋳造品３１を既存の鋳造設備をそのまま用いて製造できる。なお、上記鋳型３５の焼成温度は、７００℃以上であることが好ましく、１０００～１１００℃の範囲内であることが更に好ましい。

【0053】

次に、上記焼成された鋳型３５内に溶融金属を流し込む（図１（ｄ））。これにより溶融金属は、鋳型３５のスプルー３５ｄ及びゲート孔３５ｃを通ってキャビティ３５ｂに流入する。そして、溶融金属を流し込んだ鋳型３５を冷却した後に、この鋳型３５を割って除去し、鋳造品３１以外の部分を切り離すことにより鋳造品３１を取出す（図１（ｅ）及び図１（ｆ））。

【0054】

このように製造された鋳造品３１では、ツリー体２９が熱可塑性樹脂及びパラフィン系ワックス又はカルナバワックスのみで形成されているので、このツリー体２９が鋳型３５内で燃焼したときに、ツリー体２９の殆ど全てが二酸化炭素や水蒸気などのガス等になって排出され、鋳型３５内に不燃残渣が残らず、鋳型３５内面に不燃残渣が付着することはない。この結果、上記鋳型３５を用いて製造された鋳造品３１の表面粗さが不燃残渣により大きくなることはないので、表面が滑らかな鋳造品３１を得ることができる。

【実施例】

【0055】

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。

【0056】

＜実施例１＞
図３に示すように、３次元プリンタ１３を用いてポリ乳酸（ＰＬＡ：熱可塑性樹脂）製の空隙を有する立方体状の鋳造品形成用積層体３０を造形した（図３（ｄ））。鋳造品形成用積層体３０の縦、横及び高さは、それぞれ５０ｍｍ、５０ｍｍ及び５０ｍｍであった。鋳造品形成用積層体３０の上壁１２ｄには四角窓枠状の第１湯口３０ａを造形した。この第１湯口３０ａの口径は、真円換算で直径１５ｍｍであった。また、鋳造品形成用積層体３０の壁の厚さは０．５ｍｍであり、鋳造品形成用積層体３０の内部構造は、図１０（ａ）に示す独立した空間を有することなく第１湯口３０ａに連通するテトラシェル構造であって、その内部の空隙の割合は鋳造品形成用積層体３０の内部の体積を１００％とするとき１５％であった。

【0057】

図１に示すように、上記鋳造品形成用積層体３０を用いてロストワックス法により鋳造品３１を製造した。具体的には、先ず、鋳造品形成用積層体３０をパラフィンワックスからなる短パイプ状のゲートモデル２７を介してパラフィンワックスからなる筒状体２８に接着してツリー体２９を作製した（図１（ａ）及び図２（ｂ））。ここで、筒状体２８の外径及び長さはそれぞれ３０ｍｍ及び３００ｍｍであり、壁の厚さは２ｍｍであった。筒状体２８には真円換算で直径１５ｍｍである四角形状の第２湯口２８ａが形成された。そして、第１湯口３０ａと第２湯口２８ａが連通するように鋳造品形成用積層体３０を筒状体２８に接着してツリー体２９を作製した。また、短パイプ状のゲートモデル２７の外径及び長さはそれぞれ２０ｍｍ及び２０ｍｍであり、壁の厚さは１．０ｍｍであった。次いで、ツリー体２９の表面にセラミックスラリーをコーティングし、このコーティング層が乾燥する前にその表面に砂をまぶして乾燥する砂コーティングを行い、スラリーコーティングと砂コーティングを複数回繰り返して鋳型前駆体３５ａを作製した（図１（ｂ））。図示しない焼成炉に鋳型前駆体３５ａを入れ、鋳型前駆体３５ａ内のツリー体２９を燃焼して消失させるとともに鋳型前駆体３５ａを焼成して鋳型３５を得た（図１（ｃ））。上記焼成温度は１１００℃であった。次に、鋳型３５内に溶融金属を流し込んだ（図１（ｄ））。これにより溶融金属は、鋳型３５のスプルー３５ｄ及びゲート孔３５ｃを通ってキャビティ３５ｂに流入した。そして、溶融金属を流し込んだ鋳型３５を冷却した後に、この鋳型３５を割って除去し、ゲート部３２及びスプルー部３３の付いた鋳造品前駆体３１ａを取り出した（図１（ｅ））。更に、この鋳造品前駆体３１ａからゲート３２部及びスプルー部３３を切り離すことにより、鋳造品３１を得た（図１（ｆ））。

【0058】

＜比較例１＞
図１１に示すように、実施例１と同様の方法で実施例１と同じ熱可塑性樹脂製の空隙を有する立方体状の鋳造品形成用積層体１２を造形した（図１１（ｄ））。鋳造品形成用積層体１２の縦、横及び高さは、それぞれ５０ｍｍ、５０ｍｍ及び５０ｍｍであった。鋳造品形成用積層体１２の上壁１２ｄには第１湯口を造形しなかった。また、鋳造品形成用積層体１２の壁の厚さは０．５ｍｍであり、鋳造品形成用積層体１２の内部構造は、実施例１と同じ、図１０（ａ）に示す独立した空間を有しないテトラシェル構造であって、その内部の空隙の割合は鋳造品形成用積層体１２の内部の体積を１００％とするとき１５％であった。

【0059】

第２湯口を有しない以外は、実施例１と同一である筒状体１８（図１３）に鋳造品形成用積層体１２を実施例１と同一のゲートモデル１７を介して接着してツリー体１９を作製した。以下、実施例１と同様にして、鋳造品を得た。

【0060】

＜実施例２＞
図４に示すように、３次元プリンタ１３を用いてポリ乳酸（ＰＬＡ：熱可塑性樹脂）製の空隙を有する立方体状の鋳造品形成用積層体３０を造形した。この鋳造品形成用積層体３０の上壁１２ｄには、その上壁１２ｄから突出する四角筒状の突出高さ２０ｍｍの第１突出部３７を造形し、第１突出部３７には第１湯口３０ａを形成した。鋳造品形成用積層体３０の縦、横及び高さは、それぞれ５０ｍｍ、５０ｍｍ及び５０ｍｍであった。この第１湯口３０ａの口径は、真円換算で直径１５ｍｍであった。また、鋳造品形成用積層体３０の壁の厚さは０．５ｍｍであり、鋳造品形成用積層体３０の内部構造は、図１０（ｂ）に示す独立した空間を有することなく第１湯口３０ａに連通するジャイロイド構造であって、その内部の空隙の割合は鋳造品形成用積層体３０の内部の体積を１００％とするとき１０％であった。

【0061】

上記鋳造品形成用積層体３０を用いてロストワックス法により鋳造品３１を製造した。具体的には、上記鋳造品形成用積層体３０を、第１突出部３７を下向きにして、実施例１と同じ構成の円換算で直径１５ｍｍである四角形状の第２湯口２８ａが形成された筒状体２８に、短パイプ状のゲートモデルの代わりに、第１突出部３７を用いて、第１湯口３０ａと第２湯口２８ａが連通するように接着してツリー体２９を作製した（図５（ａ）及び図５（ｂ））。以下、実施例１と同様にして、鋳造品を得た。

【0062】

＜比較例２＞
図４に示すように、実施例２と同様の方法で実施例２と同じ熱可塑性樹脂製の空隙を有する立方体状の第１突出部３７を有する鋳造品形成用積層体３０を造形した。鋳造品形成用積層体３０の縦、横及び高さは、それぞれ５０ｍｍ、５０ｍｍ及び５０ｍｍであった。第１突出部３７は実施例２と同じ形状であったが、第１突出部３７には第１湯口を造形しなかった。また、鋳造品形成用積層体３０の壁の厚さは０．５ｍｍであり、鋳造品形成用積層体３０の内部構造は、図１０（ｂ）に示す独立した空間を有しないジャイロイド構造であって、その内部の空隙の割合は鋳造品形成用積層体３０の内部の体積を１００％とするとき１０％であった。

【0063】

上記鋳造品形成用積層体３０を用いてロストワックス法により鋳造品３１を製造した。具体的には、上記鋳造品形成用積層体３０を、第１突出部３７を下向きにして、第２湯口が形成されていない筒状体に接着してツリー体を作製した。以下、実施例１と同様にして、鋳造品を得た。

【0064】

＜比較例３＞
図４に示すように、３次元プリンタ１３を用いてポリ乳酸（ＰＬＡ：熱可塑性樹脂）製の空隙を有する外観は実施例２と同一の立方体状の鋳造品形成用積層体３０を造形した。この鋳造品形成用積層体３０の上壁１２ｄには、実施例２と同一の上壁１２ｄから突出する四角筒状の突出高さ２０ｍｍの第１突出部３７を造形し、第１突出部３７には第１湯口３０ａを形成した。鋳造品形成用積層体３０の縦、横及び高さは、実施例２と同一のそれぞれ５０ｍｍ、５０ｍｍ及び５０ｍｍであった。この第１湯口３０ａの口径は、実施例２と同一の真円換算で直径１５ｍｍであり、鋳造品形成用積層体３０の壁の厚さは実施例２と同一の０．５ｍｍであった。実施例２と異なり、鋳造品形成用積層体３０の内部構造は、図示しないが、独立した空間を有する正六角筒同士を隙間なく並べたハニカム構造であった。正六角筒の長手方向は第１湯口３０ａに向いていた。鋳造品形成用積層体３０の空隙の割合は鋳造品形成用積層体３０の内部の体積を１００％とするとき１５％であった。

【0065】

＜比較試験及び評価＞
実施例１～２及び比較例１～３において、鋳型前駆体の焼成後に得られた鋳型に割れが生じたか否かを目視により観察した。その結果を表１に示す。

【0066】

【表1】

【0067】

表１から明らかなように、鋳造品形成用積層体の内部構造が独立空間を有しないものの、第１湯口及び第２湯口を有することなく、鋳造品形成用積層体の空隙の割合が１５％及び１０％であった比較例１及び２では、鋳型前駆体の焼成後に得られた鋳型に割れが生じた。また第１湯口及び第２湯口を有しながらも、鋳造品形成用積層体の内部構造が独立空間を有するハニカム構造であった比較例３では、鋳造品形成用積層体の空隙の割合が１５％であっても、鋳型前駆体の焼成後に得られた鋳型に割れが生じた。これらの比較例１～３に対して、鋳造品形成用積層体に第１湯口を有し、第１湯口に、独立空間を有しない鋳造品形成用積層体の内部構造が連通し、筒状体に第２湯口を有し、これらの湯口が連通した実施例１及び２では、鋳造品形成用積層体の空隙の割合が１５％及び１０％であっても、鋳型前駆体の焼成後に得られた鋳型に割れを生じなかった。

【符号の説明】

【0068】

１２ｄ 上壁
１３ ３次元プリンタ
２７ ゲートモデル
２７ａ ゲートモデル孔
２８ 筒状体
２８ａ 第２湯口
２８ｂ 第１開口部
２８ｃ 第２開口部
２８ｄ 第１雌ネジ
２９ ツリー体
３０ 鋳造品形成用積層体
３０ａ 第１湯口
３０ｂ 第２雌ネジ
３１ 鋳造品
３１ａ 鋳造品前駆体
３５ 鋳型
３５ａ 鋳型前駆体
３７ 鋳造品形成用積層体の第１突出部
３７ａ 第１雄ネジ
３８ 筒状体の第２突出部
３８ａ 第２雄ネジ

【要約】

【課題】鋳造品形成用積層体の燃焼開始時の燃焼ガスをより速やかにかつよりスムーズに排出して鋳型の型割れを防止する。
【解決手段】３次元プリンタを用いて付加製造技術により形成された熱可塑性樹脂からなる空隙を有する１以上の鋳造品形成用積層体を可燃性の筒状体に取付けて作製されたツリー体から鋳型を作製するときに、鋳造品形成用積層体に第１湯口が形成され、筒状体に第２湯口が形成され、第１湯口と第２湯口が連通するように鋳造品形成用積層体を筒状体に取付けてツリー体を作製する。鋳造品形成用積層体の内部構造が独立空間を有することなく第１湯口に連通する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】