本申請涉及在失蠟鑄造中使用的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置和使用蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置的物品鑄造方法。

背景技術(shù)：

主要使用了貴金屬的裝飾品、首飾、珠寶等具有小并復(fù)雜、而且精密的形狀。存在想要大量產(chǎn)生這樣的產(chǎn)品的需求，在該行業(yè)，失蠟精密鑄造法很發(fā)達(dá)。當(dāng)然，在上述以外的精密工業(yè)用零件制造中，也能夠應(yīng)用失蠟精密鑄造法。

珠寶制造行業(yè)中的失蠟精密鑄造具有如下這樣的工序。

第一工序是制作原型的工序。

第二工序是制作具有與原型相同形狀的空洞的膠模的工序。

第三工序是通過向膠模注射熔化了的蠟并將該蠟取出來制造與原型相同形狀的蠟?zāi)５墓ば?。通常，通過重復(fù)進(jìn)行第三工序來制造多個(gè)蠟?zāi)！?/p>

第四工序是如下工序：使在第三工序中制造的多個(gè)蠟?zāi)５臐驳蓝瞬咳刍鴮⒍鄠€(gè)蠟?zāi)３蕵錉畎惭b于蠟棒周邊，將得到的蠟樹安裝在筒狀的耐熱容器內(nèi)并使石膏流入，從而制成石膏模。

第五工序是燒制工序，在該燒制工序中，使用電爐或燃?xì)鉅t等以低溫使位于石膏模的內(nèi)部的蠟熔化流失，以中溫使附著于空洞內(nèi)部的蠟完全燃燒，通過進(jìn)一步提高溫度來使石膏模出現(xiàn)能夠經(jīng)受住在貴金屬流入時(shí)的沖擊的強(qiáng)度，之后，降低到適合流入貴金屬的溫度并進(jìn)行待機(jī)。

第六工序是使貴金屬流入具有許多與原型相同空洞的石膏模內(nèi)部的鑄造工序。

第七工序是整修工序，在該整修工序中，通過在貴金屬凝固的時(shí)刻利用水將石膏?？焖倮鋮s，從而使石膏散裂，取出樹狀的貴金屬并切下多余的部分，對與原型相同形狀的貴金屬進(jìn)行打磨。

本發(fā)明涉及一種在第三工序的蠟?zāi)Ｖ圃旃ば蛑惺褂玫南災(zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置。以下，詳細(xì)說明膠模的構(gòu)造和對蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置要求的功能。

參照圖1來說明第二工序的膠模的制造方法。在第二工序中，使用具有與想要制成的膠模3的大小相對應(yīng)的尺寸的型箱(未圖示)、原型1、零件2(澆道2a和澆口(日文：湯口)2b)。利用板來封堵型箱的下方，在型箱的下半部分放入硅橡膠硫化前的材料，在該材料之上配置將零件2粘接于原型1而成的構(gòu)件，之后，在型箱的上半部分放入硫化前的材料，利用板來封堵箱的上部，一邊加壓一邊提高溫度并進(jìn)行硫化。也可以替代硫化性的橡膠而使用雙組分固化型的硅橡膠。

在硅橡膠凝固而具有橡膠原本的彈性之后，將膠模3自所述箱取出并在膠模3上設(shè)置鋸齒形的切口3c，將原型1和粘接于原型1的零件2取出，使膠模分離成上膠模3a和下膠模3b。由此，獲得在內(nèi)部具有與原型1和零件2這兩者相同形狀的空洞4的膠模3。通過在整個(gè)分離面上設(shè)置這樣的切口3c，在將上膠模3a和下膠模3b合模時(shí)，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行合模，還能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)內(nèi)部的空洞形狀。

這樣的切口3c還具有如下作用：在向膠模3注射蠟而制作蠟?zāi)r(shí)，容易將進(jìn)行了抽真空和加壓后的蠟密封。在將蠟?zāi)Ｗ阅z模3取出的情況下，在使上膠模3a自合模面(切口)3c分離之后，在一邊使下膠模3b變形一邊進(jìn)行取出作業(yè)時(shí)，即使為復(fù)雜形狀的蠟?zāi)?，也能夠不產(chǎn)生損壞而容易地取出。根據(jù)情況的不同，有時(shí)將膠模內(nèi)部分型成幾個(gè)部分或向膠模內(nèi)部放入型芯。

由于原型具有各種大小，因此，膠模的大小和厚度也與原型相對應(yīng)地發(fā)生各種變化。另外，在大多數(shù)情況下，橡膠的硬度也與膠模的耐久性、將蠟?zāi)Ｗ阅z模內(nèi)部取出時(shí)的難易度相對應(yīng)地發(fā)生變化。

圖2表示在第三工序中使用的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10的概念圖。蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10具有夾緊單元20和蠟注射單元30。夾緊單元20用于適當(dāng)?shù)貖A緊膠模3并使注射噴嘴31的軸芯的高度和膠模3的澆口4a的高度一致地將膠模3按壓于注射噴嘴31。

夾緊單元20主要包括用于載置膠模3的膠模載置臺21、用于夾緊膠模3的夾緊力產(chǎn)生器22和與該夾緊力產(chǎn)生器22相連接的夾緊板23、以及用于將膠模3按壓于注射噴嘴31的按壓機(jī)構(gòu)24。

蠟注射單元30在一個(gè)罐體35內(nèi)具有蠟槽40和真空槽50這兩個(gè)槽，并用于在自注射噴嘴31對膠模3內(nèi)的空洞抽真空之后向空洞內(nèi)注射熔化蠟。

通常，蠟槽40和真空槽50是如下構(gòu)造：該蠟槽40和真空槽50呈同心圓狀配置，自上部罐體蓋35a對蠟槽40供給加壓空氣，在真空槽50上連接有真空源，以維持真空槽50的真空。另外，在罐體35的周圍配置有帶式加熱器35b，該帶式加熱器35b用于將整個(gè)罐體35加熱至適當(dāng)?shù)臏囟榷瓜炇冀K熔化。

注射噴嘴31能夠經(jīng)由切換機(jī)構(gòu)32選擇性地連接于蠟槽40和真空槽50。切換機(jī)構(gòu)32具有用于對注射噴嘴31與蠟槽40之間的蠟通路33進(jìn)行開閉的蠟閥和用于對注射噴嘴31與真空槽50之間的排氣通路34進(jìn)行開閉的排氣閥。通過切換機(jī)構(gòu)32的切換，能夠?qū)⒆⑸鋰娮?1設(shè)為下述3個(gè)狀態(tài)。

－注射噴嘴31與蠟槽40和真空槽50這兩者斷開的狀態(tài)(狀態(tài)1)，

－注射噴嘴31與真空槽50連接的狀態(tài)(狀態(tài)2)或者

－注射噴嘴31與蠟槽40連接的狀態(tài)(狀態(tài)3)

在如此構(gòu)成的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10中，將注射噴嘴31設(shè)為狀態(tài)1并將膠模3設(shè)于夾緊單元20，使膠模載置臺21前進(jìn)并將膠模3按壓于注射噴嘴31，將注射噴嘴31由狀態(tài)1切換為狀態(tài)2從而使膠模3的空洞4為真空，接著，通過將注射噴嘴31由狀態(tài)2切換為狀態(tài)3從而使蠟充滿膠模3的空洞4。

在返回到狀態(tài)1之后，使膠模載置臺21后退并使夾緊板23上升，取出膠模3，將膠模3自合模面3c分型，取出與空洞4相同形狀的蠟?zāi)?。制作多個(gè)蠟?zāi)＃蜃鳛榻酉聛淼墓ば虻乃龅谒墓ば蜣D(zhuǎn)移。

若向同一膠模3繼續(xù)重復(fù)注射蠟，則模具會(huì)逐漸變熱，從而使注射后的蠟固化要花費(fèi)時(shí)間，生產(chǎn)率降低。因此，在實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)場，為了提高生產(chǎn)率，準(zhǔn)備大致相同型號的多個(gè)膠模3，利用各個(gè)膠模3按順序生產(chǎn)蠟?zāi)?，在循環(huán)一圈膠模之后，返回最初的膠模3，再次重復(fù)按順序生產(chǎn)蠟?zāi)！Ｒ韵?，有時(shí)將這樣的重復(fù)使用多個(gè)相同型號的膠模3的蠟?zāi)５闹圃旆椒ǚQ作“依次式蠟?zāi)Ｖ圃旆ā薄?/p>

在使用圖2所示的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10來對蠟?zāi)＿M(jìn)行注射成型時(shí)，如下述說明那樣，需要設(shè)定或決定非常多的參數(shù)。

a：高度調(diào)整(使膠模3的澆口4a和注射噴嘴31的注射軸線一致的方法)

這是用于利用高度調(diào)整螺栓25和長孔對膠模載置臺21的高度進(jìn)行調(diào)整而使?jié)部?a和注射噴嘴31的注射軸線一致的調(diào)整。也存在作業(yè)者以目視觀察的方式利用手動(dòng)來進(jìn)行高度調(diào)整的方法，但還存在如下方法：針對每個(gè)膠模3預(yù)先測量用于使?jié)部?a的高度和注射噴嘴31的高度自動(dòng)一致所需要的膠模載置臺21的移動(dòng)距離，將該移動(dòng)距離的參數(shù)預(yù)先存儲于裝置，使用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)控制來自動(dòng)地對準(zhǔn)高度。

在本申請人在先申請的pct/jp2015/070617的夾緊裝置中，具有使膠模載置臺21自動(dòng)地移動(dòng)預(yù)定距離(位于初始位置的夾緊板23移動(dòng)到將膠模3夾緊的位置時(shí)的移動(dòng)距離的1/2的距離)的高度調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而能夠使?jié)部?a的高度和注射噴嘴31的高度自動(dòng)一致。

b：夾緊力點(diǎn)位置的調(diào)整

擰松夾緊力點(diǎn)的移動(dòng)鎖定旋鈕26，將未圖示的長孔作為引導(dǎo)件使夾緊力產(chǎn)生器22沿注射噴嘴31的注射方向移動(dòng)，將所述旋鈕26固定，從而對膠模3的夾緊力點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整。作為長孔的替代，也存在利用手動(dòng)來操作進(jìn)給絲杠或齒條和小齒輪來改變力點(diǎn)位置的方法。若能夠利用傳感器檢測膠模3的注射方向上的長度，則也可考慮通過將電動(dòng)馬達(dá)與所述進(jìn)給絲杠或齒條和小齒輪組合來自動(dòng)地改變力點(diǎn)位置。

c：夾緊力

在將膠模3的空洞4內(nèi)部的空氣抽出而使空洞4內(nèi)部為真空之后，向空洞4內(nèi)部注射熔化了的蠟。此時(shí)，非常重要的是，真空不泄漏且蠟不在膠模合模面3c滲透。通常的做法是，首先決定熔化蠟的注射壓力，在該壓力條件下，以改變其他條件的方式多次制取蠟?zāi)！Ｇ蟪瞿墚a(chǎn)生使真空不泄漏或使蠟不在合模面3c滲透的密封力且使空洞4不會(huì)因必要以上的較大的夾緊力而變形的夾緊力，并將該數(shù)值存儲于裝置。通過對施加于夾緊力產(chǎn)生器的空氣壓力進(jìn)行控制，能夠獲得任意的夾緊力。

根據(jù)注射壓力所直接作用的空洞4的面積、橡膠的材質(zhì)、膠模3的夾緊面的面積、注射壓力等的不同，夾緊力的適當(dāng)值是不同的，但夾緊面的面積和注射壓力的影響尤其占主導(dǎo)地位。若使用本申請人在先申請的pct/jp2015/073015和/或pct/jp2015/078074所公開的技術(shù)，則能夠在不預(yù)先將夾緊力存儲于裝置的前提下在夾緊時(shí)自動(dòng)地產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膴A緊力，從而在施加有注射壓力的狀態(tài)下維持適當(dāng)?shù)拿芊饬Α?/p>

d：膠模3的按壓力

在圖2的裝置中，利用施加于按壓機(jī)構(gòu)24的空氣壓力來控制膠模3的適當(dāng)?shù)陌磯毫?將膠模3按壓于注射噴嘴31的力)。

在決定了注射壓力之后，以改變按壓力的方式進(jìn)行蠟注射的預(yù)備實(shí)驗(yàn)，以決定不使熔化蠟自澆口4a和注射噴嘴31的合模面泄漏的按壓力。然后，將該按壓力的值存儲于裝置。在澆口4a被按壓于注射噴嘴31的錐部時(shí)，若按壓力較高，則澆口會(huì)裂開而導(dǎo)致熔化蠟泄漏。夾緊力能發(fā)揮使?jié)部诓涣验_的作用。因而，需要先決定夾緊力，再?zèng)Q定不使?jié)部诹验_且不使熔化蠟泄漏的按壓力。但是，由各種實(shí)驗(yàn)可知，由于澆口4a和注射噴嘴31頂端的形狀是一定的，因此，若決定注射壓力，則能夠自動(dòng)地決定與此相對應(yīng)的適當(dāng)?shù)陌磯毫Α?/p>

e：蠟的熔化溫度/收縮/黏度

蠟在其物態(tài)自熔化狀態(tài)變?yōu)楣袒癄顟B(tài)時(shí)發(fā)生收縮而體積減少。溫度差越大，收縮率越高。當(dāng)收縮率較高時(shí)，無法制成如實(shí)再現(xiàn)膠模3的空洞4體積的蠟?zāi)?。因而，通常期望的是，以接近熔化溫?固化溫度)的溫度使蠟熔化，并注射盡量維持在恒定的溫度的蠟，以使蠟在注射后迅速固化。蠟與水不同，在提高溫度時(shí)會(huì)逐漸變軟，進(jìn)而經(jīng)由半固態(tài)(シャーベット狀態(tài))而達(dá)到完全熔化。因而，因熔化溫度的不同，蠟的黏度會(huì)顯著變化，這意味著注射時(shí)的注射路徑上的流體阻力的變化，其結(jié)果，有時(shí)對注射速度產(chǎn)生較大的影響。

將柔軟狀(日文：フレックス?fàn)?的蠟放入蠟槽40，利用帶式加熱器35b對蠟槽進(jìn)行加熱而使蠟熔化?；蛘?，也存在在其他容器中將蠟塊預(yù)先熔化之后將蠟放入蠟槽40的情況。不管是哪一種情況，均是在柔軟狀的蠟之間、塊狀的蠟之間的間隙夾入有空氣的狀態(tài)下熔化的，因此，在熔化時(shí)會(huì)混入氣泡。為了使該氣泡上浮而自然地脫出，將蠟槽的溫度控制為比蠟熔化的溫度稍高的溫度。利用加熱器對蠟通路33、排氣通路34、注射噴嘴31、切換機(jī)構(gòu)32也進(jìn)行溫度控制，以將蠟通路33、排氣通路34、注射噴嘴31、切換機(jī)構(gòu)32控制為比蠟槽40低的溫度。這是為了減少固化時(shí)的收縮。因蠟的種類的不同，其特性會(huì)發(fā)生各種變化。

f：注射壓力

當(dāng)注射壓力較高時(shí)，注射速度較快，將膠模3的空洞4填滿的速度也變快。由于膠模3的空洞4的表面溫度遠(yuǎn)低于蠟的熔化溫度，因此，當(dāng)注射速度較慢時(shí)，蠟在黏度增加的同時(shí)進(jìn)入到模具的深處。因此，當(dāng)在膠模3的空洞4的最深處設(shè)計(jì)有細(xì)長的突起狀的結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生蠟無法呈銳角地進(jìn)入到頂端這樣的現(xiàn)象。當(dāng)注射壓力較高時(shí)，蠟容易進(jìn)入到膠模3的空洞4的各角落，但為了確保合模面的密封，不得不提高夾緊力。當(dāng)提高夾緊力時(shí)，膠模3的空洞4的應(yīng)變變大。通常，以蠟的特性、熔化溫度為基準(zhǔn)來首先決定注射壓力。

注射速度由注射壓力、蠟通路的管路阻力、蠟的黏度決定。因此，若能夠通過降低蠟通路的管路阻力并降低注射壓力來獲得相同的注射速度，則夾緊力也可以較低，因而，膠模3的空洞4的應(yīng)變也變小。因此，注射噴嘴31和切換機(jī)構(gòu)32的構(gòu)造很重要。若使用本申請人在先申請的pct/jp2015/079741的注射噴嘴，則能夠通過大幅短縮蠟通路來謀求注射速度的高速化。因此，能夠使用更低的注射壓力、溫度更低的蠟。

g：抽真空時(shí)間

雖然這也與注射噴嘴31和切換機(jī)構(gòu)32的構(gòu)造有關(guān)，但膠模3的空洞4體積越大，將抽真空時(shí)間設(shè)定得越長。例如，戒指那樣較小的物品，空洞4的體積為0.5cc～1.5cc左右。即使對這樣的空洞4抽真空，真空槽50的真空度也基本上不變化。當(dāng)以滿刻度為1kpa的真空計(jì)觀察時(shí)，難以發(fā)現(xiàn)指針動(dòng)沒動(dòng)。因此，一般雖然明知抽真空在極短的時(shí)間內(nèi)即可完成，但仍要推斷真空度是不是已恢復(fù)，從而憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)定長出一定程度的抽真空時(shí)間。當(dāng)空洞4的體積v1變大時(shí)，憑經(jīng)驗(yàn)逐步延長抽真空時(shí)間，將真空計(jì)的指針大致復(fù)位所花費(fèi)的時(shí)間設(shè)定為例如2sec～7sec這樣的程度，并觀察實(shí)際注射而成的蠟?zāi)＃捎帽徽J(rèn)為適當(dāng)值的值。即，在實(shí)際情況中，將抽真空時(shí)間始終設(shè)定得較長。后述的“h注射時(shí)間”、“j夾緊維持時(shí)間”等也是同樣的。

h：注射時(shí)間

雖然這也與注射噴嘴31和切換機(jī)構(gòu)32的構(gòu)造有關(guān)，但膠模3的空洞4的體積越大，將注射時(shí)間設(shè)定得越長。

i：膠模3的按壓時(shí)間

將膠模3按壓于注射噴嘴31，在抽真空后注射蠟，但在注射結(jié)束后立即使膠模3離開注射噴嘴31時(shí)，由于與澆道和澆口2相對應(yīng)的空洞部尚未固化，因此，空洞4內(nèi)的熔融蠟會(huì)自澆口漏出。因此，不得不將膠模3一直按壓于注射噴嘴31直到經(jīng)過澆道內(nèi)部的蠟固化所需的時(shí)間。由于澆口的尺寸和澆道的尺寸大致一定，因此，若膠模3的溫度恒定，則按壓時(shí)間也可以恒定。另外，隨著蠟在空洞內(nèi)部表面固化，蠟也進(jìn)行收縮，因此，持續(xù)施加注射壓力直到蠟在澆道固化為止變得重要。因而，將按壓時(shí)間和注射時(shí)間的合計(jì)時(shí)間作為“注射時(shí)間”進(jìn)行處理的裝置較多。

j：夾緊保持時(shí)間

注射蠟，在經(jīng)過一定的按壓時(shí)間后，為了在夾緊膠模3的狀態(tài)下使膠模3與注射噴嘴31分開而使膠模載置臺21后退，此時(shí)，若在后退后立即解除夾緊，則在空洞4的體積較大且厚度較厚的情況下，由于蠟的凝固較緩慢，因此熔化蠟會(huì)自膠模3的合模面3c滲出。因此，有時(shí)需要在注射后以一定的時(shí)間保持夾緊膠模3的狀態(tài)。在空洞4的體積較小且厚度較薄的情況下，凝固很快，因此，保持時(shí)間也可以較短。另外，如在“i：膠模3的按壓時(shí)間”的項(xiàng)目中說明那樣，在蠟在澆道凝固的期間內(nèi)，空洞4內(nèi)的蠟表面也大多凝固。

在依次式蠟?zāi)Ｖ圃旆ㄖ?，在需要使夾緊的保持時(shí)間較長的情況下，能夠如下這樣操作。憑經(jīng)驗(yàn)判斷內(nèi)部仍比較柔軟但相當(dāng)于饅頭皮的部分已經(jīng)固化的時(shí)間，在解除夾緊之后，自夾緊單元20取出膠模3，利用橡皮帶等將膠模3的外周固定，在使膠模3充分冷卻之后，使膠模3在合模面3c處分離并取出蠟?zāi)?。為了提高生產(chǎn)率，準(zhǔn)備幾個(gè)膠模3并依次進(jìn)行注射成型，在將膠模3充分地冷卻之后，使膠模3分離。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2013/038448號

專利文獻(xiàn)2：日本特開2002－254137號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

課題1

在使蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要決定和/或設(shè)定上述那樣的許多參數(shù)。若能夠使這些參數(shù)的決定/設(shè)定自動(dòng)化，則能夠提高蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，或者能夠以全自動(dòng)的方式使蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10運(yùn)轉(zhuǎn)，或者謀求提高利用蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10制成的蠟?zāi)５钠焚|(zhì)。基于該觀點(diǎn)來研究上述參數(shù)a～參數(shù)j。

如上所述，對于“a：高度調(diào)整”，根據(jù)pct/jp2015/070617，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)設(shè)定。

“b：夾緊力點(diǎn)位置”的設(shè)定也能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化。但是，在依次式蠟?zāi)Ｖ圃旆ㄖ?，只要使用相同形狀的膠模3，就不必改變夾緊力點(diǎn)位置，因此自動(dòng)化的必要性不高。

對于“c：夾緊力”，即使是相同形狀的膠模，空洞4的體積、合模面3c的密封面積、橡膠的硬度和種類也不盡相同，另外，需要防止因注射壓力而使蠟滲出等，因此，“c：夾緊力”是非常重要的設(shè)定項(xiàng)目。但是，通過使用本申請人的pct/jp2015/073015和/或pct/jp2015/078074的技術(shù)，不管膠模3的大小如何，均能夠在夾緊時(shí)自動(dòng)地控制適當(dāng)?shù)膴A緊力，從而能夠保持合模面3c的密封力。

無法簡單地調(diào)換蠟的種類，而直至蠟溫度穩(wěn)定和/或氣泡自蠟脫出為止要花費(fèi)相當(dāng)程度的時(shí)間。由于這些原因，通常的做法是，在事前設(shè)定好蠟的種類、注射壓力之后使蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10運(yùn)轉(zhuǎn)。在蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10的運(yùn)轉(zhuǎn)中，改變蠟的種類、注射壓力的必要性不高。因此，對“e：蠟的種類”和“f：注射壓力”進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定的必要性不高。

如上所述，“d：膠模3的按壓力”能夠固定為恒定的按壓力。對于“i：按壓時(shí)間”，能夠預(yù)先向裝置輸入對各種膠模3通用的適當(dāng)值，即使使裝置工作，也不會(huì)產(chǎn)生問題，因此自動(dòng)設(shè)定的必要性不高。

關(guān)于“j：夾緊保持時(shí)間”，自動(dòng)設(shè)定的必要性也不高。其原因在于，如上所述，在依次式蠟?zāi)Ｖ圃旆ㄖ?，由于在將膠模3自蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10取出之后利用橡皮帶等來綁住膠模3，因此，并沒有利用夾緊單元20來保持膠模3直到蠟固化為止。但是，有時(shí)根據(jù)是否使用依次式蠟?zāi)Ｖ圃旆?、膠模3的形狀、空洞體積等，以自動(dòng)或半自動(dòng)的方式來適當(dāng)?shù)貨Q定夾緊保持時(shí)間的做法有優(yōu)勢。在本說明書的后半部分提及以自動(dòng)或半自動(dòng)的方式來決定夾緊保持時(shí)間的方法。

由上可知，在蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10的一系列的動(dòng)作中，使對各個(gè)膠模3的設(shè)定自動(dòng)化的必要性較高的項(xiàng)目是“g：抽真空時(shí)間”和“h：注射時(shí)間”這兩個(gè)項(xiàng)目。如上所述，由于每個(gè)膠模3的大小、空洞形狀、空洞體積不同，因此，在這些項(xiàng)目中，需要針對每個(gè)膠模3進(jìn)行設(shè)定。即使在按順序使用相同形狀的多個(gè)膠模3并重復(fù)地生產(chǎn)蠟?zāi)５那闆r下，也期望針對每個(gè)膠模3來設(shè)定這些項(xiàng)目。

以前，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)等，針對能夠設(shè)于蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10的所有膠模3決定足夠長的抽真空時(shí)間和注射時(shí)間(“最長的抽真空時(shí)間和注射時(shí)間”)，不管使用哪種膠模3，均以“最長的抽真空時(shí)間和注射時(shí)間”使蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10運(yùn)轉(zhuǎn)。即使抽真空時(shí)間和注射時(shí)間過長，品質(zhì)也不降低，因此，能夠利用這樣的做法來進(jìn)行生產(chǎn)。然而，根據(jù)膠模3的大小，抽真空時(shí)間和注射時(shí)間的最佳值會(huì)大大不同。因此，在上述那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，自然而然地，周期時(shí)間變長，生產(chǎn)率顯著降低。

近年來，采用了如下方法：對于一個(gè)個(gè)膠模3，通過實(shí)驗(yàn)性地制作蠟?zāi)５?，從而利用嘗試法來采集包含抽真空時(shí)間和注射時(shí)間的最佳值的各種參數(shù)，將針對每次注射的各膠模3所采集到的參數(shù)輸入到蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10中。而且，專利文獻(xiàn)2提出了如下一種方法：預(yù)先將通過相同的嘗試法采集到的參數(shù)存儲于ic芯片并將ic芯片嵌入各膠模3，在將膠模3設(shè)于蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10時(shí)讀取ic芯片的參數(shù)。

但是，在較大的工廠中，包括過去制作的膠模，而使用龐大數(shù)量的膠模3(例如，5萬個(gè)等)。針對這樣的許多膠模3分別利用嘗試法采集參數(shù)并將該參數(shù)輸入到蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10中或者將該參數(shù)存儲于ic芯片的做法在勞力和管理上的負(fù)擔(dān)極大。

課題2

通常認(rèn)為在對膠模3抽真空時(shí)使空洞4的真空度越高越好。但是，未必如此。

在“e：蠟的熔化溫度/收縮/黏度”中已經(jīng)進(jìn)行了說明，但即使使用空氣本應(yīng)充分脫出后的熔化蠟來制造蠟?zāi)?，?dāng)利用放大鏡仔細(xì)觀察時(shí)，產(chǎn)生了非常多的氣泡的情況依然較多。較小的氣泡通常不會(huì)成為較大的問題。其原因在于，在鑄造物品(貴金屬首飾等)之后，通過第七工序的整修對表面進(jìn)行打磨，從而使氣泡消失。但是，當(dāng)在如針那樣較細(xì)的頂端部分殘留氣泡時(shí)，會(huì)成為大問題。由于無法修復(fù)，因此成品率顯著降低。這與設(shè)計(jì)、澆口的設(shè)置方式有較大關(guān)系。

本發(fā)明人將圖2的上部罐體蓋35a設(shè)為透明并目視觀察了對熔化蠟進(jìn)行真空脫泡的情形，發(fā)現(xiàn)氣泡總是自熔化蠟咕嚕咕嚕地冒出。另外，在向試管放入透明蠟并使透明蠟熔化且提高真空度時(shí)，雖然最初大量產(chǎn)生被認(rèn)為是溶于熔化蠟的空氣的氣泡，但即使在氣泡的冒出結(jié)束之后暫時(shí)沒有氣泡產(chǎn)生，在每次對試管施加稍許沖擊時(shí)，仍會(huì)觀察到再次產(chǎn)生大量氣泡的情形。另外，以改變抽真空的真空度的方式重復(fù)進(jìn)行了蠟注射的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果確認(rèn)到，當(dāng)使真空度為適當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，蠟?zāi)５谋砻娴臍馀轀p少。

由此，本發(fā)明人得出了這種現(xiàn)象與液體的蒸氣壓力有關(guān)系的結(jié)論。即，在蠟或蠟的添加物中含有揮發(fā)成分。于是，當(dāng)在使膠模3的空洞4為真空的狀態(tài)下注射蠟時(shí)，注射的蠟在一瞬間暴露在高真空中，其揮發(fā)成分氣化而產(chǎn)生氣泡。能夠想到，在這之后，即使注射的蠟充滿膠模3的空洞4并加壓至注射壓力，氣化了的成分也不會(huì)再溶于蠟內(nèi)，而是成為較小的氣泡并殘留于蠟?zāi)５膬?nèi)部、表面。

本發(fā)明人推測，到目前為止，在本行業(yè)中都認(rèn)為存在較小的氣泡是理所當(dāng)然的或者是沒有辦法的，所以沒有研究應(yīng)對方法。但是，即使是較小的氣泡，表面的氣泡也無疑是缺陷，本發(fā)明人確信，若氣泡減少或成為零，則大大有助于產(chǎn)品成品率的提高、失蠟精密鑄造法的技術(shù)的進(jìn)步。

在本申請中公開了鑒于上述問題而做出的發(fā)明。尤其是，在本申請中包含用于實(shí)現(xiàn)下述目的的發(fā)明。

本發(fā)明的第一目的在于，通過使裝置本身每次進(jìn)行自動(dòng)測量，能夠?qū)Τ檎婵?或抽真空時(shí)間)、蠟注射(蠟注射時(shí)間)和/或維持膠模3的夾緊的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定。

第二目的在于，使蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置根據(jù)各個(gè)膠模3來相應(yīng)地自動(dòng)決定動(dòng)作條件，而無需進(jìn)行如下操作：將通過預(yù)備實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)寫入ic芯片，將該ic芯片嵌入膠模3，然后利用讀取裝置來讀取數(shù)據(jù)而使蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置運(yùn)轉(zhuǎn)，或者將采集到的各個(gè)膠模3的數(shù)據(jù)直接存儲于蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，在每次蠟注射時(shí)，從存儲器調(diào)用膠模3的數(shù)據(jù)而使蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置運(yùn)轉(zhuǎn)。

第三目的在于，減少利用預(yù)備實(shí)驗(yàn)等嘗試性的方法來決定動(dòng)作條件等數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)存儲于蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置或?qū)懹趇c芯片所花費(fèi)的勞力和管理費(fèi)用。

第四目的在于，提供一種能夠調(diào)節(jié)空洞4的真空度的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置。尤其是，通過將真空槽的真空度或空洞4的真空度調(diào)節(jié)或維持為蠟的添加物等在蠟中含有的揮發(fā)成分的蒸氣壓力以下，從而大幅減少氣泡。

用于解決問題的方案

在本申請公開了下述各技術(shù)方案。

技術(shù)方案1

一種蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置具有：

真空槽；

噴嘴，其與所述真空槽相連接；以及

壓力傳感器，其用于測量所述真空槽的壓力；

該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置能夠經(jīng)由所述噴嘴進(jìn)行使用所述真空槽對模具進(jìn)行的抽真空和對所述抽真空后的所述模具進(jìn)行的蠟注射，

該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置具有根據(jù)所述真空槽的壓力對所述抽真空和/或所述蠟注射進(jìn)行控制的動(dòng)作控制部件。

技術(shù)方案2

根據(jù)技術(shù)方案1所述的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，

該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置還具有根據(jù)所述真空槽的壓力來計(jì)算所述模具的空洞體積的體積計(jì)算部件，

所述動(dòng)作控制部件根據(jù)所述空洞體積來控制所述抽真空和/或所述蠟注射。

技術(shù)方案3

根據(jù)技術(shù)方案1或2所述的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，

所述動(dòng)作控制部件根據(jù)所述真空槽的壓力來決定所述抽真空和/或所述蠟注射的實(shí)施時(shí)間。

技術(shù)方案4

根據(jù)技術(shù)方案1至3中任一項(xiàng)所述的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，

該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置還具有經(jīng)由真空閥連接于所述真空槽的真空泵，

所述動(dòng)作控制部件根據(jù)在關(guān)閉所述真空閥的狀態(tài)下實(shí)施所述抽真空時(shí)的所述真空槽的壓力來控制所述抽真空和/或所述蠟注射。

技術(shù)方案5

根據(jù)技術(shù)方案1至4中任一項(xiàng)所述的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，

在所述真空槽的壓力下降到第1閾值時(shí)，所述動(dòng)作控制部件使所述抽真空結(jié)束。

技術(shù)方案6

根據(jù)技術(shù)方案5所述的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，

在開始所述抽真空之后，所述動(dòng)作控制部件使所述真空槽的壓力上升到第2閾值以上，之后，所述真空槽的壓力下降到第1閾值，在所述真空槽的壓力下降到第1閾值時(shí)，所述動(dòng)作控制部件使所述抽真空結(jié)束。

技術(shù)方案7

根據(jù)技術(shù)方案1至6中任一項(xiàng)所述的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，

該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置還具有用于控制所述真空槽的壓力的真空槽壓力控制部件。

技術(shù)方案8

根據(jù)技術(shù)方案1至7中任一項(xiàng)所述的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，

該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置還具有用于夾緊所述模具的夾緊單元，所述動(dòng)作控制部件還對所述夾緊單元夾緊所述模具的時(shí)間進(jìn)行控制。

技術(shù)方案9

一種鑄造方法，在該鑄造方法中使用了蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置，其特征在于，該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置具有：真空槽；噴嘴，其與所述真空槽相連接；以及壓力傳感器，其用于測量所述真空槽的壓力；該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置能夠經(jīng)由所述噴嘴進(jìn)行使用了所述真空槽的對模具進(jìn)行抽真空和向所述抽真空后的所述模具的蠟注射，

能夠根據(jù)所述真空槽的壓力來控制所述抽真空和/或所述蠟注射。

附圖說明

圖1是膠模的制造方法的說明圖。

圖2表示在第三工序中使用的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10的概念圖。

圖3表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a。

圖4表示本實(shí)施方式的蠟注射單元30的真空槽50。

圖5表示蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作過程中的真空槽50的壓力p(壓力傳感器51的測量值)的變化。

圖6表示控制例4中的動(dòng)作控制部60的動(dòng)作例。

圖7表示在第2實(shí)施方式中對膠模3的空洞4的空氣進(jìn)行抽吸時(shí)的壓力p的變化。

圖8以與使用通常的注射噴嘴230的情況相比較的方式表示使用注射噴嘴130的第3實(shí)施方式的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

第1實(shí)施方式

本實(shí)施方式的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a具有夾緊單元20、蠟注射單元30以及動(dòng)作控制部60。夾緊單元20和蠟注射單元30基本上具有與蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10的夾緊單元20和蠟注射單元30同樣的結(jié)構(gòu)。

圖4表示本實(shí)施方式的蠟注射單元30的真空槽50。

如圖示那樣，在真空槽50上連接有壓力傳感器51和真空泵52。壓力傳感器51用于測量真空槽50的內(nèi)部的壓力(氣壓)。壓力傳感器51能夠?yàn)榭蓽y量真空槽50的內(nèi)部的壓力的任意的裝置、構(gòu)造或結(jié)構(gòu)。壓力傳感器51能夠?yàn)槔缙だ嵴婵沼?jì)、麥克勞德真空計(jì)、液柱型真空計(jì)等真空計(jì)。

在真空槽50上，經(jīng)由排氣通路34連接有注射噴嘴31。排氣通路34能夠通過切換機(jī)構(gòu)32的排氣閥進(jìn)行開閉。通過將膠模3按壓于注射噴嘴31并打開切換機(jī)構(gòu)32的排氣閥，能夠使膠模3的空洞4和真空槽50相連接而對膠模3進(jìn)行抽真空。

真空槽50和真空泵52利用真空通路53連接起來。在真空通路53上設(shè)有真空閥54。在本實(shí)施方式中，設(shè)想以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的方式使用真空泵52來進(jìn)行說明。當(dāng)打開真空閥54時(shí)，真空槽50的壓力p朝向真空泵52的性能極限(參照圖5的p0)下降。當(dāng)關(guān)閉切換機(jī)構(gòu)32的排氣閥和真空閥54時(shí)，真空槽50的壓力p被保持為恒定(當(dāng)然會(huì)產(chǎn)生真空泄漏所引起的壓力降低，但為了方便說明，以沒有真空泄漏的情況進(jìn)行說明。)。在因抽真空等某些原因而使壓力變高時(shí)，只要打開真空閥54來降低壓力p即可。通過這樣的打開/關(guān)閉控制，足以維持真空槽50的壓力p。

動(dòng)作控制部60根據(jù)真空槽50的壓力p(例如，壓力傳感器51的輸出)對蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作進(jìn)行控制。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，動(dòng)作控制部60對蠟注射單元30的切換機(jī)構(gòu)32的動(dòng)作(例如狀態(tài)1～狀態(tài)3之間的切換)進(jìn)行控制。在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，動(dòng)作控制部60還對夾緊單元20的動(dòng)作進(jìn)行控制。動(dòng)作控制部60可具有用于對蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作進(jìn)行程序控制的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可具有cpu和存儲裝置。為了對蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作進(jìn)行控制，動(dòng)作控制部60還可具有必要的電路和/或機(jī)械性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。也可以是，不使用計(jì)算機(jī)，僅利用電路和/或機(jī)械性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來構(gòu)成動(dòng)作控制部60。

說明蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作例。

1.對抽真空進(jìn)行控制的實(shí)施方式(實(shí)施方式1－1)

圖5表示蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作過程中的真空槽50的壓力p(壓力傳感器51的測量值)。

首先，動(dòng)作控制部60將切換機(jī)構(gòu)32設(shè)為狀態(tài)1并使真空閥54打開。由此，真空槽50接近真空泵52的性能極限的真空(參照圖5的壓力p0)。

在保持狀態(tài)1的情況下，將膠模3設(shè)于夾緊單元20，并將膠模3按壓于注射噴嘴31。該操作可以由人進(jìn)行?；蛘?，也可以是，通過動(dòng)作控制部60控制夾緊單元20，從而使該操作的全部或一部分自動(dòng)化。在由人進(jìn)行該操作的情況下，也可以是，動(dòng)作控制部60使用傳感器等來判斷膠模3已被按壓的情形。

在膠模3被按壓的狀態(tài)下，動(dòng)作控制部60將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)1切換成狀態(tài)2(參照圖5的時(shí)刻t0)。由此，膠模3的空洞4和真空槽50相連接，空洞4的壓力降低，真空槽50的壓力p上升(參照圖5的時(shí)刻t1、壓力p1)。

之后(例如在圖5的時(shí)刻t3)，動(dòng)作控制部60使抽真空結(jié)束。優(yōu)選的是，動(dòng)作控制部60將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)2切換成狀態(tài)3。更優(yōu)選的是，動(dòng)作控制部60將注射噴嘴31和真空槽50之間的連接斷開，在間隔少量時(shí)間之后，動(dòng)作控制部60使注射噴嘴31和蠟槽50相連接。由此，向膠模3的空洞4注射蠟。

動(dòng)作控制部60根據(jù)真空槽50的壓力p對上述抽真空進(jìn)行控制。以下，說明基于真空槽50的壓力p對抽真空進(jìn)行控制的幾個(gè)例子。

控制例1(使用了空洞體積的計(jì)算值的抽真空控制)

當(dāng)在時(shí)刻t0將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)1切換為狀態(tài)2時(shí)，之后在時(shí)刻t1，壓力p成為穩(wěn)定壓力p1。時(shí)刻對壓力p持續(xù)進(jìn)行測量，將經(jīng)過一定時(shí)間δt以上壓力p穩(wěn)定時(shí)的值采用為穩(wěn)定壓力p1。為了提高蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，δt優(yōu)選為0.1sec～1.0sec的范圍內(nèi)的盡可能較短的時(shí)間。動(dòng)作控制部60使用該穩(wěn)定壓力p1來計(jì)算空洞體積(空洞4的體積)vg，并根據(jù)該空洞體積vg來決定抽真空時(shí)間t1。

在自時(shí)刻t1經(jīng)過一定時(shí)間δt后的時(shí)刻t2，動(dòng)作控制部60使真空閥54打開，在自時(shí)刻t2經(jīng)過抽真空時(shí)間t1后的時(shí)刻t3，動(dòng)作控制部60使抽真空結(jié)束(例如，將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)2切換成狀態(tài)3)。

此外，在控制例1中，可以預(yù)先在動(dòng)作控制部60的存儲裝置中存儲用于根據(jù)空洞體積vg來計(jì)算抽真空時(shí)間t1的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)既可以是數(shù)學(xué)式，也可以是對空洞體積vg與抽真空時(shí)間t1之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的表格形式的數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)能夠通過以下方式獲得：準(zhǔn)備空洞體積vg已知的多個(gè)膠模3并進(jìn)行抽真空的預(yù)備實(shí)驗(yàn)，針對各種空洞體積vg求出適當(dāng)?shù)某檎婵諘r(shí)間。適當(dāng)?shù)某檎婵諘r(shí)間能夠設(shè)為，例如能夠制造品質(zhì)良好的蠟?zāi)Ｇ視r(shí)間盡量短的時(shí)間。上述數(shù)據(jù)也能夠通過對壓力p降低到某一閾值(例如圖5的δp)所花費(fèi)的時(shí)間進(jìn)行測量而獲得。

在此，說明根據(jù)穩(wěn)定壓力p1來計(jì)算空洞體積vg的方法例。

首先，在假定真空槽50內(nèi)的空氣為完全為零、即完全真空時(shí)，根據(jù)被抽入的空氣的狀態(tài)變化公式來計(jì)算真空槽50內(nèi)的壓力。將真空槽50的體積設(shè)為v0，將真空槽50的初始壓力設(shè)為p0，將真空槽50內(nèi)的絕對溫度設(shè)為t0，將空氣的氣體常數(shù)設(shè)為r，將空洞4的體積設(shè)為vg，將空洞4的初始壓力設(shè)為pg，將初始空氣重量設(shè)為gg，將空洞4內(nèi)的空氣的絕對溫度設(shè)為tg。

由于在膠模3的空洞4內(nèi)存在的空氣的狀態(tài)方程式為pgvg＝ggrtg，因此能成為式(1)。

gg＝pgvg/rtg...(1)

通過抽真空使該空氣在真空槽50內(nèi)發(fā)生膨脹，從而由vg變成v0(vg＜v0)，另外，由于將真空槽50的溫度控制為t0，因此，溫度由tg變成t0(tg＜t0)，被抽入的空氣因真空和溫度上升這兩個(gè)原因發(fā)生膨脹而成為穩(wěn)定壓力p1，因此p1v0＝ggrt0。當(dāng)代入gg＝pgvg/rtg時(shí)，

p1v0＝(rt0×pgvg)/rtg＝(t0/tg)pgvg，因此，通過下式(2)，能夠求出空洞體積vg。

vg＝(p1/pg)(tg/t0)v0...(2)

若將空洞4內(nèi)的空氣溫度設(shè)為30℃，則tg＝273+30＝303k，若將真空槽的溫度控制設(shè)定為70℃，則t0＝273+70＝343k，因此，tg/t0＝1.132。若pg為大氣壓即pg＝101.3(kpa)、穩(wěn)定壓力p1＝0.2(kpa)、真空槽體積v0＝1000(cc)，則空洞體積vg＝(0.2/101.3)×1.132×1000＝2.24(cc)。通常，像戒指那樣的物品的空洞體積為0.5cc～1.5cc左右，而具有厚壁的戒指的空洞體積為6cc左右。另外，手鐲那樣的物品的空洞體積最大為戒指那樣的物品的空洞體積的10倍左右。作為比手鐲大的物品，例如，還有各種塑像那樣的物品。

以上，將真空泵的極限真空度設(shè)為絕對壓力零，但通常的極限真空度不為零。將極限真空度設(shè)為p0，如上述那樣再次進(jìn)行計(jì)算時(shí)，得到如下這樣的式子。

由于抽真空前的真空槽50的內(nèi)部的狀態(tài)方程式為p0v0＝g0rt0，因此，

g0＝p0v0/rt0...(3)

根據(jù)式(1)、(3)，能夠得到式(4)。

g0+gg＝p0v0/rt0+pgvg/rtg...(4)

由于真空槽50的空氣和空洞4的空氣相混合，真空槽50的壓力成為穩(wěn)定壓力p1，因此，

p1v0＝(g0+gg)rt0＝(p0v0/rt0+pgvg/rtg)rt0...(5)

若對式(5)進(jìn)行整理，則得到

vg＝[(p1－p0)/pg](t1/t0)v0...(6)。

當(dāng)對式(2)和式(6)進(jìn)行比較時(shí)，可知，若將壓力變化量(p1－p0)代入式(2)的pg，則能夠求出空洞體積vg。

此外，在圖5中，t2是切換機(jī)構(gòu)32的真空閥打開的時(shí)間，t3是自打開真空閥54起到真空槽50的壓力p返回到大致p0為止的時(shí)間。

控制例2(使用了空洞體積的計(jì)算值的抽真空控制)

也可以利用其他方法來計(jì)算空洞體積vg。例如，將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)1切換成狀態(tài)2時(shí)的真空槽50的壓力梯度(例如，自時(shí)刻t0起到t1為止的壓力梯度)與空洞體積vg成正比(至少具有相關(guān)性)。因此，也能夠根據(jù)該壓力梯度來計(jì)算空洞體積vg。

控制例3(不計(jì)算空洞體積的抽真空控制)

也可以不計(jì)算空洞體積vg。例如，只要如下操作即可：利用預(yù)備實(shí)驗(yàn)等求出用于根據(jù)真空槽50的壓力p(例如穩(wěn)定壓力p1、時(shí)刻t0后的壓力梯度等)來計(jì)算抽真空時(shí)間t1的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)預(yù)先存儲于動(dòng)作控制部60的存儲裝置，使用該數(shù)據(jù)并根據(jù)真空槽50的壓力p來計(jì)算抽真空時(shí)間t1。

控制例4(使用了壓力閾值的抽真空控制)

在控制例4中，根據(jù)真空槽50的壓力p來直接決定結(jié)束抽真空的時(shí)刻(例如，將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)2切換成狀態(tài)3的時(shí)刻)。圖6表示控制例4中的動(dòng)作控制部60的動(dòng)作例。在動(dòng)作控制部60的存儲裝置中存儲有第1閾值δp1和第2閾值δp2(pg＞δp2≥δp1)這兩個(gè)閾值。

在圖6的步驟s11中，動(dòng)作控制部60判斷膠模3的按壓是否完成。在步驟s11的判斷為肯定(是)的情況下，在步驟s12中，動(dòng)作控制部60判斷真空槽50的壓力p是否大于p0+δp2。在步驟s12的判斷為肯定(是)的情況下，在步驟s13中，動(dòng)作控制部60判斷真空槽50的壓力p是否小于p0+δp1。在步驟s13的判斷為肯定(是)的情況下，動(dòng)作控制部60使抽真空結(jié)束(例如，將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)2切換成狀態(tài)3)。

2.對蠟注射進(jìn)行控制的實(shí)施方式(實(shí)施方式1－2)

在實(shí)施方式1－2中，動(dòng)作控制部60根據(jù)真空槽50的壓力p來對蠟注射進(jìn)行控制。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，動(dòng)作控制部60對從蠟注射的開始(例如，將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)2向狀態(tài)3切換的時(shí)刻)到蠟注射的結(jié)束(例如，將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)3向狀態(tài)1切換的時(shí)刻)這段時(shí)間(稱作蠟注射時(shí)間ti)進(jìn)行控制。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，動(dòng)作控制部60根據(jù)真空槽50的壓力p來計(jì)算空洞體積vg，并基于該空洞體積vg來決定蠟注射時(shí)間ti。動(dòng)作控制部60能夠從在將切換機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)2切換成狀態(tài)3的時(shí)刻起經(jīng)過時(shí)間ti后將機(jī)構(gòu)32由狀態(tài)3切換成狀態(tài)1。

已經(jīng)在實(shí)施方式1－1中關(guān)聯(lián)地說明了能夠根據(jù)真空槽50的壓力p來計(jì)算空洞體積vg的情況。在此，說明能夠根據(jù)空洞體積vg來決定蠟注射時(shí)間ti的情況。

在將蠟充滿膠模3的空洞4所花費(fèi)的時(shí)間設(shè)為tf、將壓力上升且與注射壓力相同的壓力傳遞至空洞4的各角落所花費(fèi)的時(shí)間設(shè)為tp、將使蠟在澆道固化所花費(fèi)的時(shí)間設(shè)為ts時(shí)，能夠?qū)⑾炞⑸鋾r(shí)間表示為ti＝tf+tp+ts。

若蠟已充滿空洞4，則tp極短。另外，如在“i：膠模3的按壓時(shí)間”中說明那樣，能夠?qū)s固定為恒定的時(shí)間。但是，由于室溫有高有低，因此，雖然不必針對各個(gè)膠模3改變ts的數(shù)值，但優(yōu)選由顧客對ts的數(shù)值進(jìn)行任意設(shè)定。

tf由蠟的注射速度和空洞體積vg決定。注射速度由注射壓力和流體阻力決定，該流體阻力取決于注射閥的構(gòu)造和噴嘴的構(gòu)造以及熔化蠟的黏度等。通常的蠟的熔點(diǎn)為70℃左右，將蠟槽40的溫度設(shè)定為略高于蠟的熔點(diǎn)。因而，熔化蠟的黏度在某一范圍內(nèi)為大致恒定，因此，裝置固有的注射速度作為以注射壓力為主要參數(shù)的數(shù)據(jù)，能夠通過實(shí)驗(yàn)來求出。

對于注射速度的測量，例如，能夠如下這樣進(jìn)行。通過裝置的手動(dòng)操作，固定注射時(shí)間tf，對以改變注射壓力的方式注射的蠟重量g進(jìn)行測量，若將蠟重量g除以tf，則能夠按照注射速度w＝g/tf(g/sec)求出注射速度。蠟的比重大致為1.0，因此也能夠?qū)⒆⑸渌俣葘懗蓋＝g/tf(cc/sec)。因而，能夠?qū)⑴c通過實(shí)驗(yàn)求出的注射壓力相對應(yīng)的注射速度作為該裝置的固有數(shù)據(jù)而預(yù)先存儲。

在例如計(jì)示壓力顯示注射壓力為100(kpa)、真空槽50內(nèi)的壓力為－100(kpa)(完全真空)時(shí)，由于在利用抽真空使空洞4內(nèi)的壓力也成為－100(kpa)的情況下注射蠟，因此，其壓力差為200(kpa)，因而，只要使用注射數(shù)據(jù)中的、注射壓力為200(kpa)的數(shù)據(jù)即可。若將該數(shù)據(jù)設(shè)為w200，則能夠?qū)ι鲜隹斩?的體積va進(jìn)行除法運(yùn)算而求出va/w200＝tf(sec)的值。

因此，能夠以k1＝(tp+ts)為常數(shù)，通過下述式(7)來計(jì)算注射時(shí)間ti。

ti＝v1/w200+k1...(7)

根據(jù)各個(gè)膠模3的不同，澆道的流體阻力、基于設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度等的流體阻力單獨(dú)發(fā)揮作用，因此，若適當(dāng)?shù)貨Q定用于吸收其影響的安全系數(shù)k2(常數(shù))并利用下式(8)來決定注射時(shí)間ti，則不管空洞形狀、膠模溫度、蠟的種類、蠟的溫度如何設(shè)定，而且即使在改變了注射壓力的情況下，也能夠制成品質(zhì)較高的蠟?zāi)！?/p>

ti＝v1/w200+k1+k2...(8)

真空槽50的壓力p(例如穩(wěn)定壓力p1)與空洞體積vg具有相關(guān)性，空洞體積vg與蠟注射時(shí)間ti具有相關(guān)性。因此，也能夠省略空洞體積vg的計(jì)算，根據(jù)真空槽50的壓力p(例如穩(wěn)定壓力p1)來直接決定蠟注射時(shí)間ti。

第2實(shí)施方式

能夠省略蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的真空閥54?；蛘撸部梢允?，在打開了真空閥54的狀態(tài)下，不進(jìn)行開閉控制地使用蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a。將該實(shí)施方式稱作第2實(shí)施方式。

1.對抽真空進(jìn)行控制的實(shí)施方式(實(shí)施方式2－1)

圖7表示在第2實(shí)施方式中對膠模3的空洞4的空氣進(jìn)行抽吸時(shí)的壓力p的變化。若在t0時(shí)開始抽真空，則會(huì)在t1’時(shí)瞬間通過壓力的上止點(diǎn)p1’，之后，壓力再次朝向p0開始下降，在t4’時(shí)，壓力再次達(dá)到p0。

p1’和t1’由真空泵52的抽吸能力、真空槽50與真空泵52之間的連接配管的阻力、注射噴嘴31內(nèi)部的抽真空路徑的配管阻力、切換機(jī)構(gòu)32內(nèi)部的抽真空路徑的配管阻力等、膠模3的溫度、真空槽50的溫度等決定。

因此，準(zhǔn)備空洞體積vg已知的多個(gè)膠模3并進(jìn)行抽真空的預(yù)備實(shí)驗(yàn)，預(yù)先求出針對各種空洞體積vg的適當(dāng)?shù)某檎婵諘r(shí)間t1’，由此能夠獲得表示p1’與適當(dāng)?shù)某檎婵諘r(shí)間t1’之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)。將該關(guān)系預(yù)先存儲于存儲裝置，測量對空洞體積vg未知的膠模3進(jìn)行抽真空時(shí)的p1’，通過與上述數(shù)據(jù)對照，能夠計(jì)算空洞體積vg。

因此，在實(shí)施方式2－1中，動(dòng)作控制部60也使用空洞體積vg的計(jì)算值并與第1實(shí)施方式同樣地對切換機(jī)構(gòu)32的動(dòng)作進(jìn)行控制。與第1實(shí)施方式的控制例2、3同樣地，可以利用其他方法來計(jì)算空洞體積vg，也可以根據(jù)真空槽50的壓力p來計(jì)算抽真空時(shí)間t1’。也可以是，利用與第1實(shí)施方式的控制例4相同的方法，根據(jù)真空槽50的壓力p來直接決定結(jié)束抽真空的時(shí)刻。

2.對蠟注射進(jìn)行控制的實(shí)施方式(實(shí)施方式2－2)

在實(shí)施方式1－2中，說明了能夠根據(jù)空洞體積vg來決定蠟注射時(shí)間ti的情況。另外，在實(shí)施方式2－1中，說明了能夠根據(jù)真空槽50的壓力p來計(jì)算空洞體積vg的情況。因此，在第2實(shí)施方式中，也能夠根據(jù)真空槽50的壓力p(例如，壓力p1’、時(shí)刻t0之后的壓力梯度)來計(jì)算空洞體積vg，并利用基于空洞體積vg決定的蠟注射時(shí)間ti來對蠟注射進(jìn)行控制。與實(shí)施方式1－2的情況同樣地，也可以是，省略空洞體積vg的計(jì)算，根據(jù)真空槽50的壓力p來直接決定蠟注射時(shí)間ti。

在實(shí)施方式1－1、2－1的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a中，能夠?qū)Τ檎婵者M(jìn)行自動(dòng)控制。由此，能夠高效地進(jìn)行抽真空，從而能夠縮短蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作周期的時(shí)間，和/或能夠謀求提高蠟?zāi)５钠焚|(zhì)。

另外，在實(shí)施方式1－1、2－1中，由于進(jìn)行抽真空時(shí)間t1的控制或在真空槽50的壓力p下降到p0+δp1時(shí)進(jìn)行使抽真空結(jié)束的控制，因此能夠?qū)Τ檎婵战Y(jié)束時(shí)刻的空洞4的真空度進(jìn)行控制。

例如，通過使抽真空結(jié)束時(shí)刻的空洞4的真空度為預(yù)定的目標(biāo)值，能夠減少蠟?zāi)５臍馀莼蛘呤箽馀轂榱?。預(yù)定的目標(biāo)值優(yōu)選為比真空泵52的性能到達(dá)極限(日文：到達(dá)限界)低的真空。預(yù)定的目標(biāo)值(上限)優(yōu)選為10kpa以下，更優(yōu)選的為5kpa以下，特別優(yōu)選為3kpa以下。預(yù)定的目標(biāo)值(下限)優(yōu)選為0.01kpa以上，更優(yōu)選為0.1kpa以上，特別優(yōu)選為0.5kpa以上。

但是，在現(xiàn)在使用的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a中，通常，真空槽50被保持為接近真空泵52的性能極限p0的壓力(程度相當(dāng)高的真空度)。因此，在空洞體積vg較小的膠模3中，自開始抽真空起，在瞬間中空洞4的真空度就降低到預(yù)定的目標(biāo)值以下，從而難以對空洞4的真空度進(jìn)行控制。因此，優(yōu)選還具有用于將真空泵52控制為某恒定的真空度(例如，壓力為比預(yù)定的目標(biāo)值稍低的程度的真空度)的真空槽壓力控制部件。真空槽壓力控制部件能夠?yàn)槔绺鶕?jù)由壓力傳感器51測量的壓力p來對真空閥53的開閉進(jìn)行控制的部件。動(dòng)作控制部件60也可以兼用作真空槽壓力控制部件。若利用控制例4的方法對抽真空進(jìn)行控制，則易于對預(yù)定的目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定，因此，特別有優(yōu)勢。

在使預(yù)定的目標(biāo)值為比真空泵52的性能到達(dá)極限低的真空的情況下，能夠想到空洞4內(nèi)的殘留空氣有可能成為問題。但是，在存在殘留空氣的狀態(tài)下注射蠟時(shí)，蠟仍會(huì)進(jìn)入到空洞4中。目前，根據(jù)設(shè)計(jì)，也能在完全不抽真空的情況下進(jìn)行注射。至于為何蠟會(huì)進(jìn)入到空洞4中，是因?yàn)?，盡管作用有夾緊力，但仍可利用注射時(shí)的蠟的壓力將空洞4的內(nèi)部的空氣自膠模3的合模面擠出。雖然空氣能被排出，但蠟因黏度較高而不會(huì)泄漏。

事實(shí)上空洞4的真空度越高，越能發(fā)揮使蠟尖銳(日文：シャープ)成型的作用，但如上所述，會(huì)產(chǎn)生氣泡的問題。因而，通過如上述那樣將空洞4的真空度設(shè)為適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)值，不但能夠使蠟?zāi)＜怃J，還能夠減少氣泡。本發(fā)明人確信，本技術(shù)在產(chǎn)品成品率的提高、失蠟精密鑄造法的技術(shù)的進(jìn)步方面具有顯著意義。

在實(shí)施方式1－2、2－2的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a中，能夠?qū)ο炞⑸溥M(jìn)行自動(dòng)控制。以往，通過嘗試法來決定注射時(shí)間ti，因此，為了確保安全，總是傾向于無謂地將注射時(shí)間ti設(shè)定得較長。在實(shí)施方式1－2、2－2中，能夠高效地進(jìn)行蠟注射，從而能夠縮短蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作周期的時(shí)間，和/或能夠謀求提高蠟?zāi)５钠焚|(zhì)。通過計(jì)算注射時(shí)間ti的適當(dāng)值并對其增加安全系數(shù)，能夠決定可靠且無浪費(fèi)的注射時(shí)間ti。

第3實(shí)施方式

在第1或第2實(shí)施方式的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a中，期望采用日本特開2011－143581號公報(bào)的構(gòu)造的注射噴嘴或本申請人的pct/jp2015/079741的構(gòu)造的注射噴嘴130。將該實(shí)施方式稱作第3實(shí)施方式。圖8以比較的方式示出通常的注射噴嘴230(例如，日本特開2011－143581號公報(bào)的圖6的注射噴嘴)和第3實(shí)施方式的注射噴嘴130。

注射噴嘴130包括：外筒131，其具有內(nèi)壁；內(nèi)筒132，其具有內(nèi)壁和外壁且能夠前后移動(dòng)；蠟通路133，其被內(nèi)筒132的內(nèi)壁限定且與內(nèi)筒132的前端的內(nèi)筒開口相連接；排氣通路134，其被限定在外筒131的內(nèi)壁與內(nèi)筒132的外壁之間且與外筒131的前端的外筒開口相連接，注射噴嘴130包括能夠在內(nèi)筒132的內(nèi)部前后移動(dòng)的閥芯135，通過使閥芯135向前/后移動(dòng)，從而對蠟通路133進(jìn)行關(guān)閉/打開，通過使內(nèi)筒132相對于外筒131向前/后移動(dòng)，從而對排氣通路134進(jìn)行關(guān)閉/打開。

在注射噴嘴230中，在蠟的每個(gè)注射周期中，共用通路232和排氣通路234a中的蠟會(huì)作為廢蠟(日文：ワックスドレン)50w被排放存儲在真空槽50內(nèi)。在注射噴嘴230的構(gòu)造上無法縮短排氣通路234a+排氣通路234a，因此每次廢蠟排放非常多。與此相對，在注射噴嘴130中，僅外筒131頂端的開口的少量的蠟成為廢蠟50w被排放，每次廢蠟排放非常少。

當(dāng)每次廢蠟排放量較多時(shí)，真空槽50內(nèi)的真空體積每時(shí)每刻變化的速度較快。若真空槽50的真空體積變化，則在從膠模3的空洞4抽入空氣時(shí)，真空槽50內(nèi)的壓力變化的方式發(fā)生變化。

當(dāng)真空槽50內(nèi)的壓力變化的方式變化時(shí)，必須對基于真空槽50的壓力p的抽真空的控制和/或蠟注射的控制進(jìn)行校正。并非不能進(jìn)行這樣的校正。例如，對真空槽50的真空體積進(jìn)行各種改變并進(jìn)行預(yù)備實(shí)驗(yàn)，在真空槽50的真空體積變化時(shí)，掌握如何改變抽真空的控制方式和/或蠟注射的控制方式即可。但是，這樣的校正極為復(fù)雜，并不期望。

在注射噴嘴130中，每次廢蠟排放的量為大約0.02cc，在注射噴嘴230中，每次廢蠟排放的量為大約0.4cc。當(dāng)進(jìn)行1000次/每天的注射周期時(shí)，對于前者來說廢蠟排放的量為大約20cc存儲在真空槽50內(nèi)，對于后者來說大約400cc的廢蠟50w被排放存儲在真空槽50內(nèi)。由于真空槽50的體積為大約1000cc，因此，在注射噴嘴230中，需要進(jìn)行20次/每天程度的校正，很不方便。在注射噴嘴130的情況下，只要在一天的工作開始時(shí)對真空槽的體積進(jìn)行一次測量，就能夠維持充分的測量精度，因此，在實(shí)用上，第3實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)較大。

以上，作為例子，示出了pct/jp2015/079741所公開的注射噴嘴130，但利用日本特開2011－143581號公報(bào)的注射噴嘴，也能夠獲得相同的效果。

第4實(shí)施方式

在第4實(shí)施方式的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a中，根據(jù)真空槽50的壓力p對夾緊保持時(shí)間(參照“j：夾緊保持時(shí)間”)進(jìn)行控制。

如在“j：夾緊保持時(shí)間”中說明那樣，優(yōu)選的是，不解除夾緊直到空洞4內(nèi)的蠟?zāi)１砻婀袒癁橹?。在因空?的體積較大而需要使夾緊保持時(shí)間較長的情況下、使用依次式蠟?zāi)Ｖ圃旆ǖ那闆r下，要將膠模3自夾緊單元20取出，利用橡皮帶等將膠模3固定并進(jìn)行冷卻。另外，澆道的粗細(xì)通常為不因膠模3不同而不同，而均大致相同，因此，在空洞4的體積較小的情況下，在澆道的蠟固化時(shí)，空洞4的蠟也已固化。因此，在上述那樣的情況下，與空洞體積vg相對應(yīng)地控制夾緊保持時(shí)間的必要性不高。

但是，在不符合上述任意一種情況時(shí)(例如，在空洞4的體積為中等程度時(shí)、不使用依次式蠟?zāi)Ｖ圃旆〞r(shí)等情況下)，本發(fā)明仍具有根據(jù)真空槽50的壓力p來控制夾緊保持時(shí)間的實(shí)際功效。具體而言，能夠利用在實(shí)施方式1－1、2－1中敘述的方法來計(jì)算空洞體積vg并與空洞體積vg相對應(yīng)地控制夾緊保持時(shí)間(例如，空洞體積vg越大，使夾緊保持時(shí)間越長)。如在控制例3等中說明那樣，也可以是，省略空洞體積vg的計(jì)算，根據(jù)真空槽50的壓力p來直接決定夾緊保持時(shí)間。由此，能夠高效地進(jìn)行直到至少蠟的表面固化為止的對膠模3的夾緊保持，和/或能夠縮短蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置10a的動(dòng)作周期的時(shí)間。

由于相同體積下薄壁物品的固化較快等、空洞4的形狀等因素，有時(shí)適當(dāng)?shù)膴A緊保持時(shí)間會(huì)發(fā)生較大變化。因此，在第4實(shí)施方式中，期望設(shè)置能夠通過作業(yè)者的判斷來任意解除夾緊的開關(guān)。

上述實(shí)施方式也能夠任意組合。例如，也能夠?yàn)閷?shí)施方式1－1(例如，控制例1～控制例4中的任意一例)或?qū)嵤┓绞?－1(例如，控制例1～控制例4中的任意一例)和實(shí)施方式1－2或?qū)嵤┓绞?－2組合而成的實(shí)施方式(實(shí)施方式5)。也能夠?qū)?shí)施方式5和實(shí)施方式3或?qū)嵤┓绞?組合。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明能夠應(yīng)用于在進(jìn)行用于制造珠寶飾品、首飾等小鑄件、工業(yè)產(chǎn)品等的失蠟鑄造中所使用的蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置和使用該蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置的物品的鑄造方法。

附圖標(biāo)記說明

1、原型；2、零件；2a、澆道；2b、澆口；3、膠模；4、空洞；4a、澆口；10、10a、蠟?zāi)Ｗ⑸涑尚脱b置；20、夾緊單元；21、膠模載置臺；22、夾緊力產(chǎn)生器；23、夾緊板；24、按壓機(jī)構(gòu)；25、調(diào)整螺栓；26、移動(dòng)鎖定旋鈕；30、蠟注射單元；31、注射噴嘴；32、切換機(jī)構(gòu)；33、蠟通路；34、排氣通路；35、罐體；35a、上部罐體蓋；35b、帶式加熱器；40、蠟槽；50、真空槽；50w、廢蠟；51、壓力傳感器；52、真空泵；53、真空通路；54、真空閥；60、動(dòng)作控制部；130、注射噴嘴；131、外筒；131a、內(nèi)表面的直徑較小的部分；131b、內(nèi)表面成為錐狀的部分(內(nèi)表面錐部)；131c、內(nèi)表面的直徑較大的部分；132、內(nèi)筒；132a、外表面的直徑較小的部分；132b、外表面成為錐狀的部分(外表面錐部)；132c、外表面的直徑較大的部分；133、蠟通路；134、排氣通路；135、閥芯；136、配置于外表面錐部或配置于比外表面錐部靠后方位置的密封構(gòu)件；230、注射噴嘴；232、共用通路；233a、蠟通路；233b、蠟閥；233c、蠟槽；234a、排氣通路；234b、排氣閥；235c、真空槽。