附加制造装置用水硬性组合物和铸模的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种附加制造装置用水硬性组合物，其为早期的弯曲强度表现性与尺寸稳定性优异的附加制造装置用水硬性组合物，相对于无机粘合材料100质量份，包含1.5～14质量份的聚合物。另外，本发明专利技术优选为一种附加制造装置用水硬性组合物，其中，将无机粘合材料整体设为100质量％，上述无机粘合材料包含50～100质量％的铝酸钙类；更优选为一种附加制造装置用水硬性组合物，其中，将无机粘合材料整体设为100质量％，上述无机粘合材料包含0～50质量％的速硬水泥。

Manufacturing method of hydraulic composition and mold for additional manufacturing device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】附加制造装置用水硬性组合物和铸模的制造方法
本专利技术涉及早期强度表现性和尺寸稳定性优异的附加制造装置(3D打印机)用水硬性组合物和使用了该组合物的铸模的制造方法。
技术介绍
铸造是将熔融的金属注入铸模中而制作铸件的传统的金属加工法。该铸造中使用的自硬性铸模根据所使用的粘结材料(粘合材料)包括有机系和无机系，其中，无机系主要有水玻璃系和水泥系。但是，对于水泥系自硬性铸模而言，浇铸温度下，所含的石膏会发生热分解而产生气体，铸件产生缺陷而有损美观和功能。另外，该铸模的制造必须以模具、木模的制造作为前工序，该前工序要耗费时间和成本。因此，期望无损于铸件的美观等、且不需要该前工序的铸模的制造手段。另外，最近，附加制造装置作为迅速且精密的造型手段受到关注。该附加制造装置中，例如，粉末层积成型装置是在平面上铺设粉末后，对该粉末喷射水性粘结剂将粉末固化，将该固化物在垂直方向上依次层积而成型的装置。该装置的特征在于下述方面：将利用三维CAD等制作的立体成型的数据分割成多个水平面，将这些水平面的形状依次层积，制造成型体。因此，若能够使用上述装置来制造铸模，则不需要上述前工序，可望能够削减作业时间和成本。例如，专利文献1中公开了下述技术：作为适合于粘合材料喷射法(粉末层积成型法)的附加制造装置用水硬性组合物，在硅砂、橄榄石砂和人造砂等耐火砂中混配15～50％的速硬水泥并进行混炼(混合)，向所得到的材料中加入水性粘结剂并固化和层积而得到成型体。此处，粘合材料喷射法是指下述方法：在置于装载台(台座)上的粉体材料的特定范围，通过喷墨等喷嘴滴加或喷雾成型液并进行固化，逐次层积进行固化的层，成型出所期望的形状。但是，使用专利文献1中记载的材料通过附加制造装置所制作的成型体的早期强度表现性、特别是弯曲强度不足，因此容易产生缺陷，难以稳定供给产品，基于附加制造装置的成型技术的特征即微细形状产品的制造有时困难。另外，若在成型后发生收缩或膨胀等尺寸变化，有时会产生龟裂或裂纹。进而，若制造的铸模等成型体的尺寸不同，则需要调整成型物尺寸的作业。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-51010号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题因此，本专利技术的目的在于提供一种早期的弯曲强度表现性和尺寸稳定性优异的附加制造装置用水硬性组合物。用于解决课题的手段本专利技术人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，具有下述构成的附加制造装置用水硬性组合物能够达到上述目的，由此完成了本专利技术。即，本专利技术为具有下述构成的附加制造装置用水硬性组合物等。[1]一种附加制造装置用水硬性组合物，其相对于无机粘合材料100质量份包含1.5～14质量份的聚合物。[2]如上述[1]所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，将无机粘合材料整体设为100质量％，上述无机粘合材料包含50～100质量％的铝酸钙类。[3]如上述[1]或[2]所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，将无机粘合材料整体设为100质量％，上述无机粘合材料包含0～50质量％的速硬水泥。[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，上述聚合物是平均粒径为150μm以下的聚合物。[5]如上述[4]所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，上述聚合物是与无机粘合材料同时被粉碎的聚合物。[6]如上述[1]～[5]中任一项所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，上述聚合物是部分皂化的聚乙烯醇。[7]如上述[1]～[6]中任一项所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，将无机粘合材料整体设为100质量％，上述无机粘合材料包含0～50质量％的依据JISR5210测定的凝结(初凝)为3小时30分钟以内的水泥。[8]一种附加制造装置用水硬性组合物，其中，上述[1]～[7]中任一项所述的附加制造装置用水硬性组合物相对于上述无机粘合材料与聚合物的合计100质量份进一步含有28～100质量份的水且含有砂。[9]如上述[8]所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，材龄3天的成型体的烧失量为6.5质量％以下。[10]一种铸模的制造方法，该制造方法使用附加制造装置和上述[1]～[9]中任一项所述的附加制造装置用水硬性组合物成型出铸模。[11]如上述[10]所述的铸模的制造方法，其中，上述铸模的养护温度为10～100℃。专利技术的效果本专利技术的附加制造装置用水硬性组合物的早期强度表现性和尺寸稳定性高，另外脱粉容易，不存在粉从成型体的喷出(表面的落粉)、成型体的剥离以及水从成型体的渗出(成型时水向成型范围外的渗出)。具体实施方式如上所述，本专利技术为一种附加制造装置用水硬性组合物(以下有时也简称为“水硬性组合物”)等，其相对于无机粘合材料100质量份包含1.5～14质量份的聚合物。以下，分成无机粘合材料、聚合物、水和砂、水硬性组合物中的其他成分、以及铸模的制造方法对本专利技术进行说明。1.无机粘合材料上述无机粘合材料是包含选自下述铝酸钙类中的一种以上作为必要成分、进而包含石膏和速硬水泥等作为任选成分的无机系的粘合材料。接着，分成铝酸钙类、石膏和速硬水泥等进行详细说明。(1)铝酸钙类上述铝酸钙类可以举出选自3CaO·Al2O3、2CaO·Al2O3、12CaO·7Al2O3、5CaO·3Al2O3、CaO·Al2O3、3CaO·5Al2O3和CaO·2Al2O3等铝酸钙；2CaO·Al2O3·Fe2O3和4CaO·Al2O3·Fe2O3等铁铝酸钙；在铝酸钙中固溶或置换有卤素的3CaO·3Al2O3·CaF2和11CaO·7Al2O3·CaF2等包含氟铝酸钙的卤代铝酸钙；8CaO·Na2O·3Al2O3和3CaO·2Na2O·5Al2O3等铝酸钠钙；铝酸锂钙；氧化铝水泥；以及在它们中固溶有Na、K、Li、Ti、Fe、Mg、Cr、P、F、S等微量元素(包括氧化物等)的矿物；中的一种以上。在这些铝酸钙类中，由于强度表现性高、作为铸模使用时气体产生少而优选铝酸钙，特别优选非晶质铝酸钙。非晶质铝酸钙是将原料熔融后骤冷而制造的，因此实质上不具有晶体结构，通常，非晶质铝酸钙的玻璃化率为80％以上，玻璃化率越高，早期强度表现性越高，因此玻璃化率优选为90％以上。铝酸钙类的CaO/Al2O3的摩尔比优选为1.5～3.0、更优选为1.7～2.4。该摩尔比为1.5以上时，水硬性组合物的早期强度表现性高，该摩尔比为3.0以下时，水硬性组合物的耐热性高。另外，为了在获得充分的早期强度表现性的同时抑制粉尘的产生，铝酸钙类的勃氏比表面积(JISR5201中规定的颗粒细度)优选为1000～6000cm2/g、更优选为1500～5000cm2/g。需要说明的是，为了使利用附加制造装置的铺设均匀、并且不使铸模的强度降低，铝酸钙类的勃氏比表面积进一步优选为1500～3500cm2/g、特别优选为1500～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种附加制造装置用水硬性组合物，其相对于无机粘合材料100质量份包含1.5质量份～14质量份的聚合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 JP 2017-148518;20171226 JP 2017-249940;201.一种附加制造装置用水硬性组合物，其相对于无机粘合材料100质量份包含1.5质量份～14质量份的聚合物。


2.如权利要求1所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，将无机粘合材料整体设为100质量％，所述无机粘合材料包含50质量％～100质量％的铝酸钙类。


3.如权利要求1或2所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，将无机粘合材料整体设为100质量％，所述无机粘合材料包含0质量％～50质量％的速硬水泥。


4.如权利要求1～3中任一项所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，所述聚合物是平均粒径为150μm以下的聚合物。


5.如权利要求4所述的附加制造装置用水硬性组合物，其中，所述聚合物是与无机粘合材料同时被粉碎的聚合物。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：扇嘉史，小川洋二，石井祐辅，中崎豪士，中新弥，
申请(专利权)人：太平洋水泥株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP