利用热可逆材料形成陶瓷铸型的方法技术

形成一个陶瓷铸型的一种方法，该法包括如下步骤：将一个具有模样型面（１３）的模样（１）置于一个具有一个开口端的烧瓶（３）中，模样型面（１３）向上对着开口端。接下来的步骤包括向烧瓶中加入一个高浓度热可逆凝胶溶液（５）覆盖型面（１３），和将凝胶溶液冷却形成一个弹性的固体凝胶铸型（７），凝胶铸型（７）具有与模样型面相反的凝胶铸型型面。进一步的步骤包括从弹性凝胶铸型上除去模样，沿着凝胶铸型周围浇注一个陶瓷铸型（１１），和液化凝胶铸型以从陶瓷铸型（１１）上将其除去。陶瓷铸型（１１）具有与凝胶铸型型面相反的型面（１４），因而准确地复制了模样型面。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用热可逆材料制成一个模样的中间体铸型和然后利用中间体铸型浇注陶瓷铸型的制备一个精确的陶瓷铸型的方法。陶瓷铸型能够接着用于制成一个更耐久的金属铸型用于浇注与原模样相似的多个塑料部件。比竞争对手更快地使新产品进入市场被看作是获得较大市场份额的关键。对综合的市场时机具有重大冲击的产品开发的一个领域是制造产品并将包装的原型进行市场测试，这类测试通常需要多个美观、舒适且功能强的原型以使消费者检验或使用。包装部分通常包括由很昂贵的、多型腔钢模制得的塑料部件，例如，大多数瓶子是吹塑成型的，大多数的瓶封口是注射成型的。通常要经很大的生产量才能证明多腔铸型的生产成本。对更小的市场或只是制造几百个试验部件来说，要制成单腔铸型或原型铸型，原型铸型除了提供能用来制造测试部件的一种工具外，还提供关于部件是否能被连续制造的重要知识。快速制备容器或部件的原型的一种方法是使用由原型快速制备系统产生的模样代替传统的注射成型的蜡模样的熔膜铸造法。这种模样的一个例子是QuickcastTM模样，加利福尼亚州，Valencia的3DSystems，Inc.的一个商标。一种中空塑料模样通常是用一种浸渍法涂上一个薄的陶瓷型壳，从陶瓷型壳上烧尽塑料留下最少量灰烬剩余物，接着将熔化的金属浇入陶瓷型壳以便铸成一个金属部件或一个塑料部件的金属铸型。由于陶瓷型壳只有一个小孔让熔化的金属进入，检查型面上的灰烬剩余物很困难，型面上的任何灰烬剩余物将可能破坏金属铸造，熔融金属冷却和收缩使得型面不能精确地复制，部件越大，不准确性越大。1996年4月授予Tobin的美国专利第5,507,336号中公开了一种制造一个完全致密铸型的改进方法。该法包括将模样置于一个其熔点比渗透材料熔点更高的管中，这种渗透材料将被用于制造金属铸型。在模样表面和管的开口端之间浇注一个陶瓷件以便将模样型面转移至陶瓷件上，陶瓷表面与模样表面是相反的，将模样烧尽，陶瓷表面留在管中。然后从管的另一端将陶瓷涂上金属粉和一种渗透材料，并将管放入一个炉子中以便在陶瓷表面上形成金属部件，金属部件具有与陶瓷表面相反的表面，当除去陶瓷件后形成了一个金属铸型，金属铸型具有与模样同样的形状，并适用于浇注一个具有相反形状的塑料部件。对具有外部型面部件来说这是一个理想的方法。Tobin的方法在制成陶瓷铸型时毁坏铸型。快速形成一个陶瓷铸型模样而不毁坏模样的一种方法(但要是精确的)是人们所需要的，此外，对塑料部件成型来说经常必须提供一种紧密配合的金属铸型。为了做到这一点，金属铸型可能需要一个与模样相反的形状，因此，陶瓷铸型需要具有与模样相同的形状，故在陶瓷铸型和模样之间需要一个中间铸型，正如Tobin的早期方法一样，任何陶瓷铸型不应污染其表面以形成准确的金属铸型。为了避免毁坏模样，需要使用由可以丢弃或按所需能重新使用的一种材料制成的中间铸型以便向陶瓷铸型上转移模样的型面。蜡和硅橡胶已被用于这些目的，蜡(它是热可逆的)具有易碎的缺点和当从模样上除去时会造成小块脱落特别是含有浮雕和薄壁特征的部分，当加热时它也会使陶瓷膨胀和破裂。硅橡胶需要被硫化，当陶瓷放热时硅橡胶“凝固”，硅橡胶可能扭曲和在陶瓷模样中产生不准确性，此外，硅橡胶必须用空气注射或用能使硅橡胶从陶瓷上脱落的其它方法从铸型上除去，这样会引起陶瓷铸型破碎特别是涉及浮雕和薄壁特征的部分。因此本专利技术的一个目的是提供一种制备一个具有与一个模样相同形状的陶瓷铸型的方法，该法提供准确地再生任意尺寸的一个模样，公差为±0.005英寸和在陶瓷铸型上不遗留灰烬或其它剩余物。本专利技术的另一个目的是提供一种方法，该法使用一种弹性、热可逆性材料制造一个模样的一个相反的中间铸型，在用其形成一个陶瓷铸型时该中间铸型不发生扭曲并且很容易从陶瓷铸型上除去而不损坏陶瓷铸型的精密特性。这些及其它目的通过此文的叙述将是很明显的。在本专利技术的一个方面中，形成一个陶瓷铸型的一种方法包括将具有模样型面的一个模样置于一个具有开口端的烧瓶中的步骤，模样型面上对着开口端，接下来的步骤包括向烧瓶中加入高浓度热可逆性凝胶溶液以覆盖住模样型面，将凝胶溶液冷却形成一个弹性固体凝胶铸型。凝胶铸型具有与模样型面相反的凝胶铸型型面。进一步的步骤包括从弹性明胶铸型上除去模样，围绕着明胶铸型浇注一个陶瓷铸型，和通过加热液化明胶铸型以便从陶瓷铸型上除去。陶瓷铸型具有与凝胶铸型型面相反的陶瓷型面，由此准确地复制了模样型面。该方法可以进一步包含有在凝胶溶液冷却形成明胶铸型时将凝胶溶液脱气的步骤。热可逆性凝胶溶液优选地含有从约35％至约50％的凝胶材料；从约45％至约65％的水，和从约0％至约10％的消泡剂。凝胶材料优选明胶，凝胶溶液可以进一步含有纤维或其它增稠剂。消泡剂优选是聚硅氧烷。在本专利技术的另一个方面中，形成一个陶瓷铸型的一种方法包括将具有模样型面的一个模样置于具有一个开口端的第一个烧瓶中，模样型面向上对着开口端的步骤，其它步骤包括向第一个烧瓶中加入一种明胶溶液覆盖模样型面和将明胶溶液冷却同时脱气形成一个弹性的固体明胶铸型。明胶铸型具有从模样型面转移的明胶铸型型面，它与模样型面相反，其它的步骤是从明胶铸型上除去模样和第一个烧瓶和将明胶铸型置于第二个烧瓶中，明胶铸型型面冲上对着第二个烧瓶的一个开口端。进一步的步骤包括向第二个烧瓶中加入一个陶瓷溶液覆盖明胶铸型型面同时给陶瓷溶液脱气。陶瓷溶液固化和接着放热凝固，围绕着明胶铸型形成一个明胶铸型，陶瓷铸型具有从明胶铸型型面转移的陶瓷型面，它与严格的明胶铸型相反，因而陶瓷型面准确地复制了模样型面。最后的步骤是通过加热液化明胶铸型以便从陶瓷铸型上除去明胶，并从陶瓷铸型上除去第二个烧瓶。明胶溶液优选地含有从约35％至约45％的明胶，从约50％至约65％的水，和从约3％至约8％的消泡剂。在本专利技术的再一个方面中，形成一个陶瓷铸型的一种方法包括将具有模样型面的一个模样置于具有一个开口端的第一个烧瓶中，模样型面向上对着开口端，其它步骤包括向第一个烧瓶中加入一种明胶溶液覆盖模样型面和将明胶溶液冷却同时将明胶溶液脱气以便形成一个弹性的固体明胶铸型。明胶铸型具有从模样型面转移的明胶铸型型面，它与模样型面是相反的。其它步骤是从明胶铸型上除去模样和第一个烧瓶和将明胶铸型置于第二个烧瓶中，明胶铸型型面向上对着第二个烧瓶的一个开口端，第二个烧瓶的尺寸能够在明胶铸型周围提供一个环形的空间，其它步骤是向第二个烧瓶中加入第一种陶瓷溶液使其充满环形空间同时将第一种陶瓷溶液脱气。第一种陶瓷溶液在不产生热的情况下固化形成第一种陶瓷铸型以便在适当位置粘附着明胶铸型和围绕着明胶铸型型面形成一个连续的环形边缘，进一步的步骤包括向第二个烧瓶中加入第二种陶瓷溶液覆盖第一种陶瓷铸型和明胶铸型，第二种陶瓷溶液放热凝固形成粘着于第一种陶瓷铸型上的第二种陶瓷铸型。第二种陶瓷铸型具有从明胶铸型型面转移的陶瓷型面，它与明胶铸型型面相反因而陶瓷型面准确地复制了模样型面，最后步骤是经过加热液化明胶铸型以便从第一种陶瓷铸型上除去明胶和从第一种和第二种陶瓷铸型上除去第二个烧瓶。虽然说明书包括了权利要求，权利要求书特别指出了和清楚地提出了本专利技术的权利要求，可以相信通过下面对优选实施案例的叙述，连同附图，可以更好地理解本专利技术，其中相同的参本文档来自技高网...

【技术保护点】
形成一个陶瓷铸型的一种方法，特点是具有下面步骤：ａ）将具有模样型面的一个模样置于一个具有一个开口端的烧瓶中，所述的模样型面向上对着所说的开口端；ｂ）向所述的烧瓶中加入一种浓的热可逆性凝胶溶液覆盖所述的模样型面；ｃ）冷却所述的凝胶 溶液以形成一个弹性的固体凝胶铸型，所述的凝胶铸型具有从所述的模样型面转移的凝胶铸型型面，它与所述的模样型面相反；ｄ）从所述的弹性凝胶铸型上除去所述的烧瓶和所述的模样；和ｅ）在所述的固体凝胶铸型周围浇注一个陶瓷铸型，所述的陶瓷铸型具有 从所述的凝胶型面转移的陶瓷型面，它与所述的凝胶铸型型面相反，因而所述的陶瓷型面准确地复制了所述的模样型面；和ｆ）液化所述的凝胶铸型以便从所述的陶瓷铸型上除去。

【技术特征摘要】
US 1996-10-24 60/029,0511.形成一个陶瓷铸型的一种方法，特点是具有下面步骤a)将具有模样型面的一个模样置于一个具有一个开口端的烧瓶中，所述的模样型面向上对着所说的开口端；b)向所述的烧瓶中加入一种浓的热可逆性凝胶溶液覆盖所述的模样型面；c)冷却所述的凝胶溶液以形成一个弹性的固体凝胶铸型，所述的凝胶铸型具有从所述的模样型面转移的凝胶铸型型面，它与所述的模样型面相反；d)从所述的弹性凝胶铸型上除去所述的烧瓶和所述的模样；和e)在所述的固体凝胶铸型周围浇注一个陶瓷铸型，所述的陶瓷铸型具有从所述的凝胶型面转移的陶瓷型面，它与所述的凝胶铸型型面相反，因而所述的陶瓷型面准确地复制了所述的模样型面；和f)液化所述的凝胶铸型以便从所述的陶瓷铸型上除去。2.根据权利要求1的方法，其中所述的热可逆性凝胶溶液特点是35％至50％的凝胶材料；45％至65％的水，和0％至10％的消泡剂。3.根据权利要求2的方法，其中所述的凝胶材料是明胶。4.根据权利要求2的方法，其中所述的消泡剂是聚硅氧烷。5.根据权利要求1、2、3或4的工艺，进一步的特点是在将所述的凝胶溶液冷却形成一个弹性的固体凝胶铸型时给所述的凝胶溶液脱气的步骤。6.根据权利要求1、2、3或5的方法，其中所述的凝胶溶液进一步的特点是加入纤维或其它增稠剂。7.形成一个陶瓷铸型的一种方法，其特点是含有以下步骤a)将具有模样型面的一个模样置于一个具有一个开口端的第一个烧瓶中，所述的模样型面向上对着所说的开口端；b)向所述的第一烧瓶中加入一个明胶溶液覆盖所述的模样型面；c)在给所述的明胶溶液脱气下将所述的明胶溶液冷却以形成一个弹性的固体明胶铸型，所述的明胶铸型具有从所述的模样型面转移的明胶铸型型面，它与所述的模样型面相反；d)从所述的明胶铸型上除去所述的模样和所述的第一个烧瓶，将所述的明胶铸型以所述的明胶铸型型面向上对着所述的第二个烧瓶的一个开口端的形式放入一个第二个烧瓶中；e)向所述的第二个烧瓶中加入一个陶瓷溶液以便覆盖所述的明胶铸型型面同时给所述的陶瓷溶液脱气，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：JR托宾，
申请(专利权)人：米沃基工程学校，
类型：发明
国别省市：US[美国]