[发明专利]增材制造装置用水硬性组合物和铸模的制造方法

说明书

本发明为一种增材制造装置用水硬性组合物，该增材制造装置用水硬性组合物至少包含砂、无机粘合材料和聚乙烯醇，其满足下述(1)和(2)的条件。(1)砂/(无机粘合材料+聚乙烯醇)的质量比为4～12；(2)聚乙烯醇/无机粘合材料的质量比为0.1～0.4。此外，本发明优选为方案1所述的增材制造装置用水硬性组合物，其满足下述(3)的条件。(3)水/(无机粘合材料+聚乙烯醇)的质量比为0.30～1.30。

技术领域

本发明涉及材龄为24小时以内的早期弯曲强度表现性优异的增材制造装置(3D打印机)用水硬性组合物(以下有时简记为“水硬性组合物”)和使用了该组合物的铸模的制造方法。

背景技术

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，增材制造装置作为迅速且精密的成型手段受到关注。该增材制造装置中，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)的增材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中记载的材料并通过增材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，增材制造装置所带来的成型技术的特征即微细形状产品的制造及产品的稳定供给有时变得困难。

另外，在制造复杂形状的铸模时，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，则需要调整成型体尺寸的作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-51010号公报

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明的目的在于提供一种材龄为24小时以内的早期弯曲强度表现性和尺寸稳定性优异的增材制造装置用水硬性组合物。

用于解决课题的手段

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，具有特定的砂/(无机粘合材料+聚乙烯醇)的质量比等的增材制造装置用水硬性组合物能够达到上述目的，由此完成了本发明。

即，本发明为由下述构成组成的增材制造装置用水硬性组合物等。

[1]一种增材制造装置用水硬性组合物，该增材制造装置用水硬性组合物至少包含砂、无机粘合材料和聚乙烯醇，其满足下述(1)和(2)的条件。

(1)砂/(无机粘合材料+聚乙烯醇)的质量比为4～12

(2)聚乙烯醇/无机粘合材料的质量比为0.1～0.4