＜〜ロストワックス鋳造法２…〜 ＞

個人的メモにて非公開。

とにかく、これでプラズマ放射光のCT測定器を増産(30〜100ch位)する予定でした。

ちょっと有り合わせでやりすぎたな〜。と思いました。＜動けるうちに全て終わらせて☆


で、研究費予算で落とせるので、ネットで調べて、一応の用具は全部買う事にしました。



焼成(焼結)
シリコーン、埋没剤や金属の脱泡。
液体の状態で、中周波で揺らしながら、真空、加圧(圧迫)、遠心分離。

予算から、当然、こんな大規模な装置は買えない(いらない方法を選びました。)
それは、石綿に浸した水の沸騰蒸気圧による圧迫鋳造法です。＜最も単純

ワックスを石膏に埋没して、熱して石膏を焼成しその際にワックスは蒸発し、
それで出来た空洞に金属を流し込むのですが、
石膏系埋没材に埋没した時、
ワックスに気泡が入ってると、ワックス割れて石膏流れ込んで大変なことになったりするらしいです。
石膏の泡を抜くために真空にするのです。


各種ロウ剤


ロウ(WAX)：今回は、間違いなく鋳造用を選びました。
密蝋・松脂・パラフィン・油脂・木蝋を配合したものを用いてるそうです。

青は削る用のワックスではなく、
もっと柔らかい、盛り上げとか、型に流し込み用のワックスなので、
シリコーンからの離型の際、細長がくした部分がもげたりします…、
でも、このWAX、好きな人多いようです。

ハードワックス
　固形のブルー・パープル・グリーン色等、
硬さや性質が多少異なるものが市販されております。
形もリング用のチューブワックス・全般用のブロックワックス・板状のスライスワックス等があります。
何を作るか、大きさ等で選択します。
人によってはハードについてはブルーのワックスしか使用しません。
ブルーに対して紫はやや硬めです。
グリーンは粘りがなくさらさらしております。作り手との相性も選択の要素と思います。
ハードワックスの場合、彫刻に適しております。
溶かして盛る作業も十分可能ですが、修復作業には不向きと思います。

ソフトワックス
　ソフトワックスは元々歯科技工士用の材料をそのまま使用する事が多いですが、
多彩ですので貴金属業界用に絞り込んで説明いたします。
まずシートワックスですが硬さや厚み、成分の異なるものがあります。
手の温度で変形しますので、例えば葉っぱや花びらのような不定形な自然的な表現に適しております。
ハードに対して融点が低いので、温度の影響を考えての作業になります。
大抵の人はピンクのやや硬めのシートワックスを多用しております。
　次に線のワックスがありますが、とても柔らかく融点もかなり低いです。
単なる線として使用する場合は、傷付かないように気を付ける必要があります。
どちらかと言えば、融点の低さを利用した使い方がメリットがあると思います。
修正用としてごく一部分に使用することがあります。

　最後に粘土ワックスですが、ベタベタした粘土状のワックスです。
他のワックスの表面に付けることにより、表現の幅を広げる事も可能です。
扱いづらく、ごくたまに使用する程度です。

　ビーズワックスは下の蜜蝋で説明いたします。
蜜蝋
蜜蝋の本来の意味合は記載いたしましたが、
ここでは貴金属業界での所謂ミツロウを説明いたします。
この業界用に市販されているビーズワックス（イエローワックス）は精製済みで乳白色をしております。
松脂との割合は１対１が基本です。気温によって割合を変えます。
ビーズワックス＋松脂＋αがミツロウというワックスになります。
特徴として、引き目という独特の表現（左）ができます。
他にも塑像的な表現やアメ細工のような自然的な表現が可能です。
　既に混合された状態のものも市販されております。
いずれにしても保存は密封か冷所になりますが、
時間（数ヶ月）が経つと質が落ちますので常に新しく作る方が好ましいと思います。


インジェクションワックス
一般的に使用されているインジェクションワックスです。
順序としてはまずシルバー原形を作り、そこからゴムの型を作ります。
（下）このゴム型に溶けた状態のインジェクションワックスを注入して出来上がります。
（左）これを鋳造することによって複製品の生産が可能となるわけです。
この状態はハードとソフトの中間的な硬度です。多少の粘りがありますが、
扱いに慣れれば修正に一番適したワックスといえるでしょう。


ロウ剤を入れた柄杓をアルコールランプORガスレンジであぶって融かします。
この時、シリコーンも160℃〜180℃以上に暖めておくと良いです。

ロウもシリコーンも石膏も真空脱泡は必要です。



シルバーアクセサリーの資料です。＜勝手に流用



この場合、銀の指輪のようです。
シリコーンゴムは、熱軟化型の樹脂でヒートプレス式です。
こんな、専用装置が必要なのはファクトリーでしょう。
シリコーンはもちろん、ワンオフ用ではなく、量産したいがために使います。
このシリコーン自体も再利用が不能なようです。
この方式は、熱が加わるので、引けが生じるらしく、精密鋳造には向かないようです。

ロウを直接削ったり融かしたり盛ったりする人も多いそうですが、
パテを削ったり盛ったりする人もいます。＜後でシリコーンでロウにキャストするのです。

これは、振動。真空型(下から引く)です。



…思ったのですが、
安く、高級に見せるには…、
真鍮に金の電解メッキが良いと思います。
この手のメッキでもドライバーでかなり強く削っても剥がれません。
予想では、電極はイオン化せず非金属の導電体の炭素電極、
それに接したフェルトにメッキ液(恐らく王水に金が溶けている)が浸してあると思われます。
まず、とにかく脱脂はしなくてはなりません。
下地のメッキのプロセスは、よく知らないです。ジカでもくっつくのでは？と思います。
銀は変色しないようにコート剤が出てる様なので、
これを真鍮に使えば、安く18金程度には見えるかも…。




しかし、今回はレンズ系マウントとギアを作るので。
金属は、安く、低融点で高強度なモノを、と思って…、

アルミニウム 
元素記号/Al 
比重/水の2.7倍（水は1000CCで1000g） 
融点/660℃ 
比重が軽く耐食性に優れ、私達の身の周りに多く使われている。

真鍮 
元素記号/CuZn 
比重/8.43 
融点/900℃ 
銅と亜鉛の合金。銅と亜鉛の割合によって性質が変わる。旋盤加工に適した 
ものは、亜鉛が約40％の六四真鍮と呼ばれるもの。

これで、銀の融点950℃より低くていい感じです。
アルミの鋳造と鍛造の違いは気になる所ですね。


フラスコ(パイプ)の素材。

鉄 
元素記号/Fe 
比重/7.86 
融点/1530℃ 
厳密に言うと鉄と炭素の合金。工作センタで加工する場合、炭素量が少ない 
軟鉄が一般的でしょう。さびがでるのが鉄の特徴で、最終的には朽ちてしま 
う。塗装するなどの表面処理が必要。 

ステンレス 
比重/7.5 
融点/1480℃ 
主に鉄、クロームとニッケルの合金。


シリコーンゴム化樹脂(必ず型取り用)

これは、たしか、\1980のモノです。
ロードシルが安かったです。
取り扱いしやすい硬化剤滴下型もありました。
高性能のは急速硬化剤も売られてました。
泡が見やすい透明で安いのが出れば嬉しいのですが…、

離型剤を上手く駆使し、
接合のズレを予防するダボも作り、切り裂かなくても作れると思います。
説明に保存期間は半年と書いてあったのですが、
冷蔵庫に置いといたら、驚いたことに6年は持ちました。


離型剤。

工夫したテクを使えば、色々使える代物です。
フッ素樹脂(テフロン)入りも有ります。
とりあえず、シリコーン接合面に使おうと思います。＜メスを使って切り出すなんてイヤです。
300円くらいのシリコンスプレーでもシリコン型の内側にシューとスプレーするだけで、
条件さえ良ければ30ヶくらいまで作製できます。
これを使わないと、５ヶ前後でシリーコンが傷んで使えなくなると思ってよいです。
マシン油、ワセリンも使えます。



圧迫鋳造用のフタと鉄パイプです。

フタの裏に水を浸した石綿を付けます。


ゴム円錐台

この中心の窪みに湯道のついたWAXをはめ込み、
上から鉄パイプ(フラスコ)を被せ、石膏を流し込みます。
そして、脱泡です。




石膏

石膏は鋳造専用を使用しなけれはならないようです。＜アルミ程度なら、どうか判りません。
埋没材重量に対する正確な水の量をメスシリンダー等で計ります。（手練りの場合４０％が標準）


精密電子量り

天秤を作ろうとも思いましたが、めんどいので、挫折。
まあ、シリコーン、石膏、金属等、比重表示が多いので、持ってて損は無いでしょう。




石膏ヘラ等でしっかりとムラなく泥状になるまで攪拌します。（この状態をスラリーと呼びます）
４〜６分間撹拌します。撹拌不足は水浮きや強度低下の原因になります。




装着したフラスコの上部にガムテープを巻きます。
脱泡作業時に真空沸騰により埋没材スラリーから泡が発生し、
この泡の勢いで埋没材スラリーがフラスコからこぼれ出てしまい、
鋳型として必要な埋没材量が確保できないので、
このようにガムテープを巻き、
混練後に１次脱泡を行った埋没材スラリーを多少多目にフラスコに注ぎ込みます。
そして引けた部分に石膏を足し２次脱泡

流し込み
　　撹拌の終了したら静かに原型に流し込みます。
　　このとき振動を型に与えたり、刷毛で型表面の気泡を浮き上がらせる様にします。

まず、石膏を3〜4日動かさず、硬化させます。
その後、上下をひっくり返してから(穴を下にしてWAXの出を良くします。)
窯で石膏が割れないように4時間ぐらいかけて温度を上げて、
さらに4〜5時間焼く(焼結)800℃でワックス焼却＜ココはウチに眠っている七宝焼きの窯を借りてきます。
終わったら自然冷却で緩やかに熱を冷まします。

乾燥
　　脱型してから３時間程度室内に放置します。
　　室温から１００℃　　　１時間
　　１００から１５０℃　　１時間
　　１５０から２５０℃　　１時間
　　合計３時間以上かけて温度を上げて下さい。
乾燥機内の場所などの条件で大きく変動します。
　　注）熱電対を利用して型中心部の温度を測定することが最も大切です。
　　注）型中心部の温度が２００℃を越えれば乾燥できています
乾燥機内で３時間以上かけてゆっくりと型温度が８０℃程度にまで下げます。


バーナー

焼結石膏の上のすり鉢状の上に融かしたい金属を置きバーナーで焙ります。
赤熱化して来て、しばらく待っていると、融け赤熱化した金属がぐるぐる回って来ます。
そこで一気に圧迫鋳造します。＜ココが肝らしいです。

バーナーは、太い炎で1300℃位は欲しいと思いました。
普通のLPGガスボンベが使えるのが欲しかったので、
ちょうど良いモノが見つかりました。炎は1500℃と思いのほか太くて高め。
便利な事に、圧電素子の電子着火式です。




湯道など余った金属は切り取ってから鑢など段階的に削るのですが、
貴金属の場合は、これを再利用します。



粉石綿

これは石綿といっても実はアスベストではありません。＜圧迫鋳造用です。
これを、水に浸してフタに貼り付け、一気に閉じ、蒸気圧で融けた金属を鋳型に押し込み圧迫鋳造します。








chuuzou-i.html


埋没後、裏面を空気が引けやすい構造にする。


・シリコーン同士がくっつかないようにするモノ。
バリヤーコート
リンレイのブルーワックス





 


  
 

RTV
 材料的にはクリアーキャストは気泡が立ちやすいし 普通のキャストの方が安いのですが ...
硬化剤　基剤の比率の正確さ
暖め
硬化剤の滴下型

雌型作成ソフト

添付ソフトだけでもなんとかなりますね。
それぞれのパーツを個別に作り"3D Editor"で配置・編集できるので。

もし3D-CAD的にやりたいと言うのでしたら無料の3D-CADがあります。
この掲示板でも何度か紹介されています。
Alibre Design Xpress
http://www.alibre.jp/product/xpress.htm

あとは「図脳RAPID 3D」が安いですね。
http://www.photron.co.jp/products/cad/rapid3d/index.html

r.PICZAの凹凸反転機能、3D Editor、ランナーは3D DESIGN で出来るんじゃないかと？

松風から最近発売されたクイックタイプの「クリスト21」を私も使用してみましたが、鋳造体の面あれや鋳バリなどの発生もみられず、硬 化時の膨張が安定していると感じました。また従来のワックスパターンの埋没に は埋没材とのなじみを良好にして、気泡などの巻き込みを防止するワックスクリーナーなどの界面活性材が必要不可欠でしたが、この「クリスト21」はワックス パターンとの馴染みを良好にする設計がなされているので、界面活性材の使いすぎによる。
埋没材の硬化不良や鋳型面の面あれを防止することができるので、ここ最近はずっと「クリスト21」を愛用しています。

硬化剤の別売り
硬化時間促進剤

硬化時間を縮める
硬化剤を多く混ぜることで速く硬化することを教えてもらいました
ただし、硬度が…、
しらなかったー、目から鱗テクです
通常の配合だと８時間とか、急いでる時は待ってらんないので、いい技教えてもらいました(´ω`)ｂ
多く入れるともろくなると聞いたことがあります。
強くしたい場合は少な目に硬化時間を長く取るそうです。
しかし使える技ではあるのですが、シリコンについてくる硬化剤はマニュアル通りの配合でピッタリ無くなる量しかついてこないので、シリコンが無駄になるなあと思い、ハンズで硬化剤だけ売ってないか探してみると
硬化促進剤の方だと思いますが、これはメーカーが
推奨する適量に対して70%〜200%(型番によっては300%)ぐらいは適量の範疇と
聞いております
ただ、一般向け１�sセットでは硬化促進剤が推奨する適量より多くセットされて
いますので 全部ブチ込んで固めている方はすでに多目の適量の範疇となりますね
多分強度的に問題になるのは20gとか10gの小さなゴム型を作る時、適量の数倍の
硬化促進剤を入れてしまう条件の時ぐらいと思いますので神経質にならなくて
いいと思います
業務用の付加型シリコーンに比べて、その辺の融通が利くのが縮合型シリコーン
の特徴ですから…
Mobile photo
・キャタリストT40　＠504円（左は新スーパーEXシリコンについてくる硬化剤の瓶

ありました(´ω`)ノ さすがハンズ
「CATALYST T40」は、オイラがよく使う造形村の「新スーパーEXシリコン」の硬化剤ですが、
結構いろんな種類が置いてあったので、出回ってるシリコンの硬化剤は一通りありそうですね

シリコンに関しては池袋店が充実しています。に加えて吉祥寺Be-J