インベストメント鋳型スラリのカーテン装置

本出願は、2015年10月13日出願の米国出願第62/240,727の優先権を主張するものである。当該出願の全体の内容は、この参照によって、本明細書に組み込まれる(incorporated by reference)。

本発明は、インベストメント鋳型スラリのカーテン装置に関しており、一実施形態では、インベストメント鋳型スラリの被覆装置として説明され得る。

インベストメント鋳造産業は、好適なインベストメント鋳型の利用を必要とする。好適には、インベストメント鋳型は、所望の鋳造部品の最終的な特徴及び寸法を、可能な限り正確に反映し、それによって所望の要素または部品を達成するための付加的な加工ないし仕上げ作業の必要性を回避する。これらのインベストメント鋳型は、特には対重力のインベストメント鋳型であり、鋳造される物品のパターンアセンブリを利用する。それらは、一時的(fugitive)あるいは取り外し可能な(removable)材料から形成される。それらパターンアセンブリは、耐火シェルを形成するべく、耐火粒子材料で投入(invest)される。

インベストメント鋳造のパターンアセンブリ、特には対重力のインベストメント鋳造に用いられるパターンアセンブリは、一般に、スプルー軸に沿って延びる中央スプルーパターンに、形成されるべき1または複数の物品の1または2以上の型パターンを取り付けることによって、形成されている。型パターンは、一般に、径方向に延びるゲートパターンまたは複数のゲートパターンによって、中央スプルーに接続される。パターンアセンブリが耐火シェルで被覆されると、一時的な材料が取り除かれて、耐火型アセンブリを規定するようになる。それは、中央スプルーと、複数の径方向に延びるゲートと、関連する型キャビティと、を備える。型キャビティは、溶融材料を当該型キャビティ内に供給する目的のための耐火型の内部の通路ないし導管を規定する。そこで、溶融材料は、所望の鋳造品を形成するべく、凝固される。

一般に、耐火型は、スプルーパターンが略鉛直方向に向くようにパターンアセンブリを方向付けて、一時的な材料のパターンアセンブリを耐火スラリ材料のスラリバス内に浸すことで、製造される。耐火スラリ材料は、液体と、バインダと、耐火粒子と、を含むものである。パターンアセンブリは、その後、スラリバスから取り出されて、パターンアセンブリの外面上に湿ったスラリ被覆が生成される。湿ったスラリ被覆は、その後、例えば当該湿った被覆層を化粧粒子の流動床内に浸すことによって、耐火化粧粒子の層で被覆され得て、その後、スラリ及び耐火化粧粒子から耐火粒子の乾燥層をもたらすべく乾燥される。この処理は、一般に、耐火粒子及び耐火化粧粒子の複数の乾燥層を形成するために、繰り返される。一時的な材料は、その後、耐火シェルから取り除かれて、耐火インベストメント鋳型アセンブリが形成される。これらの耐火鋳型アセンブリは、その後、当該一時的な材料のパターンアセンブリによって規定される形状を有する様々な溶融金属及び溶融合金のインベストメント鋳造に用いられる。当該方法は有用で、過去において幅広く利用されているが、時間のかかるバッチ処理法である。従来の浸漬工程、化粧工程及び乾燥工程は、一般に異なる部屋または場所に置かれた異なる装置を用いて、バッチプロセスとして非連続的に実施される。それら装置とは、スラリバス、化粧粒子研磨機、乾燥室または乾燥オーブン、を含む。当該方法は、パターンアセンブリの幅広い取扱いを要求する。それは、各工程の実施のための各バッチステーションへの搬送と、耐火型を規定するのに十分な耐火粒子及び耐火化粧粒子の複数の層をもたらすべく必要とされる各工程の反復と、を含む。当該方法は、前述の装置を用いて耐火型アセンブリを製造するのに、最短でも数日から1週間以上を要する。

従来のインベストメント鋳型製造方法の欠点を克服するべく、インベストメント鋳造のための耐火型の製造の改良された装置及び方法が、大いに所望されている。特に、耐火型アセンブリを製造するのに必要とされる時間を短縮する方法及び装置が、大いに所望されている。

例示的な一実施形態では、インベストメント鋳型スラリのカーテン装置が開示される。当該スラリのカーテン装置は、スラリ流体のスラリカーテンを含み、当該スラリカーテンは、長さと厚さとを有しており、長さの方が厚さよりも実質的に大きい。当該装置は、スラリ流体を投与してスラリカーテンを形成するように構成された出口部を含む。

別の例示的な実施形態では、インベストメント鋳型スラリのカーテン装置は、インベストメント鋳型スラリの被覆装置を含み、そのように説明され得る。インベストメント鋳型スラリの被覆装置は、スラリ流体の流れを受容するように構成された導管と、当該導管に動作可能に結合された出口部と、を含んでいる。当該出口部は、スラリの流れを、スラリのカーテンとして提供するように構成されている。

本発明の前述の特徴及び利点、更には他の特徴及び利点が、添付の図面を参照する時、以下の詳細な説明から明らかとなる。

他の特徴、利点及び詳細は、単に例示的なものとして、以下の実施形態の詳細な説明において示されている。当該詳細な説明は、図面を参酌する。

図1は、本開示によるスラリカーテン装置10の一実施形態の断面図である。

図1Aは、A−A断面による、図1の実施形態の断面図である。

図2は、本開示によるスラリカーテン装置10の別の実施形態の断面図である。

図3は、本開示によるスラリカーテン装置10の別の実施形態の底面図である。

図4は、スラリカーテンの部分断面を示す、本開示によるスラリカーテン装置10の更に別の実施形態の底面図である。

図5は、スラリカーテンの部分断面を示す、本開示によるスラリカーテン装置10の更に別の実施形態の底面図である。

図6は、スラリカーテンの部分断面を示す、本開示によるスラリカーテン装置10の更に別の実施形態の底面図である。

図7は、本開示によるスラリ被覆装置100とスラリカーテンの一実施形態の概略図である。

図8は、図7の実施形態の底面図である。

図8Bは、B−B断面による、図8の実施形態の断面図である。

図9は、本開示によるスラリ被覆装置100とスラリカーテンの別の実施形態の底面図である。

図10は、図9の実施形態の正面図である。

図11は、本開示による複数の導管を有するスラリ被覆装置100とスラリカーテンの別の実施形態の正面図である。

図12は、スラリ被覆装置100と取り外し可能な型パターンアセンブリの回りに周方向に間隔を空けた導管30との一実施形態の概略図である。

図13A、図13B及び図13Cは、本開示によるスラリ被覆装置100と端部ノズル46を有する導管30との一実施形態の平面図、正面図及び側面図である。

図13A、図13B及び図13Cは、本開示によるスラリ被覆装置100と端部ノズル46を有する導管30との一実施形態の平面図、正面図及び側面図である。

図13A、図13B及び図13Cは、本開示によるスラリ被覆装置100と端部ノズル46を有する導管30との一実施形態の平面図、正面図及び側面図である。

図14A及び図14Bは、本開示によるスラリ被覆装置100と端部ノズル46を有する導管30との一実施形態の正面図及び底面図である。

図14A及び図14Bは、本開示によるスラリ被覆装置100と端部ノズル46を有する導管30との一実施形態の正面図及び底面図である。

図15は、本開示による、挿入部68を有する導管30の長さに沿ったスラリ被覆装置100の別の実施形態の断面図である。

図16は、本開示による、スラリ被覆装置100とチャンバ69を有する導管30との別の実施形態の横断面図である。

図17A乃至図17Cは、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200の一実施形態の、平面図、側面図及びC−C断面による断面図である。

図17A乃至図17Cは、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200の一実施形態の、平面図、側面図及びC−C断面による断面図である。

図17A乃至図17Cは、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200の一実施形態の、平面図、側面図及びC−C断面による断面図である。

図18A及び図18Bは、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200の別の実施形態の平面図及び側面図である。

図18A及び図18Bは、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200の別の実施形態の平面図及び側面図である。

図19は、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200と側方開口222の別の実施形態の部分断面図である。

図20は、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200と上方開口216の別の実施形態の部分断面図である。

図21は、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200と並列接続マニホルドの別の実施形態の平面図である。

図22は、本開示によるスラリ被覆マニホルド装置200と直列接続マニホルドの別の実施形態の平面図である。

図23は、本開示によるインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の一実施形態の概略断面図である。

図24は、本開示によるインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の一実施形態の概略断面図である。

図25は、本開示によるインベストメント鋳型製造装置300の一実施形態の斜視図である。

図25Dは、図25の領域Dの拡大図である。

図26は、内部に被覆層が形成され集積されたシェル型の一実施形態の断面図である。

図27は、本開示によるマンドレルの一実施形態の斜視図である。

図28は、本開示によるマンドレル支持部材の一実施形態の斜視図である。

図29は、本開示によるスラリ被覆ステーションの一実施形態の斜視図である。

図30は、本開示による化粧被覆ステーションの一実施形態の斜視図である。

図31は、本開示によるインベストメント鋳型製造装置300の一実施形態の概略図である。

図32は、本開示による代替的なインベストメント鋳型製造装置300’の一実施形態の概略図である。

図33A及び図33Bは、本開示による、化粧被覆ステーションを含むワークステーションで利用されるコンベヤの実施形態の概略図である。

図33A及び図33Bは、本開示による、化粧被覆ステーションを含むワークステーションで利用されるコンベヤの実施形態の概略図である。

図34A及び図34Bは、本開示による化粧被覆ステーションの実施形態の概略図である。

図34A及び図34Bは、本開示による化粧被覆ステーションの実施形態の概略図である。

図35は、本開示による耐火型製造方法のフローチャートである。

図36は、本開示によるスラリ被覆ステーション320とスラリマニホルド210の一実施形態の斜視図である。

図37は、本開示による化粧被覆ステーション330とスラリマニホルドの一実施形態の概略図である。

図38は、本開示による乾燥ステーション340と乾燥ジェットの一実施形態の概略図である。

図1乃至図38を含む図面を参照して、耐火インベストメント鋳型アセンブリを製造する方法及び装置が説明される。これらの装置は、図1、図1A及び図2に示されるように、インベストメント鋳型スラリカーテン装置10を含む。一実施形態では、インベストメント鋳型スラリカーテン装置10は、例えば図7乃至図16に示されるように、インベストメント鋳型スラリ被覆装置100内に含まれている。別の実施形態では、インベストメント鋳型スラリカーテン装置10は、図17A乃至図22に示されるように、インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200内に含まれている。これら実施形態におけるインベストメント鋳型スラリカーテン装置10は、大変有利である。なぜなら、それは、新しい態様で耐火粒子の湿ったスラリ被覆を一時的なパターンアセンブリ上に適用(塗布)することを可能にするからである。その新しい態様は、前述のような従来のスラリバスを用いた浸漬工程とは全く異なる。インベストメント鋳型スラリカーテン装置10は、特に、ここで説明される複数の理由で有利であり、特に、耐火インベストメント鋳型アセンブリの連続的な製造を提供する装置またはシステムに容易に一体化され得るという点でも有利である。

これらの装置は、また、図25乃至図34Bに示されるように、耐火インベストメント鋳型アセンブリを製造するために必要な他の装置と一体化された、インベストメント鋳型スラリカーテン装置10を含む、インベストメント鋳型製造装置300を含む。これら装置の一体化は、有利なことに、連続的ないし準連続的な耐火インベストメント鋳型アセンブリの製造を可能にする装置またはシステムを提供する。これは、当該アセンブリを製造するのに必要とされる製造時間と関連する製造コストとを顕著に低減し、製造されるアセンブリの品質及び再現性を改善する。当業者に容易に理解されるように、耐火型アセンブリの製造に必要とされるコスト及びサイクルタイムを低減する能力は、直接的に、型のコストと最終的な鋳造の増大されるスループットとの両方に関して、これらの型を用いてなされるインベストメント鋳造のコストを低減する。

インベストメント鋳型スラリカーテン装置10及びインベストメント鋳型製造装置300は、図35に示されるように、耐火シェル型アセンブリの製造方法400を可能にし、それを実践するために利用され得る。装置10、100、200、300は、被覆プロセス中、及び、例えば軸方向に延びるスラリカーテンのようなスラリカーテンの導入中において、回転可能及び/または略水平向きのパターンアセンブリの長手方向軸ないしスプルー軸を提供して、浸漬被覆ではないスラリ被覆を適用する。回転可能及び/または略水平向きのパターンアセンブリをスラリカーテンと共に利用することは、様々なコンベヤ装置80及び工場自動化装置の利用を可能にし、耐火シェル型アセンブリ600の製造方法400の連続実施ないし準連続実施ないし部分連続実施を可能にする。連続的な方法400は、大変有利である。なぜなら、それは、耐火シェル型アセンブリ600を製造するために必要とされる時間と関連するアセンブリのコストとを顕著に低減するからである。当該方法400は、また、有利なことに、耐火シェル型アセンブリプロセスの様々な工程中及び工程間において、回転可能な水平向きでの被覆されたパターンアセンブリの取り扱い及び貯蔵の新しい方法を提供する。例えば、スラリ被覆の適用後、湿った被覆パターンアセンブリは、所定の回転速度で回転され続けてよい。当該速度は、一定速度であってもよいし、可変速度であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。それらは、方法400の次の工程に移動して、結果としての被覆の均一性を保証する。水平向き姿勢は、方法400の工程を進行する際またはその後、あらゆる態様の積み重ね及び貯蔵の装置ないし装備において、被覆パターンアセンブリの柔軟な積み重ね及び貯蔵を可能にする。それは、コンベヤ装置またはシステム内に容易に一体化され得る、鉛直向きのラック、水平向きのラック、蛇行したまたは他の回り道のコンベヤ、水平または鉛直のカルーセル、を含むが、それらに限定はされない。本発明及び関連する利点の幾つかが大まかに説明されたが、詳細な説明が以下に続く。

インベストメント鋳型スラリカーテン装置 図1及び図1Aを参照して、インベストメント鋳型スラリカーテン装置10は、スラリ流体14のスラリカーテン12を含んでいる。インベストメントシェル型は、パターンアセンブリまたはパターンクラスタに、一連のセラミック被覆を適用することで、製造される。各被覆は、被覆層16を含み得る。被覆層16は、スラリ流体14を介してスラリカーテン12を適用することで形成され得る。 スラリ流体14は、耐火粒子の湿った被覆層16を一時的ないし除去可能な型パターンアセンブリ18上に提供するのに好適な耐火スラリ流体を含む。耐火スラリ流体14は、被覆を製造するための任意の好適な構成成分を含み得る。一実施形態では、耐火スラリ流体14は、複数の耐火粒子と、バインダと、スラリを作るための液体または流体と、を含む。他の実施形態では、スラリ流体14は、例えば耐火粒子の湿り気程度、一時的なパターンアセンブリの湿り気程度、気体または発泡体の包含程度、といったようなスラリの特性を制御するべく、少なくとも1つの添加剤または複数の添加剤を含み得る。耐火型を形成する上で好適な細かく分割された耐火粒子は、それらが他のスラリ成分と不所望の反応を有しない限り、任意のものが採用され得る。 他のスラリ成分とは、ジルコニア、溶融ジルコニア、アルミナ、溶融アルミナ、ムライト、溶融ムライト、イットリア、シリカ、溶融シリカ、アルミノシリケート、カオリン粘度、焼成カオリン粘度、雲母、カーボン、及び、それらの組み合わせ、を含む。 耐火粒子は、任意の好適な粒子径、及び/または、任意の好適な粒子形態またはモルホロジーを含み得る。それは、球形、等軸性、針状、角度付(angular)、繊維状、フレーク状、粒状(例えば標準的なメッシュサイズを用いて測定可能な等形状粒子または不等形状粒子)、樹枝状、細長状、血小板状、または、中空粒子状(例えば中空球)、を含む。 粒子は、約1〜約20、より好適には約1〜約5、のアスペクト比(最小寸法に対する最大寸法の比)を有し得る。 粒子サイズは、スラリ被覆層内での耐火粒子の含有密度を変えるべく、平均粒子径のユニモーダル(単峰性)分布、バイモーダル(二峰性)分布またはマルチモーダル(複数峰性)分布を含み得る。一実施形態では、例示的な粒子径は、100メッシュ未満であって600メッシュより大きい。 例えばエチルシリケートやコロイダルシリカ溶液のような、様々なバインダ溶液を含む任意の好適なバインダ材料が利用され得る。任意の好適なキャリヤ用の液体ないし流体が採用され得る。それは、水または様々な水溶液を含む。例えば、スラリ流体14は、水溶性のスラリ流体である。様々なスラリ添加剤も、スラリ特性を制御するために採用され得る。それは、有機フィルム形成要素、湿潤剤、界面活性剤、泡消し剤、を含む。

スラリ流体14は、パターンまたは被覆前のスラリ被覆の湿潤を促す湿潤剤を含み得る。アルキル硫酸ナトリウム、アルキルアリールスルホン酸ナトリウム、オクチルフェノキシポリエトキシエタノール、のような湿潤剤が、利用され得る。幾つかの特徴において、泡消し剤が、泡形成を抑制して空気泡の漏洩を許容するべく、含まれ得る。泡消し剤は、水溶性のシリコン乳剤や、nオクチルアルコールのような液体脂肪アルコールを含み得る。アルミン酸塩、珪酸塩及び酸化物のような耐火コバルト化合物である核形成剤や粒子微細化剤も、スラリ流体14に添加され得る。

スラリ流体14は、一時的なパターンアセンブリ18上にスラリ被覆層16を形成するのに好適な任意の粘度を有し得る。スラリ流体14は、凝集物を破壊して空気含有を除去するべく攪拌を利用することで、バインダ液体に耐火力を付加することによって準備され得る。攪拌は、スラリ流体14の使用前に、粘度がその最終レベルに低下するまで、継続される。攪拌は、粉末が懸濁状態から脱することを防止するべく、製造中においても継続され得る。バッフルまたはプロペラミキサを有する回転タンクが、攪拌のために想定され得る。

一実施形態において、粘度は、ザーンカップNo.4の室温範囲で7〜35秒、より好適には10〜32秒、の範囲を含み得る。一実施形態において、スラリ流体14は、流体内の流体成分の懸濁液を含む。別の実施形態では、所定の安定性ないし貯蔵寿命を提供するべく、安定的な懸濁液を含む。一実施形態では、懸濁液は、安定性のあるコロイド懸濁液を有する。好適なスラリ流体14は、例えば米国特許第2,948,935(Carter)、第3,860,476(Moore)、第3,878,034(Beyer)及び第5,069,271(chandley)に記載されたような従来のスラリ流体を含み得る。これら出願の全体の内容は、当該参照によって、本明細書に組み込まれる(incorporated by reference)。

一般に、2以上のスラリ流体14が、耐火型アセンブリを製造するために用いられる。異なるスラリ流体14から堆積される被覆は、耐火型アセンブリの所望の特性を得るべく、所定の順序で順序付けられる。当該特性は、型の内面の表面仕上げ、型強度、熱伝達特性、気体透過性(気体透過性または気体不透過性)、等を含み、以下に更に説明される。

ここで用いられるように、スラリカーテン12という用語は、カーテンの形態に好適に成形ないし形成されたスラリ流22を示すべく、用いられている。ここで用いられるように、カーテンという用語は、カーテン、滝またはシャワーの形態の形状、波状の形状、または、スラリ流22をその厚さまたは幅よりも実質的に大きい長さを有するような形態に形成する類似の形状、を含む。スラリカーテン12及びスラリ流22は、連続的な形状または非連続的な形状を規定し得る。それは、所望の湿った被覆層16を当該表面24上に提供するように構成される一時的または除去可能な型パターンアセンブリ18の表面24の形状を規定する、一連のスラリ流22または一パターンのスラリ流22を含む。一実施形態では、スラリカーテン12は、連続的な湿った被覆層16を、一時的な型パターンアセンブリ18が当該カーテン下方で回転される時に表面24の全てまたは略全てに提供するような形状及びサイズを有する。他の実施形態では、スラリカーテン12は、連続的な湿った被覆層16を、一時的な型パターンアセンブリ18が当該カーテン下方で回転される時に表面24の所定の一部に提供するような形状及びサイズを有する。様々な実施形態において、スラリカーテン12とスラリ流22は、湿った被覆層16を、一時的な型パターンアセンブリ18が当該カーテン下方で回転される時に表面24の全てまたは任意の一部に提供するための柔軟性を有するように構成され得る。

一実施形態において、スラリカーテン12は、図1及び図1Aに示されるように、長さ(l)と厚さ(t)とを有しており、長さの方が厚さよりも実質的に大きい。スラリカーテン12は、パターンアセンブリの軸方向全長すなわち高さの全てまたは一部を覆うように構成されるように、スラリ流を成形するように構成されている。それは、概ね、スプルーパターンの長さないし高さである。インベストメント鋳型スラリカーテン装置10は、出口部20をも含んでいる。出口部20は、スラリ流体14とスラリ流22とを投与して、スラリカーテン12を形成するように構成されており、スラリカーテンを所定の形状に成形する工程を含んでいる。出口部20は、スラリ流体14のスラリ流22をカーテンの形状に案内するのに好適な、任意の好適な形状ないし構成を有し得る。一実施形態では、出口部20は、スラリ流体14のスラリ流22を受容し、集積し、または案内するための、マニホルド、導管、タンク、または、同様の装置における、囲まれたオリフィス21(図1及び図1A)あるいは複数の囲まれたオリフィスを有し得る。それは、ここで説明されるように、スラリカーテン12の形状にスラリ流体14のスラリ流22を案内するのに好適なオリフィス形状を有している。別の実施形態では、出口部20は、スラリ流体14のスラリ流22を受容し、集積し、または案内するための、マニホルド、導管、タンク、または、同様の装置における、縁部23(図2)または複数の縁部を有し得る。それは、ここで説明されるように、当該縁部を乗り越えてスラリカーテン12状にスラリ流体14のスラリ流22を案内するのに好適な縁部形状を有している。

一実施形態では、出口部20は、出口形状20’を有しており、当該出口形状は、当該出口部20’によって生成されるスラリカーテン12の形状が調整可能ないし変更可能であるように、調整可能ないし変更可能である。それは、例えば、ネジ式締結具27を用いて緩められ得る/固定され得る可動プレート25ないしシャッタ(図3)を利用してなされる。ある特徴では、出口形状20’は、スラリカーテン12が投与されている間に、調整可能であり得る。例えば、出口部20は、長さに沿ってスラリカーテン厚さのある範囲を提供するように調整可能であり得るし、長さ自体、ある範囲の長さを提供するように調整可能であり得るし、出口部20は、スラリカーテン12の厚さと長さの両方が調整可能であり得るように、調整可能であり得る。一実施形態では、例えば出口部20の形状の設定時に、あるいは、スラリ流体14及びスラリ流22が出口部20を流れている間に、出口部20の形状が手動で調整され得る。別の実施形態では、例えば出口部20の形状の設定時に、あるいは、スラリ流体14が出口部20を流れている間に、出口部20が電子コントローラや電子機械アクチュエータを用いて自動的に調整され得る。

一実施形態では、出口部20は、スラリカーテン12が平坦面を有するように、スラリ流体14の流れを提供する出口形状を有する(図1、図1A及び図2)。別の実施形態では、出口部20は、スラリカーテン12が曲面を有するように、スラリ流体14の流れを提供する出口形状を有する(図1、図1A及び図2)。スラリカーテン12は、パターンアセンブリの様々な形状に倣うべく、平坦面ないし曲面(図4)のような単一形状を有し得るし、複数の平坦面部分ないし曲面部分が組み合わされ得る(図4)。出口部20は、1つのスラリカーテン12または複数のスラリカーテン12を共に規定し得る複数の出口部20を有し得る。

スラリカーテン12は、図1及び図1Aに示されるように、長さ(l)と厚さ(t)とを有しており、長さの方が厚さよりも実質的に大きい。この点に関して、実質的に大きいという意味は、それよりも大きいことを含み、一実施形態では、5倍以上大きいと規定され得る。別の実施形態では、スラリカーテン12の長さは、厚さの約5〜約1000倍であるし、また別の実施形態では、スラリカーテン12の長さは、厚さの約20〜約500倍である。スラリカーテン12は、任意の好適な厚さを有し得て、一実施形態では約0.040インチより大きいし、別の実施形態では、約0.040インチ〜約0.50インチの範囲であり得るし、より好適には、約0.040インチ〜約0.10インチであり得る。一実施形態では、スラリカーテン12の厚さは、当該カーテンの長さに沿って一定である。一実施形態では、スラリカーテン12の厚さは、当該カーテンの長さに沿って変化する(図6)。ある特徴では、スラリカーテン12の厚さは、当該スラリカーテン12の長さに沿った平面及び/または曲面内で一定であり得る。別の特徴では、スラリカーテン12の厚さは、パターンアセンブリ18の様々な形状に倣うべく、当該スラリカーテン12の長さに沿った平面及び/または曲面部分内で可変に調整され得る。

一実施形態では、スラリカーテン12は、パターンアセンブリ18の全長、あるいはパターンアセンブリ18の所定の一部のみ、を覆うように構成された単一のスラリカーテン12(図1、図1A及び図2)を有する。別の実施形態では、スラリカーテン12は、共にパターンアセンブリ18の全長、あるいはパターンアセンブリ18の所定の一部のみ、を覆うように構成された複数の区分スラリカーテン12(図4、図5及び図6)を有する。区分スラリカーテン12は、パターンアセンブリ18の所望の被覆を提供するべく、任意の所定のパターンに構成され得て、図6に示されるパターンを含む。

インベストメント鋳型スラリ被覆装置 別の実施形態では、図7、図8及び図8Bに示されるように、インベストメント鋳型スラリ被覆装置100が、スラリ流体14のスラリ流22を受容するように構成された導管30と、当該導管30に動作可能に結合された出口部20と、を備えている。ある特徴では、インベストメント鋳型スラリカーテン装置10は、インベストメント鋳型スラリ被覆装置100を含み得るか、あるいは、インベストメント鋳型スラリ被覆装置100に動作可能に接続され得る。当該実施形態では、インベストメント鋳型スラリ被覆装置100は、導管30と出口部20とを組み合わせていて、出口部20は、スラリカーテン12としてスラリ流体14のスラリ流12を投与するように構成されている。 当該実施形態では、導管システム32が、スラリ流20を導管30に搬送するために利用される。導管システム32は、一般に、スラリ流体をその成分から準備するために用いられ得る、あるいは準備されたスラリ流体を貯蔵するために用いられ得る、あるいはそれらの組み合わせのために用いられ得る、タンク、桶、ミキサあるいは同様の装置34から、あるいは、スラリ流体14の任意の他の好適な源35から、スラリ流体14を搬送するために用いられる。導管30は、スラリ流体14の流れをスラリカーテン12として投与するための出口部20を含んでいる。 ある実施形態では、導管30は、有利には、出口部に隣接してスラリ流体14を集積する1つまたは複数の装置の必要無しに、出口部20からスラリ流体14を直接的に投与するために利用され得る。また、出口部20は、導管30の任意の好適な部位に導入され得る。それは、図13A及び図13Cに示されるような端部36であってもよいし、または、図14Aに示されるような導管の長さ38に沿うものであってもよい。

導管30は、サイズないし形状を有し得る。それは、断面形状を含む。ある実施形態では、導管30は、パイプないし管40の長さを有し得る。パイプないし管40は、任意の好適な断面形状を有し得る。それは、様々な円形、矩形、角丸めされた矩形、の断面形状を含む。それは、四角形及び角丸めされた四角形の断面形状を含む。 導管30は、長手方向軸に沿って、曲がっていてもよいし、曲げられ得てもよい。ある実施形態では、導管30は、約0.25インチから約12インチの範囲、より好適には約1インチから約3インチの範囲、の直径または辺長を有する円形断面または四角形断面を有し得る。 導管30は、任意の好適な材料から形成され得る。それは、様々なプラスチック、金属または複合材を含む。複合材は、様々なファイバガラス複合材やカーボン複合材のような、繊維強化複合材を含む。好適な金属導管は、銅、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、鉄パイプないし鉄管、を含む。 好適なプラスチック導管は、任意の好適な工業用の熱可塑性樹脂ないし熱硬化性樹脂から形成されるプラスチックを含む。それら樹脂は、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリアミド、エポキシ、フェノール樹脂、を含み得る。それらは、任意の好適なフィラーないし強化繊維で充填され得る。複合材導管は、様々な形態のガラス、金属またはカーボン繊維で補強された前述のタイプの樹脂を含む。当該形態は、様々な巻き付かれた形態や、包まれた形態や、織られた形態を含む。 導管30は、剛性であってもよいし、柔軟性であってもよい。導管30は、ライナ42によって内面をライナ処理されてもよい。ライナ42及びライナ材料44は、導管の材料と比較して、スラリ流体14に関して、増大される化学的抵抗、増大される摩耗抵抗、低減される摩擦係数、のうちの少なくとも1つを提供するように選択され得る。好適なライナ材料は、導管30の材料よりも大きい硬度ないし摩耗抵抗を有する、様々な金属、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物、それらの組み合わせ、または、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)のフィルムないし被覆を含み得る。それらは、例えば硬質粒子金属マトリクス複合材のような、オイルガス産業において表面硬化材料として使われている材料を含む。ライナ材料44は、スラリ流体14に対する摩擦係数を低減する様々なポリマー材料を含み得る。それは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のような様々なフルオロポリマーを含む。ライナ材料44は、熱処理や、導管30の内面31上に堆積される被覆ないしフィルムのように、任意の好適な態様で適用され得る。

導管30は、任意の好適な接続ないし結合によって、導管システム32に取り付けられ得る。それは、柔軟ないし可動ないし調整可能な継手(カップリング)を含む。例えば、導管システム32に対する導管30の動きを許容する様々な継手を含む。柔軟継手33は、例えば、スラリ流体14を搬送するのに好適な柔軟ホースと、可動ないし調整可能な固定部と、のあらゆる態様を含む。当該固定部は、可動ないし調整可能な3軸の固定部ないしテーブルを含む。継手33は、3つの互いに直交する方向ないし軸(例えばx−y−z)に沿った導管30の平行移動ないし移動、あるいは導管の一端回りの放射状移動または回動移動、あるいはそれらの組み合わせ、を可能にするべく、可動ないし調整可能であり得る。これら継手33は、被覆対象の一時的なパターンアセンブリ18に対して、特には一時的なパターンアセンブリ18の長手スプルー軸26に対して、任意の所望の方向ないし角度向きにおいて、特にはカーテンの長さないし長手方向中心軸に沿った方向において、導管30、出口部20及びスラリカーテン12の調整を可能にする。 ある実施形態では、導管30、出口部20及びスラリカーテン12は、長手方向導管軸線28がスプルー軸26に対して実質的に平行(平行を含む)であるか同一平面上であるように、位置決めされ得る。当該実施形態では、導管30、出口部20及びスラリカーテン12は、当該少なくとも1つの軸に沿っての平行移動によって、3つの相互に直交する軸の少なくとも1つの軸について可動である。このようにして、導管30、出口部20及びスラリカーテン12は、被覆対象部分に対して柔軟に位置決めされ得る。これは、スラリカーテン12が一時的なパターンアセンブリ18に衝突する時のスラリカーテン12の一時的なパターンアセンブリ18に対する前後位置を制御するための移動と、スラリカーテン12の一時的なパターンアセンブリ18に対する中心合わせないし他の調整を許容するための、導管30、出口部20及びスラリカーテン12の一時的なパターンアセンブリ18の、特にはスプルー部の、両端に対する横方向移動ないし位置決めと、出口部20と一時的なパターンアセンブリ18の表面との間の距離とスラリカーテン12の高さとを制御するための移動と、を含む。 別の実施形態では、導管30、出口部20及びスラリカーテン12は、長手方向導管軸線28がスプルー軸26に対して実質的に平行でない(平行でないことを含む)ように、導管30、出口部20及びスラリカーテン12がスプルー軸26に対して角度(α)を有するように、回動され得て位置決めされ得る。当該角度は、任意の好適な角度であり得て、各方向において約0°〜約90°の角度を含み、特には各方向において約1°〜約90°の角度を含み、更に特には各方向において(例えば上方/下方に)約10°〜約80°の角度を含む。角度的な回動移動は、一時的なパターンアセンブリ18に対してスラリカーテン12がどのように位置決めされるか、に大きな柔軟性を提供するべく、直交軸に沿った移動と組み合わされてもよい。これは、出口部20とスラリカーテン12が3つの相互に直交する軸の少なくとも1つの軸について、当該少なくとも1つの軸に沿って平行移動するか、当該少なくとも1つの軸回りに回転するか、それらの組み合わせか、によって移動可能である実施形態で説明され得る。 柔軟継手33は、また、スラリカーテン12が出口部20を出る放射方向位置に影響を与えるための導管30及び出口部20の導管軸線28回りの回転を可能にし得る。角度(β)は、任意の好適な角度であり得て、約0°〜約180°の角度を含み、特には約10°〜約170°の角度を含み、更に特には約45°〜約135°の角度を含む。これは、導管30、導管軸線28及びスラリカーテン12が、スプルー軸26に対してまたはアセンブリが導管30(あるいは装置10、100、200のいずれか)を含むスラリステーションを通過して移動される場合のアセンブリ302の動き29の方向に対して、水平方向に前後に角度付けられること、すなわち、任意の鋭角で前後に方向付けられること、を可能にする。 継手33は、柔軟ないし可動ないし調整可能な継手を含むが、オペレータによって手動で調整されてもよいし、様々な電子機械的なリニアアクチュエータ70や回転アクチュエータ72を採用することで、自動的に調整可能であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。それらは、プログラマブルマイクロコントローラやコンピュータのような電子コントローラ74に動作可能に結合される。プログラマブルマイクロコントローラまたはコンピュータは、1または複数の計算システムを含み得る。それは、任意の適当なタイプの汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、専用ハードウェア、トランシーバ(ここで規定される通信チャネルを介して通信する)、等を含む。計算システムは、更に、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、ストレージ装置、ネットワークインタフェース、等を含み得るか、それらに接続され得る。計算システムは、様々なプロセスを実施するべく、一連のコンピュータプログラム指令を実行し得る。コンピュータプログラム指令は、ROMから、通信チャネル(有線または無線)から、ストレージ装置から、及び/または、同様の装置から、プロセッサによる実行のためRAMへとロードされ得る。ストレージ装置は、制御装置が処理を実施するために必要とし得る任意のタイプの情報を記憶するために提供される、任意の適当なタイプのストレージを含み得る。 導管30、出口部20及びスラリカーテン12の調整ないし移動の自動制御の場合、当該調整ないし移動は、湿った被覆層の適用前の初期設定の一部として利用され得て、層の適用中には固定され得る。あるいは、導管30、出口部20及びスラリカーテン12の調整ないし移動の自動制御は、湿った被覆層の適用中にスラリカーテン12を移動するためにも採用され得る。ある実施形態では、出口部20は、スラリ流22としてスラリ流体14の円形流を含む実質的な円形流をもたらす単一の円形の出口部を有し得る。導管30と出口部20は、導管軸線28に沿って迅速に前後移動ないし前後往復され得て、円形流の移動が当該円形流の直径よりも実質的に大きい長さを有する部分的ないし疑似的なスラリカーテン12をもたらす(図9及び図10)。当該実施形態では、出口部20は出口開口48を有し、導管30は可動であり、スラリ流体14の出口開口48を介してのスラリ流22と導管30の動きとが(相俟って)、スラリカーテン12を生成する。 前述の導管30、出口部20及びスラリカーテン12の移動ないし調整に加えて、一時的なパターンアセンブリ18もまた、ここで説明されるように、導管30、出口部20及びスラリカーテン12に対して可動に位置決めされ得る。それは、スラリカーテン12の下方での、回転、平行移動、角度付け、を含む。 ある実施形態では、導管30、出口部20及びスラリカーテン12は、インベストメント鋳型アセンブリコンベヤ80に動作可能に結合されている。ある実施形態では、インベストメント鋳型アセンブリコンベヤ80は、一時的なパターンアセンブリ18を含む耐火シェル型アセンブリ及び/またはインベストメント鋳型アセンブリ600を、スラリカーテン12の下方で、所定の方向82に回転可能に搬送するように構成されている(図30)。ある実施形態では、所定の方向82は、スラリカーテン12によって規定される平面に実質的に直交している。別の特徴では、所定の方向82は、90°以下の角度を有し得るか、スラリカーテン12によって規定される平面に対して傾斜され得る。ある実施形態では、耐火シェル型アセンブリ及び/またはインベストメント鋳型アセンブリ600は、スプルー軸26のような型軸線に沿って回転可能に配置されて、型軸線は、水平方向を含む実質的な水平方向に配置される。ここで用いられているように、水平とは、当該場所における水平面を含む地表面に平行であることを意味する。

導管30は、一時的なパターンアセンブリ18及びスプルー軸26に対して、任意の所定の周方向位置で(例えば、アセンブリ回りに0°〜360°)、アセンブリから所定の径方向間隔ないし距離で(例えば、d1及びd2、ここで、d2>d1)、周方向に位置決めされ得る(図12)。例えば、導管30は、スラリカーテン12が一時的なパターンアセンブリ18に向かって下向きである(例えば0°)ように、所定の径方向間隔ないし距離で一時的なパターンアセンブリ18の鉛直上方に位置決めされ得る。あるいは、導管30は、スラリカーテン12が一時的なパターンアセンブリ18に向かって上向きである(前例と同じ周方向基準点を用いて例えば180°)ように、所定の径方向間隔ないし距離で一時的なパターンアセンブリ18の鉛直下方に位置決めされ得る。他の実施形態では、導管30は、任意の他の所定の周方向位置に位置決めされ得る。

導管30は、当該導管30の任意の好適な部位に導入され得る出口部20を含んでいる。それは、導管の端部36であってもよいし、導管30の長さ38に沿うものであってもよい。ある実施形態では、出口部20は、導管の端部に配置されたノズル46を有する。ノズル46は、スラリカーテン12を生成するように構成された出口開口48を規定する(図13A乃至図13C)。ノズル46は、材料50でライナ処理された内面から形成され得るか、そのような内面を有し得る。当該材料50は、増大される化学的抵抗、増大される摩耗抵抗、低減される摩擦係数、のうちの少なくとも1つを提供するように選択され得る。それは、ライナ材料44について前述されたのと同じ材料であり得る。出口開口48は、複数の開口48を含み得る。1つまたは複数の開口48は、スラリ流22が当該開口48を出る時にスラリカーテン12を生成するように構成された任意の好適な開口形態を有し得る。ある実施形態では、ノズル46の出口開口48は、スラリカーテン12を生成するように成形されることによって、構成され得る。それは、単一のスロット52または複数の隣接するスロット52を含む。それは、幅よりも実質的に大きい長さを有する。1つまたは複数のスロット52は、任意の好適な形態を含み得る。それは、様々な矩形スロット形態、曲がった面状のスロット形態、または、それらの組み合わせ、を含む。ある実施形態では、ノズル46の出口開口48は、スラリカーテン12を生成するように成形されることで、構成され得る。それは、幅よりも実質的に大きい長さを有する孔パターン56を規定する複数の隣接孔54を含む(図14A及び図14B)。複数の孔54は、任意の好適なパターン形態を含み得る。それは、様々な矩形パターン形態、曲がった面状のパターン形態、または、それらの組み合わせ、を含む。ある実施形態では、複数の孔54は、複数の列58及び複数の行60を有する孔パターン56で配置され得る。別の実施形態では、孔パターン56は、複数の列58及び複数の行60を含み得て、隣接する列58及び/または行60の孔が、所定のオフセット距離d1及びd2で互いに対してオフセットされている。d1及びd2は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

別の実施形態では、ノズル46が、導管30と出口部20との間で延びる推移部62を含み得る(図13C)。推移部62は、出口部20に至る前のスラリ流22を成形して当該スラリ流22をスラリカーテン12に拡げるよう構成された推移チャンバ64を含み得る。推移チャンバ64は、例えば、出口部20でのスラリカーテン12内でのスラリ流22の均一性を増大させ得る。このことは、スラリカーテン12が型パターンアセンブリ18に適用される時、湿った被覆層16の厚さ(t)の均一性を増大させ得る。推移部62と推移チャンバ64は、任意の好適な形状及びサイズを有し得る。湿った被覆層16の厚さの均一性は、最終的に耐火型の型壁を構成する複数の乾燥被覆層の厚さに直接関連するので、大変有利である。型壁の厚さの均一性は、耐火型内での物品の鋳造準備時または鋳造中における型壁の加熱及び冷却に直接または間接に影響し、ひいては鋳造部品の微細構造及び特性に直接または間接に影響するので、有利である。

ある実施形態では(例えば図11)、出口部20は、導管30の一体部を有しており、導管30の長さ38に沿って配置されている。出口部20は、スラリカーテン12を生成するように構成された出口開口48を含んでいる。出口部20は、導管30の壁66内に1つまたは複数の開口48を含み得る。あるいは、開口48は、導管30の壁66内に配置された挿入部68によって規定され得る(図15)。当該挿入部68は、導管30に恒久的に固定ないし取り付けされ得る。あるいは、当該挿入部68は、それが挿入開口69内に選択的に挿入可能且つ取り外し可能であるように構成されてもよい。挿入部68は、導管30と同じ材料から形成され得る。あるいは、挿入部68は、材料50でライナ処理された内面から形成され得るか、そのような内面を有し得る。当該材料50は、増大される化学的抵抗、増大される摩耗抵抗、低減される摩擦係数、のうちの少なくとも1つを提供するように選択され得る。それは、ライナ材料44について前述されたのと同じ材料であり得る。ある特徴では、挿入材料は、マニホルド材料よりもスラリに対して大きい摩耗抵抗を有する。 出口開口48は、複数の開口48を含み得る。1つまたは複数の開口ないしオリフィス48は、スラリ流22が当該開口48を出る時にスラリカーテン12を生成するように構成された任意の好適な開口形態を有し得る。ある実施形態では、挿入部68の出口開口48は、スラリカーテン12を提供するように成形されることによって、構成され得る。それは、単一のスロット52または複数の隣接するスロット52を含む(図13B)。それは、幅よりも実質的に大きい長さを有する。ある実施形態では、スロット52が、当該スロット52を横切って延びて橋渡しする複数の間隔を空けた強化ないし補強リブ53を含み得る。それによって、複数の隣接するスロット52が規定されている。リブ53は、例えば、その長さに沿ってスロットの幅を維持して、スラリ流22の流圧によるスロット幅の歪みを防止して、スラリカーテン12の長さに沿っての形状及び幅の一貫性を維持するために、利用され得る。1つまたは複数のスロット52は、任意の好適な形態を含み得る。それは、様々な矩形スロット形態、曲がった面状のスロット形態、または、それらの組み合わせ、を含む。ある実施形態では、挿入部68の出口開口48は、スラリカーテン12を生成するように成形されることで、構成され得る。それは、幅よりも実質的に大きい長さを有する孔パターン56を規定する複数の隣接孔54を含む。複数の孔54は、任意の好適なパターン形態を含み得る。それは、様々な矩形パターン形態、曲がった面状のパターン形態、または、それらの組み合わせ、を含む。ある実施形態では、複数の孔54は、複数の列58及び複数の行60を有する孔パターン56で配置され得る。別の実施形態では、孔パターン56は、複数の列58及び複数の行60を含み得て、隣接する列58及び/または行60の孔が、所定のオフセット距離d1及びd2で互いに対してオフセットされている。d1及びd2は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 出口開口48のサイズ及び形状は、導管と一体である場合でも挿入部68によって規定される場合でも、固定されていてもよいし、調整可能であってもよい。導管30内の固定の開口の場合、あるいは、開口48を規定する挿入部68の場合、当該サイズ及び形状は、例えば可動シャッタ78(図16)のような分離した調整機構76の導入によって調整され得る。それは、開口の長さ、幅、またはそれらの組み合わせ、を制御するべく導管30上に可動に配置されたシャッタを含む。挿入部68の場合、当該挿入部68の一部が、開口48のサイズ及び形状を規定するべく調整可能であり得る。それは、長さ、幅、またはそれらの組み合わせ、を含む。ある実施形態では、調整機構76は、出口部20を選択的に開閉するように構成され得る。あるいは、バルブ機構79(図16)が、選択的に出口部20を開閉するように、出口部20の近位の導管内または導管上に配置され得る。

導管30は、出口部20に至る前のスラリ流22を成形して当該スラリ流22をスラリカーテン12に拡げるよう構成された導管チャンバ69を、出口部20及び/または挿入部68に隣接する導管の部位において、含み得る。導管チャンバ69は、例えば、出口部20でのスラリカーテン12内でのスラリ流22の均一性を増大させ、または、流速を増大させるように成形され得る。このことは、スラリカーテン12が型パターンアセンブリ18に適用される時、湿った被覆層16の厚さ(t)の均一性を増大させ得る。導管チャンバ69は、任意の好適な形状及びサイズを有し得る。湿った被覆層16の厚さの均一性は、前述された通り、大変有利である。

ある実施形態では、導管システム32及び導管30は、出口部20がスラリカーテン12を重力スラリカーテンとして投与するように構成されるように、スラリ流体14のスラリ流22を出口部20に投与(供給)するように構成され得る。換言すれば、スラリ流22は、それが重力によってスラリカーテンとして出口部20を出るというように、導管システム32及び導管30を介して提供され得る。導管システム32及び導管30並びに出口開口48を含む出口部20は、所定の流速で重力によってスラリ流体14を供給するように選択され得る。所定の流速とは、所望のスラリカーテン12の特性を達成するための、あるいは所望量の材料を一時的なパターンアセンブリ18の表面24に提供するための、あるいは2番目以降の湿った被覆層16の場合にはその前に一時的なパターンアセンブリ18上に堆積された被覆層に所望量の材料を提供するための、任意の好適な所定の流速であり得る。所定の流速は、また、一時的なパターンアセンブリ18のサイズの関数であり得る。一時的なパターンアセンブリ18のサイズとは、その表面積を含む。ある実施形態では、所定の流速とは、少なくとも約0.5ガロン/分であり得る。それは、約0.5ガロン/分〜約20ガロン/分の範囲を含み、特には約1ガロン/分〜約5ガロン/分の範囲を含む。ある実施形態では、所定の流速とは、一時的なパターンアセンブリ18上に堆積される湿った被覆層16の所定の被覆層厚さを達成するように選択され得る。所定の流速とは、例えば一時的なパターンアセンブリ18がスラリカーテン12の下方で回転されて以前に堆積された湿った被覆層16の部位がスラリカーテン12の下方で回転されている時において、所定の被覆層厚さを達成するべく表面上に十分なスラリ流体14を提供するために十分に高い必要がある一方、湿った被覆層16の確立を妨げるほどは高くない、すなわち、その前に堆積された湿った被覆層16の部位を崩壊ないし浸食するほどは高くないという必要がある。

別の実施形態において、導管システム32及び導管30は、出口部20がスラリカーテン12を圧縮スラリカーテンとして投与するように構成されるように、スラリ流体14の圧縮流としてスラリ流22を出口部20に投与(供給)するように構成され得る。換言すれば、スラリ流22は、それが圧力下でスラリカーテンとして出口部20を出るというように、導管システム32及び導管30を介して提供され得る。スラリ流体14の圧縮流は、導管システム32及び導管30を介してスラリ流14をポンプ駆動するための好適なスラリポンプ37を用いて生成され得る(例えば図11)。スラリ流22が圧縮スラリ流を有する時、任意の好適な流体圧が、出口部20からスラリ流22の所定の流速を達成するべく利用され得る。ある実施形態では、流体圧は、0.5〜50psigの範囲、特には1〜25psigの範囲であり得る。

ある実施形態では、導管30は、スラリ流22及びスラリ流体14の流体連通のために導管システム32に動作可能に接続された複数の導管30を有しており、出口部20は、スラリ流体14の対応する複数のスラリ流22を受容して当該スラリ流を対応するスラリカーテン12として投与するように構成された、前記複数の導管30に対応する複数の出口部20を含んでいる(図11)。複数の導管30は全て、それぞれの湿った被覆層16の堆積前のセットアップ中か、それぞれの湿った被覆層16の堆積中において、互いに対して固定され得るか可能であり得るように、前述の接手33を介して結合され得る。複数の導管30は、単一のスラリ被覆ステーション内で、複数のスラリカーテン12を含むように構成され得て利用され得る。あるいは、複数の導管30は、複数のスラリ被覆ステーション内に複数のスラリカーテン12を含むように利用され得る。それは、複数のスラリ被覆ステーションに1または複数のスラリカーテン12を提供することを含む。インベストメント鋳型スラリ被覆装置100での被覆は、空気中、真空中、及び/または、制御環境中で実施され得る。

インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置 スラリ被覆装置の別の実施形態において、インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200は、図17A乃至図17Cに示されるように、スラリ流体14のスラリ流22を受容するように構成されたスラリチャンバ212を有するスラリマニホルド210を含む。ある特徴において、インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200は、インベストメント鋳型スラリ被覆装置10及び/またはインベストメント鋳型スラリ被覆装置100を含むか、それに動作可能に接続され得る。当該装置200は、また、スラリマニホルド210上に配置された入口導管220を含んでいる。それは、スラリチャンバ212内への入口開口223を有している。入口導管220は、スラリチャンバ212内にスラリ流22を提供するように構成されている。当該装置200は、また、前述のように、スラリカーテン12を投与するように構成された出口部20を含んでいる。

ある実施形態では、インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200は、インベストメント鋳型スラリ被覆装置100に類似し得る。スラリマニホルド210は、スラリ流体14を提供するための単一の入口導管220を有する導管30を含む(図17A乃至図17C)。他の実施形態では、インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200は、複数のスラリ流体14または他の流体を供給するための複数の入口導管220、または複数の出口導管230、またはそれら両方、を含む(図18A及び図18B)。また、スラリマニホルド210は、受容されるスラリ流を全体的に投与する導管30とは異なる態様で、スラリ流14の入口導管220を介してのマニホルドへの供給ないし流れが一時的にまたは短時間中断される場合でも、スラリ流体14の一部を集積し得て出口部20を介してのスラリ流22を維持し得るというように、(例えば流速を調整することによって)構成され得る。

ある実施形態では、図17A乃至図17Cに示されるように、インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200が、スラリ流体14のスラリ流22を受容するように構成されたスラリマニホルド210と、当該マニホルド210に動作可能に結合された出口部20と、を含む。当該実施形態では、インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200が、スラリマニホルド210、入口導管220、出口部20、を組み合わせており、出口部20が、スラリ流体14のスラリ流22をスラリカーテン12として投与するように構成されている。当該実施形態では、導管システム32が、スラリ流20を入口導管220及びスラリマニホルド210に搬送するために利用される。導管システム32は、一般に、スラリ流体をその成分から準備するために用いられ得る、あるいは準備されたスラリ流体を貯蔵するために用いられ得る、あるいはそれらの組み合わせのために用いられ得る、タンク、桶、ミキサあるいは同様の装置から、あるいは、スラリ流体14の任意の他の好適な源35から、スラリ流体14を搬送するために用いられる。スラリマニホルド210は、スラリ流体14の流れをスラリカーテン12として投与するための出口部20を含んでいる。ある実施形態では、スラリマニホルド210は、有利には、出口部20から投与され得るようにスラリ流体14を集積するために利用され得る。出口部20は、スラリマニホルド210の任意の好適な部位に導入され得る。ある実施形態では、出口部20は、スラリマニホルド210の底部214上に配置され得て、スラリカーテン12の形状を提供するように構成された開口形状218を有する出口開口248を含む。底部214に出口部20が配置される場合、当該底部は平坦な底部であり得る。底部214は、図17A乃至図17Cに示されるように、出口部20を介してのスラリ流22を促進して、出口部20の近傍で流れないで静止ないし停滞するスラリ流体14の集積の可能性を防ぐべく、下向きに先細状とされ得る。他の実施形態では、出口部20は、スラリマニホルド210の側方開口222または上部縁224に沿って配置され得る。それは、スラリカーテン12の形状を提供するように構成された出口リップまたは出口縁226を有している。当該出口縁226は、スラリ流22が自由にスラリカーテン12として流れることを許容してスラリマニホルド210の側方222をスラリカーテン12が流下することを防ぐのに十分な所定距離だけ、側方開口222または上部縁224から離れて外側に突出し得る。

スラリマニホルド210は、サイズないし形状を有し得る。それは、断面形状を含む。ある実施形態では、スラリマニホルド210は、細長い包囲部228を有し得る(図18A)。それは、幅と当該幅より実質的に大きい長さとを有する、細長い箱体、管体、または樋体、を含む。長さは、任意の好適な長さであり得て、所望の出口部20を含むのに十分な長さを含む。細長い包囲部228は、任意の好適な断面形状を有し得る。それは、様々な半円形、矩形、角丸めされた矩形、の断面形状を含む。それは、四角形及び角丸めされた四角形の断面形状を含む。ある実施形態では、細長い方イブは、樋のように開口する上方側232を有し得る(図17A)。他の実施形態では、上方側232は閉鎖され得る、ないし部分的に閉鎖され得る(図18B)。閉鎖ないし部分的に閉鎖された上方側232は、外来物質や汚染物質がスラリチャンバ212及びスラリ流体14内に導入される可能性を低減するので、有利である。スラリマニホルド210は、約0.25インチから約12インチの幅、より好適には約1インチから約3インチの幅、を含む任意の好適な直径または辺長を有する円形断面または四角形断面を有する。スラリマニホルド210は、任意の好適な材料から形成され得る。それは、導管30に関する利用について前述された材料を含む。スラリマニホルド210は、剛性であってもよいし、柔軟性であってもよい。スラリマニホルド210は、図19に示されるように、ライナ42によって内面234をライナ処理されてもよい。

スラリマニホルド210及び入口導管220は、任意の好適な接続ないし結合によって、導管システム32に取り付けられ得る。それは、柔軟ないし可動ないし調整可能な継手(カップリング)を含む。例えば、導管システムに対する導管30の動きを許容する様々な継手を含む。入口導管220は、当該接手を含み得る。柔軟継手は、例えば、スラリ流体14を搬送するのに好適な柔軟ホースと、可動ないし調整可能な固定部と、のあらゆる態様を含む。当該固定部は、可動ないし調整可能な3軸の固定部ないしテーブルを含む。継手は、3つの互いに直交する方向ないし軸(例えばx−y−z)に沿った平行移動ないし移動、あるいは導管30の一端回りの放射状移動または回動移動、あるいはそれらの組み合わせ、を可能にするべく、可動ないし調整可能であり得る。これら継手は、被覆対象の一時的なパターンアセンブリ18に対して、特には一時的なパターンアセンブリ18の長手スプルー軸26に対して、任意の所望の方向ないし角度向きにおいて、特にはマニホルドの長さないし長手方向中心導管軸線28に沿った方向において、スラリマニホルド210、出口部20及びスラリカーテン12の調整を可能にする。スラリマニホルド210、出口部20及びスラリカーテン12は、導管30に関して前述されたのと同じ態様で、位置決めされ得て、移動され得て、回動され得て、回転され得て、及び、他の調整をされ得る。それは、自動制御の導入も含む。 ある実施形態では、出口部20は、スラリ流22としてスラリ流体14の円形流を含む実質的な円形流をもたらす単一の円形の出口部を有し得る。スラリマニホルド210と出口部20は、導管軸線28に沿って迅速に前後移動ないし前後往復され得て、円形流の移動が導管30に関して前述された部分的ないし疑似的なスラリカーテン12をもたらす。 前述のスラリマニホルド210、出口部20及びスラリカーテン12の移動ないし調整に加えて、一時的なパターンアセンブリ18もまた、ここで説明されるように、スラリマニホルド210、出口部20及びスラリカーテン12に対して可動に位置決めされ得る。それは、スラリカーテン12の下方での、回転、平行移動、角度付け、を含む。 ある実施形態では、スラリマニホルド210、出口部20及びスラリカーテン12は、インベストメント鋳型アセンブリコンベヤ80に動作可能に結合されている。ある実施形態では、インベストメント鋳型アセンブリコンベヤ80は、一時的なパターンアセンブリ18を含む耐火シェル型アセンブリ及び/またはインベストメント鋳型アセンブリ600を、スラリカーテン12の下方で、所定の方向82に回転可能に搬送するように構成されている。ある実施形態では、所定の方向82は、スラリカーテン12によって規定される平面に実質的に直交している。ある実施形態では、耐火シェル型アセンブリ及び/またはインベストメント鋳型アセンブリ600は、スプルー軸26のような型軸線に沿って回転可能に配置されて、型軸線は、水平方向を含む実質的な水平方向に配置される。ここで用いられているように、水平とは、当該場所における水平面を含む地表面に平行であることを意味する。

スラリマニホルド210は、図12に示されるように、一時的なパターンアセンブリ18及びスプルー軸26に対して、任意の所定の周方向位置で(例えば、アセンブリ回りに0°〜360°)、アセンブリから所定の径方向間隔ないし距離で、周方向に位置決めされ得る。例えば、スラリマニホルド210は、スラリカーテン12が一時的なパターンアセンブリ18に向かって下向きである(例えば0°)ように、所定の径方向間隔ないし距離で一時的なパターンアセンブリ18の鉛直上方に位置決めされ得る。あるいは、スラリマニホルド210は、スラリカーテン12が一時的なパターンアセンブリ18に向かって上向きである(前例と同じ周方向基準点を用いて例えば180°)ように、所定の径方向間隔ないし距離で一時的なパターンアセンブリ18の鉛直下方に位置決めされ得る。他の実施形態では、スラリマニホルド210は、任意の他の所定の周方向位置に位置決めされ得る。

所定の実施形態では、出口部20及び出口開口248は、底部214上において、側方開口222として、あるいは、上部縁224として、前述のようにスラリマニホルド210に直接的に組み込まれ得る。スラリマニホルド210及びスラリ流22が加圧される実施形態では、代替的に、出口開口248がスラリマニホルド210の頂部236にも組み込まれ得て、スラリカーテン12が一時的なパターンアセンブリ18に向けて情報へと突出される(図20)。これらの実施形態において、出口部20は、スラリマニホルド210の一体部を有し、スラリマニホルド210の長さ238に沿って配置される。出口部20は、スラリカーテン12を生成するように構成された出口開口248を有している。 出口部20は、スラリマニホルド210のそれぞれの壁266内に1つまたは複数の開口216を含み得る。あるいは、開口216は、スラリマニホルド210の壁266内に配置された挿入部268によって規定され得る。当該挿入部268は、スラリマニホルド210に恒久的に固定ないし取り付けされ得る。あるいは、当該挿入部268は、それが挿入開口269内に選択的に挿入可能且つ取り外し可能であるように構成されてもよい。挿入部268は、スラリマニホルド210と同じ材料から形成され得る。あるいは、挿入部268は、材料50でライナ処理された内面から形成され得るか、そのような内面を有し得る。当該材料50は、増大される化学的抵抗、増大される摩耗抵抗、低減される摩擦係数、のうちの少なくとも1つを提供するように選択され得る。それは、ライナ材料44について前述されたのと同じ材料であり得る。 出口開口248は、複数の開口248を含み得る。1つまたは複数の開口ないしオリフィス248は、スラリ流22が当該開口48を出る時にスラリカーテン12を生成するように構成された任意の好適な開口形態を有し得る。ある実施形態では、壁266内であっても挿入部268内であっても、出口開口248は、壁66または挿入部68内の開口48に関して前述したのと同様に、スラリカーテン12を提供するように成形されることによって、構成され得る。それは、単一のスロット52または複数の隣接するスロット52を含む。それは、幅よりも実質的に大きい長さを有する。1つまたは複数のスロット52は、任意の好適な形態を含み得る。それは、様々な矩形スロット形態、円弧スロット形態、曲がった面状のスロット形態、または、それらの組み合わせ、を含む。ある実施形態では、出口開口248は、スラリカーテン12を生成するように成形されることで、構成され得る。それは、幅よりも実質的に大きい長さを有する孔パターン56を規定する複数の隣接孔54を含む。複数の孔54は、任意の好適なパターン形態を含み得る。それは、様々な矩形パターン形態、曲がった面状のパターン形態、または、それらの組み合わせ、を含む。ある実施形態では、複数の孔54は、複数の列58及び複数の行60を有する孔パターン56で配置され得る。別の実施形態では、孔パターン56は、複数の列58及び複数の行60を含み得て、隣接する列58及び/または行60の孔が、所定のオフセット距離d1及びd2で互いに対してオフセットされている。d1及びd2は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 出口開口248のサイズ及び形状は、スラリマニホルド210と一体である場合でも挿入部268によって規定される場合でも、固定されていてもよいし、調整可能であってもよい。スラリマニホルド210内の固定の開口の場合、あるいは、開口248を規定する挿入部268の場合、当該サイズ及び形状は、例えば可動シャッタ278のような分離した調整機構276の導入によって調整され得る。それは、開口の長さ、幅、またはそれらの組み合わせ、を制御するべくスラリマニホルド210上に可動に配置されたシャッタを含む。挿入部268の場合、当該挿入部の一部が、開口248のサイズ及び形状を規定するべく調整可能であり得る。それは、長さ、幅、またはそれらの組み合わせ、を含む。ある実施形態では、調整機構276は、出口部20を選択的に開閉するように構成され得る。あるいは、バルブ機構279が、選択的に出口部20を開閉するように、出口部20の近位のスラリマニホルド210内に配置され得る(図18B)。

所定の他の実施形態では、スラリマニホルド210の出口部20は、スラリ流22を受容するべく、流体連通状態にて、底部214、側部215または包囲された頂部側232のうちの1以上、または、それらの組み合わせで、壁266に動作可能に取り付けられた1以上の出口導管230に組み込まれ得る、あるいは、その上に配置され得る。出口導管230は、任意の好適な部位への導入を含んでいる導管30に関して前述されたのと同様に、出口部20を含み得る。任意の好適な部位とは、導管の端部36であってもよいし、導管30の長さ38に沿うものであってもよい。複数の出口導管230は、単一のスラリ被覆ステーション内で、複数のスラリカーテン12を含むように構成され得て利用され得る。あるいは、複数の出口導管230は、複数のスラリ被覆ステーション内に複数のスラリカーテン12を含むように利用され得る。複数の出口導管230及び複数の導管30の場合において、当該複数の出口導管及び/または複数の導管は、固定されていてもよいし、あるいは、可動であってもよい。可動の出口導管230及び/または導管30は、溶融パターンアセンブリ302に対して、関連する複数の出口部20及びスラリカーテン12を柔軟に位置決めするために利用され得る。

ある実施形態では、導管システム32及び任意の出口導管230を含むスラリマニホルド210は、出口部20がスラリカーテン12を重力スラリカーテンとして投与するように構成されるように、スラリ流体14のスラリ流22を出口部20に投与(供給)するように構成され得る(図17A乃至図17C)。換言すれば、スラリ流22は、それが重力によってスラリカーテンとして出口部20を出るというように、導管システム32及び任意の出口導管230を含むスラリマニホルド210を介して提供され得る。導管システム32及びスラリマニホルド210並びに出口開口248を含む出口部20は、所定の流速で重力によってスラリ流体14を供給するように選択され得る。所定の流速とは、所望のスラリカーテン12の特性を達成するための、あるいは所望量の材料を一時的なパターンアセンブリ18の表面24に提供するための、あるいは2番目以降の湿った被覆層16の場合にはその前に一時的なパターンアセンブリ18上に堆積された被覆層に所望量の材料を提供するための、任意の好適な所定の流速であり得る。所定の流速は、また、一時的なパターンアセンブリ18のサイズの関数であり得る。一時的なパターンアセンブリ18のサイズとは、その表面積を含む。ある実施形態では、所定の流速とは、少なくとも約0.5ガロン/分であり得る。それは、約0.5ガロン/分〜約20ガロン/分の範囲を含み、特には約1ガロン/分〜約5ガロン/分の範囲を含む。複数の出口導管230が採用される場合、各導管内の所定の流速は、例えば各出口導管の流路内に動作可能に配置された選択的に開閉可能なバルブ240を使用することによって、個別に制御され得る。各出口導管を通る所定の流速は、異なり得る。ある実施形態では、所定の流速とは、一時的なパターンアセンブリ18上に堆積される湿った被覆層16の所定の被覆層厚さを達成するように選択され得る。所定の流速とは、例えば一時的なパターンアセンブリ18がスラリカーテン12の下方で回転されて以前に堆積された湿った被覆層16の部位がスラリカーテン12の下方で回転されている時において、所定の被覆層厚さを達成するべく表面上に十分なスラリ流体14を提供するために十分に高い必要がある一方、湿った被覆層16の確立を妨げるほどは高くない、すなわち、その前に堆積された湿った被覆層16の部位を崩壊ないし浸食するほどは高くないという必要がある。

別の実施形態において、導管システム32及び任意の出口導管230を含むスラリマニホルド210は、出口部20がスラリカーテン12を圧縮スラリカーテンとして投与するように構成されるように、スラリ流体14の圧縮流としてスラリ流22を出口部20に投与(供給)するように構成され得る(図20)。換言すれば、スラリ流22は、それが圧力下でスラリカーテンとして出口部20を出るというように、導管システム32及び任意の出口導管230を含むスラリマニホルド210を介して提供され得る。スラリ流体14の圧縮流は、導管システム32及びスラリマニホルド210を介してスラリ流をポンプ駆動するための好適なスラリポンプを用いて生成され得る。スラリ流22が圧縮スラリ流を有する時、任意の好適な流体圧が、出口部20からスラリ流22の所定の流速を達成するべく利用され得る。ある実施形態では、流体圧は、0.5〜50psig、特には1〜25psig、であり得る。複数の出口導管230が採用される場合、各導管内の所定の流速及び流体圧は、例えば各出口導管の流路内に動作可能に配置された選択的に開閉可能なバルブ240を使用することによって、個別に制御され得る。各出口導管を通る所定の流速及び流体圧は、異なり得る。

ある実施形態では、スラリマニホルド210は、スラリ流22及びスラリ流体14の流体連通のために導管システム32に動作可能に接続された複数のスラリマニホルドを有しており、出口部20は、スラリ流体14の対応する複数のスラリ流22を受容して当該スラリ流を対応するスラリカーテン12として投与するように構成された、前記複数のマニホルドに対応する複数の出口部20を含んでいる。複数のスラリマニホルド210は全て、それぞれの湿った被覆層16の堆積前のセットアップ中か、それぞれの湿った被覆層16の堆積中において、互いに対して固定され得るか可能であり得るように、前述の接手を介して結合され得る。

ある実施形態では、スラリマニホルド210は、対応する複数のスラリチャンバ212を有する複数のスラリマニホルド210を有する。ある実施形態では、複数のスラリマニホルド210は、単一のスラリ被覆ステーション内で、複数のスラリカーテン12を提供するように構成され得る。スラリマニホルド210は、スラリ流体14及びスラリ流22の直接(図22)または並列(図21)の流体連通状態を提供するように配置され得る。直列配置では、第1スラリマニホルド210が、導管ネットワーク32と流体連通しており、他のスラリマニホルド210が、第1スラリマニホルド210とそれらの入口導管220を介して連続的に流体連通状態となっている。あるいは、並列配置では、スラリマニホルド210の全てが、それらの入口導管220を介して、スラリ流体14の源に至る導管システム32と流体連通状態にある。

インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200は、また、入口導管220を備えている。入口導管220は、スラリ流体14の源に動作可能に接続されて、当該源と流体連通状態にある。所定の実施形態では、入口導管220が、一端において導管システム32に動作可能に接続されて当該システムと流体連通状態にあり、他端においてスラリ流体14の源を提供するべくスラリマニホルド210に接続されている。入口導管220は、スラリ流体14を含む複数の流体の複数の流れを受容するために、導管システム32を介して構成され得る。これは、例えば、図22に示されるような単一の入口導管220についての一実施形態における流体連通状態にある導管及びバルブのネットワークを含む従来の手段を介しての、複数の流体のそれぞれの源に対する流体連通状態を含み得る。別の実施形態では、複数の流体が、例えば、図21に示されるような複数の導管220に対する導管及びバルブ209のネットワーク32を含む従来の手段を介して、流体連通状態にある。一実施形態において、複数の入口導管220は、スラリ14、水202、洗浄液204、エッチャント206ないしエッチャントリンス208の少なくとも1つの流れを提供するように構成されている。 少なくとも1つのスラリ流体14’は、スラリ流体14とは異なっている(例えば、第2スラリ流体14’は、スラリ流体14とは異なる構成成分組成(例えば耐火粒子)を有する)。水202は、例えば、使用後において、特にスラリ流体14とは異なるスラリ流体14’の被覆層を堆積するべくスラリマニホルドを使う前において、スラリ流体14を取り除くためにスラリマニホルド210を洗浄するために利用され得る。スラリ流体14’がスラリ流体14とは異なるということは、型壁を有する(構成する)複数の乾燥スラリ層の組成を変更することが頻繁に所望されるので、望ましい。 洗浄液204は、第1被覆層または任意の後続の被覆層の適用の前に一時的なパターンアセンブリ18を洗浄することを含めて、任意の好適な目的のために採用され得る。洗浄液204は、洗剤を含み得る。特には、水と洗剤との溶液を含み得て、更には表面活性剤や消泡剤のような洗浄添加材をも含み得る。 酸性エッチャントまたはアルカリ性エッチャントのようなエッチャント206が、洗浄液での洗浄後であって第1被覆層の適用前に、一時的なパターンアセンブリ18の表面を改質して被覆層の当該表面に対する接着性を化学的及び/または物理的に高めるべく当該表面を処理するか、あるいは、被覆層の任意の後続の被覆層表面に対する接着性を化学的及び/または物理的に高めるべく当該表面を処理することを含めて、任意の好適な目的のために採用され得る。 アルカリ性、酸性または中性pHリンスのようなエッチャントリンス208が、エッチャント206での処置後であって第1被覆層または任意の後続の被覆層の適用前に、一時的なパターンアセンブリ18の表面を処理してエッチャント206を物理的に除去する及び/または化学的に中和することを含めて、任意の好適な目的のために採用され得る。 インベストメント鋳型スラリ被覆マニホルド装置200及びスラリマニホルド210のこれらの実施形態において、マニホルドは、一時的なパターンアセンブリ18のスラリ流体14でのスラリ被覆を実施するために、及び、一時的なパターンアセンブリ(または以前に堆積されたスラリまたは化粧粒子の層)を少なくとも1つのスラリ流体14’で被覆するか水202、洗浄液204、エッチャント206またはエッチャントリンス208を前述の目的で適用することを含む他の機能を実施するために、用いられ得る。

3つの出口部20を有するスラリマニホルド210の一実施形態が、図36に示されている。スラリマニホルド210は、一連の波状折りされた内壁211を有している。当該波状折りされた内壁211は、出口部20においてテーパ傾斜で終わっている。これは、スラリマニホルド210の内部213上おいてスラリが堆積する場所を残さないので、有利である。図36は、図示の便宜上、端壁215が取り外されて図示されている。ある実施形態では、端壁215が存在していて、端壁213に対向している。

スラリマニホルドは、スラリ流体14及びスラリ流22から捕捉(含有)されてしまった気体を取り除くことを助けるべく、作動中に選択的に振動され得る。

インベストメント鋳型製造装置 一実施形態において、図25に示されるように、複数のスラリ被覆層と耐火化粧層とを有する耐火シェル型アセンブリを建造するために用いられ得るインベストメント鋳型製造装置300が、説明される。インベストメント鋳型製造装置300は、コンベヤ80、特に可動コンベヤを備える。コンベヤ80は、ここで説明され例えば図26に図示されるように、一時的な型パターンアセンブリ18と集積された被覆層304とを含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、集積された被覆層304を塗布ないし処置するために利用される複数のステーション304またはワークステーション間で搬送するように構成されている。被覆層304は、湿ったスラリ被覆層16、乾燥したスラリ被覆層306、または、化粧被覆層308を含む。インベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、ここで説明され図23及び図24に図示されたマンドレル322を含んでいる。 除去可能な型パターンアセンブリ18は、除去可能ないし一時的なパターン材料318から形成されており、長手方向スプルー軸26と、軸方向に延びる中心スプルー312と、当該中心スプルーから少なくとも1つの型パターン316まで径方向外側に延びる少なくとも1つのゲート314と、を有している。 任意の好適なインベストメント鋳造用の一時的なパターン材料318が、利用され得る。それは、耐火型アセンブリから除去するために構成された任意の材料を含み、ろう、ポリマー、金属、セラミック、粘土、木材、無機材料、それらの組み合わせ、を含み得る。より好適には、ろう、発泡ポリマーフォーム、例えば発泡ポリスチレンフォームである。 一実施形態において、除去可能な型パターンアセンブリ18は、軸方向に延びる中心スプルー312と、当該中心スプルーから複数の型パターン316まで径方向外側に延びる複数のゲート314と、を有しており、それは対応する複数のパターンを含む。 一実施形態では、除去可能な型パターンアセンブリ18は、中実の中心スプルーパターンを含み軸方向に延びるスプルー312のパターンを用いて、構成される。他の実施形態では、除去可能な型パターンアセンブリ18は、2013年3月14日に出願されて継続中の米国特許出願13/804,676に記載されているような、中空の中心スプルーパターンを含み軸方向に延びるスプルー312のパターンを用いて、構成される。当該特許出願の全体の内容が、ここでの引用による参照によって、本明細書に導入される。 一実施形態では、軸方向に延びるゲート及びパターンが、スプルー軸26に直交する平面において、中心スプルーの周辺(例えば円筒状スプルーの周辺)回りで、均一を含む実質的な均一に間隔を空けられ得る。 装置300及び方法400は、スプルー312のパターン及びスプルー軸26の表面回りに均一に配置され間隔を空けたゲート314及び型パターン316を有する除去可能な型パターンアセンブリ18と共に用いるのに大変好適である。それは、スプルー軸26回りの軸対称配置を含む。これは、特に有利である。なぜなら、除去可能な型パターンアセンブリ18は、当該方法400の多くにおいて回転され、ゲート314及び型パターン314の均一な配置は、アセンブリの回転バランスを高め、回転を助けるからである。

除去可能な型パターンアセンブリ18は、マンドレル322上に配置されている。一実施形態では、マンドレル322は、スプルー軸26に対して実質的に平行な(平行を含む)長手マンドレル軸324を有している。より好適には、マンドレル軸324とスプルー軸26とが一致し得る。マンドレル322は、任意の好適な材料から形成され得る。それは、様々な金属、セラミック、ポリマー、それらの複合材、を含み、ここで説明される方法400の工程中に利用される様々な流体内での腐食に耐える任意の金属を含む。例えば、様々な等級のステンレス鋼を含む。マンドレル322は、任意の所定の断面形状を有し得る。 一実施形態では、マンドレル322は、中実または中空の円筒状シャフトを有する。マンドレル322は、また、歯車325のように横方向に延びる支持部材(図28)、及び/または、アーム327のように縦方向に延びる支持部材326(図27)を有し得る。アーム327は、マンドレル322とスプルー312のパターンとの間に延びて、マンドレル322及びその上に配置されるインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を支持する(硬くすることを含む)ように構成されている。マンドレル322及び任意の支持部材326は、スラリカーテン12の下方でのスラリ被覆を含む方法400の実施中、除去可能な型パターンアセンブリ18を、回転可能に支持するように構成されている。マンドレル322は、また、除去可能な型パターンアセンブリ18をマンドレル322にクランプするためのクランピング部材327及びシーリング部材329を含み得る。 方法400によって除去可能な型パターンアセンブリ18上にインベストされる時に、スプルー軸26に沿った実質的な曲がりや片寄りが無く、実質的にクラックの無い(クラックが無いことを含む)最終型を提供できるよう、マンドレル322は、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302の重量を支持するのに十分な長手方向強度を提供するように構成され得る。曲がりや片寄りは、型の寸法上の変動及び/または型壁のクラックに帰結し得る。これは、当該型を用いて製造される鋳造品の欠陥に帰結し得る。一実施形態では、マンドレル322及び型パターンアセンブリ18は、コンベヤ80上に実質的に水平に回転可能に配置されている。別の実施形態では、マンドレル軸324は、コンベヤ軸328及びコンベヤ80の所定の移動方向82に実質的に直交して配置されている(図29)。一実施形態において、マンドレル322及び型パターンアセンブリ18は、コンベヤ80上に実質的に水平に回転可能に配置されており、コンベヤ軸328及びコンベヤ80の所定の移動方向82に実質的に直交して配置されている

コンベヤ80は、マンドレル322及び型パターンアセンブリ18をワークステーション310間で回転可能に搬送ないし移動するのに好適な搬送装置84を含み得る。任意の好適な搬送装置84ないし搬送機構が、マンドレル322及び型パターンアセンブリ18をステーション310間で移動するために利用され得る。好適な搬送装置84は、ベルトベースのコンベヤ、ローラベースコンベヤ、モノレールコンベヤを含むレールベースのコンベヤ、チェーンベースのコンベヤ、あるいは、隣接するステーション310間に延びてそれらを機械的に相互接続して方法400に従ってマンドレル322及び型パターンアセンブリ18のあるステーション310から次のステーションへ移動するための手段ないし機構を提供する他のコンベヤ機構、を含む。搬送装置84は、回転可能なマンドレル322及び型パターンアセンブリ18のステーション310間での移動ないし搬送を可能にする任意の好適な形状、形態ないし機械的構造を有し得る。好適な搬送装置84は、例えば可動ラック、カセット、ターンテーブル、カルーセルのようなあらゆる態様のモジュール式搬送装置86の全てを含み、あるいは、ステーション310間での移動のため1または複数の回転可能なマンドレル322及び型パターンアセンブリ18を集約し、集積し、または収容するために利用され得る他の装置を含む。 搬送装置84の幾つかは、ステーション間で回転可能なマンドレル322及び型パターンアセンブリ18を手動で移動するために構成され得る。あるいは、コンベヤ80及び搬送装置84は、機械に指示される移動のために構成され得る。この場合、1つの回転可能なマンドレル322及びパターンアセンブリ18の機械によるステーションからの離脱が、隣接して集積された一連の回転可能なマンドレル322及び型パターンアセンブリ18の、隣接するステーションに向けての関連する移動ないし指示を引き起こす。あるいは、コンベヤ80及び搬送装置84は、ステーション310間での1または複数の回転可能なマンドレル322及びパターンアセンブリ18の移動が、好適なマイクロコントローラ74またはコンピュータによって、自動的に実施され、モニタリングされ、及び/または、制御される、というように構成され得る。更なる代替策として、コンベヤ80及び搬送装置84は、回転可能なマンドレル322及びパターンアセンブリ18を回転可能に単一のステーション310に提供する、あるいは、複数のステーション310間でそれらを回転可能に移動する(すなわち、それらがあるステーション310に向けてあるいはステーション310間で移動される間にそれらの回転を提供する)、というように構成された1または複数のロボット92を含み得る。ここで説明された様々なコンベヤ80及び搬送装置84は、任意の組合せで共に利用され得る。クラスタの被覆工程、排出工程及び化粧工程は、手動で、ロボットによって、あるいは、機械的に、実施され得る。ロボット92が導入される時、それらは、コンベヤ84との関連での連続動作のため、マイクロコントローラ74に通信可能に接続され得る。

コンベヤ80は、図25及び図25Dに示されるように、回転可能なマンドレル322及びパターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を回転可能に支持するように構成された固定部334を含み得る。例えば、固定部334は、マンドレル322を例えば好適な軸受339、ブッシュまたは類似の支持構造によって回転可能に支持するように構成された、軸方向に延びるベース、対向支持部338、あるいはそれら両方、を含み得る。固定部334は、例えば1または複数の回転可能なギヤまたはベルトのような回転駆動機構341、ないし、回転電気駆動モータ343を含み得る。回転駆動機構341を回転させる駆動源は、コンベヤ84及び/または搬送装置86を介して提供され得る。あるいは、別個に、電源に対する導電接続を介して、あるいは、移動源に対する機械的接続、例えば、駆動ベルト、チェーン、ギヤ、それらの組合せ、を介して提供され得る。

インベストメント鋳型製造装置300は、また、例えば図25及び図29に示されるように、スラリ被覆ステーション320を含んでいる。スラリ被覆ステーション320は、ここで説明されるように、水溶性のスラリ流体14を含むスラリカーテン12を含むように、構成されている。スラリ被覆ステーション320は、例えばコンベヤ80に沿った当該コンベヤ80を介しての移動によって、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302を受容するように構成されている。コンベヤ80は、スラリカーテン12の下方に除去可能な型パターンアセンブリ18を位置決めして回転させ、スラリ流体14をアセンブリ表面上の層として堆積させることで湿ったスラリ被覆層16を提供するように構成されている。堆積された湿ったスラリ被覆層16は、固体物特には耐火粒子及びバインダの量や、スラリ流体14の粘度、を含むスラリ流体14の特性と、除去可能な型パターンアセンブリ18の回転速度と、を制御することによって、任意の好適な厚さを有し得る。一実施形態では、当該厚さは、約0.10mm〜約1.20mmの範囲であり、好適には、約0.2mm〜約1.00mmの範囲である。一実施形態では、当該厚さは、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面全体に亘って実質的に均一(均一を含む)である。 スラリ被覆ステーション320は、装置10、装置100、装置200、またはそれらの組合せを含む、ここで説明された任意のスラリ被覆装置を用いてスラリカーテン12を含むように構成され得る。スラリ被覆ステーション320は、また、除去可能な型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302上に堆積されなかった、スラリカーテン12からのスラリ流体14の過剰な一部を受容するように構成された収集タンク342を含み得る。収集タンク342は、懸濁液としてスラリ流体14を維持するべく、攪拌機構343または混合機構345、またはそれらの組合せ、を含み得る(図29)。任意の好適な各難機構343または混合機構345が採用され得る。 一実施形態では、収集タンク342は、1または複数の導管346を介してスラリ流体源35に動作可能に接続され当該スラリ流体源35と流体連通状態にある出口導管344を含み得る。これにより、過剰なスラリ流体14は、湿ったスラリ被覆層16の堆積プロセスの効率及びコスト効果を改善するべく、方法400における再利用のため閉ループの態様でスラリ流体源35に戻るように循環され得る。導管346は、スラリ流体源35への過剰なスラリ流体14の戻りを制御するべく、適切な1または複数のバルブ347及び/またはポンプ348に動作可能に接続され得て、それらと連通し得る。バルブ347及び/またはポンプ348は、手動で制御され得る、あるいは、電子コントローラ74によって自動的に制御され得る。 コンベヤ80は、スラリ被覆ステーション320に動作可能に接続され得て、ここで説明されるように、スラリ被覆ステーション320に対してインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を移動するべく採用され得る。インベストメント鋳型製造装置300は、ここで説明されるように、複数の他のステーション310との組合せで、複数のスラリ被覆ステーション320を含み得る。

インベストメント鋳型製造装置300は、また、化粧被覆ステーション330をも含んでいる。化粧被覆ステーション330は、例えば当該ステーションに動作可能に関連付けられたコンベヤ80に沿った当該コンベヤ80を介しての移動によって、例えば当該ステーションを通って化粧粒子309の粒子流の下方を通過するか化粧粒子309の流動床を通過することによって、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302を受容するように構成されている(図30)。所定の実施形態では、コンベヤ80は、化粧被覆ステーションと動作可能に取り付けられ得るが、他の実施形態では、ここで説明されるように、化粧被覆ステーションに取り付けられないで動作可能に関連付けられ得る。 化粧被覆ステーション330は、当該表面に分散された化粧粒子309を提供するための任意の好適な機構を用いた任意の好適な態様で、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302の表面に化粧粒子309を塗布するように構成されている。それは、重力による態様を含み、また、キャリヤガス内での圧縮流としての態様を含む。ある特徴では、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、スラリカーテン12の流れ方向の周りで回転動作可能であり得る。 化粧被覆ステーション330は、耐火材料を有して分散されて乾燥した複数の粗い化粧粒子309を含んでいる。乾燥化粧粒子309は、スラリ流体14内での利用のためにここで説明される耐火粒子及び耐火材料のいずれかを有し得る。化粧粒子309は、湿ったスラリ被覆層16を生成するために用いられるのと同一の耐火材料を含み得るし、あるいは、異なる耐火材料を含み得る。 化粧粒子309は、任意の好適な所定の粒子径であり得る。一実施形態では、化粧粒子309は、スラリ流体14内で利用される耐火粒子の粒子径よりも大きい平均粒子径を有し得るし、他の実施形態では、スラリ流体14内で利用される耐火粒子の粒子径よりも実質的に大きい平均粒子径を有し得る。一実施形態では、化粧粒子309は、10メッシュ〜150メッシュの平均粒子径を有し得る。特には、20メッシュ〜100メッシュの平均粒子径を有し得る。 化粧粒子309は、任意の好適な粒子形状を有し得る。それは、スラリ流体14内で利用される耐火粒子のために説明された粒子形状を含む。化粧被覆ステーション330は、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302を受容して、化粧粒子309を化粧被覆層308として湿ったスラリ被覆層16の表面上に投与するように構成されている。化粧被覆ステーション330は、湿ったスラリ被覆層16上に化粧粒子309を投与するための任意の好適な形態を有し得る。一実施形態では、化粧被覆ステーション330は、周辺ハウジング354内で周方向にその上部へと化粧粒子309を回転させる回転サンダー352を備える。これにより、化粧粒子309は、当該回転サンダー352の中央部356を通る粒子のシャワーないし雨として、上昇されて下方に流れ落ちることが許容される。回転サンダー352のような化粧被覆ステーション330は、オペレータによって手動で調整され得て、作動され得るし、あるいは、プログラマブルマイクロコントローラ88またはコンピュータのような電子コントローラ74によって制御され得る。 コンベヤ80は、湿ったスラリ被覆層16上に乾燥化粧粒子309の化粧被覆層308を配置するべく、分散された乾燥化粧粒子309のシャワーないし雨の中で、型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を位置決めして回転させるように、構成され得る。一実施形態では、コンベヤ80は、回転サンダー352の中央部を通過し得る。 化粧被覆層308は、任意の好適な層厚さを有し得る。一実施形態では、化粧被覆層308の厚さは、約0.10mm〜約1.20mmの範囲であり、好適には、約0.2mm〜約1.00mmの範囲である。余分な化粧被覆粒子309は、回転サンダー352の底部に集積され得る。そこで、それらは、周方向に上部へと戻るように循環され得て、前述のように分散される。回転サンダー352及びコンベヤ80は、例えば図33A及び図33Bに図示されるように、当該サンダー内での型パターンアセンブリ302の角度付け及び移動を提供するように構成され得る。当該図は、図34A及び図34Bと同様、スラリ被覆ステーション320を含む任意の他のステーション310と同様、サンダー352内に採用され得る回動レールを図示している。 別の実施形態では、化粧被覆ステーション330は、前述の導管30またはスラリマニホルド210と類似の化粧導管または化粧マニホルド362を採用することによって、化粧粒子カーテン358を含み得る。例えば、導管またはマニホルドチャンバ内に粒子の流動床を生成し、前述の出口部20と類似する適切な出口部366を通ってそれらが流下することを許容することによる。 コンベヤ80は、化粧被覆ステーション330に動作可能に接続され得て、ここで説明されるように、化粧被覆ステーション330に対してインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を移動するべく採用され得る。インベストメント鋳型製造装置300は、ここで説明されるように、複数の他のステーション310との組合せで、複数の化粧被覆ステーション330を含み得る。 化粧被覆ステーション330の他の実施形態が、図37に図示されている。当該実施形態では、化粧被覆ステーション330は、例えばスロット317のような開口315を有する回転可能及び/または振動可能な容器313を備えている。当該容器は、当該容器313が例えば電気モータ321によって振動される間に、当該容器内に配置された化粧粒子309がスロット317の縁部319を超えて溢れるように、回転され得る。

インベストメント鋳型製造装置300は、また、乾燥ステーション340を備えている。乾燥ステーション340は、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302上に堆積された湿った被覆層16から、スラリ流体14のキャリヤ液体ないしキャリヤ流体、例えば水、を除去するように構成されている。コンベヤ80は、除去可能なパターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、スラリ被覆ステーション320または化粧被覆ステーション330から乾燥ステーション340へと搬送して、当該乾燥ステーション340内で当該型パターンアセンブリを位置決めして回転するように構成されている。乾燥ステーション340は、湿ったスラリ被覆層16を乾燥して、乾燥スラリ被覆層306を提供するように構成されている。乾燥ステーション340は、任意の好適な乾燥装置368ないし乾燥装備を含み得る。任意の好適なヒータ372が採用され得る。それは、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302を加熱するための、あらゆる態様の、赤外線ランプ、電気抵抗ヒータ、マイクロ波ヒータ、天然ガスないし他のガスの内燃ヒータ、石油燃料ヒータ、太陽電池ヒータ、それらの任意の組合せ、を含む。 任意の好適な除湿器374が、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302の周囲及び近傍の環境湿度を制御するために利用され得る。乾燥ステーション340は、乾燥スラリ被覆層306を実現するために必要とされる、湿ったスラリ被覆層16の乾燥及びキャリヤ流体の除去と、バインダの任意の化学的または物理的変化と、を提供するために利用され得る。所定の実施形態では、乾燥ステーション340は、入口開口377及び/または出口開口378を含む包囲部376を含んでいる。入口開口377及び/または出口開口378は、それらが恒久的に開放していて、包囲部376内の温度及び湿度が当該恒久的な開口で維持される、というように構成され得る。あるいは、入口開口377及び/または出口開口は、選択的に、可動ドアや可動カーテンのような閉鎖機構によって開放可能及び閉鎖可能であってもよい。乾燥ステーション340は、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302の任意の好適な所定温度及び/または所定湿度を達成するべく利用され得る。一実施形態では、当該温度は、70°F〜85°Fの範囲に制御され得る。好適には、75°F〜85°F、より好適には、80°F〜85°Fである。湿度は、任意の所定の湿度レベルに制御され得る。それは、35%RH未満の相対湿度(RH)レベルを含み、好適には、0%RH〜30%RHであり、より好適には、10%RH〜30%RHである。温度及び湿度の制御は、オペレータによって手動で調整され得て、作動され得るし、あるいは、プログラマブルマイクロコントローラまたはコンピュータのような電子コントローラ74によって制御され得る。空気流も、任意の好適なレベルに制御され得る。それは、約1400〜1600CFM、より好適には約1500CFM、に制御され得る。 コンベヤ80は、乾燥ステーション340に動作可能に接続され得て、ここで説明されるように、乾燥ステーション340に対してインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を移動するべく採用され得る。乾燥ステーション340は、コンベヤ80を用いて、貯蔵ステーション350に動作可能に接続され得る。貯蔵ステーション350は、ここで説明される所定温度及び/または所定湿度を維持するべく好適な乾燥装置368ないし乾燥装備を用いて、部分的に完成されたか完全に完成されたインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の温度及び湿度が制御された貯蔵を提供するように構成されている。インベストメント鋳型製造装置300は、ここで説明されるように、複数の他のステーション310との組合せで、複数の乾燥ステーション340及び/または複数の貯蔵ステーション350を含み得る。一実施形態では、図38に示されるように、乾燥ステーションは、湿度制御空気を含む空気源に接続され、空気をインベストメント鋳型パターンアセンブリ302に吹き付けるべく位置決めされた、複数のエアノズル323を含み得る。それは特に、乾燥の速度を高めると共に局所的な乾燥の低減ないし遅延に関する欠陥を回避するべく、隣接するパターン要素間の緊密な間隔を有する領域内へ空気を吹き付けるべく、スプルーパターンの表面に平行な水平方向である。

インベストメント鋳型製造装置300は、また、選択的ないし代替的に、更に様々なステーションを含み得る(図31)。一実施形態では、インベストメント鋳型製造装置300は、洗浄ステーション360を含み得る。洗浄ステーションは、洗浄溶液204を含んでいて、コンベヤ80は、型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、当該洗浄溶液204内に位置決めして回転するように構成されている。洗浄ステーション360は、前述のような表面を準備するべく、ここで説明されるような洗浄溶液204を、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の表面上に投与するように構成されている。一実施形態では、洗浄ステーション360は、第1ステーションであり得る。一実施形態では、コンベヤ80は、除去可能な型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、貯蔵ステーション350から洗浄ステーション360まで搬送して、当該鋳型パターンアセンブリ302を当該洗浄ステーション360内に位置決めして回転するように、構成されている。洗浄ステーション360と洗浄溶液204は、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面を洗浄するか、あるいは、乾燥スラリ被覆層306の表面を洗浄するか、あるいは、化粧被覆層308の表面を洗浄するように、構成されている。洗浄ステーション360は、任意の好適な洗浄溶液投与装置388ないしエッチャント投与装備を含み得る。洗浄溶液投与装置388は、任意の好適な洗浄溶液投与装備を含み得る。一実施形態において、洗浄ステーション360は、前述の導管30またはスラリマニホルド210と類似の洗浄溶液導管または洗浄溶液マニホルド391を採用することによって、洗浄溶液カーテン389を含み得る。例えば、前述の出口部20と類似する適切な洗浄溶液出口部392を通って液体洗浄溶液ないし流体が流下することを許容することによる。洗浄ステーション360は、例えば洗浄溶液が適用される表面から汚染物やごみを除去することによって、湿ったスラリ被覆層16を受容するべく前述の表面を準備するために利用され得る。洗浄溶液ステーション360は、前述の表面の任意の好適な表面物理状態または表面化学特性を達成するために、利用され得る。洗浄溶液ステーション360は、好適なバルブまたは流量制御部によって、所定量ないし所定流速の洗浄溶液204を提供するように構成され得る。洗浄ステーション360は、また、洗浄溶液204の温度を制御するための洗浄溶液ヒータ393を含み得る。流量及び温度の制御は、オペレータによって手動で調整され得て、作動され得るし、あるいは、プログラマブルマイクロコントローラまたはコンピュータのような電子コントローラ74によって制御され得る。 コンベヤ80は、洗浄ステーション360に動作可能に接続され得て、ここで説明されるように、洗浄ステーション360に対して除去可能なパターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を移動するべく採用され得る。洗浄ステーション360は、また、ここで説明されるように、コンベヤ80を用いてエッチャントステーション370に動作可能に接続され得る。インベストメント鋳型製造装置300は、ここで説明されるように、複数の他のステーション310との組合せで、複数の洗浄ステーション360を含み得る。

インベストメント鋳型製造装置300は、また、選択的ないし代替的に、更にエッチャントステーション370を含み得る。当該エッチャントステーション370は、エッチャント206を含んでいて、コンベヤ80は、型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、当該エッチャント206内に位置決めして回転するように構成されている。エッチャントステーション370は、前述のような表面を準備するべく、ここで説明されるようなエッチャント206を、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の表面上に投与するように構成されている。一実施形態では、洗浄ステーション360が第1ステーションであり得て、エッチャントステーション370は、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面を、スラリ流体14の湿った被覆層15を受容するために更に準備するために、洗浄ステーション360の後で利用され得る。一実施形態では、コンベヤ80は、除去可能なパターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、貯蔵ステーション350または洗浄ステーション360からエッチャントステーション370まで搬送して、当該鋳型パターンアセンブリ302を当該エッチャントステーション370内に位置決めして回転するように、構成されている。エッチャントステーション370とエッチャント206は、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面をエッチングするか当該表面の表面化学特性を変更するか、あるいは、乾燥スラリ被覆層306の表面をエッチングするか当該表面の表面化学特性を変更するか、あるいは、化粧被覆層308の表面をエッチングするか当該表面の表面化学特性を変更するように、構成されている。 エッチャントステーション370は、任意の好適なエッチャント投与装置382ないしエッチャント投与装備を含み得る。エッチャント投与装置382は、任意の好適なエッチャント投与装備を含み得る。一実施形態において、エッチャントステーション370は、前述の導管30またはスラリマニホルド210と類似のエッチャント導管またはエッチャントマニホルド384を採用することによって、エッチャントカーテン383を含み得る。例えば、前述の出口部20と類似する適切なエッチャント出口部386を通って液体エッチャントが流下することを許容することによる。エッチャントステーション370は、例えば表面形態や物理状態を変更するべく表面材料の表面層を除去することによって、あるいは、例えば有機官能基ないし無機官能基を含む表面官能基を付加または除去することによって表面化学特性を変更することによって、湿ったスラリ被覆層16を受容するべく前述の表面を準備するために利用され得る。エッチャントステーション370は、前述の表面の任意の好適な表面物理状態または表面化学特性を達成するために、利用され得る。エッチャントステーション370は、好適なバルブまたは流量制御部によって、所定量ないし所定流速のエッチャント206を提供するように構成され得る。エッチャントステーション370は、また、エッチャント206の温度を制御するためのエッチャントヒータ387を含み得る。流量及び温度の制御は、オペレータによって手動で調整され得て、作動され得るし、あるいは、プログラマブルマイクロコントローラまたはコンピュータのような電子コントローラ74によって制御され得る。 コンベヤ80は、エッチャントステーション370に動作可能に接続され得て、ここで説明されるように、エッチャントステーション370に対して除去可能なパターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を移動するべく採用され得る。エッチャントステーション370は、また、ここで説明されるように、コンベヤ80を用いてリンスステーション380に動作可能に接続され得る。インベストメント鋳型製造装置300は、ここで説明されるように、複数の他のステーション310との組合せで、複数のエッチャントステーション370を含み得る。

インベストメント鋳型製造装置300は、また、選択的ないし代替的に、更にエッチャントリンスステーション380を含み得る。当該リンスステーション380は、エッチャントリンス208を含んでいて、コンベヤ80は、型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、当該エッチャントリンス208内に位置決めして回転するように構成されている。エッチャントリンスステーション380は、エッチャントを除去ないし中和して前述のような表面を準備するべく、ここで説明されるようなエッチャントリンス208を、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の表面上に投与するように構成されている。一実施形態では、エッチャントリンスステーション380は、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面を、スラリ流体14の湿った被覆層15を受容するために更に準備するために、エッチャントステーション370の後でスラリ被覆ステーション320の前で利用され得る。一実施形態では、コンベヤ80は、除去可能なパターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、エッチャントステーション370からエッチャントリンスステーション380まで搬送して、当該鋳型パターンアセンブリ302を当該エッチャントリンスステーション380内に位置決めして回転するように、構成されている。エッチャントリンスステーション380とエッチャントリンス208は、除去可能な型パターンアセンブリ18の表面からエッチャント206を除去ないし中和するか、あるいは、被覆層306の表面からエッチャント206を除去ないし中和するか、あるいは、化粧被覆層308の表面からエッチャント206を除去ないし中和するように、構成されている。 エッチャントリンスステーション380は、任意の好適なエッチャントリンシング装置394ないしエッチャント投与装備を含み得る。エッチャント投与装置394は、任意の好適なエッチャント投与装備を含み得る。一実施形態において、エッチャントリンスステーション380は、前述の導管30またはスラリマニホルド210と類似のエッチャントリンス導管またはエッチャントリンスマニホルド396を採用することによって、エッチャントリンスカーテン395を含み得る。例えば、前述の出口部20と類似する適切なエッチャントリンス出口部398を通って液体エッチャントリンスが流下することを許容することによる。エッチャントリンスステーション380は、エッチャント206を除去ないし中和することによって、湿ったスラリ被覆層16を受容するべく前述の表面を準備するために利用され得る。エッチャントリンスステーション380は、前述の表面の任意の好適な表面物理状態または表面化学特性を達成するために、利用され得る。エッチャントリンスステーション380は、好適なバルブまたは流量制御部によって、所定量ないし所定流速のエッチャントリンス208を提供するように構成され得る。エッチャントリンスステーション380は、また、エッチャントリンス208の温度を制御するためのエッチャントリンスヒータ399を含み得る。流量及び温度の制御は、オペレータによって手動で調整され得て、作動され得るし、あるいは、プログラマブルマイクロコントローラまたはコンピュータのような電子コントローラ74によって制御され得る。 コンベヤ80は、エッチャントリンスステーション380に動作可能に接続され得て、ここで説明されるように、エッチャントリンスステーション380に対して除去可能なパターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を移動するべく採用され得る。エッチャントリンスステーション380は、また、ここで説明されるように、コンベヤ80を用いてスラリ被覆ステーション320に動作可能に接続され得る。インベストメント鋳型製造装置300は、ここで説明されるように、複数の他のステーション310との組合せで、複数のエッチャントリンスステーション380を含み得る。

インベストメント鋳型製造装置300は、また、選択的ないし代替的に、更にパターン除去ステーション390を含み得る。パターン除去は、シェル型を高い応力にさらす工程である。パターン除去ステーション390は、除去可能な型パターンアセンブリ18を、乾燥耐火型アセンブリ600から除去するように構成されている。コンベヤ80は、除去可能なパターンアセンブリ18と乾燥耐火型アセンプリ600とを含む完成されたインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、パターン除去ステーション390に搬送するように構成されている。パターン除去ステーション390は、一時的なパターン材料318を除去するように構成されている。それは、当該材料318を十分に加熱して、乾燥耐火型アセンブリ600から除去可能にすることを含む。任意の好適な除去機構が、一時的なパターン材料318のために採用され得る。それは、溶融のような物理的処理を含み、また、熱分解のような化学的処理を含む。パターン除去ステーション390は、任意の好適な除去装置402を含み得る。それは、ヒータ404を含む。任意の好適なヒータ404が採用され得る。それは、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302及び乾燥耐火型アセンブリ600を加熱するための、あらゆる態様の、蒸気オートクレーブ、マイクロ波オーブン、赤外線ランプ、電気抵抗ヒータ、天然ガスまたは他のガスの内燃ヒータ、石油燃料ヒータ、それらの任意の組合せ、を含む。パターン除去ステーション390は、乾燥耐火型アセンブリ600の焼結工程を提供するために利用される。パターン除去ステーション390は、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302の任意の好適な所定温度を達成するために利用され得る。一実施形態では、除去可能なパターン材料318は、ろうを含んでおり、温度は、120℃〜190℃の範囲、特には120℃〜175℃の範囲に制御され得る。 温度は、オペレータによって手動で調整され得て、作動され得るし、あるいは、プログラマブルマイクロコントローラまたはコンピュータのような電子コントローラ74によって制御され得る。 コンベヤ80は、パターン除去ステーション390に動作可能に接続され得て、ここで説明されるように、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302をパターン除去ステーション390に移動し、また、焼結した乾燥耐火型アセンブリ600を当該パターン除去ステーション390から移動するべく採用され得る。パターン除去ステーション390は、また、コンベヤ80を用いて貯蔵ステーション350に動作可能に接続され得る。貯蔵ステーション350は、所定温度及び/または所定湿度を維持するべく好適な乾燥装置368ないし乾燥装備を用いて、焼結された乾燥耐火型アセンブリ600の温度及び湿度が制御された貯蔵を提供するように構成されている。インベストメント鋳型製造装置300は、ここで説明されるように、複数の他のステーション310との組合せで、複数のパターン除去ステーション390を含み得る。

インベストメント鋳型製造装置300は、複数のステーション310を含み得て、耐火シェル型アセンブリ/インベストメントシェル型アセンブリ600を製造するべく、複数のステーションの任意の組合せ及び所望の順序で利用され得る。一実施形態では、インベストメント鋳型製造装置300は、スラリ被覆ステーション320、化粧ステーション330、及び、乾燥ステーション340を含み、除去可能な材料318の型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、スラリ及び/または化粧被覆層を塗布するべく当該装置を順に送られて、乾燥され、更に当該順序が繰り返されて、後続のスラリ及び/または化粧被覆層を塗布して、型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302上に、耐火シェル型アセンブリ/インベストメントシェル型アセンブリ600の前駆体を製造する。別の実施形態では、インベストメント鋳型製造装置300は、洗浄ステーション360、エッチャントステーション370、エッチャントリンスステーション380、スラリ被覆ステーション320、化粧ステーション330、及び、乾燥ステーション340を含み、除去可能な材料318の型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、型パターンアセンブリ18を洗浄してエッチングしてリンスするべく、洗浄ステーション360、エッチャントステーション370及びエッチャントリンスステーション380を順に送られる。アセンブリ18は、その後、スラリ及び/または化粧被覆層を塗布して当該層を乾燥するべく、スラリ被覆ステーション320、化粧被覆ステーション330及び乾燥ステーション340を順に送られる。その後、スラリ被覆ステーション320、化粧被覆ステーション330及び乾燥ステーション340を用いる当該順序が繰り返されて、後続のスラリ及び/または化粧被覆層を塗布して、型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302上に、耐火シェル型アセンブリ/インベストメントシェル型アセンブリ600の前駆体を製造する。

一実施形態では、インベストメント鋳型製造装置300’は、ここで説明されるように、水溶性スラリ14を含むスラリカーテン12を有する、スラリ被覆ステーション320’を備える(図32)。スラリ被覆ステーション320’は、厚さと当該厚さよりも大きい長さとを有するスラリカーテン12の下方で、除去可能な材料318の型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を回転可能に配置して、当該型パターンアセンブリ18上に湿ったスラリ被覆層16を提供するように構成されている。スラリ被覆ステーション320’は、それがコンベヤに動作可能に接続されていない点で、スラリ被覆ステーション320とは異なっている。

当該実施形態では、インベストメント鋳型製造装置300’は、化粧被覆ステーション330’をも備える。化粧被覆ステーション330’は、複数の分散された乾燥化粧粒子309を有する。化粧被覆ステーション330’は、型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を受容して、分散された乾燥化粧粒子309内に回転可能に配置して、湿ったスラリ被覆層16上に乾燥化粧粒子309の化粧被覆層308を配置するように構成されている。化粧被覆ステーション330’は、それがコンベヤに動作可能に接続されていない点で、化粧被覆ステーション330とは異なっている。

当該実施形態では、インベストメント鋳型製造装置300’は、乾燥ステーション340’をも備える。乾燥ステーション340’は、型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302をスラリ被覆ステーション320’または化粧被覆ステーション330’から当該乾燥ステーション340’内に受容して、回転可能に配置するように構成されている。乾燥ステーション340’は、湿ったスラリ被覆層16を乾燥して乾燥スラリ被覆層306を提供するように構成されている。乾燥ステーション340’は、それがコンベヤに動作可能に接続されていない点で、乾燥ステーション340とは異なっている

インベストメント鋳型製造装置300’の当該実施形態では、それぞれのステーションの間でインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を移動させるために、コンベヤが利用されないで、複数のステーションが、当該モジュールの外側でのアセンブリの移動が要求されないような単一のモジュールにモジュール化され得る。ステーションは、当該移動が要求されないように、共に一体化されるか、あるいは、ステーションの方が、当該モジュール内でインベストメント鋳型パターンアセンブリ302に対して移動可能であるか、あるいは、当該モジュールが、所定のステーションの下方または内部でその利用のためにインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の再位置決めを行うためのシャトル機構を含んでいる。

当該実施形態において、インベストメント鋳型製造装置300’は、また、選択的に、貯蔵ステーション350’、洗浄ステーション360’、エッチャントステーション370’、エッチャントリンスステーション380’及びパターン除去ステーション390’を更に含み得る。これらのステーションは、それらがコンベヤに動作可能に接続されていないで、前述のようにモジュール化されている点を除いて、「’」の無い同一の番号を付された前述のステーションと同一の機能を有する。

耐火シェル型の製造方法 ここで説明される様々な装置は、耐火シェル型の製造方法400を提供するために利用され得る。当該方法400は、前述のインベストメント鋳型製造装置300、300’及びステーション310、310’を用いて実施され得る、と理解されるであろう。ここで説明される方法400は、多層の耐火シェル型/インベストメントシェル型アセンブリ600を製造するために採用され得る。それは、本質的に、第1層ないし最内層としての乾燥耐火スラリ層306を含む、乾燥耐火スラリ層306と耐火化粧層308との任意の組合せを含む。耐火シェル型の製造方法400は、インベストメント型パターンアセンブリ302を提供する工程410を備えている。除去可能な型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、前述の通りであり、長手方向軸26と、中実または中空であり得る軸方向に延びる中心スプルー312と、当該中心スプルーから少なくとも1つのパターン316まで径方向外側に延びる少なくとも1つのゲート314と、を有する。インベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、除去可能な材料318を有している。軸方向に延びるスプルーは、軸方向に延びる回転可能なマンドレル322上に配置されており、当該回転可能なマンドレルと中心スプルー312とは略水平に配置されている。一実施形態では、回転可能なマンドレル322は、回転可能であって、水平から所定の角度だけ関節移動可能である。特には、2つの対向する方向の一方側で、約0°〜90°の角度である。

当該方法400は、マンドレル322及びインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を、液体、バインダ及び第1耐火粒子を含む第1スラリの第1スラリカーテン12の下方で回転して、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302の外面上に第1耐火粒子303の湿ったスラリ被覆層16を提供して、湿ったスラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを提供する工程415を備えている。マンドレル322を回転させる工程415、及び、当該方法400において実施される他の全ての回転工程は、湿ったスラリ被覆層16を含む堆積された層を無傷のまま残す任意の好適な所定の回転速度で実施され得る。一実施形態では、所定の回転速度は、1rpm〜50rpmの範囲、特には5rpm〜30rpmの範囲、であり得る。一般に、方法400の間にインベストメント鋳型パターンアセンブリ302が進行する時、湿ったスラリ被覆層16の堆積中及びその後にマンドレル322を回転することが、好ましい。所定の回転速度は、方法400を通じて変化され得る。特に、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302がステーション310間で移動する際、インターバルと比較して堆積工程中において異なり得る。所定の回転速度は、方法400の他のインターバルと比較して、堆積工程中において、高速であってもよいし、低速であってもよい。

方法400は、スラリカーテン12から湿ったスラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを取り出す工程420を含む。湿ったスラリ被覆層16は、その際、型パターンを発展させていく後続の処理の準備が整っている。インベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、湿ったスラリ被覆層16の均一性、特にはインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の表面全体に亘る当該層の厚さの均一性を保証するべく、回転工程415及び取り出し工程420の各々の間、回転され得る。これは、また、異なるステーション間で移動される時にインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を回転させる工程をも、含み得る。

一実施形態では、方法400は、マンドレル及び湿ったスラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを第2スラリカーテン12’の下方で回転して、湿ったスラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリの外面上に第2液体、第2バインダ及び第2耐火粒子を含む第2スラリ14’の第2の湿ったスラリ被覆層16’を提供して、湿った第2スラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを提供する工程425を更に備えている。方法400は、更に、第2スラリカーテンから湿った第2スラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを取り出す工程430を含む。従って、方法400によれば、2つの湿ったスラリ被覆層が、一方の層が他方の層上に直接的に堆積されるという態様で、互いに隣接して堆積され得る。これは、シェル型構造の第1及び第2層の堆積時に採用され得るし、あるいは、シェル構造の内側層内で互いに隣接するスラリ層を堆積するために採用され得るし、あるいは、シェル構造の最終層の堆積時においても採用され得る。一実施形態では、第2スラリ14’は、第1スラリ14と同一である。他の実施形態では、第2スラリ14’は、第1スラリ14と異なっている。インベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、湿ったスラリ被覆層16及び16’の均一性、特にはインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の表面全体に亘る当該層の厚さの均一性を保証するべく、回転工程425及び取り出し工程430の各々の間、回転され得る。これは、また、異なるステーション間で移動される時にインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を回転させる工程をも、含み得る。

別の実施形態では、方法400は、更に、取り出し工程42に続いて湿った被覆層16を乾燥させ、インベストメント鋳型パターンアセンブリ302の外面上に第1耐火粒子の乾燥被覆層306を提供して、乾燥スラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを提供する工程435を備えている。当該方法400は、その後、マンドレル322及び乾燥スラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを第2スラリカーテン12’の下方で回転して、乾燥スラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリの外面上に第2液体、第2バインダ及び第2耐火粒子を含む第2スラリ14’の第2の湿ったスラリ被覆層16’を提供して、湿った第2スラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを提供する工程440を更に備えている。方法400は、その後、第2スラリカーテン12’から湿った第2スラリで被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを取り出す工程445を含む。従って、方法400によれば、2つのスラリ被覆層が、一方の層が他方の層上に直接的に堆積され第1層が第2層の適用(塗布)前に乾燥されるという態様で、互いに隣接して堆積され得る。これは、シェル型構造の第1及び第2層の堆積時に採用され得るし、あるいは、シェル構造の内側層内で互いに隣接するスラリ層を堆積するために採用され得るし、あるいは、シェル構造の最終層の堆積時においても採用され得る。一実施形態では、第2スラリ14’は、第1スラリ14と同一である。他の実施形態では、第2スラリ14’は、第1スラリ14と異なっている。インベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、乾燥中の湿ったスラリ被覆層16及び湿ったスラリ被覆層16’の均一性、特にはインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の表面全体に亘る当該層の厚さの均一性を保証するべく、乾燥工程435、回転工程440及び取り出し工程445の各々の間、回転され得る。これは、また、異なるステーション間で移動される時にインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を回転させる工程をも、含み得る。

別の実施形態では、方法400は、更に、乾燥した第1耐火化粧粒子309の層308を、第1耐火粒子の湿ったスラリ被覆層16に適用して、湿った化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを提供する工程450を備える。方法400は、その後、湿った化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを乾燥して、湿ったスラリ被覆層16から液体を除去して、第1耐火化粧粒子309の層308を有する乾燥層と第1耐火粒子の乾燥スラリ層306とを有する乾燥した化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを提供する工程455を備える。インベストメント鋳型パターンアセンブリ302は、湿ったスラリ被覆層16の均一性、特にはインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の表面全体に亘る当該層の厚さの均一性を保証するべく、適用工程450及び乾燥工程455の各々の間、回転され得る。これは、また、異なるステーション間で移動される時にインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を回転させる工程をも、含み得る。

別の実施形態では、方法400は、更に、マンドレル322及びインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を第1スラリカーテン12の下方で回転する工程415、乾燥した第1耐火化粧粒子の層を適用(塗布)する工程450、及び、湿った化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを乾燥する工程455、を繰り返して、第1耐火化粧粒子と第1耐火粒子を有する複数の乾燥層を提供する工程を備える。当該実施形態では、方法400は、また、少なくとも1サイクルの乾燥工程455を含み得る。それは、ここで説明されるように、湿った化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを、所定温度及び所定相対湿度の少なくとも一方を有する環境内で加熱する工程を含む。これは、また、全ての乾燥工程455でもよい複数の乾燥工程455が、ここで説明されるように、温度及び/または湿度が制御された環境内で実施されるという実施形態を含み得る。一実施形態では、方法400は、約75°F〜約85°Fの範囲の所定温度での乾燥工程を含み、所定相対湿度が約0%RH〜約30%RHの範囲であるレベルに湿度を制御する工程を含む。マンドレル322及びインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を第1スラリカーテン12の下方で回転する工程415、乾燥した第1耐火化粧粒子の層を適用(塗布)する工程450、及び、湿った化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを乾燥する工程455、を繰り返す工程に続いて、方法400は、除去可能な材料を除去して、ここで説明されるような耐火シェル型を提供する工程460を備える。それは、オートクレーブまたはマイクロ波源を用いて除去可能な材料を加熱する工程を有する除去工程460を含む。

方法400が、マンドレル322及びインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を第1スラリカーテン12の下方で回転する工程415、乾燥した第1耐火化粧粒子の層を適用(塗布)する工程450、及び、湿った化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを乾燥する工程455、を繰り返す工程を備える、という実施形態の一つでは、当該方法400は以下のように変更され得る。当該実施形態では、複数の乾燥層の少なくとも1つにおいて、乾燥した第2耐火化粧粒子309’が、乾燥した第1耐火化粧粒子309に置換され、及び/または、複数の乾燥スラリ被覆層306の少なくとも1つにおいて、第2液体、第2バインダ及び第2耐火粒子を有する第2スラリ14’の第2の湿った被覆層16’が、第1スラリ14に置換される。この場合、複数の乾燥層は、第1耐火化粧粒子309、第1耐火粒子305、第2耐火化粧粒子309’及び/または第2耐火粒子305’を有する。更なる実施形態では、方法400は、マンドレル322及びインベストメント鋳型パターンアセンブリ302を第1スラリカーテン12の下方で回転する工程415、乾燥した第1耐火化粧粒子の層を適用(塗布)する工程450、及び、湿った化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを乾燥する工程455、を繰り返す工程を備える。当該方法は、以下のように変更され得る。一実施形態では、方法400は、更に、回転工程415と、乾燥した第1耐火化粧粒子の層を適用(塗布)する工程450と、乾燥工程455とを、複数のスラリ(例えば14、14’、14”、14”’)及び複数の耐火化粧粒子(例えば309、309’、309”、309”’)に関して複数回繰り返して、複数のスラリ被覆層及び化粧被覆層を提供する工程を備える。当該実施形態では、スラリ及び化粧層の全てが適用された後で、当該方法400は、除去可能な材料を除去して、ここで説明されるような耐火シェル型を提供する工程460を備える。それは、オートクレーブまたはマイクロ波源を用いて除去可能な材料を加熱する工程を有する除去工程460を含む。当該実施形態では、スラリ及び化粧粒子の全てが異なっていてもよい。それは、スラリ内の異なる耐火粒子及び異なる耐火化粧粒子を含む。あるいは、スラリ及び化粧粒子の少なくとも一方が異なっていてもよい。それは、スラリ内の異なる耐火粒子及び異なる耐火化粧粒子の少なくとも一方を含む。

一実施形態では、当該方法400は、選択的に、除去可能な型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302の洗浄工程470を備え得る。それは、回転工程415の前に、あるいは、乾燥工程455の後であって追加のスラリ及び/または化粧層の堆積前に、その表面に洗浄溶液を適用することによる。一実施形態では、洗浄溶液は、ここで説明されるように、洗浄溶液カーテンとして適用され得て、洗浄工程470は、洗浄溶液カーテンを提供する工程と、回転可能なマンドレル及びインベストメント鋳型パターンアセンブリを当該洗浄溶液カーテンの下方で回転する工程と、を含む。

一実施形態では、当該方法400は、選択的に、除去可能な型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302のエッチング工程465を備え得る。それは、ここで説明されるように、回転工程415の前に、あるいは、乾燥工程455の後であって追加のスラリ及び/または化粧層の堆積前に、その表面にエッチャントを適用することによる。洗浄工程470が採用される場合、エッチング工程465は洗浄工程470の後に実施され得る。一実施形態では、エッチャントは、ここで説明されるように、エッチャントカーテンとして適用され得て、エッチング工程465は、エッチングカーテンを提供する工程と、回転可能なマンドレル及びインベストメント鋳型パターンアセンブリを当該エッチャントカーテンの下方で回転する工程と、を含む。

一実施形態では、当該方法400は、選択的に、除去可能な型パターンアセンブリ18を含むインベストメント鋳型パターンアセンブリ302のリンス工程480を備え得る。それは、ここで説明されるように、回転工程415の前に、あるいは、乾燥工程455の後であって追加のスラリ及び/または化粧層の堆積前に、その表面にエッチャントを除去するように構成されたリンスを適用することによる。エッチング工程465が採用される場合、リンス工程480はエッチング工程465の後に実施され得る。一実施形態では、リンスは、ここで説明されるように、リンスカーテンとして適用され得て、リンス工程480は、リンスカーテンを提供する工程と、回転可能なマンドレル及びインベストメント鋳型パターンアセンブリを当該リンスカーテンの下方で回転する工程と、を含む。

一実施形態では、方法400は、以下の一連の工程(a)乃至工程(e)を含むものとして、説明され得る。方法400は、ここで説明されるように、(a)インベストメント鋳型パターンアセンブリ302を提供する工程410、を備える。当該方法は、また、ここで説明されるように、(b)スラリ流体のスラリカーテンの下方でマンドレル及びインベストメント鋳型パターンアセンブリを回転させる工程415、を備える。 当該方法は、また、(c)選択的に、第1耐火粒子の湿った被覆層に、乾燥耐火化粧粒子の層を適用して、湿った化粧被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを提供する工程450、を備える。当該方法400は、また、(d)湿っていて選択的に化粧された被覆のインベストメント鋳型パターンアセンブリを乾燥して前記液体を除去して、耐火化粧粒子と耐火粒子とを有する乾燥層を含む乾燥した化粧被覆インベストメント鋳型パターンアセンブリを提供する工程、を備える。方法400は、更に、(e)工程(b)乃至工程(d)を複数回繰り返して、耐火化粧粒子と耐火粒子との所定の複数の乾燥層306、308を含む耐火シェル型を提供する工程、を備える。所定の複数の乾燥層306、308は、任意の所定数の層を含み得る。一実施形態では、当該層の数は、1層〜20層の範囲であり、特には3層〜18層の範囲であり、更に好適には4層〜16層の範囲である。例えば、一実施形態では、第1乾燥スラリ被覆層は、比較的小さい粒子サイズを有する耐火ジルコニア粒子を含む。それは、当該型を用いて製造される鋳造品において低い表面粗さを提供するべく選択される。後続の乾燥スラリ被覆層は、耐火アルミナシリケート粒子、または溶融シリカ粒子、またはそれらの組合せ、を含む。方法400の当該実施形態では、工程(e)は、選択的な工程(c)を複数回繰り返す工程を含み、一実施形態では、化粧(層)は、異なる化粧組成を有する複数の異なる化粧(層)を有する。工程(a)乃至工程(e)を有する方法400の当該実施形態において、更なる一実施形態では、マンドレル及び湿ったスラリ被覆インベストメント鋳型パターンアセンブリは、それぞれ、乾燥第1耐火化粧粒子の適用時には所定の化粧被覆時速度で、及び/または、被覆されたインベストメント鋳型パターンアセンブリを乾燥する時には所定の乾燥時速度で、回転される。更に、複数の繰り返しの間、所定の化粧被覆時速度及び/または所定の乾燥時速度は、スラリカーテンの下方に居る間のマンドレル及びインベストメント鋳型パターンアセンブリの回転速度とは異なっていてもよい。所定の化粧被覆時速度、所定の乾燥時速度、及び、スラリカーテンの下方に居る間のマンドレル及びインベストメント鋳型パターンアセンブリの回転速度は、約1rpm〜約40rpmの範囲であるものを含む。

方法400及び装置300、300’は、あらゆる態様の焼結(sintered)ないし結合(bonded)耐火シェル型アセンブリ600を製造するために利用され得る。それは、気体透過性または気体不透過性である。所定の実施形態では、例えば、結合耐火シェル壁は、比較的薄くてよく、気体透過性であり、数層(例えば2層〜4層)のスラリを用いて形成され得て、約1mm〜約4mmの厚さ、より好適には約1mm〜約2mmの厚さ、を有し得て、数層のインベストメント鋳造(SLIC)耐火シェル型アセンブリ600を有する。所定の他の実施形態では、結合耐火シェル壁は、比較的厚くてよく、気体不透過性であり(すなわち、より低い透過可能性であり)、多数層(例えば6層〜10層以上)のスラリを用いて形成され得て、約10mm以上の厚さを有し得て、半透過性ないし気体不透過性の耐火シェル型アセンブリ600を有する。所望されたシェル型壁厚が除去可能な型パターンアセンブリ18上に製造された後、当該パターンアセンブリは、蒸気オートクレーブやフラッシュファイヤパターン除去のような周知の除去技術によって、選択的に除去され得て、溶融金属や溶融合金が充填され凝固して当該パターンキャビティの形状を有する鋳造品を製造するための1または複数の型キャビティを有する生の(green)シェル型を残す。あるいは、除去可能な型パターンアセンブリ18は、結合耐火型内に残され得て、その後の型加熱工程中に除去され得る。除去可能な型パターンアセンブリ18は、重力利用の(gravity)鋳造型や重力に抗する(countergravity)鋳造型のためのパターンを含み得る。

「a(1つ)」および「an(1つ)」は、量の制限を示すのではなく、示された事項の少なくとも1つの存在を示す。量に関して使用される修飾語「約」は、記載された値を含み、文脈上理解される意味(範囲)を有する(例えば、所定の量の測定に関連付けられる誤差の程度を含む)。さらに、他に制限がない限り、ここに開示されるすべての範囲は、包括的であって、結合可能である(例えば、「約25重量%まで、特には約5重量%〜約20重量%、さらに好適には約10重量%〜約15重量%」なる範囲は、それらの端の値を含み、当該範囲の中間、例えば「約5重量%〜約25重量%」、「約5重量%〜約10重量%」等、の値の全てを含む。事項を挙げる際に使用される「約」は、挙げられた事項のすべてに適用され、範囲に使用される「約」は、当該範囲の両端に適用される。最後に、他に定義されない限り、ここで使用される技術的および科学的な用語は、本発明が属する技術分野における当業者によって通常理解されるものと同じ意味を有する。ここで使用される接尾辞「(s)」は、それが修飾する用語の単数と複数との両者を含むことが意図されており、これにより、当該用語の1または複数を含む(例えば、金属(s)とは、1または複数(種)の金属を含む)。「一実施形態」、「別の実施形態」、「実施形態」等に対する明細書全体における言及は、当該実施形態に関して説明された特定の要素(例えば、特徴、構造体及び/または特性)が、ここに開示される少なくとも1つの実施形態に含まれ、また、他の実施形態において存在していても存在していなくてもよいことを示す。

ここに説明された方法400及び装置10、100、200、300は、複数日から1日未満の複数時間まで製造時間を低減するという態様で、それらがシェル型を連続的に製造するべく利用され得る点で、大変有利である。これは、型のコスト及び当該型を用いてなされるインベストメント鋳造のコストの顕著な低減をもたらす。なぜなら、型は各鋳造毎に要求され、鋳造のコストの一部であり、型は再利用不可能であるからである。

ここで説明された構成要素や工程に関する「comprising(有する)」は、当該構成要素を「consist essentially of(本質的に有する)」(すなわち、当該構成要素を含み、開示された基礎的かつ新規な特徴に有意な悪影響を及ぼす他の構成要素を含まない)実施形態と、当該構成要素を「consist of(からなる)」(すなわち、当該構成要素のみを含む)実施形態と、を具体的に開示してそれらを含む。

本発明は、制限された数の実施形態のみに関して詳細に説明されたが、本発明がそのように開示された実施形態に制限されないことは容易に理解される。むしろ、本発明は、前述されていない任意の数の変化、変更、代用、あるいは均等物の構成を包含するように、修正され得る。それらは、本発明の精神および範囲に相当する。さらに、本発明の様々な実施形態が説明されたが、本発明の特徴は、開示された実施形態のうちのいくつかのみを含んでいてもよい。従って、本発明は、先の説明によって制限されるものと理解されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。