铸模造型方法与流程

本发明涉及使用自硬性砂造型铸模的铸模造型方法。

背景技术：

作为一般的铸模造型方法，有在设置有原型的框架内，填充砂、粘结剂和硬化促进剂经混炼而成的自硬性砂，在所述自硬性砂硬化后，拔出所述原型(以下，称为“拔模”)，所述原型的形状便转印到所述硬化的自硬性砂上，从而造型铸模的铸模造型方法。

使用上述的铸模造型方法，已知有使用原型，对螺杆式压缩机的阳转子和阴转子这样的、具有扭曲形状的制品的铸造所需要的复杂形状的铸模进行造型的铸模造型方法(例如，参照专利文献1)。

通过使用上述专利文献1公开的这种技术，可以减少铸件的加工余量，使铸件近净形化。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本国特开2015－128791号公报

但是，在上述专利文献1所公开的技术中，关于拔出原型的力和认为会影响到铸模的强度的自硬性砂的常温压缩强度，仅仅不过是考虑从自硬性砂的混炼的结束后至拔模为止的时间。

因此，在造型实际的铸模时，例如，若作为造型条件参数的构成自硬性砂的砂的温度变化，则自硬性砂的常温压缩强度会变化，过去的拔模时机便不能适用。

因此，就存在这样的问题点，为了谋求上述拔模时机的合理化(即，铸模没有损伤而可以造型，并且能够拔模的拔模时机)，每次都必须进行实验。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种在造型实际的铸模时，即使造型条件发生变化时，也不用每次都进行实验，便可以消除铸模的损伤而进行造型，并且，能够拔模的铸模造型方法。

为了达成这一目的，第一发明的铸模造型方法，其特征在于，

是在设置有原型的框架内，填充砂、粘结剂和硬化促进剂经混炼而成的自硬性砂，在所述自硬性砂硬化后，拔出所述原型而进行拔模，所述原型的形状被转印到所述硬化的自硬性砂上，从而造型铸模的铸模造型方法，具有如下工序：

粘结剂的反应量计算工序，其中，作为使用所述自硬性砂造型试验体时的造型条件参数，使用混炼之前的所述砂的温度θ[℃]、从所述混炼结束后到原型在硬化后的自硬性砂之中不再存在的时刻的时间t1[min]、和从原型在硬化后的自硬性砂之中不再存在的时刻之后到对于所述试验体进行压缩试验之前的时间t2[min]，基于下式(1)和式(2)，计算出所述粘结剂的反应量δc(θ,ti)[wt％](i＝1、2)；

试验体的常温压缩强度计算工序，其中，将经由所述粘结剂的反应量计算工序计算出的反应量δc(θ,t1)和δc(θ,t2)代入下式(3)，计算出所述试验体的常温(在此所说的所谓“常温”，是指造型时的气氛温度)压缩强度σc(θ,t)[mpa]；

铸模的常温压缩强度预测工序，其中，使用所述自硬性砂在所述造型条件参数之下造型铸模时的所述铸模的常温压缩强度σca(θ,t)，应用由所述试验体的常温压缩强度计算工序计算出的所述试验体的常温压缩强度σc(θ,t)，事先预测所述铸模的常温压缩强度σca(θ,t)；

铸模的常温压缩强度提取工序，其中，预先通过实验，从所述预测的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)之中，提取所述铸模不会损伤而能够造型，并且能够拔模的常温压缩强度σce(θ,t)，

造型实际的铸模时，在经过满足由所述铸模的常温压缩强度提取工序提取的所述常温压缩强度σce(θ,t)的作为所述造型条件参数的所述时间t1之后进行拔模。

【算式1】

δc(θ，ti)＝δcsat·{1-exp(-kditi)}…(1)

在此，

δcsat：粘结剂的饱和反应量[wt％]

kdi(i＝1、2)：粘结剂的反应速度常数[1/min]

【算式2】

kdi＝aiexp(αiθ)…(2)

在此，

ai(i＝1、2)、αi(i＝1、2)：依存于使用的粘结剂种类的参数

【算式3】

σc(θ，t)＝{tanh(β·δc(θ，t1))+γ}+{tanh(ε(θ)·δc(θ，t2)-η)}…(3)

在此，

β、γ、η：材料参数，ε：由温度θ决定的常数

另外，第二发明的铸模造型方法，是根据第一发明的铸模造型方法，其特征在于，所述常温压缩强度σce(θ，t)为0.5[mpa]≤σce(θ，t)[mpa]≤2.2[mpa]。

另外，第三发明的铸模造型方法，是根据第一发明或第二发明的铸模造型方法，其特征在于，所述砂的温度θ为5～30℃。

如以上，本发明的特征在于，

是在设置有原型的框架内，填充砂、粘结剂和硬化促进剂经混炼而成的自硬性砂，在所述自硬性砂硬化后，拔出所述原型而进行拔模，所述原型的形状被转印到所述硬化的自硬性砂上，从而造型铸模的铸模造型方法，具有如下工序：

粘结剂的反应量计算工序，其中，作为使用所述自硬性砂造型试验体时的造型条件参数，使用混炼之前的所述砂的温度θ[℃]、从所述混炼结束后到原型在硬化后的自硬性砂之中不再存在的时刻的时间t1[min]、和从原型在硬化后的自硬性砂之中不再存在的时刻之后到对于所述试验体进行压缩试验之前的时间t2[min]，基于上式(1)和式(2)，计算出所述粘结剂的反应量δc(θ,ti)[wt％](i＝1，2)；

试验体的常温压缩强度计算工序，其中，将经由所述粘结剂的反应量计算工序计算出的反应量δc(θ,t1)和δc(θ,t2)代入上式(3)，计算所述试验体的常温压缩强度σc(θ,t)[mpa]；

铸模的常温压缩强度预测工序，其中，使用所述自硬性砂，在所述造型条件参数之下造型铸模时的所述铸模的常温压缩强度σca(θ,t)，应用由所述试验体的常温压缩强度计算工序计算出的所述试验体的常温压缩强度σc(θ,t)，事先预测所述铸模的常温压缩强度σca(θ,t)；

铸模的常温压缩强度提取工序，其中，预先通过实验，从所述预测的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)之中，提取所述铸模不会损伤而可以造型，并且，可以拔模的常温压缩强度σce(θ,t)，

造型实际的铸模时，在经过满足由所述铸模的常温压缩强度提取工序提取的所述常温压缩强度σce(θ,t)的作为所述造型条件参数的所述时间t1之后进行拔模。

如此，在本发明中，具有如下工序：在造型铸模的造型条件参数之下，事先高精度地预测所述铸模的常温压缩强度σca(θ,t)的铸模的常温压缩强度预测工序；预先通过实验，从该预测的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)之中，提取所述铸模不会损伤而能够造型，并且能够拔模的常温压缩强度σce(θ,t)的铸模的常温压缩强度提取工序。因此，在造型实际的铸模时，即使上述造型条件参数发生变化，从其中选择满足所述铸模的常温压缩强度提取工序中提取的所述常温压缩强度σce(θ,t)这样的造型条件参数即可。即，只要是经过此选择的造型条件参数中的上述时间t1之后进行拔模的构成即可。

由此，能够提供在造型实际的铸模时，即使造型条件发生变化时，也不用每次都进行实验，便能够消除铸模的损伤而进行造型，并且，能够进行拔模的铸模造型方法。

附图说明

图1是用于造型试验体的模具，(a)是俯视图，(b)是主视图。

图2是表示在经过t1＝20min之后拔模时的经过时间t与树脂的反应率δ的关系的图。

图3是表示经过t1＝35min之后拔模时的经过时间t与树脂的反应率δ的关系的图。

图4是表示经过t1＝50min之后拔模时的经过时间t与树脂的反应率δ的关系的图。

图5是表示砂的温度θ与树脂的反应速度常数kd1的关系的图。

图6是表示砂的温度θ与树脂的反应速度常数kd2的关系的图。

图7是表示树脂的反应量δc(θ,t)与平均常温压缩强度σc(θ,t)的关系的图(砂的温度θ＝5℃)。

图8是表示树脂的反应量δc(θ,t)与平均常温压缩强度σc(θ,t)的关系的图(砂的温度θ＝10℃)。

图9是表示树脂的反应量δc(θ,t)与平均常温压缩强度σc(θ,t)的关系的图(砂的温度θ＝20℃)。

图10是表示树脂的反应量δc(θ,t)与平均常温压缩强度σc(θ,t)的关系的图(砂的温度θ＝30℃)。

图11是表示铸模造型装置的构成的示意主视剖面图。

图12是表示铸模的常温压缩强度σca(θ,t)与铸模的形成状态的关系的图。

具体实施方式

本发明者们就如何在造型实际的铸模时，即使造型条件变化时，也不用每次都进行实验，便能够实现铸模没有损伤而能够造型，并且能够拔模的铸模造型方法进行了锐意研究。其结果发现，采用以下说明的这种构成，则能够首次达成目的。

(本发明的铸模造型方法)

即，本发明的铸模造型方法，

例如，是在设置有木制、树脂制或金属制的原型的框架内，填充砂、粘结剂和硬化促进剂经混炼而成的自硬性砂，在所述自硬性砂硬化之后拔出所述原型(以下，称为“拔模”)，所述原型的形状便转印到所述硬化后的自硬性砂上，从而造型铸模的铸模造型方法，其中，具有如下工序：

粘结剂的反应量计算工序，其是作为使用所述自硬性砂而造型后述试验体时的造型条件参数，使用混炼之前的所述砂的温度θ[℃]、从所述混炼的结束后到原型在硬化后的自硬性砂之中不再存在的时刻的时间t1[min]、和从原型在硬化后的自硬性砂之中不再存在的时刻之后到对于所述试验体进行压缩试验之前的时间t2[min]，基于下式(1)和式(2)，计算出所述粘结剂的反应量δc(θ，ti)[wt％](i＝1，2)的工序；

试验体的常温压缩强度计算工序，其是将经由所述粘结剂的反应量计算工序计算出的反应量δc(θ，t1)和δc(θ，t2)代入下式(3)，计算出所述试验体的常温(在此所说的所谓“常温”，是指造型时的气氛温度)压缩强度σc(θ，t)[mpa]的工序；

铸模的常温压缩强度预测工序，其是使用所述自硬性砂，在所述造型条件参数之下造型铸模时的所述铸模的常温压缩强度σca(θ，t)，应用由所述试验体的常温压缩强度计算工序计算出的所述试验体的常温压缩强度σc(θ，t)，事先预测所述铸模的常温压缩强度σca(θ，t)的工序；

铸模的常温压缩强度提取工序，其是预先通过实验，从所述预测的铸模的常温压缩强度σca(θ，t)之中，提取所述铸模不会损伤而能够造型，并且能够拔模的常温压缩强度σce(θ，t)的工序，

在造型实际的铸模时，采用如下构成，即，在经过满足由所述铸模的常温压缩强度提取工序提取的所述常温压缩强度σce(θ，t)的、作为所述造型条件参数的所述时间t1之后，进行拔模。

【算式4】

δc(θ，ti)＝δcsat·{1-exp(-kditi)}…(1)

在此，

δcsat：粘结剂的饱和反应量[wt％]

kdi(i＝1、2)：粘结剂的反应速度常数[1/min]

【算式5】

kdi＝aiexp(αiθ)…(2)

在此，

ai(i＝1、2)、αi(i＝1、2)：依存于使用的粘结剂种类的参数

【算式6】

σc(θ，t)＝{tanh(β·δc(θ，t1))+γ}+{tanh(ε(θ)·δc(θ，t2)-η)}…(3)

在此，

β、γ、η：材料参数，ε：由温度θ决定的常数

在此，作为铸模材料，使用自硬性砂。自硬性砂由砂、粘结剂和硬化促进剂(也称为硬化剂)构成。

作为砂，能够使用其形状为多边形或球状，粒度为afs130以下的新砂或再生砂。

作为粘结剂，能够使用含有糠醇的酸硬化性的呋喃树脂。除此以外，也能够使用碱性酚醛系的树脂。以下，作为粘结剂，以呋喃树脂为中心进行说明。

作为硬化促进剂，能够单独或混合使用二甲苯磺酸系硬化剂和硫酸系硬化剂。作为硬化促进剂，只要选择适合作为粘结剂的树脂的硬化促进剂即可。以下，作为硬化促进剂，以混合有浓度不同的二甲苯磺酸系的硬化促进剂的情况为中心进行说明。

例如，希望树脂和硬化剂相对于砂的添加量分别为0.8wt％、0.32wt％。

首先，以下对于本发明的铸模造型方法中作为技术思想的基础的“呋喃树脂的反应”和“硬化后的自硬性砂的常温压缩强度”进行说明。

(呋喃树脂的反应)

构成上述自硬性砂的呋喃树脂的脱水缩合反应假定为一级反应时，下式(4)成立。

【算式7】

在此，c0是呋喃树脂的初始浓度[wt％]，ct是作为自硬性砂的砂与粘结剂和硬化促进剂在从混炼结束后在某一经过时间t[min]的时刻的未反应的树脂浓度[wt％]，kd是树脂的反应速度常数[1/min]。另外，经过时间t为从所述混炼的结束后至拔模之前(即，硬化后的自硬性砂之中有原型存在。或者，后述试验体处于模具内时)的时间t1[min]，和从拔模之后(即，硬化后的自硬性砂之中不再存在原型的时刻。或者，将后述试验体取出到模具外的时刻)到硬化后的自硬性砂在放置于大气中的状态下经过的时间(或者，截至到对于放置在大气中的后述试验体进行压缩试验之前的时间)t2[min]时，认为树脂的反应速度不同。

作为造型条件参数的上述时间t1和时间t2的任意一种情况下(即，ti＝t1，t2时)，均假定为一级反应，将上式(4)如下式(5)这样，对应各自的时间t1和时间t2的情况进行改写。

【算式8】

上述式(5)之中的kdi，是上述时间t1和时间t2时(即，ti＝t1，t2的情况)的树脂的反应速度常数[1/min]。

＜粘结剂(树脂)的反应量计算工序＞

另外，在作为造型条件参数的混炼之前的上述砂的温度θ[℃]中，如果设分别经过ti＝t1，t2[min]的时刻下的树脂的反应量为δc(θ,ti)[wt％]，则能够以下式(6)的方式对上式(5)变形进行改写。

【算式9】

在此，fi(θ)表示砂的温度θ的函数。另外，树脂的反应，若考虑到不论砂的温度θ，都会随着时间ti的经过而接近100％，则能够将上式(6)以下式(1)的方式进行改写。

【算式10】

δc(θ，ti)＝δcsat·{1-exp(-kditi)}…(1)

在此，

δcsat：粘结剂的饱和反应量[wt％]

kdi(i＝1、2)：粘结剂的反应速度常数[1/min]

另外，认为树脂的反应速度随砂的温度θ而变化。即，认为温度越高，树脂的反应越快。因此，需要考虑树脂的反应速度常数kdi的温度依存性。关于该温度依存性，能够由下式(7)所示的阿仑尼乌斯公式表现。

【算式11】

在此，ai(i＝1，2)是发生因子，δe是活化能[j/mol]，r是气体常数[j/(mol·k)]。为了简化，将上式(7)以下式(2)的方式进行改写。

【算式12】

kdi＝aiexp(αiθ)…(2)

在此，

ai(i＝1、2)、αi(i＝1、2)：依存于使用的粘结剂种类的参数

在此，αi以下式(8)的方式定义。

【算式13】

另外，上述ai，αi能够根据后述试验体的重量测量试验等求得。

还有，砂的温度θ优选为5～30℃。若砂的温度θ低于5℃，则砂不凝固，难以保持铸模的形状，在后述的实施例中将试验温度设定为20～50分钟，但即使经过50分钟，砂也没有凝固。另一方面，若砂的温度θ高于30℃，则粘结剂和硬化促进剂的反应被促进，砂凝固得过快，由此导致可用时间极端变短，也有不足1分钟的情况。

(硬化后的自硬性砂的常温压缩强度)

＜后述试验体的常温压缩强度计算工序＞

上述硬化后的自硬性砂的常温压缩强度σc(θ,ti)[mpa]，假定由树脂的脱水缩合反应决定。另外，在上述时间t1和时间t2的情况下，树脂的反应速度产生差异。因此，若考虑该树脂的反应速度的差异，硬化后的自硬性砂的常温压缩强度σc(θ,t)能够由下式(9)表示。

【算式14】

σc(θ，t)＝σc(δc(θ，t1))+σc(δc(θ，t2))…(9)

上述式(9)的右边第一项，是时间t1[min]期间(即，硬化后的自硬性砂之中存在原型期间，或者，后述试验体处于模具内的期间)因树脂的反应进展带来的自硬性砂的常温压缩强度的上升量。另外，上述式(9)的右边第二项，是时间t2[min]期间(即，通过拔模，从原型在硬化后的自硬性砂之中不再存在时到硬化后的自硬性砂放置在大气中的期间，或者，从后述试验体取出到模具外的时刻到对于放置在大气中的后述试验体进行压缩试验之前的期间)因树脂的反应进展带来的自硬性砂的常温压缩强度的上升量。

由后述的“使树脂的反应量变化时的后述试验体的常温压缩试验的结果”，可知能够用下式(10)这样的双曲函数使上式(9)的右边第一项使之近似。

【算式15】

σc(δc(θ，t1))＝tanh(β·δc(θ，t1))+γ…(10)

在此，β、γ是材料参数(常数)。另外，根据进行上述同样的常温压缩试验的结果可知，上式(9)的右边第二项，能够使用下式(11)这样的双曲函数使之近似。

【算式16】

σc(δc(θ，t2))＝tanh(ε(θ)·δc(θ，t2)-η)…(11)

在此，η是材料参数(常数)。另外，可知ε是随着砂的温度θ一起变化的常数，由下式(12)表示。

【算式17】

ε(θ)＝aθ+b…(12)

在此，a和b是常数。

将基于上述式(1)和式(2)求得的树脂的反应量δc(θ，t1)[wt％]和δc(θ，t2)[wt％]代入下式(3)，可以求得后述试验体(硬化后的自硬性砂)的常温压缩强度σc(θ，t)[mpa]。

【算式18】

σc(θ，t)＝{tanh(β·δc(θ，t1))+γ}+{tanh(ε(θ)·δc(θ，t2)-η)}…(3)

在此，

β、γ、η：材料参数，ε：由温度θ决定的常数

＜铸模的常温压缩强度预测工序＞

与上述试验体不同，还具有铸模的常温压缩强度预测工序，即，使用上述同样的自硬性砂，在上述同样的造型条件参数之下造型铸模时的铸模的常温压缩强度σca(θ，t)，应用由上述试验体的常温压缩强度计算工序计算出的试验体的常温压缩强度σc(θ，t)，事先预测所述铸模的常温压缩强度σca(θ，t)。由此，可以预测在各种各样的造型条件参数之下造型的铸模的常温压缩强度σca(θ，t)。

＜铸模的常温压缩强度提取工序＞

还具有铸模的常温压缩强度提取工序，即，预先通过实验，从上述预测的铸模的常温压缩强度σca(θ，t)之中，提取铸模不会损伤而能够造型，并且能够拔模的常温压缩强度σce(θ，t)的工序。由此，从各种各样的造型条件参数之下进行造型的铸模之中，事前便可知，如果满足哪个范围的铸模的常温压缩强度，则能否达成发明的目的。

因此，造型实际的铸模时，采用如下构成即可，在经过满足由上述铸模的常温压缩强度提取工序提取的常温压缩强度σce(θ,t)的、作为所述造型条件参数的所述时间t1之后，进行拔模。

(实施例1)

图1是用于造型试验体的模具，(a)是俯视图，(b)是主视图。使用图1所示这样的模具，造型试验体，测量该试验体的重量变化，由此进行评价构成自硬性砂的树脂的反应率的试验。另外，试验体的重量变化，假定为全部基于树脂的脱水缩合反应，并计算出树脂的反应率。

图1中，1是铸铁制的造型用模具，2是构成造型用模具1的组合模a，3是与构成造型用模具1的组合模a(2)对置的组合模b，2a、3a是分别设于组合模a(2)、组合模b(3)的用于注入自硬性砂的漏斗状半开口部，2b、3b是分别设于组合模a(2)、组合模b(3)的用于造型圆柱状的试验体的半圆柱状的空洞部，2c是用于通过螺栓(未图示)紧固组合模a(2)和组合模b(3)的设于组合模a(2)的贯通孔，3c是插入贯通孔2c的螺栓被拧入的设于组合模b(3)的内螺纹部。

用于造型试验体的自硬性砂，作为砂使用再生5号硅砂，作为粘结剂使用呋喃树脂(カオーライトナー制ef5302)，作为硬化促进剂使用混合有浓度不同的二甲苯磺酸系的硬化促进剂(カオーライトナー制tk－1和c－21)而成的物质。

还有，上述呋喃树脂相对于上述再生砂添加0.8wt％，上述硬化促进剂的混合液相对于上述再生砂添加0.32wt％。

使用通用搅拌机，在加热/冷却至规定的温度的上述再生砂中加入上述硬化促进剂的混合液混炼45sec，再添加呋喃树脂混炼45sec，准备自硬性砂(将其称为呋喃自硬性砂)。

将以上述方式准备的呋喃自硬性砂，在混炼之后投入到由铸铁制模具1的漏斗状半开口部2a、3a构成的漏斗状口内，在由半圆柱状的空洞部2b、3b构成的圆柱状的空洞部，成型为的试验体。

在本试验中，考虑作为影响呋喃树脂(以下，也仅称为树脂)的反应速度的造型条件参数的、混炼之前的上述再生砂的温度θ[℃]，从上述混炼的结束后至拔模之前的时间t1[min]，和从拔模之后至对于上述试验体进行压缩试验之前的时间t2[min]而评价树脂的反应率。

在此，本试验中的拔模的定义，是指在经过上述时间t1之后从模具1中取出试验体。

还有，在本试验中，为了使试验体与大气的接触面积变化，而使时间t1和t2变化。

作为本试验中的造型条件参数，使砂的温度θ变化为5、10、20、30℃，使时间t1变化为20、35、50min，使时间t2变化为10、25、40min，基于由下式(13)定义的试验体的重量变化评价树脂的反应率δ。这些结果显示在图2～图4中。

【算式19】

在此，w0是最初投入到模具1内的自硬性砂的重量(＝初始的试验体重量)[g]、w1是从混炼结束起经过一定经过时间t[min]时的试验体重量[g]，w2是从树脂的反应被认为完全结束的混炼结束起经过24hr后的试验体重量[g]。还有，所谓经过时间t，是指上述时间t1和上述时间t2，此外还包括上述时间t2后的时间。

在图2～图4中，横轴是经过时间t[min]，纵轴是树脂的反应率δ[％]。

图2是表示在经过t1＝20min之后拔模时的经过时间t与树脂的反应率δ的关系的图。图2中，使砂的温度θ变化为5、10、20、30℃，相对于各温度θ，时间t1固定为20min，只使时间t2变化为10、25、40min。

在图2中，即使同是经过t1＝20min之后的拔模，若砂的温度θ不同，则树脂的反应率δ也会大不相同。另外，随着时间t2的经过，树脂的反应率δ分别进一步增加。

图3是表示经过t1＝35min之后拔模时的经过时间t与树脂的反应率δ的关系的图。图3中，使砂的温度θ变化为5、30℃，相对于各温度θ，时间t1固定为35min，只使时间t2变化为10、25、40min。

在图3中，即使同是经过t1＝35min之后的拔模，若砂的温度θ不同，则树脂的反应率δ也会有一些不同。另外，随着时间t2的经过，树脂的反应率δ分别会进一步增加。

图4是表示经过t1＝50min之后拔模时的经过时间t与树脂的反应率δ的关系的图。在图4中，使砂的温度θ变化为5、10、20、30℃，相对于各温度θ，时间t1固定为50min，只使时间t2变化为10、25、40min。

在图4中，即使同是经过t1＝50min之后的拔模，若砂的温度θ不同，则树脂的反应率δ不同。另外，随着时间t2的经过，树脂的反应率δ分别进一步增加。

图2～图4所示的结果显示，若造型条件参数变化，则树脂的反应率δ变化。

基于上述结果鉴别的树脂的反应速度常数kd1、kd2与砂的温度θ的关系显示在图5和图6中。

图5、图6是分别表示砂的温度θ与树脂的反应速度常数kd1、kd2的关系的图。在此，所谓树脂的反应速度常数kd1、kd2，分别指时间t1、时间t2的树脂的反应速度常数。在图5、图6中，◇符号是根据上述实验结果求得的树脂的反应速度常数kd1、kd2，实线是由下式(5)预测的树脂的反应速度常数kd1、kd2。

【算式20】

在图5中，从砂的温度θ＝5℃朝向30℃，树脂的反应速度常数kd1从大约0.011[1/min]急剧降低至约0.0005[1/min]。这被认为是起因于，在构成上述自硬性砂的砂、树脂和硬化剂的混炼中，树脂的反应也进行。即，砂的温度θ越高，混炼中的树脂的反应的进行程度越大，从混炼的结束后至拔模之前的时间t1下，一般认为树脂的反应速度常数kd1，随着砂的温度θ越高，索性越降低。

在图6中，从砂的温度θ＝5℃朝向30℃，树脂的反应速度常数kd2，从大约0.005[1/min]稍微降低至约0.0035[1/min]。但是，相对于砂的温度θ的增加，树脂的反应速度常数kd2的减少倾向，比相对于砂的温度θ的增加，树脂的反应速度常数kd1的减少倾向小。

另外，根据上述实验结果，鉴别ai和αi的结果是，a1＝－0.004，α1＝0.045，a2＝0.005，α2＝－0.017。

根据以上的结果判明，通过使用上述式(1)和(2)，能够预测作为粘结剂的树脂的反应量δc(θ,ti)[wt％](i＝1，2)。

(实施例2)

接着，使用为了评价上述树脂的反应率的试验而准备的相同的造型条件参数下成型的的试验体进行压缩试验。即，砂的温度θ分别为5、10、20、30℃时，相对于各温度θ，使时间t1、时间t2变化，分别造型多个作为3个水平的树脂的反应量δc(θ,ti)的试验体，使用这些试验体进行压缩试验，求得平均常温压缩强度σc(θ,t)[mpa]。其实验结果分别显示在图7～图10中。

图7是表示树脂的反应量δc(θ,t)与平均常温压缩强度σc(θ,t)的关系的图(砂的温度θ＝5℃)，◇符号是上述实验结果，实线是由下式(3)预测的平均常温压缩强度σc(θ,t)。

【算式21】

σc(θ，t)＝{tanh(β·δc(θ，t1))+γ}+{tanh(ε(θ)·δc(θ，t2)-η)}…(3)

在此，

β、γ、η:材料参数，ε:由温度θ决定的常数

图8是表示树脂的反应量δc(θ,t)与平均常温压缩强度σc(θ,t)的关系的图(砂的温度θ＝10℃)，■符号是上述实验结果，实线是由上式(3)预测的平均常温压缩强度σc(θ,t)。

图9是表示树脂的反应量δc(θ,t)与平均常温压缩强度σc(θ,t)的关系的图(砂的温度θ＝20℃)，▲符号是上述实验结果，实线是由上式(3)预测的平均常温压缩强度σc(θ,t)。

图10是表示树脂的反应量δc(θ,t)与平均常温压缩强度σc(θ,t)的关系的图(砂的温度θ＝30℃)，×符号是上述实验结果，实线是由上式(3)预测的平均常温压缩强度σc(θ,t)。

另外，根据上述实验结果，鉴别作为材料参数(常数)的β、γ、η的结果是，β＝0.25，γ＝1.0，η＝4.8。

另外，由下式(12)表示的ε，是随着砂的温度θ一起变化的常数，右边的常数a和b是a＝－0.0161，b＝0.6222。

【算式22】

ε(θ)＝aθ+b…(12)

根据以上的结果判明，使用上述的式(3)，可以计算上述试验体的常温压缩强度σc(θ,t)，并且，在同造型条件参数之下造型铸模时的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)中，如果应用所述计算的试验体的常温压缩强度σ(θ,t)，则可以事先预测所述铸模的常温压缩强度σca(θ,t)。

(实施例3)

接下来，用于通过上述的手法，预先通过实验，从预测的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)之中，提取所述铸模不会损伤而能够造型，并且能够拔模的常温压缩强度σce(θ,t)(铸模的常温压缩强度提取工序)的铸模造型装置显示在图11中。

图11是表示铸模造型装置的构成的示意主视剖面图。在图11中，10是支柱，11是电机，12是用于将电机11固定于支柱10的固定件，13是用于驱动电机11的逆变器，14是连接有逆变器的电源，15是轮盘，16是用于将电机11安装于轮盘15的连接件，17是安装于轮盘15之上的圆筒形的木制框架，18是平衡装置，20是连接于平衡装置18并且安装有三爪卡盘19轴支架，21是安装有三爪卡盘19上所安装的轴22的具有扭曲形状的原型，23是填充在设置有原型21的木制框架17内的、与本实施例1所述的同样的呋喃自硬性砂。

在上述同造型条件参数之下(即，使构成上述呋喃自硬性砂23的砂的温度θ与时间t1变化)，在经过所述时间t1之后，一边由平衡装置18确保平衡，一边使原型21围绕其轴22旋转而进行拔模，造型铸模。如此造型的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)(即，事先预测的铸模的常温压缩强度σca(θ,t))与铸模的形成状态的关系显示在图12中。

在图12中，造型的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)低于0.5[mpa]时，铸模的一部分或大部分发生缺损和裂纹，不能造型。另外，造型后的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)高于2.2[mpa]时，无法从铸模拔模原型。相对于此，造型的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)在0.5[mpa]～2.2[mpa]的范围(即，图12的右侧的纵轴所示的常温压缩强度σce(θ,t)为0.5[mpa]≤σce(θ,t)[mpa]≤2.2[mpa])时，可以进行健全的(无铸模的损伤，能够造型，并且能够拔模的)铸模造型。

如上述，判明可预先通过实验，从预测的铸模的常温压缩强度σca(θ,t)之中提取无所述铸模的损伤而能够造型，并且能够拔模的常温压缩强度σce(θ,t)。

因此，造型实际的铸模时，采用如下构成即可，即，在经过满足由所述铸模的常温压缩强度提取工序提取的所述常温压缩强度σce(θ,t)的作为所述造型条件参数的所述时间t1之后，进行拔模。由此，在造型实际的铸模时，即使造型条件发生变化时，也不用每次都进行实验，便可以无铸模的损伤而进行造型，并且能够拔模。

以上，说明了本发明的实施方式，但不过是例示具体例，而并非特别限定本发明，具体的构成等，可以适宜进行设计变更。另外，发明的实施的方式所述的作用和效果，不过是列举了由本发明产生的最佳的作用和效果，本发明的作用和效果，并不限定于本发明的实施方式所述的内容。

本申请基于2016年9月7日申请的日本专利申请(特愿2016－174863)，其内容在此作为参照编入。

【产业上的可利用性】

本发明在造型实际的铸模时，即使造型条件发生变化时，也不用每次都进行实验，但可以无铸模的损伤地进行造型。

【符号的说明】

1造型用模具

2组合模a

3组合模b

2a、3a漏斗状半开口部

2b、3b半圆柱状的空洞部

2c贯通孔

3c内螺纹部

10支柱

11电机

12固定件

13逆变器

14电源

15轮盘

16连接件

17圆筒形的木制框架

18平衡装置

19三爪卡盘

20轴支架

21原型

22轴

23呋喃自硬性砂