金属鋳造は、溶融金属を使用して三次元の物体を作成する製造プロセスです。 溶けた金属を型に流し込み、冷却して固めます。 型は砂、金属、プラスチックなどさまざまな素材で作ることができます。
金属鋳造は、工具、宝飾品、彫刻、機械部品などのさまざまな物の作成に何世紀にもわたって使用されてきました。 これは、複雑な形状や公差の高い部品の製造に使用できる多用途のプロセスです。
さまざまな種類の金属鋳造
砂型鋳造
砂型鋳造は最も一般的なタイプの金属鋳造です。 これは、さまざまな部品の製造に使用できる比較的安価なプロセスです。 ただし、砂型鋳造は他の金属鋳造タイプほど正確ではありません。
砂型鋳造プロセスでは、砂から型を作成します。 次に、金型に溶融金属が充填され、冷却して固化します。 その後、砂型が取り除かれ、金属鋳物が残ります。
砂型鋳造は、さまざまな部品の製造に使用できる多用途のプロセスです。 ただし、他の金属鋳造タイプほど正確ではありません。 これは、溶けた金属が冷えるにつれて砂型が収縮したり、歪んだりする可能性があるためです。
ダイカスト
ダイカストは、より精密な金属鋳造の一種です。 滑らかな表面仕上げが必要な高公差部品の製造に使用されます。 ただし、ダイカストは砂型鋳造よりも高価です。
ダイカストプロセスでは、金属から金型を作成します。 次に、金型に溶融金属が充填され、高圧で射出されます。 溶融金属が金型の細部すべてに強制的に充填されるため、非常に正確な鋳造が可能になります。
ダイカストは砂型鋳造よりも精密なプロセスですが、コストも高くなります。 金型の作成にはコストがかかるためです。
インベストメント鋳造
インベストメント鋳造は、非常に精密な金属鋳造の一種です。 複雑なディテールを持つ複雑な部品を製造するために使用されます。 ただし、インベストメント鋳造は金属鋳造の中で最も高価なタイプです。
インベストメント鋳造プロセスでは、ワックスから型を作成します。 次に、ワックスパターンをセラミックスラリーでコーティングします。 次に、セラミックスラリーを焼成して硬化させ、型を作成します。 その後、ワックスパターンが溶けて型内に空洞が残ります。 次に、金型に溶融金属が充填され、冷却して固化します。
インベストメント鋳造は最も精密な金属鋳造タイプですが、最も高価でもあります。 これは、ワックスパターンの作成に費用がかかるためです。
その他の金属鋳物
砂型鋳造、ダイカスト、インベストメント鋳造に加えて、他にもいくつかの種類の金属鋳造があります。 これらには次のものが含まれます。
- 遠心鋳造: このタイプの金属鋳造は、均一な厚さの部品を作成するために使用されます。 溶融金属は回転する鋳型に注がれ、金属が鋳型の壁に沿って均一に流れます。
- スラッシュキャスティング: このタイプの金属鋳造は、中空部品の作成に使用されます。 溶けた金属を型に注ぎ、少し冷却します。 冷却された金属は型から取り外され、中空のシェルが残ります。
- ロストフォームキャスト: このタイプの金属鋳造は、複雑なディテールを持つ部品を作成するために使用されます。 希望の部分のフォームパターンが作成されます。 次に、フォームパターンを型に配置し、溶融金属で囲みます。 溶融金属が発泡パターンを溶かし、発泡パターンと同じ形状の金属部品が残ります。
- 真空鋳造: このタイプの金属鋳造は、詳細レベルの部品を作成するために使用されます。 溶融金属は真空下で金型に注入されます。 真空により気泡が追い出され、滑らかな表面仕上げの部品が得られます。
金属鋳造の利点
- 汎用性: 金属鋳造は、単純なものから複雑なものまで、さまざまな部品の製造に使用できます。
- 費用対効果: 金属鋳造は、特に大規模生産の場合、比較的安価なプロセスです。
- その2:シャフトスピード(回転数): 金属鋳造は、使用する鋳物の種類にもよりますが、比較的短時間で行うことができます。
- 耐久性: 金属鋳物は通常非常に耐久性があり、多くの磨耗に耐えることができます。
- リサイクル性: 金属鋳物はリサイクルできるため、環境に優しい製品です。
金属鋳造の欠点
- 寸法精度: 金属鋳造は、機械加工などの他の製造プロセスほど寸法が正確であるとは限りません。
- 表面仕上げ: 金属鋳造品の表面仕上げは粗い場合があり、追加の機械加工や仕上げが必要になります。
- 気孔率: 金属鋳物には気孔が含まれる場合があり、それにより部品が弱くなる可能性があります。
- 複雑: 複雑な特徴を持つ金属鋳造品は、製造が難しく、高価になる場合があります。
- リードタイム: 金属鋳造品は、使用される部品や製造プロセスの複雑さによっては、納期が長くなる場合があります。
まとめ
金属鋳造は、さまざまな部品の製造に使用できる多用途でコスト効率の高い製造プロセスです。 ただし、寸法精度や表面仕上げなどの金属鋳造の限界を認識することが重要です。 金属鋳造プロセスを選択するときは、製造される部品の特定の要件を考慮することが重要です。
金属鋳造の長所と短所を評価する際に考慮すべき追加のポイントを次に示します。
- 使用される金属鋳造プロセスの種類は、最終製品に大きな影響を与えます。 たとえば、砂型鋳造はダイカストほど精度の低いプロセスですが、安価でもあります。
- 製造される部品の複雑さは、金属鋳造プロセスのコストと精度にも影響します。 部品がより複雑になると、より精密なプロセスが必要となり、製造コストも高くなります。
- 生産量も金属鋳造のコストに影響します。 大量生産の場合、金属鋳造は非常にコスト効率の高いプロセスとなります。 ただし、少量生産の場合は、他の製造プロセスの方がコスト効率が高い場合があります。
全体として、金属鋳造は、さまざまな部品の製造に使用できる多用途でコスト効率の高い製造プロセスです。 ただし、金属鋳造の制限を認識し、製造される部品の特定の要件に適したプロセスを選択することが重要です。
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