鋳造とは？鋳造の種類、プロセス、用途と製造における限界

鋳造は、液状の材料を型に流し込み、硬化させることで目的の形状に仕上げる基本的な製造工程のひとつである。他の製法では時間やコストがかかる複雑な形状を作り出すために広く採用されている。 

鋳造は、複雑なエンジン部品、工業用器具、彫刻アートなど、さまざまな産業でかけがえのない役割を担っている。 キャスティングとは？ とは、原材料を溶かし、金型を通して成形する工程を経て、使用可能な部品にすることを指す言葉である。

鋳造材料と用途について知っておくべきこと

鋳造は、さまざまな材料を用いて複雑な形状を正確に製造できることから、卓越した製造方法として知られている。多くの場合 アルミニウムブロンズ、鉄 スチール また、プラスチック、石膏、コンクリートなど、金属以外の物質も鋳造工程に入れることができる。 

鋳造は、大型部品や大量生産部品の経済的な製造とともに、自動車、航空宇宙、建設、美術産業で使用される選択プロセスとなっている。

違いを生むキャスティングのポピュラーな形 

鋳造には様々な種類があり、使用される材料や材料の適用方法によって、それぞれの種類に明確な利点があります。鋳造の最も一般的な3つの種類は、次のとおりです：

砂型鋳造

これは最も古くからある普遍的な鋳造法である。砂で型を作り、そこに溶けた金属を流し込む。効率的で、小さな金属部品から大きな金属部品まで対応できる。

ダイカスト

溶融した金属を高圧で鉄の型に流し込む方法。大量生産に最も適しており、良好な表面仕上げと寸法精度が得られる。

インベストメント鋳造

ロストワックス鋳造と呼ばれる製法を用い、非常に複雑で精密なデザインを可能にする。航空宇宙産業や宝飾品産業では非常に一般的である。

遠心鋳造

パイプやリングなど、円筒形の部品を作る場合に最適です。遠心鋳造は、回転する鋳型の中で溶融材料を広げるために遠心力の力を利用します。

永久鋳型鋳造 

ほとんどの場合、金属製の再利用可能な鋳型を使用する。その結果、砂型鋳造に比べて優れた機械的特性と滑らかな仕上がりが得られる。

鋳物にはさまざまな目的があり、この点で、生産量、表面仕上げ、構造の完全性など、さまざまな要素を考慮する必要がある。

キャスティングの完全なプロセスを説明する

鋳造の工程は、製品全体が仕様どおりになるように順を追って行われる。工程は通常このようなものです：

• パターンメイキング： 木材、金属、または プラスチック この印象は、金型へのアプローチに役立つ。この印象は型に近づくのに役立つ。
• 金型の準備： 鋳型はパターンの上に作られる。砂型鋳造などの消耗鋳造では、鋳型は使用に応じて破壊される。永久鋳型では、鋳型は再利用される。
• 溶かして注ぐ。 選択した鋳物金属（通常）を炉で高温にし、鋳型の空洞に流し込む。
• 冷却と凝固： このように、溶融材料は金型に入れた後、冷却固化させる。
• 取り外しとクリーニング： 鋳型から取り出された鋳物は、その後洗浄され、必要に応じてトリミングされ、機械加工や熱処理などの仕上げ工程を経ます。その後、洗浄やトリミングが行われ、必要に応じて機械加工や熱処理などの仕上げ工程が行われます。
• 検査だ： 品質検査は、公差や仕様がどのレベルまで満たされているかを確認するために、最終製品に対して行われる。

この詳細な手順により、メーカーは複雑だが耐久性のある部品を作ることができる。

業界を超えた鋳造の応用

鋳造が多くの産業で応用されている理由は、複雑な形状を経済的に作り出すことができるからです。最も注目すべき鋳造の用途には、以下のようなものがある：

• 自動車産業： 鋳造プロセスは、エンジンブロック、シリンダーヘッド、トランスミッション部品の製造に採用されている。
• 航空宇宙 インベストメント鋳造とダイカスト鋳造は、高精度のタービンブレードや航空機エンジンの部品の製造に使用されている。
• 建設： 鉄および非鉄金属は、構造部品、ブラケット、ハードウェアの鋳造に使用される。
• アートとデザイン： しかし、彫刻家やデザイナーは彫像や装飾品の製作にブロンズやアルミニウムの鋳造を使用している。
• 医療と歯科： インベストメント鋳造は、整形外科用インプラントで一般的に使用されている、 手術器具そして 歯科補綴 その精度の高さからだ。

このようなさまざまな用途が、現代の生産における鋳物の多様性と手頃さを浮き彫りにしている。

プロダクションではどのようなキャスティングの制約があり得るか

しかし、多くの利点があるにもかかわらず、鋳造にはいくつかの欠点がある。これらの欠点を知ることで、メーカーは特定の用途に適用する正しいプロセスを知ることができる。

• 材料の無駄： すべての鋳造工程でそうだというわけではないが、鋳造工程によっては、消耗金型鋳造のように、無駄になる材料がたくさんある。
• 表面仕上げ： より多くの加工を行わないと、表面仕上げが特定の高精度要求を満たすのに十分でない場合がある。
• 寸法公差： 砂型鋳造のような特定の鋳造方法では、寸法誤差が生じ、寸法が不正確になる可能性があるため、後処理の工程で修正しなければならない。
• ポロシティとクラック： ガスポケット、収縮、介在物などの問題は、鋳造部品の強度を低下させる可能性がある。
• 金型費用： ダイカスト成型の技術と基本は、最初に多額の金型費用を必要とする。

しかし、このような弱点は、ほとんどの場合、慎重な設計と工程管理によって克服される。

現代の製造業で鋳造が重要な理由 - 主な事実

鋳造は、世界で採用されている最も柔軟で手頃な製造工程のひとつであり続けている。溶融した材料を簡単にエレガントなデザインに変えることができる。 自動車, 航空宇宙鋳造は、製造、建築、そして発明芸術の分野で利用することができる。価格、品質、経済性の妥協を通じて最適な生産方法を見出そうと努力する製造業者や技術者なら、鋳造の意味を理解しているはずだ。

鋳造が一般的であるもう一つの大きな要因は、ほとんどの素材や用途に適応できるという事実である。鋳造は、小さな芸術的彫刻から巨大なエンジンブロックまで使用することができ、形状やサイズだけでなく複雑さもさまざまです。その上、鋳造は大量生産が可能で、プロトタイピングやカスタムデザインも可能です。

結論

最後に、鋳造とは何か？鋳造は、原材料と製品との間のギャップを効果的かつ正確に埋めるものです。どのような種類の鋳物を使うべきか、どのような鋳物材料を選ぶべきか、鋳造における制約にどのように対処すべきかを知っている製造業者は、この古くからありながら絶えず発展している現象を利用することができ、対応する産業において競争上の優位性を得ることができます。

しかし、世の中のあらゆるものがそうであるように、鋳造も完璧ではない。欠陥や材料の無駄、表面の仕上げなどによって二次加工が必要になることもある。しかし、シミュレーションツールの改良、改良された鋳型材料の使用、品質管理の改善など、技術の発展により、鋳造産業は改良を続け、さらに高い精度と信頼性を提供しています。

キャスティングに関するFAQ

1.製造業における鋳造とは？

製造における鋳造は、材料の形成に関与する。ほとんどの場合、それは金属であり、液体の状態で型に流し込み、目的の形状に冷却させる。

2.キャスティングの主な種類は？

一般的なタイプには、砂型鋳造、ダイカスト、インベストメント鋳造、遠心鋳造、永久鋳型鋳造などがある。

3.鋳造に使われる材料は何ですか？

アルミニウム、鉄、鋼、青銅などの金属と、プラスチック、石膏、コンクリートなどの非金属を、用途に応じて使い分ける。

4.キャスティングの限界とは？

材料の無駄、表面欠陥、気孔率、寸法精度の難しさ（および必要な後処理）などが制約の一部である。

5.キャスティングの利点は何ですか？

鋳造は複雑な形状の製造を可能にし、大量生産をサポートし、幅広い材料に対応し、多くの産業用途でコスト効率を提供する。