鋳造

工程概要

効率的で信頼性の高い製造のために最新技術を採用

鋳造工程の概要

鋳造は、溶融金属を金型に流し込み、室温まで冷却することで金型の形状を転写し、部品を作る工程です。固体金属を丸ごと機械加工する場合に比べ、より低コストな製造方法です。当社の精密鋳造サービスは、世界中の産業向けに卓越した精度、耐久性、性能を提供します。鋳造は、大きく次の3つの主要な方式に分類されます。

この工程の特徴は、砂を鋳型材料として用いる点です。木型、金属、プラスチック、シリコーンゴムなどで作られた模型の周囲に砂を締め固めることで、鋳型キャビティと湯口方案を形成します。模型は、最終鋳造品の要件に応じて鋳造、機械加工、または3Dプリンティングで製作します。

ワックス模型またはワックストリートの周囲にセラミックスラリーを浸漬または噴霧して鋳型を形成します。注湯前に、スチーム脱ロウオートクレーブまたはフラッシュファイヤー炉でワックスを燃焼除去します。完了後、室温まで冷却し、通常は機械的工具でシェルを除去します。その後、部品は機械加工、研削、研磨を行い、要求寸法と特性を実現します。ロストワックス鋳造としても広く知られ、ステンレス鋼鋳造部品や高強度合金の重要産業用途に用いられます。インベストメント鋳造の一般的な工程フローは次のとおりです。

  • ワックス模型射出
  • ワックストリート組立
  • シェル造形
  • 脱ロウ/バーンアウト
  • 溶湯注湯
  • シェル除去
  • 切断
  • 個別鋳造品

溶融金属を、高圧または重力によって金属製の鋳型キャビティへ充填します。重力ダイカストでは、溶湯は自重によって鋳型内に流入します。加圧ダイカストは、プランジャーが溶湯を鋳型キャビティへ押し込む力に応じて、低圧・中圧・高圧に分類されます。加圧ダイカストは、精密で重要なダイカスト部品やアルミニウム鋳造部品の製造に適しており、他の鋳造法に比べ大量生産に向いています。ダイカスト部品は厳しい公差、優れた表面仕上げ、高い材料健全性を備えます。ダイカスト部品は、次の工程フローを経ます。

  • 溶解
  • 鋳造
  • 仕上げ(フェトリング)
  • ショットブラスト
  • 機械加工

材料

完成品へと加工する素材

砂型鋳造は融点の高い材料にも対応できるため、ほぼあらゆる合金の製造が可能です。鋳造部品は、所定の機械的・化学的特性を得るために熱処理を行うことがあります。砂型鋳造品は真空含浸を施し、気密性を高め、全体的な健全性を向上させます。物理的特性や外観の向上を目的として、表面処理を行うことも可能です。三元・四元・五元・六元の超合金、およびステンレス鋼鋳物をロストワックス法で鋳造できます。ダイカストは主に非鉄合金の製造に用いられ、アルミニウム鋳造部品、ザマック鋳造としても知られる亜鉛合金鋳物、黄銅およびマグネシウム合金などが対象です。当社が鋳造する代表的な材料は次のとおりです。

アルミニウム合金

アルミニウム合金

マグネシウム合金

マグネシウム合金

黄銅合金

黄銅合金

亜鉛合金

亜鉛合金

銅合金

銅合金

鋳鉄合金

鋳鉄合金

低合金鋼

低合金鋼

高合金鋼

高合金鋼

工具鋼

工具鋼

ニッケル・コバルト基合金

ニッケル・コバルト基合金

対応能力

当社の技術と専門性の概要

  • 一貫した順次製造プロセス、すなわち シミュレーション → 金型設計・製作 → 試作 → 量産
  • 試作から年間最大100万個規模の大量生産まで対応
  • 重量物・大型部品の鋳造に対応
  • 炭素鋼、ダクタイル鋳鉄、ステンレス鋼、二相ステンレス、スーパー二相ステンレス、アルミニウムおよび黄銅合金など、幅広い材質グレードの製造
  • 機械的・化学的特性の要件に応じた、焼ならし、焼なまし、焼入れ、焼戻しなどの後続熱処理
  • 陽極酸化、塗装、めっき、粉体塗装などの仕上げおよび表面処理
  • 小型から大型まで、一貫した機械加工に柔軟に対応
  • 鋳放し公差は最大± 0.2mm、機械加工公差は最大± 0.02mmまで対応
  • 材料および部品形状に応じて、鋳放し表面粗さ1.6 Raマイクロメートルまで対応
  • 金型製作およびシミュレーションに先進のCAD-CAMソフトウェアを活用
  • 製造拠点での原材料検証として、NABL認定の自社ラボ試験を実施
  • 国際規格に準拠した、部品の欠陥解析向け包括的な非破壊検査(NDT)
  • ISO 9001:2015およびIATF 16949品質マネジメントシステム認証取得の製造拠点

用途と利点

競合他社に対する優位性を獲得

鋳造の用途と利点
鋳造の用途と利点 鋳造の用途と利点
鋳造
  • 砂型鋳造は、材料選定の幅広さ、工程の簡便さ、低コストにより、ほぼすべてのエンジニアリング産業で幅広く用いられます。輸送・自動車産業における代表的な用途には、シリンダーヘッド、バルブ、エンジンブロック、エンジンマニホールド、歯車、ブラケットなどがあります。
  • 砂型鋳造は、初期投資が低く柔軟性が高いため、試作部品の製造に特によく選ばれます。
  • インベストメント鋳造は、次の用途で広く用いられます。
    • モーターおよび発電機のタービンやローターブレードなどのエンジニアリング部品
    • ケーシング、ピストンなどのバルブ部品
    • 多様な整形外科用インプラント
    • 産業用および民生用製品
  • インベストメント鋳造部品は、航空宇宙、自動車、医療機器製造などの産業で広く活用され、複雑な形状や高性能用途に対して卓越した精度、設計自由度、コスト効率を提供します。
  • 石油・ガス向けの鋳造サービスは、探査、掘削、生産オペレーションの厳しい要件に応えるよう設計されています。高強度かつ耐食性に優れたインベストメント鋳造部品を供給し、極端な圧力・温度下でも確実に機能し、重要環境における安全性と効率を確保します。
  • 航空宇宙および自動車産業では、高強度アルミニウムや軽量マグネシウムによるダイカスト部品が数多く製造されています。
  • ダイカストの代表的な利点には次のようなものがあります。
    • 断面厚さ1.5mmまでの重要部品の製造
    • 複雑な形状と多様な用途に対応する部品製造
    • 高い強度と健全性
    • 大量生産
    • 高い工程管理を備えた完全自動化プロセス
    • 高い再現性により安定した高品質部品を実現
    • 高い寸法精度、厳しい公差、優れた表面仕上げ、長い耐用年数
    • 後加工の機械加工を省略可能
    • 金型の長い稼働寿命
    • 大量生産における高い経済性

よくあるご質問

ご質問にお答えします

  • はい。砂型鋳造は比較的シンプルで低コストな工程のため、試作に広く用いられます。金型・鋳型の製作コストは、他の鋳造方式に比べて大幅に低くなります。
  • ただし、砂型鋳造は固有欠陥が生じやすく、生産性が低いため、量産時の最終製品をそのまま反映するものとは見なせません。
  • インベストメント鋳造工程の複雑さにより、次のような欠陥が生じることがあります。
    • 介在物 — 異物の混入
    • ホットティア — 冷却時にセラミックシェル鋳型が溶湯の収縮を拘束する場合
    • 湯回り不良 — 溶湯が鋳型キャビティを完全に充填できない場合
    • 冷接(コールドシャット) — 鋳型内で二つの溶湯流れが十分に融合しない場合
    • 湯漏れ — 注湯中に溶湯が鋳型から漏れ出す場合
    • 引け巣 — 鋳造断面の変化に伴って発生
    • ワックス損傷 — ワックス模型の取り扱い不良
    • バルジ — ワックス模型が近すぎてセラミックシェルがブリッジする場合
  • 長所
    • 高い寸法精度
    • 機械加工が最小限
    • 部品サイズの制約が少ない
    • 薄い肉厚の部品を製造可能
    • 自動化工程によりリードタイムが短い
  • 短所
    • 金型コストが高い
    • 鉄系合金には適用できない
    • 大量生産にのみ適する
  • ガス気孔 — ガスの巻き込みによる
  • ドラッグ — 金型キャビティ表面の損傷および硬度不足
  • 割れ — 鉄含有量の過多、金型温度の低下、肉厚の不均一
  • 変形 — 鋳造構造設計の不良
  • ヒケ — 射出圧力の不足、鋳物肉厚の不均一
  • 湯回り不足 — 溶湯の流動性不足、射出圧力の低下
  • バリ — 射出速度の過大、金型締付け力の不足
  • 当社は、専門性と実績を備えた厳選サプライヤーをパートナーネットワークに加えることで、対応能力を継続的に拡充しています。砂型鋳造、インベストメント鋳造、重力ダイカスト、加圧ダイカストなど、幅広い産業用途向けの精密鋳造サービスを提供します。
  • ステンレス鋼鋳造部品、ダクタイル鋳鉄部品、ならびに非鉄のアルミニウムおよびザマック鋳造サービスを幅広く提供できる点が、競合との差別化につながっています。詳細は本ページの 対応能力セクションをご参照ください。