鋳物工場

鋳造は 、液体状態（溶融状態）の金属または金属合金を型に流し込み、さまざまな種類の部品、装飾品、宝飾品、機械のケーシング、インゴットなどを製造するプロセスです。多くの場合、特に部品が大きい場合、複雑な形状である場合、または内部チャネルやキャビティがある場合、鋳造は部品を製造するための最も簡単で経済的なプロセスです。

溶けた鋼。写真：Alaettin YILDIRIM / Shutterstock.com

鋳造により、完成した部品が完成する可能性がありますが、すでに最終形状になっている場合もあれば、完成していない場合もあります。この場合、機械的な成形加工（鍛造など）、寸法調整、溶接、機械加工（機械加工される部分については、余裕を持たせるのが一般的です）を行う場合があります。しかし、一般に、鋳造品は溝の切断、機械加工、バリ取りなどの仕上げ工程を経ます。鋳造部品は成形プロセスで製造された部品よりも機械抵抗が低いため、必要に応じて部品に熱処理を施し、より大きな抵抗を与えることもできます。

鋳物の製造にはいくつかの異なるプロセスがありますが、最も一般的なのは重力鋳造、遠心分離鋳造、圧力鋳造、精密鋳造です。それぞれが特定の品質、コスト、時間の要件に合わせて調整されます。ただし、基本的にプロセスの始まりはモデルまたは金型の作成です。

使用される型が非永久的なタイプ (通常は砂) である場合、 モデルは 鋳物の形状を整えるために使用されます。モデルは木、プラスチック、発泡スチロール、金属、さらにはワックスで作ることができ、型からの取り外しを容易にするために離型剤（タルク、グラファイト）を塗布することもできます。

鋳造プロセスでは、コアと呼ばれる部品を使用して、鋳造する必要がある部品にチャネルや穴を形成することもできます。コアは、溶融金属の注入プロセスに耐えるのに十分な強度の材料で作られている必要がありますが、部品から取り外せるように、凝固および冷却プロセス後に壊れる可能性がある必要があります。

金型は、製造される部品のネガであり、金型を作成する材料の種類は、使用されるプロセスによって異なります。最も一般的なものは 鋳物砂 から作られています。砂、粘土、水の混合物からなる合成砂です。緑砂：珪質砂を含む。乾燥砂は、より優れた仕上げや寸法安定性を備えた部品が必要な場合に使用され、部品の特性を改善する添加剤が含まれています。 砂型の 工程では、使用した砂の約98％を再利用しています。それはふるいにかけられ、工程に戻されます。

他の鋳造プロセスでも砂型を使用しますが、最も一般的なのは 重力プロセス であり、最も安価です。このプロセスでは、木製のモデルを作成し、砂の入った箱に置き、注ぐチャネルと供給チャネルの2つのチャネルを残します。砂型が加熱され乾燥したら、型を取り外し、部品を形成する溶融金属を流し込みます。固化後、金型を壊して部品を取り出すことも、他の部品を製造するために使用することもできます（部品や金型の形状、部品を取り外せる形状かどうかによって異なります）。

永久部品と一時部品 (鋳物が固まった後に壊れる可能性があります) を備えた 金属 (永久) または混合型 も作成できます。永久的な金型を使用した鋳造プロセスでは、単一の金型で数千個の部品を製造できますが、その部品は、製造される部品の金属よりも高い融点を持つ金属で作られなければなりません。金型はコストが高いため、部品の量産用にのみ作られています。

シェルモールドとは 、金属模型の上に砂で型を作る工程で、薄い砂の層に樹脂を混ぜて作るため、使用する材料の量が少なくて済みます（それでも、従来よりも高価なプロセスですが、より良い仕上がりが得られます。）型を作成した後、耐久性を向上させるために熱処理プロセスを経て、鋳物を流し込むのに使用できるようになります。

ロストワックス鋳造 プロセスでは、2 つの金型が使用されます。 1 つ目は、製造する部品の逆の形状 (通常は 2 つの半分) に簡単に加工できる金属でできています。次に、この型にワックスを充填して、最終的な形状のモデルを形成します。これらのモデルは、鋳物砂で満たされた箱に入れられ、ワックスが溶けて流れるまで加熱され、その部分の形状が反転した別の型が作成されます。これを溶かした金属で満たし、作品を作ります。このプロセスの利点は、複数の部品を詳細度の高い状態で連続して製造し、実質的に完成させることができることです。欠点は、ピースのサイズが制限されていることです。

もう 1 つの鋳造プロセスは 圧力鋳造 です。この方法では、金属が型またはダイにポンプで注入され、これが水で冷却されて耐用年数が長くなり、鋳物の冷却が速くなります。このプロセスでは、強制鋳造により金型への充填が改善されるため、より薄い壁とより詳細な部品の製造が可能になります。

遠心鋳造は、 金属を充填しながら金型を回転し続ける装置で構成されており、鋳造の効率が向上しますが、通常のプロセス（重力による）よりも高価になります。このプロセスでシームレスチューブが製造されます。