砂型鋳造: 古代ながら多用途な金属鋳造プロセス
砂型鋳造、そのルーツは紀元前 1000 年に遡る方法であり、今でも最も古く、最も用途の広い金属鋳造プロセスの XNUMX つです。 この技術では、消耗品の砂型を利用して、さまざまな形状やサイズの複雑な金属部品を比較的低コストで作成します。 このプロセスには、溶融金属、炉、砂型、およびパターンが含まれます。 金属を炉で溶かし、砂型のキャビティに流し込み、模様に沿って成形します。
金属が固まったら、鋳物を型から取り出します。 注目すべきことに、すべての金属鋳造製品の 50% 以上が砂型鋳造のみを使用して製造されています。
砂型鋳造メーカーは、数グラムから数トンまでサイズや重量が異なるさまざまな鋳物を製造しています。 レジン砂型鋳造、生型砂型鋳造など様々な材料、工法が採用可能です。 小さな部品にはプーリー、コネクティングロッド、クランクシャフト、ギアが含まれますが、大きな部品には次のものがあります。 エンジンブロック、トランスミッションケース、シリンダーヘッド、エンジンマニホールド.
砂型鋳造プロセス:このプロセスには、次の XNUMX つの主要な手順が含まれます。
1. パターンの配置: 最終製品と同じ形状の再利用可能なパターンを砂に入れて型を作成します。 熱収縮は考慮されています。
2. ゲートシステムの組み込み: 砂ブロックの中に模様を入れて砂型を作ります。
3. パターンの削除: 金型をコープ（上半分）とドラグ（下半分）に分割します。 パターンを取り外し、半分を再結合して、パターンに一致する空洞を残します。
4. 溶融金属の注入: 金型キャビティ、ランナー、ライザー経路を溶融金属で満たします。
5.金属冷却: 溶けた金属が冷めるのを待ちます。
6. 型の剥離と鋳物の除去: 砂ブロックを振ると、固まった金属が放出されます。 砂の大部分を回収して再利用します。 機械加工や研削などの鋳造後のプロセスのために、ゲート、ランナー、ライザーを鋳物から分離します。
砂型鋳造が人気の理由:すべての金属鋳造品の 60% 以上が、その多用途性により砂型鋳造によって製造されています。 この方法では、さまざまなサイズ、形状、デザインに簡単に対応できます。 材料の選択に柔軟性があり、ほとんどの金属や合金の使用をサポートします。 費用対効果の高い工具と簡単な鋳造作業を組み合わせると、砂型鋳造は、多孔性やその他の欠陥が発生しやすいにもかかわらず、幅広い金属鋳物を製造するための好ましい方法です。
砂型鋳造プロセスの能力:
| 分解能 | 実現可能な | |
|---|---|---|
| 材料 | 鋳鉄、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル、マグネシウム、銅、アルミニウム、亜鉛、チタン、鉛、錫 | |
| 数量 | 1-1000 | 1-1000000 |
| 公差 | ±0.03 in | ±0.015 in |
| 表面仕上げ | 200～700μインチ | 100～2000μインチ |
| 最大壁の厚さ | 0.120-6 | 0.08-45 |
| 鋳造部品のサイズ | 数オンス - 500トン | 数オンス - 500トン |
| 形状 | 薄壁：複雑、固体：円筒形、立方体、複雑、平坦壁：円筒形、薄壁：立方体 |
砂型鋳造の長所と短所:
| Advantages: | デメリット |
| 大型部品の製作も可能です。 | 材料強度が低い。 |
| 工具や設備のコストが低い。 | 通常、XNUMX 箱につき金型は XNUMX つだけです。 |
| 金属の豊富な品揃え。 | 処理コストが高い。 |
| 短いリードタイム。 | 寸法精度が低い。 |
| 複雑な形状を鋳造する能力。 | 廃棄物の発生量が多い。 |
| 金属スクラップのリサイクル可能性。 | 表面仕上げが悪い。 |
| 収縮、気孔率、注入エラーが発生しやすくなります。 | |
| 多くの場合、二次加工作業が必要になります。 |
砂型鋳造は、単に溶融金属を流し込むだけではありません。 このプロセスを習得するには長年の経験が必要です。
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