砂型鋳造プロセスを理解する: ステップバイステップガイド
金属鋳造 は、デザイナーにとって基礎的かつ貴重な製造技術として機能します。これには、あらかじめ形成された型に溶融金属を注入することが含まれ、冷却すると固化して完成部品が形成されます。この方法では機械加工を行わずに金属を成形できるため、複雑でコスト効率が高く、耐久性のあるコンポーネントの大量生産が容易になります。その結果、多数の鋳造プロセスが存在し、その中で砂型鋳造が最高の地位を占めています。この記事では、砂型鋳造の卓越性を概説し、その操作メカニズム、比較優位性、現代の産業用途を解明します。
砂型鋳造とは何ですか?またその仕組みは何ですか?
導入：砂型鋳造 は、砂を使用して液体金属を流し込むための型を作成する多用途の鋳造法であり、その結果、複雑な部品が形成されます。このガイドでは、砂型鋳造の基本的な手順を概説し、その手順と応用例を明らかにします。
ステップ 1: 鋳造パターンの製作
鋳造パターンとして知られる鋳物の外観のレプリカを作成します。通常は木材またはプラスチックで作られます。
冷却中の金属の収縮に対応するために、パターンは大きめに作られています。
コア、内部金型インサートは、複雑な内部輪郭に使用できます。
ステップ 2: 砂型の準備
パターンを中心に砂型を 2 つの部分に分けて作成します。
上半分 (コープ) と下半分 (ドラッグ) がパターンの周囲のフラスコに詰め込まれます。
砂はしっかりと詰められ（打ち込み）、金型の完全性を確保し、遊離粒子を除去します。
パターンが除去され、金属の流れのために砂の中に跡が残ります。
金属の侵入のためにチャネル (ゲート/ランナー) と注入漏斗 (スプルー) が作成されます。
ステップ 3: 型締め
ドラッグとコープの半分を一緒にクランプして完全な金型を形成します。
必要に応じて、クランプする前にコアを金型に挿入します。
ステップ 4: 金属の注入
希望の金属を炉で溶かし、慎重に金型の湯口に流し込みます。
溶融金属は、パターンによって定義された金型のキャビティを満たします。
金型を放冷し、金属を固化させます。
ステップ 5: シェイクアウトとクリーニング
固まった金属鋳物から砂を非破壊手段（シェイクアウト）で取り除きます。
鋳物は、ゲート システム、ランナー、および残留砂やコア材料を除去することによって精製されます。
余分な材料はトリミングされ、表面は希望の仕上げのためにサンディング/研磨されます。
各部品に欠陥がないか検査され、品質基準に準拠しているかどうかがテストされます。
砂型鋳造の長所と短所: 利点:
さまざまなサイズと複雑さの部品を製造する能力。
量産対応性に優れています。
幅広い合金と互換性があります。
設備とセットアップのコストが低く、リードタイムが短い。
短所：
金属の気孔は部品の強度の低下につながります。
最低 表面仕上げ 大規模な清掃が必要です。
金属の収縮により寸法精度が低下します。
洗浄プロセスには時間がかかり、公差の低い部品には二次加工が必要になる場合があります。
砂型鋳造の応用:
ピストン、バルブ、インペラ、エンジンブロック。
自動車、農業、鉱山機械の部品。
電子部品、ガス/オイルタンク、医療機器。
ハードウェア、ネジ、ナット、ギア。
結論：砂型鋳造には限界があるにもかかわらず、依然として幅広い用途に適した費用対効果の高い多用途の製造プロセスです。比較的低いセットアップコストで複雑な部品を製造できるため、現代の製造プロセスに不可欠な部分となっています。
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