廃棄物を削減し、コストを削減し、時間を節約するためのニアネットシェイプ

ニアネットシェイプ製造はどのように時間とお金を節約しますか？

製造された金属オブジェクトは、鋳造、鍛造、または機械加工によって作成されます、 時々無駄を作成します。ニアネットシェイプ製造は、アイテムまたはパーツを可能な限り最終形状に近づけて製造し、無駄を減らし、時間とお金を節約し、エネルギーとリソースの需要を減らすことで環境への影響を減らすことを目的としています。

ネットシェイプ製造に近いものは何ですか？

ニアネットシェイプ製造とは、オブジェクトを最終的な形状にできるだけ近づけるように製造プロセスを計画し、完成品の製造に必要な時間を短縮することです。

キャストとは何ですか？

鋳造は通常、ニアネットシェイプ製造の最初のステップです。鋳造では、溶銑を事前に成形された型に流し込み、最終形状に近い製品を形成します。ほとんどの鋳造所では、砂型鋳造を使用して金属鋳物を作成しています。砂型鋳造では、砂型を使用して溶銑を物体に成形します。砂型鋳造は、中国で最も初期の支配王朝である殷王朝の西暦1300年頃に最初に使用されました。

インベストメント鋳造（精密鋳造またはロストワックス鋳造と呼ばれることもあります）は、砂型鋳造よりも廃棄物が少なく、正味に近い形状の物体を生成します。インベストメント鋳造は6000年前に始まり、歴史的に複雑な彫刻や宝石を作るために使用されていました。砂型鋳造よりもほぼ正味の形状の製品に近くなりますが、インベストメント鋳造はより複雑で労働集約的なプロセスであり、プロジェクトによっては全体的な製造コストが高くなる可能性があります。

鋳造収縮とは何ですか？

高校の物理学で学んだのと同じ原理、つまり熱が膨張し、冷たく収縮することは、金属製造にも当てはまります。金属は加熱すると膨張し、冷却すると収縮します。これは熱膨張と呼ばれるプロセスです。

鋳造プロセス中の熱膨張の影響により、鋳造収縮により収縮キャビティなどの製品欠陥が発生する可能性があります。鋳造所は、ライザー、鋳造金型に組み込まれた余分な溶融金属のリザーバーを使用して、収縮を減らし、冷却鋳造物の内部に空洞が形成されるのを防ぎます。 「ホットトッピング」として知られる断熱材は、キャスト内の金属が固化する間、ライザーを高温に保つのに役立ちます。ライザーは最終製品から取り除く必要があり、金属廃棄物が発生します。

収縮許容量

金属は、その元素と組成に応じて熱膨張に対して異なる反応を示しますが、収縮は鋳造設計によっても影響を受ける可能性があります。これらは、鋳造プロセス中の一般的な収縮許容値です。

金属

430

ねずみ鋳鉄

0.7〜1.05

白い鋳鉄

2.1

可鍛鋳鉄

1.5

鋼

2.0

真ちゅう

1.4

アルミニウム

1.8

アルミニウム合金

1.3から1.6

ブロンズ

1.05から2.1

マグネシウム

1.8

亜鉛

2.5

マンガン鋼

2.6

したがって、金属の選択は、鋳造金属オブジェクトのニアネットシェイプに影響を与える可能性があります。

機械加工とは

機械加工とは、金属製品を最終的な形状に彫刻、切断、研削、穴あけ、または穴あけするプロセスです。石を彫刻したり木を彫ったりするように、機械加工は余分な材料を取り除くことによって金属を形作ります。ニアネットシェイプの製造は通常、鋳造から始まります。金属シェイプを最初から機械加工すると、無駄が多くなり、実用的ではなくなるためです。機械加工は、金属製品を製造する上で重要な仕上げステップであり、最終製品が滑らかで、細かく成形され、意図された目的に対応できるようにします。ニアネット生産は、可能な限り機械加工を少なくすることを目的としています。

鍛造とは何ですか？

鍛造は、ハンマー、圧搾、圧延などの圧縮圧力によって金属を成形します。鍛造方法には、熱間鍛造と冷間鍛造の両方が含まれます。おそらく、鍛造の最良の例は、ハンマーとトングを使って熱い馬蹄形を金床に打ち付ける昔ながらの鍛冶屋の古典的なイメージです。今日、ほとんどの鍛造は巨大なプレス機を使用して工業規模で行われています。工業用鍛造では、仕上げに機械加工が必要ですが、完成に近い製品を成形して納品できる鍛造機の開発が行われており、機械加工の必要性が減少または排除されています。鍛造方法には、ドロップ、ロール、プレス、オープンおよびクローズドダイ鍛造、および精密鍛造が含まれます。摩擦圧接は、運動と力によって発生する熱を使用して鍛造金属接合部を生成するもう1つの鍛造技術です。

3Dプリントとは何ですか？

3D印刷は、有望な新しいニアネットテクノロジーです。産業用3D印刷は、アディティブマニュファクチャリング（またはアディティブレイヤーマニュファクチャリング）と呼ばれます。アディティブマニュファクチャリングでは、コンピューターを使用して材料のレイヤーを指示し、無駄がほとんどない事前に設計されたオブジェクトを正確に作成します。材料は層ごとに適用され、詳細な構成部品や製品を製造します。アディティブマニュファクチャリングは、個々の補聴器や個別の靴用にカスタマイズされた部品を含む、カスタマイズ可能なコンポーネントや製品を可能にするのに十分な柔軟性を備えています。アディティブマニュファクチャリングは、輸送、航空宇宙、エネルギーの各セクター向けのカスタムパーツとコンポーネントパーツを作成する上でますます重要な役割を果たしています。

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