キャスティングとは?- 定義|鋳造の種類
キャスティングとは?
鋳造は、通常、液体材料を目的の形状のキャビティを含む金型に流し込み、凝固させる製造プロセスです。凝固した部分は鋳物とも呼ばれ、型から取り出されるか壊れてプロセスが完了します。
鋳造材料は、通常、2 つ以上のコンポーネントを混合した後に硬化する金属またはさまざまな時間設定材料です。例としては、エポキシ、コンクリート、石膏、粘土などがあります。
金属鋳造は、製造と美術の両方で使用される 7,000 年前のプロセスです。最初に知られている鋳造物は、現在のイラクで発見された紀元前 3200 年の銅のカエルです。金属鋳造中、溶融金属はるつぼから金型に移され、積極的な金属鋳造物が作成されます。金属と金型を冷却し、金属物を取り出して仕上げます。
伝統的な金属鋳造技術には、ロストワックス鋳造、石膏型鋳造、ダイカスト、砂型鋳造などがあります。これらの金属鋳造プロセスは、鋳造所またはジュエリー スタジオで完了する場合があります。
金属鋳造プロセスは何千年も前から知られており、彫刻、宝石、輸送、武器、道具の作成に広く使用されてきました。
鋳造は、他の方法では作成が困難または経済的でない複雑な形状を作成するために最も一般的に使用されます。工作機械のベッド、船舶のプロペラなどの重機は、いくつかの小さな部品を結合する代わりに、必要なサイズに簡単に鋳造できます。
詳細: 金属鋳造とは?
鋳造プロセスとは?
鋳造プロセスでは、溶融材料、通常は金属を使用します。この溶融材料は、完成品の形をとる金型キャビティに注がれます。次に、溶融した材料は冷却され、通常は金型を介して熱が取り除かれ、目的の形状に固化します。
金属鋳造には、再利用可能な金型を使用するプロセスと消耗可能な金型を使用するプロセスの 2 つの主要なカテゴリがあります。どちらのプロセスでも、キャスターは金属材料をるつぼで溶かし、金型に流し込み、金属が冷えて固まったら、型材料または鋳物を取り出します。
鋳造の基本的な工程は、型紙と型を作り、型に溶かした金属を流し込みます。次に、固体の金属鋳造物を取り出して、作品を完成させます。このプロセスは、さまざまなタイプの金属鋳造、形状、サイズなどに合わせてカスタマイズできます。
ステップ 1:パターンを作成する
型を作成する前に、型の形状を決定するためのパターンを作成する必要があります。パターンは、最終的なキャストの 3 次元モデルにすることができます。ワックス、砂、プラスチック、さらには木材で形作ることもできます。
一部のキャスターは石膏またはシリコン製の型を使用します。これは、溶融金属の鋳造に耐えることができなかった材料ですが、キャスターが消耗型鋳造に使用するワックスの倍数を大量に作成することを可能にします.
パターンを成形するときは、金属が冷えたときに予想される収縮を考慮してください。溶融金属が金型に流れ込むように、パターンをスプルーでゲートすることもできます。
ステップ 2:型を作る
パターンを作成したら、型を作成します。前述のように、通常は金属製の再利用可能な型、または砂、石膏、またはセラミック シェルから作成される使い捨ての型を選択できます。
金型を作成するこれらの方法はそれぞれ、さまざまな鋳造金属とさまざまなレベルのパターンの複雑さに合わせて最適化されています。ワックスまたはプラスチックのパターンを使用している場合は、窯の中でパターンを焼き尽くすことができます.
ステップ 3:合金を選択する
すべての金属鋳物は、鉄または非鉄合金から製造されます。合金は、最終鋳造品の使用に最適な機械的特性を提供する元素の混合物です。鉄合金には、鋼、可鍛鋳鉄、ねずみ鋳鉄が含まれます。
鋳造で最も一般的に使用される非鉄合金は、アルミニウム、青銅、および銅です。ジュエリー スタジオで貴金属を扱う場合は、銀、銅、金、プラチナを扱うことができます。
ステップ 4:合金を溶かす
各合金は異なる溶融温度を持つため、溶融プロセスは合金によって異なります。基本的に、溶解は固体合金をるつぼに入れ、直火または炉内で加熱することから成ります。
ステップ 5:型に流し込む
金型キャビティに溶融金属を注ぎます。小さい鋳物の場合は、金属を加熱した坩堝から直接型に流し込むだけです。大規模な鋳造では、炉内で金属を加熱し、金型に流し込む前に金属を大きなるつぼまたは取鍋に移すために少人数のチームが必要になる場合があります。
溶融金属を注ぐ際は、推奨されるすべての安全ガイダンスに従ってください。天然繊維の衣類、長ズボンと袖、断熱手袋、安全ゴーグルなどの保護服を必ず着用してください。
危険な煙によるリスクを避けるために、換気の良い場所で作業してください。近くに化学消火器があることを確認し、炉と金型の間の通路を空けておいてください。次のステップに進む前に、金型が固まるまで待ちます。
ステップ 6:型から鋳造物を取り出します。
金属が冷えて固まったら、金型から取り出すことができます。使い捨て型に鋳造する場合は、鋳型から型を切り離すことができます。石膏の投資を使用した場合は、金属が固化した後に石膏を水で急冷する必要があります.水はカビを分解するのに役立ちます。再利用可能な金型の場合、エジェクタ ピンを使用して鋳物を取り出すことができます。
ステップ 7:仕上げ
ソリッド メタル キャストをヤスリで削って磨いてください。これには、水中で余分な金型材料をこすり落とす、小さな物体の場合はクリッパーで鋳造ゲートを壊す、大きな部品の場合はアングル グラインダーを使用するなど、鋳造金属オブジェクトのクリーニングが含まれる場合があります。
さまざまなタイプのキャスティング
さまざまなタイプの鋳造プロセス:
- サンドキャスティング。
- インベストメント キャスティング。
- ダイカスト
- 低圧鋳造
- 遠心鋳造。
- 重力ダイカスト。
- 真空ダイカスト。
- ダイカストの絞り込み
- ロスト フォーム キャスティング
- 継続的なキャスト
1. サンドキャスティング
サンドキャスティングは、最も人気があり、最も簡単なキャスティングの 1 つであり、何世紀にもわたって使用されてきました。砂型鋳造は、恒久的な金型鋳造よりも少量のバッチで、非常にリーズナブルなコストで鋳造できます。製造業者がこの方法を使用して製品を低コストで製造できるだけでなく、砂型鋳造には非常に小規模な作業など、他の利点もあります。
このプロセスにより、手のひらに収まるほど小さい鋳物から、電車のベッドのように十分な大きさの鋳物まで可能になります。砂型鋳造は、型を作るために使用される砂の種類に応じて、ほとんどの金属を鋳造することもできます.
サンドキャスティングは、通常、合成砂または天然結合砂などのシリカベースの材料に基づいています。鋳物砂は通常、細かく粉砕された球状の粒子で構成されており、それらが密に詰まって滑らかな型の表面を形成します。
鋳物は、プロセスの冷却段階で適度な柔軟性と収縮を許容することにより、亀裂、裂け目、またはその他の欠陥のリスクを軽減するように設計されています。砂は粘土を加えて強化することもできます。これにより、粒子がより緊密に結合されます。エンジンブロックなどの自動車製品は砂型鋳造で作られています。
2.インベストメントキャスティング
インベストメント キャスティングはロスト ワックス キャスティングとも呼ばれ、鋳造部品ごとに使い捨てのワックス パターンを使用します。このタイプのキャスティングでは、ワックスを金型に直接注入して取り出し、通常は数段階で耐火材と結合剤でコーティングして、厚いシェルを構築します。
いくつかのサンプルをまとめて、共通のスプルーを形成します。シェルが硬化したら、パターンを反転させ、オーブンで加熱してワックスを取り除きます。これらのパターンは、金型を作る際の力に耐えるほど強くないため、細心の注意が必要です。インベストメント キャスティングの利点の 1 つは、ワックスを再利用できることです。
インベストメント鋳造は、タービン ブレードなど、自動車、発電、航空宇宙産業向けの部品の製造に広く使用されています。これらの鋳造により、精度、再現性、汎用性、完全性という重要な利点を備えた高品質のコンポーネントが確実に製造されます。
3. ダイカスト
ダイカストは、溶融金属を高圧下で金型キャビティに押し込むことによって材料を成形する方法です。ほとんどのダイカストは、非鉄金属、特に亜鉛、銅、およびアルミニウムベースの合金から作られています。ただし、鉄系金属ダイキャストパーツは可能です。
ダイカスト プロセスは、優れたディテール、優れた表面品質、および寸法精度を備えた多数の小型から中型の部品の用途に特に適しています。
4. 低圧鋳造
低圧鋳造では、金型は加圧炉からの金属で満たされ、圧力は通常約 0.7 バールです。保持炉は竪型ダイカストマシンの下部にあり、溶湯は金型の底にまっすぐ上から注入されます。金属が固まるまで、圧力によって金型内に金属が保持されます。
このプロセスの主な利点の 1 つは、金型キャビティの充填を正確に制御できることです。溶融金属は供給ラインを迅速かつスムーズに流れ、酸化物の形成を減らし、多孔性を防ぎます。
このプロセスは、自動車のホイールなど、軸対称の部品を製造するために開発されました。ただし、金型にサンド コアを使用することで、中空プロファイルや複雑な形状の部品の製造にも適しています。
5. 遠心鋳造
遠心鋳造は、鋳鉄製のパイプのような長い円筒形の部品を、回転する金型で発生する G 力を利用して製造するために使用されます。金型に導入された溶融金属は、金型の内面に吹き付けられ、ボイドのない鋳造が作成されます。
このタイプの鋳造は、もともと水冷金型を使用するラヴォー プロセスとして発明されました。このプロセスは、土管や大砲の銃身などの対称的な部品に適用され、最小限の数のライザーで部品を作成できるという利点があります。
独自の軸を中心に回転できない非対称部品の場合、圧力鋳造と呼ばれる遠心鋳造の変形では、共通のスプルーの周りにいくつかの部品を配置し、この軸を中心に金型を回転させます。
同様のアイデアは、非常に大きなギア リングなどの鋳造にも使用されます。鋳造する材料に応じて、金属または砂型を使用できます。
6. 重力ダイカスト
重力ダイカストは、溶融金属が容器または取鍋から金型に注がれる恒久的な金型鋳造プロセスです。金型キャビティは重力以外の力で充填され、金型を傾けることで充填を制御できます。
砂中子を使用して、アンダーカットとキャビティをコンポーネントの形状に機械加工できます。このタイプの鋳造は、急速な凝固により、砂型鋳造よりも優れた表面品質と優れた機械的特性を提供します。
また、この方法はアルミの砂型鋳造よりも鋳造率は高いですが、金型は砂型よりも高価です。このプロセスの利点には、ガス気孔率が低く、微細な粒子サイズを実現できる可能性が含まれます。
砂型鋳造と比較して、このプロセスは後処理と洗浄が少なくて済み、重力ダイキャストは高品質の製品が得られる傾向があります。重力ダイカスト製造プロセスは、砂型鋳造と比較して、ツールの作成において一般的に費用対効果が低くなります。
7. 真空ダイカスト
真空アシスト ダイ カストは、Kennedy Die Casting の重要なプロセス機能です。ダイ キャビティの真空排気により、金属射出時のガスの閉じ込めが減少し、鋳物の気孔率が減少します。その結果、より高いレベルの品質のダイカストが得られます。
真空システムは単なる補足です。これらは、ダイ キャビティ、ランナー、ゲート、およびオーバーフローのエンジニアリングにおいて、優れたダイ カスト設計の実践に取って代わるものではありません。
8. ダイカストの絞り込み
液体鍛造とも呼ばれるスクイーズ鋳造は、一定量の溶融金属合金を予熱して潤滑した金型に流し込み、その後加圧下で鍛造および固化する単一のステップで、恒久的な金型鋳造と金型鍛造を組み合わせたハイブリッド金属成形プロセスです。
9. ロスト フォーム キャスティング
ロスト フォーム キャスティング (LFC) は、ワックスの代わりにフォームがパターンに使用されることを除いて、インベストメント キャスティングに似た蒸発パターン キャスティング プロセスの一種です。このタイプの鋳造では、ポリマー フォームの沸点が低いことを利用して、金型からワックスを溶かす必要がなくなるため、インベストメント キャスティング プロセスが簡素化されます。
10. 連続キャスト
連続鋳造は、一定の断面を持つ金属プロファイルの連続大量生産のための鋳造プロセスの改良です。溶融金属は、水冷式の開放型金型に注がれます。これにより、まだ液体の中心部に固体金属の「スキン」が形成され、金属が外側から徐々に固化します。
固化後、ストランドと呼ばれることもあるストランドは、金型から連続的に引き出されます。所定の長さのストランドは、機械的剪断機または走行式オキシアセチレントーチのいずれかによって切断され、その後の成形プロセスまたはストックパイルに移すことができます。
鋳物のサイズは、ストリップ (厚さ数ミリメートル、幅約 5 メートル) からビレット (90 ～ 160 mm の正方形)、スラブ (幅 1.25 m、厚さ 230 mm) までさまざまです。場合によっては、ストランドが切断される前に最初の熱間圧延プロセスを受けることがあります.
連続鋳造は、標準製品の連続生産に関連する低コストと、最終製品の品質向上のために使用されます。鋼、銅、アルミニウム、鉛などの金属は連続的に鋳造されますが、鋼はこの方法で鋳造される最大トン数の金属です。
鋳造プロセスの利点
鋳造には、他の製造プロセスに比べて次のような利点があります。
- あらゆる複雑な構造物を経済的に作成できます。
- キャストにオブジェクトのサイズは関係ありません。
- 鋳造物は高い圧縮強度を持っています。
- 鋳造で作られた構造物はすべて、幅広い特性を備えています。
- これにより、正確なオブジェクトを作成できます。
- すべての素材をキャストできます。
- 等方性構造を作成します。
- すべての製造工程の中で最も安価です。
- 複合部品は鋳造で簡単に作ることができます。
鋳造プロセスの欠点
鋳造プロセスの欠点は次のとおりです。
- 寸法精度: 鋳造時の収縮により、寸法精度が損なわれる可能性があります。そのため、設計者は、溶融金属を注ぐ前に、製品 (パターン) に余裕を持たせるように注意する必要があります。
- 強度が低い: 機械加工部品に比べて気孔率が高いため。
- 後処理: 表面仕上げを改善するには、二次加工操作が必要です。
- 低い融点: 通常、融点の低い金属に限定されます。
- 少量生産には適していません。
鋳造プロセスの応用
- 輸送: 自動車、航空宇宙、鉄道、船舶
- 重機: 建設、農業、鉱業
- 工作機械: 機械加工、鋳造、プラスチック成形、鍛造、押出、成形
- プラント機械: 化学、石油、紙、砂糖、繊維、鉄鋼、火力発電所
- 防衛: 車両、大砲、軍需品、貯蔵庫、支援機器
- 電気機械: モーター、発電機、ポンプ、コンプレッサー
- 地方自治体のキャスティング: パイプ、ジョイント、バルブ、継手
- 世帯: 電化製品、キッチンおよびガーデニング機器、家具および備品
- アート オブジェクト: 彫刻、偶像、家具、ランプ スタンド、装飾品
よくある質問
キャスティングとは?
鋳造は、通常、液体材料を目的の形状のキャビティを含む金型に流し込み、凝固させる製造プロセスです。凝固した部分は鋳物とも呼ばれ、型から取り出されるか壊れてプロセスが完了します。
キャスティングとは何ですか?
鋳造は、金属やプラスチックなどの溶融材料を金型に導入し、金型内で固化させた後、射出または分解して加工部品を作る製造プロセスです。
鋳造プロセスとは?
鋳造プロセスでは、溶融材料、通常は金属を使用します。この溶融材料は、完成品の形をとる金型キャビティに注がれます。次に、溶融した材料は冷却され、通常は金型を介して熱が取り除かれ、目的の形状に固化します。
キャスティングにはどのような種類がありますか?
さまざまなタイプの鋳造プロセス:
- サンドキャスティング。
- インベストメント キャスティング。
- ダイカスト
- 低圧鋳造。
- 遠心鋳造。
- 重力ダイカスト
- 真空ダイカスト。
- ダイカストの絞り込み
- ロスト フォーム キャスティング
- 継続的なキャスト
キャスティングのプロセスは?
鋳造プロセスでは、溶融材料、通常は金属を使用します。この溶融材料は、完成品の形をとる金型キャビティに注がれます。次に、溶融した材料は冷却され、通常は金型を介して熱が取り除かれ、目的の形状に固化します。
キャスティングとは?
鋳造は、特定の目的の形状のオブジェクト (多くの場合金属) を製造するために鍛造業界で使用される製造プロセスです。これは、正確に必要な形状の中空キャビティを含む金型に、高温の溶融金属を注ぐことによって実現されます。
キャスティングの 4 つのタイプとは?
ダイカスト、インベストメント キャスティング、石膏鋳造、砂型鋳造などの熱間成形プロセスは、それぞれ独自の製造上の利点を提供します。一般的なタイプの鋳造プロセスの長所と短所の両方を比較すると、特定の生産工程に最適な方法を選択するのに役立ちます。
鋳造プロセスには何種類ありますか?
この技術には、永久鋳造、金型鋳造、遠心鋳造、連続鋳造の少なくとも 4 つの異なる方法が含まれます。
鋳造とはどういう意味で、鋳造の種類を説明していますか?
鋳造は、通常、液体材料を、目的の形状の中空キャビティを含む金型に流し込み、凝固させる製造プロセスです。鋳造は、他の方法では作成が困難または不経済な複雑な形状を作成するために最もよく使用されます。
鋳造素材とは?
鋳造材料は、通常、2 つ以上のコンポーネントを一緒に混合した後に硬化する金属またはさまざまな常温硬化材料です。例としては、エポキシ、コンクリート、石膏、粘土があります。
遠心鋳造にはどのような種類がありますか?
遠心鋳造の種類:
- 真の遠心鋳造。真の遠心鋳造、または通常の遠心鋳造として一般に知られている方法を使用して、丸い穴のある対称的な中空構造を生成します。
- 半遠心鋳造。
- 遠心分離。
金属鋳造とは?
鋳物とは、形の空いた空間に溶けた金属を流し込んで造形する工程です。その後、金属は冷却されて硬化し、この成形型によって与えられた形になります。
鋳造欠陥にはどのような種類がありますか?
鋳造欠陥の種類とその防止方法
- ガス気孔率。 ピンホール。ブローホール。穴を開ける。
- 収縮不良。 開ける。閉まっている。ワープ。
- 金型材料の欠陥。 カットとウォッシュ。うねる。ドロップします。
- 金属の欠陥を注ぐ。 コールドショット。コールド シャット。ミスラン。
- 冶金学的欠陥。 熱い涙。ホットスポット。
- 鋳造形状の欠陥。 不一致。フラッシュ。
キャスティングのコアとは?
中子は、鋳型の内部または型では成形できない鋳物の一部を成形するために、金型に配置される予備成形された結合された砂のインサートです。中子は、鋳物に中空部分またはキャビティを作成するためによく使用されます。
成形と鋳造の違いは何ですか?
成形と鋳造の主な違いは、プロセスでの材料の使用です。鋳造は通常金属を含みますが、成形はプラスチックに焦点を当てています。どちらの場合も、溶けた材料が金型または金型に入り、最終的な形が作られます。
鋳造にはどのようなツールが使用されますか?
主な鋳造ツールは、ハンドツール、コンテナ、および機械ツールです。手動工具は、ランマー、シャベル、なぞ、ベント ワイヤー、リフター、スリック、こて、木槌、スワブ、クランプ ガガー、ふいごなどで構成されます。機械工具は通常、自動化された鋳造工場で使用されます。
鋳造に一般的に使用される材料はどれですか?
他の珍しい鉄合金もダイカストに使用できるという事実にもかかわらず、ダイカストに一般的に使用される合金は 4 つあります。つまり、アルミニウム、銅、マグネシウム、および亜鉛ベースの合金です。
キャストはどのように行われますか?
鋳造プロセスでは、溶融材料、通常は金属を使用します。この溶融材料は、完成品の形をとる金型キャビティに注がれます。次に、溶融した材料は冷却され、通常は金型を介して熱が取り除かれ、目的の形状に固化します。
遠心鋳造とは?
遠心鋳造法とは、高速で回転する円筒形の金型に溶湯を流し込み、回転による遠心力で溶湯に圧力をかけてパイプを製造する方法です。
スラッシュ キャスティングとは
スラッシュ鋳造は、中空鋳造または中空鋳造を作成するための永久成形鋳造の変形です。このプロセスでは、材料を金型に流し込み、金型内で材料のシェルが形成されるまで冷却します。残りの液体は注ぎ出され、中空のシェルが残ります。
鋼は鋳造できますか?
数種類の金属や合成物を含む多くの材料を鋳造できますが、特に鉄と鋼は、幅広い用途で優れた機械的特性を備えています。
グリーン サンド キャスティングとは
グリーンサンドキャスティングは、粘土で結合された砂型で作られます。その名前は、砂の色ではなく、型が硬化していないという事実を指しています.乾式砂型も同様ですが、金属を入れる前に砂を焼きます。
キャスティング方法はどのように選択しますか?
混乱している場合は、会社に適したダイカスト プロセスを選択するのに役立ついくつかの簡単なヒントを以下に示します。
- 設計の複雑さ。 完成品に必要な設計の複雑さは、ダイカスト プロセスの選択において重要な役割を果たします。
- 材料の選択。
- キャストの費用。
収縮鋳造とは?
収縮とは、露出した表面で金属が液体状態から固体状態に移行する際の相変化中に発生する、内部または外部の体積変化です。この現象は、鋳造やコンクリートの固化などのプロセスで発生します。
鋳造時のヒレ欠陥とは?
キャストフィンまたはバリとも呼ばれるフラッシュは、キャストに付着した不要な余分な物質です。これは通常、分割面に形成される薄い金属シートです。フラッシュは、再溶融後にドロスになる廃棄物です。
モールドとコアとは?
コアは、鋳造および成形プロセスで内部キャビティと凹角 (180° を超える内角) を生成するために使用されるデバイスです。コアは通常、破片から取り出すために破壊される使い捨てアイテムです。
3 種類の鋳鉄とは?
鋳鉄の 4 つの基本的なタイプは、白鉄、ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、可鍛鋳鉄です。
- 白鉄。
- ねずみ鋳鉄。
- ダクタイル鋳鉄
- 可鍛性鉄。
鋳型はキャストですか?
金型は、目的のオブジェクトのレプリカまたは印象を作成する最初の段階ですが、キャストは、プロセス全体の後に得られた最終製品です。キャストは作成された最終製品であり、場合によっては、キャストを使用してさらに型を作成することもできます.
製造プロセス