鋳造所の役割と現代製造業への影響——徹底解説

鋳造所とは何か、どのように金属鋳造品を製造しているのかご存知ですか？なぜ鋳造所は製造業——特にCNC工作機械のような機械製造——においてそれほど重要なのでしょうか？

この記事では、鋳造所と金属鋳造の魅力的な世界についてすべて学びます。以下のトピックをカバーします：

• 鋳造所の定義
• 鋳造に使用される原材料
• 鋳造に導入される機械
• 鋳造プロセス
• 鋳造技術のベストプラクティス
• 鋳造所の完成品
• ファナックの鋳造・鋳造技術への投資

鋳造所と金属鋳造の世界を探検する準備はできましたか？耐熱ギアを身につけ、ヘルメットをかぶり、中へ入りましょう！

鋳造所の定義

鋳造所とは、金属鋳造品を製造するためにカスタム建設された施設です。炉で金属を非常に高温で溶かして液体にし、溶湯を鋳型に注ぎ、制御された冷却プロセスを経て、金属が固まった後に鋳造品を余分な材料から取り出し、最終冷却を行います。

溶融金属の温度は、溶かす材料の種類によって1500°C（2700°F）以上に達することがあります。

鋳造所で使用される原材料

鋳造材料として、さまざまな種類の金属（または合金の混合物）が使用されます。鉄、ステンレス鋼、炭素鋼、銅、ニッケル、アルミニウムを用いた合金などが含まれます。

ファナック工作機械では、ダクタイル鋳鉄、ノジュラ鋳鉄、グレー鋳鉄、高シリコン鋳鉄、低熱膨張鋳鉄、特殊鋳鉄など、さまざまな鋳造材料の混合を生産しています。

環境負荷低減のため、原材料の最大55%までスクラップ金属を使用できます。残りは銑鉄（20%）とリサイクル鉄（25%）です。

鋳造（砂型鋳造）では、砂が鋳型枠の構築に一般的に使用されます。当社では、鋳造プロセスにおいて優れているとされるサウジアラビア産の砂を使用しています。

鋳造で使用される機械と設備

鋳造所を最適化するために、さまざまな機械とシステムが使用されます。溶解設備、鋳型製造機（CNC工作機械の場合も）、砂処理設備、熱処理設備、試験・検査設備などが含まれます。

新しいファナック鋳造所では、以下の最上級機械と設備を使用しています（韓国、米国、英国製）：

• 溶解設備：3トンと6トンの電気炉（インダクサーム——米国）
• 鋳型製造機：ファナック工作機械（SIRIUS-2500 5AXなど）
• 砂処理設備：オメガ（英国）
• 熱処理設備：10トン焼鈍処理設備（韓国）
• 試験・検査設備：分光計、万能試験機、ローテップシェーカー、ブリネル硬度試験機、金属顕微鏡

ご覧の通り、鋳造所での金属鋳造品製造には、機械と設備への多大な投資が必要です！

金属鋳造プロセス

原材料と必要な機械が揃ったら、次は鋳造そのものの実際の生産プロセスです。

ファナック鋳造所では、以下のプロセスで金属鋳造品を製造しています。

#1 溶解

液体鋳造材料を1,380°C〜1,420°Cの温度まで溶解。材料はスクラップ金属（55%）＋銑鉄（20%）＋リサイクルスクラップ（25%）の混合で構成される場合があります。製造する鋳造品に応じて、他の原材料組み合わせも使用されます。

#2 鋳型作成と機械加工

パターンを作成。専用木型製造機で機械加工するか、当社の場合はファナックCNCマシニングセンタで行います。パターンの周りに砂を詰め、後工程の鋳造品の外形を複製した砂型を形成。ファナックでは、多様なサイズと形状の製造に優れているフランカン砂型鋳造法を採用しています。

#3 鋳型の準備と組み立て

砂型を準備・組み立て、溶湯を注ぐ準備をします。

#4 溶湯の鋳型への注湯

注湯ステーションで、液体金属を鋳型に注ぎます。

#5 冷却

注湯後、非常に高温の鋳型枠（文字通り炎が噴き出しているのが見えます！）を、ゆっくりと長時間の冷却サークルに入れます。

#6 鋳型から鋳造品を取り出し

鋳型内の溶湯が冷却・凝固すると、鋳造品の最終形状が形成されます。砂型を「破壊」または「シェークアウト」して、実際の鋳造部品を取り出します。

#7 鋳造品から余分な材料を除去

鋳造品表面に付着した余分な材料を、徹底的な洗浄とデバリングで除去し、塗装（保護塗料）を行います。

#8 最終製品の仕上げ

最終段階で品質チェックと試験を実施。分光計による成分分析（材料配合確認）、万能試験機とブリネル硬度試験機による材料試験、金属顕微鏡を用いた微細組織試験を行います。

#9 保管・出荷

製品完成後、鋳造品を別エリアの涼しい環境で適切に保管することが重要です。

鋳造技術のベストプラクティス

鋳造で最高の結果を得るには、最新技術を使用することが重要です。ファナック鋳造所で採用しているベストプラクティスをいくつか紹介します。

#1 砂型鋳造技術の採用

ファナックは、ロウ、石膏、ダイカストなど他の材料ではなく、砂型鋳造法を採用しています。理由は以下の通り：

• 砂型鋳造では、少量のバインダーで高剛性鋳造と表面安定性を実現できます。
• 練砂は流動性が高く、焼成プロセスが不要なため製造時間を短縮できます。
• 砂型鋳造の高耐熱性と低ガス発生により、鋳造欠陥が少なくなります。
• 鋳型から鋳造品を取り出す別工程が不要——叩いて壊すだけ！
• 使用砂の95%以上を回収可能——資源節約と公害防止の両立。
• 砂の成形プロセスに高度な熟練オペレーターは不要。
• 砂型鋳造は量産と大型鋳造の両方に実現可能。

#2 プロセス全体の管理

さらに、ファナックでは以下のベストプラクティスも採用しています：

第一に、自動化プロセス全体で高品質達成に注力。

第二に、厳格な品質管理（QC）を実施し、高品質な材料（スクラップ、銑鉄）のみを使用。材料の精密な溶解温度達成のため、管理された測定を採用。

第三に、溶解温度と注湯温度を見て温度管理を徹底。

第四に、最先端の冷却管理を採用。自動冷却トンネルにより冷却プロセスを遅らせ、クラックを防止——急速冷却は材料に応力を生じさせ、潜在的なクラックの原因となるため重要。通常、鋳造の冷却時間は24時間以上。3トン超の鋳造品では48時間に達することも。

第五に、カスタマイズされた熱処理設備を使用し、ファナック製品が高速・高精度工作機械に適することを保証。

#3 細部へのこだわり

まだあります。高品質砂型鋳造を確保するには、以下にも注意を払うべきです。

まず、最高品質の砂を慎重に選択。これには：

• 粒子サイズ管理
• 砂組成管理
• 粉塵管理

次に、材料の溶解品質について：

• スクラップ品質：汚れなし、Mn（マンガン）なし
• 銑鉄品質：Mn（マンガン）、P（リン）、Ti（チタン）が低いこと
• 投入量管理：すべての材料を正確な量で計量
• 温度管理：溶解と注湯に適した温度を維持

最後に、材料の冷却品質を考慮。急速冷却は鋳造品にクラックと破損をもたらすことを忘れずに！

鋳造所の完成品

最後に、鋳造所で製造される完成品とは？

ファナック鋳造所の場合、完成品の約30%はファナック自身のCNC工作機械製造に使用されます。これには、工作機械ベッド、コラム、サドル、ベッドフレーム、スピンドルハウジング、その他コンポーネントの鋳造が含まれます。

当社の鋳造所は、世界中の信頼できる企業にもコンポーネントを供給しています。これには：

• 機械とその部品
• ロボットアームとボディ
• 鉄道輸送部品
• 半導体装置コンポーネント（低熱膨張鋳造）
• 耐食性コンポーネント（例：HSCI、ステンレス酸洗電極板、陰極防食電極）
• 船舶エンジン部品
• 太陽光発電システムコンポーネント
• その他多数の機械部品

ファナックが鋳造事業に投資する理由

ファナックは、すべての業界で使用される鋳造材料の重要性から、自社鋳造所を持つことを誇りとしています。

故創業者かつ名誉会長の権承寛（クォン・スングァン）氏自らが、10代で鋳造所の見習い金型職人として働き始めました。彼の根気、決意、品質へのこだわりが実り、1945年にファナック創業時に鋳造所の所有権を取得しました。

鋳造材料は、すべての産業における最も基本的な部品を形成します。鋳造プロセスは、テクノロジーの変化とともに常に拡大し続けています。当社の鋳造所は単なるファナックグループの原点ではなく、未来の産業の基盤でもあります。

ファナック鋳造品をCNC工作機械に使用するメリット（お客様の声に基づく）には：

• 高剛性、高性能、高速、高精度の実現
• 経年変形なしで高速・高精度を維持
• 高切削性能
• 耐久性と長寿命
• 納期スケジュールの遵守

ファナックの新しい21,000平方メートル鋳造所

ファナックは最近、大馬（デマ）工業団地に最先端施設へ2,870万米ドルを投資しました。

この新施設は総敷地面積73,000平方メートル、建物面積21,000平方メートルを誇り、韓国最大級の同種鋳造所の一つとなっています。2021年12月22日に生産を開始し、現在120名を雇用、月産約1,000トンの能力で稼働しています。

鋳造可能な最重量部品は、驚異の8トン！現時点での施設総能力は年産12,000トンです。

ファナックはコロナ禍直前にこの新投資を決定し、将来に向けた永続的で信頼性の高い原材料ビジネスを開発するためのものでした。これはファナックのユニークな強みの一部です。

ファナックの新鋳造所をご覧ください！動画はこちら：

鋳造製造における今後の計画

「ファナックは、皆様のオペレーションと同様の多くのオペレーションを持つため、鋳造コンポーネントの製造における目標と目的を理解しています」——キム・キテ社長

金属加工業界のパイオニアであるキム社長は、ファナック鋳造所を現在の姿に変革したキーパーソンです。ファナックでの35年間で、工作機械製造、研究開発、新ファナック鋳造所のリーダーシップなど、複数の役割を担ってきました。

自社鋳造所の重要性を固く信じるキム社長は、鋳造製造における専門知識とノウハウをさらに深めることにコミットしています。

ファナックは、数十年にわたる経験で蓄積された生産ノウハウと、最新の鋳造技術・自動化システムを組み合わせた生産施設へ投資し、今後も投資を続けます。

ファナックは、大学や研究機関との継続的な産学連携と技術協力プロジェクトを通じて、人材をさらに育成します。人的資源は会社の最も重要な資産——だからこそ、優秀な熟練労働者を継続的に育成します。

ファナックの鋳造所とCNC工作機械ラインアップについての詳細は、お問い合わせください。