金属鋳造の習得:精密 CNC 公差の説明

これを想像してみてください。この製造技術は 6,000 年以上続いており、今日でも高く評価されています。それが金属鋳造です。 .

時間の経過とともに、より多くの金属が鋳造されてきました:金 紀元前 4,000 年頃、 続いて青銅 そして銅 、 次にアイロンをします。 紀元前1000年頃。金属鋳造の重要性はどれだけ強調してもしすぎることはありません。たとえ文明の進歩であっても それ自体は、銅器時代、青銅器時代、鉄器時代という、その期間に最も使用された金属鋳造プロセスにちなんで名付けられました。

もちろん技術の進歩もある。 何千年にもわたって作られてきましたが、基本原理と利点は変わっていません。

キャストする理由

キャストによりプロセスが簡素化されます。 金属を製品に成形すること。作り方は次のとおりです。溶かした金属を型に流し込み、希望のパターンを作成します。パターンまたは一部を除去するには、パターンの表面に、ドラフトと呼ばれるわずかなテーパーが使用されます。必要に応じて、パターンを取り外した後、鋳造箱に中子を挿入することによって、鋳物内の通路または空洞が作成されます。

製造工程における鋳造の重要性は非常に重要です。鋳造により部品点数が少なくなります。 そして部品点数も少なくなります。 まとめる必要がある。かつては数十個の部品があった溶接物を 1 つの部品に鋳造できるため、組み立て時間が短縮され、在庫管理が簡素化され、全体的な価格が下がります。さらに、 全体的な汎用性も優れています。 キャスティングの素晴らしさは信じられないほどです。

アルミニウム ダイカストの利点

近年は「アルミニウム時代」とは呼ばれませんが、そう呼ばれる可能性があります。現在、 アルミニウムは軽量であることが求められています。 そして強さです。 。初期の商用アルミニウム製品は調理器具やさまざまな装飾品の鋳物でしたが、 ダイカストアルミニウムの最新の用途には機械加工が少なくて済む薄肉の筐体が含まれます。 魅力的で非常に滑らかな仕上げ面が特徴です。

アルミニウムは手頃な価格を生み出すだけではありません。 つまり、加工ニーズに応じて、サイクル タイムが短縮され、1 日あたり最大 1,000 個の大量生産が可能になります。

鋳造の 3 つの最も重要な方法である砂型鋳造について詳しく見ていきましょう。 、ダイキャストです。 、 そして永久鋳型鋳造です。 — アルミニウムを使用すると、3 つのプロセスすべての利点がさらに大きくなることに注意してください。例外は鉄で、高圧をかけることができないため、砂型鋳造が鉄の唯一の鋳造オプションです。

砂型鋳造とダイカスト

砂型鋳造は最も汎用性が高いです。 多くの製品、特にアルミニウムを製造するための鋳造方法。パターンを細かい砂の混合物に押し込みます。これにより、金属が流し込まれる型が形成されます。ダイカストの場合、溶融金属は圧力をかけてスチールのダイ (または金型) に押し込まれます。ダイカストは精密に成形された部品に最適です。 機械加工や仕上げの必要性が少なくなります。

では、それらはどのように比較されるのでしょうか?

• 合金の入手可能性:砂型鋳造では、ダイカストでは不可能なさまざまな合金 (319 合金や 356 合金など) を使用できます。すべての合金は、製品に応じて異なる強度と特性を持っています

• 形状:通路の一部のコアはダイカストでは不可能であり、その際、パターンを金型から真っすぐに引き抜く必要があります。

• 速度:砂型鋳造よりも多くのダイカストを 1 時間で製造できるため、通常、ダイカストは大量生産に使用されます。

• 公差:ダイカストは機械的な鋼製工具であるため、砂型鋳造よりも厳しい公差を保持できます (公差については以下で詳しく説明します)

• 機械加工:在庫が少ないため、ダイカストの機械加工コストは低くなり、特定の表面は機械加工を必要とせずに鋳造のままにすることができます

• 工具:ダイカストにより、鋼製工具のコストが大幅に増加します。ただし、事前にツールに適切に投資すると、全体的な部品価格が下がります

• コスト:砂型鋳造は、ダイカストよりも単価の高いプロセスですが、少量やプロトタイプ、複雑なデザイン、および鋳物自体が非常に大きい場合には、砂型鋳造の方が経済的です。

次に、永久/半永久モールド法について説明します。これは、多くの点で前の 2 つの方法の間に位置します。

永久モールドまたは半永久モールド

永久鋳型鋳造には砂中子とともに鋼製工具が必要です。 必要に応じて。この工具への投資は、砂型鋳造工具よりも高価ですが、ダイカスト工具ほど高価ではありません。

ダイカスト（高圧金属を金型に吹き込む）とは対照的に、永久成形プロセスでは重力流のいずれかを使用します。 または低圧の流れ 型に入れます。真空を適用して、流れをスムーズに動かし続けるだけでなく、気孔率を減らすこともできます。

ダイまたは砂型鋳造と比較して、永久鋳型鋳造は多くの場合強度が高くなります。半永久的な鋳型鋳造とは、内部通路を形成するために鋳型内に砂中子が配置されており、燃焼/シェイクアウトによって除去されることを意味します。これはアルミニウムで最もよく使用されます。

2 つの一般的な鋳造欠陥:気孔率と非クリーンアップ

液体は自然に細孔、つまり開いた空間を通って移動します。たとえば、設計が不十分な部品やストックが多すぎると気孔が発生します。 。高圧金型内にガスが閉じ込められると、ポケットや穴が生じ、漏れが発生する可能性があります。

砂型鋳造における気孔の主な原因は閉じ込められた空気やガスです。 、または汚れなどの砂の欠陥の可能性があります。アルミニウムの高圧ブラストを使用するダイカストのプロセスでは、より頻繁に空気の滞留が発生しますが、空気の滞留は通常、部品の表面の下で発生します。わずか 2 mm の清潔なスキンがあれば、毛穴の問題は解消されます。

通常は在庫が不足します。 鋳物が曲がっているか、設計が不十分である (事前に十分なストックが組み込まれていない) ことが原因で発生します。砂型鋳造や永久鋳型鋳造では、表面の過度の研削や鋸引きが原因である可能性や、寸法の問題を引き起こすコアの移動が原因である可能性があります。ダイカストの原因には、トリミング、またはほとんどの場合、鋳造品の曲がり（壁が薄いことと、金型から取り出される方法が原因）が含まれる可能性があります。

在庫不足は片付けられないことに直結します。 。切断するのに十分な材料または在庫がない場合、プログラムされたツールは材料をかみ合わせません。単に空気を「切る」だけです。つまり、機械でカットされた滑らかな表面ではなく、鋳造された表面になります。非クリーンナップは、カットをより深く押し込むことによって機械内で調整できます。ただし最低限の厚みは維持します。 この手法の使用を妨げる可能性があります。

鋳造公差 — 概要と重要性

材料やプロセスが異なれば異なることが必要になります。 標準 。したがって、 特定のプロセスに応じて許容範囲が決まります。 位置、長さ (インチあたり)、材料グレード、および顧客独自の要件が検討されます。 そしてスペック 。さらに、協会には独自の指針があります。たとえば、アルミニウム ダイカストはアルミニウム協会の規格と北米ダイカスト協会 (NADCA) に従う必要があります。ただし、鉄部品については ISO 8062 を参照する必要があります。

許容範囲が達成されない場合、多くのことが起こる可能性があります…

• 鋳造スクラップまたは機械スクラップをさらに増やす
• 顧客からの保証に関する問題
• 製品が正しく機能しない
• 金型（鋳造品や機械）を再加工する
• 追加の加工

…そして、それらはいずれも最終的にはコストに直接影響するため、どれも楽しいものではありません。 、これは重要な意味を持つ可能性があります。したがって、考慮すべきプロセスや詳細は複数ありますが、 最も重要なことはパートナーであることです。 この複雑さを理解し、各プロセスを明確に説明できるチームと協力して、正しい決定が下されるようにします。

鋳造、機械加工、公差などにおける Stecker の利点をご覧ください。

ステッカー は、業界の他の企業が敬遠する複雑な製造上の課題に取り組んでいます。経験豊富で専門的で信頼できる CNC 機械工場と提携することで、 特定の利点が得られます。 .

1 つの鋳造工場に固定されていない

機械工場が鋳造工場を所有している場合、多くの場合、プロセスと材料は、それが正しいかどうかに関係なく、あらかじめ決められています。一方で幅広い供給基盤を手に入れることができます。 さまざまなプロセスと材料を使用して、部品を適切なプロセスとパートナーと組み合わせることができます。部品を確立されたプロセスに適合させるのではなく、部品を適切なプロセスに投入します。 Stecker は40 以上のファウンドリと提携しています。 ということでアドバンテージステッカーです。

サプライヤーの管理

プロセスの観点から、Stecker はファウンドリがどのようにビジネスを行うかに注目することで価値を付加します。 プロセス管理 顧客の要件を満たす部品を保証します。 Stecker は、適切なプロセス管理と適切な文書化を保証する監査を実施しているため、Advantage Stecker!

コラボレーション

それは誇張しても過言ではありません。率直なチームワークです。 エンドユーザー、CNC 機械工場、鋳造工場の間の関係は非常に重要です。プロセスが決定したら、製造可能性を考慮して部品を設計します。 Stecker にはさまざまなプロセスや材料に利点があるため、Stecker をアドバンテージにしてください!

収益を念頭に置いたガイド

次のシナリオを想像してください。エンジニアはプロジェクトの 75% を設計し、見積依頼に送信しました。 Stecker は見積もりを取得し、適切なファウンドリと協力して、次のことを推奨します。

• マテリアルの切り替え
• ジオメトリの変更
• キャスト方法の変更
• 追加加工

レビューすると、 投影されたボリュームではダイキャストであることがわかりました。 (追加の事前のツール費用がかかっても) それが最良の解決策である可能性があります。 6 か月以内にプロジェクトの価格が半額になるため、Advantage Stecker! という利益が得られます。

真のチームワーク

Stecker は顧客一人ひとりの課題を解決します。 独特のニーズ。私たちは、お客様が何を必要としているかを調査し、私たちが提供できるものを検討し、印刷レビューを実施し、鋳造プロセスを決定し、どの鋳造工場が適しているかを話し合い、次に進むための最良の方法を見つけます。それはパートナーシップです。 最適な鋳造所と最適なプロセスを選択できるため、Advantage Stecker （そしてあなたも！）

についてはわかりました。 私は金属鋳造の重要性 と Stecker のパワーについては、困難な CNC 加工状況に積極的に取り組む意欲を示すこれらのミニケーススタディをお読みください。 Stecker Machine が困っている顧客を救った 4 つのプロジェクト .

著者について

ジェイソンは顧客の課題を解決することに喜びを感じています。ジェイソンはビジネス開発担当副社長として、SMC の現在の顧客数社にとって頼りになる人物であるとともに、新規ビジネスの開発を担当しています。ジェイソンはエンジニアリング、生産、販売に携わっており、顧客に製造上の課題に対するソリューションを提供できることが自分の最大の強みであると感じています。