消失型鋳造(エバポラティブパターンキャスティング)の要点解説

砂型鋳造、プラスター鋳造、シェル鋳造と並び、消失型鋳造(エバポラティブパターンキャスティング)は金属加工業で一般的な鋳造プロセスです。統計では米国アルミ鋳造の最大29%を占めます。しかし従来鋳造とは異なる仕組みのため、理解が重要です。
消失型鋳造の概要
「蒸発によるパターン形成」能力が独自性です。溶湯を予め形作った型に流し込み、冷却時にパターンが形成されます。
消失型鋳造の型は通常発泡スチロール(ポリスチレンフォーム)製。高温溶湯が型に流入すると、型材料が気化し、独自のパターンが生成されます。様々な発泡材料が使えますが、一般的にポリスチレンフォームが用いられます。
ロストフォーム vs フルモールド消失型鋳造
消失型鋳造には2タイプあります:ロストフォーム(消失泡型)とフルモールド(全型)。両者とも溶湯を型に流し込み型材料を気化させますが、使用する砂が異なります。ロストフォームは非結合砂、フルモールドは結合砂を使用。このニュアンス以外はほぼ同一プロセスです。
消失型鋳造のメリット
- 他鋳造法より実施容易
- 幅広い形状・サイズに対応
- 耐熱性・耐摩耗性向上
- 材料費・運用コスト低減
- 鉄系・非鉄系両金属対応
- 手順ガイドが充実(ステップバイステップ文書化)
- 高精度
消失型鋳造の歴史
起源は1950年代半ば、米国発明家ハロルド・F・シュロイヤーが、発泡ポリスチレンと結合砂でフォームパターンを作る鋳造プロセスで米国特許商標庁(USPTO)に特許出願。結合砂使用のため、現在のフルモールド消失型鋳造の嚆矢。シュロイヤー設計がロストフォーム開発を促しました。
初の本格的ロストフォーム消失型鋳造は1960年代登場。Wikipediaによると、アラバマ州ロビンソン鋳造所が初採用。その後GMがロストフォーム製シリンダーヘッドを採用。以来、自動車部品、産業機械、設備、ハードウェア等、無数の製品に応用されています。
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