金属砂型鋳造の包括ガイド: 6ステップのプロセス

金属鋳造とは、溶湯を型に流し込み、凝固させて物体を得る製造法です。凝固した物体を鋳物と呼びます。

砂型鋳造は製造業で最も広く用いられる金属鋳造プロセスであり、ほぼすべての鋳造金属に適用可能です。砂型に溶湯を注ぎ、金属が凝固して型形状を埋めます。砂型鋳造で作られる日常品の例：ギア、包装業用ダイス、スポーツ/レクリエーション用品、シリンダーヘッド、ポンプハウジング、バルブなど。

欠陥のない鋳物を得るには適切な設備と経験が必要ですが、砂型鋳造プロセス自体は非常にシンプルです。

精密砂型鋳造プロセス：6つのステップ

1. 型の製作

最初のステップは砂型鋳造用の型を作ることです。目的物のパターンを含んだ容器の上下半分に砂を締め固めて砂型を形成します。「パターン」とは、所望鋳物の外形形状のレプリカです。容器型の上半分と下半分はそれぞれ「コープ」と「ドラッグ」と呼ばれます。 パターンを抜き取ると、鋳物を形成する空洞が残ります。 砂型鋳造で使用される砂の種類について詳しくはこちら。

2. 型の準備

型が完成したら、溶湯注湯の準備をします。まず型腔表面に潤滑剤を塗布し、鋳物の取り出しを容易にします。潤滑剤の種類は砂と金属の種類によります。その後、型の上下半分を閉じ、しっかりクランプします。型半分は確実に閉じた状態を保ち、材料損失を防ぎます。

3. 型腔への溶湯注湯

「ゲートシステム」を通じて溶湯を型に注ぎます。ゲートシステムとは、鋳造空洞から型外部へ通じる通路です。型の両半分を固定する「ジャケット」が見えます。この画像は溶湯アルミニウムを型に注ぐ様子です。

4. 金属の冷却

型腔に注がれた溶湯は、金属凝固プロセスとして知られる冷却凝固を開始します。適切な冷却時間経過後、型を開きます。

5. 鋳物の型からの取り出し

凝固時間経過後、砂型を崩して硬化した鋳物を取り出します。振動機で砂と鋳物をフラスクから分離します。取り出し後、鋳物表面に砂や酸化皮膜が付着しているため、ショットブラストで除去します。砂は再生して再利用します。

6. 鋳物からの余分な金属除去（バリ取り）

冷却中、型内の流路（ゲート/ランナー）の金属が凝固し鋳物に付着します。この余分な材料を手作業またはトリミングプレスで除去します。除去時間は鋳物サイズに依存し、大型ほど長くかかります。トリミングで発生するスクラップ材は、砂型鋳造プロセスで再利用されることが多いです。

仕上げ、研磨、粉体塗装

最終製品の用途に応じて、機能的・美観的表面を得るために研磨や仕上げを行います。鋳肌の粗さを除去する様々なグレードの表面仕上げが可能です。

Ermakは、生地鋳物から使用準備完了品まで対応可能です。粉体塗装などの二次仕上げもオプションで提供しています。鋳造プロセスについてご質問はお気軽にお問い合わせください。

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