インベストメントキャスティングとは？
インベストメント鋳造は、何千年もの間使用されてきた一般的な工業プロセスです。それは古代エジプトと中国の両方に根ざしています。古代では、蜜蝋が選択された材料でしたが、より高度なワックス材料と合金が現在使用されています.インベストメント鋳造では、金型ごとに 1 つの部品しか得られませんが、非常に正確で、用途が広く、再現性があります。ここでは、インベストメント キャスティングとは何かについて詳しく説明します。
複雑な形状や部品を作成できるこのプロセスでは、セラミック スラリーに浸してワックス パターンを作成します。このプロセスは、パターンがスラリーに「投資」され、硬化した型を形成するため、このステップにちなんで名付けられました。耐火セラミックが硬化したら、逆さまにして熱にさらします。ワックスが排出され、溶融金属が注がれるシェルが作成されます。金属が冷えると、セラミックの型が壊れます。
その過程でワックスの型が溶けたり失われたりするため、この技法は「ロストワックス鋳造」と呼ばれることがよくあります。
インベストメント キャスティングのプロセス
インベストメント キャスティングには、ジュエリー、タービン ブレード、ギア、ラチェット、カムなどの工業部品の製造に使用される基本的な手順が含まれます。
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ワックス パターン キャスティング ：ワックスをパーツの形に成形します。ワックスは簡単に溶けて再利用できるため、多くの場合、選択される素材です。モールドまたはマスター ダイは、ワックス パターンを製造するために作成され、内部フィーチャを形成するためのコアを備えている場合があります。一度に複数の部品を製造するには、ワックス バー (またはランナー) を使用して金型を接続し、溶融材料が同時に多くの部品に到達できるようにします。溝と型は、木のような中央ワックス ゲート システムを作成します。
金型の作成 :ワックス パターン、ランナー、およびスプルー (溶融材料が後で注がれる場所) は、通常、シリカの微粒子、水、および結合剤で構成されるセラミック耐火スラリーに浸されます。部品を覆うスラリーの層が金型になります。数回浸漬し、アセンブリを最大 10 mm の厚さの材料でコーティングし、乾燥させます。部品を逆さまに置き、加熱してワックスを溶かし、空にして中空のシェルを形成します。
注ぐ :金型は非常に高い温度 (最大 2,000°F) で予熱され、流れを改善し、金型の損傷を防ぎます。溶融金属がゲート システムに注がれ、金型キャビティが充填されます。通常、注ぐには重力で十分ですが、用途に応じて真空または圧力をかけることもできます。アセンブリが冷えると、セラミックと金属が収縮し、精度が向上します。冷却時間は、素材とその厚さによって異なります。
型を破る ：鋳物部分を傷つけないように慎重に型を割る必要があります。これは、ツールまたはウォーター ジェットを使用して手動で行うことができます。個々の鋳物は、切断、のこぎり、および衝撃ツールを使用して、ゲート システムから分離できます。場合によっては、クリーニングして仕上げる前に、燃焼または液体窒素 (コールド ブレーキング) で取り除くこともあります。
仕上げ :サンドブラスト、研磨、溶接またはその他の熱処理を適用して、不純物を除去したり、部品をまっすぐにしたり、表面を滑らかにしたりすることがあります。矯正には油圧プレスを使用できます。二次加工はプロセスに時間がかかるため、大量注文には適さない場合があります。一般に、ワックス パターンを作成して鋳造プロセスを完了するには、約 7 日かかります。その多くは、セラミック シェル型の成形/乾燥に関係しています。
3D プリント技術
樹脂ベースのパターンを 3D プリントで作成できるようになりました。ステレオリソグラフィー (SLA) とデジタル光処理 (DLP) が一般的に使用されます。これらのテクノロジーは、金型の作成やワックス パターンの作成などの従来の手順に取って代わることで、インベストメント キャスティングを簡素化します。
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