精密ステンレス鋼ロストワックス鋳造：複雑部品の先進的生産

なぜステンレス鋼部品にロストワックス鋳造を選ぶのか？

複雑な構造を持つ一部ステンレス鋼製品は、曲げ等の他工法では製造不能ですが、ロストワックス鋳造（ワックス金型→砂金型→液状ステンレス注湯）を選択すれば、このような不規則形状の中空・固体部品を製造可能です。

ステンレス鋼精密鋳造のメリット：

異なるワックス金型から多様な部品を製造可能。

ステンレス鋼精密鋳造のデメリット：

鋳造ブランクの精度が低く、表面粗さが高い。

ステンレス鋼ロストワックス鋳造プロセス

1. 製品構造に合わせて金型をカスタマイズ。ロストワックス鋳造金型は上凹・下凹に分類。CNC旋削、平削り、フライス、エッチング、放電加工等複数工程で金型完成、凹部形状・寸法は分割線で二分された所望部品の半分と一致。

融点低く、硬度低く、軽量な経済的アルミニウム合金材料を金型に選択。主に工業用ワックス圧入用。

2. 通常、一つの工業用ワックス固体コアモデルで一つの鋳造ブランクしか生成できないため、アルミニウム合金金型で大量モデル生産が必要。

3. ワックス金型を更なる修整・バリ取り後、金型ヘッド（ツリーアセンブリとも呼ばれる）に取り付け。金型ヘッドは工業用ワックス固体コアモデルの一種（樹木形状）。

4. ワックス金型に工業用接着剤で第一層目細砂（高耐熱耐火砂、最も一般的はシリカ砂）をコーティング。砂粒子は非常に微細で、最終ブランク表面を可能な限り滑らかに保証。

5. 規定室温（または恒温）で細砂付きワックス金型を乾燥、内部ワックス金型形状に影響なし。乾燥時間は製品内部複雑さにより異なるが、通常約5〜8時間。

6. 第一層砂乾燥後、工業用接着剤（微粒シリカスラリー）に浸漬し第二層（より大粗粒子）をコーティング、再び恒温でワックス金型乾燥。

7. 同様に連続5回の砂ブラスト（コーティング）を実施。

要件：

• 部品表面要件、体積サイズ、重量に応じ砂ブラスト回数を最適化。通常頻度は3〜7回。
• 各サイクルで後からブラストされる砂粒子は常に前回より大粗く、乾燥時間も異なる。一般的に完全砂ブラストサイクル全体で3〜4日。

8. ワックス金型脱ろう加熱前、砂粒子（シリカスラリー）を湿ったツリーアセンブリ表面に落下させ、砂型を固着・固化し金型を密封。

9. 脱ろうプロセス

• 耐火スラリー付きワックスパターンを逆さまにし、密閉炉（一般的に蒸気脱ろうオートクレーブまたはフラッシュ火炉）に投入。この加熱プロセスでワックス金型が融点150℃で溶融・ゲートから流出、中空セラミックシェルが得られる。
• 溶融ワックスは濾過後のみ新パターン作成に再利用可能。濾過しないとガスポロシティやピッティング等鋳造欠陥、収縮率にも影響。

10. セラミックシェル加熱 —— 溶融ステンレス鋼注湯前、セラミック金型を約1000℃まで加熱。加熱プロセスで金型が更なる強化・固化。

11. 注湯 —— 溶融ステンレス鋼をツリー上の各金型キャビティ（ヘッド含む）に充填されるまで注入。

12. 鋳造所は材料成分を検査、必要に応じ配合最適化。炉内に他金属材料残留があるため。

13. シェイクアウト —— 液状ステンレス鋼凝固後、セラミック金型を手動または機械ノックアウトで除去、ワックス金型パターン（鋳造ブランク）が出現。個別鋳造ブランクをツリーアセンブリから分離、粗研磨。

14. ブランク検査 —— 表面に砂穴・ガスホールある鋳造ブランクはアルゴンアーク溶接で修復、重度欠陥品は再鋳造。

15. ブランク洗浄： 合格ブランクは更なる加工前に洗浄必須。

16. 更なる機械加工で最終製品達成。