インベストメント鋳造用ワックス：種類、メリット、選定ガイド

メーカーは複雑な部品とコンポーネントを作成するために多様な技術を使用します。今日でも使用されている最古の方法の一つがインベストメント鋳造です。このプロセスは、アイテムをワックスで作成し、その周りにセラミックシェルを構築することを含みます。シェルが完成したら、ワックスを溶かして除去（デワックスと呼ばれます）し、溶融金属をセラミックシェルに注ぎ込みます。金属が凝固したら、セラミックシェルを除去し、部品が完成します。

多数のワックスから選択可能です。使用されるワックスタイプは、流動特性、ワックスの回収・リサイクル可否、寸法安定性、表面仕上げ、用途要件などいくつかの要因に基づきます。よく耳にするワックスには、充填パターンワックス、非充填パターンワックス、ランナーワックス、水溶性ワックス、粘着ワックスがあります。

充填パターンワックス

充填パターンワックスは、フィラーが添加されたインベストメント鋳造用ワックスの一種です。これらのフィラーは、強度、寸法安定性、低熱膨張、最小収縮など、鋳造に特定の特性を提供します。充填パターンワックスに含まれるフィラーの種類はサプライヤーによって異なりますが、一般的なフィラーにはビスフェノールA（BPA）、有機フィラー、テレフタル酸、架橋ポリスチレンがあります。

小型・大型ワックスパターン生産の両方で充填パターンワックスを使用可能。このワックスの2つの主要な利点は、低熱膨張と最小収縮です。ワックスが凝固する際の収縮を防ぐために、パターン空洞にワックスチルを配置する必要がありません。

このワックスは、作成部品やコンポーネントの寸法制御をより厳密にしたい場合、幅広い注入温度で使用する場合によく選ばれます。フィラー添加により、デワックスプロセスでワックスが燃焼除去されるのに時間がかかるため、一部のワックスがセラミックシェルに残る可能性があります。フィラーパターンワックスは、フィラー材料の密度によっては回収・リサイクルが困難な場合があります。

非充填パターンワックス

非充填、またはアンフィルド、パターンワックスブレンドはフィラー材料をより少なく含みます。このタイプのワックスは一貫した機械的性能と熱的性能を提供します。複雑な形状と明確に定義されたパターンを持つ小型・中型ワックスパターンで通常使用されます。非充填ワックスは優れた流動特性を持ちます。

非充填ワックスの主な利点は、高い表面品質を提供することです。したがって、セラミック金型には亀裂と欠陥が少なくなります。また、セラミックシェルから完全にデワックスされ、回収・リサイクル可能です。

インベストメント鋳造プロセスで非充填ワックスを使用する際は注意が必要です。凝固が遅いため、パターン表面が沈み込む可能性があります。ワックス温度によっては、パターンの断面に望ましくない収縮が発生する場合があります。部品構成によっては、非充填パターンワックスで材料収縮を避けるためにワックスチルの使用が必要になることがあります。

ランナーワックス

ランナーワックスブレンドは、優れた機械的強度と低粘度を求めるインベストメント鋳造会社で使用されます。このタイプのワックスはパターンワックスより低い融点を持ちます。したがって、デワックスプロセス中に高温を使用せずにセラミック金型から完全に排出されます。

ランナーワックスの利点は、優れた半田付け強度と最小熱膨張です。作業員はセラミック金型内で部品が破損する心配なくワックスを扱えます。ワックスパターンは水に浸し、完全に固化するまで保管する必要があります。

水溶性ワックス

一部の部品とコンポーネントは、複雑で精巧な内部設計を必要とします。そのため、ワックスパターンには精巧なコアを内部に配置する必要があります。これらのコアを作成するために水溶性ワックスが使用されます。コアが完成したら、ワックスパターンダイに配置され、パターンワックスがダイに注入されます。ワックスパターンが冷却したら、水と酸の浴にパターンを浸すことで内部の水溶性コアが溶解されます。

粘着ワックス

粘着ワックスは、マウントと仕上げプロセスで一般的に使用されます。これらのワックスは、異なるパターンワックスを接合する時や、シュープアセンブリを構築する時に役立ちます。ワックスは部品と強力な接着を作り、作業員がセラミックシェル作成時に扱っても耐えられるようにします。

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