インベストメントキャスティングワックス:さまざまな種類のワックス

メーカーは、さまざまな技術を使用して複雑な部品やコンポーネントを作成しています。今日でも使用されている最も古い方法の 1 つは、インベストメントキャスティングです。このプロセスでは、ワックスからアイテムを作成し、その周りにセラミックシェルを構築します。シェルが完成すると、溶融金属がセラミックシェルに注がれる前に、ワックスが溶け出します (脱ワックスと呼ばれます)。金属が固まると、セラミックシェルが取り除かれ、パーツが作成されます。

選択できるワックスは数多くあります。使用されるワックスの種類は、流動特性、ワックスが再生利用されるかどうか、寸法の一貫性、表面仕上げ、用途の要件など、いくつかの要因に基づいています。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、スティッキーワックスなどがあります。

フィルドパターンワックス

フィルドパターンワックスは、フィラーが追加されたインベストメントキャスティング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、熱膨張の低減、および収縮の最小化を確保するために、鋳物に特定の特性を提供できます。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、架橋ポリスチレンなどがあります。

小規模および大規模なワックスパターンの制作では、塗りつぶしパターンワックスを使用できます。これらのワックスの 2 つの主な利点は、熱膨張が低く、収縮が最小限であることです。ワックスが固化する際の収縮を防ぐために、パターンのキャビティにワックスチルを配置する必要はありません。

このワックスは、作成したパーツまたはコンポーネントの寸法をより細かく制御したい場合や、幅広い射出温度を使用する場合によく使用されます。充填剤が添加されているため、ワックスが燃え尽きるまでに時間がかかるため、脱ワックスプロセス後にセラミックシェルにワックスが残る場合があります。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、回収とリサイクルが困難な場合があります。

非塗りつぶしパターンワックス

充填されていない、または充填されていないパターンワックスブレンドには、フィラー材料が含まれていません。このタイプのワックスは、一貫した機械的性能と熱性能を提供します。これらは通常、複雑な形状と非常に明確なパターンがある場合に、小規模および中規模のワックスパターンに使用されます。充填されていないワックスは、並外れた流動特性を備えています。

充填されていない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。そのため、セラミック金型に亀裂や欠陥が少なくなります。また、再生およびリサイクルできるため、セラミックシェルから完全にワックスを除去します。

インベストメント鋳造プロセスで充填されていないワックスを使用する場合は注意が必要です。固化が遅いため、パターンの表面が沈むことがあります。ワックスの温度によっては、パターンの断面に沿って不要な収縮が生じる場合もあります。部品の構成によっては、材料の収縮を避けるために、充填されていないパターンワックスでワックスチルの使用が必要になる場合があります。

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望む場合に、インベストメントキャスティング会社によって使用されます。このタイプのワックスは、パターンワックスよりも融点が低くなります。そのため、高温を使用する必要なく、脱ロウプロセス中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、はんだ付け強度が高く、熱膨張が最小限であることです。陶器の型の中で部品が割れる心配がなく、作業者がワックスを扱うことができます。ワックスパターンは水に浸し、完全に固まるまで保管する必要があります。

水溶性ワックス

部品やコンポーネントの中には、複雑で入り組んだ内部設計が必要なものがあります。そのため、ワックスパターンには複雑なコアが内部に配置されている必要があります。これらのコアを作成するには、水溶性ワックスが使用されます。コアが完成したら、ワックスパターンの型に入れ、型にワックスを注入します。ワックスパターンが冷却されると、パターンを水と酸浴に入れることにより、水溶性のコアが内部で溶解します。