砂型鋳造とシェルモールド型鋳造
砂型鋳造は、さまざまな金属で部品を製造するための経済的な方法です。シェルモールド鋳造は、特定の部品設計のニーズを考慮するための代替プロセスです。このブログ投稿では、シェルモールド鋳造プロセスを紹介し、砂型鋳造と比較して、読者がそれぞれの長所と短所を理解できるようにします。
シェルモールド鋳造の基本
すべての鋳造プロセスには、鋳造する部品の形状のパターンが必要であり、シェル成形も例外ではありません。砂型鋳造、インベストメント キャスティング、その他の鋳造プロセスと同様に、パターンは液体金属が注がれるキャビティを作成するために使用されます。
シェル成形では、金属の型取りツールを砂の層でコーティングします。これには樹脂が含まれており、加熱して冷却すると溶けて薄いシェルを形成します (通常、1/4 – 3 /8 インチの厚さ) パターンの周り。溶融は、砂でコーティングする前にパターンを加熱し、次にシェルを加熱して樹脂を完全に硬化させることによって達成されます。
シェルは2つに分かれているので型から外せます。各ハーフシェル (「ビスケット」とも呼ばれます) がパターンから持ち上げられた後、2 つのシェルが結合され、それらの間のスペースに空洞が形成されます。組み立てられたシェルはフラスコに入れられ、砂やショットなどの粒状の材料で支えられます。
シェルは液体金属で満たされ、冷却されます。固まったら、シェルをフラスコから取り出し、分解して鋳造金属部品を取り出します。コアを追加して中空領域を形成することは不可能ではありませんが、実行が難しいという制限があります。
2 種類の砂
シェルモールド鋳造では、生砂鋳造とは異なる砂を使用するため、このプロセスの利点が得られます。サンドキャスティングでは、「緑色」の砂 (緑色は乾燥しておらず、色ではないことを意味します) は、粘土の結合剤 (通常はベントナイト) によって結合されます。
シェルモールドに使用されるケイ砂は、砂型鋳造に使用されるケイ砂よりも細かいです。 American Foundry Society は、「細かさ番号」を使用して平均粒度を特徴付け、数字が大きいほど粒が小さいことを示します。生砂は通常、このスケールで 60 ～ 80 ですが、シェル モールディング サンドは 100 以上です。さらに、粘土バインダーを使用するのではなく、砂にフェノール樹脂の薄いコーティングを施し、それが溶けてシェルを形成します。
きめの細かい砂の影響
きめの細かい砂は生砂よりも密集するため、ガス透過性が低下します。砂型鋳造では、水分を水蒸気の形で外に出すためにある程度の透過性が必要です。これは、金属を注ぐ前にシェルが乾燥および加熱されるため、シェル成形では問題になりません.
より細かい砂の主な利点は、パターンの表面の特徴を見つけるために、より密接に適合し、金属の表面がより滑らかになることです.
表面の細部をよりよく再現し、より滑らかな仕上げを行うために、鋳造所はジルコン砂を使用する場合があります。これは 150 もの高い繊度を持つことができます。また、熱膨張係数が低いため、より厳しい公差の適用が可能になります。
シェル成形が鋳造部品にもたらすメリット
優れた表面仕上げと細部の再現は、このプロセスの 2 つの大きな強みです。さらに、シェル成形では、シェルからパターンを解放するために最小限の抜き勾配が必要です。
砂型鋳造では通常 2° ～ 3° のドラフトが必要ですが、シェル成形プロセスでは 1° で済み、短い垂直壁ではゼロになる可能性があります。これにより、加工代を小さくすることができ、仕上げ作業の時間と費用を節約できます。
サンドキャスティングとシェルモールドキャスティングの比較
サンドキャスティング:
- 鉄および非鉄金属に使用
- オンスから数百ポンドまでの重量の部品を生産できます
- パターンから細かい表面のディテールを再現できません
- 幾何学的精度が低い
- 粗い表面仕上げを残す
- 大きな加工代が必要
- 経済的なプロセスです
比較すると、シェル成形:
- 鉄および非鉄金属に使用
- 重量が 30 ポンド未満の部品に限定
- コアが必要なパーツには不向き
- 細かい表面のディテールを再現
- 厳しい公差を維持できる
- 滑らかな表面仕上げ
詳細
機能とコストの点で、シェルモールド鋳造は砂とインベストメント鋳造の中間に位置します。砂型鋳造よりも複雑で、より複雑な部品を製造できますが、ワックス パターン プロセスの洗練された複雑さはありません。
Impro は、必要に応じてシェルモールド鋳造でアルミニウム製の航空宇宙部品を製造しています。プロセスが部品に適しているかどうかを知りたい場合は、お問い合わせください。当社のキャスティング スペシャリストが喜んでお手伝いいたします。
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