重力鋳造：シンプルで高品質、生産性に優れた鋳造法

アンダーカットやリセス（窪み）などの特殊形状は、砂中子（サンドコア）を用いて実現可能です。このプロセスは砂型鋳造より優れた表面仕上げと優れた機械的特性が得られ、これは急速凝固によるものです。また、アルミニウム砂型鋳造より鋳造サイクルが速いものの、金型コストは砂型より高くなります。低ガスポロシティと微細粒組織が得られる利点があります。

砂型鋳造と比較して仕上げ・清掃工程が少なく、重力鋳造はより高品質な製品を生産します。工具製造コストの面では、一般的に砂型鋳造よりコスト効率は劣ります。

重力鋳造プロセスの詳細

重力鋳造は通常、手作業による製造工程で、溶湯をレードルで注湯します。金型を傾けることで注湯速度と流量を制御可能です。大量生産の先進的なケースでは、自動レードルで溶湯を供給することも可能です。

他の鋳造法では溶湯を金型空洞に流し込みますが、重力鋳造の材料・プロセスは本質的に砂型鋳造と同じで、以下の4ステップで構成されます。

1. 金型予熱と離型剤塗布：金型を加熱し、耐火コーティングを吹き付けて閉じます。コーティングは製造中の金型温度制御と、鋳造品の離型を助けます。
2. 溶湯注湯と凝固：溶湯を手動（または機械）で金型に注ぎ、凝固を待ちます。
3. 金型開放と鋳造品取り出し：金型を開き、鋳造品を手動またはメカニズム機のイジェクタピンで取り出します。
4. 仕上げ・トリミング：ゲート、フラッシュ、ランナー、プラグ、タブ等の不要部分を除去。鋭利なエッジと余分な材料を除去し、ブラスト処理して出荷します。

重力鋳造は砂型鋳造の自然なパートナーであり、顧客に最もコスト効率の良い鋳造方法を提供できます。

重力鋳造の仕組み：ステップバイステップ

鋳造業界に不慣れな方には高度で複雑に見えるかもしれませんが、実際は非常にシンプルです。ステップバイステップでわかりやすく解説します。

重力鋳造の準備

プロセス開始前、まず金型を準備します。適切な温度まで加熱し、耐火コーティングまたはグリースを吹き付けます。この潤滑剤は製造中の金型温度維持、早期凝固防止、凝固後の離型補助の役割を果たします。その後、金型上下半分を閉じ、高圧でしっかりクランプします。

溶湯の導入：注湯またはインジェクション

準備完了後、溶湯を炉から取り出し、垂直スプルーを通じて直接金型へ注入します。手動または自動レードルで実施可能ですが、いずれの場合も重力を利用します。追加の力や圧力はかけません。溶湯は垂直方向から導入され、重力の自然な作用で金型内へ流れ込みます。高圧を使用しないため乱流が大幅に減少し、ポロシティ（気孔）を防ぎ、より滑らかな部品製造につながります。

鋳造品の冷却・凝固期間

溶湯注入後、十分な時間をかけて冷却・凝固させます。金型形状を完全に再現し、完全凝固するまで金型を開放してはいけません。早期開放は不可逆的な損傷を招きます。

部品取り出しとイジェクション

十分な時間経過後、金型半分を開放し、鋳造品を慎重に取り出します。手動またはイジェクタピンで安全に押し出します。

二次加工とトリミング

重力鋳造の最終工程はトリミングです。冷却時にゲート、レール、ラグ、ブレミッシュ等のスクラップを専門的に除去。各種工具で鋭利なエッジと余分な材料を取り除き、目的形状に整え、通常は出荷前洗浄を行います。これが重力鋳造品の最終プロセスです。