鋳造法 | 工具コスト | 寸法許容差 | 表面仕上げ(Ra) |
|---|---|---|---|
永久鋳型鋳造 | 20,000～50,000ドル | ±0.25～1.0mm | 1.6～6.3μm |
投資キャスティング | 15,000 ～ 50,000 ドル以上 | ±0.05～0.25mm | 0.8～3.2μm |
複雑な部品や細かい部分にはインベストメント鋳造を使用してください。
大量生産と低コストを実現するには、永久鋳型鋳造を選択してください。
方法を比較するときは、設計の柔軟性、表面仕上げ、コスト、効率に注目してください。
インベストメント鋳造プロセスは、低～中程度の生産量に適しています。
インベストメント鋳造は、微細なディテールを持つ複雑な部品に最適であり、高精度で滑らかな表面を提供します。
永久鋳型鋳造は、より単純な部品の大量生産に最適であり、コスト削減と安定した品質を実現します。
鋳造方法を選択する際は、設計の柔軟性、表面仕上げ、生産量を考慮してください。
インベストメント鋳造は幅広い材料をサポートしますが、永久鋳型鋳造は非鉄合金に限定されます。
プロジェクトのニーズ、予算、生産目標を評価して、最適な鋳造方法を選択します。
高精度で微細な部品を作成する必要がある場合は、多くの人はこの方法をロストワックス鋳造とも呼んでいます。インベストメント鋳造プロセスでは、正確で信頼性の高い結果を確実に得るために一連のステップが使用されます。鋳造プロセスの仕組みは次のとおりです。 インベストメント鋳造プロセス を使用できます。
ワックス パターンの作成と組み立て: ワックス パターンを作成することから始めます。このステップでは、手彫りまたは 3D プリントを使用できます。このステップでは、最終パーツの形状と詳細を設定します。
ワックス パターンの取り付け: ワックス パターンをフィーダー構造に取り付けます。これにより、鋳造プロセス中に金属が金型のあらゆる部分に流れ込みやすくなります。
モールドシェルの作成: ワックスアセンブリをセラミックスラリーに浸します。これにより、パターンの周囲に強力で正確なモールド シェルが作成されます。
ワックスを取り除く: 金型を加熱して溶かし、ワックスを排出します。これにより、金属を使用できる中空のセラミックシェルが残ります。
金属を溶かして鋳造する: 溶かした金属を予熱した型に注ぎます。注意深く注ぐと、滑らかな表面と強い構造が得られます。
鋳物の仕上げ: セラミックのシェルを取り除き、部品を完成させます。ニーズに合わせて鋳物を研削、研磨、機械加工することができます。
インベストメント鋳造プロセスにより、形状と表面仕上げを優れた制御できます。これを使用すると、他の方法では実現できない複雑な金属片を作成できます。
インベストメント鋳造には多くの利点があること がわかります。この精密鋳造法により、公差が厳しく、表面が滑らかな複雑な形状を作成できます。インベストメント鋳造プロセスは、小規模および中規模の両方の生産に使用できます。
ヒント: 細かいディテール、薄肉、または高品質の仕上げが必要な場合は、インベストメント鋳造を選択してください。
以下の表は、インベストメント鋳造がよく使用される場所を示しています。
業界 | 典型的なアプリケーション |
|---|---|
航空宇宙 | 薄肉のコンポーネント、滑らかな表面、最小限のドラフトで軽量化を実現したパーツ |
医療および外科用機器 | インプラント、補綴物、外科用クリップ、クランプ、ハンドル |
バイオテクノロジーとライフサイエンス | 実験装置、分析ツール、マイクロ流体部品 |
ロボット工学と電気機械 | アクチュエーターハウジング、トランスミッション部品 |
半導体装置 | チャンバー部品、真空シール、ノズル |
ハイテク通信システム | アンテナハウジング、コネクタ、GPSナビゲーション部品 |
高精度と優れた仕上げが必要な部品にはインベストメント鋳造をお任せください。インベストメント鋳造プロセスは、航空宇宙、医療、ハイテク産業に適しています。ジュエリー、アート、複雑な金属片が必要なその他の分野にも使用できます。この鋳造プロセスにより、他の多くの鋳造方法では提供できない柔軟性と品質が得られます。
永久鋳型鋳造では、丈夫な金属で作られた再利用可能な鋳型を使用します。この方法を利用すると、一貫した結果と効率的な生産が実現します。鋳造プロセスで従う主な手順は次のとおりです。
金型の設計と準備: 鋳造品を簡単に取り外せるように金型を設計します。型は鋼または鉄で作られています。金型を予熱してコーティングすることで、固着を防ぎ、冷却を制御します。
溶解と注入: 合金を溶かして型に注ぎます。注意深く注ぐことで欠陥を回避し、型に完全に充填することができます。
凝固と冷却：金属は金型内で急速に冷却されます。急速冷却により、鋳物の強度と耐久性が向上します。
鋳物の取り外しと仕上げ: 金型を開いて鋳物を取り外します。必要に応じて、余分な素材をトリミングし、表面を仕上げます。金型は洗浄され、次のサイクルのために再コーティングされます。
永久鋳型鋳造 による高い生産効率の恩恵を受けられます。金型を準備したら、同じ部品を素早く多数製造できます。この方法は長時間の生産に適しており、部品あたりのコストを下げるのに役立ちます。
ヒント: 永久鋳型鋳造は、高速鋳造サイクルと各部品の一貫した品質が必要な場合に最適です。
永久鋳型鋳造にはいくつかの利点があります。寸法安定性に優れた、強くて耐久性のある鋳物が得られます。このプロセスは中程度から大量の生産量をサポートします。この方法は、信頼できる強度と再現性のある品質が必要な部品に使用できます。
以下の表は、永久鋳型鋳造がよく使用される場所を示しています。
業界 | 一般的なアプリケーション |
|---|---|
自動車 | エンジンブロック、シリンダーヘッド、トランスミッションケース、構造部品 |
航空宇宙 | 高い強度と寸法安定性が要求される部品 |
産業機械 | 機械や装置の製造に使用される部品 |
電気および電子 | 電気機器およびシステムのコンポーネント |
消費財 | さまざまな製品の耐久性と軽量化を実現する部品 |
自動車部品、航空宇宙部品、産業機械部品などの永久金型鋳造をお選びいただけます。この鋳造プロセスは、電気部品や消費財にも使用できます。信頼性の高い結果と高生産量が得られるため、大量の鋳物を必要とするメーカーにとって人気の選択肢となっています。
鋳造方法を 比較すると、設計の柔軟性が主な違いとして際立ちます。インベストメント鋳造では、複雑な形状や細かいディテールを自由に作成できます。他の方法では実現できない厳しい公差や複雑な形状を実現できます。この柔軟性により、インベストメント鋳造はアンダーカット、薄壁、または内部空洞のある部品に最適です。
インベストメント鋳造では、特に小規模な生産において、複雑な設計と厳しい公差が可能になります。
永久金型鋳造では、硬い金型には抜き勾配と単純なパーティング ラインが必要となるため、複雑な形状のオプションが制限されます。
永久鋳型の鋳造に複雑さを加えたい場合は、高価なソリューションが必要になる場合があります。
鋳造法 | 幾何学的複雑さ |
|---|---|
投資キャスティング | 複雑な形状、深いアンダーカット、内部空洞の作製に優れています。 |
永久鋳型鋳造 | 抜き勾配角度 (1 ～ 3°) と単純なパーティング ラインの必要性によって制限されます。複雑な機能には高価なソリューションが必要です。 |
プロジェクトで設計の自由度を最大限に高める必要がある場合は、インベストメント鋳造がより良い選択となります。
部品を完璧に組み合わせる必要がある場合や、厳しい条件下で性能を発揮する必要がある場合、精度は非常に重要です。インベストメント鋳造は 優れた精度を実現し、多くの場合、±0.1 mm という厳しい公差を達成します。このレベルの精度により、1 ミリ単位が重要となる航空宇宙、自動車、医療用途に適しています。
永久鋳型鋳造は、特に大量生産の場合に優れた寸法精度も提供します。一貫した結果が期待できますが、公差はインベストメント鋳造ほど厳しくありません。
鋳造法 | 寸法精度 | 公差 | 理想的な使用例 |
|---|---|---|---|
投資キャスティング | 並外れた | ±0.1mm | 航空宇宙、自動車、医療 |
永久鋳型鋳造 | 一貫性のある | 指定されていない | 大量生産、コスト効率の高い |
最高の精度が必要な場合は、インベストメント鋳造を選択する必要があります。パーマネントモールド鋳造は、非常に厳しい公差よりも一貫性とコストが重要なプロジェクトに適しています。
表面仕上げは、鋳物の外観と性能の両方に影響します。インベストメント鋳造はその滑らかな表面仕上げが際立っており、多くの場合 Ra 値が 1.6 ～ 3.2 マイクロメートルに達します。この滑らかさは、研削や研磨などの後処理ステップに費やす時間と費用が削減されることを意味します。
永久鋳型鋳造でも良好な表面仕上げを実現できますが、通常はインベストメント鋳造の高品質な表面仕上げには匹敵しません。鏡面のような外観をご希望の場合は、追加の仕上げ作業が必要になる場合があります。
鋳造法 | 典型的な鋳放しRa (μm) | 典型的な鋳放し Ra (μin) |
|---|---|---|
投資キャスティング | 1.6 – 3.2 | 63 – 125 |
永久鋳型鋳造 | 3.2 – 6.3 | 125 – 250 |
注: インベストメント鋳造では通常、最初から非常に滑らかな表面が得られるため、二次仕上げステップが大幅に削減され、時間とコストを節約できます。
部品の表面を滑らかに仕上げ、後処理を最小限に抑える必要がある場合は、インベストメント鋳造が推奨される方法です。
各鋳造プロセスにどの材料が最適であるかを考慮する必要があります。インベストメント鋳造は、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、チタンなどを含む幅広い金属をサポートします。この多用途性により、特定の性能基準を満たすように部品の機械的特性を調整できます。
永久鋳型鋳造では、主にアルミニウム、マグネシウム、銅などの非鉄合金が使用されます。このプロセスでは耐久性のある金型が使用され、一貫した特性を備えた繰り返し鋳造が可能になります。ただし、 鉄金属を使用したり、非常に大きな部品を作成したりする場合は制限に直面します。.
鋳造法 | 材質の適合性 | 制限事項 |
|---|---|---|
投資キャスティング | 幅広い材料互換性 | 高コスト、複雑なプロセス、非常に大きな部品には適さない |
永久鋳型鋳造 | 主に非鉄合金 | 高い金型コスト、厳格なプロセス管理、中程度の複雑さに限定される |
インベストメント鋳造では材料選択の多様性が高まりますが、永久鋳型鋳造では特定の合金を使用した効率が重視されます。
多くの場合、コストと効率が鋳造方法の決定に影響を与えます。インベストメント鋳造は通常、特に複雑な形状や少量生産の場合、部品あたりのコストが高くなります。たとえば、1 立方インチの単純なステンレス鋼部品のコストは 1 個あたり 200 ドルから 400 ドルですが、より複雑な部品の場合は 500 ドルから 800 ドルに達する可能性があります。生産量が増加するにつれて、ユニットあたりのコストは低下しますが、少量から中量の場合はインベストメント鋳造が最適であることに変わりはありません。
パーマネントモールド鋳造は大量生産で威力を発揮します。金型に投資すると、数千個の部品を迅速かつ低コストでユニットあたり生産できるようになります。この方法では材料の無駄も削減されるため、大規模なバッチの場合はより経済的になります。
ヒント: 単純な部品の高生産性とコスト削減が必要な場合は、永久金型鋳造を選択してください。
インベストメント鋳造と永久鋳型鋳造が、それぞれの強みに基づいてさまざまな業界で使用されていることがわかります。
鋳造法 | 一般的なアプリケーション | 産業部門 |
|---|---|---|
投資キャスティング | 複雑なデザイン、複雑な部品 | 航空宇宙、医療 |
永久鋳型鋳造 | 大量生産、きれいな仕上がり | 自動車、消費財 |
インベストメント鋳造は、航空宇宙部品や医療部品など、高精度で複雑な形状が要求される用途に好まれています。これらの部品は多くの場合、過酷な条件に耐える必要があり、最高の品質が求められます。パーマネントモールド鋳造は、コストと生産速度を重視し、形状が単純で精度の低いニーズに適しています。強度、耐久性、効率が最も重要視される自動車、産業機械、消費財に使用されています。
これらの違いを理解することで、プロジェクトの精度、品質、効率の要件に最も適した鋳造方法を選択できます。
インベストメント鋳造を検討すると、このプロセスを際立たせるいくつかの利点がわかります。この方法を使用すると、複雑な形状や複雑なフィーチャを作成できます。設計の柔軟性により、他の方法では処理できない部品を製造できます。また、滑らかな表面や厳しい公差などの高品質の特性も得られます。これらの利点により、追加の仕上げ作業の必要性が軽減されます。
アルミニウム合金や非鉄金属など幅広い材質が使用できます。
このプロセスでは、ニアネットシェイプのコンポーネントが得られます。つまり、多くの場合、後処理はほとんど、またはまったく必要ありません。
インベストメント鋳造は、高いコストをかけずに、場合によっては 10 個程度の少量生産に適しています。
ただし、欠点も考慮する必要があります。インベストメント鋳造は、詳細なパターン作成といくつかの手作業の手順が必要なため、時間がかかる場合があります。特に、製造コストが高くなります 大型部品や重量部品の場合。サイズ制限もあるため、非常に大きな鋳物にはこの方法を使用できない場合があります。
注: インベストメント鋳造では、複雑な部品に対して優れた結果が得られますが、リード タイムが長くなり、コストが高くつくことを計画する必要があります。
永久鋳型鋳造には独自の利点があります。優れた寸法精度を備えた、強力で多孔質の少ない部品が得られます。金型は何度も使用できるため、この方法は大量生産に最適です。また、砂型鋳造に比べて表面仕上げが優れているというメリットもあり、パーツの質感を制御することもできます。
このプロセスにより急速な凝固が行われ、鋳物の機械的特性が向上します。
一貫した品質と短いサイクルタイムを実現できるため、大規模なバッチにおける部品あたりのコストが削減されます。
パーマネントモールド鋳造は、中程度から大量の生産量に適しています。
一方で、いくつかのデメリットにも直面します。永久的なモールドの作成には初期費用がかかります。この方法は、少量生産では費用対効果が高くありません。このプロセスは 非鉄金属や中型の部品に最適に機能するため、サイズや合金にも制限があります。場合によっては、機械加工や研磨によってパーティング ラインを除去する必要があります。
ヒント: 強力で安定した部品が必要で、大量生産を計画している場合は、永久金型鋳造を選択してください。
各鋳造方法の長所と短所を理解することで、プロジェクトに適切なプロセスを適合させ、アプリケーションの利点を最大化することができます。
インベストメント鋳造と永久鋳型鋳造のどちらを選択する場合は、いくつかの重要な要素を考慮する必要があります。各方法には、さまざまなプロジェクトのニーズに適合する独自の強みがあります。以下の表は、主要なポイントを比較するのに役立ちます。
要素 | 投資キャスティング | 永久鋳型鋳造 |
|---|---|---|
プロセス | ロストワックス、セラミックシェル | 鋼製金型への重力注入 |
生産速度 | 低速、複雑な形状をサポート | 適度な速度、乱気流は少ない |
許容範囲 | 高精度で複雑な形状 | 中量から大量の生産に最適 |
表面仕上げ | 高品質、最小限の加工 | ニアネットシェイプ、良好な仕上がり |
料金 | 最も高価な鋳造法 | 大規模な実行のコストを削減 |
合金の柔軟性 | 幅広い合金 | 限られた合金オプション |
予算と必要な部品の数も考慮する必要があります。永久鋳型鋳造は、年間 500 ～ 35,000 個の生産量に最適です。必要な部品の数が少ない場合、または複雑な設計の場合は、インベストメント鋳造がより良い選択となる可能性があります。予算の大部分が工具に費やされるため、そのコストを回収するのにどれくらいの時間がかかるかを計画してください。
「部品がどのように使用されるかが分からなければ、部品を作成する最適な方法はわかりません。製品が現場で機能しない場合、プロジェクトは放棄されるか、再考されなければなりません。」
次のガイドラインは、プロジェクトに適切なキャスト方法を選択するのに役立ちます。
少量 (100 個未満) またはプロトタイプの場合は、高精度を求めるインベストメント鋳造または低コストを求める砂型鋳造を選択します。
大量 (10,000 個以上) および長期供給の場合、永久金型鋳造は長期にわたるコストの節約に役立ちます。
公差が厳しい部品や複雑な形状の部品の場合、インベストメント鋳造で最良の結果が得られます。
良好な表面仕上げを備えた強力で再現性のある部品の場合、永久金型鋳造は確実な選択肢です。
多くの業界では、特に自動車や航空宇宙において、無駄を削減し、一貫した結果を得るために永久金型鋳造を使用しています。インベストメント鋳造ではネットシェイプ部品を作成できるため、仕上げコストを削減し、複数の部品を 1 つに組み合わせることができます。
設計のニーズ、予算、生産目標を考慮して、プロジェクトに最適な鋳造方法を選択できます。
インベストメント鋳造と永久鋳型鋳造が、それぞれ製造においてどのように独自の強みを発揮するかがわかりました。以下の表は主な違いを示しています。
鋳造法 | 設計の柔軟性 | 精度 | 料金 | 生産量 |
|---|---|---|---|---|
投資キャスティング | 高い | 非常に高い | より高い | 低から中 |
永久鋳型鋳造 | 限定 | 適度 | より低い | 高い |
これらのキャスト オプションを理解すると、プロジェクトに適切なプロセスを選択するのに役立ちます。鋳造方法を評価するときは、次の要素を考慮してください。
生産量と部品の複雑さ
材料の選択とコスト
表面仕上げ、公差、納期
後処理のニーズ
鋳造専門家または鋳物工場との相談
鋳造技術の進歩と複雑な部品に対する需要の高まりにより、今後もお客様の選択肢が形作られていくでしょう。時間をかけて要件を確認し、専門家に相談してアドバイスを求めてください。
インベストメント鋳造 では、複雑な形状や細かいディテールを実現できます。このプロセスにより、厳しい公差と滑らかな表面仕上げが得られます。多くの場合、鋳造後の機械加工の必要性が少なくなります。
単純な部品または適度に複雑な部品を大量生産する場合は、永久金型鋳造を選択する必要があります。この方法により、強力で安定した鋳造が得られ、部品あたりのコストが削減されます。
永久鋳型鋳造は、アルミニウムやマグネシウムなどの非鉄金属に最適です。スチールは金型を損傷する高温を必要とするため、通常は使用できません。
インベストメント鋳造は、小ロットの場合、よりコスト効率が高くなります。パーマネントモールドにかかる高額な初期費用を回避し、複雑なデザインでより良い結果を得ることができます。