ロストワックス鋳造はどのように行われますか?

インベストメント鋳造としても知られるロストワックス鋳造は、何千年もの間使用されてきた由緒ある高精度の金属鋳造プロセスです。ロストワックス鋳造の大手サプライヤーとして、この素晴らしいプロセスがどのように機能するかを詳しくお伝えできることを嬉しく思います。

ロストワックス鋳造の起源と意義

ロストワックス鋳造には、古代文明にまで遡る豊かな歴史があります。考古学的証拠は、紀元前 3000 年頃にエジプトで使用され、同時期にインドと中国でも使用されたことを示しています。このプロセスは当初、複雑な宝飾品、宗教的工芸品、小さな彫刻を作成するために採用されました。時間の経過とともに、その用途は自動車、航空宇宙、船舶などのさまざまな業界に拡大しました。

ロストワックス鋳造の意義は、複雑で微細な部品を高精度に製造できることにあります。他の鋳造方法では実現が困難または不可能な、薄肉、微細なディテール、複雑な形状の部品の作成が可能になります。

ロストワックス鋳造の段階的なプロセス

1. パターンの作成

ロストワックス鋳造プロセスの最初のステップは、目的のパーツのパターンを作成することです。パターンは通常ワックスで作られますが、プラスチックなどの他の材料も使用できます。ワックス パターンを作成するにはいくつかの方法があります。

• 射出成形: ワックスパターンを量産する最も一般的な方法です。目的の部品の形状をした金型にワックスを注入します。型を冷却し、固まったワックスパターンを取り出します。
• 3D プリント：3Dプリンティング技術の進歩により、デジタルモデルから直接ワックスパターンを作成することが可能になりました。この方法は、プロトタイプの作成や少量のバッチ生産に特に役立ちます。

ワックス パターンが作成されると、ワックス スプルー上に組み立てられます。ワックス スプルーは、溶融金属が金型に流れ込むチャネルとして機能します。この集合体はワックスツリーと呼ばれます。

2. シェルビルディング

ワックスツリーを組み立てた後、セラミックシェルでコーティングします。これは浸漬とスタッコイングと呼ばれるプロセスを通じて行われます。

• 浸漬: ファインセラミックパウダーとバインダーを混合したセラミックスラリーにワックスツリーを浸漬します。スラリーはワックスパターンを均一にコーティングします。
• スタッコ加工: 浸漬後、コーティングされたワックスツリーはスタッコとして知られる粗いセラミック粒子の層で覆われます。このプロセスを数回繰り返して、厚くて強いセラミックシェルを構築します。各層を乾燥させてから、次の層を塗布します。層の数は部品のサイズと複雑さによって異なりますが、通常は 5 ～ 10 層の範囲になります。

3. 脱蝋

セラミックシェルが完全に形成されたら、オートクレーブまたは炉に入れてワックスを除去します。熱によりワックスが溶け、スプルーを通ってシェルの外に排出されます。このプロセスは脱蝋と呼ばれます。脱蝋の温度と時間は慎重に制御され、セラミックシェルに損傷を与えることなくすべてのワックスが確実に除去されます。

4. 予熱

脱蝋後、セラミックシェルは高温に予熱されます。予熱にはいくつかの目的があります。シェルから残留ワックスや水分を除去し、セラミックシェルを強化し、溶融金属をシェルに注入する際の熱衝撃を軽減します。予熱温度は、鋳造される金属の種類に応じて、800°C ～ 1200°C の範囲になります。

5.金属の流し込み

次のステップは、溶融金属を予熱したセラミックシェルに注ぎ込むことです。使用される金属の種類は部品の要件によって異なります。ロストワックス鋳造で使用される一般的な金属には、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、亜鉛合金などがあります。

• 溶融: 金属は、液体になるのに十分な温度で炉で溶かされます。溶解温度は金属によって異なります。たとえば、ステンレス鋼の融点は約 1400°C ～ 1500°C ですが、アルミニウムは約 660°C で溶けます。
• 注ぐ: 金属が溶けたら、スプルーを通してセラミックシェルに慎重に流し込まれます。金属が気泡や欠陥なくシェルのキャビティ全体に確実に充填されるように、注入プロセスは迅速かつスムーズに実行する必要があります。

6. 冷却固化

金属をシェルに流し込んだ後、冷却して固化させます。冷却速度は、鋳造部品の品質に影響を与える重要な要素です。冷却速度が遅いと粒子サイズが大きくなり、部品の強度と硬度が低下する可能性があります。一方、冷却速度が非常に速いと、内部応力や亀裂が発生する可能性があります。冷却時間は、部品のサイズと厚さ、金属の種類によって異なります。

7. 殻の除去

金属が固まったら、セラミックのシェルを取り外します。これは、シェルを振動させるなどの機械的方法、または酸浴中でシェルを溶解するなどの化学的方法によって行うことができます。シェルが除去された後、鋳造部品はスプルーおよびその他の余分な材料から分離されます。

8. 仕上げ

ロストワックス鋳造プロセスの最後のステップは仕上げです。これには、残りのセラミック粒子を除去し、部品を研削、サンディング、研磨して目的の表面仕上げを達成することが含まれます。硬度や強度などの部品の機械的特性を向上させるために、熱処理が適用されることもあります。

ロストワックス鋳造の応用例

ロストワックス鋳造は、高精度の部品を製造できるため、さまざまな業界で広く使用されています。

• 自動車産業: 自動車産業では、ロストワックス鋳造はエンジン部品、トランスミッション部品、サスペンション部品の製造に使用されます。たとえば、複雑なバルブ本体やターボチャージャーのハウジングは、このプロセスを使用して作成できます。
• 航空宇宙産業: 航空宇宙産業では、高い強度対重量比と複雑な形状を備えた部品が必要です。ロストワックス鋳造は、タービンブレード、エンジンマウント、航空機や宇宙船の構造部品の製造に使用されます。
• 海洋産業: 海洋産業では、ロストワックス鋳造は次のような部品の作成に使用されます。造船用ロストワックス精密インベストメント鋳造316Lステンレス鋼バルブポンプ部品。これらの部品は耐食性があり、過酷な海洋環境に耐えられる必要があります。

当社のロストワックス鋳造サービスを利用する利点

ロストワックス鋳造のサプライヤーとして、当社はお客様にいくつかの利点を提供します。

• 高精度: 当社の最先端の設備と経験豊富な技術者により、非常に高い精度で部品を製造できます。 ±0.05mm という厳しい公差を達成できますが、これは多くの用途にとって重要です。
• カスタマイズ: 私たちは、お客様ごとに独自の要件があることを理解しています。複雑なプロトタイプの小規模なバッチ生産が必要な場合でも、標準部品の大規模な生産が必要な場合でも、当社はお客様のニーズに合わせてサービスをカスタマイズできます。私たちのOEM ステンレス鋼精密鋳造 ロストワックス鋳造 インベストメント鋳造サービスは、お客様にカスタマイズされたソリューションを提供するように設計されています。
• 品質保証: 当社では、製造するすべての部品が最高の品質基準を満たしていることを確認するために、厳格な品質管理システムを導入しています。パターンの作成から最終仕上げに至るまで、プロセスの各段階が注意深く監視され、検査されます。
• 迅速な所要時間: 高度な生産設備と効率的なワークフローにより、お客様のプロジェクトに迅速な納期を提供できます。私たちの自動車部品用のラピッドプロトタイプ精密炭素鋼鋳造アルミニウム亜鉛合金このサービスは、迅速なプロトタイプまたは緊急の生産が必要なお客様に最適です。

ロストワックス鋳造のニーズについてはお問い合わせください

信頼できるロストワックス鋳造サプライヤーをお探しの場合は、ぜひご連絡ください。特定のプロジェクトを念頭に置いている場合でも、単に当社のサービスについて詳しく知りたい場合でも、お気軽にお問い合わせください。当社は高品質の製品と優れた顧客サービスを提供することに尽力しています。あなたのアイデアを実現するために一緒に働きましょう。

参考文献

• キャンベル、J. (2003)。鋳物。バターワース - ハイネマン。
• ミシガン州フレミングス（1974年）。固化処理。マグロウ - ヒル。
• カルパクジャン、S.、シュミット、SR (2010)。製造工学と技術。ピアソン。