インベストメント鋳造

インベストメント鋳造：精密さと複雑さを両立する鋳造技術

インベストメント鋳造は、複雑な形状の製品を高い精度で製造できる鋳造技術です。高温で消失する素材、例えばワックスや発泡スチロールを原型として使用し、その周囲を耐火材で覆って鋳型を作成します。溶融金属を鋳型に流し込み、冷却後に鋳型を破壊することで、目的の製品を得ます。ワックスを用いる場合は「ロストワックス鋳造」と呼ばれ、発泡スチロールを用いる場合は「フルモールド鋳造」などと呼ばれます。

ロストワックス鋳造：精密さと複雑さを両立

ロストワックス鋳造は、古くから伝わる伝統的な鋳造技術を現代風に改良したものです。まず、製品と同じ形状のワックス原型を作成します。この原型には、溶融金属を流し込むための湯口が事前に設けられています。次に、原型を耐火性石膏などの耐火材で覆い、硬化させます。この耐火材の層は、後の鋳造工程で溶けたワックスが流れ出すための通路も備えています。十分に乾燥させた後、高温で加熱処理を行います。この過程でワックスが溶けて完全に消失し、空洞になった鋳型が完成します。この空洞に溶融金属を流し込み、冷却・固化させます。最後に、鋳型を破壊することで、金属製の製品が得られます。この方法では、非常に複雑な形状の製品でも容易に製造できます。

フルモールド鋳造：発泡スチロールを用いた効率的な製造

フルモールド鋳造は、ロストワックス鋳造と同様の工程で、原型に発泡スチロールを用いる方法です。ワックス原型に比べて、発泡スチロール原型の作成はより容易で、コスト削減にも繋がります。また、ワックス原型と比べて、発泡スチロール原型は強度が高く、複雑な形状の原型作成にも適しています。発泡スチロール原型を耐火性の砂などで覆い、硬化させます。その後、溶融金属を流し込むと、発泡スチロールは溶けて消失し、金属が鋳型内部を満たします。冷却後に鋳型を破壊することで、製品が得られます。

インベストメント鋳造の特徴

インベストメント鋳造は、次のような特徴を持っています。

初期コストの低さ: 高価な金型が不要なため、初期投資を抑えることができます。
複雑な形状への対応: 鋳型を分割する必要がないため、複雑な形状の製品でも容易に製造できます。バリやパーティングラインも発生しません。
高い寸法精度: 磁器を用いることで、高い寸法精度が得られます。
大量生産には不向き: 原型と鋳型を毎回使い捨てるため、大量生産には適していません。
* 大型製品への対応は困難: 大型製品の製造には適していません。

これらの特徴から、インベストメント鋳造は、歯車などの小型精密機械部品、指輪やペンダントなどの装身具、歯科用クラウンなどの製造に広く利用されています。その精密さと複雑な形状への対応力は、様々な分野で高い評価を得ています。

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