ロストワックス精密鋳造ロストワックス鋳造とも呼ばれるこの鋳造は、最も古い金属成形技術の XNUMX つであり、その精度と多用途性が高く評価されています。 この細心の注意を払ったプロセスは、現代の製造業において非常に重要な意味を持ち、他の方法では製造するのが難しい、複雑で精巧な金属部品の作成を可能にします。
インベストメント鋳造の定義と概要
インベストメント鋳造の中核には、詳細なワックス パターンの作成が含まれ、それをセラミック材料の複数の層でコーティングして型を形成します。 型がセットされると、ワックスが溶けるか「失われ」、目的の最終部品の形状のキャビティが残ります。 溶けた金属がこのキャビティに注ぎ込まれ、元のワックスパターンの正確なレプリカが作成されます。
このプロセスにより、高精度、微細なディテール、滑らかな表面仕上げを備えた複雑な部品の製造が可能になります。 インベストメント鋳造は、複雑な形状と優れた表面品質を備えた部品を製造できるため、航空宇宙、自動車、医療、宝飾品を含むさまざまな業界で応用されています。
インベストメント鋳造プロセス
1.金型構造：精度の基礎
インベストメント鋳造では、金型の構造が精度と精度を構築する基盤を形成します。金型は、インベストメント鋳造中に最終製品に形状を与えるテンプレートまたは型として機能します。
金型製作時の材料
CNC フライス加工や放電加工 (EDM) などの精密加工技術を採用して、厳密な仕様の金型を作成します。
2.ワックス注入：複雑な模様を作る
ワックスは、注入時の流動性を確保するために、まず溶融状態に達するまで加熱されます。 液化したワックスは、目的の製品の詳細と寸法を再現するように慎重に設計された型に注入されます。
この射出プロセスは、ワックスが金型キャビティに正確に充填されるように、正確かつ慎重に実行する必要があります。 ワックスの射出に使用される金型は、製造されるパターンの一貫性と均一性を確保するために高精度で作られています。
3.ワックスの組み立て：パターンツリーの形成
ワックスの組み立ては、インベストメント鋳造プロセスの重要なステップであり、個々のワックスのパターンが中央のスプルー上に慎重に配置され、パターン ツリーとして知られるものを形成します。 この中央のスプルーは、鋳造中に溶融金属が流れる主要なチャネルとして機能します。
インベストメント鋳造におけるワックスの組み立て段階では、個々のワックス パターンを中央のスプルーに正確かつ確実に取り付けるために、さまざまな技術が使用されます。
一般的に使用される特殊なテクニックには次のようなものがあります。
- ワックス溶接または接着: 加熱したツールやワックス素材を使用して、パターンをスプルーにしっかりと接合します。このプロセスでは、接合部のワックスをわずかに溶かして強力な結合を作成します。
- 粘土または接着剤の配置: 特定の接着剤または粘土状の材料を塗布してワックス パターンをスプルーに固定し、後続の段階でワックス パターンが所定の位置に留まるようにします。
- 治具または金型: ワックスパターンをスプルー上の指定された位置に保持するように設計されたカスタムメイドの治具または金型を使用します。
- 機械的固定: 小さなピン、ロッド、またはその他の機械的方法を使用して、ワックス パターンを中央のスプルーに物理的にしっかりと取り付けます。
4.スラリーコーティング: セラミックシェルの構築
ワックスパターンを組み立てた後、職人は、液体バインダーに懸濁したセラミック微粒子の混合物であるセラミックスラリーをワックスアセンブリ上に注意深く塗布します。
このプロセスでは、ワックスの上にスラリーを重ねて、均一で一貫したコートを確保します。 このステップは、セラミック シェルの一次構造を形成するため、非常に重要です。 さらに、スラリーコーティング工程を複数回繰り返すことにより、シェルの強度と耐久性を強化します。
セラミックスラリーが塗布されると、シェルは乾燥と硬化を受けます。乾燥により余分な水分が除去され、硬化によりセラミック材料が固化し、鋳造段階での高温に耐えられるようになります。
5. スタッコ加工: シェルの耐久性を向上させる
インベストメント鋳造におけるスタッコ塗装のプロセスでは、セラミック シェルの表面にスタッコ材料を細心の注意を払って塗布します。 目的は、シェルの構造を強化し、その後の鋳造段階での耐久性を高めることです。
- 職人または自動システムが、希望する厚さと質感に応じて、刷毛塗り、浸漬、スプレーなどのさまざまな方法を使用して、シェルの表面を注意深くコーティングします。 スタッコの各層は注意深く塗布され、次の層が追加される前に乾燥または硬化します。
- このプロセスを数回繰り返し、スタッコの層を積み上げて必要な厚さと強度を実現します。 目標は、鋳造プロセス中の高温と応力に耐えることができる堅牢なシェルを作成することです。
- モルタルは表面の質感を改善し、より滑らかで正確な最終製品を保証します。 さらに、シェルの完全性が向上し、鋳造段階での欠陥の可能性が減少します。
6.脱蝋：ワックスを取り除く
このプロセスでは、セラミック シェルを高温にさらし、ワックスを溶かして型から排出します。 ワックスが残っていると最終的な鋳造品に欠陥が生じる可能性があるため、このステップは非常に重要です。
インベストメント鋳造の脱蝋プロセス中の欠陥を防止するという観点から、セラミック シェルの完全性を確保し、鋳造欠陥を回避するためにいくつかの技術が採用されています。
- 制御された加熱と乾燥
- 真空脱脂
- オートクレーブ脱蝋
- 不活性ガス雰囲気
- パージツールと撹拌
7.鋳造：金属を流し込む
通常、高温に加熱された金属は、材料の融点と流動特性を考慮して、慎重にセラミックの型に流し込まれます。 溶けた金属はワックスによって残された空洞を満たし、目的の製品の正確なレプリカを作成します。
8.殻の除去：セラミックの殻を壊す
加熱または特殊な炉の使用による熱衝撃は、シェルの崩壊を促進します。 同時に、振動やショットブラストなどの機械的手段により、砲弾の残骸の断片化と除去が促進されます。
9.切断：鋳造部品の分離
最終製品が設計仕様を満たしていることを確認するために、カットオフプロセスでは精度が最も重要です。 職人は、鋸引き、せん断、機械加工などの特殊なツールや技術を利用して、鋳造部品の完全性を損なうことなく、不要な部分を慎重に取り除きます。
部品分離の精度は製品の品質と機能に直接影響します。
10.仕上げ：鋳造部品の磨き
インベストメント鋳造プロセスの最終段階では、鋳造部品を望ましい状態に精製するために仕上げが最も重要になります。 この段階には、完璧な表面仕上げと精度を達成することを目的とした、研削、サンディング、研磨などの一連の細心のプロセスが含まれます。
- 研削には、鋳造部品から余分な材料や欠陥を除去することが含まれます。 精密研削工具を使用して正確な形状と寸法を確保し、部品の全体的な品質を向上させます。
- サンディングは、鋳造プロセスで残った粗い表面やエッジを滑らかにするのに重要な役割を果たします。 望ましい質感と一貫性を実現するために、さまざまなサンディング技術が採用され、完璧な外観が保証されます。
- 研磨は究極のステップであり、鋳造部品に滑らかな反射面を与えて仕上げを行います。 このプロセスにより、高品質の最終製品が保証されながら、美しさが向上します。
- 仕上げ段階では品質管理が厳格に行われ、部品が正確な仕様を満たしていることを保証するための徹底的な検査が行われます。 最高水準の卓越性を達成するために、いかなる欠陥も細心の注意を払って対処されます。
11. 検査：品質基準の確保
インベストメント鋳造における品質評価は、完璧な最終製品を提供するために不可欠な細心のプロセスです。 検査には、あらゆる側面が事前に定義された基準と一致していることを確認するさまざまな技術とツールが含まれます。
専門家が目視検査、X線検査、寸法検査などの高度な方法を利用して、鋳造製品を精査します。 寸法、表面仕上げ、または構造の完全性における欠陥、凹凸、または欠陥がないかを評価します。
