アルミ鋳造は、精密に設計・加工された金型、鋳型、または型枠に溶融アルミニウムを流し込むことで、高精度で高品質な部品を製造する方法です。これは、元の設計仕様に正確に一致する、複雑で精巧な部品を効率的に製造できるプロセスです。
アルミニウム鋳造プロセス
1.永久鋳型鋳造
アルミニウム金型鋳造の費用の大部分は、通常ねずみ鋳鉄または鋼で作られる金型の機械加工と成形です。金型は、設計部品の仕様と形状に基づき、2つの半分に分割された部品の幾何学的形状に成形されます。射出成形工程では、金型の半分は空気や汚染物質が入らないようにしっかりと密閉されます。金型は、溶湯を注ぐ前に加熱されます。溶湯は、取鍋で溶湯を注ぐか、注ぎ込むか、射出成形されます。
工程が完了すると、アルミニウム部品が固まるまで金型を冷却します。冷却後、欠陥の発生を防ぐため、部品は金型から素早く取り出されます。
プロセスがいかに単純に見えても、それは大量生産部品を生産するための科学的かつ技術的に設計された方法です。
2.砂型鋳造
砂型鋳造工程では、最終製品の形状、ディテール、構成を再現した再利用可能な鋳型の周りに砂を詰めます。鋳型には、溶融金属を鋳型に流し込むためのライザーと、凝固時に高温のアルミニウムを鋳物に供給してひけ巣を防ぐためのライザーが含まれています。
模型には、溶融金属を鋳型に流し込むための湯口（スプルー）が設けられています。冷却過程における収縮を考慮して、模型の寸法は製品よりもわずかに大きめに作られています。砂は、模型の形状を維持するのに十分な重量と強度を備えており、溶融金属との相互作用にも強い性質を持っています。
4.真空ダイカスト 真空ダイカストでは、底部にスプルー開口部、上部に真空排気口を備えた気密ベルハウジングを使用します。このプロセスは、スプルーを溶融アルミニウムの液面下に沈めるところから始まります。レシーバー内に真空状態が生成され、ダイキャビティとるつぼ内の溶融アルミニウムの間に圧力差が生じます。
圧力差により溶融アルミニウムがスプルーを上昇し、金型キャビティへと流れ込み、そこで凝固します。金型はレシーバーから取り外され、開かれ、部品が排出されます。
真空状態と金型キャビティと溶融アルミニウム間の圧力差を制御することで、部品設計やゲート要件に応じた充填速度の制御が可能になります。充填速度の制御により、完成部品の健全性を判断する能力が向上します。
スプルーを溶融アルミニウムの表面より下に沈めることにより、溶融アルミニウムは酸化物やドロスのない最も純粋な合金となります。部品は異物を最小限に抑え、清潔で健全な状態を保ちます。
5.精密鋳造
ロストワックス鋳造とも呼ばれるインベストメント鋳造は、ワックスを金型に注入して完成品の型を作ることから始まります。ワックスで作られた型はスプルーに取り付けられ、木のような形状に成形されます。木はスラリーに複数回浸漬され、ワックスの型の周りに強固なセラミックシェルが形成されます。
セラミックが固まると、オートクレーブで加熱され、脱蝋処理が完了します。シェルを適切な温度にするために、溶融アルミニウムを充填する前に予熱します。溶融アルミニウムはスプルーに注入され、一連のランナーとゲートを通って金型へと流れ込みます。部品が硬化すると、セラミックは叩き落とされ、接続された3つの部品が残ります。
6.ロストフォーム鋳造
ロストフォーム鋳造法は、ワックスをポリスチレンフォームに置き換えるインベストメント鋳造法の一種です。模型は、インベストメント鋳造のランナーとスプルーのようなクラスターアセンブリ内でポリスチレンから成形されます。ポリスチレンビーズを加熱されたアルミニウム鋳型に低圧で注入し、蒸気を加えることでポリスチレンを膨張させ、キャビティを充填します。
型は、振動圧縮によって空隙や気泡が除去された、高密度に詰まった乾燥砂の中に配置されます。溶融アルミニウムが砂型に流し込まれると、泡が燃え尽き、鋳物が形成されます。
鋳造アルミニウムの一般的な用途
優れた物理的・化学的特性を持つため、多くの主要産業で鋳造アルミニウムが使用されています。ここでは、この素材の一般的な用途をいくつかご紹介します。
1. 医療業界
医療部品メーカーは、義肢や手術用トレイなどの製造において、その強度と軽量性からアルミニウム鋳物を採用しています。さらに、このプロセスは、医療業界が得意とする複雑かつ精密な形状の成形に適しています。また、多くの医療機器が体液と接触するため、アルミニウムは耐腐食性にも優れているため、最適な素材です。
2. 自動車産業
自動車部品メーカーは、強度と耐久性を損なうことなく軽量化を実現できるアルミ鋳物を採用しています。その結果、燃費が向上しました。さらに、アルミ鋳造プロセスでは複雑な形状の自動車部品の製造が容易になります。アルミ鋳物は、ブレーキやステアリングホイールなどの部品の製造に適しています。
3. 料理業界
鋳造アルミニウムは、耐久性、耐腐食性、軽量性、そして優れた熱伝導性を備えており、調理業界で重宝されています。さらに、優れた放熱性（つまり、加熱と冷却が速い）も備えているため、調理器具の製造にも適しています。
4. 航空機産業
アルミニウム部品は軽量かつ高強度であるため、航空機産業に最適です。軽量であるため、航空機はより少ない燃料でより多くの重量を運ぶことができます。
ソース：
https://www.iqsdirectory.com/articles/die-casting/aluminum-casting.html
https://waykenrm.com/blogs/cast-aluminum/#鋳造アルミニウムの一般的な用途
MAT AluminumのMay Jiangによる編集
投稿日時: 2023年7月26日
