3Dプリント製のクリアキャストレジンを用いたインベストメント鋳造プロトタイプと鋳造された金属部品
金属鋳造は、溶融した金属を型に入れて冷やし固めて部品を製造する、歴史ある金属成形プロセスです。
その歴史は古いものの、金属鋳造は金属部品を製造しようとする企業にとって、最も人気のあるプロセスの一つであり続けています。
この記事では、金属鋳造とは何か、その仕組み、最も一般的な鋳造プロセス、そして3Dプリントのような現代のデジタルツールを従来の鋳造プロセスと統合することで、メーカーが享受できるメリットについて説明します。
金属鋳造プロセスの概要
元の設計から完成した鋳造部品までの金属鋳造プロセス
金属鋳造の誕生以来、その方法は進化し、多様な形態に分岐してきました。しかし、このプロセスの主要な基本技術は変わっていません。一般的に、金属鋳造プロセスには以下のステップがあります。
ステップ1：パターン作成
3Dプリントされたクリアキャストレジン製の工業用インベストメント鋳造パターン
金属鋳造プロセスを開始するために、メーカーは鋳造したい部品のモデルを作成する必要があります。このモデルは、鋳造に使用する金型の設計に不可欠です。従来、モデルは木材、フォーム、プラスチック、またはワックスから作成され、金型が正しい最終金属部品を生産できることを保証します。現在では、3Dプリントもモデル作成に一般的に使用される方法であり、設計者はデジタルCAD設計ソフトウェアから直接、高精度なモデルを作成できます。
パターンは、最終部品の正確な複製ではありませんが、鋳造プロセスを可能にする追加の要素を含んでいます。例えば、溶融金属が金型に均一に流れ込むのを助けるゲートや、ガスを排出するためのベントなどです。また、パターンは金属の冷却中に発生する収縮を補償するために、実際の部品よりも大きく作られています。
中空の鋳造部品の場合、メーカーは砂や金属製のコアを追加で作成し、部品の内部形状を定義します。このコアは鋳造プロセスの完了後に取り除かれます。
ステップ2：金型作成
次のステップは鋳造用の金型を作成することです。金型は再利用可能なタイプ（非消耗型）と使い捨てのタイプ（消耗型）に分けられます。
非再利用型の金型は、砂、石膏、ワックス、または3Dプリント技術で作成されることが多く、その名の通り、鋳造プロセス中に破壊されます。
