砂型鋳造の基礎
砂型鋳造について
砂型鋳造とは、金属を溶かして型に流し込む鋳造方法の一種で、文字通り、砂の型を用いて溶けた金属を流し込み固める最も古くからある鋳造方法です。
砂の型を作るために初期投資として模型（木型）が必要になり、材料には、その用途や生産頻度により木・金属・樹脂等が用いられます。
木型は金型に比べ安価で納期も早く、軽量なため取扱いも便利なことから砂型鋳造では多く使用されますが、摩耗が早いため比較的少量生産の製品に向いています。
砂型鋳造の工程について
- 木材などで製品形状の模型（木型）を作成
- 模型（木型）を木枠内に設置し、砂をこめて砂型を作成する
- 砂型から模型（木型）を取り出す
- 上下に分かれた砂型の組付けおよび、必要に応じてインサート部品や空洞部を作るための中子をセットする
- 砂型に溶かした金属を流し込み鋳造する
- 砂型をばらし、鋳造品を取り出し仕上げて完成
砂型鋳造における中子について
砂型鋳造はアンダーカット形状や中空形状の対応が可能。その役割を担うのが中子です。模型（木型）とは別に中子を作成し、砂型の組付け時に、鋳物の穴や空洞になる部分にセットして使用します。
中子は砂型とともに人の手で粉砕し、ショットブラストなどを用いて取り除くことで、鋳物に空洞部を作ることができます。
これにより切削では制作できないような複雑形状の対応や、追加工の大幅な削減が可能です。
中子については、メーカーにより異なりますが水ガラスを混ぜた砂に炭酸ガスを吹き付けて硬化させるCO₂中子と樹脂コーティングした砂を熱で硬化させるシェル中子を製品特性や生産数によって使い分けて用います。
中子砂は種類ごとに分け、再生処理を施して再び中子作成に用いています。
砂型鋳造での対応材質について
ダイカストやグラビティ鋳造と比較し、アルミだけでなく鉄、ステンレス、銅など多岐にわたる材質に対応可能です。
下記は代表材質ですので、ご希望の材質があればお問い合わせください。
アルミ材質
AC2A、AC3A、AC4A、AC7A、AC2B、AC4B、AC4C、AC4CH
鉄
FC150～300、FCD400~600、FCM
ステンレス
SCS13～24、SCS13A~19A
また、用途・必要に応じて完成した鋳物を所定の条件で加熱・冷却することにより、強度・硬度・靱性等の機械的性質を変化させることができるので熱処理、表面処理も併せてご相談ください。
砂型鋳造を選択する際のポイント
下記のような場合にオススメです。
●生産数量が極めて少ない量産品 初期費用のいる加工のなかでも低コストの費用で済むため、おおよそ数十個以上数百個未満にコスト優位性を発揮します
●ダイカスト量産前の試作 木型が低コストかつ短納期で製作可能なので、ダイカスト量産前の形状確認などにおすすめです
●中空、薄肉、自由曲面、深溝などをもつ複雑形状部品 切削で再現するには難しい複雑形状にも対応可能。切削で作ると高額になってしまう大物部品にも向いています
●もともと複数部品で構成されていた製品の一体化 中空形状や複雑形状が得意なため、複数部品を一体化し、品質UPや工数削減を実現できます
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