インベストメント鋳造とは何ですか？

設計要件、コスト、製造の実現可能性などの要因によって、製品の製造に最適な鋳造プロセスが決まります。インベストメント キャスティングについて説明するこの記事は、十分な情報に基づいてキャスティングを決定するのに役立つことを目的としています。

インベストメント鋳造は、材料の無駄、エネルギー、およびその後の機械加工を最小限に抑えながら、精密なコンポーネントを製造します。また、非常に複雑な部品の製造も確実に行うことができます。これにより、インベストメント キャスティング プロセスは設計エンジニアにとって非常に便利です。

目標は、インベストメント キャスティングの意味を理解することです。では、「投資」キャスティングへの投資とは正確には何ですか？ 「投資済み」という用語は、歴史的に「服を着た」または「包囲された」という意味を持ちます。インベストメント キャスティングでは、ワックス パターンの周りに形成されたセラミック、石膏、またはプラスチックで作られたシェルを使用します。ろう型を炉で溶かして取り除き、金属を流し込んで鋳物を作ります。

インベストメントキャスティングは何に使用されますか?理解を深めるために、インベストメント キャスティングの製造プロセスを分解してみましょう。

パターンの作成

熱収縮（つまり、収縮）の許容範囲があることを除いて、完成品と同じ詳細を持つパターンを使用します。

パターンは通常、金属の射出成形金型を使用してワックスで作成されます。

ワックスパターンを取り付けてツリーを作成する

ワックス パターンが作成されると、それを他のワックス コンポーネントと組み合わせて、ゲートおよびランナーの金属供給システムを形成します。

目的の仕上げコンポーネントのサイズと構成に応じて、1 つのツリーを使用して複数のワックス パターンを処理できます。

ワックス パターン アセンブリ全体をセラミック スラリーに浸し、砂スタッコで覆い、乾燥させます。

所望の厚さのシェルが作成されるまで、湿式浸漬とそれに続くスタッコ塗装のサイクルが繰り返されます。その厚さは、製品のサイズと構成によって部分的に決まります。

セラミックシェルが乾燥すると、鋳造中に溶融金属を保持するのに十分な強度になります。

ワックス除去

アセンブリ全体を蒸気オートクレーブに入れ、ほとんどのワックスを溶かします。

セラミックシェルに染み込んだ残りのワックスは、炉で焼き尽くされます。この時点で、残留ワックス パターンとゲート材料は完全に除去され、セラミック金型には目的の鋳造部品の形状のキャビティが残ります。

この高温操作により、セラミック材料の強度と安定性も向上します。さらに、注湯中のシェルと金属の反応を最小限に抑えるのに役立ちます。

溶かしてキャスト

金型を特定の温度に予熱し、溶融金属を充填して金属鋳造品を作成します。

このプロセスを使用して、ほぼすべての合金を製造できます。合金の化学的性質に応じて、空気溶融または真空溶融のいずれかを使用することができます。真空溶解は、主に合金中に反応元素が存在する場合に利用されます。

最終操作

鋳物が十分に冷却されると、型シェルはノックアウト操作で鋳物から切り離されます。

鋳物からゲートとランナーを切り取り、必要に応じて、最終的な後処理サンドブラスト、研磨、および機械加工を行って、鋳物を寸法通りに仕上げます。

非破壊検査には、蛍光浸透剤、磁性粒子、放射線検査、またはその他の検査が含まれる場合があります。出荷前に、最終寸法検査、合金試験結果、および NDT が検証されます。

サイズ範囲：

ほとんどのインベストメント キャスティングは小さいですが、インベストメント プロセスでは 1,000 ポンドを超える重量の鋳造品を製造できます。この機能は、比較的少数の投資キャスターに限定されており、取り扱いには特別な専門知識が必要です。ほとんどの鋳造部品は、オンスから 20 ポンドの範囲に収まります。

多彩で複雑な形状:

インベストメント鋳造は、複雑な通路と輪郭とともに、一貫した反復的な精密公差を提供します。これらの構成の多くは製造不可能です。例えば、工作機械が届かないところ。ネットシェイプまたはネットシェイプに近い鋳造部品を実現することで、鋳造後の処理コストを大幅に削減できます。

インベストメント鋳造は、溶接や製造に代わる優れた方法です。多くのコンポーネントを 1 つの鋳物に組み合わせることができます。組み合わせるほど生産効率が上がります。マルチピースのコンポーネントを単一のインベストメント鋳造に変換すると、通常、寸法精度が向上し、部品の複雑さが軽減されます。