【ロストフォーム鋳造】切削レスで複雑形状を一体成形！開発スピードを加速

ロストフォーム鋳造とは？

ロストフォーム鋳造は、金型や切削加工を必要とせずに複雑な形状を一体で成形できる鋳造法の一つです。
この方法は、発泡スチロール製のモデルを作成し、それを砂型の中にセットして金属を流し込むことで、モデルを蒸発させながら金属製品を得るという原理に基づいています。

ロストフォーム鋳造では、パーツの形状に制約が少なく、また一体での鋳造が可能であるため、組み立て工程や接合作業が削減できます。
複雑な形状を一度で成形できるため、製品設計の自由度が高まるとともに、製造コストやリードタイムを大幅に短縮することが可能です。

ロストフォーム鋳造のメリット

1. コスト削減

ロストフォーム鋳造では、金型製作に必要な高い初期費用を削減できます。
複雑な形状でも一体成形が可能なため、組み立てや溶接が不要となり、全体的なコスト削減が可能です。

2. 設計の自由度

鋳造時にパーツの結合が不要なため、デザイナーやエンジニアは製品の最適化に専念できます。
その結果、機能的かつデザイン性に優れた製品が作りやすくなります。

3. リードタイムの短縮

金型製作の工程を省略することで、プロジェクトのリードタイムを大幅に短縮することが可能です。
さらに、製作工程の削減によって製品の市場投入スピードが向上し、競合機会を逃さない体制を整えられます。

ロストフォーム鋳造のプロセス

ロストフォーム鋳造プロセスは、次の主要なステップで構成されています。

1. 発泡スチロールモデルの作成

発泡スチロールを用いて製品の形状を再現した模型を作成します。
このモデルがその後の鋳造で金属と置換される基本となる型となります。

2. モデルの組み立てと塗装

複数のモデルを所望の形状に組み立てた後、耐火性を持った塗料で塗装を施します。
この工程により、モールド中での融けた金属の流れをスムーズにし、鋳造の出来を良くします。

3. 砂型への埋設

塗装したモデルを枠の中に配置し、その周りを砂で埋めます。
砂は適切な密度で圧縮され、しっかりと固定されます。

4. 鋳造

枠に金属を流し込みます。
発泡スチロールは金属の熱で蒸発し、独自の鋳型が形成されます。

5. 砂型からの取り出しと仕上げ

金属が固まった後、砂型から取り出し、必要に応じてバリ取りや研磨などの仕上げを行います。

ロストフォーム鋳造の課題と解決策

課題1: 環境への影響

発泡スチロールの燃焼に伴う環境影響を懸念する声があります。
これを緩和するためには、環境負荷が少ない素材の使用や排出ガス吸収装置の導入が効果的です。

課題2: サイズと質量の制約

大型部品の鋳造は困難であり、発泡スチロールの製作や取り扱いの面でも制約が出ることがあります。
これに対しては、鋳造設備の改良や、部分的に他の製造方法との併用が考えられます。

製造業におけるロストフォーム鋳造の活用例

ロストフォーム鋳造は、自動車産業や航空宇宙産業、機械製造業などで用いられています。
特に、軽量化が求められる部品や、複雑な内部構造を伴う部品の製造において、そのメリットが生かされています。

例えば、自動車のエンジンパーツであるシリンダーヘッドや複雑な油圧部品などが、この技術を活用して製造されています。
これにより、性能を向上させつつ、同時にコストの削減を実現しています。

まとめ

ロストフォーム鋳造は、切削レスで複雑形状を一体成形できるという特性から、製造プロセスを革新する手法として注目されています。
その利点を最大限に活かすためには、デメリットへの対策も含めた包括的なアプローチが不可欠です。
今後の製造業における技術革新の一端を担う存在として、ロストフォーム鋳造はますます広がりを見せることでしょう。