ロストフォームキャスティングとは何ですか、そしてその基本原則と重要なステップは何ですか？

蒸発パターン鋳造としても知られるロストフォーム鋳造（LFC）は、高次元精度と優れた表面仕上げを備えた複雑な金属部品を作成するために使用される精密鋳造プロセスです。この高度な鋳造技術は、自動車、航空宇宙、重機などのさまざまな業界で広く採用されており、後処理要件を最小限に抑えたニアネット形状のコンポーネントを製造しています。

ロストフォーム鋳造の基本原理

の核となる原理 失われた泡の鋳造 フォームから作られた使い捨てパターンの使用を中心に展開し、鋳造プロセス中に溶融金属に置き換えられます。パターンは、通常、発泡ポリスチレン（EPS）または同様のポリマーから作られ、所望の最終部品の正確な形状に作成されます。このパターンは耐火セラミックコーティングでコーティングされ、フラスコに入れられ、その後、結合していない乾燥砂で満たされます。砂はパターンの周りに圧縮され、しっかりとしたサポートを提供します。

次に、溶融金属を発泡パターンに直接注ぎます。金属からの熱によりフォームが瞬時に蒸発して分解し、金属が残されたキャビティ全体を満たすことができ、元のパターンの形状と詳細が正確に再現されます。フォームからのガス状副生成物は、透過性セラミックコーティングと砂を通して排出されます。

失われた泡の鋳造における主要なプロセスステップ

1. パターン製造: このプロセスは、フォーム パターンとそのゲート システムの作成から始まります。これは、発泡性ポリスチレンビーズをアルミニウム型に注入し、蒸気を使用してそれらを融合させて最終的なパターン形状にすることによって最も一般的に行われます。複雑な部品の場合、特殊な接着剤を使用して複数のパターン セクションを製造し、完全なクラスターに組み立てることができます。

2. パターンアセンブリ: 個々のフォーム パターンが中央のフォーム ゲート システム（スプルー、ランナー、ライザー）に取り付けられ、クラスターまたはツリーが形成されます。このアセンブリにより、1 回の鋳造サイクルで複数の部品を製造できるようになり、効率が向上します。

3. 耐火コーティングの適用: 組み立てられたフォームクラスターは、耐火セラミック材料のスラリーに浸されます。このコーティングは次のような点で重要です:

   • 最終鋳造に滑らかな表面仕上げを提供します。

   • 注入中の砂の浸食や金属の浸透を防ぎます。

   • 分解泡からのガス状生成物が透過性を通じて逃げることを可能にします。
     次に、コーティングされたクラスターを制御された環境で完全に乾燥させて、適切な強度と透過性を実現します。

4. 成形（砂圧縮）: 乾燥させてコーティングしたクラスターを逆さまにしてスチールフラスコに入れます。次に、結合していない乾燥したシリカ砂をパターンの周りのフラスコに注ぎます。フラスコは振動テーブル上で振動し、砂がすべての空洞に流れ込み、パターンの周りに密に詰まるようにし、金属の注入中に重要な構造的サポートを提供します。

5. 注ぐ: 砂が圧縮されると、溶融金属が取鍋からフォームゲートシステムのスプルーカップに直接注がれます。金属はキャビティ全体を満たし、同時に蒸発してフォームパターンを置き換えます。フォームが欠陥を引き起こすことなく最適な速度で分解するように、注入速度と温度を慎重に制御する必要があります。

6. 冷却とシェイクアウト: 注入が完了した後、溶融金属は砂型内で固化して冷却されます。次に、フラスコを反転し、砂を振動させて固体になった金属鋳造クラスターから遠ざけます。砂は結合していないため、鋳物から簡単に流れ落ち、冷却して後続の金型に再利用できます。

7. 仕上げ: 最後のステップでは、バンドソーや砥石などの切削工具を使用してゲート システムから鋳造部品を取り外します。最終的に指定された寸法と表面品質を達成するために、軽い研削やショットブラストなどの小規模な仕上げ作業が実行される場合があります。

ロストフォーム鋳造は、内部通路、複雑な形状、機械加工の必要性の軽減を備えた複雑なコンポーネントの製造に大きな利点をもたらします。その成功は、パターンの品質から砂の圧縮、注入パラメータに至るまで、あらゆる段階での綿密な制御にかかっています。その結果、ロストフォーム鋳造は現代の金属加工において依然として重要かつ効率的なプロセスとなっています。