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アルミ鋳物金型試作低圧鋳造法による鋳造低圧鋳造法の特徴
弊社の行っております「ものづくり丸投げサービス」の強みに一つに、「低圧鋳造法を行える」ことがあります。 弊社とアライアンスを構築した、群馬県の萩原産業には、大型の「低圧鋳造機」があります。 今ご覧いただいているのは、低圧鋳造の試作準備になります。 低圧鋳造の特徴として、グラビティ鋳造金型に比べて、湯口方案など、あとから追加で変更することが難しいことにあります。最初に決めた鋳造方案が、鋳造結果に大きく影響する鋳造法と言えます。 大型の低圧鋳造機を保有する小・中規模の鋳物メーカーは決して多くはありません。資金力で鋳造機を保有しても、この低圧鋳造方案の様々なノウハウを持つ鋳造メーカーはさらに少なくなります。 今回の低圧鋳造の試作金型では、比較的大型の“置き中子”を使用します。 置き中子は鋳造中にトカタ剥がれなどが頻発しますので、特に念入りな整備が行われます。 この低圧鋳造機は、作業者から見て「前後 左右 上下」と６面割が可能な大型の低圧鋳造機です。 低圧鋳造に適したアルミ鋳物製品というものがございます。 グラビティ鋳造にはない利点も数多くあり、お客様の中では、「低圧鋳造で鋳造してほしい」というご要望もあるくらいです。 しかし、前述致しました通り、大型の低圧鋳造機、そしてアルミ鋳物を良品に持っていくまでのノウハウ、これらを持っている小・中規模のアルミ鋳物メーカーは非常に数少く、弊社の「ものづくり丸投げサービス」にご相談いただければ、きっとお役に立てるはずです。
低圧鋳造試作準備アルミ鋳造法と低圧鋳造法の特徴と強み
今ご覧いただいているのは、鋳造用のアルミの溶解炉の整備風景になります。 また、低圧鋳造機に湯を金型に組み上げるための、湯口スリーブとその部品をセットしているところになります。この湯口スリーブにはアルミの温度を計測するためのセンサーが取り付けられています。
低圧鋳造の試作金型の準備と低圧鋳造機へのセット温度センサー
低圧鋳造機に金型をセットしていく続きになります。 この動画では、作業者が金型の温度を測定するための「温度センサー」を取付けているところになります。 この金型は、低圧鋳造用の金型としては比較的「小型」でが、試作を開始するためには、前日のコーティングから始まって、丸一日くらいはかかります。 この金型では、半日くらいを要します。 続いて下型の金型を温めるため、ガスバーナーを設置する準備に入ります。 アルミの溶解温度は700度から720度ほどありますが、金型に注入される際にはかなり温度が下がってしまいます。 その温度の低下を出来る限り抑えるために、金型を温める作業は重要になります。 更に、鋳造機にセットされた上下の金型の位置がしっかり合っているかをチェックします。上下型が合っていることを確認できたら、スリーブに石綿をはめ込む作業を行います。
アルミ鋳物の鋳造低圧鋳造による鋳造と試作・準備温度管理の重要性
低圧鋳造機に取付けられた金型に、温度測定のための「温度センサー」をセットしていく続きになります。この「温度の管理は」アルミ鋳物の良品を得られるか、得られないかの、重要な指針になってきます。 金型の温度が低かったりしますと、その近くの製品部分において、いわゆる“ひけ”が出たりと、良品が得られなくなる様々な要因ともなってきます。 溶解されたアルミの温度、スリーブ周辺でのアルミの温度、そして金型に入った時のアルミ（金型の各部位）の温度と、測定する箇所によって、温度もさまざまに変化します。 従いまして、試作で得られたアルミ鋳物製品の状態と温度の関係は相関関係を持っており、 非常に重要な数値となってきます。特に、製品の欠陥があった場合における重要な指標となります。 大きな定圧鋳造金型ですと１０か所程度、今回の試作金型は、低圧鋳造金型としては、 比較的小さいので、3～４か所の温度センサーが取り付けられています。
低圧鋳造方案に適したアルミ鋳物製品の特長と低圧鋳造方案の強み
低圧鋳造は「薄くて深いリブ形状を持った製品」や「深くて狭いボスを持った製品」などに非常に有効な鋳造方法になります。 また、この低圧鋳造機は“6面割”が可能となっています。普通のグラビティ鋳造ですと“４面割り”が限界であったりします。 （傾斜ピンやシリンダーの取り付け方にもよります）大きな面を６つの面で割り、さらにアルミに一定の圧力をかけて金型に流し込みますので、狭くて薄い形状の部位も成形しやすくなります。 今ご覧いただいている作業は、鋳造機に取り付けられた金型を「上下に動かして」金型の動きやガイドの位置が正しいかどうかを確認しているところになります。 この試作金型は“リブ形状が多数ある”置き中子式“の低圧鋳造金型になり、アルミ鋳物の製品としては比較的小さいですが、低圧鋳造法に適した製品と言えます。
低圧鋳造試作鋳造準備と金型のを熱して温める金型の温度の重要性
本日は、低圧鋳造試作準備の６回目。金型を温める、ガスバーナーで温める。 その作業をご覧いただきます。 鋳造では、アルミの溶解温度がだいたい７００度前後になりますので、鋳造するため使用する金型も、それ相応に温めておく必要があります。 そこで、金型を所定の温度にするために、“金型をガスバーナーで温める”作業が必要となります。 今回の試作の場合は、低圧鋳造の金型の中では、比較的小さめの金型ですので、金型を温めるためのガスバーナーもそれほど大きくはありません。 ただ、どんな金型もゆっくりと時間をかけて、金型を温めていくという工程は、金型の大・小に係わらず、非常に重要な工程となります。
低圧鋳造試作準備金型の温めと温度センサー鋳造機による温度管理
本日は、金型を熱して、温めるという工程をより詳しくご覧いただきます。 低圧鋳造に限らず、鋳造においては、“金型を温める”という作業は非常に重要で、 そのあとの“金型の温度管理”も、アルミ鋳物の良品を得る為には、非常に重要な項目になってきます。 ガスバーナーの形状も、様々な金型の大きさ、様々な製品形状によって、変えていかなければなりません。 また、その作業を記録しておくことが、後々、アルミ鋳物製品に「欠陥」が発生した場合に 非常に役立つものになります。 今、下型の「湯口スリーブ」が真っ赤になっているのが、ご覧いただけるかと思います。低圧鋳造では、この“湯口スリーブ”から、ある一定の圧力をかけて、金型にアルミを流し込む方法で、アルミ鋳物を成形する鋳造法になります。
低圧鋳造の試作低圧鋳造法方案置き中子を多用した特殊低圧鋳造金型
いよいよ、準備も最終段階となりました。金型にセットする“入子”を温めているところになります。 今回のこの低圧鋳造は、何枚もの特殊な形状をした“置き中子式”の入子をセットして鋳造するというものになります。今、作業者が、その入子をガスバーナーで温めている作業になります。 このような小さな入子は「すぐに温度が下がってしまう傾向」にありますので、 特に念入りに温める必要があります。 入子の温め作業をしつつ、金型の温度が比較的安定してきたら、 金型を開いて、“トカタ”の最終チェックを行います。 どうしても、トカタはがれやすいので、成形されるアルミ鋳物の“鋳肌”をきれいにするためや、 アルミ製品が金型からスムーズにとれるようにするためにも、この“トカタ”の最終チェックは重要な工程になります。 そして、もう一つ重要なのが、「金型の冷却」です。 これは、前回もお話しした、「金型の温度管理」とも密接に関係してきます。 今回のこの金型には、合計３か所の水冷を設置しています。冷却するタイミングやその量と時間が、 非常に重要になってきますし、それが、弊社の持っております、“良品を得る為のノウハウ”になります。 水冷をセットし終えましたら、鋳造機を動かして、金型の動きを確認します。 この際、温度センサーが干渉していないか。冷却パイプは干渉していないか。 冷却ホースは干渉しないか。など、確認して、いよいよ鋳造を行います。
低圧鋳造法のメリットを生かす！低圧鋳造方案のご提案と金型製作
弊社は、群馬県の優秀な鋳造メーカーとアライアンスを構築し、小・中規模の鋳造メーカーがあまり保有していない、“大型の低圧鋳造機”を保有しております。 低圧鋳造は、アルミ鋳物製品の中でも、“薄いリブ形状がある製品”や“深くて細いボス形状を持つ製品”などの成形には、非常に有効な鋳造方法です。 一方、低圧鋳造は、「一度決めた方案の変更」これが難しい。 そういったデメリットもございます。 グラビティ鋳造金型のように、「後から上がりを立てたり、湯口を大規模に変更する」など、それらが難しい鋳造法です。 弊社は、この低圧鋳造法のノウハウを駆使して、お客様の“高付加価値アルミ鋳物製品”を生み出すお手伝いをさせていただいております。