キャストとは何ですか？

鋳造とは、液体材料(通常は金属または合金)を所望の形状の中空の空洞を含む金型に注ぐ製造プロセスです。その後、前記材料を固化させる、次いで、鋳造と呼ばれる固化部を鋳型から排出または破壊して工程を完了する。

機械設備におけるその主な目的は、機械加工や鍛造などの他の方法で製造することが困難または経済的に実行不可能な複雑で高強度で耐久性のある金属部品を作成することです。

なぜ鋳造が機械設備でこれほど普及しているのでしょうか？

キャスティングは、それを不可欠にするユニークな利点を提供します。

複雑な形状：複雑な内部通路(エンジンブロック内のクーラントジャケットなど)、複雑なカーブ、アンダーカットを1つの部品で生成できます。

大量生産：型が作成されると、大量の同一部品を非常に効率的かつ費用対効果的に生産できます。

材料の汎用性：鉄、鋼、アルミニウム、ブロンズ、亜鉛など、溶融できるほぼすべての金属または合金を鋳造することができます。

複雑な部品の費用対効果：大型または複雑な部品の場合、鋳造はしばしば固体金属ブロックからの機械加工(多くの廃棄物が発生します)または多くの小さな部品から組み立てるよりもはるかに安価です。

優れた強度対重量比(特定のプロセスの場合)：投資鋳造などのプロセスでは、非常に強力で軽量な部品を製造できます。

大きな部品を作る能力：鋳造は、タービンハウジングやプレスフレームなどの巨大な部品を作ることができる数少ない方法の1つです。

機械設備の鋳造に使用される主要材料

部品の機能には材料の選択が重要です。

鋼：要求の厳しいアプリケーションのための高強度と靭性。タービンケーシング、鉱山機器、構造部品に使用されます。

銅合金（青銅、真鍮）：優れた耐食性、優れた軸受特性、および高い熱/電気伝導性。バルブ、ポンプ、ギア、ベアリング、および船舶用コンポーネントに使用されます。

機械設備における具体的な応用例

内燃機関：

エンジンブロック：エンジンの基礎、クーラントとオイルのための複雑な通路を備えています。ほぼ排他的に砂鋳造(鉄またはアルミニウムから)で作られています。

シリンダーヘッド：バルブと燃焼室を収容します。主に砂鋳造もあります。

ピストン：しばしば細かい結晶粒構造と優れた強度のために永久的な金型鋳造を使用して作られます。

ポンプ、コンプレッサ、およびバルブ：

ポンプ/コンプレッサーハウジング(ボリュート)：流体の流れを誘導するための複雑な内部形状を備えています。サイズと精度に応じて砂鋳造または投資鋳造によって作られています。

インペラー：複雑なブレード形状は、投資鋳造に完全に適しています。

バルブボディ：高圧に耐えなければならず、しばしば複雑な内部ポートを持っています。砂鋳造または投資鋳造によって作られています。

動力伝達：

ギアボックスとハウジング：ギアとベアリング用のエンクロージャ、しばしばダイカスト(小型ユニット用)または砂鋳造(大型工業ユニット用)によって作られます。

大きな歯車：歯が機械加工される前に、ネット形状に近いブランクとして砂で鋳造できます。

重機および工作機械：

フレームとベース：高い剛性と振動減衰を必要とします。砂鋳鉄は、多くの工作機械、プレス機、農業機器に選択される材料です。

航空宇宙およびターボ機械：

タービンブレード/ベーン：信じられないほど複雑な内部冷却チャネルを備えており、極端な温度に耐えなければなりません。精密投資鋳造を使用した超合金から作られています。

制限と設計上の考慮事項

表面仕上げと公差：通常、機械加工や鍛造部品ほど良くありませんが、投資鋳造などのプロセスは近づいています。

欠陥：プロセスを慎重に制御しなければ、空隙率、収縮空洞、介在物などの内部欠陥が発生する可能性があります。

機械的特性が低い：良好ですが、標準鋳造の機械的特性(特に衝撃靭性)は、粗粒構造のために通常、同じ材料の鍛造部分の機械的特性(特に衝撃靭性)よりも低いです。

リードタイム：金型の作成(特に砂および投資鋳造用)は、部品あたりのコストは低いものの、初期リードタイムが長くなる可能性があります。

結論；結論

鋳造は現代の機械設備製造のバックボーンです。堅牢で複雑で、しばしば大型の金属コンポーネントを経済的に実行可能な方法で作成する独自の能力を提供します。運転する車から電力を供給する発電所まで、鋳造部品は無数の機械システムの機能を有効にするために、しばしば見えないように懸命に働いています。特定の鋳造プロセスの選択は、複雑さ、コスト、ボリューム、材料性能の要因のバランスをとる重要なエンジニアリング決定です。