コラム

金型（シェル型）の製作コストとリードタイム

シェルモールド法で小ロット生産が有利な理由の一つに、金型（シェル型）の製作コストとリードタイムが挙げられます。一般的に、鋳造で用いられる金型は、その材質や形状、サイズによって製作コストが大きく変動します。シェルモールド法で使用される金型は、比較的複雑な形状にも対応できる一方で、その製造には精密な加工技術が求められるでしょう。

小ロット生産においては、初期の金型製作コストが製品単価に与える影響が大きいため、この金型製作のコストとリードタイムをいかに抑えるかが重要となります。岐鋳では、長年の経験とノウハウに基づき、お客様のニーズに合わせた最適な金型設計・製作をご提案し、コストと納期のバランスを取りながら、高品質なシェル中子を提供いたします。

複雑形状への対応力と多品種少量生産との親和性

シェルモールド法は、その製造プロセスにおいて複雑な形状の鋳物にも対応できる高い柔軟性を持っています。これは、シェル中子（シェル型）を精密に製造できるためであり、製品の設計仕様に合わせた自由な造形が可能です。具体的には、以下のような特徴が挙げられます。

複雑な内部構造の実現

中空構造や、入り組んだ形状の部品も、シェル中子を用いることで容易に実現できます。

高い寸法精度

精密に作られたシェル型により、寸法精度の高い鋳物を得られます。

多様な製品への対応

自動車部品や水栓金具など、様々な産業分野で求められる多様な形状の製品製造に適しています。

これらの特性から、シェルモールド法は、多品種少量生産、すなわち多くの種類の製品を少量ずつ生産するケースと非常に相性が良いといえます。顧客ごとの細かなニーズに応じた製品開発や、試作品の製作など、変化の速い市場に対応するうえで、シェルモールド法は強力な武器となるでしょう。

従来工法（例：生型鋳造）との比較

シェルモールド法が小ロット生産で有利な理由の一つに、生型鋳造などの従来工法との比較があります。生型鋳造は、鋳物砂を固めて鋳型を作る砂型鋳造の一種です。シェルモールド法は、金型を使用するため初期の型代が高額になる傾向がありますが、鋳型の強度と寸法精度が高いため、高品質な製品を安定して製造できます。一方、生型鋳造は初期コストを抑えられますが、寸法精度や鋳肌の綺麗さではシェルモールド法に劣ります。小ロットで高品質な製品を求める場合、シェルモールド法は有効な選択肢となるでしょう。

金型（シェル型）製作における留意点

シェルモールド法で小ロット生産を成功させるためには、金型（シェル型）の製作段階から細心の注意を払うことが重要です。金型は、シェル中子（砂型）を形成するための基盤となるため、その精度が最終的な鋳物の品質に直結します。金型製作においては、以下の点が特に留意すべき事項となります。

製品形状への適合性

複雑な形状や薄肉部分など、製品の設計仕様を正確に反映できる金型設計が求められます。

抜き勾配

鋳造後にシェル中子をスムーズに取り出すための適切な抜き勾配の設定が必要です。

材質と耐久性

シェルモールド法では、金型に砂を吹き付けて焼成するため、金型にはある程度の耐熱性と耐久性が求められます。一般的には、鋳鉄や鋼などが使用されますが、製品の形状や生産量に応じて最適な材質を選定します。

温度管理

シェル中子を形成する際の焼成温度は、金型の温度管理に大きく影響されます。一般的に250℃から350℃程度で設定されることが多く、この温度を安定して保つことが、均一なシェル中子を製造するうえで不可欠です。

これらの点を考慮し、精密な金型を製作することで、高品質なシェル中子、ひいては高品質な鋳物製品の小ロット生産を実現できます。

鋳造工程での最適化

シェルモールド法で小ロット生産を成功させるためには、鋳造工程における最適化が重要となります。具体的には、注湯スピードや温度の管理が挙げられます。溶かした金属を型に流し込む際のスピードや温度が適切でないと、不良品が発生する原因となるため、経験や感覚が求められる場面です。

また、中子を主型に設置する際の位置決めも、製品の品質に大きく影響します。中子の位置がずれると、製品の肉厚が偏ってしまうため、正確な固定が不可欠です。

さらに、鋳造が完了し金属が固まった後、型から製品を取り出す「バラシ」の工程でも工夫が求められます。中子は衝撃を与えて崩し、綺麗に取り除く必要がありますが、製品に砂が付着している場合は、ショットブラストなどで丁寧に取り除く作業も必要です。これらの工程を最適化することで、高品質な製品を効率的に製造することが可能となります。

後処理工程の効率化

シェルモールド法では、鋳造後の製品から中子（シェル中子）を取り除く「バラシ」の工程が大切になります。この工程を効率化することで、全体の生産性を向上させることが可能です。

具体的には、中子の設計段階で、取り外しやすさを考慮した形状にすることが有効です。例えば、中子の分割を工夫したり、抜き勾配を適切に設定したりすることで、鋳型を破損させることなくスムーズに取り出せるようになります。

また、鋳造後に中子を粉砕して除去する際にも、効率化が図れます。中子に使用される珪砂とフェノール樹脂の配合比率を調整することで、強すぎず、かつ容易に崩壊するような特性を持たせることが可能です。

さらに、取り除いた中子の砂は再利用できる場合もあります。砂の回収・選別・再処理のプロセスを最適化することで、コスト削減と環境負荷低減にも貢献できます。

小ロット生産への対応

大量生産が難しい小ロットでも、きめ細やかに対応いたします。

低コストの実現

お客様の製品コスト削減に貢献するため、お見積もりからご提案いたします。

柔軟な対応力

製品の形状や仕様に合わせて、最適なシェル中子を設計・製造いたします。

高品質の維持

20年以上にわたり培った技術で、安定した品質の製品をお届けします。

製造コストをできる限り削減したい、小ロット生産を断られてしまった、といったお悩みをお持ちのお客様は、ぜひ一度岐鋳にご相談ください。経験豊富なスタッフが、お客様の製品づくりをサポートいたします。お問い合わせは、お電話でも受け付けております。ご不明な点やご要望がございましたら、お気軽にお声がけください。