コラム

材料コストの削減

シェル中子（シェルモールド法）は、材料コストの削減に大きく貢献します。その理由は、中空構造の鋳型（中子）を製造できる点にあります。具体的には、シェルモールド法では「反転排砂」という工程により、金型から未硬化の鋳型砂を排除することで、中空の中子を製造することが可能です。

この中空構造により、鋳物自体の肉厚を薄くでき、結果として使用する金属材料の量を削減できます。材料使用量の削減は、製品単価の低減に直結するため、コストダウンに大きく寄与します。

さらに、シェルモールド法で用いられるRCS（レジンコーテッドサンド）は、珪砂を主成分としており、比較的安価に入手可能です。

製造工程の効率化と時間短縮

シェル中子を用いたシェルモールド法は、製造工程の効率化と時間短縮に大きく貢献します。その理由は、金型に熱硬化性樹脂でコーティングされた砂を吹き付けて焼成することで、比較的短時間で中子を製造できる点にあります。

製造時間の短縮

砂型鋳造に比べて、熱硬化により迅速に中子が形成されるため、全体の製造リードタイムを短縮できます。

工程の簡略化

複雑な形状でも比較的容易に製造できるため、工程の複雑さを軽減し、作業効率を高めることが可能です。

自動化への対応

プロセスが確立されており、自動化にも適しているため、大量生産における効率化とコスト削減につながります。

これにより、試作品の製作や小ロット生産においても、迅速な対応が可能となり、開発サイクルの短縮に寄与します。

省エネルギー効果

シェル中子を用いたシェルモールド鋳造法は、製造工程における省エネルギー効果も期待できます。シェルモールド鋳造は、熱硬化性の樹脂でコーティングされた砂を加熱することで中子を形成します。このプロセスは、比較的低温で進行するため、他の鋳造方法と比較してエネルギー消費を抑えることが可能です。例えば、高温での長時間加熱を必要とする鋳造法に比べて、熱源の稼働時間を短縮でき、結果として電力消費量の削減につながるでしょう。

また、シェル中子は一度作製すれば繰り返し使用できる場合もあり、金型の再利用は新たな金型製造にかかるエネルギーを削減することにも貢献します。これらの省エネルギー効果は、製造コストの削減だけでなく、環境負荷の低減にも寄与します。

廃棄物削減と環境負荷低減

シェル中子を用いたシェルモールド鋳造は、製造プロセスにおいて環境負荷の低減にも貢献します。この工法では、必要最小限のエネルギーで鋳造を行うことが可能であり、結果として省エネルギー効果が期待できます。また、従来の鋳造方法と比較して、使用する砂の量が少なく、また、鋳型が薄く作れるため、廃棄物の発生量も抑制可能です。これにより、製造コストの削減だけでなく、環境への配慮という点でもメリットがあるといえるでしょう。

シェル中子製造の基本的な流れ

シェル中子製造は、主に以下の工程を経て行われます。

準備

鋳造したい製品の形状に合わせて、金属製の金型（中子型）を準備します。

混合

珪砂などの骨材に、フェノール樹脂などの合成樹脂を混ぜ合わせ、シェル中子に適した砂（RCS：レジンコーテッドサンド）を作製します。

吹き付け

金型内に、作製したRCSを吹き付けます。この際、金型は適切な温度に加熱されています。

焼成

吹き付けられたRCSは、金型の熱によって樹脂が硬化し、貝殻状（シェル状）の形状を保ちます。この工程で中子の強度が高まります。

取り出し

硬化したシェル中子を金型から取り出します。

検査

取り出したシェル中子の寸法や形状に問題がないか、品質基準を満たしているかなどを検査します。

完成

検査に合格したシェル中子は、鋳造工程で使用できる状態となります。

これらの工程を経て、複雑な形状や精密な寸法が求められる鋳造部品の製造を可能にするシェル中子が作られます。

品質を左右する主要な要素

シェル中子の品質は、製品の出来栄えに直結するため、非常に重要です。品質を左右する主な要素としては、使用する砂の材質や粒度、そして結合剤となる樹脂の種類や配合率が挙げられます。

砂

珪砂などが用いられ、粒度分布が均一であることが、寸法精度や鋳肌の滑らかさに影響します。

樹脂

フェノール樹脂などが使用され、その種類や配合量、硬化剤の有無が、中子の強度や熱分解性に関わります。

製造条件

金型温度、吹き付け圧力、焼成時間や温度などの製造条件が、中子の硬化度や均一性に影響を与えます。

設計

中子の形状や肉厚、抜き勾配などの設計も、鋳造時の金属の流れや離型性に影響し、最終的な品質を左右します。

これらの要素を精密に管理することで、寸法精度が高く、欠陥の少ないシェル中子を製造することが可能となります。特に、複雑な形状や高い精度が求められる水栓金具の製造においては、これらの要素への細やかな配慮が不可欠です。

品質管理における注意点

シェル中子の品質は、鋳造される製品の性能に直結するため、製造工程全体で細心の注意を払う必要があります。特に、RCS（レジンコーテッドサンド）の選定や配合比率、そして金型温度の管理は、中子の強度や寸法精度を大きく左右するでしょう。

例えば、RCSの骨材となる珪砂の品質や、バインダーとなるフェノール樹脂の量・質は、中子の硬化性や崩壊性に影響を与えます。これらが適切でないと、鋳造時の金属の熱によって中子が早期に崩壊したり、逆に鋳物から取り外しにくくなったりする可能性があります。

また、金型温度についても、一般的に250℃から350℃程度で設定されますが、この温度管理が不十分だと、樹脂の硬化不足や過剰な硬化を引き起こし、中子の品質低下につながるでしょう。

そのため、岐鋳では、これらの要素を厳密に管理し、経験豊富な職人の技術と最新の設備を組み合わせることで、安定した高品質なシェル中子を提供しています。お客様の製品に最適な中子を製造するために、素材選定から製造プロセス、最終検査に至るまで、徹底した品質管理体制を敷いています。