模型の種類について
鋳造品の鋳型を造型する時に使用する型を模型と呼び、木型と金型に主に分類されます。これらそれぞれの特徴について、ご紹介をいたします。
模型とは
鋳造品の鋳型を造型する時に使用する型を模型と呼び、鋳物と同じ形状の空洞を鋳型の内部に作る役割があります。模型には、使われる材料によって①木型②金型の2種類に主に分類されます。木型は最も広く用いられている鋳型製作方法で、容易に加工がしやすい点や材料費が安価である点が特徴として挙げられます。木型に使用される木材の種類は紅松、姫子松、雪松、朴（ほほ）、檜、マホガニーなどが挙げられ、耐久性や加工性で選ばれています。木型のデメリットとして挙げられるのは、寸法精度にバラツキがあることです。これは鋳造中の水分吸収によって寸法差が現れるために製造個数の少ないものについては木型を選ばれます。一方で金型は特殊鋼を材料としているために、通常の鉄に比べてより強度を高めた素材です。そのため金型は寸法精度がよく、変形や破損がしにくく、作業性と耐久性に優れてます。金型のデメリットは製作費が高いことが挙げられるため大量生産向けの製作に適しています。
模型の種類
模型には、型込めの方法によって立体型と板型とマッチプレートとパターンプレートの4種類に主に分類されています。
1.立体型
立体型は、鋳物の形状とほとんど同じ形状の木型を鋳物砂の中に込めて鋳型を作成します。構造上から、鋳物と全く同じ形状をした単体型、鋳型製作や中子の挿入を容易にするために、木型を2つ以上に分割した割り型・重ね型、大物の鋳物製作または製作個数が少ない場合に、材料と工程数を節約するために骨組みだけで製作した骨組型等があります。
2.板型
板型は、板に適当な輪郭をつけた平面的な木型を鋳物砂の中で動かし、砂をかきわけて目的の鋳型を作成します。板型は製作が容易で経済的である一方で、鋳型を製作するのには手数がかかり、正確なものを得るには熟練を必要とするために製品の精度は低いです。板型の種類には引型とかき型の主に2種類あります。引き型は軸を中心に板を回転させて鋳型を製作するため、車輪やベルト車のような回転断面の製作に適しています。一方でかき型は案内板に沿って板をかき動かして鋳型を製作するため、鋳鉄管のような鋳物断面が一様で細長い形状の製作に適しています。
3.マッチプレート
マッチプレートは、模型を上型と下型に分割して、1枚の定盤の両面に上型・下型模型を取付けた模型です。定盤には金属または木材を使用します。金属の場合は、軽くて取り扱いが容易なアルミニウム合金板が最も多く使用されます。木材の場合は、積層ベニヤ板を使いますが、反りやすいので厚いものを用います。使用寿命の点で摩耗しやすい、定盤と枠抜きの接触面には、鋼板を取付ける場合もあります。マッチプレートは緩みが少なく正確な寸法の鋳物ができるため、品質的にも経済的にも優れた造型法であり迅速に多量の造型を行うので、造型機による型込め作業に広く用いられています。しかし、鋳型の反転と型抜きを作業者が行うために、比較的小物の製造に適しています。
4.パターンプレート
パターンプレートはマッチプレートと違い、上型、下型に分割した模型を、別々の定盤に取付けた模型です。そのため、マッチプレートでは扱えないような大物を迅速に造型できます。しかし、マッチプレートの場合より模型の製作費はかさむ場合があります。
アルミ鋳造の製品事例①：自動車用ファンケース
こちらは自動車用の試作部品です。この製品は試作設計段階で形状提案を行い、形状の簡素化による木型費用のコストダウンができた事例となります。CADCAMにより木型のマシニングセンタによる切削を社内で行うため木型の精度が上がり、型の簡素化も併せて作業性のよい製造が実現しました。
アルミ鋳造の製品事例②：鉄道向け制御装置用カバー
こちらは鉄道向けの部品で、制御装置用のカバーになります。この製品は量産向けでありましたので、金型プロセスで提案し製造致しました。金型のポイントは、塗型、型湯、湯温です。塗型は型や中子の表面を湯の熱から保護、焼付防止のためにする工程です。型湯、鋳込温度をしっかり管理することで安定したバラつきの少ない製品ができます。
アルミ鋳造の製品事例③：ロボット向けアーム部品
こちらは鉄道向けの部品で、制御装置用のカバーになります。この製品は量産向けでありましたので、金型プロセスで提案し製造致しました。金型のポイントは、塗型、型湯、湯温です。塗型は型や中子の表面を湯の熱から保護、焼付防止のためにする工程です。型湯、鋳込温度をしっかり管理することで安定したバラつきの少ない製品ができます。
アルミ鋳造のことならアルミ鋳造・機械加工ソリューションにお任せ下さい！
今回は、鋳物の模型の種類についてご紹介いたしました。木型では価格優位性があり、金型では品質優位性があります。当社ではお客様のご要望に合わせて、型の設計のご相談を承っておりますので、お気軽にお問い合わせください。
アルミ鋳造・機械加工ソリューションを運営するカルモ鋳工では、木型・金型の設計・製作から鋳造、機械加工、検査まで自社で内製、表面処理まで一貫対応しています。当社では、木型・金型の設計・製作を社内で内製化しているため、細かい精度の調整やコンカレントエンジニアリングによる大幅なリードタイム短縮を実現しています。アルミ鋳造にお困りの方は、アルミ鋳造・機械加工ソリューションまでお問い合わせください！
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