砂鋳造のシェルモールディングの欠点は何ですか？

ちょっと、そこ！私は砂鋳造事業のサプライヤーです。今日、砂鋳造方法の1つであるシェルモールディングについてオープンチャットをしたいと思います。シェルモールディングには特典がありますが、それはすべて太陽と虹ではありません。プロジェクトにこのプロセスを使用することを考えている場合に注意すべき不利な点がいくつかあります。

高い初期セットアップコスト

砂鋳造のシェルモールディングの最大の欠点の1つは、初期セットアップコストが高いことです。シェルモールディングを始めたときは、専門の機器に投資する必要があります。これには、樹脂でコーティングされた砂を加熱してシェルを形成するように設計されたシェル成形機などが含まれます。これらのマシンは安くはなく、多くの場合、かなりの前払い投資が必要です。

機器の上に、パターンを作成する必要もあります。シェルモールディングのパターンは、最終キャストの形状を決定するため、高精度で作成する必要があります。これらのパターンを作ることは、特に複雑なジオメトリを扱っている場合は、時間がかかり、高価です。小規模な生産が実行される場合、これらの高い初期コストは本物である可能性があります - ブレーカー。キャスティングを販売することで作るよりも、プロセスのセットアップにもっと費やすことになるかもしれません。

限られたパターン材料オプション

シェルモールディングでは、パターン材料の選択は非常に限られています。通常、パターンはアルミニウムや鋼などの金属から作られています。これらの材料は耐久性があり、シェルモールディングに関与する高温プロセスに耐えることができますが、独自の問題が発生します。

たとえば、アルミニウムパターンは比較的軽量で機械が簡単です。しかし、特に多くの鋳造サイクルを行っている場合は、時間の経過とともに摩耗したり裂けたりする傾向があります。一方、スチールパターンははるかに耐久性がありますが、より重く、機械よりも高価です。限られたパターン材料オプションは、さまざまなデザインの実験を困難にすることもできます。新しいユニークな形状を試してみたい場合は、シェルモールディングに適した材料に制限される場合があります。

環境問題

シェルモールディングには、樹脂がコーティングされた砂の使用が含まれます。シェルの間に樹脂が加熱されると、プロセスを作成すると、揮発性有機化合物（VOC）が放出されます。これらのVOCは、環境に有害であるだけでなく、鋳造所の労働者に健康上のリスクをもたらす可能性があります。

環境規制に準拠するために、ファウンドリは適切な換気システムと空気 - 浄化装置に投資する必要があります。これにより、シェルモールディングプロセスの全体的なコストが追加されます。さらに、使用済み樹脂でコーティングされた砂を処分することは挑戦です。樹脂の含有量のために、砂を単に捨てることはできません。多くの場合、特別な方法でリサイクルまたは扱われる必要があります。これは、再び運用コストを追加します。

大規模な鋳物を処理するのが難しい

シェルモールディングは、小規模から中程度のサイズの鋳物により適しています。大規模なキャスティングに関しては、物事は少し難しくなります。シェルモールディングで使用されるシェルは比較的薄く、大きくて重い鋳物を扱うときに構造的に安定性を低下させる可能性があります。

溶融金属がシェルに注がれると、金属の重量と圧力により、シェルが変形または亀裂が生じる可能性があります。これは、誤解や不完全な塗りつぶしなど、最終キャストの欠陥につながる可能性があります。また、大きなシェルを均等に加熱および冷却することは挑戦です。不均一な加熱または冷却は、鋳造内の内部応力を引き起こす可能性があり、これにより、部品が弱くなり、故障しやすくなります。

複雑な部品の長い生産サイクル

複雑な部分の場合、シェルモールディングの生産サイクルは非常に長い場合があります。前述のように、複雑な形状のパターンを作成するには時間がかかります。次に、シェルを作成するプロセスには、細部に注意する必要があります。樹脂 - コーティングされた砂はパターンに均等に分布する必要があり、シェルが適切な厚さと強度を確保するために、加熱プロセスを正確に制御する必要があります。

シェルが作られたら、溶融金属を注ぐ前に正しく組み立てる必要があります。アセンブリ中の間違いは、キャスティングの欠陥につながる可能性があります。注いだ後、キャスティングは冷却して固化する必要がありますが、これにも時間がかかります。これらのすべてのステップは計じかされており、他の砂鋳造方法と比較して、複雑な部品の全体的な生産サイクルをはるかに長くします。

より高い材料コスト

シェルモールディングで使用される樹脂 - コーティングされた砂は、他の砂鋳造方法で使用される通常の砂よりも高価です。樹脂は原料のコストを追加し、前に述べたように、使用済み砂の取り扱いと廃棄に関連する追加コストもあります。

さらに、シェルモールディングで鋳造に使用される金属も高品質である必要があります。これは、シェル成形の薄いシェルが溶融金属の不純物により敏感であるためです。不純物が鋳造に欠陥を引き起こす可能性があるため、通常はより高価な純粋な金属を使用する必要があります。

表面欠陥の可能性

シェルモールディングは、鋳物に表面欠陥をもたらすことがあります。一般的な問題の1つは、粗い表面または不均一な表面の形成です。これは、樹脂 - コーティングされた砂がパターンに適切に接着しない場合、または作成プロセス中にシェルに閉じ込められた気泡がある場合に発生する可能性があります。

別の潜在的な問題は、鋳造の表面に樹脂残留物が存在することです。注入プロセス中に樹脂が完全に燃え尽きていない場合、鋳造の薄い層を残す可能性があります。これは、鋳造の外観と機能に影響を与える可能性があります。これらの表面欠陥を除去するには、多くの場合、粉砕やサンドブラストなどの追加の仕上げ操作が必要であり、生産時間とコストが増加します。

熟練労働者への依存

シェルモールディングには、機器を操作し、プロセスを効果的に実行するために熟練労働が必要です。労働者は、樹脂 - 砂混合物、加熱プロセス、および殻の組み立てについて十分に理解する必要があります。

これらのタスクを実行するために労働者を訓練することは、時間がかかり、費用がかかる可能性があります。熟練した労働者がいない場合、シェルモールディングプロセス中に間違いを犯すリスクが高く、鋳造の欠陥につながる可能性があります。これは、特にこの地域で熟練した労働力が不足している場合、鋳造所にとって問題になる可能性があります。

これらの不利な点にもかかわらず、シェルモールディングはまだ砂鋳造業界でその位置を占めています。特定のアプリケーションで、良好な寸法精度と表面仕上げの高品質の鋳物を生成できます。しかし、シェルモールディングがプロジェクトの正しい選択であるかどうかを決定する前に、これらの欠点を利益と比較検討することが重要です。

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参照

• キャンベル、J。（2003）。キャスティング。バターワース - ハイネマン。
• Dossett、LA、およびReif、RW（2007）。エンジニア向けの製造プロセスと材料。ピアソンプレンティスホール。