プラスチック射出成形からインベストメント鋳造へ

射出成形は、様々な設計要求に応えることができ、独自の製造方法による複雑な形状の製品の大量生産も可能であるため、多くの産業で採用されています。例えば、プラスチック製品、グラスファイバー複合材、メタル鋳造などは、射出成形工程で大量生産できます。加工が難しい金属材料は精度要求や表面品質要求に応えるために通常、ロストワックス鋳造 (あるいはインベストメント鋳造とも呼ぶ)で加工されます。インベストメント鋳造工程は、強度と耐腐食性に優れた製品(ゴルフヘッド、人工関節、機械、バルブ、航空宇宙、船舶、自動車タービン部品など)の加工に使用されています。このような特殊な工程は二次加工のコストを飛躍的に削減します。

インベストメント鋳造工程には主に6段階があります。 1) ワックスの射出 2) ワックス模型の組み立て3) シェルの構築 4) 脱ろう 5) 鋳造 6) ノックアウト. ワックス鋳型の外見と製図はシェルに直接影響を及ぼします。さらにワックス鋳型の製造効率は、大量生産能力に直接的に影響します。このワックス鋳型の製造には、まだ解決されていない多くの課題(ショートショット、フローライン、ひけ、そり変形など)があり、二次加工でこのような問題を解決する必要があります。よって製造には時間とコストがかかります。

ワックスの性質は、射出成形工程のプラスチックや鋳造工程の金属の性質とは異なります。ワックスの体積収縮が非常に顕著であるため、この体積収縮問題はインベストメント鋳造工程での厄介な問題となっています。熱伝導率が低いため、ワックス鋳型では不適切な固化やひけの問題が発生します。Moldex3Dはシミュレーション機能をプラスチック射出成形から精密鋳造工程まで拡張し、産業界のニーズに応えます。

Moldex3D インベストメントキャスティングソリューション (図1と図2参照)は、精密鋳造工程でのワックス射出のためのパラメータ設定を最適化したり、成形工程での潜在的な問題を軽減するだけでなく、設計ソリューションを提供したり、収縮後のワックス鋳型のサイズを予測し、金型サイズを最適化できます。さらに Moldex3D 材料ラボは材料試験の情報(粘性、体積膨張、熱伝達係数、比体積、熱容量、ワックスのその他の特性)を提供し、インベストメント鋳造工程に総合的なソリューションを提供します。

                               
                                                      10%                                                                           40%

                             
                                                      80%                                                                           90%

図 1 ワックスのメルトフロント進行
image004図 2 ワックス鋳型の変位

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