金型とフルモールド法を融合させた創生型鋳造法の開発と実践

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研究目的工作実習でフルモールド法によるアルミ鋳物表札の製作を行う際、形状不良や鋳肌不良が多く発生していた。それは次の工程である機械仕上げ加工の際、段取り時間や加工時間が余分に長くなるという問題を引き起こしていた。本研究は従来のフルモールド法と寸法精度や鋳肌が良好な金型(重力)鋳造法を融合させた新しい実習用金型を製作し、その有効性を検証することを目的とした。研究方法設計した金型は箱型で、その中に表札模型をデザイン面が上になるよう挿入し、デザイン面のみ砂で被うようにした。それ以外の5面は金型によって形成される。設計上の特徴としては、安全性を重視し、金型の部品の合わせ面は全て印籠合わせにした。また、抜け勾配を無くするように金型を分割した。これにより段取り時間と加工時間が短縮できる。鋳造作業を行ったところ、溶湯は型全体に流れる前に固まった。そのため、金型を余熱したが、表札模型のポリスチレンフォームの使用温度は80℃なので、それ以上温度を上げることは不可能であった。さらに、注湯温度の高温化、湯口や湯道の拡大(金型の追加加工)などを行なったが改善されなかった。しかし、湯口や湯道など溶湯が通る所に耐熱紐を敷詰めて断熱した結果、常温(金型の余熱なし)でも型全体に溶湯を流すことに成功した。研究成果本研究では、フルモールド法と金型鋳造法を融合させた新しい金型を製作した。そして、耐熱紐などを使用して効果的に断熱することで十分に鋳込みが出来ることがわかった。鋳造作業を行った結果、以下の問題点が明らかになった。(1)表札の側面部分の精度(直角度、平面度)は良好だが、溶けたポリスチレン(ガス)が金型に付着し、鋳肌に影響していた。(2)発生したガスの抜ける面が1面(デザイン面)だけなので、ガス抜けが悪くデザイン面の一部が膨らんでいた。今後はこれらの問題点を踏まえて更に改良を検討していく予定である。