鋳造と機械加工

当社のカスタム鋳造および機械加工技術は、消耗品および非消耗品の鋳物、鉄および非鉄の鋳物、砂、ダイ、遠心、連続、セラミック鋳型、インベストメント、ロストフォーム、ニアネットシェイプ、永久鋳型 (重力ダイカスト)、石膏です。金型 (石膏鋳造) およびシェル鋳造、従来型および CNC 機器を使用したフライス加工および旋削加工による機械加工部品、高スループットで安価な小型精密部品のスイス型機械加工、ファスナーのねじ加工、従来とは異なる機械加工。金型の製造が魅力的でない場合やオプションではない場合、金属や金属合金に加えて、セラミック、ガラス、プラスチック部品も機械加工することがあります。ポリマー材料の機械加工には、プラスチックやゴムが持つ柔軟性、剛性の低さなどに起因する課題があるため、当社の専門的な経験が必要です。セラミックやガラスの加工については、型破りな加工のページをご覧ください。 AGS-TECH Inc. は、軽量鋳造と重量鋳造の両方を製造および供給しています。当社は、ボイラー、熱交換器、自動車、マイクロモーター、風力タービン、食品包装機器などに金属鋳物および機械加工部品を供給してきました。ここをクリックすることをお勧めします to AGS-TECH Inc.による機械加工および鋳造プロセスの概略図をダウンロードしてください。

これにより、以下で提供する情報をよりよく理解することができます。私たちが提供するさまざまなテクニックのいくつかを詳しく見てみましょう。

• 使い捨て金型鋳造 : この広いカテゴリは、一時的で再利用できない金型を含む方法を指します。例としては、砂、石膏、貝殻、インベストメント (ロストワックスとも呼ばれます)、石膏鋳造があります。

• 砂型鋳造 : 型の材料として砂を使用するプロセス。非常に古い方法であり、現在でも非常に人気があり、生産される金属鋳造品の大半がこの技術で作られています。少量生産でも低コスト。小型部品から大型部品の製造に適しています。この技術を使用すると、わずかな投資で数日または数週間で部品を製造できます。湿った砂は、粘土、バインダー、または特殊な油を使用して結合されます。砂は通常、型箱に入れられ、モデルの周りの砂を圧縮することによってキャビティ & ゲートシステムが作成されます。プロセスは次のとおりです。

1.) 模型を砂の中に入れて型を作る

2.) ゲーティングシステムへのモデルと砂の組み込み

3.) モデルの削除

4.) 金型キャビティへの溶融金属の充填

5.) 金属の冷却

6.) 砂型を割って鋳物を取り出す

• 石膏型鋳造 : 砂型鋳造に似ていますが、砂の代わりにパリの石膏を型材として使用しています。砂型鋳造のように生産リードタイムが短く、安価。良好な寸法公差と表面仕上げ。その主な欠点は、アルミニウムや亜鉛などの低融点金属でしか使用できないことです。

• シェルモールド鋳造 : 砂型鋳造にも似ています。砂型鋳造法のように砂を充填したフラスコの代わりに、砂と熱硬化性樹脂結合剤のシェルを硬化させた金型キャビティ。砂で鋳造するのに適したほとんどすべての金属は、シェル成形で鋳造できます。このプロセスは次のように要約できます。

1.) シェルモールドの製造。使用される砂は、砂型鋳造で使用される砂と比較すると、はるかに小さい粒子サイズです。細かい砂に熱硬化性樹脂を混ぜます。金属パターンは、シェルの取り外しを容易にするために離型剤でコーティングされています。その後、金属パターンが加熱され、砂混合物が熱鋳造パターン上にポアリングまたはブローされる。パターンの表面に薄いシェルが形成されます。このシェルの厚さは、サンドレジン混合物が金属パターンと接触する時間を変えることで調整できます。次に、シェルで覆われたパターンが残った状態で、緩い砂が取り除かれます。

2.) 次に、シェルとパターンをオーブンで加熱して、シェルを硬化させます。硬化が完了した後、シェルはパターンに組み込まれたピンを使用してパターンから排出されます。

3.) 2 つのこのようなシェルは、接着またはクランプによって一緒に組み立てられ、完全な金型を構成します。ここで、シェルモールドはコンテナに挿入され、鋳造プロセス中に砂または金属ショットでサポートされます.

4.) これで、溶銑をシェル型に流し込むことができます。

シェル鋳造の利点は、非常に優れた表面仕上げの製品、高い寸法精度で複雑な部品を製造できる可能性、自動化が容易なプロセス、大量生産に適した経済性です。

欠点は、溶融金属がバインダー化学物質と接触するときに発生するガスのために、金型に十分な換気が必要であること、熱硬化性樹脂と金属パターンが高価であることです。金属パターンのコストがかかるため、この技術は少量生産には適していない場合があります。

• INVESTMENT CASTING (LOST-WAX CASTING とも呼ばれる): これも非常に古い技術であり、多くの金属、耐火材料、および特殊な高性能合金から、高精度、再現性、汎用性、完全性を備えた高品質の部品を製造するのに適しています。小型部品から大型部品まで製作可能です。他のいくつかの方法と比較すると高価なプロセスですが、主な利点は、ネットシェイプに近い、複雑な輪郭と詳細を持つ部品を製造できることです。そのため、場合によっては再加工や機械加工が不要になることで、コストがいくらか相殺されます。バリエーションはありますが、一般的なインベストメントキャスティングプロセスの概要を以下に示します。

1.) ワックスまたはプラスチックからのオリジナルマスターパターンの作成。これらはプロセスで破棄されるため、各キャスティングには 1 つのパターンが必要です。パターンが製造される金型も必要であり、ほとんどの場合、金型は鋳造または機械加工されます。金型を開く必要がないため、複雑な鋳造が可能であり、多くのワックスパターンを木の枝のように接続して一緒に流し込むことができるため、金属または金属合金の 1 回の流し込みから複数の部品を製造できます。

2.) 次に、パターンは、非常に細かい粒子のシリカ、水、結合剤で構成された耐火性スラリーに浸漬または注がれます。これにより、パターンの表面にセラミック層が形成されます。パターン上の耐火コートを乾燥させて硬化させます。このステップがインベストメントキャスティングの名前の由来です。

3.) このステップでは、硬化したセラミック型を逆さまにして加熱し、ワックスを溶かして型から流し出します。金属鋳造用の空洞が残されています。

4.) ワックスが除去された後、セラミック金型はさらに高温に加熱され、金型が強化されます。

5.) すべての複雑なセクションを埋めるホットモールドに金属鋳造物が注がれます。

6.) 鋳造物が凝固する

7.) 最後に、セラミックの型が壊れ、製造された部品が木から切り取られます。

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• 蒸発パターン鋳造 : このプロセスでは、熱い溶融金属が金型に注がれると蒸発するポリスチレンフォームなどの材料で作られたパターンを使用します。この工程には、非結合砂を使用するロストフォーム鋳造と、結合砂を使用するフルモールド鋳造の2種類があります。一般的なプロセスの手順は次のとおりです。

1.) ポリスチレンなどの材料からパターンを作成します。大量生産の場合は型紙を成形します。部品が複雑な形状をしている場合、そのようなフォーム材料のいくつかのセクションを一緒に接着してパターンを形成する必要がある場合があります。鋳物に良好な表面仕上げを作成するために、パターンを耐火化合物でコーティングすることがよくあります。

2.) 型紙を鋳物砂に入れます。

3.) 溶融金属が金型に注がれ、発泡体のパターン、つまりほとんどの場合ポリスチレンが金型のキャビティを流れるときに蒸発します。

4.) 溶かした金属を砂型に入れ、固めます。

5.) 硬化後、鋳物を外します。

場合によっては、パターン内にコアが必要な製品が製造されます。蒸発鋳造では、金型キャビティに中子を配置して固定する必要はありません。この技術は、非常に複雑な形状の製造に適しており、大量生産のために簡単に自動化でき、鋳造部品にパーティングラインがありません。基本的なプロセスは、実装が簡単で経済的です。大量生産の場合、ポリスチレンからパターンを作成するために金型または金型が必要になるため、これには多少の費用がかかる場合があります。

• 拡張不可能な金型鋳造 : この広範なカテゴリは、各生産サイクル後に金型を再形成する必要がない方法を指します。例としては、永久鋳造、金型鋳造、連続鋳造、遠心鋳造があります。再現性が得られ、部品は NEAR NET SHAPE として特徴付けることができます。

• 恒久的な金型鋳造 : 金属製の再利用可能な金型は、複数の鋳造に使用されます。恒久的な金型は、通常、磨耗するまでに数万回使用できます。金型への充填には、通常、重力、ガス圧、または真空が使用されます。金型（金型とも呼ばれます）は、一般的に鉄、鋼、セラミック、またはその他の金属でできています。一般的なプロセスは次のとおりです。

1.) 金型を機械加工して作成します。金型は、2 つの金属ブロックを組み合わせて加工し、開閉できるようにするのが一般的です。成形品の特徴とゲートシステムの両方が、通常、鋳造金型に機械加工されます。

2.) 内部金型表面は、耐火材料を組み込んだスラリーでコーティングされます。これは、熱の流れを制御するのに役立ち、鋳造部品を簡単に取り外すための潤滑剤として機能します。

3.) 次に、半金型が閉じられ、金型が加熱されます。

4.) 溶かした金属を型に流し込み、静置して固化させます。

5.) 十分な冷却が行われる前に、金型の半分を開いたときに、エジェクタを使用して部品を恒久的な金型から取り外します。

亜鉛やアルミニウムなどの低融点金属には、金型鋳造を頻繁に使用します。鋳鋼の場合、金型材料としてグラファイトを使用しています。恒久的な金型内のコアを使用して、複雑な形状を取得することがあります。この技術の利点は、急速冷却によって得られる優れた機械的特性、特性の均一性、優れた精度と表面仕上げ、不良率の低さ、プロセスの自動化の可能性、経済的な大量生産の可能性を備えた鋳造品です。短所は、初期設定コストが高く、少量生産には適さないことと、製造される部品のサイズに制限があることです。

• ダイカスト : 金型が機械加工され、溶融金属が高圧下で金型キャビティに押し込まれます。非鉄金属ダイカストと鉄金属ダイカストの両方が可能です。このプロセスは、細部、非常に薄い壁、寸法の一貫性、優れた表面仕上げを備えた、小規模から中規模の部品の大量生産に適しています。 AGS-TECH Inc. は、この技術を使用して 0.5 mm という薄い肉厚を製造することができます。恒久的な金型鋳造と同様に、金型は、生産された部品を取り出すために開閉できる 2 つの半分で構成される必要があります。ダイカスト金型には複数のキャビティがあり、各サイクルで複数の鋳造品を製造できます。ダイカストの金型は非常に重く、製造する部品よりもはるかに大きいため、高価です。消耗した金型は、お客様が部品を再注文する限り、無料で修理および交換します。当社の金型は、数十万サイクルの範囲で長寿命です。

基本的な簡略化されたプロセスの手順は次のとおりです。

1.) 一般に鋼からの金型の製造

2.) ダイカストマシンに取り付けられた金型

3.) ピストンが溶融金属を金型キャビティに流し込み、複雑な形状と薄い壁を埋めます。

4.) 金型に溶融金属を充填した後、鋳物を加圧下で硬化させます

5.) 金型が開かれ、エジェクターピンを使用して鋳物が取り除かれます。

6.) 空の金型が再び潤滑され、次のサイクルのためにクランプされます。

ダイカストでは、金型に追加の部品を組み込み、その周りに金属を鋳造するインサート成形を頻繁に使用します。凝固後、これらの部品は鋳造製品の一部になります。ダイカストの利点は、部品の優れた機械的特性、複雑な機能の可能性、細かいディテールと優れた表面仕上げ、高い生産率、容易な自動化です。短所は次のとおりです。金型と設備のコストが高いため、少量生産にはあまり適していません。鋳造できる形状に制限があります。エジェクタピンの接触によって鋳造部品に小さな丸い跡ができます。パーティングラインで金属の薄いバリがはみ出します。金型間のパーティングラインに沿ったベントの場合、水循環を使用して金型温度を低く保つ必要があります。

• 遠心鋳造 : 溶融金属は、回転軸で回転する金型の中心に注がれます。遠心力によって金属が周囲に向かって投げ出され、金型が回転し続けると固まります。水平軸と垂直軸の両方の回転を使用できます。内面が丸い部品や、丸くない形状の部品も鋳造できます。このプロセスは次のように要約できます。

1.) 溶融金属を遠心金型に流し込みます。次に、金型の回転により、金属が外壁に押し付けられます。

2.) 金型が回転すると、金属鋳物が硬化します。

遠心鋳造は、パイプのような中空円筒部品の製造に適した技術であり、スプルー、ライザー、およびゲート要素が不要であり、優れた表面仕上げと詳細な機能があり、収縮の問題がなく、非常に大きな直径の長いパイプを製造する可能性があり、高速生産能力があります。 .

• 連続鋳造 (ストランド鋳造) : 連続した長さの金属を鋳造するために使用されます。基本的に、溶融金属は金型の 2 次元プロファイルに鋳造されますが、その長さは不定です。鋳物が下方に移動し、その長さが時間とともに増加するにつれて、新しい溶融金属が絶えず金型に供給されます。銅、鋼、アルミニウムなどの金属は、連続鋳造プロセスを使用して長いストランドに鋳造されます。プロセスにはさまざまな構成がありますが、一般的な構成は次のように簡略化できます。

1.) 溶融金属は、十分に計算された量と流量で金型の上部にある容器に注がれ、水冷金型を通って流れます。金型に流し込まれた金属鋳物は、金型の底に配置されたスターターバーに固化します。このスターターバーは、ローラーに最初につかむ何かを与えます.

2.) 長い金属ストランドは一定の速度でローラーによって運ばれます。ローラーはまた、金属ストランドの流れの方向を垂直から水平に変更します。

3.) 連続鋳造が一定の水平距離を移動した後、鋳造と一緒に移動するトーチまたはのこぎりで、鋳造を必要な長さにすばやく切断します。

連続鋳造プロセスは、連続鋳造金属を圧延機に直接供給して I ビーム、T ビームなどを製造できる ROLLING PROCESS と統合できます。連続鋳造は、製品全体で均一な特性を生み出し、凝固率が高く、材料の損失が非常に少ないためコストを削減し、金属の装填、注入、凝固、切断、および鋳造の除去がすべて連続操作で行われるプロセスを提供し、したがって、高い生産性と高品質を実現します。ただし、主要な考慮事項は、高い初期投資、セットアップコスト、および必要なスペースです。

• 機械加工サービス : 3 軸、4 軸、5 軸の機械加工を提供しています。私たちが使用する機械加工プロセスの種類は、旋削、フライス加工、ドリル加工、ボーリング加工、ブローチ加工、プレーニング加工、のこぎり加工、研削加工、ラッピング加工、研磨加工、および当社のウェブサイトの別のメニューでさらに詳しく説明されている非伝統的な加工加工です。私たちの製造のほとんどでは、CNC マシンを使用しています。ただし、一部の操作では、従来の手法の方が適しているため、それらにも依存しています。当社の機械加工能力は可能な限り最高レベルに達しており、最も要求の厳しい部品の一部は AS9100 認定工場で製造されています。ジェットエンジンのブレードには、高度に専門化された製造経験と適切な機器が必要です。航空宇宙産業には非常に厳しい基準があります。複雑な幾何学的構造を持つ一部のコンポーネントは、当社を含む一部の機械加工工場でしか見られない 5 軸加工によって最も簡単に製造されます。当社の航空宇宙認定工場は、航空宇宙産業の広範な文書化要件に準拠するために必要な経験を持っています。

旋削加工では、工作物が回転し、切削工具に対して移動します。この工程には旋盤と呼ばれる機械が使われています。

フライス加工では、フライス盤と呼ばれる機械に回転工具があり、刃先をワークピースに押し付けます。

穴あけ作業には、工作物との接触時に穴をあける刃先を備えた回転カッターが含まれます。ボール盤、旋盤、またはミルが一般的に使用されます。

ボーリング加工では、単一の曲がった尖った先端を備えた工具が、回転するワークピースの粗い穴に移動して、穴をわずかに拡大し、精度を向上させます。細かい仕上げの目的で使用されます。

ブローチ加工では、ブローチ (歯付き工具) の 1 回のパスでワークピースから材料を除去するための歯付き工具が使用されます。直線ブローチ加工では、ブローチがワークピースの表面に対して直線的に移動して切断を行いますが、回転ブローチ加工では、ブローチを回転させてワークピースに押し込み、軸対称形状を切断します。

SWISS TYPE MACHINING は、小型高精度部品の大量生産に使用する貴重な技術の 1 つです。スイス式旋盤を使用して、小さくて複雑な精密部品を安価に加工します。ワークピースが固定され、ツールが移動する従来の旋盤とは異なり、スイス型ターニングセンタでは、ワークピースは Z 軸で移動でき、ツールは固定されています。スイスタイプの機械加工では、棒材が機械内に保持され、z 軸のガイドブッシングを通って前進し、機械加工する部分のみが露出します。このようにして、しっかりとしたグリップが確保され、精度が非常に高くなります。ライブツールを使用すると、材料がガイドブッシングから前進する際にフライス加工やドリル加工を行うことができます。スイス型装置の Y 軸は完全なフライス加工機能を提供し、製造時間を大幅に節約します。さらに、当社の機械には、部品がサブスピンドルに保持されているときに部品に作用するドリルとボーリング工具があります。当社のスイス型機械加工機能により、1 回の操作で完全に自動化された完全な機械加工の機会が得られます。

機械加工は、AGS-TECH Inc. のビジネスの最大のセグメントの 1 つです。すべての図面仕様が満たされるように、部品の鋳造または押し出しの後、一次操作または二次操作として使用します。

• 表面仕上げサービス : 密着性を高めるための表面調整、コーティングの密着性を高めるための薄い酸化物層の堆積、サンドブラスト、化学皮膜、陽極酸化、窒化、粉体塗装、スプレーコーティングなど、多種多様な表面処理と表面仕上げを提供しています。、スパッタリング、電子ビーム、蒸着、メッキ、ダイヤモンドライクカーボン（DLC）などのハードコーティング、ドリルおよび切削工具用のチタンコーティングなど、さまざまな高度なメタライゼーションおよびコーティング技術。

• 製品のマーキングおよびラベリングサービス : 多くのお客様が、金属部品へのマーキングおよびラベリング、レーザーマーキング、彫刻を必要としています。そのようなニーズがある場合は、どのオプションが最適かについて話し合いましょう。

ここでは、一般的に使用される金属鋳造製品の一部を紹介します。これらは既製であるため、これらのいずれかが要件に適合する場合、金型コストを節約できます。

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