社内対応による部品の精度と機能性

<p>Signicastは、コストを削減し、サプライチェーンを合理化して、プロジェクトの市場投入までの期間を短縮する社内機械加工を提供しています。</p>

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機械加工

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Signicastには、鋳造品の機械加工に関する専門知識を持つ専任の社内機械加工チームがあります。

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社内機械加工の専門知識

重要な形状において、高精度な嵌合と他の部品とのシームレスな統合を実現します。

Range of cnc machining tools organized in a stand

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高い寸法精度

Signicastの能力により、必要な加工代を削減できます。

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加工代の最小化

合理化されたプロセスにより、生産時間の短縮と総コストの低減に貢献します。

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時間とコストの削減

Signicastの革新的な機械加工ソリューションの利点

Abstract Signicast red pattern on a dark background

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<p>車椅子利用者が安全に乗り降りできる複雑な機構が必要なため、より広い空間を確保するには、車両に標準装備されているサスペンションに複雑な改造を加える必要があります。</p><p>「以前、Chryslerはソリッドリアアクスルという、はるかに単純な設計を採用していました」と、BraunAbilityの設計エンジニアであるSajed Dosenbach氏は語ります。「しかし、新しい設計では独立式リアサスペンションがはるかに複雑でした。」</p><p>最終的に、これは同社が通常社内で行っている製作能力では対応できないことを意味していました。</p><p>Dosenbach氏は、<a href="/investment-casting" target="_self">ロストワックス鋳造</a>によって部品を統合し、製造の複雑さを軽減できること、さらに鋼板プレス加工よりも高い強度を実現できることを理解していたため、Signicastに連絡しました。</p><h2>製造性を考慮した設計</h2><p>この新しい改造を実現するには、トレーラーヒッチがスリーブ状のヒッチレシーバーに容易に差し込まれるように、クレードルマウントを車両下部のChrysler設計サブアセンブリにシームレスに組み込む必要がありました。 </p><p>このサスペンションはこれまで試みられたことがなかったため、Dosenbach氏はアイデアだけを起点にプロセスを開始し、それをCAD図面に落とし込みました。そのアイデアをBraunAbilityが必要とする部品へと変換する支援が、Signicastの役割でした。</p><p>量産用の金型製作に時間と費用を投じる前に、Signicastはこのまったく新しい設計の製造可能性を検証し、BraunAbilityの厳格な安全性および耐久性試験基準を満たすことを確認する必要がありました。</p><h3>社内プロトタイピング能力</h3><p>シミュレーションの実行後、<a href="/additional-capabilities/engineering" target="_self">Signicastのエンジニア</a>は複数の設計オプションのCADモデルを作成しました。 社内のプロトタイピング能力を活用し、3Dプリントされたパターンを、量産仕様の鋼製試作品、すなわち部品を完全に再現した試作品へと変換し、BraunAbilityが実環境で試験できるようにしました。</p><p>Dosenbach氏は次のように説明します。「これは<strong>求め得る最高の試作品</strong>です。強度の面で最終量産部品を正確に再現しているからです。最終部品を製造する代わりにプロトタイピングを行う場合、実質的には製造方法を変更していることになります。」</p><h3>問題を未然に防ぐプロトタイピング</h3><p>最も重要なのは、<a href="/additional-capabilities/prototyping" target="_self">&nbsp;Signicastのプロトタイピング能力</a>を活用してアイデアを修正・改善できたことが、成功する実用的な設計につながったことです。</p><p>例えば、試作品の一部の試験結果から、接合部の強度を維持するには、当初の設計ではより大きな溶接面積が必要であることが判明しました。より良い解決策は、設計の一部を反転させることでした。これは量産後よりも、プロトタイピング段階であればはるかに容易かつ低コストで修正できます。</p><p>新しい設計を複数のバージョンで試作した後、BraunAbilityは部品を再試験し、合格しました。「Signicastのプロトタイピングプロセスを利用する方が、まったく新しい独自設計を考案するよりもはるかに迅速で、<em>金型に無駄な費用をかけずに済みました</em>」とDosenbach氏は語ります。</p><h3>路上で最も広い室内空間を持つ車椅子対応バン</h3><p>BraunAbility Pacificaは、路上で最も広い室内空間を持つ車椅子対応バンとして注目を集めています。サスペンションのクリアランス確保プロジェクトは、</p><p>車内フロアボードの改造と相まって、車椅子乗員のための空間を約20%拡大しました。</p><p>SignicastのLann Ellis氏は次のように述べます。「BraunAbilityはバンの床面を数インチ切り下げ、新たに改造したフロアボードを取り付けることができました。追加の空間を確保し、現在では市場にある改造ミニバンの中で最大のキャビン空間を実現しています。」</p><p>Dosenbach氏にとって、Signicastのソフトウェアシミュレーション、実環境向け試作品、部品統合、社内機械加工により、プロジェクト全体がより実現しやすくなりました。「これらの部品について私がSignicastに依頼した内容は、同社にとって非常に複雑なものでした。それでも常に必要なものを提供してくれました」と同氏は語ります。</p><p>このプロジェクトにより、車椅子乗員は車内で360度自由に移動できるようになりました。</p><p>そしてBraunAbilityにとって、それは満足する顧客の増加を意味します。</p>

Wheelchair with enhanced investment cast parts

Signicast_Resources_Wheelchair

本導入事例では、SignicastがBraunAbilityをどのように支援し、部品統合、軽量化、生産の迅速化を通じて、車椅子利用者の移動性と快適性の向上を実現したかを詳しくご紹介します。プロジェクトの背景、設計上の課題、製造への取り組みと成果をご確認ください。 

車椅子対応バンの導入事例 | Signicast 

BraunAbilityはSignicastと提携し、ロストワックス鋳造とプロトタイピングを活用することで、市場で最も広い室内空間を持つ車椅子対応ミニバンを開発し、車椅子利用者の移動性と快適性を向上させました。 

BraunAbilityにおけるロストワックス鋳造によるモビリティ革新

<p>ロストワックス鋳造では、材料選択の自由度はほぼ無限です。Signicastは、<a href="/materials/400-series-stainless-steels" target="_self">400系ステンレス鋼</a>、<a href="/materials/aluminum" target="_self">アルミニウム</a>、<a href="/materials/cobalt-based-alloys" target="_self">コバルト</a>、<a href="/materials/thermal-expansion-alloys" target="_self">インバー</a>など、幅広い材料を鋳造しています。実際、Signicastはごく少数の例外を除き、ほぼすべての合金を24時間365日鋳造しています。これほど多くの選択肢があるため、Signicastは、お客様に各合金群の利点、特性、対応能力について十分にご理解いただけるよう努めています。</p><p>Signicastの冶金技術者およびプロセスエンジニアが、代表的な<a href="/materials/metal-selector-tool" target="_self">ロストワックス鋳造用合金の選択肢</a>、熱処理、その他の表面処理について解説する、無料のオンデマンドウェビナーにご登録ください。</p><p><strong>ウェビナーの内容：</strong></p><ul><li>炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼</li><li>アルミニウム合金および処理</li><li>コバルト、インバー、二相ステンレス鋼などの特殊合金</li><li>合金の処理および仕上げの選択肢</li><li>材料の機能性、物理的特性、代替可能な合金など</li></ul><p><strong>フォームにご入力のうえ、オンデマンドでご視聴ください。</strong></p>

Die cast nuts and bolts in a triangle pattern

Dynacast_Resources_Nuts and Bolts

Signicastでの合金実験に焦点を当てた本セッションにぜひご参加ください。材料科学と製造技術を融合し、固有のエンジニアリング課題を解決するための実践的な知見と技術的アプローチをご紹介します。合金選定、性能要件、製造可能性の検討を通じて、複雑な設計上の要求に対応するための実用的な視点を提供します。

Signicast材料ラボ｜合金イノベーションウェビナー

ロストワックス鋳造の合金オプション、熱処理、表面処理についてご紹介します。 

ロストワックス鋳造材料の実験的研究

<p><a href="/investment-casting/process" target="_self">ロストワックス鋳造プロセス</a>を採用する際は、良好な部品を製造するためのすべての要因を理解することが重要です。部品不良を回避する最初のステップの1つは、鋳造前に部品に必要な健全性を確保することです。ロストワックス鋳造は、部品の成立性を事前に実証できる数少ない製造プロセスの1つです。</p><h2>湯口方案</h2><p>ロストワックス鋳造品を設計する際は、湯口の位置とサイズを考慮する必要があります。湯口は、溶湯をキャビティへ自由に流すための小さな開口部であり、供給源である湯道（スプルー）と部品をつなぐ接続部と考えることができます。湯口は、鋳造品の最も厚く重い箇所に配置するのが理想的です。これにより、金属は凝固前に連続的に流れ、部品全体を充填できます。</p><h2>鋳造時の金属の凝固</h2><p>金属の凝固は、湯口方案を理解するうえで重要な要素です。溶鋼は、約3000°Fの初期注湯温度から約2500°Fの凝固温度まで冷却される過程で、体積収縮を起こします。この収縮は金属の凝固中も続き、さらに熱収縮により室温まで冷却される間にも発生します。</p><p>例えば、1" x 1" x 1"の立方体に溶鋼を充填すると、室温では約0.96" x 0.96" x 0.96"まで収縮します。この体積変化には、部品形状、湯口の位置、およびサイズを慎重に検討する必要があります。適切な設計により、凝固の進行に伴う収縮を補うため、鋳造品へ溶湯を連続的に供給できます。</p><h2>良好な鋳造部品を実現する要素とは？</h2><h3>湯口の位置とサイズ</h3><p>金属凝固の基本を理解した後、湯口のサイズと位置を決定できます。湯口の詳細を考慮しない場合、金属が鋳造品を充填し、失われた体積を補う前に湯口が凝固する可能性があります。その結果、部品内部に十分に充填されない大きな空洞、すなわち内部ポロシティが発生することがあります。ポロシティとは、部品内部に空洞や穴があるかどうかを示す健全性の程度を指します。部品の機能を考慮せずに湯口を設計すると、部品不良につながる可能性があります。</p><h3>部品設計</h3><p>ポロシティ解消を左右する要因は湯口だけではありません。部品形状は、金属の指向性凝固に影響を与えます。設計では、湯道から部品までの給湯経路を確保するため、熱勾配を十分に大きくする必要があります。部品は一度に凝固するのではなく、外側から内側へ冷却されるため、優れた設計では金属がまず湯口から離れる方向へ冷却されます。つらら形状は理想的な鋳造品の代表例であり、先端から先に凍結し、残りの部分は最も薄い箇所から最も厚い箇所（水の供給源）へ向かって凍結します。</p><p>初期段階でポロシティが見られる設計では、給湯リブなどの形状を追加することで不要な空洞を解消できます。また、底面にテーパーを設けるなどの構造変更により、部品設計を改善してポロシティを低減することもできます。ただし、部品形状を変更できない場合もあります。その場合は、凝固中に端板を含む部品へ給湯できるよう、薄肉部を十分に高温に保つ機能に影響しないアームを湯口に設け、放射熱を活用できます。</p><p>お客様と緊密に連携することで、<a href="/additional-capabilities/engineering" target="_self">Signicastの設計エンジニア</a>は部品機能をより深く理解し、用途の要件を満たすよう部品形状を最適化できます。</p><h2>鋳造材料の選定</h2><p>設計上の考慮事項に加え、<a href="/materials/metal-selector-tool" target="_self">材料の選定</a>は、部品内部のポロシティおよび鋳造品の凝固に直接影響します。合金を構成する各元素は凝固温度が異なるため、17-4ステンレス鋼のような合金は、含有元素の量により液相から固相へ移行する際の温度範囲が広くなります。この広い温度範囲は流動性を妨げるため、低炭素鋼よりも許容度が低くなります。プロジェクト初期段階で材料要件を把握することで、設計エンジニアは金型製作段階へ進む前に部品の成立性をより的確に予測し、ポロシティを抑制できます。</p><p>部品設計を本格生産へ移行する前に、潜在的なポロシティの問題を特定することが重要です。Signicastでは、凝固・流動解析ソフトウェアを使用して湯口位置の有効性を判断し、鋳造ポロシティを予測して設計を検証します。当社の設計エンジニアは、市場投入までの時間を遅らせることなく、良好な部品の実現につながる有益な設計提案を行えます。</p>

Engineer navigating a machine in the prototype lab

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ロストワックス鋳造部品では、最適化された湯口設計と凝固・冷却制御により、引け巣や内部空洞の発生を抑え、必要な健全性、強度、寸法安定性、品質の一貫性を確保できます。本記事では、重要な設計要件と実践的な対策、鋳造品質を向上させるポイントをご紹介します。

引け巣対策｜ロストワックス鋳造の記事

湯口方案と凝固は、ロストワックス鋳造でポロシティを解消するうえで不可欠です。湯口の位置、部品設計、材料選定は、鋳造品の成否に直接影響します。

湯口方案と凝固：ポロシティ解消の鍵

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