適合性・形状・機能に関するよくある質問

部品設計は、あらゆるコンポーネントの成功を左右する重要な要素です。納期と成果物に関してプロジェクト全体を計画どおりに進めるために不可欠です。サプライヤーから製造性を考慮した設計レビューを求められると、障害となる可能性があるように思えるかもしれません。しかし、プロジェクト開始時に初期設計レビューを実施することで、ロストワックス鋳造設計の専門家からの助言により、部品の適合性・形状・機能に関わるコストを削減できる可能性があります。以下では、ロストワックス鋳造プロセスに関するよくある質問と、高度な訓練を受けた当社のエンジニアチームが部品設計をどのように改善できるかをご紹介します。

部品が重すぎてロストワックス鋳造に適さないことはありますか？

他の製造プロセスと同様に、ロストワックス鋳造にも制約があります。ロストワックス鋳造プロセスの複数の工程において、鋳型は一定の重量要件を満たす必要があります。鋳型自体にも注湯する合金の種類に応じた重量制限があり、最大100 to 120 poundsで業界の重量基準を満たしています。その他の工程では、鋳型を手作業で、またはSignicastの先進的な自動化・ロボティクスシステムによって自動で取り扱うため、厳格な重量および安全上の制限が求められます。

表面積による制約はありますか？

表面積には、セラミックシェル形成工程のディップセル、蒸気圧を用いてシェルからワックスを除去する脱ろう工程、そして焼成炉の3つの領域で制約があります。

ディップ

部品の表面積が大きいほど、より多くの粘性スラリーが付着し、湯道の重量が増加してロボットの重量制限に影響します。

脱ろう

ワックスを充填しディップした鋳型には、ワックスの重量に加えてセラミックシェルの重量も加わります。この段階では、工場内で鋳型を安全に搬送するため、作業者の安全に関する重量制限があります。

焼成炉

鋳型は1800℉まで焼成され、所定の温度に達した後も、鋳型を安全に取り扱えることを確保する必要があります。 

ロストワックス鋳造プロセスを最大限に活用するにはどうすればよいですか？

前述のとおり、ほぼすべての設計は、初期の鋳型設計段階で形状、注湯重量、またはシェル重量に関する制約に直面する可能性があります。

しかし、製造性を考慮した設計（DFM）の打ち合わせを通じて、 Signicastのエンジニアリングチームは潜在的な制約に対応し、当初から部品の価値を高めます。部品は実質的に鋳型上のスペースを「借りる」ため、鋳型の設置面積が変わらない限り、設計に変更や機能を追加しても基本的に追加費用はかかりません。

例えば、部品全体の設置面積を増やすことなく、穴やボスを設計に追加できます。鋳型上の部品数および部品単価は変わりません。工具費には小規模な価格影響が加わる場合があります。

最近のプロジェクトでは、Signicastのエンジニアリングチームが顧客の部品単価を$23から$18へ引き下げ、ほぼ30%のコスト削減を実現しました。この価格低減は合金コストによるものではなく、1つの鋳型あたりの部品数を増やせる設計変更によるものでした。初回の顧客DFMセッションでは、追加費用なしで部品に文字、ロットコード、部品番号、ロゴを追加し、ロストワックス鋳造プロセスの利点を最大限に活用しました。

合金および熱処理の選定はいつ検討すべきですか？

合金選定と熱処理は、設計プロセスの早期に検討され、その後見直されないことがよくあります。

一部の顧客は切削工具や研削工具を使用しています。当初はソリッド420 steelから機械加工していたナイフブレードの設計が、レビューのために持ち込まれました。部品の機能について検討し、DFMの打ち合わせを行った後、社内の冶金技師はD2 tool steelを提案しました。その結果、耐摩耗性が7倍に向上し、部品の耐用年数が大幅に延長されました。

熱処理の検討も重要です。重度の機械加工が必要な部品では、硬質部や工具破損を最小限に抑えるため、機械加工前に熱処理および材料の均質化を行うことを推奨します。ただし、大規模な機械加工が不要な場合は、熱処理を完全に省略できる可能性があります。

機械加工をなくし、最終的にコストを削減するにはどうすればよいですか？

特定の機能を備えたロストワックス鋳造品を設計するだけで機械加工を回避でき、部品に関連する大きなコストを削減できます。

エンジニアリングチームは、表面仕上げ指示が記載された図面に頻繁に遭遇します。これは不要なコストを追加する場合が多くあります。鋳造品に機械加工される多くの機能は、寸法、位置、または平面度のためのものです。表面仕上げ指示が必要なのは、シール面、Oリング溝、または圧入部に関する場合のみです。DFMプロセスにより、1回または2回の機械加工パスをなくしたり、機械加工全体のサイクルタイムを短縮したりできる場合が多くあります。

DFMの打ち合わせにはどのくらい時間がかかりますか？

打ち合わせ時間は通常、部品の複雑さとエンジニアリングチームが特定した改善可能な領域に応じて、15分から1時間です。この時間内に、チームは包括的なDFMの打ち合わせを実施し、見積もりまたはRFQを改善するための実行可能な手順を提示できます。