シェルモールド鋳造は、砂型鋳造に似たカスタム金属部品を作成するための金属鋳造プロセスです。シェルモールド鋳造は、再利用可能なパターンの周りに耐熱性材料を塗布することによって形成された耐久性のある鋳型を作成し、それを加熱して溶融金属を充填し、正確な金属部品を製造します。シェルモールド鋳造プロセスでは、鋳型は砂と熱硬化性樹脂バインダーの薄い硬化シェルであり、他の材料で支えられます。砂型鋳造に比べ、シェルモールドプロセスは寸法精度が高く、生産性が高く、労働力が少ないという特徴があります。さらに、砂型鋳造プロセスとシェルモールドプロセスには多くの違いがあることを指摘しなければならない。
シェルモールド法も砂型鋳造法も砂を使うが、砂型鋳造法はフラスコの中で砂の中に空洞を作る。対照的に、シェルモールドプロセスでは、加熱されたパターンを覆うように結合樹脂と混合された砂を使用して鋳型を作成することができます。シェルモールド鋳造法では、シリンダーヘッド、ブッシュ、ギア、バルブボディなど、多くの部品が製造される。
複雑そうに聞こえるが、シェルモールディングの工程は以下のステップからなる比較的シンプルなものである。各工程の詳細を説明しよう。
ステップ1：パターンの作成
シェルモールドの工程では、まずシェルモールドの型紙を作る。異なる工場は異なる技術でパターンを製造する。しかし、本質的には、これらの工場は同じ目標を持っています - 鋳造される部品またはコンポーネントと非常によく似ているシェル成形パターンを製造する。
シェルモールドプロセスでは、パターンは通常、異なる金属、すなわち鉄または鋼の2片で構成され、完成部品またはコンポーネントの希望通りの形状になる。ステイルや鉄の他に、少量生産用のアルミニウムや反応性材料を鋳造するためのグラファイトなど、他の材料が使われることも多い。
STEP 2: 型を作る
シェルモールドの型紙ができたら、次はレジンコーテッドサンドを用意する。一方、温度は550度F前後に設定しておく。模様を550度F前後に加熱し、砂で覆う。すると、レジンコーテッドサンドは砂粒同士が結合し、セダム状に固まり始める。
数分後、中子箱の壁に砂が十分に接着する。この時点で残りの砂を流し、中子を空洞にすることができる。一般的に、シェルモールドの砂壁の厚さは7～8mmです。
ステップ3：シェルモールドの組み立て
シェルモールド鋳造プロセスでは、接着剤または他の留め具を使用して2つのシェルハーフを完全に結合し、確実にクランプした後にシェルモールドが完成します。
コアとシェルモールドの両方の準備ができたら、いよいよ組み立てる。シェルモールドを型から外し、コアをコアボックスから外す。接着剤または接着剤と他の留め具を併用して、2つの半分をしっかりと密閉する。
コアを挿入する必要がある場合は、金型を閉じる前に挿入する。その後、シェルモールドをフラスコに入れ、裏打ち材で支える。
ステップ4：注ぐ
シェル鋳造プロセスの4番目のステップは、シェル鋳型の空洞に溶融金属を流し込むことです。シェル鋳造プロセスでは、金属や合金には鋼や鉄などさまざまな種類があります。どのような性質であっても、金属や合金は加熱されて液体状態になり、シェル鋳型の空洞に流し込まれ、硬化したシェルが形成されます。
注意しなければならない点は、シェル成形機内で金属や合金を非常に高い温度に加熱しなければならないということだ。具体的な温度は材料の種類によって異なる。例えば、スチール合金は通常華氏3000度で注湯され、さらに一旦注湯された流動金属は固化するまで数分間の静置を経験しなければならない。
ステップ5：冷却
上記のステップに続いて、溶融金属を冷却し、最終的なシェル鋳造プロセスの形状に凝固させる。一般的に、パターン部品は室温で冷やす必要があります。パターン部品の冷却に伴い、溶融金属は徐々に強靭なシェルになります。
ステップ6：シェル鋳型の取り外し
シェル鋳造の工程では、これが最後のステップとなる。溶湯が冷えた後、外型を壊して鋳物を取り出すことができる。このような工程を行う前に、トリミングや洗浄工程を行い、供給システムから余分な金属を取り除き、シェルモールドから砂を取り除くことを試みるべきである。
シェル鋳造プロセスでは、2ピースのパターンを使用し、シェルモールド鋳型はパターンを「開く」ことによって簡単に排出されます。上部と下部のパターン部分が互いに分離されているため、新しく作成されたシェル鋳型を同時に排出することができます。
結論
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