PCBWayの真空鋳造 3Dプリントサービスのご紹介！

今回はPCBWayの真空鋳造(Vacuum Casting)3Dプリントサービスを紹介していきます！

真空鋳造は、液体材料を金型に引き込むために真空を利用する鋳造プロセスです。特に金型に空気が滞留しやすい場合や、複雑なディテールやアンダーカットがある場合に効果的です。また、金型の作成に使用される材料が繊維または強化ワイヤである場合にもこの造形方法が適用されることがあります。

真空鋳造の仕組み

プラスチックフィルムと砂を熱、振動、真空を使用してパターン上に彫刻し、鋳造する部品の形状の型を形成します。真空吸引を使用して、溶融金属が固まるまで型を所定の位置に保持し造形していきます。

真空鋳造の特徴

従来の砂型鋳造プロセスの代替
真空鋳造は、従来の砂型鋳造プロセスに代わる方法であり、よりクリーンな作業環境を提供します。
鋳造所の特殊設計
鋳造所には、一体型キャビティとそれに接続する真空ラインを備えた特別な造型ボックスが必要です。このプロセスは特許技術であり、日本からライセンスを受けています。日本国外でこのプロセスを採用している企業は少数です。
使用する材料の特性
真空鋳造では乾燥した非結合珪砂を使用します。この砂は圧縮がほとんど必要なく、ほぼ完全に再利用可能であるため、経済的な利点が大きいです。
エチレンビニルアセテートフィルムの使用
厚さ50～100µmのエチレンビニルアセテートフィルムを100˚Cで加熱します。温度管理はフィルムの不透明度の変化によって行います。熱軟化後、パターン全体が均一にコーティングされる必要があります。
パターンの耐久性
鋳造用アルミニウムパターンは「結合」砂型に比べてコストが低く、砂が直接パターンに接触しないため、耐久性が高いです。
ゲートシステムの設計
キャビティを迅速かつ効果的に充填できるゲートシステムが必要です。また、ベントやライザーを適切に配置し、未充填部分が大気圧になるよう設計します。これにより、初期段階で発生したガスが大気中に逃げやすくなります。
簡易なノックアウト
真空を解除すると、砂がボックスから流れ出るため、ノックアウト作業が容易です。
環境への配慮
鋳鉄や中～高融点の材料を鋳造する場合、ノックアウト時に発生する熱風や鋳型ガスにより、微細なシリカ粉塵が発生します。この粉塵は深刻な環境および健康への影響を及ぼす可能性があります。
製品例
このプロセスで製造される製品には、マンホールのカバーやトラクターのスプロケットなどが含まれます。

真空鋳造の利点

真空鋳造は、精密な複製を実現するための優れたプロセスであり、多くの利点があります。

高精度と細部のディテール

シリコンを型材として使用することで、最終製品は元の製品と非常に近い外観に仕上がります。シリコン型は細部に至るまで再現性が高く、元の製品が複雑な形状であってもそれを忠実に複製することが可能です。
これにより細かなディテールの再現が必要な製品にも適しています。

高品質な製品の製造

真空鋳造によって作られる製品は非常に高品質です。樹脂を使用することで、製品に適した材料を選択できる柔軟性があり、柔軟性・硬度・剛性といった特性を付与することが可能です。また、使用する材料が最終製品の外観や性能に大きな影響を与えるため、細かい要件にも対応できます。

生産コストの削減

このプロセスではシリコン型を使用するため、アルミニウムやスチール型に比べてコストが低く抑えられます。また、シリコン型は耐久性が高く、1つの型から多くの製品を製造できるため非常に経済的です。その結果、3Dプリントに比べてコスト効率の良い選択肢となります。

納期短縮への対応

真空鋳造はスピーディーな製造方法であり、短期間で多くの製品を製造するのに適しています。
たとえば、7～10日で約50個の機能的なプロトタイプ部品を製造することが可能です。このため、大量生産だけでなく、納期が短い状況でも最適な方法と言えます。

真空鋳造は、高精度で高品質な製品を迅速かつコスト効率よく提供するための理想的なプロセスです。真空鋳造の利点

技術仕様

真空鋳造の主な仕様は以下の通りです

要件	仕様
標準リードタイム	15営業日以内に最大10まで
標準精度	±0.3% (100mm未満では±0.3mm)
最小壁厚	0.75mm以上（推奨：1.5mm以上）
最大部品寸法	1900 x 900 x 750mm
典型的な数量	1つの型につき最大25個
表面構造	射出成形に匹敵する高品質な仕上げ