鋳造と鋳物製造の違い：金属製造について話しているとき、鋳造と鋳物という2つの用語が一緒に出てくることがよくある。エンジニアリング、製造、金属加工、サプライチェーン調達などの業務に携わる人は、両者の違いを理解しておく必要がある。人類の歴史上、最も古く重要な製造工程の一つが金属鋳造である。これにより、未加工の金属は、非常に正確で、よく成形され、耐久性のある工業製品および商業製品に変換することができます。しかし、鋳造という言葉は一般的におとなしく使われているが、行為としての鋳造と、鋳造工程を行う施設としての鋳物工場には違いがある。この2つは密接な関係にあるが、本質的には異なる。

鋳造とは、溶かした金属を型に流し込み、歯車やパイプの継ぎ手、エンジンの複雑な部品など、特定の形状にすることである。これは、製造組立の1つの段階である。逆に、鋳造工場は、この工程が行われる場所であり、溶解、鋳型の準備、仕上げ、品質チェックなど、この工程に関連する他の多くの工程が、首尾一貫した拡張可能な方法で行われる場所でもある。鋳造と鋳物工場の活動の違いに関する知識は、生産計画、コスト見積もり、サプライヤーの選定において最も重要です。

この記事では、著者が鋳物工場を定義し、その主な段階と、一般的な鋳物の概念との違いを説明する。

ファウンドリーとは？

鋳物工場は金属鋳造の現場である。工業施設や作業場で、溶けた金属を型に流し込み、複雑な部品や形状を作り出す場所である。鋳物工場に大きく依存している産業には、自動車産業、航空宇宙産業、建設産業、農業、エネルギー産業などがある。

鋳造プロセスの概要

鋳物工場の通常の操業には、次のようなステップがある：

1. パターンメイキング： 最後のセクションのコピーを作成する。
2. 型の準備： 鋳型の空洞、つまり砂や金属で鋳造する。
3. 金属溶解： 金属の溶融加熱。
4. 注ぐ： 溶けた金属を型に流し込む。
5. 冷却と凝固： 金属が冷えて固まるのを待つ。
6. クリーニングとシェイクアウト： 金型を削り、洗浄する。
7. 加工、出荷、検査： 研磨、機械加工、品質チェック。

鋳物工場は、最先端のエンジニアリングと冶金科学を組み合わせた、非常に技術的な環境である。小さな工房から、1日に何千もの鋳物を作ることができる巨大な工場まであります。

鋳物工場の種類

鋳造所鋳造所には、さまざまな種類の鋳造を専門とするいくつかの種類があります：

• 鉄鋳物工場：  鉄とスチールによる彫刻。
• 非鉄鋳物： アルミニウム、青銅、その他の合金に集中する。
• 求人鋳造所： 少量生産や顧客専用部品の製造。
• 製造鋳物工場： P大量の部品を生産する。

鋳物工場で通常使用される金属

用途に応じて、鋳物工場は多くの種類の金属を扱います。最も広く普及しているものは以下の通りです：

• 鋳鉄： また、鋳造が容易で、振動を減衰させることでも知られている。
  鋳鋼：  より強靭でタフになる。
• アルミニウム合金：  腐食がなく軽量。
• ブロンズと真鍮：  装飾品や耐摩耗部品によく使用される。
• マグネシウム合金： 軽量で、引火の危険性があるため、あまり広く使用されていない。

様々な金属は溶融状態での挙動が異なるため、鋳物工場は特定の取り扱い、溶融温度、鋳型材料を考慮する必要がある。

鋳造の重要なプロセス

鋳造工程は様々な基本工程から成り、その全てが最終鋳物の品質と精度に必要である：

1.パターン作成  

型紙とは、鋳造される最後の対象物の写しである。鋳型の空洞を作るために使われる。型紙は、鋳造技術によって、木製、プラスチック製、金属製、あるいはワックス製のものがある。

2.成形  

つまり、砂やセラミックなどの成形材料に、パターンのネガティブな印象を与えるのである。これには2つのタイプがある： 

グリーン・サンド・モールディング： 生型砂造型は、バインダーをほとんど含まない砂を使用し、ASTM A588ボックスやASTM A370ボックス（写真）を製造する際に使用されるプロセスで、鋳造されたスチールアクスルボックスを埋め込んだ鋳型に鋳込むことによって製造される高強度鋳鉄です。  

3.融合と注入  

金属を溶かすための炉には、誘導炉、電気アーク炉、キュポラ炉などがある。金属は溶けた後、重力、圧力、真空の力を借りて型に流し込まれる。

4.冷却と凝固  

金属は注湯後、鋳型の形状に凝固する。結晶粒組織、機械的特性、表面仕上げの配分は、冷却速度によるものである。

5.クリーニングとシェイクアウト  

鋳型を分解し（使い捨ての場合）、凝固したビットを取り出す。サンドブラスト、研磨、薬品処理などが鋳物の洗浄工程です。

6.チェックと研磨  

最後の工程では、寸法加工、非破壊検査、熱処理、機械加工が行われる。気孔や収縮などの欠陥は指摘され、修正される。

キャスティングとは？

溶融金属を流し込んで金属製の物体を形成する実際のプロセスは、次のように知られている。 キャスティング.それはプロセスや方法であり、それを行う場所ではない。鋳造は鋳物工場で行われることもあれば、鋳物工場以外の工場や生産ラインで行われることもある。

端的に言えば、だ：

• その場所は鋳物工場である。その工程は鋳造と呼ばれる。
• 一般的に鋳造にはいくつかの種類がある。

鋳造法の種類 

キャスティングにはいくつかの方法がある。以下のようなものがある：

1.砂型鋳造

最も古くからある多目的技術のひとつである。砂型によって、さまざまな形や大きさの金属部品を作ることができる。

2.ダイカスト

溶融金属を高圧で再利用可能な鋼鉄製の金型に押し込む作業を指す。大量のアルミニウム、亜鉛、マグネシウム合金に典型的。

3.インベストメント鋳造（ロストワックス）

精度が高く、航空宇宙産業や医療産業で応用されている。ワックスパターンをセラミックコーティングし、ワックスを溶かして空洞を残す。

4.永久鋳型鋳造

重力または低圧を利用し、再利用可能な金属キャビティを使ってキャビティを充填する。砂型鋳造よりも寸法精度が高い。

5.遠心鋳造

遠心力を利用して部品を鋳造し、紡糸型を通して溶融金属を成形します。パイプやベアリングのような円筒形の部品を扱う場合に適している。

鋳造工場と鋳物の違いは何ですか？

表1：鋳造工場と鋳物の違い

鋳造と鋳造が混同される理由とは？

鋳物工場と鋳物という2つの言葉が切っても切れない関係にあるのは、時として、その言葉がくだけた言葉でどのように使われているか、また広告にどのように記載されているかの結果である。鋳造工場や鋳物工場という言葉は、特に鋳物工場を意味する場合、互いに置き換えやすい。

また、鋳物工場で行われる主な工程が鋳造であることから、この2つの言葉は非常に同義語となっている。とはいえ、この部門で働く人々にとっては、役割、責任、手順を定義する上で、この分離は有用である。

実生活における鋳造と鋳物の活用

鋳造は、さまざまな産業を支える基本的な製造工程のひとつである。鋳物工場は、重工業や軽工業の一部である。鋳造部品に依存する主な分野には、以下のようなものがある：

1.自動車産業

鋳造部品は、エンジン、トランスミッションシステム、シャシー、サスペンション部品などに幅広く使用されている。代表的なものは以下の通り：

• エンジンブロック
• シリンダーヘッド
• ブレーキドラム
• ギアボックス

このスペースは、強度が高く、安価で加工性の良いアルミニウムや鉄の鋳物で占められている。

2.航空宇宙

航空宇宙分野では、軽量かつ高強度の部品が求められる。インベストメント鋳造やその他の精密鋳造プロセスが使用される。

• タービンブレード
• ジェット機部品
• 構造用ブラケット

この場合、機械的強度だけでなく、寸法公差や耐疲労性のシステムも考慮される。

3.インフラと建設

建築に鋳鉄や鋼鉄を使用する目的には、以下のようなものがある：

• 水道管
• 排水システム
• サポート体制
• マンホール蓋

そのため長持ちし、ハードな環境でも生き残るため、インフラプロジェクトに適している。

4.パワーとエネルギー

火力発電所、水力発電所、風力発電所では、鋳物が使用されている：

• タービンハウジング
• バルブボディ
• ポンプケーシング

高レベルの圧力と温度に耐えることができる、大きくて複雑な形状を作ることができるのは、鋳造プロセスに基づいている。

5.農業機械

その強度と耐摩耗性から、重い鋳鉄部品やダクタイル部品はトラクター、耕運機、収穫機に使用される。この分野を支援するために鋳物工場で作られる部品には、以下のようなものがある：

• ギアハウジング
• アクスル部品
• カウンターウェイト

鋳物工場と鋳造プロセスのメリット

鋳造法には、さまざまな製造プロジェクトに最適ないくつかの利点がある：

デザインの柔軟性

メーカーは鋳物を使う 機械加工や溶接では難しい、あるいはコストのかかる、大きな表面積や複雑な形状、内部空洞、その他の複雑な形状を実現する。

豊富な素材

鋳造は、鉄や非鉄金属だけでなく、エキゾチックな合金にも使用できます。鋳造工場は、耐熱性、耐摩耗性、耐腐食性などの性能要求に合わせて材料を調整するオプションを持っています。

コスト効率

鋳造は他の製造方法と比べ、特に大量生産において費用対効果が高い。鋳型が出来上がれば、その後の製造は迅速かつ手頃な価格で行うことができます。

最小限の廃棄物

現代の大半の鋳物工場では、効果的なリサイクルが導入されている。スクラップ金属を溶解して再加工することで、原材料を安価にし、環境へのダメージを最小限に抑えることができる。

スケーラビリティ

鋳物工場は、少量生産から大量生産まで、工程をほとんど変更することなく柔軟に対応できるため、本格的なプロトタイピングを行う上で有力な選択肢となる。

限界と否定

実際、鋳造は多用途であるがゆえに、制約がないわけではない。その欠点を知ることは、適切な製造工程を選択する上で中心となる。

寸法精度

使用される鋳造方法によっては、多少の収縮や反りが予想される。公差が厳しい場合は通常、機械加工などの後工程が必要となる。

表面仕上げ

鋳物の表面は、特に砂型鋳造の場合、研削や研磨などの二次加工が必要になることが多い。

最大のスタートアップ金型費用

ダイカストやインベストメント鋳造などの工程では、金型やパターンが非常に高価で時間がかかる場合がある。

欠陥

製造工程でこれらの問題に効果的に取り組まない限り、ポロシティ、収縮、熱裂、介在物が発生し、得られる製品の完全性を損なう可能性がある。

鋳造と他の製造プロセスの選択 

鍛造、機械加工、または加工とは対照的に鋳造を選択することは、多くの要因に依存します：

表2：鋳造と他の製造工程の選択 

とはいえ、非常に高い機械的強度、精度、表面仕上げが要求される用途では、鋳造を鍛造やCNC機械加工に置き換える必要があるかもしれない。

鋳造の最新動向と自動化

現代の鋳物工場は、他の産業と同様、技術の進歩とともに急速に発展している。主なトレンドとしては

スマート・ファウンドリー（IoT 4.0）

鋳物工場における品質管理と生産性は、IoTセンサーの導入、リアルタイムのデータ取得、予知保全によって大きく変わりつつある。

3Dプリンティングを使ったパターンと金型

アディティブ・マニュファクチャリングは、パターンを直接製造する方法となり、今では鋳型さえも製造できるようになった。

持続可能性

鋳物工場は、電気溶融炉や、より優れたダスト／粒子排出制御などにより、生産においてよりクリーンになってきている。

シミュレーション・ソフトウェア

高度な鋳造シミュレーション・ソフトウェアを使用することで、エンジニアはメタルフロー、凝固、欠陥の可能性を、製造に入るかなり前に確認することができ、無駄を省いて品質を向上させることができる。

世界の製造業におけるファウンドリーの未来

部品製造のためのより洗練されたプロセスは、鋳物工場を追い越したが、鋳物工場は依然として重要である。鋳物工場は、強力で、大きく、複雑な金属部品を大規模に製造することができるため、産業界において重要な存在であり続けている。デジタル化の発明、持続可能な製造、プロセス制御における人工知能の活用を通じて、鋳物工場はよりスマートで持続可能な存在になりつつある。

また、電気自動車、風力エネルギー設備、航空宇宙分野の強化の人気が高まっていることも、高性能鋳物の需要増加に貢献している。

概要鋳造と鋳造の主な相違点

表3：主な違いをまとめると

要するにだ：

鋳造は鋳物工場で行われる鋳造は鋳物工場で行われます

最終的な感想

の区別 鋳造 は単なる意味ではなく、技術者、購買担当者、製造会社にとって不可欠なものである。鋳物工場は、鋳造プロセスが専門的、安全、一貫して行われる大規模な生産施設です。部品の調達、サプライヤーの評価、製造プロセスの改善に関しては、それぞれの用語の具体的な機能を理解することのメリットは、成功のレベルを高め、製品の品質をさらに向上させることにつながります。

よくある質問 

1.鋳造と鋳物工場は同じ意味ですか？

いや、そのプロセスは鋳造であり、鋳造を行う場所は鋳物工場である。

2.鋳造所を使わずに鋳造することは可能ですか？

鋳造は、たとえ近代的な製造時代であっても、設備と安全性の要件から鋳造所でなければならないため、野原で行うことはできない。

3.鋳造と鋳物工場のどちらが複雑ですか？

ファウンドリーは、品質管理を含め、製品設計から完成までのライフサイクル全体を処理するため、さらに複雑だ。

4.鋳造だけでない鋳物工場はありますか？

表面仕上げ、機械加工、熱処理も多くの鋳物工場で行われています。

5.金属部品は鋳造部品と呼ぶべきか、それとも鋳造部品と呼ぶべきか？

鋳造工程は、鋳造部品を使用することで示すことができるが、原産地や製造品質を示すことが重要な場合は、鋳造品という選択肢もある。