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>> マスターモデルの作成
>> シリコンモールド作り
>> 真空鋳造
>> 脱型と仕上げ
● 結論
● よくある質問
>> 1. 真空モールド鋳造から最も恩恵を受けるのはどのような製品ですか?
>> 2. 1 つのシリコン型から何個のパーツを作ることができますか?
>> 4. 真空鋳造プロセスにはどれくらいの時間がかかりますか?
>> 5. 射出成形と比較した真空成形鋳造の制限は何ですか?
● 引用:
真空モールド鋳造は、ラピッドプロトタイピング、精密部品、小ロット生産に広く使用されている高度な製造プロセスです。この記事は、を徹底的に理解することを目的としています。 真空鋳造、そのプロセス、利点、用途、使用材料、成功のための重要なヒントを説明します。コンテンツは明確な見出しで構成されており、知識を豊かにするのに役立つ結論とよくある質問のセクションが含まれています。
真空鋳造は、ウレタンまたは真空鋳造としても知られ、液体鋳造材料 (通常はポリウレタン樹脂) を真空下でシリコン鋳型に引き込む製造技術です。このプロセスでは、気泡や表面の欠陥のない、非常に詳細で精密な部品が製造されます。
圧力をかけて溶融材料を射出する従来の射出成形とは異なり、真空注型では真空を作り出して空気を排除し、樹脂の流れを均一にします。これにより、優れた表面仕上げと細部の複製を備えた部品の製造が可能になり、プロトタイプ、機能部品、少量の生産バッチに最適です。
真空鋳造には、いくつかの細心の注意が必要です。
プロセスは、元のプロトタイプとして機能するマスター モデルを作成することから始まります。このモデルは、高精度 CNC 加工または光造形 (SLA) などの 3D プリンティング手法を通じて作成できます。最終部品に望ましい品質を提供するには、マスター モデルには慎重な表面処理 (サンディング、研磨、場合によっては塗装) が必要です。
マスター モデルの準備が完了すると、サポート構造を使用してモールド ボックス内に吊り下げられます。真空状態で液状シリコーンゴムをモデル上に流し込み、エアポケットを防ぎます。次にシリコーンは、通常は 40°C のオーブンで 8 ～ 16 時間硬化されます。硬化後、金型を慎重に切り開き、マスターモデルを取り外して、柔軟なネガキャビティを残します。
シリコーン型を組み立て、適切な流れと空気抜きを行うためのライザーとゲートを取り付けることにより、鋳造の準備が整います。 2 成分のポリウレタン樹脂は、色を着色するために着色されることが多く、真空チャンバー内で混合および脱気され、閉じ込められた気泡が除去されます。樹脂は真空チャンバー内の金型に注入され、そこで真空が空気を閉じ込めることなく複雑な形状を充填するのに役立ちます。
充填後、真空が解除され、大気圧によって残留気泡が圧縮されます。次に、型を約 70°C のオーブンに入れて樹脂を硬化させます。通常は約 1 時間かかります。
硬化した部品を金型から取り外し、トリミングしてゲートやライザーからバリや余分な材料を取り除きます。サンディング、研磨、塗装などの後処理を追加して、表面仕上げと美観を向上させることができます。通常、シリコン型は精度が失われるまでに約 20 ～ 30 回再利用できます。
真空鋳造には、プロトタイピングや限定生産に人気のあるいくつかの利点があります。
- 精度と詳細: シリコンモールドはマスターモデルから複雑な詳細をキャプチャし、正確な部品を製造します。
- 完璧な表面仕上げ: 真空プロセスにより気泡が排除され、滑らかで高品質な表面が得られます。
- 材料の多様性: さまざまなポリウレタン樹脂が、異なる柔らかさ、硬さ、色のプラスチックを模倣できます。
- 迅速な生産所要時間: 真空鋳造により、迅速な所要時間 (多くの場合 1 週間以内) が可能になります。
- 少量生産の費用対効果が高い: シリコーン型は金属型よりも安価で生産が速く、小規模から中規模のバッチサイズに適しています。
- 多様な使用例: 機能部品、試作品、ディスプレイモデル、さらには限定生産コンポーネントにも使用できます。
真空鋳造は、その精度と柔軟性により、次のような業界で使用されています。
- エレクトロニクス: ハウジング、機能的なプロトタイプ、および少量のコンポーネントの製造用。
- 自動車: 自動車部品または限定版コンポーネントの迅速なプロトタイピング。
- 医療機器: テストおよび限定用途向けの高詳細で正確なモデル。
- 消費者向け製品: 製品発売のためのプロトタイプ、コンセプト モデル、または少量生産。
- 航空宇宙: 空気力学や組み立てをテストするための機能部品および表示部品。
最も一般的な材料は、硬質グレードまたは軟質グレードで入手可能な 2 液型ポリウレタン樹脂で、さまざまな機械的特性をシミュレートできます。シリコーンゴムは、柔軟性、耐熱性、細部の再現性に優れているため、金型の材料としてよく使用されます。顔料とフィラーを追加して、色と機械的特性をカスタマイズできます。
- 反りや不均一な硬化を避けるために、マスターモデルの壁の厚さを均一にしてください。
- 簡単に脱型できるよう、緩やかなテーパーを設計します。
- 樹脂の流れと空気の逃げを改善するために、金型設計にランナーとライザーを含めます。
- 離型を複雑にする鋭い角や深いアンダーカットは避けてください。
- 必要な機械的および熱的特性に基づいて、適切な樹脂の種類を選択します。
これらの設計原則に従うことで、鋳造部品の品質と製造性が向上します。
品質チェックは脱型後に実行され、部品の以下の点が検査されます。
- CAD モデルと比較した寸法精度。
- 気泡、ボイド、ざらつきなどの表面欠陥。
- 材料仕様に従った機械的特性。
- 色の一貫性や仕上がりの滑らかさを含む視覚的な欠陥。
品質管理により、最終部品が組み立てまたは納品前に必要な基準を満たしていることが保証されます。
真空モールド鋳造は少量生産では費用対効果が高くなりますが、主に金型と比較してモールドの再利用性が限られているため、大量生産にはあまり適していません。シリコン型は何度も使用すると劣化するため、大量注文の場合は部品あたりのコストが高くなる可能性があります。
さらに、ポリウレタン樹脂とシリコーンは、環境規制に従って適切に処理および廃棄する必要があります。多くの製造業者は、廃棄物とエネルギー消費を最小限に抑えるためにプロセスを最適化することを目指しています。
真空モールド鋳造は、精密なプロトタイプや少量の機能部品の製造に最適な、汎用性が高く効率的な製造方法です。このプロセスでは、高品質のシリコン型と真空補助鋳造の使用を組み合わせて、優れた表面仕上げと細部の精度を実現します。その利点には、金型コストの低さ、納期の短縮、材料の多用途性が含まれており、自動車からエレクトロニクス、医療機器に至るまで、あらゆる業界で好まれる選択肢となっています。
真空モールド鋳造では、慎重な設計と品質管理により、射出成形のような高額な初期費用をかけずに、厳しい仕様を満たす部品を提供できます。この柔軟性により、迅速な製品開発と市場テストがサポートされ、最終的にイノベーションが加速されます。
真空金型鋳造は、プロトタイプ、限られた生産量、および家庭用電化製品、自動車部品、医療機器モデルなどの高精細で滑らかな仕上げが必要な部品に最適です。
一般的なシリコン型は、部品の複雑さと材質に応じて、精度と表面品質が低下するまでに 20 ～ 30 個の鋳物を製造できます。
最も一般的には、さまざまな機械的特性と色を提供する二液型ポリウレタン樹脂が使用されます。型の材質はシリコーンゴムです。
マスターモデルの作成から完成部品までのプロセス全体には通常約 7 ～ 10 日かかるため、ラピッドプロトタイピングに適しています。
真空金型鋳造は、金型の耐久性の限界とサイクルタイムの遅さのため、大量生産には適していません。射出成形は大量生産に適しています。
[1](https://formlabs.com/blog/vacuum-casting-urethane-casting-polyurethane-casting/)
[2](https://www.immould.com/vacuum-casting/)
[3](https://an-prototype.com/ultimate-guide-to-vacuum-casting/)
[4](https://xdmining.in/2024/10/02/elementor-11005/)
[5](https://objectify.co.in/a-comprehensive-guide-to-vacuum-casting-everything-you-need-to-know/uncategorized/)
[6](https://ame-3d.co.uk/news/a-complete-guide-to-vacuum-casting-polyurethane-casting)
[7](https://blog.isa.org/what-are-vacuum-casting-factories-a-comprehensive-guide-to-the-manufacturing-process)
[8](https://leadrp.net/blog/overview-of-vacuum-casting/)
[9](https://www.kemalmfg.com/complete-guide-to-vacuum-casting/)
[10](https://www.rapiddirect.com/blog/vacuum-casting-design-guide/)
