第１５回砂型アルミ鋳造雑学講座

皆さんこんにちは！

株式会社長川原金属、更新担当の中西です。

 

本日は第１５回砂型アルミ鋳造雑学講座！

今回は、砂型アルミ鋳造における3D図面の具体的なメリットや導入の注意点、現場活用事例を詳しくご紹介します。

 

砂型鋳造はその柔軟性から自動車部品や建築金物など様々な業界で使われてきました。しかし従来の2D図面では、寸法や形状への誤解・加工指示の曖昧さが発生しやすく、トライアル回数やリードタイムが増える要因となってきました。そこで導入が進められているのが、「3D図面（3D CAD／3Dモデリング）」を使った設計と現場展開です。

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1. 砂型鋳造における3D図面導入の背景とメリット

■ 従来の2D図面の課題

• 断面や寸法指示が複数ページにまたがることで、読み違いや誤指示が発生しやすい

• 複雑形状の場合、2Dでは断面想像が難しく、加工ミスや鋳巣の原因に

■ 3D図面導入で得られる主なメリット

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2. 実際の鋳造プロセスにおける活用ポイント

「コア・合わせ口の設計」

3Dモデル上で中子の配置や合わせ口の形状を立体的に把握。熱流れの検討だけでなく、製造作業時の鋳型割りや中子抜けの具合も検証しやすくなります。

「冷却ラインと肉厚評価」

アルミは冷却速度で強度や気泡リスクが変わるため、肉厚変動箇所を可視化することで冷却剤経路や砂の保湿性を最適化できます。

「鋳巣・欠陥予測」

3Dで肉厚バランスを確認したうえで、CAE解析と組み合わせ、鋳巣が起きやすい場所を事前に察知・対策を講じることが可能です。

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3. 現場導入の課題とその乗り越え方

■ ソフトとスキルの習得

3Dソフト（SolidWorks、Creo、Fusion360など）は導入コストが高く、操作教育の時間も必要。
→ 外部専門者との連携や、業務フローの段階的な3D化が有効です。

■ 製造現場とのデータ連携

現場で使える図面はPDF化した3D断面図や簡易なMBD（Model-Based Definition）出力で、紙でも理解できる手段に変換することが重要です。

■ レガシーとの共存

古い2D図面資産との整合性を保つため、2D／3Dの併用運用ルールを明示することで混乱を避けやすくなります。

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4. 現場成功事例：3D図導入で改善されたケース

• 案件A（自動車部品メーカー）：誤組立防止により合型ミスが50％削減、試作回数も半減。

• 案件B（建築金物鋳造）：冷却不良部位を3Dで特定し、成形砂と中子配管の改良で鋳巣トラブルが30％減少。

• 案件C（鋳型メーカー）：金型社内製造に3D図面・3Dプリンター連携で型製作リードタイムを数週間短縮。

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5. 3D図活用の次段階：AI設計支援やデジタルツイン

今後は、AIによる肉厚バランスや冷却ライン設計の最適化支援や、鋳型・完成品のデジタルツイン構築により、リモート検証・改善プロセスが現実的になるでしょう。

中でも「砂温度や硬さを予測するセンサーと3Dモデル連動」は、リアルタイム品質管理への扉を開きます。

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おわりに

砂型アルミ鋳造は、鋳造技術とデジタル技術の融合により、従来の職人技だけでは到達できなかった次元へ進化しています。3D図面の採用は、エラー低減・品質向上・リードタイム短縮・技術伝承という一石四鳥の効果をもたらします。

導入に踏み出すにはハードルもありますが、その先にある『現場で安心して使えるモデルの安定供給』は、より豊かな未来を築く鍵となるでしょう。

 

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