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第２１回砂型アルミ鋳造雑学講座

投稿日 2025年9月22日

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。

 

～ニーズ～

“砂と溶湯で設計を実装する”現場力

砂型アルミ鋳造は、複雑形状・中空・一体化を短リードで形にできる、自由度の高いモノづくりです。EV化・軽量化・少量多品種・環境要請が重なる今、発注側のニーズはかつてなく多様で厳密。一方で、欠陥ゼロの鋳肌が金型から外れた瞬間や、CAEの仮説が現物で証明できた瞬間に宿る“やりがい”は、この仕事の特権です。本稿では、いま求められるニーズを実務視点で整理し、砂型鋳造ならではのやりがい、現場で使えるチェックリストと90日アクションまで一気にまとめます。

1｜いま発注側が鋳造に求める「10のニーズ」

  1. 内部健全性の保証
    　ピンホール・巻き込み・引け巣の抑制を工程設計＋検査（X線/CT）＋トレースで“言える化”。

  2. 寸法安定・再現性
    　収縮見込み・仕上代・基準面の拘束をCAE＋CMM/3Dスキャンでロット間のバラつきを圧縮。

  3. 短納期・小ロット対応
    　木型レスの3Dプリント砂型やモジュール中子で試作〜量産立上げを高速化。

  4. 薄肉・一体化・中空
    　ゲーティング/押湯の最適化、真空補助やチルで充填性と凝固順序を作り込む。

  5. 鋳造性×機械特性の両立
    　合金（例：Al-Si-Mg系）、熱処理（T6）、金属組織のターゲット管理（Si形態、Fe相）。

  6. 機械加工性の設計
    　基準面・掴み代・工具逃げ・クーラント溝など加工前提の鋳造設計。

  7. 表面品質・漏れ保証
    　漏れ試験（エアリーク/ヘリウム）、浸透探傷、ショット条件の再現性。

  8. コストと歩留まり
    　湯道・押湯の最適化→歩留まりUP、二次加工工数・仕上代の最小化でトータル原価を下げる。

  9. 環境・安全（ESG）
    　砂再生率、VOC削減、エネルギー原単位、粉じん（シリカ）対策の見える化。

  10. データ接続
    　CAD→CAE→造型→検査→台帳のデジタルスレッドで変更追従と監査対応を高速に。

2｜この仕事の“やりがい”——8つの瞬間

  1. 欠陥の因果をほどけたとき
    　CTの不良マップとCAEの自由表面乱流がピタッと重なり、湯道修正で一発改善できたときの快感。

  2. 難形状が“鋳物ならでは”で解決
    　溶接や組立では難しい一体化を、砂と中子でシンプルに実装。設計者の「助かった」が直に届く。

  3. リードタイムを縮めて市場に間に合わせた
    　3Dプリント砂型で試作10日短縮。量産受注や顧客の新製品発売に貢献できる手応え。

  4. 鋳肌が語る
    　ショットを終えた瞬間の均一な肌と角の張り。工程設計が正しかったと証明される。

  5. 歩留まりが数字で上がる
    　歩留まり＋8pt、スクラップ−50%。原価が動くのを目で見られる喜び。

  6. 多職種で勝つ
    　設計・CAE・造型・溶解・仕上・検査が同じ一枚図で噛み合い、手戻りゼロで流れた日。

  7. 匠の勘を仕組みにできた
    　“ここにチル”“ここでベント”という暗黙知を標準テンプレとSOPに落として、誰でも再現できるように。

  8. 環境・安全の誇り
    　VOC・粉じん・灼熱の現場で、安全・環境を守り切る運用を回せたときの静かな誇り。

3｜発注者別「ニーズの翻訳」早見表

  • 設計・開発：形状自由度・試作速度・内部健全性（CT）・CAE対話。

  • 調達・原価：歩留まり・加工工数・不良率・リードタイム・代替性。

  • 品質保証：検査基準、判定等級、トレース、是正の再発防止。

  • ESG/監査：砂再生率、VOC/CO₂、粉じん・安全、LCA情報。

4｜“そのまま出せる”サービス・パッケージ

  • 試作スプリント（最短立上げ）
    3D砂型＋簡易治具＋初回CT→CAEへ即リプレイ→2週で形状・湯道FIX。

  • 内部健全性保証パック
    充填/凝固CAE→ゲーティング設計→CT/漏れ試験→不良マップ添付の出荷証跡。

  • 加工同時設計パック
    基準面・掴み代・工具逃げのテンプレ提示→仕上代最小化→加工サイクル短縮。

  • ESG可視化パック
    砂再生率・VOC・電力原単位・再生アルミ比率を品番別ダッシュボードで提示。

5｜現場で効くチェックリスト

砂・中子

  • 粒度・含水・通気・圧縮強度のSPC

  • 中子ベント位置と断面積の標準化

  • 砂再生比率／新品補給の最適点

溶湯

  • 水素量・温度・保持時間の基準票

  • フィルタ・フラックスのロット管理

  • 取鍋予熱・内面清浄度

型・注湯

  • ゲート・押湯・チルのテンプレ適用

  • 自動注湯の流量プロファイル確認

  • 真空補助・ベントの効き点検

検査・台帳

  • CT/X線の判定等級と運用範囲

  • 不良マップ→CAE戻しの定着

  • 原単位（砂/合金/電力/ガス/時間）の品番集計

6｜KPI

  • 歩留まり（％）／スクラップ率（％）

  • 内部欠陥率（CT判定）／漏れ不良率

  • 寸法一次合格率（CMM/3Dスキャン）

  • 試作リードタイム／設計変更リードタイム

  • VOC・粉じん・CO₂原単位／砂再生率

  • 労災・ヒヤリハット件数／SOP順守率

7｜ショートケース

A｜薄肉ハウジングの巻き込み減

  • 介入：自由表面乱流を下げる湯道再設計＋注湯流量の二段プロファイル。

  • 結果：CTで気孔−80%、歩留まり＋6pt。

B｜漏れ不良の再発防止

  • 介入：押湯位置移設＋チル追加、熱いき過ぎ部に冷却補正。

  • 結果：リークゼロ更新、加工待ち在庫も解消。

C｜ESGデータの可視化

  • 介入：砂再生ログと電力を品番紐付け、月次ダッシュボード化。

  • 結果：VOC−30%、受注入札で加点。

8｜90日アクション

  1. 不良トップ3を“因果で”潰す
    　CT不良マップ→CAE検証→湯道/押湯の一次改訂→1スプリント検証。

  2. 基準票のA3化＆掲示
    　砂（粒度/含水/通気/強度）・溶湯（水素/温度/保持）・注湯（流量プロファイル）を一枚で見える化。

  3. 加工前提の設計レビューを定例化
    　週1で設計・加工・鋳造の三者会議。仕上代・基準面・掴み代を最初に決め、手戻りを半減。

結び

砂型アルミ鋳造の価値は、設計課題を“砂と溶湯の論理”で解く力にあります。
ニーズは厳しくても、欠陥の因果を断ち切る知恵と、数字で語れる再現性を積み上げれば、やりがいは確実に成果へつながる。

次のロットでは、因果で潰す／一枚で見せる／加工と同時に決めるの三手から。
砂の上に走る湯の道筋は、今日も工場の思想そのものです。

 

 

 

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