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第１９回砂型アルミ鋳造雑学講座

投稿日 2025年8月25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。

 

～納品～

 

砂型アルミ鋳造は、小ロット／複雑形状／短納期に強い工法。ここでは、問い合わせから出荷までの標準フローを、意思決定の“関門（ゲート）”と提出物までセットで整理します。

0. 事前相談・RFQ（見積依頼）

入力：用途・希望数量（試作/量産）・合金種・熱処理・目標重量・要求精度・気密/強度の必達・表面処理・納期
出力：概算工法提案（砂型 or 3D砂型／ロストフォーム等）、概算リードタイム、NRE（型・治具費）の有無

コツ：“必須要件”と“代替可”を色分けして伝えると、最短で最適解に到達。

1. 図面・仕様すり合わせ（DfM）

  • 肉厚・抜き勾配・リブ比率・ボス周辺の鋳造性チェック

  • 機械加工基準面・重要寸法・面粗度・気密部の後工程要件確認

  • **CAE（流動・凝固）**の前提合意：押湯/湯口、冷却、ゲート位置

ゲート：仕様凍結（Spec Freeze）
提出物：提案図（加工代・R付与・ゲート跡位置）／成分・熱処理案

2. 見積・発注・キックオフ

  • 単価内訳：鋳造＋熱処理＋機械加工＋表面処理＋検査＋梱包/輸送

  • 支給材/支給部品の有無、支給公差、責任分界点（設計変更・不適合の扱い）

ゲート：PO発行／基本契約・品質協定
提出物：納期計画（ガント）、品質計画（Control Plan/検査項目表）

3. 型・方法設計（Methoding）

  • 砂型：模型/中子箱設計、場合により3Dプリント砂型採用

  • CAEで引け・巣・熱たまりを事前潰し

  • 治具（加工・検査・リーク試験）設計

ゲート：方法承認（Method Approval）
提出物：CAEレポート、ゲート・押湯計画、治具図

4. 試作鋳込（T0〜T1）

工程：溶解→温度/化学成分管理→注湯→シェイクアウト→ショット→熱処理（T5/T6等）→粗加工（必要時）
検査：光分析・硬さ、寸法（CMM）、X線/CT（必要時）、リーク試験（気密品）

ゲート：初品承認（FAI/ISIR）
提出物：初品検査成績書、材質証明（ヒートNo.）、熱処理チャート、外観判定基準

ここでゲート跡位置や面粗度・加工代を最終確定。必要ならT2で微修正。

5. 量産立上げ

  • 砂再生率・含水率・型強度の工程能力を確認

  • 溶湯管理（温度・金属清浄度）とトレーサビリティ（溶解ロット⇔製品）確立

  • **作業標準（写真付き）**を整備、出来形・不適合のフィードバックループ構築

ゲート：量産移行承認（SOP）
提出物：QC工程表、作業標準、検査治具リスト、初期フル検査報告

6. 機械加工・表面処理

  • 基準面→重要穴→仕上げの段取り最適化

  • 表面：ショット/ブラスト→塗装・化成処理・アルマイト（仕様に応じて）

検査：重要寸法全数/抜取、面粗度、外観、必要に応じ耐圧・導通等

7. 最終検査・梱包・出荷

  • 合格票貼付、ロット・ヒートNo.・処理チャート添付

  • 梱包：傷・打痕対策、乾燥剤／防錆紙（必要時）、姿勢指定

  • 輸送：納入条件（直送/一時保管）、納入先別ラベリング

提出物（納品書類例）

  • 検査成績書（寸法・外観・機能）

  • 材質証明（ミルシート／成分表）

  • 熱処理履歴（炉チャート）

  • NDT/X線レポート（要求時）

  • リーク試験成績（要求時）

代表的なリードタイム目安

  • 3Dプリント砂型ルート：設計凍結後 2〜3週で初品 → 承認後 1〜2週で量産

  • 従来模型ルート：型・中子箱製作 2〜4週 → 初品 +1週 → 量産 +1〜2週
    ※形状・数量・外注（表面/機械）負荷で変動

よくあるつまずき＆回避策

  • 肉厚差が大きい → 段差緩和、フィレットR追加、冷却補助を設計段階で承認

  • 気密不良 → 中子接合・砂質・湯道見直し＋リーク治具で100%検査開始

  • 加工歪み → 基準面とクランプ位置を設計で明示、熱処理後の時効安定を考慮

  • ゲート跡が目立つ → 跡位置の合意、仕上げ工程に面取り/研磨を組込み

発注側チェックリスト（保存版）

  1. 用途・荷重・必達性能（気密/強度/寸法）

  2. 数量レンジ（試作→量産の見込み）と将来の拡張性

  3. 合金・熱処理・表面仕様（代替可の範囲も記載）

  4. 図面の加工基準・重要寸法・粗さ・検査方法

  5. CAE/試作回数・承認基準（FAI/ISIR）

  6. 梱包形態・ラベル様式・納入条件

砂型アルミ鋳造の要は、「前工程の合意密度」×「初品での基準作り」。
DfMとCAEで“作れる図面”に整え、初品で合意した基準を量産へブレなく展開する。これだけで、品質・納期・コストの三方良しがぐっと近づきます。

 

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