株式会社長川原金属

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」

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”。
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。
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。
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。
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）。
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。
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。
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。
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。
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

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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

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。
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。
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。

株式会社長川原金属では、一緒に働いてくださる仲間を募集中です！

私たちが採用において最も大切にしているのは、「人柄」です。

当社は小ロットでニッチな部品の鋳造を得意としており、毎日違うものを造っているため日々の業務は変化があり、モノづくりが好きな方には楽しんでいただけると思います。

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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。

～変遷～

砂と溶湯で、設計思想とサプライチェーンを映し続ける産業

砂型アルミ鋳造は、もっとも“自由度”の高いものづくりです。複雑な空洞・一体成形・肉厚差・鋳ぐるみ…設計者の悩みを砂と溶湯で解決してきました。ところがこの70年、素材・設備・品質要求・環境規制・市場構造の変化を受けて、工場の中身は別物と言って良いほど進化しています。本稿では、年代別の流れ→プロセス技術→品質とデジタル→環境と人材→これからの順に、現場で役立つ視点で整理します。

1｜年代別ダイジェスト：何がどう変わったか

① 戦後〜高度成長（1950–70s）：職人技から量産へ

**木型＋生型（グリーンサンド）**が主流。
溶解は重油炉・ガス炉・反射炉が中心、合金はJIS系の汎用品。
品質は破面観察・寸法ゲージが主で、欠陥解析は経験依存。

② 輸出拡大と自動車要求の高まり（1980–90s）

化学硬化砂（フラン・フェノール樹脂）やコールドボックス中子が普及、薄肉・複雑形状に対応。
溶湯処理にアルゴン脱ガス・ロータリーデガッサ、セラミックフィルタが導入。
分光分析（OES）・水素量測定・X線が日常化。ISO 9001や自動車規格が現場に入る。

③ グローバル調達と自動化（2000s）

CNC・3D CADで木型→アルミ型、治具の高精度化。
自硬性砂の機械混練・再生ライン、造型機のサーボ化でバラツキ圧縮。
溶解の電気化（抵抗炉・誘導炉）や自動注湯の採用が進む。

④ デジタル・環境・短納期の三重苦→三位一体（2010s）

**鋳造CAE（充填・凝固・欠陥予測）**が設計の標準ツールへ。
CTスキャン・画像解析で内部品質を“見える化”。
VOC・粉じん・CO₂への規制対応、砂再生・バインダ低VOC化が加速。
少量多品種・試作短納期に**3Dプリント砂型（バインダジェット）**が登場。

⑤ いま（2020s〜）：EV化・軽量化・データ連携

モータハウジング、インバータケース、バッテリートレイ等の大型薄肉化に対応。
デジタルスレッド（CAD→CAE→型→造型→検査→トレース）で手戻り最小化。
セカンダリーアルミの活用、LCA視点の取引が広がる。

2｜プロセス技術の進化：砂・溶湯・金型・注湯

砂・中子

生型（クレイ系）：量産に強い。回収・再生の最適化で品質安定。
自硬性砂（フラン／フェノール）：大型・厚肉・寸法安定。VOC対策がカギ。
コールドボックス中子：複雑中空に強い。アミン対策・臭気管理は設備勝負。
無機バインダ：低臭・低発煙。耐湿性と強度の両立がテーマ。
3Dプリント砂型：木型レスで最短納期。量産前試作や年次小ロットに効く。

溶解・溶湯処理

炉：反射炉→**ガス高効率炉・電気炉（抵抗・誘導）**へ。熱ロス可視化が定着。
処理：脱ガス（アルゴン/窒素）、精錬フラックス、フィルタリング。
成分管理：OESでその場調整、水素量監視でピンホール抑制。

ゲーティング・押湯設計

職人の勘→CAEとモジュラス設計。
チル・冷し金の適用、押湯スリーブ・カバーで歩留まりと健全性を両立。

注湯と固化

自動注湯・流量制御で乱流最小化、酸化膜巻き込みを回避。
真空補助・負圧で充填性向上、スクイズ併用で気孔減。

3｜品質保証の変遷：破面と勘から、データと可視化へ

受入／工程管理：OES（成分）、水素・温度・酸化膜指数のルーチン化。
検査：X線→CT（3D内部欠陥）、染色浸透・磁粉（鋼部鋳ぐるみ）、寸法CMM・3Dスキャン。
工程統計：SPCで粒度・圧縮強度・含水・通気度を管理。
フィードバック：検査結果はCAEと不良マップに戻し、次回の湯道修正へ。

4｜生産性と安全衛生：人を守り、歩留まりを上げる

自動化：造型・中子セット・型バラシ・ショット・仕上げのセル化。
人の負荷対策：アシストスーツ・ハンドリングロボで腰・肩を守る。
粉じん／シリカ：集塵・局排・保護具の標準化。
溶湯災害：湿気・水分混入ゼロのルールと点呼、飛散防止床、耐熱個装。

5｜環境とサステナ：砂・バインダ・エネルギー・アルミ

砂再生：機械・熱処理の組合わせで回収率UP、廃棄量と購入量を双方向で削減。
低VOC化：無機バインダ・低発煙スリーブ・**RTO（蓄熱式酸化炉）**等の導入。
エネルギー：炉の断熱・蓋管理・誘導炉の力率最適化。
原料：リサイクル（セカンダリー）アルミの比率増、合金設計で機械特性と鋳造性の両立。

6｜市場の変化：軽量化・EV・小ロット化

自動車：EVでケース・トレイの大型薄肉が増加、寸法安定と内部健全性の両立が必須。
産機・インフラ：一体化・複雑化、試作短納期の要求が増。
航空・ロボ：ポロシティ・介在物の厳格管理、トレーサビリティが勝負。

7｜デジタルスレッド：設計から検査までを一本に

CAD→CAE→CAM→造型→検査→台帳をIDで連結。
不良発生時は検査点群→CAEへリプレイ→ゲート修正→型データ即日更新。
原単位の見える化：砂・合金・ガス・電力・時間を品番別に集計し儲けの構造を把握。

8｜ショートケース

A｜薄肉箱物の巻き込み気孔を1/5に

介入：CAEで自由表面乱流を低減する湯道再設計＋自動注湯の流量プロファイル導入。
結果：内部気孔率−80%、仕上げ工数−15%。

B｜VOCを半減

介入：中子を無機バインダへ、造型室に局所RTO。
結果：作業環境改善、近隣苦情ゼロ、CO₂も削減。

C｜試作リードタイムを10日短縮

介入：3Dプリント砂型＋アルミ簡易治具、CTで初回合否判定→CAEへ即フィードバック。
結果：試作〜量産移行が1スプリント短縮。

9｜現場で効くチェックリスト