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。

～「試作2週→量産へ」～

製品開発〜量産立上げに焦点を当て、**“早く・安定して・狙いの物性で”**走り出すための実戦ガイドをお届けします。設計者・営業・生産技術・品質保証が同じ地図を見るための、ステージゲート方式のロードマップです。️

1｜コンセプト整理：合金×形状×生産数の三角形

合金選定：
- Al-Si（AC4C等）：鋳造性◎、薄肉・流動性を優先。
- Al-Mg（AC7A）：耐食・溶接性重視。
- Al-Cu（AC2A）：強度重視（熱処理T6/T7前提）。
形状：薄肉リブ・ボス・中空は中子設計が鍵。
生産数：年間ロット数で砂型・ノーベーク・金型試作など投資判断が変わる。

目標物性（引張強さ/伸び/硬さ）と重要寸法のCPKを最初に数値化して共有。

2｜DFM（鋳造設計性）の診断チェック ✅

肉厚マップ：極端な厚薄を緩和、肉盗みでホットスポットを分散。
R取り：内角はR2〜3以上で割れ防止&流動改善。
抜き勾配：砂割れ防止&肌向上。
基準面：機械加工の掴み基準を設計段階で決定。
穴・ボス：コア有無、ベント径、コアプリント強度。
湯口位置の自由度を残す形状か？（後から変更しやすいようボス/パッドを仮設定）

3｜CAE（充填・凝固）で“失敗を先に潰す” ️

充填解析：乱流/空気巻込みのホットゾーン、到達時間、温度フロントを確認。
凝固解析：凝固順序、引けリスク、押湯効果、冷却条件。
鋳巣シミュレーション結果を湯道3案で比較し、採用基準を明文化。
バーチャルDOE：注湯温度・速度・押湯断熱・コアベント条件を多点で走らせる。
→ 試作回数を1回削れるだけで、開発費とリードタイムが大幅削減⏱️

4｜試作（EVT/DVT）— 24時間で学び切る体制 ⚗️

サンプル数は最低n=5〜10でバラツキを把握。
全数X線＋重要部寸法3次元測定で欠陥地図を作成。
金相（共晶Siの形態、Fe系介在物）や密度測定で内部品質を把握。
熱処理は炉内温度分布と保持時間をサーモロガーで裏取り。
ショートループ：試作日に成形→評価→その場で湯道改修→再鋳造まで回す“ワンデー改善”。⚡

5｜PPAP/APQP視点の量産準備

FMEA（鋳造&仕上げ&機械加工）：発生×重大度×検出で優先度を決定。
管理計画書：砂QC、溶解温度、脱ガスH値、注湯温度、押湯観察、熱処理条件、検査規格。
作業手順書（SOP）：写真・ピクト中心で言語依存度を低く。
初期流動管理（ILC）：初回ロットの100%X線/寸法を前提とし、合格トリガを明記。

6｜量産立上げ（SOP）— “2週で安定”の運用モデル ️

日次：砂QC、溶解H、温度分布、歩留まり、欠陥率。
週次：湯道・押湯の見直し会、仕上げ手直しの再発防止。
月次：原材料（地金・回収材）ロット間差の評価、Sr/Ti-B添加量のリセット検証。
ばらつき源を潰す順序：①砂→②湯→③温度→④押湯→⑤熱処理→⑥仕上げ→⑦加工。
カイゼンの掟：作業者を責めず工程を責める。再現性のない“勘”を数値化する。

7｜熱処理で“狙いの伸び”を出す

溶体化温度×保持時間：過剰は粗大化、不足は強度伸び不達。
急冷：水温・攪拌・部品姿勢で歪みと残留応力が変わる。
時効：T6/T5/T7の違いとバラツキ管理。
硬さ分布を部位でマッピングし、線膨張差による反りを予見。

8｜機械加工の“勝ち筋”

鋳肌→基準出し→穴→タップの標準順序。
刃具摩耗の管理：巣当たりによる刃欠けを画像AIで早期検知。
治具設計：鋳物基準で把持し、クランプ歪みを最小に。
切粉処理：Al切粉の回収・再溶解までを一気通貫で設計。♻️

9｜検査：X線・リーク・寸法SPCを一枚ダッシュボードに ️

X線判定基準（等級表）をサンプル画像付きで共有。
リーク：機密部はエア/水/ヘリウムいずれか。治具漏れを先に潰す。
寸法：CPK≥1.33を目安に、外れ値は工程へフィードバック。
ダッシュボード：欠陥率・歩留まり・再作業時間・H値・温度偏差をリアルタイム表示

10｜サステナビリティ：循環と脱炭素に効く7手

回帰砂再生率↑（焼成再生＋微粉抜き）
溶解炉の高効率化（蓄熱バーナ・誘導炉）
廃熱利用（乾燥・予熱）
地金歩留まりの月次KPI化
発煙処理（RTO/スクラバー）
LCAでの製品環境値を顧客と共有
再エネ調達＋夜間負荷平準化でCO₂原単位低減

11｜人材と教育：技術を“見える化”して継承 ‍

動画SOP：注湯姿勢・湯面・押湯の“見え”を一人称カメラで。
技能マトリクス：砂/コア/溶解/注湯/仕上げ/検査でレベル管理。
評価：安全＞品質＞生産性の順。ヒヤリハット共有会で事故ゼロ文化を醸成。
多能工化：繁忙変動に耐えるローテーション表を標準化。

12｜ケーススタディ：薄肉ハウジングの“ひけ巣ゼロ化”

課題：中心ボス周辺に引け巣。
施策：肉盗み＋押湯発熱化＋ベント追加＋注湯温度を-10℃、冷却制御で温度勾配を再設計。
結果：X線欠陥率が8%→1.2%、歩留まり+9.5pt、機械加工サイクル▲12%。
学び：湯道・押湯・温度・肉厚の同時最適が鍵。単独対策は限界がある。

13｜まとめ

試作から量産立上げまでを一枚の地図でつなぐと、品質の初期値が一段上がります。

DFMチェック→CAE→ワンデー改善→PPAP/ILC→SOP運用→ダッシュボード可視化
この循環が回り始めると、不良は“起きてから直す”でなく“起きる前に消す”へ。今日からできる一歩は、“欠陥地図”のテンプレ作成です。次の試作で、あなたの鋳物はきっと“最初から強い”。

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。

ぜひ求人情報ページをご覧ください。皆さまのご応募を心よりお待ちしております！

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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。

～“歩留まり10%向上”～

砂型アルミ鋳造の基礎から、現場で効く“歩留まり向上のツボ”までを一気通貫で解説します。砂・金枠・中子・溶解・注湯・ばり取り・熱処理・検査…すべてが連鎖する“製造の総合格闘技”。要点を押さえれば、**品質×コスト×納期（QCD）**をまとめて底上げできます。

1｜砂型アルミ鋳造とは？— 自由度とコスパのバランスが魅力 ️

砂型鋳造は砂とバインダーで作った型（砂型）に溶けたアルミを流し込み、凝固・取り出し・仕上げを行う工法。金型が不要なので初期費用が低く、形状自由度が高いのが強みです。

少量多品種や大型品に◎
肉厚差の大きい形状や中空も中子で対応
設計変更や試作サイクルが速い⚡

主な合金：Al-Si系（AC4B/AC4C/ADC12相当）、Al-Mg系（AC7A）、**Al-Cu系（AC2A）**など。鋳造性・機械的性質・耐食性のトレードオフを理解して選定します。

2｜砂（モールド）のキホン：粒度・含水・コンパクタビリティが命 ️

**緑砂（クレイ＋水）**を使うか、**フラン/フェノール等の自硬性砂（ノーベーク）**を使うかで運用が変わります。

緑砂の要点

粒度（AFS GFN）：細かい→表面きれい＆ガスこもりやすい／粗い→ガス抜け良いが肌荒れ。
含水率：多すぎるとガス欠陥、少なすぎると崩れ。
コンパクタビリティ（締固め性）：圧縮強度・透気度と合わせて管理。
粘土活性：回帰砂の焼け砂が増えると粘結力低下→生砂追加やベントナイト調整で補正。

自硬性砂の要点

樹脂添加量・硬化時間の安定化
混練ムラ防止（コアシュート前後のタイムラインも含めて）
**LOI（残留着火分）**管理で発煙・ガス欠陥を抑制

現場Tips：“見た目OK”は当てにならない。圧縮強度/せん断強度/透気度/含水率を1ロット1記録で可視化

3｜模型（パターン）と中子：収縮・抜き勾配・コアプリントの三位一体

模型収縮代：Al合金は約1.0%前後（合金・肉厚で変動）。温度履歴を踏まえた実測値を蓄積。
抜き勾配：砂破損を防ぎ、肌荒れ・寸法バラツキを抑える。
中子（コア）：コアプリントで確実に位置決めし、ベント（ガス抜き）を忘れない。薄肉長尺コアは補強棒やコアペーストで座屈対策。
パーティング（合わせ面）：鋳造後のバリ削減＝後工程コストを直撃。早期検討が吉✍️

4｜湯道・押湯（ランナー＆ライザー）設計：欠陥の8割はここで決まる

湯口位置：静かに満たす（サブゲートやチョークで流速制御）。
上昇充填で巻き込み気泡を回避。
押湯：熱節（ホットスポット）へ給湯が届く配置。保温スリーブや発熱ライザーで凝固末端を制御。
チョーク断面：乱流化を抑え、酸化膜（フィルム）巻込みを最小化。
フィルタ：酸化物・スラッジ除去に有効（圧損と充填時間のバランス）。

実務の裏ワザ：“欠陥位置＝凝固末端”ではない場合がある。湯回り&ガス経路の再現をCAEか透明樹脂モデルで検証

5｜溶解・取鍋・脱ガス・精錬：金属の“清浄度”を守る

溶解炉（反射炉・保持炉・電気炉）：温度の二段階管理（溶解→保持）で酸化/吸水素を抑制。
脱ガス：ロータリーデガッサー＋Ar/窒素吹込み、水素量をPoD/減圧法で測定。
精錬剤：フラックスで非金属介在物を凝集。
粒子微細化：Ti-B系で結晶微細化、SrでAl-Si共晶の改良。
取鍋管理：スラグすくいと流出部の酸化膜切替を徹底。取鍋・注湯杓の予熱も忘れずに。

“良い湯”の定義＝温度（±5〜10℃）×清浄度（低H）×酸化膜最小。温度計の校正履歴を必ず残す

6｜注湯・凝固・押湯切れ：秒で結果が変わる⏱️

注湯速度：遅すぎ→コールドシャット、速すぎ→巻込み。
余熱：寒い季節・大型鋳型は型温UPで初期凝固を安定化。
押湯観察：沈み量や温度減衰で給湯継続性を評価。
冷却・ばらし：時期尚早は熱割れ、遅すぎは生産性ダウン。品種ごとに標準時間を設定。

7｜仕上げ・熱処理・機械加工：全体最適の視点で

ショット/ブラスト：表面清掃と梨地の統一。
ゲート・ばり除去：後加工面のダメージを回避する刃具選定。
熱処理：Al-Si系はT6（溶体化→焼戻し）で強度UP、Al-Mg系は析出硬化で靭性向上。
機械加工：基準面→穴→タップの順。鋳造ひけや残留砂に注意。クーラント給水と切粉排出を重視。

8｜欠陥図鑑と対策（保存版）‍

ピンホール：水素・砂の水分・被膜反応→脱ガス強化/含水率管理/塗型改良
引け巣：給湯不足・押湯不足→押湯設計/発熱保温/肉盗み
湯じわ/コールドシャット：充填遅れ→注湯速度/型温/ゲート変更
酸化膜巻込み：乱流→落とし湯禁止/チョーク設計/フィルタ
砂落ち/砂かみ：砂強度不足→砂管理/塗型/振動
熱割れ：拘束＋急冷→R付与/冷却制御/後熱

X線・断面・密度測定で“見える化”。欠陥地図を作って設計へフィードバック

9｜歩留まり10%向上の“型”

砂の日次QC（圧縮強度・含水・透気・GFN・LOI）を看板化
湯道・押湯の標準ライブラリ化（製品カテゴリ別）
脱ガスログ×欠陥率の相関を月次レビュー
温度ガン＋データロガで注湯温度のバラツキを±8℃以内
仕上げ不良の再発見える化（作業者ではなく部位で管理）
“欠陥→設計変更”の回路を最短化（CAE/3Dモデル即修正）

10｜安全・環境・DX

安全：溶湯飛散・高温・粉じん・騒音。PPE（フェイスシールド/耐熱手袋/耐熱靴）と注湯立ち位置の標準化。
環境：回帰砂の再生、バインダー発煙対策、溶解炉の省エネ燃焼。
DX：IoT温度計・振動センサで炉&ミキサーを予知保全、SPCで寸法&強度を統計管理。画像AIでばり・巣の自動検出も有効。

11｜まとめ

砂型アルミ鋳造は砂×湯×時間の“微差の戦い”。砂管理・湯道設計・清浄度・温度・押湯・標準化の6点を回せば、歩留まりと品質は必ず伸びます。まずは**「砂QCの見える化」と「湯道の標準テンプレ化」**から始めてみましょう。今日の1枚のQC表が、来月の不良率を半減させます。✨