テクノロジー3D砂型積層造形

3D砂型積層造形

最新技術を活用した
新たなものづくり手法

鶴見製作所 米子工場では、2018年11月に竣工した造形研究所に砂型積層造形装置(3Dプリンタ)を導入し、
『短納期・高精度・高品質な鋳物生産の実用化』『ものづくりDX(デジタルトランスフォーメーション)推進』を目指して日々研究をおこなっています。

  • 米子工場 造形研究所

    米子工場 造形研究所

  • 人口砂3Dプリンタ

    人口砂3Dプリンタ

  • 天然珪砂3Dプリンタ

    天然珪砂3Dプリンタ

YouTubeチャンネル『AMANO SCOPE』
取材映像

【工場密着取材】
3D砂型×1400度の溶鉄が生む次世代鋳造―失われゆく技術を守る|水中ポンプメーカー鶴見製作所が挑む一気通貫のものづくり

次世代の砂型造形技術

通常、受注生産品の鋳物生産方法は、木型を用いた砂型鋳造となります。砂型製作において、従来工法ではまず2次元図面を作成し、それをもとに鋳造品の原型となる木型を製作した後、木型に砂を込めて砂型を造形します。この木型製作はほとんどが手作りとなり工数がかさむため、木型製作に費やす期間は受注生産品納期の中で大きな割合を占めています。

一方、砂型積層造形装置(3Dプリンタ)の場合、3次元形状データから直接砂型を造形することが可能となるため、木型製作の工程を省くことができ、受注生産品の大幅な納期短縮を図ることができます。また、形状変更と鋳造品製作が容易にできることから、開発期間の短縮や製品の品質・信頼性向上にも繋がります。さらに、木型鋳造では木型から鋳物を取り出すために鋳造品形状の制約がありますが、砂型積層造形装置(3Dプリンタ)の場合は自由な形状にすることができます。

砂型製作方法の比較
鋳造作業

真空ポンプ用羽根車の鋳造例

鋳造工程においては、従来工法と同様に砂型を組み立てて溶湯を流し込み、その後冷却されて形成された鋳造品が加工され、羽根車として仕上がります。
砂型積層造形装置(3Dプリンタ)で製作した砂型は、鋳肌が滑らかで組立時の型ブレも発生し難いため、より高精度な鋳造品を製作することができます。

鋳込み作業の流れ

3Dプリンタで造形した砂型を組み立て、注湯を行います。

流し込んだ溶湯は、湯口から下方の羽根車部分へと流れ込み、狭い溝を設けた鋳型の中を満たしていきます。

鋳型全体を満たした溶湯は、その後冷却され、鋳造品が形成されます。

鋳造品は解枠後に加工され、羽根車として仕上がります。
木型工法による鋳造品よりも高精度の部品製作が可能となります。

湯流れの様子

湯流れの様子

砂型・鋳造品サンプル(真空ポンプ羽根車用)

  • 砂型サンプル

    砂型サンプル

  • 鋳造後サンプル

    鋳造後サンプル

鶴見製作所 米子工場では、砂型積層造形装置(3Dプリンタ)の他に、鋳造欠陥を視覚化する鋳造解析ソフトや、形状精度の照合をおこなう三次元測定機を活用し、高品質なものづくりをおこなっています。