JMCの凍結鋳造

●製品の軽量化　●環境への配慮　●コストの削減　●ダイカスト並みの製品品質

近年、産業機械分野から、軽量な非鉄軽金属を使用した鋳物加工品の要求が根強いが、鋳物砂型の廃棄料の高騰やダイカストよりも製品品質が劣るという加工技術面での問題があり、価格や品質面での課題が山積しています。
ＪＭＣは、従来の自硬性の精密鋳造法では成しえなかった課題解決の手段として、砂の再利用と低コストで複雑かつ薄肉形状の鋳造品製造を可能とする加圧式凍結精密鋳造法を用いて、複雑、軽量、高品質な鋳物加工品を製作して、自動車、航空宇宙機器メーカーなどの産業界に売り込みを目指しています。

これまでの砂型鋳造では、砂型を作る過程で、砂に有機性の粘結剤を混ぜて砂型を作成するため、砂型に溶融したアルミニウムを注入すると、有機性の粘結剤が熱で焦げるため悪臭が発生します。
さらに砂型にアルミニウムを注入し、凝固した時点で砂型を崩壊させ、鋳物を取り出していました。その崩壊させる過程で、粉塵・振動・騒音が発生し、近隣住民との間に大きな問題となっていました。
崩壊した砂型は産業廃棄物として廃棄する必要がありますが、環境保護への対応が叫ばれる中、年々廃棄料も高騰し、鋳物業者の業績を圧迫する要因となっています。

① 砂に水を含ませマイナス40度で凍結させることで砂型を作成するので、悪臭が発生しない。
② 砂型は、鋳造品を取り出す頃に常温に戻ることで自然に崩壊するのでバラシ作業がなくなる
③ 砂の再利用が可能になる
④ 凍結した砂型に注湯するので、湯が急速冷却し、ダイカストと同等の強度が可能になる

現在、凍結鋳造の主流は減圧式凍結プロセスですが、そのプロセスでは冷媒を砂型全体に充填させるためにベント（細孔）が必要になり、複雑形状の鋳物には適用できないという問題点がありました。
また、減圧式凍結プロセスでは、木枠のサイズ、そして木型にベントを開ける穴を設けざるを得ないことから鋳造品形状の制約があります。

ＪＭＣでは、ベントを開ける必要があるため複雑形状や薄肉形状の鋳物に適しないという減圧凍結プロセスの欠点を解消するため、加圧式凍結プロセスによる精密鋳造法を開発しました。
加圧式凍結プロセスは、砂型内にφ2mmの針を数本差し込む。その針は筒状（中空構造）であって、かつ砂粒サイズよりも径が小さい多数の穴が針の側面に設けられています。
したがって、外部から針に冷媒が送られてくると、針の内周から穴を介して、砂型に冷媒が浸透します。そのため、木型にベントを注入する穴を設ける必要がなく、ダイカストと同程度の鋳肌が可能となります。
また、冷媒は木型には浸透させなくてもよい構造になっているため、砂型の中に効率的に充填されます。