高精度、高強度に対応　ロストワックス－精密鋳造技術

業界展望台

6月24日（金曜日）付日刊工業新聞　10面-11面広告特集から

　ロストワックス鋳造は熱を加えると、ろう（ワックス）が溶ける（ロストする）という性質を利用した消失型の鋳造技術。航空機で利用される大型の金属部品から、自動車用部品、計測器や医療機器などで使われる小型金属部品に至るまで、高精度、高強度が必要な分野で利用されている。環境にやさしく、精密なモノづくりができることから注目されている鋳造方法だ。

原型を正確に転写－環境に優しい後処理工程

　産業機械・機器メーカーはモノづくりにおいて、高精度・超精密という製品のクオリティーを維持しつつ、環境負荷低減、生産コスト削減を実現するという難題に取り組んでいる。ロストワックスによる鋳造はこれらの解決策となる加工技術である。

　ロストワックス鋳造技術の基礎となったのは紀元前の古代エジプトで行われていた装飾品を製造するための鋳造方法。蜜蝋（みつろう）で完成品の型を作り、周りを土で固める。そこに熱を加えると蝋の部分が溶けて、鋳造用の型ができる。そこへ金属を流し込むというやり方だ。この技術が現在のロストワックス鋳造へと進化した。

　ロストワックス鋳造が環境にやさしい加工方法だといわれているのは原型を正確に転写することによって、鋳造後の後処理工程を大幅に削減できるからだ。また、後処理工程で発生する切り粉などの廃材を減量化できること、さらにはワックスモデル（ろうでできた模型）を作るために利用する金型の摩耗が少なく、金型を半永久的に使用することができるといった特徴もある。

　その工程は（1）製品形状と相似の金型にワックスを圧入（2）できあがったワックスモデルに耐火材の被膜と乾燥を何度か行い、コーティング層を作る（3）これを加圧・加熱して、ワックスを溶かしたもの（脱ろう）を鋳型にする（4）鋳型に金属を流し込む「鋳造」、型から外す「型ばらし」を行う（5）熱処理、仕上げ加工、検査を経て、最終製品が完成―という流れになっている。

　ロストワックス鋳造は加熱して行う加工であるため、高精度・超精密ということだけでなく、素材の膨張や収縮を考慮してワックスモデル用金型の設計・製作を行うことが重要。この工程がカギになっているといえる。

　3次元曲面のような形状になっているものや、プレスなどの塑性加工、さらには切削、旋削といった機械加工では困難な中空部分が存在する複雑形状のものなどを精密かつ正確に転写できるのはロストワックス加工メーカー各社が鋳造する素材ごとの膨張や収縮などに関して技術的ノウハウを蓄積しているからである。そしてこれらのノウハウがロストワックス鋳造用のワックスモデルの製造、金型設計・製作に反映されている。

車など軽量化に貢献－複数部品から単体部品への変更も可能

　自動車産業界ではより一層の環境負荷低減を目指すための技術開発が行われている。低排気量エンジンでありながら、大排気量エンジンなみの出力を得ることができるターボチャージャー（過給機）は燃費改善を目指して導入されている技術の一つ。排出ガスの圧力を利用して吸気圧力を高めるというものだ。ターボチャージャーシステムを構成する部品のタービンホイールや薄肉タービンハウジングなどはロストワックス鋳造によって製造されている。

　また、自動車を構成している金属系部品の軽量化も燃費改善には有効だ。これまで、機械加工の都合上、複数部品に分けて製造し、溶接や圧入などによって組み合わせていたものをロストワックス鋳造に変更すれば、一体化すること可能。一体化によって、部品の軽量化に貢献することはいうまでもない。加えて部品生産の工程削減ができる場合もある。

短期に小ロット生産－試作品の開発に有効

　また、ロストワックス鋳造には加工が難しい材質の金属であっても容易に目的とする形状にできることや、圧延品や鍛造品のように方向性がなく、どの方向にも安定した材料強度を得ることができるといった特徴もある。そうしたことからも高い安全性や耐久性が求められる自動車や二輪車の部品製造に有効だ。

　一方、ロストワックス鋳造では同一金型を利用して、材質が異なるものを短期間で小ロット生産することができる。試作品の開発やサンプル品を製作するといった場合にも有効な加工方法だといえるだろう。

＜出稿企業一覧＞

企業名		新聞広告
ナゴヤカタン	おまかせください、ロストワックス！
林ロストワックス工業	高品質と低価格の革新的融合！大連の精密鋳造品で実現
太平洋特殊鋳造パシフィックソーワ	大型、複雑形状品も一体鋳造