フルモールド鋳造

フルモールド鋳造は、砂型鋳造とロストフォーム鋳造を組み合わせた蒸発パターン鋳造プロセスです。砂型鋳造と同様に、発泡ポリスチレンフォームパターンを使用し、その周囲を砂で囲みます。次に、金属を鋳型に直接注ぎ、接触するとフォームが蒸発します。

まず、パターンは通常、ポリスチレンフォームから作られますが、これにはさまざまな方法があります。少量生産の場合、パターンは手でカットするか、フォームの固体ブロックから機械加工することができます。形状が十分に単純な場合は、熱線フォームカッターを使用してカットすることもできます。

体積が大きい場合は、射出成形に似たプロセスでパターンを大量生産できます。あらかじめ膨張させたポリスチレンビーズを、予熱したアルミニウムの型に低圧で注入します。次に、ポリスチレンに蒸気を当ててさらに膨張させ、金型に充填します。最終的なパターンは、約 97.5% の空気と 2.5% のポリスチレンで構成されます。

完成したパターンは、あらかじめ作られた注ぎ口、ランナー、ライザーに熱接着して最終的なパターンを形成します。^[1]次に、パターンを耐火材料でコーティングします。コーティングされたパターン（2）をフラスコに入れ、生砂（4）または化学的に結合した砂で慎重に詰めます。

最後に、溶融金属（１）を鋳型に流し込み、泡（３）を蒸発させて鋳型全体に金属を充填する。同時に、蒸気は砂を通してフラスコから排出される。

鋳物は冷却され、フラスコ（5）から取り出され、すぐに使用できるようになります。砂は再処理する必要がないため、そのまま再利用できます。^{[1] [2]}

フルモールド鋳造の最小壁厚は2.5mm（0.10インチ）です。一般的な寸法公差は0.3%で、一般的な表面仕上げは2.5～25μm（100～1000万分の1インチ）RMSです。サイズ範囲は400g（0.88ポンド）から数トン（トン）までです。^[3]

フルモールド鋳造は、シリンダーヘッド、エンジンブロック、ポンプハウジング、自動車用 ブレーキ部品、マニホールドの製造によく使用されます。^{[3]一般的に使用される材料には、}アルミニウム、鉄、鋼、ニッケル合金、銅合金などがあります。^[2]

この鋳造法は、通常コアが必要となる非常に複雑な鋳造に有利である。また、寸法精度が高く、ドラフトを必要とせず、パーティングラインがないためバリも発生しない。インベストメント鋳造法と比較すると、プロセスが単純でフォームがワックスよりも安価であるため、安価である。プロセスの性質上、ライザーは通常必要ではない。溶融金属がフォームを蒸発させるため、鋳型に最初に入れた金属は他の金属よりも急速に冷却され、自然な方向性凝固が生じる。^{[1] [2]}

主な2つの欠点は、少量生産の場合、パターンのコストが高くなる可能性があることと、強度が低いためパターンが簡単に破損したり歪んだりすることです。^[1]パターンを作成するために金型を使用する場合、初期コストが高くなります。^[2]

蒸発型パターン鋳造プロセスに関する最初の特許は、1956 年 4 月に HF Shroyer によって申請されました。彼は、金属鋳造用に従来の生砂に埋め込まれたフォーム パターンの使用に関する特許を取得しました。

• デガーモ、E. ポール; ブラック、J. T.; コーサー、ロナルド A. (2003)、製造における材料とプロセス(第 9 版)、Wiley、ISBN 0-471-65653-4。
• カルパクジャン、セロペ、シュミッド、スティーブン（2006）、製造エンジニアリングとテクノロジー（第5版）、ピアソン、ISBN 0-13-148965-8。