真空鋳造用セラミック鋳物砂 とは、真空鋳造プロセスで柔軟なシリコン型を収容する剛性の鋳型シェルを作成するために使用される特殊な高性能材料を指します。
| 化学分析[%] | |
| アルミナ | 70～73 |
| SiO2 | 8-20 |
| Fe2O3 | ≤3 |
| 二酸化チタン | ≤3.5 |
| 高い | ≤0.45 |
| 酸化マグネシウム | ≤0.35 |
| K2O | ≤0.33 |
| ナトリウム | ≤0.08 |
| 物理的特性 | |
| 木目の形状 | 球形ボール |
| 丸み | 90% |
| 耐火性: | ＞1790℃ |
| 形状係数 | ≤1.1 |
| 熱膨張率 | 0.13%（1000℃で10分間加熱） |
| 熱膨張係数 | 6×10-6 /℃（20～1000℃） |
| 熱伝導率 | 0.698W/MK(1200℃) |
| 比重：： | 1.95～2.05g/cm3 |
| 嵩密度(LPD): | 3.4 g/cm3 |
| 色： | 黒 |
| 利用可能なサイズ | |
| AFS25-35、AFS35-45、AFS45-55、AFS55-65、AFS60-70、AFS70-80、AFS95-110ご要望に応じてカスタマイズされたサイズもご用意しております。 | |
1. 真空鋳造におけるセラミック鋳物砂の役割
真空鋳造におけるセラミック砂を使用するプロセスフローは次のとおりです。
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マスター モデル: 高品質のマスター モデル (多くの場合、3D プリントされて完成したもの) から開始します。
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シリコンモールドの作製： マスターを鋳造箱に入れ、その周りに液状シリコンを流し込んで柔軟な型を作ります。硬化後、シリコンモールドを切り開き、マスターモデルを取り出します。これで、パーツの柔軟な中空ネガが完成します。
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シェル型の作成（セラミック砂の投入場所）：
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柔軟なシリコン型は柔らかすぎるため、鋳造時の圧力と真空に耐えられません。そのため、堅固なサポートが必要です。
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シリコン型を鋳造箱に戻し、 バインダーを混ぜたセラミック鋳物砂を その周りに詰めます。
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この混合物は硬化して、非常に硬く、耐久性があり、熱的に安定したシェルを形成します。
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鋳造： セラミックシェルと内部シリコン型を真空チャンバー内に設置し、液状ポリウレタン樹脂を注入します。真空により気泡が除去され、完璧な鋳造が実現します。
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脱型: 樹脂が硬化した後、セラミックシェルを破壊し、シリコン型を開いて最終部品を取り外します。
本質的には、セラミック サンドは、繊細なシリコンの「作業用型」のための堅固な「母型」または「サポート シェル」を作成します。
2. セラミック鋳物砂を使用する主な利点
石膏や従来の砂などの他の材料よりも好まれるのはなぜですか?
| 特徴 | 真空鋳造の優位性 |
|---|---|
| 極めて低い熱膨張 | これがセラミック砂の 主な利点です。熱によって大きく膨張し（鋳造欠陥の原因となる）石英砂とは異なり、セラミック砂は寸法安定性に優れています。これは、硬化樹脂の発熱反応によって熱が発生する可能性があるため、非常に重要です。また、安定したシェルは部品の精度を保証します。 |
| 高い耐火性 | 非常に高い温度にも耐え、劣化しません。そのため、高温樹脂の鋳造に適しており、金型は劣化することなく複数回の生産サイクルで使用できます。 |
| 優れた折りたたみ性 | セラミックシェルは強度に優れていますが、シリコン型や最終製品に損傷を与えることなく簡単に剥がせるほど脆いため、将来の鋳造のためにシリコン型を保護する上で非常に重要です。 |
| 高強度 | 非常に剛性の高いシェルを作成し、樹脂注入時のシリコン型の変形を完全に排除して、寸法精度の高い部品を実現します。 |
| 再利用性 | 無限ではありませんが、一部のセラミック砂は再生利用して複数回の貝殻製造サイクルに再利用することができ、使い捨ての石膏に比べて大量生産の場合に優れたコスト効率を実現します。 |
3. 真空鋳造の代表的な仕様
真空鋳造用のセラミック鋳物砂を選択するときは、次の点に注意してください。
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タイプ: 球状または亜角形のセラミック砂 (Ceramiste™ やアルミナケイ酸塩をベースにした類似ブランドなど)。
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AFS粒度（GFN）：通常は80～130GFN の細粒グレードが用いられます 。これにより、滑らかなシェル表面が確保され、マスターモデルの微細なディテールを忠実に再現します。
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バインダー: 通常は フラン樹脂 または フェノール樹脂の コールドボックスバインダーシステムと一緒に使用され、急速に硬化して高い強度が得られます。