セラミック溶融砂を詰め砂として使用することは、複合造形システムの好例です。高価な単一材料で鋳型全体を作るのではなく、特性が最も求められる箇所に異なる砂を戦略的に使用します。
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表面砂： 溶融金属と接触する内層。通常はクロマイト、ジルコン、または高性能樹脂コーティング砂などの特殊な砂が使用され、金属の浸透や化学反応に対する直接的な耐性を目的に選定されます。
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詰め砂/裏砂： 型枠の大部分、つまり化粧砂の裏側。セラミック砂が最も適しているのはこの部分です。
| 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 |
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セラミック溶融砂が優れた詰め物砂である理由
セラミック鋳物砂（球状、焼結アルミノケイ酸塩）は、この用途に最適な独自の特性の組み合わせを備えています。
| アドバンテージ | 説明と利点 |
|---|---|
| 1. 高い耐火性 | 融点は通常1790℃以上で、表面層からの伝導熱を焼結や溶融することなく容易に処理できます。これにより、鋳型の形状が維持され、裏砂が表面砂と融合することを防ぎます。 |
| 2. 低熱膨張 | 約573℃で急激に膨張する珪砂とは異なり、セラミック砂は膨張が非常に少ないです。 これは非常に重要です。鋳型内の膨張による応力によって生じるベイニング や ラットテール といった鋳造欠陥を防ぐだけでなく 、金属の貫通につながるひび割れのリスクも低減します。 |
| 3. 高い熱伝導性 | 珪砂よりも速く鋳物から熱を奪います。これにより、 凝固が速くなり、金属の結晶構造が細かくなり、造型ラインの生産性が向上します。 |
| 4. 優れた再生利用 | セラミック砂は球状で、非常に耐久性に優れています。機械による再生にも耐え、分解率も非常に低いです。鋳型の大部分を占める詰め砂は、その 高い再利用率（90%以上）により 、新規砂の購入と廃棄砂の処分を大幅に削減し、長期的なコスト削減を実現します。 |
| 5. 優れた流動性 | 球状粒子は水のように流動するため、自動造型ラインにおいて鋳枠への迅速かつ均一な充填を可能にします。これにより、軟化点のない、緻密で均一な砂層が形成されます。 |
鋳造工場における実践的な実装
実際の運用環境では通常、次のように動作します。
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コーティング/混練: セラミック砂は、連続ミキサー内で適切なバインダー (フェノールウレタン、フランなど) でコーティングされることがよくあります。
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成形：
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まず、パターンボックスに表面砂（例：クロマイト）の層 を導入します。
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次に、樹脂 でコーティングされたセラミック詰め砂 を吹き込んで、フラスコの残りの部分を満たします。
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硬化と注入: 鋳型が硬化し、溶けた金属が注入されます。
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ノックアウトと再生： 鋳造後、鋳型は解体されます。砂混合物（セラミック砂と化粧砂）は再生システムに送られます。
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丈夫なセラミック砂は再生利用されて、再びプロセスに戻されます。
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表面砂の一部は回収される可能性がありますが、表面層の品質を維持するために定期的に新しい表面砂が追加されます。
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