
ロストワックス鋳造は、ワックス(蝋)を使用して原型を作り、それをセラミックなどの耐火材で包み込み、焼成して中のワックスを溶かし出し、空洞になった部分に金属を流し込むことで精密な鋳造品を作る技法です。
航空機、船舶、医療、自動車部品、産業用精密機器、医療機器、建築金物など、多様な分野で需要が高まっております。
ロストワックスの特徴
ロストワックス製法の大きな特徴は、非常に複雑な形状でも高い寸法精度と美しい表面品質で再現できる点です。
ワックスで作る原型は細部まで忠実に形状を写し取り、それをもとに一体型の鋳型を作るため、鋳造誤差を最小限に抑えられます。
。また、ロストワックスは使用する金属材料を選ばず汎用性が高い点もメリットです。耐火性に優れたセラミック系の鋳型を用いるため、高融点の炭素鋼やステンレス鋼、チタン合金など通常の鋳造では扱いにくい金属も鋳造できます。
さらに、ロストワックス用のマスター(原型)製作は金型費用が比較的低く抑えられ、小ロット生産でも導入しやすい利点があります。複雑形状の部品を一体成型できるため、従来は複数パーツを加工・組立していたものを一つの鋳物部品に統合することも可能で、部品点数削減によるコストダウンや強度向上にもつながります。
ロストワックス精密鋳造は精密機器部品や製造業向け精密部品の製造に広く使われています。
ロストワックス製法の製造工程ステップ
ロストワックス製法による鋳造は、多くの工程を順に踏むことで高品質な金属製品を作り上げます。以下に一般的な鋳造工法の手順を紹介します。
ワックスモデル(模型)を成形するための金型を製作します。
製作した金型に射出成形(インジェクション)にてワックスを金型に射出注入しマスターモデル(ワックス模型)を成形します。
マスターモデル(ワックス模型)に湯道となる湯口(スプルー)やランナーを取り付けます。複数の原型を一つの湯口に連結し、樹木の枝状に組み立てたものをワックスツリーと呼びます。
ワックスツリーを鋳型の材料である耐火性のスラリー(セラミック粉末を含む液状の鋳型材)に繰り返し浸してコーティングし、固化させていきます。
液状の陶磁器材料を浸けては乾燥させる工程を数回繰り返し、必要な肉厚のセラミックシェルを形成します。十分な厚みと強度の鋳型殻(モールド)が完成したら、高温の炉で焼成処理を行い、鋳型を完全に硬化させます。
製作した鋳型を加熱し、中のワックスを完全に溶かし出して除去します。
ワックスは熱で液化して排出され、鋳型内部にはワックス原型群と同じ形状の空洞(キャビティ)が残ります。必要に応じてオートクレーブ(高圧蒸気)で効率的に脱蝋する場合もあります。脱蝋後、鋳型は鋳造時の熱に耐えられるようさらに高温で焼成し、鋳型内部の水分や不純物を飛ばして鋳込み準備を完了させます。
焼成して熱した鋳型に、溶解した金属を注ぎ入れます。
鋳込まれた金属は鋳型内で冷却・凝固し、ワックス原型と同じ形状の金属鋳物が内部に形成されます。
金属が十分に冷えて凝固したら、鋳型を機械的に割るか振動させて崩し、中から鋳造品を取り出します。
取り出した直後の鋳造品は複数連なったツリー状になっているため、不要な湯口やランナー部分を切断します。(ゲートカット)
その後、製品表面の研磨やサンドブラスト処理を行い、必要に応じて熱処理や機械加工(二次加工)を施して寸法精度や表面品質を仕上げます。
最終検査で寸法や外観等をチェックし、基準を満たした完成品となります。
ロストワックスで使用される主な材質とその特徴
- ステンレス鋼(SUS系)
代表例: SUS304、SUS316、SUS430 など
特徴: 耐食性・耐熱性・強度に優れ、食品・医療・海洋・化学など幅広い分野で使用。
用途例: バルブ、ポンプ、医療機器部品、食品加工設備など。 - 炭素鋼(Carbon Steel)
代表例: S20C、S45Cなど
特徴: 強度が高く、機械加工性に優れるが、腐食には弱い。
用途例: 自動車部品、構造部材、機械要素など。 - 低合金鋼(Low Alloy Steel)
代表例: SCM415、SCM440(クロムモリブデン鋼など)
特徴: 炭素鋼よりも強度・耐摩耗性が高く、熱処理によりさらに性能向上可能。
用途例: ギア、シャフト、工具部品など。 - アルミニウム合金
代表例: A356など
特徴: 軽量で熱伝導性が高く、非磁性。表面処理性にも優れる。
用途例: 航空機部品、自動車の軽量部品、電子機器の筐体など。 - 銅合金(ブロンズ・真鍮など)
代表例: CAC406、C3771など
特徴: 電気・熱伝導性が高く、加工性・耐摩耗性に優れる。
用途例: 電気部品、美術工芸品、水栓金具など。 - チタン合金
代表例: Ti-6Al-4V(64チタン)など
特徴: 非常に軽く、強度と耐食性に優れるが、加工が難しく高価。
用途例: 医療用インプラント、航空宇宙、化学プラント部品など。 - ニッケル基合金(インコネルなど)
特徴: 高温・高圧環境下でも耐久性に優れ、酸化や腐食にも強い。
用途例: ジェットエンジン、タービン、原子力関連部品。 - コバルト基合金
特徴: 高硬度・耐摩耗性・耐熱性に優れる。医療用にも使用。
用途例: 歯科クラウン、人工関節、切削工具など。
ロストワックスの活用分野
ロストワックス鋳造は、以下のようなさまざまな分野で利用されています。
- 医療機器部品(人工関節、歯科用クラウンなど)
- 航空機・自動車部品(タービンブレード、エンジン部品)
- ジュエリー・アクセサリー(指輪、ネックレス、ブローチなど)
- 美術工芸品(仏像、銅像、彫刻など)
- 産業用機械部品(ポンプ、バルブ、精密機構部品)
- 食品・飲料関連(装飾的な金属パーツや型)
- 建築装飾部材(手すり、取手、装飾パネル)
小ロット・試作から量産まで柔軟対応
当社は多品種・小ロット生産にも柔軟に対応いたします。ロストワックス製法は初期費用が比較的低く試作適性が高いため、少量試作品の製造から量産移行までスムーズにサポートできます。
一個から数千個単位まで生産規模に応じた最適なプロセスを選定し、コストとリードタイムのバランスが取れた製造プランをご提案します。試作段階で得られたフィードバックを迅速に設計に反映し、本番量産での不具合低減と開発期間短縮に寄与します。