鋳造工場の新規事業拡大を支援するために 3D プリントされた 1,000 個の油圧バルブ

出典：中関村オンライン

ミネアポリスに本拠を置く Prospect Foundry は、80 年以上にわたり、小規模から中規模の鉄鋳造事業に携わっており、主に農業、鉱業、建設業界の OEM に製品を供給しています。 3 年前、この鋳造所は、機械用に約 1,000 個の油圧バルブコアを必要とする Sunstrand の顧客からの特に困難なプロジェクトに直面しました。

この特定の部品は、プロスペクト氏の机に届くまで、困難な仕事を引き受けることができないいくつかの鋳造所に送られました。 2か月間、機能不全に陥ったコアと格闘した後、彼らはさまざまなタイプの砂、接着剤、コーティング、温度を繰り返し試し、最終的に、従来とは異なる解決策を見つけました。

3D プリント技術は、従来のワークショップが新規注文を受け入れるのを助けます。同社は、2012 年にはすでに、より複雑な部品を受け入れるのに役立つ可能性のある技術投資を特定していました。プロスペクト・ファウンドリー社の冶金エンジニア、グレッグ・コロシモ氏は、エックスワン社の砂印刷技術は素晴らしいと思うが、それほど役に立つとは思わないと述べた。時は進み、2014 年にこの特定の課題が発生したとき、チームは思い切って Exone に電話をかけました。

「コアを印刷できるかどうか尋ねました」とグレッグは説明した。「パターンボックスを作成するときに CAD モデルを使用し、その CAD ファイルをコアユーザーに送って作成してもらいます。素晴らしい結果が得られており、初回実行で 90 パーセント以上の良好な鋳造品ができたと思います。」

3Dプリント砂コア砂型

チームは、独自の機械に投資するのではなく、この作業を ExOne のオンデマンド 3D 印刷サービスに外注し、ヒューストンの施設で S-Max Binder ジェット技術を使用してコアコンポーネントを製造しました。コアのサイズにより、Exone のプロセスは、工業グレードの材料を使用した従来のコアおよび機械加工方法では実現できない設計の自由度を提供し、より経済的なソリューションを提供します。実装以来、Greg 氏は、コアが約 4,000 個の部品に使用されており、Sunstrand は一度に 500 個の部品を注文していると見積もっています。

3D プリントは現在 Prospect 社の事業のごく一部にしか影響を及ぼしていませんが、Greg 氏は、使用事例によっては「鋳造所における 3D プリントのチャンスは非常に大きい」と考えています。たとえば、この特定のバルブコアは、鋳造所が Sunstrand 向けに製造しているものの 1 つに過ぎず、残りのバルブコアはより伝統的な方法で製造されています。しかし、グレッグ氏は、過去にチームが不可能な作業のために特定のコアを拒否しなければならなかったとき、3Dプリントのアイデアを知っていれば、それらのコアはそれほど苦労せずに取り組まれたかもしれないと指摘した。

「これは素晴らしいソリューションだが、鋳造所の重要な部分になることはないだろうと思っていました」とグレッグはコメントしています。「今では、これが鋳造所の業務の大きな部分になり、最終的にはプリンターを複数台、または少なくとも各鋳造所に 1 台ずつ設置するメリットが生まれることが分かっています。現時点では、コストが膨大です。鋳造所のオーナーは、従来のコア製造方法を採用し続けると思います。なぜなら、その方法は長年にわたり実証されているからです。」

鋳造事業は、非常に単純な部品から、追加の機械加工を経て、穴や通路が組み込まれたより複雑なニアネットシェイプ部品の作成へと幅広く進化してきました。グレッグ氏は、将来的にはバルブのような小さくて複雑な部品を 3D プリントされたコアから鋳造し、時間とコストを節約できるようになると示唆しています。「すでに穴や溝のある部品を鋳造できれば、穴を開けたり機械加工したりする必要がなくなり、結果的に多くのコストを節約できます。将来的には、3D プリンティングが鋳造所で重要な役割を果たし、業界を前進させると信じています。」

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