真空鋳造とは何か、従来の鋳造とどう違うのか？精密プロトタイピングの説明

真空鋳造は、真空状態を利用して、主にプラスチックやゴムから高精度の部品を製造する特殊な製造技術です。従来の鋳造とは異なり、柔軟なシリコン型を使用し、気泡を排除して細部の再現性に優れています。プロトタイプや小ロットには理想的ですが、従来の方法と比べると材料や拡張性に限界があります。

主なポイントを説明する：

1. 真空鋳造のコアプロセス

真空環境:材料（多くの場合、ポリウレタン樹脂）を真空下でシリコン型に流し込み、気泡を取り除くことで、完璧な表面仕上げと寸法精度を確保します。
工程:
1. 3Dモデル制作:CADソフトによる設計
2. マスターパターン製作:3D印刷またはCNC機械加工で作られる。
3. シリコーン金型製作:マスターパターンの周りに液状シリコーンを硬化させる。
4. 材料の注入と脱気:鋳造前に樹脂を混合し、真空下で脱気する。
5. 脱型と仕上げ:硬化した部分を取り出し、研磨する。

2. 従来の鋳造との主な違い

金型材質:従来の鋳造では硬い金属や石膏を使用するのに対し、柔らかいシリコン型を使用するため、複雑な形状が可能です。
材料の互換性:プラスチック/ゴムに最適。従来の鋳造では金属（アルミニウム、鉄など）を扱う。
精度とスピード:真空鋳造は細部に優れているが、大量生産には時間がかかる。
空気の排除:真空は、オープンエアーの従来の方法とは異なり、ポロシティなどの欠陥を最小限に抑える。

3. 真空鋳造の利点

高精度:微細なディテール（テクスチャー、アンダーカットなど）を±0.1mmの公差で再現します。
費用対効果の高いプロトタイピング:小ロットの場合、金属金型より安価。
素材の多様性:エンジニアリングプラスチック（ABS、ナイロン）や透明樹脂をシミュレートする。

4. 制限事項

材料の制限:高温の金属には不向き。従来の鋳造はより幅広い材料に対応。
拡張性:大量生産には時間がかかる。従来の方法（ダイカストなど）の方が早い。
収縮リスク:樹脂は0.5%まで収縮することがあり、厳しい公差に影響する。

5. 補完技術

高温の金属部品には真空ホットプレス機焼結または真空誘導溶解が好ましい。
真空焼鈍と焼戻しは、金属の応力除去など、鋳造後の材料特性を向上させる。

6. アプリケーション

プロトタイピング:自動車/医療分野における機能的プロトタイプ。
少量生産:カスタマイズされた消費財（眼鏡、筐体など）。

真空鋳造は、ラピッドプロトタイピングと伝統的な製造の間のギャップを埋めるもので、ニッチな用途に比類のない精度を提供する一方、規模や材料の範囲におけるトレードオフを認めています。

総括表

側面	真空鋳造	従来の鋳造
型材料	シリコーン（フレキシブル）	金属／プラスター（硬質）
素材適合性	主にプラスチック／ゴム	金属（アルミニウム、鉄など）
精度	公差±0.1mm、細部に優れる	複雑な形状では精度が落ちる
生産速度	低速、小ロット向き	大量生産にはより速く
欠陥コントロール	真空で気泡を除去	オープンエア方式では空隙が生じやすい
コスト	プロトタイプの費用対効果	高い初期金型費用

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