鋳造の基礎知識|製造工程・設備・鋳造方法の違い

更新日 2026/10/04(日)
鋳造
鋳造の基礎知識製造工程・設備・鋳造方法の違い

鋳造とは、溶かした金属を鋳型に入れ、冷やして固める加工法です。砂型鋳造の製造工程をたどりながら、模型や中子の役割、砂型・金型・ロストワックスの違い、溶解炉や造型機などの設備を解説します。

この記事で分かること

  1. 01鋳造の仕組み鋳型と中子が形を作る役割
  2. 02製造工程模型から仕上げ・検査まで
  3. 03鋳造方法型の材料と溶湯の入れ方
  4. 04鋳造設備溶解・造型・注湯・砂落し

鋳造の仕組みと鋳型・中子の役割

鋳造では、作りたい形の空間をもつ鋳型に、溶かした金属を入れます。金属が冷えて固まった後、型から取り出します。溶けた状態の金属を溶湯(ようとう)、鋳造で作った金属製品を鋳物(いもの)と呼びます。

鋳型は鋳物の外側の形を作ります。内部に空洞がある製品では、その空洞を作るために中子(なかご)という型を鋳型の中へ置く方法があります。溶湯は中子の周囲で固まり、中子を取り除いた部分が空洞になります。

鋳型を設計するときは、金属が冷えて収縮する量を見込みます。鋳造後に穴や接合面を削って仕上げる場合は、その部分に削り取るための余分な厚さも設けます。

砂型鋳造の製造工程

砂型鋳造は、砂を固めて作った鋳型を使う方法です。模型の形を砂へ写し、模型を抜いてできた空間へ溶湯を注ぎます。

工程作業内容
模型の準備鋳物の形を作るための木製・金属製などの模型を用意する。収縮や仕上げ加工で削る厚さを模型の寸法へ見込む。
造型・型合わせ模型の周囲に砂を詰めて固め、模型を抜く。必要な中子を納め、上下の鋳型を合わせる。
溶解金属を炉で溶かし、作る鋳物の材質に合わせて成分と温度を調整する。
注湯・冷却鋳型へ溶湯を注ぐ。型の中で金属を固め、取り出せる状態まで冷やす。
型ばらし砂型を壊して鋳物を取り出す。
仕上げ・検査溶湯の通り道などに固まった不要な部分や表面の砂を取り除く。必要な切削加工を行い、寸法や外観などを検査する。

注湯までに、鋳型と溶湯を用意します。注湯温度や冷却時間は、材料、鋳物の大きさ・肉厚、鋳型の種類に応じて設定します。

寸法検査では、図面に示された寸法と公差に基づいて合否を判定します。表面や内部の欠陥を調べる必要がある製品では、検査する欠陥に適した検査方法も選びます。

代表的な鋳造方法の違い

鋳造方法によって、鋳型の材料と溶湯を入れる仕組みが異なります。砂型やロストワックスの鋳型は、製品を取り出すときに壊します。重力金型鋳造、金型を使う低圧鋳造、ダイカストでは、金型を開いて製品を取り出し、その金型を繰り返し使います。

鋳造方法鋳型溶湯を入れる仕組み
砂型鋳造砂を固めた型模型を抜いて作った空間へ、溶湯を注ぐ。
重力金型鋳造金属製の型溶湯を重力で金型内へ流し込む。
低圧鋳造(金型を使う例)金属製の型溶湯を保持する密閉した炉内を加圧し、溶湯を下から金型へ押し上げる。
ダイカスト金属製の型射出機構によって溶湯を金型内へ圧入する。
ロストワックスセラミックスなどの耐火材で作る型ワックス模型を溶かし出して作った空間へ、溶湯を注ぐ。

ロストワックスでは、ワックス模型の周囲を耐火材で覆って鋳型を作ります。その後、ワックスを溶かして除くため、砂型のように固い模型を引き抜く必要がありません。

方法を選ぶときは、使う金属、製品の形状と大きさ、必要な寸法精度、生産数量を確認します。さらに、型を作る費用と、鋳造後に必要な加工・検査を含めて比較します。各方法が適する条件は、鋳造方法の選び方で解説しています。

鋳造工程で使用する設備

砂型鋳造では、金属を溶かす設備、砂型を作る設備、溶湯を注ぐ設備、取り出した鋳物を仕上げる設備を使います。設備の構成は、鋳物の材料や大きさ、砂型の作り方、生産数量によって変わります。

溶解炉で金属を溶かす

溶解炉は、金属を加熱して溶湯にする設備です。誘導炉やるつぼ炉などがあり、扱う金属や必要な溶解量に合わせて選びます。

炉の仕様では、使用できる金属、保持できる溶湯の量、溶解に必要な時間、温度の調整範囲を確認します。作業中は溶湯の成分や温度を測り、作る鋳物に必要な状態へ調整します。

造型設備で砂型を作る

造型機は、模型の周囲へ砂を充填して固め、鋳型を作る装置です。製品の形状や鋳型の寸法、必要な生産速度に対応する機種を選びます。

砂と粘結剤などを混ぜる混練機や、固まった砂型から模型を抜く装置も使われます。砂を固める方式によって必要な設備が異なるため、造型機と砂処理設備を組み合わせて検討します。

取鍋や注湯装置で溶湯を型へ注ぐ

取鍋(とりべ)は、溶湯を受けて運び、鋳型へ注ぐための耐火性をもつ容器です。注湯装置を使う場合は、取鍋の傾きなどを制御して溶湯を注ぎます。

一つの鋳型へ入れる溶湯の量と注ぐ時間に合わせて、取鍋や注湯装置を選びます。鋳物の部分に加え、溶湯の通り道などへ入る量も必要になります。

ショットブラストで表面の砂を落とす

ショットブラストは、粒状の投射材を鋳物に当て、表面に残る砂などを除去する処理です。鋳物の形や大きさ、砂の付着状態に合わせて装置と処理条件を選びます。

アルミニウム鋳物の中子砂を除く方法には、圧縮空気で投射材を吹き付けるエアーブラストがあります。穴や接合面を指定された寸法・表面粗さに仕上げる必要がある場合は、切削などの機械加工を行います。

まとめ

鋳造は、鋳型の中で溶湯を固めて金属製品を作る加工法です。砂型鋳造では、模型を使った型作りから、溶解・注湯、型ばらし、仕上げ・検査へと進みます。

砂型、金型、ロストワックスでは、型の作り方や溶湯の入れ方が異なります。製品に合う鋳造方法を検討するときは、材料や形状、生産数量に加え、鋳造後の加工と検査まで含めて確認しましょう。

鋳造に対応する登録企業を探す

相型MATCHINGでは、鋳造や金型製作に対応する登録企業を探せます。製作したい部品の図面や材料、数量を基に企業を選び、見積りや製作について相談できます。

無料会員登録する

よくある質問

鋳型と金型は同じものですか?

鋳型は、溶湯を入れて鋳物の形を作る型の総称です。砂や耐火材で作るものもあり、鋳造で使う金型は金属製の鋳型を指します。重力金型鋳造やダイカストなどで使われます。

鋳造で使う中子とは何ですか?

鋳物の内部に空洞を作るため、鋳型の中へ置く型です。溶湯を固めた後に中子を取り除くと、その部分が空洞になります。製品の形状によって中子が必要かどうかが変わります。

鋳造した後に切削加工を行うのはなぜですか?

穴や接合面などを、必要な寸法や表面粗さへ仕上げるためです。切削する部分と削る厚さは、鋳物や模型を設計するときに見込みます。

試作や少量生産なら砂型鋳造を選べばよいですか?

材料や形状、必要な精度によって使える方法が変わります。砂型鋳造を候補にする場合も、型を作る費用、必要な個数の鋳造費、仕上げ加工や検査の費用を含めて比較してください。