工業(yè)製造の要である鋳造業(yè)界は、長(zhǎng)い間、多くの根深い課題に直面してきた。中でもスクラップ率の高さは「隠れたコスト」であり、原材料の直接的な浪費(fèi)を意味するだけでなく、製品開発サイクルの長(zhǎng)期化、手直しコストの高騰、貴重な市場(chǎng)機(jī)會(huì)の喪失につながる。鋳造品の複雑な構(gòu)造、高い技術(shù)要件によっては、従來のプロセスの歩留まりは劇的に低下する。このジレンマにより、業(yè)界は問題の根本原因に対処する技術(shù)的変化を早急に求めている。このような狀況の中で、伝統(tǒng)的な鋳造業(yè)界にとって獨(dú)自の利點(diǎn)を持つ積層造形（一般に3Dプリンティングとして知られている）は、業(yè)界の変革とアップグレードのための破壊的なホールチェーンデジタルソリューションを提供し、新たな道を提供します。

第1章：ディープ?ダイブ：伝統(tǒng)的鋳造欠陥の根本的課題

1.1 一般的な鋳造欠陥とその深い原因

鋳造欠陥は、高いスクラップ率の直接的な原因である。これらの欠陥は偶発的なものではなく、従來の鋳造工程に內(nèi)在する物理的?工程的な制約によって決まるものである。

まず気泡とともに火口.ポロシティは主に、注湯や凝固の過程で液體金屬中のガス（水素や鋳型のアウトガスなど）が効果的に排出されない、または排出されないことに起因する。液體金屬中に溶解しているガスが冷卻?凝固中に溶解度の低下により放出されると、排出が間に合わなければ鋳物の內(nèi)部や表面に気泡が形成されます。これに関連して、凝固中に金屬が體積収縮する自然現(xiàn)象である?yún)Эsがある。冷卻システムが適切に設(shè)計(jì)されておらず、鋳型の溫度が局所的に高くなったり、十分な補(bǔ)修収縮が行われなかったりすると、引け巣と呼ばれる內(nèi)部の空洞や窪みが形成されます。

次ページサンドウィッチとともに不正解モデル.従來の砂型鋳造では、砂型と砂中子を別々に複數(shù)個(gè)製作した後、組み立てて接合するのが一般的です。この際、砂中子の微小な破斷や不適切な接合により、砂粒子が金屬液に巻き込まれ、砂巻き込み欠陥が発生することがある。また、鋳型のパーティング面や砂中子の位置が正確でないと、鋳物の上下がずれるミスモールドの欠陥につながることもあります。

終わり冷蔵とともにひび.金屬液の流動(dòng)性が悪かったり、注湯溫度が低すぎたり、湯道設(shè)計(jì)が狹かったりすると、2つの金屬流が前縁で完全に合流する前に凝固し、つながりの弱い冷偏析が殘る。また、冷卻凝固の際、鋳物內(nèi)に不均一な応力があると、収縮時(shí)に熱亀裂が発生することがある。

1.2 従來の金型製造の「高コスト」と「低効率」のジレンマ

従來の鋳造工程のもうひとつの核心的な問題點(diǎn)は、金型製造工程にある。伝統(tǒng)的な木製または金屬製の中子箱の製造は、労働集約的で熟練工に依存する工程であり、リードタイムが長(zhǎng)く、多大なコストがかかる。些細(xì)なデザイン変更でも金型を作り直す必要があり、その結(jié)果、高い追加コストと數(shù)週間から數(shù)ヶ月の待ち?xí)r間が発生する。

このような物理的な金型への過度の依存は、鋳物の設(shè)計(jì)の自由度を根本的に制限する。複雑な內(nèi)部ランナーや中空構(gòu)造は、伝統(tǒng)的な鋳型製造プロセスでは一體成形できず、複數(shù)の中子に分解し、複雑な治具と手作業(yè)で組み立てなければならない。 ².このプロセスの制限により、設(shè)計(jì)者は、最適な冷卻ができない穴あけプロセスに対応するために冷卻チャネルを簡(jiǎn)素化するなど、製造性のために部品の性能を妥協(xié)し犠牲にせざるを得なくなる。

要約すると、従來の鋳造の高いスクラップ率は、孤立した技術(shù)的な問題ではなく、そのコアプロセスの産物である。伝統(tǒng)的な「物理的試行錯(cuò)誤」モードは、鋳造工場(chǎng)に欠陥を発見させ、鋳型の修正と再試験の長(zhǎng)いプロセスを経る必要性を生じさせ、これはハイリスクで低効率のサイクルである。3Dプリンティングの革命的価値は、従來の「物理的試行錯(cuò)誤」モードとなる生産プロセス全體を根本的に再構(gòu)築する「鋳型レス」ソリューションを提供することである。3Dプリンティングの革命的な価値は、従來の「物理的な試行錯(cuò)誤」モデルを「デジタルシミュレーションによる検証」モデルに変えることで、生産プロセス全體を根本的に再構(gòu)築する「型なし」ソリューションを提供することであり、その結(jié)果、陳腐化の原因のほとんどを根源から排除することができる。

第2章 3Dプリンティング：技術(shù)からソリューションへの革命的ブレークスルー

2.1 モールドレス生産：陳腐化の根本原因を取り除く

3Dプリンティングの核となる利點(diǎn)は、「金型レス」の製造方法であり、従來の鋳造に特有の金型関連の課題をすべて回避できるため、スクラップ率を根本的に削減できる。

CADから直接砂型へ。 アディティブ?マニュファクチャリングにおけるバインダージェッティングは、これを?qū)g現(xiàn)する鍵となる。これは、3D CADのデジタルモデルに基づいて、工業(yè)用プリントヘッドから粉末（珪砂やセラミック砂など）の薄い層に液體バインダーを正確に噴霧することで機(jī)能します。層ごとに接著することで、デジタルファイルの3Dモデルは、強(qiáng)固な砂型または砂中子の形で構(gòu)築されます。このプロセスにより、物理的な鋳型に頼る必要が完全になくなります。長(zhǎng)時(shí)間の金型設(shè)計(jì)と製造が不要なため、金型製造サイクルを數(shù)週間から數(shù)ヶ月から數(shù)時(shí)間または數(shù)日に短縮することができ、「プリント?オン?デマンド」と設(shè)計(jì)変更への迅速な対応が可能になり、先行投資と試行錯(cuò)誤のコストを大幅に削減することができる。

一體成形と複雑な構(gòu)造 3Dプリンティングのレイヤーごとの製造アプローチは、これまでにない自由な設(shè)計(jì)を可能にする。これにより、エンジン內(nèi)部の蛇行したランナーのように、従來は複數(shù)の部品に分割しなければならなかった複雑な砂中子を、1つの全體に成型することができる。これにより、鋳造工程が簡(jiǎn)素化されるだけでなく、より重要なことは、中子の組み立て、接著、位置合わせの必要性が完全に排除されるため、砂の巻き込み、寸法の狂い、そのような問題に起因する成形不良などの一般的な欠陥が根絶されることです。

2.2 プロセスの最適化：鋳造品質(zhì)を保証するデータ

3Dプリンティングの価値は、「型なし」そのものにとどまらない。物理的な製造が行われる前にデータを検証し、最適化することを可能にし、「修復(fù)」を「予見」に変える。

デジタルシミュレーションとデザイン 3Dプリント前のデジタル設(shè)計(jì)段階で、エンジニアは高度な有限要素解析（FEM）ソフトウェアを使用して、注湯、補(bǔ)集収縮、冷卻プロセスの正確な仮想シミュレーションを行うことができます。これにより、実際の生産前に、気孔、収縮、亀裂につながる潛在的な欠陥を予測(cè)し、修正することが可能になります。例えば、ランナー內(nèi)の液體金屬の流れをシミュレートすることで、注湯システムの設(shè)計(jì)を最適化し、スムーズな充填と効果的なガス抜きを確保することができます。このデジタルな先見性は、最初の試運(yùn)転の成功率を大幅に向上させ、鋳造の歩留まりを源泉で保証します。

優(yōu)れた砂の特性。 3Dプリンターで作られた砂型は、その層ごとの構(gòu)造により、従來のプロセスでは困難だった均一な密度と通気性を達(dá)成することができる。これは鋳造プロセスにとって極めて重要である。均一なガス透過性により、砂型內(nèi)で発生したガスが注湯プロセス中にスムーズに排出され、ガス抜き不良による気孔欠陥が大幅に減少します。

形狀による冷卻。 コンフォーマル冷卻技術(shù)は、鋳造金型の分野における3Dプリンティングのもう一つの革命的な応用である。金屬3Dプリンティングで製造された金型インサートは、鋳物の表面輪郭を正確に模倣するように設(shè)計(jì)できる冷卻ランナーを備えている。これにより、高速で均一な冷卻が実現(xiàn)し、不均一な収縮による変形や収縮が大幅に減少するため、スクラップ率が劇的に低下する。データによると、フォロースルー冷卻を備えた金型は、射出サイクルタイムを最大70%短縮し、同時(shí)に製品品質(zhì)を大幅に向上させることができる。

物理的な試行錯(cuò)誤」から「デジタルな先見性」へ。 3Dプリンティングの中核的な貢獻(xiàn)は、「試行錯(cuò)誤」という従來の鋳造モデルを「先見的な製造」に変えることである。3Dプリンティングは、鋳物工場(chǎng)がコスト効率の高い方法で、デジタル環(huán)境で何度も反復(fù)を行うことを可能にし、これは考え方とビジネスプロセスの根本的な転換である。この「ハイブリッド製造」モデルは、従來の鋳物工場(chǎng)が3Dプリンティングを採(cǎi)用しやすくし、最も効率的な生産を可能にする。例えば、3Dプリンティングは、最も複雑で誤差が生じやすい砂中子を作成するために使用でき、その後、従來の方法で作られた砂型と組み合わせることができるため、「強(qiáng)みの積み重ね」が可能になる。

第3章 SANTIテクノロジー：鋳造業(yè)界を強(qiáng)化するデジタルエンジン

3.1 中核設(shè)備：鋳造革新のための「ハードパワー

3DPTEKは中國(guó)における積層造形分野のパイオニアでありリーダーとして、自社開発のコア設(shè)備で鋳造業(yè)界に強(qiáng)力な「ハードパワー」サポートを提供している。

同社の主力製品ラインは以下の通りである。3DPサンドプリンター技術(shù)におけるリーダーシップを強(qiáng)調(diào)するフラッグシップ?デバイス3DPTEK-J40004000×2000×1000mmという超大型の造型サイズで、世界的に高い競(jìng)爭(zhēng)力を誇っています。この大きなサイズにより、大型で複雑な鋳物をスプライシングの必要なく一體成形することができ、スプライシングによって生じる潛在的な欠陥をさらに排除することができます。同時(shí)に、例えば

3DPTEK-J1600Plusこのような裝置は、±0.3mmの高い精度と効率的な印刷速度を提供し、優(yōu)れた品質(zhì)を確保しながら迅速に生産する。

さらに、SANTIテクノロジーのSLS（選択的レーザー焼結(jié)）裝置などのシリーズがある。レーザーコア-6000この機(jī)械は精密鋳造の分野でも優(yōu)れている。このシリーズの裝置は、特にインベストメント鋳造用のワックス鋳型の製造に適しており、航空宇宙部品や醫(yī)療部品などのハイエンドの精密部品により正確なソリューションを提供します。

サンディ?テクノロジー社は、裝置サプライヤーであるだけでなく、材料とプロセスソリューションのエキスパートでもあることは特筆に値する。同社は、鋳鉄、鋳鋼、アルミニウム、銅、マグネシウム、その他の鋳造合金に適合する20種類以上のバインダーと30種類以上の材料配合を開発してきました。これにより、同社の設(shè)備は幅広い鋳造用途にシームレスに組み込むことができ、顧客に包括的な技術(shù)サポートを提供している。

3.2 オール?リンク?サービス：統(tǒng)合キャスティング?ソリューション

サンディ?テクノロジーの競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)位性は、ハードウェアだけでなく、チェーン全體にわたって提供する統(tǒng)合ソリューションにある。同社は強(qiáng)力な「三位一體」の革新システム-「研究所＋ポスドク?ワークステーション＋研究開発チーム」を持っている。このモデルは、継続的な技術(shù)の反復(fù)と技術(shù)革新の勢(shì)いを保証し、320以上の特許の蓄積は、同社の技術(shù)的リーダーシップの強(qiáng)力な証拠である。

同社は、設(shè)計(jì)、3Dプリントから鋳造、機(jī)械加工、検査まで、「ワンストップ」のターンキー?サービスを提供している。この垂直統(tǒng)合モデルは、顧客のサプライチェーン?マネジメントを大幅に簡(jiǎn)素化し、コミュニケーション?コストとリスクを削減し、鋳物工場(chǎng)が本業(yè)に集中できるようにする。

3.3 古典的事例：データ主導(dǎo)の価値証明

成功事例は、潛在顧客を納得させる最も説得力のあるツールである。サンディ?テクノロジーは、一連の実際のプロジェクトを通じて、3Dプリンティング技術(shù)がもたらす重要なビジネス価値を定量化した。

には自動(dòng)車用水冷モーターハウジング一例として、このケースは、3DP砂型鋳造プロセスが「大型、薄肉、複雑な螺旋狀の冷卻溝」という一體成形の問題をいかに解決するかを完璧に示している。 ²¹.新エネルギー車の分野でこの技術(shù)が成功裏に適用されたことで、高性能で複雑な構(gòu)造の鋳物の生産において、その大きな利點(diǎn)が証明された。

一方工業(yè)用ポンプ本體SANDIの場(chǎng)合、SANDIは「3DP外型＋SLS內(nèi)型」のハイブリッド製造モデルを採(cǎi)用した。この補(bǔ)完戦略は生産サイクルを80%短縮し、同時(shí)に鋳物の寸法精度をCT7レベルまで向上させ、ハイブリッド製造モードの強(qiáng)力な効果を完璧に証明した。

Xinxin鋳物工場(chǎng)との合弁プロジェクトは、最も強(qiáng)力なビジネス論を提供する。3Dプリンティング技術(shù)を?qū)毪工毪长趣?、この鋳物工?chǎng)は1,351 TP3Tの売上高の増加、利益率の倍増、リードタイムの半減、301 TP3Tのコスト削減を達(dá)成した。この一連の定量的數(shù)値は、鋳物産業(yè)における3Dプリンティング技術(shù)の投資収益率について反論の余地のない証拠を示している。

下の表は、3Dプリンティングが鋳造業(yè)界のペインポイントにどのように対処できるかを、技術(shù)レベルとビジネス価値の両面から視覚化したものです：

第4章 未來への展望：鋳造産業(yè)におけるデジタル化と持続可能性

3Dプリンティング技術(shù)は、鋳造業(yè)界を従來の「製造業(yè)」から「スマート製造業(yè)」への根本的な変革へと導(dǎo)いている。関連レポートによると、中國(guó)の積層造形産業(yè)の規(guī)模は高成長(zhǎng)を続けており、2022年には320億人民元を超えるという。このデータは、デジタルトランスフォーメーションが不可逆的な業(yè)界トレンドになっていることを明確に示している。

將來、3Dプリンティングは人工知能（AI）、IoT、その他のテクノロジーと深く統(tǒng)合され、生産ラインの完全自動(dòng)化とインテリジェントな管理を?qū)g現(xiàn)するだろう。鋳物工場(chǎng)は、AIアルゴリズムを使って鋳造パラメーターを最適化し、IoTセンサーを使って生産工程をリアルタイムで監(jiān)視することで、歩留まり率と生産効率をさらに向上させることができる。

さらに、複雑な軽量設(shè)計(jì)を?qū)g現(xiàn)する3Dプリンティングの獨(dú)自の利點(diǎn)は、自動(dòng)車、航空宇宙、その他の川下産業(yè)が製品性能を向上させ、エネルギー消費(fèi)を削減するのに役立ち、これは世界的な持続可能な開発に完璧に適合します。3Dプリンティングのオンデマンド生産モデルと高い材料利用率（90%以上の未融著粉末はリサイクル可能）も廃棄物の発生を大幅に削減し、鋳造業(yè)界に以下をもたらします。鋳造業(yè)界に環(huán)境に優(yōu)しい発展の道をもたらす。

結(jié)語(yǔ) 3Dプリンティングは鋳造の終わりではなく、その革新者である。3Dプリンティングは、「モールドレス」と「デジタル」という2つの核となる利點(diǎn)を通じて、従來の鋳造業(yè)界にかつてない柔軟性、効率性、品質(zhì)保証を與える。これにより鋳物工場(chǎng)は、高いスクラップ率から脫卻し、より高い効率性、競(jìng)爭(zhēng)力、革新性を備えた新時(shí)代を迎えることができる。競(jìng)爭(zhēng)の激しい市場(chǎng)で抜きん出ようとする鋳物工場(chǎng)にとって、SanDi Technologyに代表される3Dプリンティング技術(shù)の採(cǎi)用は、もはやオプションの選択肢ではなく、未來への必要な道なのです。