「内側に突起がある形状、作れますか?」アンダーカットの壁を壊す、ステンレス鋳物の設計自由度とは

複雑形状の一体化

■お客様からいただいた「リアルなご相談」
先日、ある産業機器メーカーの設計開発担当者様と打ち合わせをしていた際、このようなご質問をいただきました。

「アンダーカットとかも鋳物でできたりするんですか?」
「内側に突起があるようなものとかって作れたりするんですか?」

削り加工や通常の型成形を経験されてきた方ほど、「金型から抜けない」「刃物が届かない」という制約が頭をよぎり、思わず確認したくなるポイントではないでしょうか。

結論から申し上げますと、「はい、もちろん可能です!」

■なぜ「アンダーカット」は設計・調達を悩ませるのか?
多くの機械部品や配管部品において、内部の突起や部分的な壁などは、流路の制御、固定・位置決め、ラッチ機構など、製品の性能を高めるために「本来は付けたい形状」であることが多々あります。

しかし、一般的な金型成形(鋳造やプレス)では「型から抜けない」ため成形が困難です。また、切削加工で削り出そうとすれば、
・特殊な刃具や多軸加工機が必要になり、加工時間が跳ね上がる
・刃物が届かないため、そもそも物理的に一体加工ができない

といった壁にぶつかります。

その結果、多くの現場では「部品を2〜3分割して製作し、後からボルト留めや溶接で接合する」という設計を余儀なくされています。

しかし、分割構造には多くのリスクとコストが潜んでいます。

  1. 部品点数・管理工数の増加: 複数の図面発行、発注、員数管理の手間。
  2. 溶接・組立工数の負担: 熟練工による溶接や仕上げ研磨の手間、歪みの修正。
     上下の部品を合わせた時のズレの調整。
  3. 品質・衛生面のリスク: 溶接ビード部からのクラック、隙間に溜まる汚れや菌の繁
     殖、腐食。特に食品機械や厨房機器では、ボルト脱落による異物混入や隙間の洗浄
     性(HACCP対応)が深刻な課題となります。

「本当は一体で作りたいのに、作れないから分割している」――これが設計・調達現場共通の悩みです。

■一般的な解決アプローチとその限界
この課題に対し、一般的には以下の対策が取られます。

・精密マシニング加工: 5軸加工機などを駆使して削り出す方法。自由度は上がりま 
 すが、材料の削り代が多くなり材料費・加工チャージともに高騰します。量産品に
 はコストが見合いません。
・金属3Dプリンター: 形状自由度は圧倒的ですが、ステンレス材での量産となると単
 価が非常に高くなります。

「自由な形状」と「現実的な量産コスト」を両立させるのは、決して容易ではありません。

■モリチュウならではの解決策:置中子(置きごま)を駆使した
「ステンレスロストワックス精密鋳造」

このジレンマを鮮やかに解決するのが、モリチュウの「ステンレスロストワックス鋳造」です。

ロストワックス製法は、ワックス(ロウ)で模型を作り、その周囲をセラミックシェルで固めてからロウを溶かし出し、できた空洞に金属を流し込む技術です。

金型成形時に抜け勾配が取れない「内側の突起」や「袋状のアンダーカット」であっても、

  1. 置中子(スライド金型や可動コア)を用いたワックス成形
  2. 水溶性コア・セラミックコアの活用
  3. ワックス模型同士の精密接合

といった柔軟なアプローチを組み合わせることで、金型から抜けないはずの複雑な内部空間・アンダーカット形状を、継ぎ目のない「完全な1パーツ」として一体成形できます。

さらに、モリチュウの85年を超える鋳物づくりの知見で「この内側突起なら、金型構造を工夫すれば鋳造可能です」「このRを少し調整すれば、うまく抜けるかも」といった、形状・用途に応じた最適なVE/VA提案を行うことができます。

■ 諦めていたその形状、モリチュウに一度ぶつけてみませんか?
「加工が難しそうだから、仕方なく分割構造にしている」
「内側に爪や流路を設けたいが、金型から抜けないと諦めていた」

もし心当たりのある図面や構想図がございましたら、一度見直してみる絶好の機会ではないでしょうか。

3Dデータ(CADデータ)やポンチ絵の段階でも構いません。
「こんなアンダーカット形状、一体でできる?」という疑問に、専任の技術スタッフが分かりやすくお答えいたします。

皆様からのご相談・お問い合わせを心よりお待ちしております。

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-追伸-
モリチュウでは、お客様の幅広いニーズに合わせて、適切な素材や製造方法のご提案をしています。
製造面、調達面、開発面での課題についてモヤモヤしていることがあれば、是非お問い合わせください。お待ちしています!