ミネラルキャスト（人工グラナイト）

基本形状の構造

鋳型は、木、スチール、アルミニウム、PVC、シリコン、ポリアミド、またはそれらを組み合わせた材料で作成します。材料の選択の主な基準は、以下のとおりです。

• 鋳型で生産する鋳造部品の推定個数
• ミネラルキャスト部品に求められる精度と表面品質
• サイズ、重量
• 鋳造における変更計画
• コストと時間

鋳型の設計、鋳型の計算、鋳型の作成は、すべて部品の仕上がりに直結します。形状的な精度、静的、動的な剛性を確保するには、鋳型の設計基準を考慮する必要があります。

• 精度を確保するには、鋳型の主な機能表面の設計が非常に重要です。
• 鋳型は、ほとんど板で作成します。基本的な形状は単純な要素で構成します。

機械部品の統合

ねじ山付きのインサート、輸送用アンカー、ケーブルおよび被覆、中空セルは、コールドキャスト工程と同様、ミネラルキャスト部品に直接組み込んで成型します。

後の工程を順調に進めるには、すべての機械部品を各位置にしっかりと固定し、後から変更しないようにする必要があります。鋳造中には、かなりの揚力がかかるため、固定が緩いと位置が変わる場合があります。部品の設計時、そして鋳型作成時にはさらに重要となりますが、このインサートが材料の流れや鋳型の通気性を妨げないよう注意してください。

ねじ山付きの穴が端部に近すぎる場合、あるいはミネラルキャスト部品に合わせ穴付きの穴パターンがある場合は、専用の部品を埋め込みます。このような専用部品（型、プレート）は、六角ねじでミネラルキャスト部品に固定します。

動作表面

精度の項で説明したように、良好な鋳型では、最大精度+/- 0.1 mm/mを達成できます。しかし多くの部品は、他の部品に対応する面を持ち、当然ながら、高い精度を要求します。例えば、リニアガイドを取り付けるには、滑動面や取り付け面が必要です。したがって、指定の許容差を達成するには、これらの機能表面を統合することが欠かせません。現在、シュネーベルガーは、必要な表面を製作するため、主に以下の4つの工程を使用しています。

• ミネラルキャスト部品の機械加工 - ミネラルキャストを多めに注ぎ、ミル加工や研磨によって正しいサイズまで加工します。
• 埋め込み部品の機械加工 - スチール板や鋳鉄板などの金属部品をミネラルキャストに埋め込み、固まってから機械加工します。
• 反復 - 約2mm小さめにミネラルキャストを鋳込みます。鋳型を外した後、2回目の鋳造で、非常に粒子の細かい材料を使い、正確なセット治具で成型します。
• 金属部品の後キャスティング - この工程では、鋳型を外した後、位置決めゲージを使用し、高精度の部品を正確に埋め込みます。

FEM分析

FEM(有限要素法）では、部品の形状と機械設計の各種特性を計算することができます。標準的には、機械のベースや部品の変形を計算し、その結果から最適な形状を導きます。また最近では、温度力学や振動応答を非常に正確に判断することもできます。

実用的な例としては、溶接設計や鋳造設計より優れたミネラルキャストの吸収特性により、織機（Cetex社）部品のたわみを軽減したこと、熱挙動の最適化（シュネーベルガー社）により、回転旋盤（Boehringer Werkzeugmaschinen社）の再生効果を軽減したことなどがあります。

輸送と設置

輸送

ミネラルキャスト部品は、輸送中、しっかりと固定する必要があります。輸送には、クレーン、フォークリフトトラック、トラックを使用します。適切なアンカーやレールも準備します。

設置

基本的に、ミネラルキャストラックの設置にも、スチールやねずみ鋳鉄製のベースと同様の規則が当てはまります。大型機械の場合は特に、専用の土台が非常に重要です。エンジンの土台が機械の総質量の70～90%を占める標準的な構造においては、土台が全体の高いねじり剛性と高い慣性質量を保証し、機械の滑らかな動作を通じて必要な精度を達成するからです。

これに伴い、機械の土台の寸法設計も重要となります。特に、極めて重い部品を使う場合、それに伴って大きな力や急激な衝撃荷重がかかる場合は、機械の部分的なへこみが不可避であり、作業スペース全体において現代の標準的な形状精度が得られなくなるためです。この規則の例外となるのは、3点接地の機械です。この場合、精度は土台に依存しません。

特定のプロジェクトに調整された素材

シュネーベルガーのミネラルキャスティング設備の専門家は、特定のプロジェクト/お客様の各種用途に調整された様々な構成を開発します。これにより、当社のお客様は技術的利点と手ごろな価格の最適な組み合わせを実現できます。

ミネラルキャスティングとその適用分野

いくつかの適用例で示すように、シュネーベルガーミネラルキャスティング技術の分野や製品は極めて多様です。

当社の存在: 当社の独自のオンサイト生産工場はヨーロッパおよびアジアの市場にあり、当社の存在は営業担当者を通してあらゆる工業国に知られています。 

分野: ミネラルキャスティングが顧客に類稀なる利点を提供する適用分野は、ますます増えています。当社が活躍している最も重要な分野は以下のとおりです。

• マシンツール産業
• ピックアンドプレース
• パッケージ産業
• レーザー産業
• エレクトロニクス産業
• 光学産業
• 医療技術
• 食品産業
• フラットパネル（検査システム）

製品: 当社の製品はあらゆるサイズで提供されます。さまざまな分野のすばらしい適用例のいくつかをご紹介します。

キャストから。

シュネーベルガーのミネラルキャスティングは、光学産業でのこの例に示されるように、他では見られない特徴をご提供します。

光学部品と光学面（工業光学または眼鏡のレンズ）を扱う企業にとって、最終品質、精度、生産性において妥協は許されません。つまり、消費者はこれを重視しているということです。光学産業で機械エンジニアが勝ち抜くための能力もこれにかかっています。 効率の良い機械を使用すれば、再生可能な品質で 1 時間に 100 を超える眼鏡レンズを仕上げることができます。最高レベルの精度を保ちながら高度な機械動力と必要な製品幾何を達成するために、機械エンジニアには欠点のない振動減衰性と熱安定性を持つ機械台が必要です。これはミネラルキャスティングでのみ実現可能です。 これにより、高品質の産業光学だけでなく、フィリグリー眼鏡光学により、当社は製品機器メーカーにとって欠かせないパートナーとなっています。 シュネーベルガーは、ミネラルとエポキシ樹脂からなる、低温キャスティングプロセスでのミネラルキャスティングを生成します。特別に培われてきた仕上げ技術により、用途がガイドのためであるか、または測定器具や駆動機構などの精度に関連する追加要素であるかに関わらず、表面を支えるための極めて高レベルの均等性と平行性を実現することができます。 シュネーベルガーは、ミネラルキャスティングとリニアベアリングの両方を生成するため、ガイドを支える表面を、個々のガイドに可能な限り効率的に合わせることができます。さらに、特定の用途に応じて調整することもできます。これは、最高レベルの効率性を持つ最適な総合的技術ソリューションとなる、リニア動作の極めて直線的で平行でスムーズで安定したサイクルを提供します。

適用例

沿革

ミネラルキャスティングと製品の幾何学

ミネラルキャストの大きなメリットは、非常に複雑な形状の構造/ベースを生産でき、後から加工を加えなくて済むことです。これには、短期間に償却できる正確な工具（鋳型）が必要です。ねじ山付きインサート、取り付けプレート、スピンドル取り付け具などは、プレキャストの埋め込み部品として鋳型の設計段階から準備されているため、複雑でコストのかかる仕上げや機械加工は必要ありません。これは、現代において重視される納期の短縮を意味します。

ボンディング剤

マトリックスとも呼ばれるボンディング剤は、樹脂と硬化剤で構成され、総重量の6～8%を占めます。メタクリル樹脂ではなく、エポキシ樹脂が使用され、ポリエステル樹脂の場合は収縮（体積の縮み）が小さく、加工時間が短縮されます。ボンディング剤は、注入されると充填材を潤滑させる役割を果たし、流動特性を高めます。充填材とボンディング剤の間に化学反応はありません。エポキシ樹脂をボンディング剤として含む埋め込み部品は、80度以上の動作温度には適しません。

エポキシ樹脂の利点

• 低粘度で優れた流動特性
• 充填材が十分に潤滑される
• ゲル時間が長い
• 沈殿による硬化が遅く、発熱が少ない
• 機械特性が良好（引張り、圧縮、曲げ、弾性係数、熱膨張）
• 腐食性液体に対する耐性など、化学特性が良好
• 長期的性質が良好
• エポキシ樹脂は食品産業で認定済み

   

充填材として石英岩

凝集剤とも呼ばれる充填材は、重量の約92～94%を占めます。シュネーベルガーでは、さまざまな粒子サイズの天然ケイ石を使用します。ミネラルキャストの特性は、主に充填材の特性によって決まるため、充填材の密度、引張り強度、圧縮強度、弾性係数、熱膨張係数、熱伝導率については所定の条件があります。

充填材の一部として、ミネラル以外の添加物を加えることもあります（ガラス玉など）。

シュネーベルガーでは、純度が高く、機械特性に優れたケイ石のペブルを使用します。