教育JSCASTこのページでは、鋳造シミュレーションに関係する技術的な背景や、基礎知識を紹介しています。思い出されたらご確認ください。(2018年2月14日)遠回りになりますが、広い範囲で鋳造の技術の紹介もしていきます。知恵に学ぶところ、大です。●鋳造の技術史に分けて解説しています。このページは「鋳造の技術史」です。)●「鋳物の技術史(人物編)」も編集中です。熱をよく導き、削ったり、孔をあけるなど、機械で加工しやすい性質を持っています。金や白金は酸化されにくく、いつまでも輝いているので、貴金属と呼ばれています。金属元素は、自由に動き回る、自由電子を持つため、電気を伝えたり、光沢を放つなどの、特徴が出てきます。いう、密度の高い結合をしているのが普通です。金銀銅が、人類が初めて意識して接した金属かもしれません。その中でも、特に金は、川床に輝く、小さい黄金の粒のように比較的純粋な状態で地上近くで発見された自然金で、集めて叩き伸ばして、腕輪などの装飾品が作られました。自然銅や隕鉄を拾い集めて、金と同様、鍛圧成型の過程を経て利用されていましたが、やがて火を使って鉱石を精錬し、鋳型に流し込むようになりました。(鋳造)渓谷の川床に輝く砂金としては、中東の、鉱物資源を埋蔵する山岳地帯をかかえたチグリス・ユーフラテス川にはさまれた肥沃な三日月地帯が有名です。地中海に浮かぶキプロス島は、銅鉱石が豊富で、銅をラテン語でcuprum、英語でcopperと言いますが、キプロス島の名前に由来しているということです。銅鉱石の一種である孔雀石は、化粧の顔料に使われ、エジプトのクレオパトラのアイシャドーにはキプロス産の孔雀石が使われているそうです。銅も精錬で取り出せます。金鉱脈は世界に広く分布しますが、日本では銀のほうが金より主役でした。(銀座)世界の貿易決済でも、メキシコの銀が使われていました。銅の精錬はインディアンもしていたようです。木炭で加熱すると700°C位の温度で、容易に還元できました。銅に少量の錫を混ぜると、銅よりも硬くて有用な合金になることが、B.C.3000年より少し前に発見されたようです。銅の融点は1000°C以上ありますが、錫を混ぜると融点が下がり、700〜900°Cで溶解します。流動性もはるかに良くなりました。鉛を5〜10%加えると粘性が激減し、込み入った鋳型に注ぎやすくなります。中国の初期(商代、B.C.1600〜B.C.1000)では、坩堝(るつぼ)による溶解の記録があります。エジプトでは、ナイル川のほとり、テーベの墳墓から出土した壁画に足踏みふいごで風を送り、鋳型に青銅を流し込んで扉を作る様子が描かれています。(B.C.1500頃)漢の時代(B.C.206〜B.C.220)になると竪炉が使われていたようです。秦の始皇帝の墓で発見されたものを集めた、西安の兵馬俑博物館には、青銅製の馬車が飾られています。(3)フイゴの発明(送風機構)鉱石から金属を溶かし出すためには、高温を保つ必要があります。そのために空気を送風しなければならないのですが、B.C.2000年頃にメソポタミアやエジプトでフイゴに関する記録が残っています。足踏み式のたたらへ発達しました。銅や鉄の溶解が活発で、炉は坩堝型から竪型炉へ。送風は自然通風の利用から始まり、革ふいごから箱ふいごへと進んでいたようです。足踏み式の踏鞴(たたら)が登場しました。この方式で、江戸時代まで続きました。粘土で作った古代の土器炉は、B.C.6世紀には石と粘土で作った製鉄炉になりました。鋳型は、片面の開放鋳型から、密閉鋳型、組合せ鋳型、中子、蝋型と進化しました。8世紀中頃の奈良東大寺の大仏鋳造では、日本初の竪型炉である、こしき炉に関する記録があります。米を蒸す器(甑:こしき)に似ているので、こしき炉と呼びます。シェル型、ガス硬化鋳型などに分類されます。蝋やワックスを使うロストワックス法、発泡ポリスチレンを使う、消失模型鋳型があります。自動車関連鋳物のような、大量生産品については、高速化・自動化が進んでいるため、ランニングコストで優位な生型造型法が有利ですが、小・中ロット生産の分野では、Vプロセスの特徴とメリットが生きてくるということです。砂型は近代に西洋から導入された二つの流れがあります。一つはフランス流の粘土の成分が多い「真土(まね)型」、もう一つは、粘土の少ない釜砂(ホロ砂)を焼き固めたイギリス流の「ホロ砂型」です。真土型は日本で古来から伝わる方法でもあり、細い粒(100〜150メッシュ)の珪砂や山砂が用いられています。800〜900°Cに焼成して使います。粘土の主成分は、SiO2、Al2O3、そしてFe2O3です。奈良時代の記録が残っています。き中子、肉張り中子などがあり製品の大小、肉厚、数量によって、中子の形状や抜け勾配が選択されます。日本の工芸品に使われてきた、伝統的な蝋を使う蝋型には、蜜蝋や松脂が用いられます。溶湯と鋳型表面との直接の接触を避け、焼着を防ぎ、鋳造品の鋳肌を平滑にするために塗型剤が使われます。