精密鋳造におけるシミュレーション技術の現状

Abstract

精密鋳造は溶融した金属をセラミック鋳型に注湯し, 凝固させることでタービンブレードを代表とする中空複雑形状品を製造する技術である. 凝固を制御することで一方向凝固 (Directional Solidification) や単結晶 (Single Crystal) に結晶組織を制御することができるが, 鋳造条件や鋳造方案の影響を受けてさまざまな鋳造欠陥が発生する. この鋳造欠陥を速やかに, かつ効率良く低減することを目的としてシミュレ-ションの適用を図っており, 単純な鋳造欠陥の予測精度は大きく向上している. 一方, 複雑な発生メカニズムをもつ鋳造欠陥についても, 妥当性の高い予測が可能となっており, 従来よりも技術は進歩している. 本稿では, 株式会社IHIキャスティングスにおけるシミュレーションの適用手法や事例について紹介する.

Investment casting is a technique for manufacturing hollow, complex shaped products, such as turbine blades, by pouring molten metal into a ceramic mold and solidifying it. Moreover, crystal structures can be controlled for directional solidification or single crystal by controlling solidification, but various casting defects occur due to the influence of casting conditions and gating design. Simulation is applied for the purpose of promptly and efficiently reducing these defects and prediction accuracy of simple casting defects is greatly improved. Meanwhile, it is becoming possible to reasonably predict casting defects having complex generation mechanisms. This paper introduces a case study of how simulation is applied in our company.