ダイレクトインベストメント鋳造は、幅広い種類の金属で大小のパーツを製造する時によく用いられる金型製造法の一つで、ワックスを使用する場合にはロストワックス鋳造とも呼ばれています。5千年以上前に生まれた鋳造という技術は、金属部品を製造する最も容易な方法として知られ、製作者に幅広い種類の材料を使って製作する自由を与えています。

インベストメント鋳造では、手で彫るか、3Dプリントしたマスター（原型）から空洞のある鋳型を製作します。マスターは、耐火性鋳造材料（またはインベストメント）に浸し、それが乾いた後、固形化します。ワックスで作ったパターンまたは3Dプリントしたパターンは焼成工程で燃え尽き、パターンのデザインを逆にした陰型が残ります。その鋳型の空洞部分に溶融金属を流し込んで固めることで、金属部品が完成します。

鋳造用のレジンを選択する際は、各材料の鋳造特性を考慮する必要があります。小型のパーツや線条細工については、Castable Waxレジンをご使用ください。中程度から重量のあるジュエリーや小型のエンジニアリング用部品には、True Castレジンをお使いください。より大きなインベストメント鋳造には、Clear Castレジンをご使用ください。

スプルーイングや鋳造の前に3Dプリントされたパーツを十分に洗浄して乾燥させ、焼成プロセス中はお使いのインベストメントの製造元の指示に従ってください。

パーツを完全に乾かせたら、パーツにスプルーを設けます。ロストワックス鋳造法と同じように、パーツにワックススプルーやゲートをプリントに付け加えてください。プリントしたパーツにスプルーを設けるのが難しい場合は、エポキシ樹脂またはスーパーグルーを使って、そのパーツをワックススプルーに接着します。

メインのスプルーや大きなフィード部分には、ワックススプルーを使用します。メインのスプルーからモデルの微細なディテールまでを結ぶフィード用スプルーをモデルの一部として設計し、プリントします。

理想的なスプルーの位置はパーツの形状によって変わります。ツリーの底には厚みのあるパーツ、ツリーの一番上には薄いパーツを置くようにします。

3Dプリントのパーツをツリーに置く時、ワックスで鋳造したピースよりも間隔を広くしてください。パーツ間のギャップに埋めるインベストメントの量が多ければ多いほど、熱膨張に対する抵抗力が高まります。

Formlabsでは、Castable Wax 40 ResinまたはCastable Wax Resinを使ってジュエリー用のインベストメント鋳造をする時のインベストメント素材としてはCertus Prestige Optimaを推奨しています。Castable Wax 40レジンの方が、インベストメント材料として選択できるオプションは多いです。鋳造が難しそうな複雑なデザインの場合は、Nobilium Microfireなど、よりリン酸結合が強いインベストメント材料にアップグレードすることをご検討ください。代替のインベストメント材料をご使用される場合は、製造元が推奨する焼成条件を鋳造計画に採り入れるようにしてください。

インベストメントの混合や鋳型を準備するためのワークフローは、使用するフラスコの大きさによって異なります。インベストメントの製造元の指示に従い、必要に応じて焼成スケジュールを調整してください。

ステップ5：フラスコを2～6時間放置する

フラスコからゴム製スプルーベースを慎重に取り外し、振動のない環境で2～6時間放置します。インベストメントの製造元による安全に関する推奨事項に従ってください。Formlabsでは、防塵マスクや呼吸器の着用を推奨しています。

お使いの設備、セットアップや素材に最も適した焼成スケジュールを組めるよう、ここで概説したプロセスを調整してください。

• Castable Wax：ジュエリーパターンの焼成プロセス
• Castable Wax 40レジンの焼成プロセス
• True Castレジンで造形したパーツには、特殊な焼成スケジュールは必要ありません。ご希望のインベストメント材料で一般的な鋳造を行う場合の推奨プロセスに従ってください。造形品は保存が可能で、プリント後6ヶ月間は収縮することなく鋳造できます。

* 短時間焼成スケジュールは、Castable WaxレジンとCastable Wax 40レジンで検証済みです。Castable Resinを使用する場合は、標準焼成スケジュールを採用します。

ガス移行を完全に有効にするには、通気を追加するか、積極的に換気するか、可能な時に鋳型を吹き飛ばすことで、空気の流れが最大になるようにします。インベストメントの熱膨張が、3Dでプリントされた素材の熱膨張に適しているのが理想的です。主にワックスベースの鋳造プロセスから移行するには、それに応じてプロセスを調整して鋳物を成功させください。

鋳型を炉と鋳物から取り出します。遠心鋳造または真空鋳造プロセスにすることができれば、鋳型の充填をより早く完了させることができます。Neutec J2R（米国）およびIndutherm MCシリーズ（EU）などの遠心鋳造機または真空鋳造機は、使用が簡単で、高度にコントロール可能です。

フラスコを急冷して剥がし、鋳造したパーツの後処理を行ってください。

Formlabsでは、Castable Wax 40 ResinとCastable Wax Resinでプリントしたパターンが金銀銅を使って鋳造可能であることを実証するための試験を実施しています。金属の互換性はインベストメントの特性を真っ先に見極めなくてはならない重要な要素です。使用する金属によって、インベストメントに対する温度耐性が異なります。

Formlabsのダイレクト鋳造レジンは、完全な焼成のために少なくとも732℃への過熱が必要です。特定のインベストメントとレジンの適合性が不明な場合は、メーカーにお尋ねください。

ジュエリーの3Dプリント、設計や鋳造に関する、より詳細な情報を入手したい場合は、Formlabsが提供するジュエリー用の各種リソースをご参照ください。

• ジュエリー用3Dプリントパターンの鋳造についての概要 [[英語]] [[ドイツ語]] [[スペイン語]] [[フランス語]] [[イタリア語]] [[日本語]] [[中国語]]
• Basic Design Parameters, Supports, and Orientation（ジュエリーの3Dプリント：基本的な設計パラメータ、サポート材と方向づけ）[[英語]] [[ドイツ語]] [[フランス語]] [[イタリア語]]
• Dental Casting and Pressing from 3D Printed Patterns （3Dプリントした歯科医療用パターンの鋳造とプレス）[[英語]] [[ドイツ語]] [[スペイン語]] [[フランス語]]
• Castable Wax Resin: Jewelry Pattern Burnout Process（Castable Waxレジン：ジュエリーパターンの焼成プロセス）[[英語]] [[ドイツ語]] [[スペイン語]] [[フランス語]] [[イタリア語]]
• Castable Resin: Jewelry Pattern Burnout Process（Castableレジン：ジュエリーパターンの焼成プロセス）[[英語]] [[ドイツ語]] [[スペイン語]] [[フランス語]] [[イタリア語]]
• Formlabsレジンの安全データシート（SDS）
• Formlabsレジンのテクニカルデータシート（TDS）

Formlabsは、Lars Sögaard Nielsen氏ならびにKEA（コペンハーゲン造形技術大学）の研究チームに対し、同チームの鋳造プロセスの文書化を許可していただいたことに深く感謝いたします。

謝意

Formlabsは、Lars Sögaard Nielsen氏ならびにKEA（コペンハーゲン造形技術大学）の研究チームに対し、同チームの鋳造プロセスの文書化を許可していただいたことに深く感謝いたします。