この記事をまとめると
■クルマの金属パーツを生産する際、その多くは「鋳鉄鋳造」と「アルミ合金鋳造」が使われる
■溶けた金属を鋳型に流し込んで作る鋳造だが、その鋳型には砂型と金型のふたつがある
■砂型と聞くと原始的なイメージを感じるが、実際にはメリットもかなり多い
自由度と汎用性が高くて低コストな砂型
金属製品を生産する製法のひとつとして「鋳造」という言葉を耳にしたことがあるだろう。「鋳る」とは、溶かした金属を鋳型に注ぎ入れることを意味し、鋳型で器物を製造することから鋳造と名付けられたものだ。
鋳型に溶かした金属を流し込んでいるところ画像はこちら
この鋳造には、使う素材に応じて「鋳鉄鋳造」「アルミ合金鋳造」「銅合金鋳造」などいくつかのタイプがあり、このうち「鋳鉄鋳造」と「アルミ合金鋳造」が自動車の生産に関係する製法となっている。
ところで鋳造は、溶けた金属を鋳型に流し込んで作る製法であることは最初のところで触れたとおりだが、鋳型には「砂型」と「金型」の2種類がある。鋳型の名称から、どんな型なのか大よその見当は付きそうだが、製造の特徴に応じてこのふたつの鋳型は使い分けられている。
鋳造は、製作する物と同じ形状、サイズの原型（オス型）を作製。このオス型から反転させた形状のメス型を作り、ここに溶けた金属を流し込んで製品を作るというのが鋳造品の製作過程である。
この製品を形作る鋳型（メス型）に砂型と金型の2種類があるわけだが、「砂」という言葉を聞いて、なぜそんなに原始的なものを、と不信に思う人がいるかもしれない。しかし、この砂型、考えてみると成形の自由度が高く、また鋳型としては非常に都合がよいことに気付かされる。
砂型で作られた鋳型画像はこちら
砂型に細かな粒子の砂を使えば、製品化する物（原型）の形状を忠実にメス型（鋳型）に移し取ることができるからだ。この鋳型は、上下に2分割され、砂に粘結剤を混入することで原型から移し取った形が崩れないようにし、そこへ溶けた金属を流し込んで製品を作ることになる。この砂型のメリットは、流し込んだ金属が冷却され、個体となったところで壊せば、簡単に製品を取り出すことができる点にある。しかも、鋳型として使った砂は、何度も繰り返して使用が可能なため、コストを抑えることができる利点を持つ。
ほかにも砂型のメリットは、溶融金属に対して焼き付かないこと、適当な熱伝導性があること、型ばらしの段階で良好な崩壊性を持つことなど実用性に優れる鋳型素材で、シリンダーブロック、シリンダーヘッド、トランスミッションケースなど、大型で精度の必要な鋳造部品を効率的に作り出せる点にある。
砂型で作られた鋳型から金属製品を取り出しているところ画像はこちら
考えてもみれば、この鋳造方法は古来より存在し、梵鐘（お寺の鐘）や仏像（大きなものでは奈良の大仏がよく知られている）などもこの方法で作られ、人間にとっては馴染み深い製法として今日まで伝わっている。
ちなみに、鋳造以外の金属製品を作り出す方法としては、鍛造がよく知られている。分かりやすいのは、真っ赤に熱した鋼を金槌で叩いて成形していく日本刀の製法だろうか。金属を溶かして型に流し込むのではなく、素材に圧力をかけて成形する方法で、組織が緻密となり、鋳巣（空洞）ができにくく、引っ張り強度や硬さに優れた素材となる。
刃物を金槌でたたいて整形しているところ画像はこちら
また、アルミホイールなどの製作で、溶湯鍛造と呼ばれる手法がある。アルミホイールが鍛造製法で作りにくいことはおわかりいただけると思うが、鋳型に流し込んで製作する通常の鋳造製法とは異なり、型に流し込んでから圧力をかけ、素材の強度、硬度を上げる製法である。溶かした金属に圧力をかけて成形することから溶湯鍛造と呼ばれているが、加圧鋳造と言い換えてもよいかもしれない。
砂という原始的な素材を使って鋳造を行う砂型鋳造だが、成形の自由度、汎用性の高さ、低コスト性などを考慮すると、やはり金属加工の王道を行く製法と言ってよいだろう。
