粗く大きく安いか、細かく小さく精密か。工法が部品を決めます。

鋳造が切削に勝るのは四つの場合です。形が入り組んでいるとき——内部の通路、中空の形、細かな造作。数が出て型代を多くの部品に割り振れるとき。一個あたりの費用が決め手のとき——削り出しより鋳造のほうが安いことが多い。そして材料がそれを求めるとき——鋳物のほうが扱いやすい合金もあります。切削との分かれ目は、精密鋳造で100個から500個、砂型で50個から200個が目安。一品物や精度の要る部品なら、たいてい切削のほうが良いでしょう。

はい、ごく一般的です。ほぼ最終形まで鋳ておけば、削り出しに比べて切削の手間が八割から九割減ります。標準の流れはこうです。おおよその形に鋳る→軸受穴、合わせ面、フランジ、めねじといった勘所を切削する→仕上げる。鋳造の形の自由と、切削の精度を併せ持つわけです。500個を超えるあたりから採算が合います。

砂型の鋳肌はRa 6から25µmで、粗い肌理がはっきり見えます。見た目のために塗装や被覆を施し、必要なところだけ削るのがふつうです。精密鋳造の鋳肌はRa 1.6から3.2µmとずっと滑らかで、合わせ面でなければそのまま使えることも多い。鋳肌以上の見栄えを求めるなら、削るか研ぐしかありません。

砂型の公差は±0.8から±2パーセントが標準。100mmの寸法なら0.8から2mmです。鋳放しで±0.1mmは望めませんから、精度の要る部位は削らねばなりません。精密鋳造なら±0.3から0.5パーセント、100mmで0.3から0.5mm。もっと詰めることもできますが費用は上がります。精度の要る部位は鋳造後の切削に回すと決めておくこと。鋳てから削る——これが現実的な道です。

砂型ならほとんどどんな金属でも注げます。ねずみ鋳鉄が定番、ほかに球状黒鉛鋳鉄、鋼、青銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム。鉄系合金は何でも、非鉄も多くが使えます。精密鋳造では炭素鋼、17-4 PHや316L、二相系といったステンレス、インコネルやハステロイなどの超合金、アルミニウム、青銅がよく使われます。一部の特殊合金は凝固収縮の具合ゆえに精密鋳造しにくく、鋳鉄もこの工法ではあまり見かけません。

砂型の試作なら、3D印刷した砂型を使えば木型が要らず、最初の部品が1週から2週で出ます。精密鋳造の試作なら、3D印刷したろう模型——SLA樹脂の模型でも十分焼き飛びます——で2週から3週。どちらも、恒久的な型に踏み切る前に鋳造設計を検証するための道です。どちらの工法についても、協力鋳造所を通じて試作鋳物を手配します。