『ロストワックス』ロストワックス製法

どれすsilver925

ロストワックスとは、ロウを利用した消失型鋳造法の一種である。

どれすsilver925

概要
ロウで製品と同じ形状を作り、周りを鋳砂で覆い固め、ロウを溶かしてからできた空洞に金属を流し込むと鋳物ができる。

抜き勾配やアンダーカットを考慮する必要が無い等の特徴を有する。

あらかじめ収縮率を考慮して原型を作れば複雑な形状のものを一体化して鋳造する事が出来る為、機械加工の工程を減らす事が出来る為、コストダウンできる。

どれすsilver925

歴史
古くは仏像の鋳造に用いられていた。産業革命以後、複雑な形状の鋳造品の需要が高まり、生産量が増えた。

どれすsilver925

工程
1.最初に蝋で原型を作り、型の素材となるシリカ(※?)、水ガラス(※?)等を重ねる。
2.型の内部の蝋を熱で融かして取り除く
3.できた空洞に溶融金属を流し込む
4.型を取り除く

どれすsilver925

用途
複雑な形状の物に適している。

美術工芸品
ゴルフクラブ
タービンブレード
鉄道模型のパーツ 等

シルバーアクセサリーによく使われる製法です!

どれすsilver925

補足
※?シリカ

二酸化ケイ素(にさんかけいそ、SiO2)はケイ素の酸化物で、地殻を形成する物質のひとつとして重要である。シリカ(silica)、無水ケイ酸とも呼ばれる。圧力、温度の条件により、多様な結晶相(結晶多形)が存在する。

性質
結晶は共有結合結晶であり、ケイ素原子を中心とする正四面体構造が酸素原子を介して無数に連なる構造をしている。

二酸化ケイ素の結晶多形の中で代表的なものとして、石英quartz、水晶)、鱗珪石(tridymite、トリディマイト)、クリストバライト(cristobalite)、コーサイト(coesite)、 スティショバイト(stishovite)、衝撃石英などがある。

温度と圧力を変化させた場合のシリカ鉱物(SiO2)の安定関係が次第に明らかになってきた。常温常圧下ではα石英が安定だが、573度でβ石英に転移する。さらに温度を上げると、870度でトリディマイト、さらにクリストバライトとなり、融解に到る。温度ではなく圧力を上げていくと、500度から800度の場合は、3.5GPaでコーサイト(1953年に合成)に、10GPaでスティショバイト(1961年に合成)に転移することが分かった。

ケイ素原子は非常な高圧下では6個の酸素原子が配位した八面体構造をとることもある。1961年にソ連のS.M.StishovとS.V.Popovaが1200℃、160kbarという条件下で人工的な合成に成功したスティショバイトである。これは隕石が地表に衝突した際にも生成する。例えば、バリンジャー隕石孔から発見されている。遷移層から下部マントル程度の高圧条件下ではシリカはスティショバイト構造をとると考えられている。

電球の内側に、明る過ぎないようにするため塗料として塗られる。また、無機ガラスの主成分である。タイヤのゴムに、補強充填剤としてシリカが配合される。


反応
二酸化ケイ素はフッ化水素ガス (HF) やフッ化水素酸 (aq. HF) と反応し、それぞれフッ化ケイ素 (SiF4)、ヘキサフルオロケイ酸 (H2SiF6) を生ずる。

SiO2 + 4HF(gas) → SiF4 + 2H2O
SiO2 + 6HF(aq) → H2SiF6 + 2H2O
また、固体の水酸化ナトリウム (NaOH) と熱することによりケイ酸ナトリウム (Na2SiO3) が生成する。ケイ酸ナトリウムに水を加えて熱すると水ガラスとなる。

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O

埋蔵量
二酸化ケイ素(シリカ)は石英、珪砂、珪石などの形で産出する。天然の石英の資源量には限りがあるが、工業的には代わりに人工石英がもちいられる[4]。珪砂や珪石の資源量は非常に潤沢であり、工業用の純度の高いものも世界中に広く分布する[5]。

成熟した砂漠の砂にも多く含まれる。砂漠#砂の組成を参照。

どれすsilver925

※?水ガラス

水ガラス(みずがらす)は、ケイ酸ナトリウムの濃い水溶液である。ケイ酸ナトリウムを水に溶かして加熱することで得られる。水飴状で大きな粘性を持ち、接着剤、耐火塗料などとして利用される。粘土の粘性を低下させる力を持ち、粘度調整用の添加剤として陶芸で使用される。

水ガラスに塩酸などの強酸を加えると、弱酸の遊離がおこってゲル状のケイ酸が沈殿する。


また、水ガラスに金属塩を加えるとそのケイ酸塩が生成する。この現象をケミカルガーデンと言う。理科の実験でよく題材にされる。