「鍛造」と「鋳造」は感じが似ていることから、間違えられやすい加工方法ですが、内容は全く異なるものです。
今回はこの2つの加工方法を金属加工の観点から解説しながら、メリットやデメリット、どんな製品にどちらが使われているのかといったことを紹介していきます。

鍛造（たんぞう）とはどんな製法？

まずは、鍛造について解説していきましょう。鍛造では、材料を金型を使って変形させることで成形していきます。
この過程で強い力を加えることから、出来上がったものも高い強度がありますが、複雑な形状は再現できず、製造コストが高くなりがちなのがデメリットです。

材料に力を加え、金型を使って変形させる加工方法

鍛造の加工方法は、材料を金型の形になるように力を加えて変形させていきます。具体的には、2つの金型で材料を挟み込み、強い力で叩いたり押し込んだりして成形していきます。
そのため、金属を叩いて形を整える作業に使われる「鍛える」の文字を使った「鍛造」と呼ばれています。

耐久性の高い製品を作るのに向いている

鍛造の大きなメリットは、強い力で変形させていくため圧縮する力が働き、金属内部の結晶が均一に整うため、元の材料の状態よりもさらに強度が高まります。
また、出来上がった製品に内部応力が残りにくいため、そういった部分でも出来上がった製品の強度的な信頼度は高いものを作ることが可能です。

複雑な形状には対応しにくく、製造コストも高め

鍛造のデメリットとして挙げられるのは、製造の際に金型が複雑な形状である場合は加工できないことです。強い力で変形させていくものの、形には限界があるためある程度の形にした後、細部が必要な場合は別途切削加工などをしなければなりません。
さらに、一つ一つ作業を行う必要があるため、大量生産には向いておらず、工数や加工にかかるエネルギーを考えると製造コストは高くなります。

鋳造（ちゅうぞう）とはどんな製法？

鋳造は金型を用意し、そこに溶かした金属を流し込んでから固めて成形する加工方法です。一度金型を作れば大量に同じものを作ることができるため、複数個必要な部品や製造コストを下げて安価に販売したい製品で多く用いられます。
ただし、製品内部に気泡が残る場合や内部応力によって、強度が確保できないことが多いため、安全性を求められる部品の製造には向いていないのが大きなデメリットです。

型に素材を流し込み、冷却して固める工法

鋳造は溶かした金属材料を型に流し込み、冷却して固める方法です。溶けた金属が型の細部にまで流れ込むため、鋳造法によっては細かい装飾や形状でも再現可能で、精度の高さもメリットです。鋳造で使う型を「鋳型（いがた）」と呼び、鋳造で作られたもの「鋳物（いもの）」と言います。

型には、金属製の金型を用いる方法や、砂を固めた型を使う「砂型鋳造」などがあります。

金型なら大量に製造できる

金造成の金型に素材を流し込んで作る鋳造の場合、型をいくつも用意することで大量生産が可能です。
そのため、数が多く必要な部品や製品の製造に向いており、多く作るほど生産コストは割安になっていきます。
ある程度量産が決まったものを生産する方法として、多く採用されています。

完成した製品の強度は高くない

鋳造の大きなデメリットとして、強度が高くないことです。理由として挙げられるのが、素材を流し込んだ際や冷却する工程で内部に気泡ができやすいため、その部分の強度が落ちる点です。
さらに厚みが薄い部分では「内部応力」と呼ばれる力が発生し、ひび割れや破損する可能性が高まります。
こうしたことから、安全性を考慮して一定以上の厚みを持たせるといった設計上の配慮も必要です。

それぞれの適した用途を知っておこう

ここでは、鍛造と鋳造それぞれが具体的にどういった分野で利用されているか紹介していきます。

鍛造で作るのに適している物

鍛造の特徴を活かして作られているものは

• 高い強度を求められる部品
• 強い衝撃が加わる部品
• 安全性を求められる部品

の３つです。どんなものがあるか見てみましょう。

高い強度が求められる部品

鍛造は強度を高く製造できることから、単純に大きな力がかかる部品の製造に向いています。
工業製品の軸部分やクレーンのフック部分などがそれにあたります。

強い衝撃が加わる部品

瞬間的に大きな力が加わることの想定される部品も鍛造で作られています。例えば、工具のハンマーヘッドは何度も強い力で打ち付けて使用されるため、それでも変形しない強度が求められます。

内部に気泡のない、安全性を求められる部品

部品として全体に安定感が必要な部品も鍛造で製作されます。安全性に関わる部品を鋳造で作ってしまうと、中に気泡がどのくらいあるかなどを検査する必要があり、そういった工程なく安定して安全な部品を製造したい場合に鍛造は用いられます。
また、大きな力がかかる部分や万が一破損すると大きな事故につながる重要部品はこちらの製造方法を用いることが多いです。

鋳造で作るのに適している場面

鋳造の特徴を活かして作られているものは

• 安価で大量生産したい物
• 細かいデザインを施した製品
• 素材を組み合わせて製造したい部品

の３つです。意外と身の回りの製品に使われていることが多いのではないでしょうか。

安価で大量生産したい物

金型での鋳造の場合、強度よりも大量に必要な部品などを製造するのに適しています。門扉や鍋といった身の回りのものや、マンホールの蓋や下水道の蓋といったものが鋳造で作られています。

細かいデザインを施した製品

細部に装飾を施したデザイン性の高い製品を作りたい場合にも鋳造が用いられます。具体的には銅像や玩具などです。また、自動車のエンジンブロックなど大きく入り組んだものも、こちらの製造方法で作られています。

さまざまな素材を組み合わせて製造したい部品

鋳造では流し込む素材の順番や場所を工夫することで、2つ以上の金属材料を組み合わせた部品の製造も可能です。
例えば、接触する部分に配慮した、外側と内部で異なった素材を使用したギア部品なども開発されており、多くの可能性を秘めています。

まとめ

似ているようで全く違う「鍛造」と「鋳造」。金型を利用する部分は共通ですが、強度や製造工程は異なります。
また、製造にかかるコストも大きく変わってくるため、実際に製造し販売するところまで視野に入れる場合は要検討です。
鍛造や鋳造といった加工方法に限ったことではありませんが、製品に求められるスペックや価格を確認し、どちらの製法が適しているかを選ぶことが大切ですので、ぜひ覚えておきましょう。