特集ダイカストにおける「可視化」最新技術事例 9 超音波による金型内アルミニウムの流動・凝固の計測㈱松村精型太田英樹＊、茂木鋳造用金型内を流れる鋳造用アルミニウム（以下、 Al）溶湯の流動および凝固は、シミュレーションを用いて予測することが可能であるが、その精度は十分恒太＊＊、松原功輔＊＊＊として、流動・凝固モニタリングの方法を説明する。図 1 にその模式図を示す。金型内に液体が充填される前は、境界 A で反射しとは言いにくい。一方で、溶湯の流動や凝固の具合は、た超音波 R のみが現れる。液体が金型内部に充填さ製品品質や寸法精度を左右する重要な要素であり、金れると、液体を透過して境界 B で反射した超音波 RA 型設計および修正においては必要不可欠な情報である。が出現する［樹脂の例として文献 1）参照］と考えらそこで、上記情報を得る方法として超音波を利用できれる（流動の計測）。さらに凝固が進行すると、超音ないかと考えた。 1） ∼4）波の音速が早くなり（伝搬時間が変化）、また振（超）音波の速度、つまり音速は物質の種類や状態（液体、固体）によって変化する。この性質を応用し幅が変化することが報告されている1）、3）（凝固の計測）。このような変化を利用した流動・凝固モニタリングをた超音波は、医療分野における超音波検査（エコー）、試みる。産業分野における非破壊検査などに利用されており、対象物への超音波の送受信から目的の情報を得ている。当社では、超音波を用いて金型内を流れる鋳造用 Al の①流動および②凝固を可視化するモニタリング低融点合金を用いた計測 1．実験方法上記した挙動を確認する目的で、鋳造用 Al に比べシステムを開発することを目指しており、本事例では、て実験が容易である低融点合金を用いて基礎モデル実そのための基礎実験として、低融点合金や鋳造用 Al の流動・凝固過程における超音波モニタリング結果について報告する。超音波を用いた流動・凝固モニタリング方法超音波の送受信を同一のプローブで行う反射法を例験を行った5）。試験装置を図 2 に示す。鋳造用金型を簡易的に模擬した試験金型の片面に、超音波送受信用プローブ（5 MHz）を設置した。試験金型の空洞部には熱電対を設置し、データロガーを用いて低融点合金の温度を計測できるようにした。融点 60℃ の低融点合金を溶解し、54℃ 程度に加熱した試験金型内部に流し込み、自然冷却させた。低融点合金の流入前にパルサーレシーバを用いて反射法によ *Hideki Oota：金型事業部金型製造部設計課課長 **Kouta Motegi：同部組立課主任 ***Kousuke Matsubara：同部設計課〒933−0951 富山県高岡市長慶寺 805 TEL（0766） 25−1715 ０５８る超音波の送受信を開始した。 2．計測結果計測結果例を図 3 に示す。図中の R1 および R2 は、試験金型内部を 1 回および 2 回反射した超音波をそれぞ