アルミ鋳造クリニック 〜教えてカナエさん!〜 / Casting Clinic! ~ Ask Kanae ~
登場キャラクター / Chacters
ナギサ(二年目の鋳造部メンバー)
明るく前向き。失敗してもめげずに改善に挑む。好奇心旺盛で新しい技術にすぐ飛びつく。やや口早で感情が出やすい。理系女子で数値分析好き。メモ魔で几帳面.LEIBNIZの効果に驚きながら体験を通じて理解を深める主人公
Nagisa (Second-year member of the foundry department) - Bright and positive. Never gets discouraged by failures and tackles improvements head-on. Curious and quick to jump on new technologies. Talks a bit fast and wears her emotions on her sleeve. A STEM girl who loves numerical analysis. A note-taking fanatic who's detail-oriented. The protagonist who deepens her understanding through hands-on experience while being amazed by the insights LEIBNIZ reveals.
ヤマサキ(山崎軽合金鋳造 社長)
50代後半.社長.数字と品質には厳しいが、社員の成長を誰よりも喜ぶ懐の深い人物。会議では鋭く、現場では柔らかい。ドライブと土いじりが趣味.データ管理に異様に強い.LEIBNIZ導入のキーマン。物語の経営判断の軸となる存在
Yamasaki (President of Yamasaki Light Alloy Casting) - Late 50s. President of the company. Strict about numbers and quality, but a person of great depth who celebrates his employees' growth more than anyone. Tough in meetings, gentle on the shop floor. Enjoys driving and gardening as hobbies. Exceptionally strong in data management. The key person behind LEIBNIZ's adoption. The discerning leader who guides critical business decisions throughout the story.
ミナト(鋳造部課長)
鋳造部 課長。現場経験20年以上。現場主義で実直。理論より経験派だが、合理性には理解がある。若手には厳しくも温かい。釣りとゴルフが趣味.保守的な立場から、ナギサの成長やLEIBNIZの熱分析を評価し、ナギサよりも使いこなすようになる
Minato (Casting Department Manager) - Head of the foundry department. Over 20 years of field experience. Practical and straightforward with a hands-on approach. Values experience over theory but understands the importance of rational thinking. Strict yet caring toward younger staff. Enjoys fishing and golf as hobbies. Though initially conservative about KANAE's technology, he comes to appreciate Nagisa's growth and LEIBNIZ's thermal analysis, eventually becoming more proficient with it than Nagisa herself.
カナエ(カナエハイテック 主任)
KANAEハイテック所属の技術サポートエンジニア.丁寧かつ論理的に説明する。熱分析をこよなく愛するオタク気質。統計数学とPython好き。製品のガイド役兼マスコット。説明役として技術的な安心感を与える
Kanae (Chief Engineer at KANAE Hi-Tec) - Technical support engineer at KANAE Hi-Tec. Explains things carefully and logically. An enthusiast who deeply loves thermal analysis with a true otaku spirit. Passionate about statistical mathematics and Python. Serves as both product guide and friendly face. Provides technical reassurance as the explainer throughout the story.
第一話 止まらない戻り品 / Episode 1 Challenges for Nagisa and Minato
ナギサ:「これも引け巣...ハードスポットを元請けから指摘されてフラックス量を増やしたりして処理はがんばってやってるのに.減らないのはどうして...」
Nagisa: "Another shrinkage cavity... The client pointed out hard spots, so we added more flux and worked hard on the treatment, but why aren't they decreasing...?"
Nagisa: “又是缩孔……客户指出了硬质点的问题,我们明明增加了熔剂的量,也很努力地进行了处理。为什么不良率还是没有下降呢……”
Nagisa: "Schon wieder ein Lunker... Der Auftraggeber hat uns auf die harten Einschlüsse hingewiesen, also haben wir die Flussmittelmenge erhöht und uns bei der Behandlung wirklich Mühe gegeben. Aber warum werden die Fehler einfach nicht weniger...?"
나기사: "이것도 수축 공... 원청에서 하드 스팟 지적을 받아서 플럭스 양도 늘리고 처리는 열심히 하고 있는데. 도대체 왜 줄어들지 않는 거야..."
ミナト課長:「ナギサ、またノートとにらめっこか。現場は経験と勘だ。何かを変えてみたい気持ちはわかるが、変えたために今よりも不良が増えたら責任取れるのか」
Minato: "Still glued to that little book of yours, Nagisa? In the real world, experience is king. I understand the urge to innovate, but if the defect rate goes up, it's on your head. You get that, right?"
Minato: “Nagisa,又在盯着那本小本子看吗?现场靠的是经验和直觉。虽然我也明白你想改变现状的心情,但如果因为乱改导致不良率比现在还高,你担得起这个责任吗?”
Minato: "Nagisa, klebst du schon wieder an deinem kleinen Büchlein? Hier in der Fertigung zählen Erfahrung und Bauchgefühl. Ich verstehe ja, dass du etwas verändern willst. Aber wenn der Ausschuss deswegen steigt – hältst du dann deinen Kopf dafür hin?"
미나토: "나기사, 또 그 작은 수첩이랑 씨름하고 있나? 현장은 경험과 감이야. 뭔가 바꿔보고 싶은 마음은 알겠지만, 괜히 건드렸다가 불량이 지금보다 늘어나면 네가 책임질 수 있어?"
ナギサ:「課長!溶湯温度も、その他の鋳造条件も同じなんです.あれだけフラックスを増やしても解決しないなんて変です.何か気づいていない原因があるはずで
Nagisa: "Chief! The melt temperature and casting conditions are unchanged. Even with that massive increase in flux, the problem persists. It’s strange... We must be overlooking something."
Nagisa: “课长!熔汤温度和其他铸造条件都跟以前一样。明明加了那么多的熔剂,问题还是没解决,这太奇怪了。肯定有什么我们没注意到的原因……”
Nagisa: "Chef! Die Schmelztemperatur und die anderen Gießbedingungen sind unverändert. Es ist merkwürdig, dass das Problem trotz der massiven Erhöhung des Flussmittels weiter besteht. Es muss eine Ursache geben, die wir übersehen..."
나기사: "과장님! 용탕 온도도, 다른 주조 조건도 이전과 똑같아요. 플럭스를 저렇게나 늘렸는데도 해결되지 않는 건 이상합니다. 뭔가 우리가 놓치고 있는 원인이 분명 있을 거예요..."
ミナト課長:「わからない何かを追いかけてもキリがねぇよ.昔からそうなんだよ、アルミってのは」
Minato: "Chasing that ‘overlooked something' is a never-ending game. That's just how aluminum works. Always has been."
Minato: “去追究那个所谓的‘被忽略的原因’,根本就是个无底洞。铝这种东西,向来就是这样的。一直如此。”
Minato: "Diesem ‚übersehenen Etwas‘ hinterherzujagen, ist ein Fass ohne Boden. So tickt Aluminium nun mal. Das war schon immer so."
미나토: "그 ‘놓치고 있는 무언가’를 쫓아봤자 끝이 없어. 알루미늄이란 놈은 원래 그런 거야. 옛날부터 그랬어."
ミナト課長:「とにかく、次のロットは俺のカンピューターで微調整してやる.もう任せろ」
Minato: "Anyway, I'll fine-tune the next batch with my 'gut-puter.' You sit this one out, Nagisa."
Minato: “總之,下一批產品我會用我的『直覺電腦』來進行微調。渚,這次你就一邊歇著吧。”
Minato: "Jedenfalls werde ich die nächste Charge mit meinem ‚Bauch-Computer‘ feinjustieren. Du hältst dich da raus, Nagisa."
미나토: "어쨌든, 다음 로트는 내 '감퓨터'로 미세 조정할 테니까. 나기사, 넌 이번엔 빠져 있어."
第二話 山崎社長と商社営業マン / Episode 2 Presidens Yamasaki and XX Industrial’s Sales Rep
山崎社長:「対策を指示したはずだが、また不良率が上がってるな.目先はせっかくの売上が目減りしてしまい、おまけに加工費や刃物代までうちで負担することになる.これだけ多いとすべてリターン材には使いにくいし、スクラップ屋さんに来てもらうと二束三文.とにかくロットごとの差が会社には命取りなんだとミナトには口酸っぱく言ってるのに….品質のばらつきが元請けのラインを止め、我々への信頼を奪い去る.今のところ元請けさんから強くは言われていないが、いつ火を吹くか…」
Yamasaki: "I ordered a fix for the casting defects, but the rate is up again. It’s eating into our profits, plus we have to cover machining costs and broken tooling. With this many returns, we can't re-melt it all, and scrap value is peanuts. I've told Minato until I'm blue in the face that lot variation is fatal. It stops the client's line and destroys trust. They haven't exploded at us yet, but it's a ticking time bomb..."
Yamasaki: “我明明指示过要采取对策处理铸造缺陷,可不良率怎么又上升了。眼前的利润被吞噬,还得承担加工费和刀具破损的费用。退货这么多,没法全部回炉,卖废品也是白菜价。我跟凑课长说过无数次,嘴皮子都磨破了,批次差异对公司来说是致命的……品质波动会导致客户停线,也会摧毁对我们的信任。虽然客户现在还没发火,但这简直就是颗定时炸弹……”
Yamasaki: "Ich habe doch angeordnet, die Gussfehler zu beheben, aber die Quote steigt schon wieder. Das frisst unseren Gewinn auf, dazu kommen noch die Kosten für Bearbeitung und Werkzeugbruch. Bei so vielen Rückläufern können wir nicht alles wieder einschmelzen, und der Schrottwert ist ein Witz – wir kriegen das für 'nen Appel und ein Ei los. Ich habe Minato den Mund fusselig geredet, dass Chargenschwankungen tödlich für uns sind... Qualitätsschwankungen stoppen das Band beim Kunden und zerstören das Vertrauen. Noch sind sie nicht explodiert, aber das ist eine tickende Zeitbombe..."
야마사키: "주조 결함 대책을 지시했을 텐데, 불량률이 또 올랐군. 눈앞의 이익은 줄어들고, 게다가 가공비나 파손된 공구 비용까지 우리가 떠안게 생겼어. 반품이 이렇게 많으면 전부 리턴재로 쓰기도 힘들고, 고철로 팔아봤자 헐값인데. 로트별 편차가 회사엔 치명적이라고 미나토에게 입이 닳도록 말했는데도... 품질 편차는 원청 라인을 멈추게 하고, 우리에 대한 신뢰를 무너뜨려. 아직 원청에서 크게 화내진 않았지만, 이건 언제 터질지 모르는 시한폭탄이야..."
山崎社長:「熟練工の経験則だけでは限界があるな.(よし、決めた.◯◯産業の大野くんが言ってた『高いと思われるかも知れないけど元は取れますし、彼らの勉強にもなるからむしろ得なんです』と見せてくれたチラシ、なんとかという会社の技術サポートを頼んでみよう)」
Yamasaki: "We need to break through the limits of experience-based quality control."
Alright, decided. We're going to try the technical advisory service that Ohtani from XX Industrial Supply & Solutions introduced. His confident pitch really stuck with me: 'The fees might seem high at first, but with fewer defects, it pays for itself in no time. Plus, it builds your staff's wisdom, so it pays dividends in the long run.'
Yamasaki: “光靠熟练工的经验法则是有极限的……(好,决定了。就试试〇〇产业的大野君之前介绍的那家公司的技术顾问服务吧。他当时自信满满地说:‘虽然费用乍一看很高,但不良率下降后很快就能回本,而且还能积累员工的知识和智慧,长远来看其实是赚到了。’这话让我印象很深。)”
Yamasaki: "Allein mit der Erfahrung unserer Veteranen stoßen wir an Grenzen... (Also gut, entschieden. Ich werde diesen technischen Beratungsservice ausprobieren, den mir Herr Ohno von XX Industrial empfohlen hat. Sein selbstbewusster Spruch ist mir im Gedächtnis geblieben: ‚Der Preis mag erst hoch erscheinen, aber durch weniger Ausschuss macht es sich im Nu bezahlt. Außerdem lernen Ihre Mitarbeiter dabei etwas, also ist es auf lange Sicht ein Gewinn.‘)"
야마사키: "숙련공의 경험칙만으로는 한계가 있어. (좋아, 결심했어. OO산업의 오노 군이 전에 소개해 준 그 기술 고문 서비스를 의뢰해 보자. '비싸다고 생각하실 수도 있지만, 불량률이 줄어 금방 본전을 뽑을 수 있고, 직원들의 지식과 지혜가 되니 장기적으로는 오히려 이득입니다'라고 자신만만하게 말했던 게 인상적이었어.)"
大野:「◯◯産業 大野です.社長 今日はいかがされまし、あ、先日お預けしたフラックスは試されました?あれ、効きましたでしょう」
山崎社長:「あぁ、大野くん.ミナト課長が慣れてるフラックスが良いと言ってね、まだなんだよ.それよりも技術サポートを紹介してくれただろう.それを頼めないか.フラックスを増やす対策をしたようなんだがダメなんだ」
Ohtani: "Hello, XX Industrial, Ohtani speaking. Good afternoon, President! What can I do for you today? Oh, by the way, did you try that flux sample I left? Worked like a charm, didn't it?"
Yamasaki: "Ah, hello, Shohei. Actually... Minato insists on playing it safe with the usual stuff, so we haven't tried it yet. More importantly, remember that technical support service you introduced? I’d like to request that. We tried increasing the flux, but it’s just not working."
Ohtani:“喂,我是〇〇产业的大谷。社长,下午好!今天有什么吩咐?啊,上次留给您的熔剂试了吗?那个肯定很管用吧?”
Yamasaki:“啊,翔平君。那个……凑课长说还是用习惯的熔剂比较保险,所以还没试呢。比起这个,之前你介绍过的那个技术支持服务,能不能拜托那边?我们虽然试着增加了熔剂的量,但还是不行啊。”
Ohtani: "Hallo, XX Industrial, hier spricht Ohno. Guten Tag, Herr Präsident! Was kann ich heute für Sie tun? Ah, haben Sie übrigens das Flussmittel getestet, das ich neulich dagelassen habe? Das hat sicher Wunder gewirkt, oder?"
Yamazaki: "Ah, hallo Shohei. Tja... Abteilungsleiter Minato meinte, wir sollten lieber auf Nummer sicher gehen und beim gewohnten Mittel bleiben, deshalb haben wir es noch nicht probiert. Aber viel wichtiger: Sie hatten doch diesen technischen Support erwähnt. Könnten wir den engagieren? Wir haben versucht, die Flussmittelmenge zu erhöhen, aber es funktioniert einfach nicht."
오타니: "여보세요, XX산업 오노입니다. 사장님, 안녕하십니까! 오늘 무슨 일이십니까? 아, 지난번에 두고 간 플럭스는 써보셨나요? 그거, 효과 끝내주죠?"
야마자키: "아, 오타니 군. 그게... 미나토 과장이 쓰던 플럭스가 무난하다고 고집을 부려서 아직 못 써봤어. 그것보다, 전에 기술 서포트 소개해 줬잖아. 그걸 좀 부탁할 수 있을까? 플럭스를 늘려봐도 도무지 해결이 안 돼서 말이야."
第三話 カナエ / Episode 3 KANAE
カナエ:「アルミ鋳造について新しい知見や技術を取り入れたいご意向だと大野さんから聞きました.今日は熱分析の現場トライ.そして結果を見てフィーダーとフラックスのトライもというご要望ですね.有料ですが、しっかり調査させていただきます.一回だけではなかなか根付きませんので、よろしければ技術サポートの年間契約もご検討ください」
"Mr. Ohtani informed me that you're looking to incorporate new insights and technologies into your aluminum casting. Today, I’ll start by explaining melt quality control using Thermal Analyzer, followed by an on-site trial. I understand you also want to test flux and feeder, depending on the results. This is a paid service, so I will conduct a thorough investigation. However, real mastery takes time—so to truly internalize the know-how, I highly recommend considering our annual technical support contract."
Kanae: “我听大谷先生说,您希望在铝铸造方面引进新的见解和技术。今天,我们首先讲解基于热分析的熔汤品质管理,然后进行现场测试。您还希望根据结果,尝试熔剂供给机(Feeder)和熔剂的效果吧。虽然这是收费服务,但我会进行彻底的调查。不过,技术这种东西仅靠一次很难真正掌握,为了能让技术在贵司扎根,建议您也考虑一下我们的年度技术支持合同。”
Kanae: "Herr Ohtani hat mir berichtet, dass Sie neue Erkenntnisse und Technologien in Ihren Aluminiumguss integrieren möchten. Heute erkläre ich zunächst die Schmelzequalitätskontrolle mittels thermischer Analyse, gefolgt von einem Versuch vor Ort. Je nach Ergebnis möchten Sie dann auch das Dosiergerät und das Flussmittel testen. Da es sich um einen kostenpflichtigen Service handelt, werde ich eine gründliche Untersuchung durchführen. Da einmalige Maßnahmen jedoch selten ausreichen, um das Know-how wirklich zu verinnerlichen, empfehle ich Ihnen dringend, auch unseren technischen Jahresvertrag in Betracht zu ziehen."
카나에: "오타니 씨에게서 알루미늄 주조에 새로운 지견과 기술을 도입하고 싶어 하신다고 들었습니다. 오늘은 먼저 열분석을 이용한 용탕 품질 관리에 대해 설명드리고, 현장 테스트를 진행하겠습니다. 그 결과에 따라 피더와 플럭스도 테스트해 보고 싶으시다는 거죠? 유료 서비스인 만큼 확실하게 조사해 드리겠습니다. 다만 한 번만으로는 기술이 정착되기 어려우니, 괜찮으시다면 기술 지원 연간 계약도 검토해 주십시오."
カナエ:「ご挨拶が遅くなりました、カナエハイテックのカナエと申します!よろしくお願いします!」
Kanae: "Oh, I haven't introduced myself properly! I'm Kanae from KANAE Hi-Tec. It's a pleasure to meet you all!"
Kanae: “不好意思,還沒自我介紹呢!我是鼎(发音读作”考能飛”)高科技的Kanae(”kah-'nah-eh”)。請各位多多關照!”
Kanae: "Oh, ich habe mich ja noch gar nicht richtig vorgestellt! Ich bin Kanae von KANAE Hi-Tec. Freut mich sehr, Sie alle kennenzulernen!"
카나에: "아차, 인사가 늦었습니다! 카나에 하이테크의 카나에라고 합니다. 잘 부탁드립니다!"
ミナト課長:「カナエさんね、はいはいよろしくお願いします(よくいる不良対策コンサルタントだろ.社長に何を吹き込んだんだ?学者さんの話を聞かされるんだろ、まったく!俺に任せとけって)
Minato: "Right, Ms. Kanae. Yeah, yeah, nice to meet you." (Just another run-of-the-mill consultant. What kind of nonsense did she fill the President's head with? I bet I'm in for a lecture on useless academic theory. I don't buy this for a second! I told the boss I would handle this...!)
Minato: “Kanae小姐是吧,好好,请多指教。(又是这种随处可见的顾问吧。到底给社长灌输了什么?又要被迫听学者大老爷那些没用的高谈阔论了吧,真是受不了!明明跟社长说过交给我就行的……)”
Minato: "Frau Kanae, ja, ja, freut mich. (Schon wieder so ein 08/15-Berater. Was für einen Floh hat sie dem Chef ins Ohr gesetzt? Bestimmt muss ich mir jetzt wieder nutzloses akademisches Geschwafel anhören. So ein Mist! Ich habe dem Chef doch gesagt, dass ich das regele!)"
미나토: "카나에 씨라고요, 네네 잘 부탁합니다. (어디에나 있는 흔해 빠진 불량 대책 컨설턴트겠지. 사장님한테 무슨 바람을 넣은 거야? 학자 나부랭이의 쓸모없는 이론이나 늘어놓겠지, 정말! 내가 알아서 해결하겠다고 사장님한테 말했는데!)"
ナギサ:「カナエの…カナエさん!?(なんでも新しいことは楽しみ〜)」
カナエ:「はい!よろしくお願いします!」
Nagisa: "Wait, Kanae... from KANAE Hi-Tec!?" (Yay! I just love learning new things! This is so exciting!)
Kanae: "Yup, that's me! Let's do this!"
Nagisa:“鼎(KANAE)高科技的……Kanae小姐!?(哇!接触新事物最开心了〜好期待!)”
Kanae:“对!就是我!咱们开始吧!”
Nagisa: "Moment, Kanae ... von KANAE Hi-Tec!? (Juhu! Ich liebe es, Neues zu lernen! Das wird spannend!)"
Kanae: "Jep, genau die! Packen wir's an!"
나기사: "카나에 하이테크의... 카나에 씨!? (와아! 뭐든 새로운 걸 배우는 건 즐거워~ 신난다!)"
카나에: "네! 맞습니다! 자, 시작해볼까요!"
カナエ:「それでは説明していきますね.アルミシリコン状態図はご存じですね」
Kanae: "Alright, let's go over melt quality control using Thermal Analyzer. You're familiar with the Aluminum-Silicon phase diagram, right?”
Kanae: “那我们就开始讲解基于热分析的熔汤品质管理。各位应该都知道铝硅相图吧?”
Kanae: "Gut, dann gehen wir die Schmelzequalitätskontrolle mittels thermischer Analyse durch. Das Aluminium-Silizium-Zustandsdiagramm kennen Sie ja sicher, oder?"
카나에: "그럼 열분석을 이용한 용탕 품질 관리에 대해 설명해 드릴게요. 알루미늄-실리콘 상태도는 다들 잘 아시죠?"
カナエ:「左側の白い線がご存じのAl-Si状態図です.あまり知られていませんが、これは研究室レベルの状態図です.一方の製造現場で使用しているインゴットにはJIS/ASTM規格内とはいえ不純物が入っていますので赤のラインにずれます.つまりみなさんの思っている温度で凝固していないということです.凝固が遅くなると起きる不具合はご存知ですよね
状態図と熱分析の冷却曲線はこのように対応します.AC4CHの初晶と共晶が右の冷却曲線上でも観察できます.曲線を描いて遊んでいるのではなく、精密に測定し計算もしています」
Kanae: "See this white line on the left? That's the standard Al-Si phase diagram you know. This is theoretical data based on pure materials, tested in a clean lab with controlled temperature and humidity. However, real production ingots contain impurities—even within JIS or ASTM specs—which shifts the curve to the red line.
In other words, it’s not solidifying at the temperature you assume. And you know exactly what kind of defects arise from delayed solidification. After all, we don't cast in a lab; we cast in the real world. Don't you think so, Mr. Minato?"
"The red phase diagram on the left connects to the cooling curve on the right via these blue dotted lines. Basically, the cooling curve shows the real temperature changes from the phase diagram, plotted over time on the X-axis. The Y-axis is temperature, just like in the diagram. You can clearly see the primary crystals and eutectic of AC4CH appearing on the curve.
T-h-i-s is the 'unfolded view' that reveals exactly what the aluminum and silicon are doing—something you won't find in any textbook. By the way, we aren't just doodling curves for fun. We're performing precise measurements and calculations. Take a look at the next figure."
Kanae: “请看左边这条白线,这就是大家熟知的铝硅相图。这是基于纯净材料、在温湿度受控的洁净实验室里测出的理论数据。但生产现场使用的铸锭,即使符合JIS或ASTM标准,也含有杂质,所以曲线会偏移到这条红线。
也就是说,铝液并没有在你们认为的温度下凝固。凝固延迟会导致什么样的缺陷,各位应该很清楚吧。毕竟我们不是在实验室铸造,而是在现实的现场!对吧,凑课长?
左边的红色相图和右边的热分析冷却曲线,是通过这些蓝色虚线对应起来的。也就是说,冷却曲线是将相图上的真实温度变化,按时间轴(X轴)展开的表现形式。Y轴和相图一样是温度。在右边的曲线上,可以清晰地观察到AC4CH的初晶和共晶。
这·就·是教科书里找不到的、能揭示铝和硅真实状态的‘展开图’。顺便说一下,我们可不是在画曲线玩,而是在进行精密的测量和计算。请看下一张图。”
Kanae: "Sehen Sie die weiße Linie links? Das ist das Standard-Al-Si-Zustandsdiagramm, das Sie kennen. Es basiert auf theoretischen Daten reiner Materialien aus einem klimatisierten Labor. Aber echte Produktionsbarren enthalten Verunreinigungen – selbst innerhalb der JIS- oder ASTM-Normen –, wodurch sich die Kurve auf diese rote Linie verschiebt.
Mit anderen Worten: Die Schmelze erstarrt nicht bei der Temperatur, die Sie annehmen. Und Sie wissen genau, welche Defekte durch verzögerte Erstarrung entstehen. Wir gießen schließlich nicht im Labor, sondern in der realen Welt! Finden Sie nicht auch, Herr Minato?
Das rote Zustandsdiagramm links ist über diese blauen gepunkteten Linien mit der Abkühlkurve rechts verbunden. Im Grunde zeigt die Abkühlkurve die realen Temperaturänderungen des Diagramms, aufgetragen über die Zeit auf der X-Achse. Die Y-Achse ist die Temperatur, genau wie im Diagramm. Man kann die Primärkristalle und das Eutektikum von AC4CH deutlich auf der Kurve erkennen.
D-a-s ist die ‚entfaltete Ansicht‘, die genau enthüllt, was das Aluminium und Silizium tun – etwas, das in keinem Lehrbuch steht. Übrigens kritzeln wir hier nicht zum Spaß Kurven. Wir führen präzise Messungen und Berechnungen durch. Schauen Sie sich die nächste Abbildung an."
카나에: "왼쪽의 흰 선이 여러분이 아시는 Al-Si 상태도입니다. 이건 순수한 재료로 온도와 습도가 관리된 실험실에서 측정한 이론 데이터죠. 하지만 현장에서 사용하는 잉곳은 JIS나 ASTM 규격 내라 하더라도 불순물이 포함되어 있어, 이 빨간 라인으로 어긋나게 됩니다.
즉, 여러분이 생각하는 온도에서 응고되지 않는다는 뜻입니다. 응고가 지연되면 어떤 결함이 생기는지는 잘 아시겠죠. 우린 실험실이 아니라, 바로 이 현장에서 주조하고 있으니까요! 안 그렇습니까, 미나토 과장님?
왼쪽의 빨간 상태도와 오른쪽의 열분석 냉각 곡선은 이 파란 점선으로 연결됩니다. 즉, 상태도상의 실제 온도 변화를 시계열(X축)로 나타낸 것이 냉각 곡선입니다. Y축은 상태도와 같은 온도고요. 오른쪽 곡선에서도 AC4CH의 초정(初晶)과 공정(共晶)을 명확히 관찰할 수 있습니다.
이·게 바로 교과서에는 없는, 알루미늄과 실리콘의 상태를 알 수 있는 '전개도'입니다. 참고로, 그냥 심심해서 곡선을 그리고 있는 게 아니라, 정밀하게 측정하고 계산하고 있습니다. 다음 그림을 보시죠."
カナエ:「これは分析した際の画面例です.CSVファイルで出力もできますので、生産技術部門で貯まったビッグデータから分析をしてなんらかの知見を見出すこともできると思います.固体発光分光分析による成分分析では測定できないところを測っています.」
Kanae: "This screen shows an actual analysis. I've blurred out the specific metrics and calculations here for confidentiality, but for example, we are analyzing oxides and nucleation potential. The levels of these elements have a huge impact on casting defects."
Kanae: “这是实际分析时的画面。出于保密原因,具体的指标和计算公式此处做了模糊处理。但举个例子,我们正在分析氧化物和形核能力(Nucleation potential)。这些要素的多寡对铸造缺陷有着巨大的影响。”
Kanae: "Dieser Bildschirm zeigt eine tatsächliche Analyse. Aus Vertraulichkeitsgründen habe ich die spezifischen Kennzahlen und Berechnungen hier unkenntlich gemacht, aber wir analysieren zum Beispiel Oxide und das Keimbildungspotenzial. Das Ausmaß dieser Elemente hat einen enormen Einfluss auf Gussfehler."
카나에: "이것은 실제 분석 화면입니다. 기밀 유지를 위해 구체적인 지표와 계산식은 블러(모자이크) 처리했습니다만, 예를 들어 산화물이나 핵생성 포텐셜을 분석하고 있습니다. 이러한 요소들의 수준은 주조 결함에 막대한 영향을 미칩니다."
カナエ:「これは無料公開しているPythonコードで、分析毎にその座標(x=SLS, y=SSPC)を入力すると、Dot Diagramにしてくれるプログラムです.分析結果を評価する方法は別の機会に紹介しようと思いますが、Dotの遷移を見れば溶湯が良くなったのか悪くなったのかがわかります.科学的なインゴットの選定、フラックスの選定、フラックス量の最適化、処理方法の最適化などができるという訳です.安い材料を仕入れるのだとしても、その選択肢の中から不良の出にくい材料を選ぶことができるようになります.(頭の中でこの図が描けるようになれば、このプログラムは不要です)」
*Python(パイソン)は、シンプルで少ないコードで簡潔に書けるやさしいプログラミング言語です
Kanae: "This is a free Python script we've released. Simply input the coordinates (x=SLS, y=SSPC) for each analysis, and it generates a Dot Diagram like this. I’ll cover how to evaluate the results in a future Episode, but basically, by tracking the movement of these dots, you can see whether the melt quality is improving or degrading. This allows for scientific selection of ingots and flux, as well as optimization of flux quantities and processing methods. Even if you're sourcing lower-cost materials, this tool helps you identify which options are least likely to cause defects."
"SLS and SSPC are proprietary metrics. SLS relates to 'Local Solidification Time,' while SSPC relates to 'Supercooling.' If the theory sounds complex, don't worry. Just use the free Python program to input the numbers, and it will plot this graph for you. It runs on smartphones and tablets, so feel free to customize and use it however you like!"
Kanae: “这是我们免费发布的Python脚本。只要输入每次分析的坐标(x=SLS,y=SSPC),它就会生成这样的散点图(Dot Diagram)。关于如何评估结果,我会在以后的章节中介绍,但基本上,通过观察这些点的推移,就能看出熔汤质量是在变好还是变差。 这样就可以科学地选定铸锭和熔剂,以及优化熔剂添加量和处理方法。即使采购低价材料,这个工具也能帮你找出最不容易产生缺陷的选项。”
“SLS和SSPC是我们独有的指标。SLS与‘局部凝固时间’有关,而SSPC与‘过冷度’有关。如果觉得理论太难,也不用担心。只要使用这个免费的Python程序输入数字,它就会自动为你绘制图表。在智能手机和平板电脑上也能运行,请随意定制和使用!”
Kanae: "Dies ist ein kostenloses Python-Skript, das wir veröffentlicht haben. Geben Sie einfach die Koordinaten (x=SLS, y=SSPC) für jede Analyse ein, und es erstellt ein Punktdiagramm wie dieses. Wie man die Ergebnisse auswertet, erkläre ich in einer zukünftigen Episode, aber im Grunde können Sie durch Verfolgung der Punkte erkennen, ob sich die Schmelzequalität verbessert oder verschlechtert. Dies ermöglicht eine wissenschaftliche Auswahl von Barren und Flussmitteln sowie die Optimierung von Flussmittelmengen und Verarbeitungsmethoden. Selbst wenn Sie kostengünstigere Materialien beschaffen, hilft Ihnen dieses Tool zu erkennen, welche Optionen am wenigsten anfällig für Defekte sind."
"SLS und SSPC sind unsere eigenen Kennzahlen. SLS bezieht sich auf die ‚lokale Erstarrungszeit‘, während SSPC mit der ‚Unterkühlung‘ zusammenhängt. Wenn Ihnen die Theorie zu komplex klingt, keine Sorge. Nutzen Sie einfach das kostenlose Python-Programm, geben Sie die Zahlen ein, und es zeichnet die Grafik für Sie. Es läuft auch auf Smartphones und Tablets, also passen Sie es gerne an und nutzen Sie es, wie Sie möchten!"
카나에: "이건 저희가 무료로 공개한 파이썬 스크립트입니다. 분석할 때마다 좌표(x=SLS, y=SSPC)를 입력하기만 하면, 이런 도트 다이어그램을 생성해 줍니다. 결과 평가 방법은 다른 에피소드에서 소개하겠지만, 기본적으로 점들의 추이를 보면 용탕 품질이 좋아지는지 나빠지는지 알 수 있죠. 이를 통해 잉곳과 플럭스를 과학적으로 선정하고, 플럭스 양이나 처리 방법을 최적화할 수 있습니다. 저렴한 재료를 조달하더라도, 이 툴을 쓰면 불량이 가장 덜 나올 만한 선택지를 골라낼 수 있게 됩니다."
"SLS와 SSPC는 독자적인 지표입니다. SLS는 '국소 응고 시간', SSPC는 '과냉각'과 관련이 있죠. 이론이 어렵게 들려도 걱정 마세요. 그냥 무료 파이썬 프로그램을 써서 숫자만 입력하면 알아서 그래프를 그려주니까요. 스마트폰이나 태블릿에서도 실행되니, 자유롭게 커스터마이징해서 사용하세요!"
すべての溶湯はこのようにゾーニングできます.
どこを狙って溶湯を作ると良いかは、成分や方案、設備・鋳造条件にもよります.
御社はどんな湯ですか
"Every melt can be mapped into these zones. The ideal target zone depends on your alloy composition, gating design, equipment, and casting parameters.
So... where does your melt fall?"
“所有的熔汤都可以像这样划分区域。理想的目标区域取决于合金成分、浇注方案、设备以及铸造条件。那么……贵司的熔汤属于哪一类呢?”
Jede Schmelze lässt sich so in Zonen einteilen. Welcher Bereich ideal ist, hängt von der Legierungszusammensetzung, dem Anschnittsystem, der Ausrüstung und den Gießparametern ab. Also ... wo liegt Ihre Schmelze?
모든 용탕은 이렇게 조닝(구역화)할 수 있습니다. 어디를 목표로 용탕을 만들지는 성분이나 주조 방안, 설비 및 주조 조건에 따라 달라집니다. 그럼... 귀사의 용탕은 어디에 해당합니까?
カナエ:「それでは現場に行ってみましょうか」
社長:「カナエさん興味深い知見をありがとう.このまま進めてください.あとは課長とナギサに任せていいかね」
Kanae: "Shall we head to the shop floor?"
Yamasaki: "Ms. Kanae, thank you for the fascinating insights. Please proceed with the plan. I'll leave the rest in the Chief and Nagisa's hands."
Kanae:“那我们去现场看看吧?”
Yamasaki:“Kanae小姐,感谢你提供这么有趣的见解。请就这样推进计划吧。剩下的就交给课长和Nagisa了,可以吧。”
Kanae: "Sollen wir dann in die Fertigungshalle gehen?"
Präsident: "Frau Kanae, vielen Dank für die faszinierenden Einblicke. Bitte fahren Sie mit dem Plan fort. Den Rest überlasse ich dem Abteilungsleiter und Nagisa."
카나에: "그럼 현장으로 가볼까요?"
사장: "카나에 씨, 흥미로운 지견 고맙네. 이대로 진행해 주게. 나머지는 과장과 나기사에게 맡기겠네."
第四話 現場トライ
ミナト課長:「で、何すんだ?」
ナギサ:「課長、それより滓取りの道具はどけといてください」
Minato: "So, what exactly are you gonna do?"
Nagisa: "Chief, never mind that. Just move the skimming tool, please."
Minato: “那,你到底要干什么?”
Nagisa:“课长,先别管那个。请先把除渣勺挪开。”
Minato: "Und? Was genau hast du vor?"
Nagisa: "Chef, vergiss das mal. Räum bitte einfach den Abschäumer weg."
미나토: "그래서, 도대체 뭘 하려는 거야?"
나기사: "과장님, 그건 됐고요. 슬래그 제거 도구 좀 치워주세요."
ナギサ:「これが熱分析装置のライプニツですね!!」
ミナト:「片付けたぞ」
カナエ:「はい、100V電源をお借りしますね.本体内蔵の温度調節器に熱電対ケーブルを繋いで、スタンド側に溶湯採取用カップを立てます」
カナエ:「いつも通りのフラックス量で処理したものですね?それでは溶湯を注ぎますよ…」
Nagisa: "So, this is the 'Leibniz' Thermal Analyzer!!"
Minato: "I moved the tools."
Nagisa: "Good job, Chief! You're very handy today."
Kanae: "Anyway... I'll just plug into this 100V outlet. I'm connecting the thermocouple cable to the built-in temp controller... and placing the sampling cup on the stand."
Kanae: "This melt was treated with your standard amount of flux, correct? Alright, pouring the melt into the cup now..."
Nagisa: “这就是热分析仪‘莱布尼茨’啊!!”
Minato: “工具我收拾好了。”
Nagisa: “干得好,课长!看来你今天还是挺能干的嘛。”
Kanae: “好啦……我借用一下这个100V电源。把热电偶电缆连到内置温控器上……然后在支架上放好取样杯。”
Kanae:“这是用通常的熔剂添加量处理过的熔汤吧?那么,我要把熔汤倒进杯子里了……”
Nagisa: "Das ist also der Thermoanalysator ‚Leibniz‘!!"
Minato: "Ich habe das Werkzeug weggeräumt."
Nagisa: "Gut gemacht, Chef! Du bist heute ja richtig nützlich."
Kanae: "Wie auch immer ... ich stecke das hier mal in die 100V-Steckdose. Ich verbinde das Thermoelement-Kabel mit dem eingebauten Temperaturregler ... und stelle den Probentiegel auf den Ständer."
Kanae: "Diese Schmelze wurde mit der üblichen Menge Flussmittel behandelt, richtig? Also gut, ich gieße die Schmelze jetzt in den Tiegel ..."
나기사: "이게 열분석 장치 '라이프니츠'군요!!"
미나토: "도구는 치웠어."
나기사: "잘했어요, 과장님! 오늘 아주 쓸만하시네요."
카나에: "그건 그렇고... 100V 전원 좀 빌릴게요. 본체 내장 온도 조절기에 열전대 케이블을 연결하고, 스탠드 쪽에 용탕 채취용 컵을 세웁니다." 카나에: "이 용탕은 평소대로 플럭스 처리를 한 거죠? 그럼 컵에 용탕을 부을게요..."
カナエ:「途中で躊躇せずに、一気に注いで溢れさせるのが正確に分析するコツです.最後にペール缶を被せて風除けにします.こうすると夏場と冬場の分析結果も安定します」
Kanae: "The trick to high accuracy is to pour in one smooth motion—don't hesitate—and let it overflow. Then, cover it with a pail to shield it from the wind and ambient temperature. This ensures consistent results, whether it's summer or winter."
Kanae: “准确分析的诀窍是,中途不要犹豫,一气呵成地倒进去,让它溢出来。最后扣上铁桶,用来挡风和隔绝环境温度。这样无论冬夏,分析结果都能保持稳定。”
Kanae: "Der Trick für eine präzise Analyse ist, ohne zu zögern in einem Zug zu gießen und es überlaufen zu lassen. Dann stülpen wir einen Eimer darüber, um es vor Wind und der Umgebungstemperatur zu schützen. Das sorgt für stabile Ergebnisse, egal ob Sommer oder Winter."
카나에: "정확하게 분석하는 요령은, 도중에 주저하지 말고 단숨에 부어서 넘치게 하는 겁니다. 마지막에 페일 캔을 덮어서 바람과 주위 온도를 차단합니다. 이렇게 하면 여름철이나 겨울철이나 분석 결과가 안정적이죠."
5分経過(計測時間)/ 5 minutes later
ナギサ:「どうでしょう?」
カナエ:「汚れてますね.酸化物です.フラックスは足らないか効いてないかですが、追加フラックスをして測ってみます?追加処理して悪くなったら、効いてないということです」
Nagisa: "So, what's the verdict?"
Kanae: "Just as I suspected, the melt is dirty. I could tell just by how the melt reacted when I moved the ladle through the crucible, but the oxide levels are high. There are actually two types of oxides, but I'll explain that another time. The cause is either insufficient flux, or the flux itself isn't working. Shall we try adding more flux, treating it, and measuring again? If the results get worse after that, it means this flux is ineffective."
Nagisa: “判定结果如何?”
Kanae: “不出所料,这熔汤很脏。刚才用汤勺在坩埚里搅动时,看熔汤的反应我就知道了,氧化物确实很多。氧化物其实分两种,这各细节以后再解释。原因要么是熔剂不够,要么是熔剂本身没起作用。要不我们试着追加熔剂处理一下,然后再测一次?如果追加处理后结果反而变差,那就说明这个熔剂是无效的。”
Nagisa: "Wie lautet das Urteil?"
Kanae: "Wie ich vermutet habe: Die Schmelze ist verunreinigt. Ich konnte es schon daran erkennen, wie die Schmelze reagiert hat, als ich die Kelle durch den Tiegel bewegt habe, aber die Oxidwerte sind definitiv hoch. Es gibt eigentlich zwei Arten von Oxiden, aber das erkläre ich ein andermal. Die Ursache ist entweder zu wenig Flussmittel, oder das Flussmittel selbst funktioniert nicht. Sollen wir versuchen, mehr Flussmittel hinzuzufügen, zu behandeln und erneut zu messen? Wenn die Ergebnisse danach schlechter werden, bedeutet das, dass dieses Flussmittel unwirksam ist."
나기사: "판정은 어떤가요?"
카나에: "역시 예상대로네요. 용탕이 지저분합니다. 아까 도가니 안에서 래들을 움직였을 때의 반응만 봐도 알 수 있었지만, 산화물이 많네요. 사실 산화물에는 두 종류가 있는데, 자세한 건 다음에 설명할게요. 원인은 플럭스가 부족하거나, 아니면 플럭스 자체가 듣지 않는 겁니다. 플럭스를 추가해서 처리한 뒤 다시 측정해 볼까요? 추가 처리 후에 결과가 더 나빠진다면, 이 플럭스는 효과가 없다는 뜻입니다."
追加処理後の再分析 / Re-analysis after re-treatment
5分経過(計測時間)/ 5 minutes later
カナエ:「お気を悪くしたら申し訳ないですが、フラックスが効いてないか合ってないかも知れません.もし効いていたらここの数字が小さく、もう一方が大きくなるんです.これでゼロ不良であれば良いんですが、欠陥が出てるということなのでこれを直さない限り減りません.この数値だと、ガス欠陥も.湯回り不良も起きてませんか.内部残留応力もありそうですので加工後の変形とか.」
ミナト:「そんなこともわかるのか」
カナエ:「数値をSLS-SSPCマトリクスに当てはめるとわかります」
Kanae: "I hope you don't take this the wrong way, but your flux might be ineffective—or simply the wrong type. It relates to those 'two oxide types' I mentioned. If the flux were working, it would remove the harmful oxides, so this number would be lower. Meanwhile, it would enhance the nucleation sites, making that one higher. If you had zero defects, it wouldn't matter. But since you do, they won't go away unless we fix this. Looking at these numbers... aren't you seeing gas defects and misruns? It also suggests internal residual stress, so... deformation after machining?"
Minato: "You can figure that out from just this?"
Kanae: "Yes. Plotting the values on the SLS-SSPC matrix reveals it all."
Kanae: “冒昧地说一句,现在的熔剂可能没起作用,或者根本选错了型号。这也跟我刚才提到的‘两种氧化物’有关。如果熔剂有效,它应该能去除有害氧化物,所以这个数值会变小。同时,它会增加形核核心,让那个数值变大.如果没有不良品那还好说,但既然已经出现了缺陷,不解决这个问题是不行的。看着这些数据……是不是出现了气孔和浇不足?而且似乎还有内部残余应力,所以……是不是加工后会出现变形?”
Minato: “光看这些就能知道?”
Kanae: “是的。只要把数值代入SLS-SSPC矩阵,一切就都清楚了。”
Kanae: "Nehmen Sie es mir bitte nicht übel, aber Ihr Flussmittel ist womöglich unwirksam – oder schlichtweg das falsche. Das hängt mit den ‚zwei Arten von Oxiden‘ zusammen, die ich erwähnt habe. Wenn das Mittel wirken würde, würde es die schädlichen Oxide entfernen, also wäre dieser Wert niedriger. Gleichzeitig würde es die Keimbildungsstellen fördern, was jenen Wert erhöhen würde. Hätten Sie null Ausschuss, wäre das egal. Aber da Sie Fehler haben, verschwinden die nicht, solange wir das nicht beheben. Wenn ich mir diese Zahlen ansehe ... haben Sie nicht auch Gasporosität und Missläufe? Es deutet auch auf interne Eigenspannungen hin, also ... Verzug nach der Bearbeitung?"
Minato: "Das können Sie alles daraus lesen?"
Kanae: "Ja. Wenn man die Werte in die SLS-SSPC-Matrix einträgt, wird alles sichtbar."
카나에: "기분 나쁘게 듣지 않으셨으면 좋겠습니다만, 지금 쓰시는 플럭스는 효과가 없거나, 애초에 맞지 않는 것일지도 모릅니다. 아까 말씀드린 '두 종류의 산화물'과 관련된 얘기인데요. 플럭스가 제대로 듣고 있다면 해로운 산화물을 제거해 주니 이 숫자는 작아져야 하고, 반대로 핵생성 사이트는 늘려주니 저 숫자는 커져야 합니다. 불량이 제로라면 상관없겠지만, 결함이 나오고 있으니 이걸 고치지 않으면 줄어들지 않아요. 이 수치를 보니... 가스 결함이나 미스런(주탕 불량)도 생기지 않나요? 내부 잔류 응력도 있는 것 같은데, 가공 후에 변형이 온다거나..."
미나토: "그런 것까지 알 수 있어?"
카나에: "네. 수치를 SLS-SSPC 매트릭스에 대입해 보면 다 알 수 있죠."
SLS-SSPC Matrix
カナエ:「先ほど会議室で見ていただいた、これです.それから...」
カナエ:「ここでは省略しますが、ナトリウム系のフラックスの場合もう一つ弊害があるんです.その特徴的なカーブも出てます.シリコンの方にも影響が出てるはずです.つまりひっぱり強度に影響が出ている可能性があります」
Kanae: "It's common knowledge that sodium-based fluxes shorten the lifespan of crucibles and furnaces. I'll spare you the technical details for now, but they actually leave traces in the melt, too. We’re seeing a characteristic curve here that indicates exactly that. This means the Silicon is being affected... which implies your tensile strength is likely being compromised."
“众所周知,钠系熔剂会缩短坩埚和炉子的寿命。技术细节我就先省了,但其实它也会在熔汤里留下痕迹。
这里出现的特征曲线正好说明了这一点。这意味着硅受到了影响……也就是说,抗拉强度很可能已经受损了。”
"Es ist allgemein bekannt, dass natriumbasierte Flussmittel die Lebensdauer von Tiegeln und Öfen verkürzen. Ich erspare Ihnen jetzt die technischen Details, aber sie hinterlassen tatsächlich auch Spuren in der Schmelze.
Wir sehen hier eine charakteristische Kurve, die genau darauf hinweist. Das bedeutet, dass das Silizium beeinflusst wird ... was impliziert, dass Ihre Zugfestigkeit wahrscheinlich beeinträchtigt ist."
"나트륨계 플럭스가 도가니나 로의 수명을 단축시킨다는 건 잘 알려진 사실이죠. 기술적인 세부 사항은 지금은 생략하겠지만, 사실 용탕에도 그 흔적을 남깁니다.
바로 그걸 나타내는 특징적인 곡선이 여기 나오고 있어요. 이건 실리콘이 영향을 받고 있다는 뜻이고... 즉 인장 강도에도 문제가 생겼을 가능성이 높다는 얘기죠."
第五話 解決策
カナエ:「今日はフラックスとフラックスフィーダーも持って来てますので、私たちのフラックスで処理して、同じように分析してみましょう」
Kanae: "I actually brought our own flux and flux feeder today. Ours is highly effective, with none of those harmful side effects. So, let's treat the melt with this and analyze it again in the same way."
Kanae: “其实,我今天把我们公司的熔剂和熔剂供给机(Feeder)也带来了。我们的产品效果非常好,而且完全没有那些有害的弊端。所以,咱们用这个处理一下熔汤,再用同样的方法分析一次吧。”
Kanae: "Ich habe heute tatsächlich unser eigenes Flussmittel und das Dosiergerät mitgebracht. Unseres ist hochwirksam und hat keine dieser schädlichen Nebenwirkungen. Also, lassen Sie uns die Schmelze damit behandeln und sie noch einmal auf die gleiche Weise analysieren."
카나에: "사실 오늘 저희 플럭스와 플럭스 피더를 가져왔습니다. 저희 제품은 효과가 뛰어나고, 그런 해로운 부작용도 전혀 없거든요. 그러니 이걸로 용탕을 처리해서, 똑같이 다시 분석해 봅시다."