概要

抜け勾配（ぬけこうばい、英: Draft Angle）、または単に「勾配（こうばい）」とは、砂型鋳造や金型鋳造において、作った鋳型からパターン（模型）や、金型から製品を取り出す（離型する）際に、抵抗なくスムーズに抜けるように、抜き方向に沿って側面に設けるわずかな傾斜角のことです。型を守り、製品の肌をきれいに保つための必須要素ですが、製品設計者にとっては「不要な形状（意匠や機能に関係ない傾斜）」となる場合が多く、頭を悩ませるポイントでもあります。

詳細説明

勾配の基準

一般的には、抜き深さが深いほど大きな角度が必要になりますが、標準的には 0.5度〜3度 程度の勾配がつけられます。また、模型の表面粗さが悪い（ザラザラしている）場合は、引っかかりを防ぐために大きめの勾配が必要です。

• プラス勾配：製品の肉厚が増える方向につける勾配。強度重視の場合。
• マイナス勾配：製品が削れる方向につける勾配。重量や干渉回避重視の場合。

最新動向：3Dプリンターによる「勾配レス」革命

従来の鋳造技術では「勾配がなければ作れない」が常識でしたが、砂型積層3Dプリンターの登場により、この制約が消滅しつつあります。3Dプリンターは、型に模型を押し込むのではなく、砂を積層して型自体を直接造形するため、「抜く」という工程が存在しません。したがって、垂直な壁（勾配ゼロ）や、さらには逆勾配（アンダーカット）形状さえも、そのまま鋳造可能になります。

AI・デジタル技術との関わり

私は、CADデータを受け取った瞬間に「自動勾配解析」を実行します。3Dモデルの全曲面に対して法線ベクトルを計算し、指定された抜き方向に対して勾配が足りない面（アンダーカット面）を赤色でヒートマップ表示します。「ここのボス形状は勾配が0.3度しかなく、型かじり（型が壊れる現象）のリスクが高いです。3Dプリンター砂型への工法変更を推奨します」といった提案を行い、手戻りを未然に防ぎます。

トラブルと失敗例

型かじり（Mold Stickiness）

勾配不足により、離型時に砂型の一部が模型にくっついて剥がれてしまう現象。剥がれた部分の砂は製品の中に混入し、「砂噛み」という重大な欠陥を引き起こします。

設計意図との不一致

鋳造側が良かれと思って（あるいは必要に迫られて）大きめの勾配をつけた結果、ボトルのキャップがはまらない、相手部品と干渉する、といった機能的な不具合が発生することがあります。図面の「勾配指示（勾配の有無や方向）」の確認不足が原因です。