アルミニウム ダイカスト: プロセス、利点、用途

アルミニウムダイカストが業界標準である理由

アルミダイカスト は、溶融したアルミニウムを高圧下で、ダイスとして知られる再利用可能なスチール製の型に押し込む製造プロセスです。この方法は、優れた表面仕上げを備えた複雑で高精度の金属部品を大量に製造する場合に推奨されます。 優れた寸法安定性と強度対重量比を提供します。 他の鋳造法やプラスチック射出成形と比較して。

このプロセスは非常に効率的であり、サイクル時間は次のとおりです。 10～30秒 部品ごとに異なるため、自動車、航空宇宙、家電業界に最適です。アルミニウム本来の耐食性と熱伝導性によりその魅力がさらに高まり、メーカーは最小限の二次加工を必要とする耐久性のあるコンポーネントを作成できるようになります。

ダイカスト工程の説明

高圧噴射

ダイカストの中核には、次の圧力で溶融アルミニウムを射出することが含まれます。 1,500 および 10,000 psi 。この高圧により、金属が固化する前に金型キャビティの複雑な細部まで確実に充填されます。ホット チャンバー (融点の低い金属用) とコールド チャンバー (特に融点が高いアルミニウム用) の 2 つの主なタイプがあります。

冷却と排出

キャビティが充填されると、アルミニウムはスチールのダイの壁に接触して急速に冷却されます。ダイ内の冷却チャネルは温度を調整し、一貫したサイクルタイムを保証します。固化後、ダイが開き、エジェクターピンが完成した部品を押し出します。サイクル全体が自動化され、人件費と人的ミスが削減されます。

トリミングと仕上げ

排出されたパーツには、フラッシュとして知られる、ゲート システムからの余分な材料が含まれています。トリミング プレスはこのバリを除去し、部品には穴あけ、タップ加工、表面処理などの二次加工が施される場合があります。 余剰材料の最大 95% をリサイクル可能 再溶解して廃棄物を最小限に抑えます。

他の製造方法と比べた主な利点

複雑な形状

ダイカストでは、砂型鋳造や機械加工では実現が困難または不可能な薄肉の複雑な形状を作成できます。壁の厚さは以下のように薄くすることができます 0.5mm 構造の完全性を損なうことなく、材料の使用量と重量を削減します。

表面仕上げと精度

ダイカストで製造された部品の表面は滑らかで、通常は次のような仕上がりになります。 1～2.5マイクロメートルRa 。これにより、大規模な研磨や塗装の必要性が軽減されます。寸法精度は厳しく、多くの場合は範囲内です ±0.1mm 小さな部品の場合は、一貫したアセンブリのフィット感を保証します。

大規模なコスト効率

スチール金型の初期工具コストは高くなりますが、量が増えるとユニットあたりのコストが大幅に下がります。を超える生産の場合 10,000台 、ダイカストは多くの場合、CNC 機械加工や製造よりも経済的です。生産速度が速くなることで、部品ごとの人件費と諸経費も削減されます。

使用される一般的なアルミニウム合金

A380合金

A380 は最も広く使用されているアルミニウム ダイカスト合金であり、 全ダイカストの80％ 。鋳造性、機械的特性、コストのバランスに優れています。シリコン、銅、マグネシウムを含み、流動性と強度に優れています。

A360合金

A360 は、A380 に比べて優れた耐食性と延性を備えています。過酷な環境にさらされる部品や、より高い耐衝撃性が必要な部品に最適です。ただし、流動性が低いため鋳造が難しく、製造コストが高くなることがよくあります。

A413合金

A413 は一般的なダイカスト合金の中で最も高い流動性を備えており、薄肉で複雑な部品に適しています。優れた耐圧性を備えていますが、機械的強度は A380 よりも低くなります。油圧コンポーネントや複雑なハウジングによく使用されます。

ダイカストの設計上の考慮事項

肉厚

均一な壁厚を維持することは、収縮気孔や反りなどの欠陥を防ぐために重要です。理想的な壁の厚さの範囲は次のとおりです。 2mm～4mm 。厚さの急激な変化は避けてください。代わりに、かさばらずに強度を高めるために、段階的な移行またはリブを使用します。

抜き勾配角度

抜き勾配は、部品を損傷することなく金型から取り出すために必要です。通常、外面には最小の抜き勾配が必要です。 1～2度 一方、コア ピンの周囲の金属収縮により、内面には 2 ～ 3 度の角度が必要になる場合があります。抜き勾配が不十分であると、固着や表面の傷が発生します。

アンダーカットとコア

アンダーカットではダイ内に可動コアが必要となり、工具の複雑さとコストが増加します。設計者は可能な限りアンダーカットを最小限に抑える必要があります。穴や凹みが必要な場合は、それらをパーティング ラインに平行に配置して、金型の構造を簡素化し、メンテナンスの問題を軽減します。

アルミダイカストに依存する産業

自動車部門

自動車産業はアルミニウム ダイカストの最大の消費者であり、エンジン ブロック、トランスミッション ケース、構造部品にアルミニウム ダイカストを使用しています。アルミニウム部品は車両の重量を軽減できるため、軽量化への取り組みが需要を促進します。 最大40% 鉄に比べて燃費が向上し、EV航続距離が向上します。

家庭用電化製品

ノートパソコン、スマートフォン、カメラには、高級感、放熱性、電磁シールドを実現するダイカスト アルミニウム ハウジングが使用されています。薄くて正確な壁を作成できるため、消費者が求める洗練されたコンパクトなデザインが可能になります。

産業機械

ポンプ、バルブ、電動工具のハウジングは、アルミニウム ダイカストの耐久性と耐食性の恩恵を受けています。これらのコンポーネントは信頼性が極めて重要な要求の厳しい環境で動作することが多く、ダイカストは大規模な場合でも一貫した品質を提供します。