ダイカスト金型製作におけるCNC加工：知っておくべきこと

様々な製造方法の中でも、ダイカストは最も重要な方法の一つとして際立っています。ダイカストを用いることで、企業は堅牢で精密かつ複雑な金属部品を効率的に製造できます。自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、医療機器などの業界で、これらのプロセスが幅広く活用されています。

このガイドでは、ダイカストの仕組み、一般的に使用される材料、適切な合金と表面仕上げの選び方について解説します。さらに、金型製作と信頼できるダイカストパートナーを選ぶための基準についても説明します。製造業に初めて携わる方にも、生産ソリューションの改善を目指す方にも、この記事は意思決定に役立つ貴重な情報を提供します。

ダイカストとは何ですか?

ダイカストとは、溶融金属を高圧で金型キャビティに注入する金属鋳造プロセスです。金型キャビティは、加工された2つの硬化工具鋼製の金型によって形成され、この金型はプロセス中、射出成形金型と同様の役割を果たします。

ダイカストプロセスの応用

ダイカストは、エンジン部品や電子機器筐体など、耐久性と汎用性に優れた部品の製造に広く用いられています。この製法は、多様な材料の選択肢、広い成形面積、そして複雑で精密な薄肉部品の製造能力を提供します。

ダイカスト in 自動車産業

ダイカストは自動車分野で広く用いられており、特にギアボックスケースやエンジンブラケットなどのアルミニウム部品に多く使用されています。マグネシウムダイカストはシートフレームやパネルに適しており、亜鉛ダイカストは燃料系部品やブレーキ部品に適しています。

航空宇宙分野におけるダイカスト 業種

航空宇宙産業は、高品質で軽量な部品を製造するためにダイカスト加工に依存している。メーカーはこの方法を、コスト効率の良さと、業界の厳しい基準を満たす能力から好んで採用している。

医療分野におけるダイカスト 業種

ダイカストは医療業界において極めて重要な役割を果たしています。軽量で高品質、かつ厳格な基準を満たす部品の製造を可能にするため、重要部品の製造において最適な方法となっています。

エネルギー分野におけるダイカスト 業種

ダイカストは、燃料電池、熱交換器、再生可能エネルギーシステムなどの用途向けに、耐久性と高精度を備えた部品を製造するための、エネルギー産業における重要な技術です。効率性とコスト効率の両面で業界のニーズを満たすため、広く普及しています。

コマンドと ダイカストサービス

アルミダイカストサービス

ダイカストの主要材料であるアルミニウムは、マグネシウム、銅、シリコンを含む合金とともに、冷間ダイカストに用いられます。アルミニウムダイカストは、軽量で寸法安定性に優れているため、複雑で精緻な部品の製造に最適です。また、耐熱性、優れた導電性、耐腐食性といった利点も備えています。

一般的なダイカスト用アルミニウム合金には以下のようなものがある。

	360	A360	380	A380	383
密度	2.63g /cm³	2.63g /cm³	2.74g /cm³	2.71g /cm³	2.74g /cm³
融点範囲(℃)	557-596	557-596	540-595	540-595	516-582
Electrical 伝導度	30% IACS	29% IACS	27% IACS	23% IACS	23% IACS
サーマル 伝導度	113 W/(m・K)	113 W/(m・K)	96.2 W/(m・K)	96.2 W/(m・K)	96.2 W/(m・K)
極限引張強度	300 MPaで	320 MRa	320 MRa	320 MRa	310 MRa
降伏強さ	170 MPaで	170 MPaで	170 MPaで	170 MPaで	170 MPaで
硬度	75BHN	75BHN	75BHN	75BHN	75BHN
疲労強度	140 MPaで	140 MPaで	140 MPaで	140 MPaで	140 MPaで
剪断強度	190 MPaで	190 MPaで	190 MPaで	190 MPaで	190 MPaで
伸長	2.5%	2.5%	2.5%	2.5%	2.5%

亜鉛ダイカストサービス

亜鉛合金は、ダイカスト用途において重要な材料です。亜鉛鋳造は、優れためっき特性に加え、高い耐衝撃性と延性といった利点も備えているため、広く好まれています。ホットチャンバー式ダイカスト機での鋳造が容易で、鋳造性が高いため金型の摩耗を最小限に抑えられることから、製造業者にとって人気の高い選択肢となっています。亜鉛はマグネシウムやアルミニウムよりも密度が高いため、銅、マグネシウム、アルミニウムと混合されることもよくあります。

一般的なダイカスト用亜鉛合金には以下のようなものがあります。

合金グレード	ザマック2	ザマック3	ザマック5	ザマック7	ZA-8
密度（g /cm³）	6.7	6.6	6.7	6.8	6.9
融点 (℃)	383-386	381-387	379-386	380-386	381-387
熱伝導率（W/m`K）	109	116	113	113	116
熱膨張係数 (10^-6/K)	26.5	27.5	26.9	26.5	26.5
電気伝導率 (% IACS)	27	27	27	27	26
主な化学成分	3.5-4.3% アルミニウム 0.02～0.05% マグネシウム 0.035～0.06% 銅	3.5-4.3% アルミニウム 0.03% マグネシウム 0.03％Cu	3.5-4.3% アルミニウム 0.035% マグネシウム 0.035％Cu	3.5-4.3% アルミニウム 0.03～0.06% マグネシウム 0.03～0.06% 銅	3.5-4.3% アルミニウム 0.05～0.5% マグネシウム 0.005～0.03% 銅 0.005-0.03% ニッケル 鉄含有量0.005～0.03％
引張強さ（MPa）	295	255	310	345	380
降伏強さ（MPa）	240	215	230	275	320
伸び（％）	2	3	6	3	1
硬度（HB）	82	70	90	95	100
主な違い	マグネシウムと銅の含有量が少なく、より大きな部品に適しています。	マグネシウムと銅の含有量が少なく、より大きな部品に適しています。	マグネシウムと銅の含有量が少なく、より大きな部品に適しています。	マグネシウムと銅の含有量が多く、複雑な形状の部品に適しています。	マグネシウム、銅、ニッケル、鉄を含み、強度と硬度が高い。
主要鋳造用途	自動車部品、家具、家電製品、機械部品	電気製品、手工具、おもちゃ	機械、建築、自動車	自動車、電気、ハードウェア	産業、自動車、電気

 

ダイカスト合金を選ぶ際に注目すべき点

選択する合金は、最終製品の性能と製造コストに直接影響します。適切な選択をするために、以下の5つの点に留意してください。

1. 機械的性質

最終部品の強度、硬度、耐久性の要件を満たす合金を選択してください。合金の種類によって機械的性能は異なります。

2. 耐食性

部品がさらされる環境について考えてみてください。化学物質、湿気、温度変化などにさらされると、合金に影響が出る可能性があります。亜鉛とアルミニウムは優れた自然耐食性を備えていますが、一部の合金では追加のコーティングが必要になる場合があります。

3. 熱伝導率

部品が熱を管理したり、安定した温度を維持する必要がある場合は、熱伝導率の高い合金を検討してください。効率的な熱伝達が重要な場合、銅合金がよく使用されます。

4. 被削性

CNC加工やその他の後処理が必要な場合は、合金が容易に加工できることを確認してください。加工しやすい合金もあれば、特殊な工具や技術が必要な合金もあります。

5. 費用：評価する

材料費だけでなく、総コストも考慮してください。生産効率、機械加工の必要性、仕上げ工程なども含める必要があります。原材料費が安くても、加工コストが高くなる合金もあります。

作り方 ダイカスト金型

ダイカスト金型は、固定プレートに取り付けられたカバー側と、可動プレートに取り付けられた射出側の2つの主要部分から構成されます。穴やねじ山などの複雑な形状を持つ部品を製造するために、金型によってはスライドやコアなどの追加部品が用いられる場合もあります。

部品のサイズによっては、金型に複数のキャビティを設けて、1回の成形サイクルで複数の部品を生産できる場合があります。これらは、同一のキャビティを持つマルチキャビティ金型、または異なる形状のキャビティを備え、一度に様々な部品を製造できるファミリー金型に分類されます。

ダイカスト金型は、強度、耐熱性、耐摩耗性に優れている必要があります。また、繰り返し使用に耐えられるよう、高い延性も求められます。ほとんどの金型は、熱処理を施した高硬度工具鋼で作られています。これらの金型は、1時間に数千回の鋳造サイクルに対応できるよう設計されており、耐用年数中に最大200万サイクルまで使用できます。さらに、高い型締め力にも耐える必要があります。

金型製作工程は、CAD（コンピュータ支援設計）と鋳造専用のシミュレーションツールから始まります。射出成形金型と同様に、ダイカスト金型にも溶融金属をキャビティに導くためのゲート、ランナー、ベントが必要です。また、鋳造中に部品を取り出し、金型を閉じた状態に保つために、エジェクタピンとロックシステムも必要となります。

CNC加工は、ダイカスト金型の製造に広く用いられています。通常、金型形状の粗加工から始まり、熱処理、そして最終寸法への仕上げ加工へと続きます。短納期や試作金型の場合は、ラピッドツーリングが利用できます。これには、CNC加工や選択的レーザー焼結（SLS）などの手法が含まれます。

NOBLEがあなたの製品にできること 表面処理

NOBLEでは、お客様の部品の性能を向上させるための幅広い表面処理をご提供しています。これらの表面処理により、外観、硬度、耐腐食性、耐薬品性が向上します。また、粗い加工痕を滑らかにし、CNC加工時に残った跡を隠す効果もあります。お客様のカスタム部品に最適な表面処理オプションをいくつかご紹介します。

	名前	詳細説明	材料	色圏	テクスチャー
	陽極酸化	陽極酸化処理は、耐食性を向上させ、耐摩耗性と硬度を高め、金属表面を保護します。機械部品、航空機、自動車部品、精密機器などに幅広く使用されています。	アルミ	クリア、ブラック、グレー、レッド、ブルー、ゴールド。	滑らかでマットな仕上がり
	粉体塗装	粉体塗装は、流動性の高い乾燥粉末状の塗料を塗布するタイプの塗装方法です。蒸発性溶剤を介して塗布される従来の液体塗料とは異なり、粉体塗装は通常、静電的に塗布され、その後、熱または紫外線によって硬化されます。	アルミニウム、ステンレス鋼、鋼	黒、RAL コードまたは Pantone 番号	光沢または半光沢
	電気めっき	電気めっきは、機能性、装飾性、または腐食防止といった様々な目的で用いられる。自動車業界をはじめ、多くの産業でこのプロセスが利用されており、自動車部品へのクロムめっきは広く普及している。	アルミニウム、スチール、ステンレス	無し	滑らかで光沢のある仕上がり
	研磨	研磨とは、部品を物理的にこすり合わせるか、化学的な作用によって、滑らかで光沢のある表面を作り出す工程である。この工程によって、鏡面反射が顕著な表面が得られるが、材料によっては拡散反射を低減できる場合もある。	アルミニウム、真鍮、ステンレス鋼、鋼	無し	光沢のある
	ブラッシング	ブラッシングは、通常は審美的な目的で、研磨ベルトを使用して材料の表面に痕跡を描く表面処理プロセスです。	ABS、アルミニウム、真鍮、ステンレス鋼、鋼	無し	サテン

 

適切なダイカストメーカーの選び方

ダイカストメーカーを選ぶ際は、価格だけが重要なのではありません。自社製品に最適なパートナーを見つけることが大切です。ここでは、最適な選択をするためのポイントをご紹介します。

1. 必要なものを知る

まずはプロジェクトのニーズを明確にまとめましょう。これには、部品仕様、発注数量、品質基準、表面処理、納期などが含まれます。明確な計画を立てることで、サプライヤーとのコミュニケーションが円滑になり、サプライヤーがあなたの期待に応えられるかどうかを判断しやすくなります。

2. 彼らの経歴を確認する

ダイカスト加工において実績のあるメーカーを探しましょう。特に、あなたのプロジェクトに関連する材料の取り扱いにおける実績を確認してください。また、どのような業界にサービスを提供してきたか、同様の複雑な部品を製造した経験があるかどうかも確認しておくと良いでしょう。

3. 彼らがどれだけのことをこなせるか見てみよう

製造業者の設備と生産能力を精査してください。これには、機械のサイズ、利用可能な工具、CNC加工、表面仕上げ、組み立てなどの二次加工への対応状況が含まれます。製造業者の設備が、自社の生産規模と技術的ニーズに合致していることを確認してください。

4. 品質について質問する

品質管理システムについて尋ねてください。ISO認証などの公的に認められた基準を遵守している企業を探しましょう。また、検査手順、試験方法、そして各段階でどのように製品の品質を確保しているかを確認してください。

5. エンジニアリングサポートを受ける

設計・エンジニアリング段階でメーカーがサポートしてくれるかどうか確認してみましょう。熟練したパートナーであれば、製造性を考慮した設計の改善、コスト削減、最適な材料とプロセスの選定などについて提案してくれるはずです。

6. よく話す

良好なコミュニケーションは非常に重要です。迅速に対応し、フィードバックを受け入れ、プロジェクト全体を通して最新情報を提供してくれるメーカーを選びましょう。協力的な姿勢は、遅延や誤解を避けるのに役立ちます。

最終的な考え

耐久性と精密さを兼ね備えた金属部品を大量生産するには、ダイカストが最適な選択肢です。CNC加工を組み合わせることで、高精度かつ汎用性の高い製造ソリューションとなります。

成功の鍵となる要素は、適切な材料選定、効率的な金型設計、そして適切な表面仕上げです。各工程をしっかりと理解することで、より良い意思決定を行い、コストと性能の両方を最適化することができます。

NOBLEは、お客様のプロジェクトに合わせた信頼性の高いダイカストソリューションを提供するために必要な専門知識と能力を備えています。

さあ、始めましょう！お気軽にご連絡ください。喜んでお手伝いいたします！