ダイカスト技術の基礎と効果的な不良対策の勘所

ダイカスト技術の基礎知識

ダイカストとは、金属を高温で溶融し、高圧で金型に注入することで製品を成形するプロセスの一つです。
このプロセスは、大量生産に適しているため、主に自動車部品や家電製品の製造に利用されています。

ダイカストの利点としては、高精度で複雑な形状の部品を一度に大量に製造できること、鋳造の冷却時間が短いこと、表面仕上げが良好であることが挙げられます。
また、アルミニウムや亜鉛などの様々な金属を使用できるため、製品に応じた材料選択が可能となります。

一方で、ダイカストには高い設備コストや初期投資費用がかかる点、金型のメンテナンス費用が必要である点、製造中に起こりうる不良品の発生などの課題があります。

ダイカストのプロセス

ダイカストの一般的なプロセスは、以下の手順で進行します。

1. 金型の準備: 金型内を加熱し、潤滑媒体を塗布します。これにより、金属が均一に流れ、金型からの取り外しを容易にします。

2. 金属の溶解: 使用する金属を高温で溶解します。アルミニウムの場合、おおよそ650℃に加熱します。

3. 金型への注入: 溶解金属を高圧で金型に注入します。この高圧によって、金属は金型の隅々まで行き渡ります。

4. 冷却と固化: 金型内の金属を冷却し、固化させます。冷却時間は金属の種類や部品の厚さによって異なります。

5. 部品の取り出し: 冷却が完了したら、金型を開き、成形された部品を取り出します。

6. 仕上げ作業: 部品表面のバリ取りや必要に応じた追加の二次加工を行います。

不良対策の勘所

ダイカストにおいて不良品の発生は避けられない部分ではありますが、適切な対策を講じることでその発生率を大幅に低減することが可能です。
ここでは、ダイカストにおける代表的な不良とその対策について解説します。

ボイド・気泡の発生

ボイドや気泡は、金属が注入される際に空気が巻き込まれて発生する不良です。
金属の流動性を悪化させる原因となり、製品の強度不足を招くことがあります。

対策としては、金属の温度と金型の温度を適切に管理すること、注入速度を調整すること、また金型内の空気抜き設計を適切に行うことが重要です。

ひけ（収縮）の発生

ひけは、溶融金属が固化する過程で収縮し、製品の一部が凹んでしまう不良です。
特に厚みが不均一な部分で発生しやすく、見た目や機能に影響を与えます。

ひけ対策には、金型設計の見直し、特にゲート位置や形状を調整することが効果的です。
また、冷却速度を管理することで、均一な冷却を図ることも重要です。

割れや欠けの発生

割れや欠けは、冷却の際や取り出し時に製品表面や内部に発生する欠陥です。
金型の開閉や取り出しにおける不適当な処置が原因となることが多いです。

割れや欠けを防ぐには、金型設計を再評価し、ストレスが集中する部分を特定して設計を改善すること、また金型の開閉速度やタイミングを調整することが求められます。

表面粗さや不均一な仕上げ

製品の表面に傷や粗さが見られる場合は、不適切な潤滑や金型の表面状態が原因となることがあります。

潤滑剤の適正な選択と均一な塗布、金型表面の定期的なメンテナンスや研磨を通じて、表面品質の向上を図る必要があります。

まとめ

ダイカスト技術は優れた効率性と精度で様々な産業で広く利用されていますが、不良品の発生には常に注意が必要です。
本記事で紹介した対策を講じることで、ダイカストの不良発生率を低減し、より高品質な製品を製造することが可能です。

製造業に従事する皆様が、ダイカスト技術の理解を深め、それに基づく効果的な改善策を実行することで、競争力のある製品を市場に提供できるようになることを切に願っています。