ダイキャストマシン – metoree本番管理

ダイキャストマシンとは

ダイキャストマシン

ダイキャストマシンとは、金属や合金を高速で溶かして金型に流し込み、鋳造を行う装置のことです。

ダイキャストマシンでは高い精度で同じ形状の製品を大量生産できるため、作業員の負担を減らせます。また、低融点金属が溶融しやすく、金型に流し込みやすいので、アルミニウムや亜鉛などの低融点金属を使用する場合に有効です。

しかし、高融点金属に対してダイキャストマシンを使用するのは難しく、鋳造の際は他の方法で行う必要があります。また、ダイキャストマシンによる鋳造は、製品の表面が非常に滑らかであるため、研磨工程を省略できる点がメリットです。

研磨工程を省略することにより、製品の製造時間とコストの削減につながります。

ダイキャストマシンは、さまざまな産業で使用されています。具体的には、自動車部品や電子機器、建築資材などの製造です。最近では、環境にやさしい素材を使用して製品の廃棄物を減らし、持続可能性を高められるダイキャストマシンも開発されています。

自動車部品では、エンジンブロックやシリンダーヘッドなどの部品から、エンブレムやドアハンドルなどの細かな装飾品まで、多種多様なパーツの製造に使用されています。特に、軽量かつ高剛性のアルミニウム合金を使用することで、車両の燃費向上や安全性を高めることが可能です。

電子機器では、スマートフォンやタブレット端末、デジタルカメラなどで使用される金属部品の製造に使用されています。例えば、カメラのレンズホルダーやシャッターボタン、スマートフォンのアルミニウム製のフレームなどです。

建築資材では、ドアノブや取っ手、シャッターヒンジ、建物の外観を飾るカーテンウォールやファサードパネルなど、小型から大型かつ複雑な形状を持つパーツの製造に使用されています。

ダイキャストマシンで製品を作る原理は、形状に合わせた金型を作成し、液体金属を流し込むことで成り立ちます。ダイキャストマシンでは、油圧を利用したピストンを使用するため、一定以上の圧力が必要です。

ダイキャストマシンに接続された金型に、溶湯と呼ばれるアルミ合金などの液体金属を流し込みます。溶湯が流し込まれた金型には内部圧力がかかるため、金型が密着していないと溶湯が金型の隙間から漏れ出す可能性があるため注意が必要です。

例えば、鋳造中ダイキャストマシンは、高圧力で金型を押さえつけるなどの対策を行います。金型に流し込まれた液体金属が冷却されると、金型の形状に合わせて硬化した製品が完成します。

ダイキャストマシンは、2つの種類に分類されます。

ホットチャンバー方式は、溶湯を注入する射出部と溶湯保管炉が一体となっており、射出部が常時熱せられていることから名前がつきました。射出部が常時熱せられているため、安全や部品耐久性の観点より溶解温度の低い材料の鋳造に使用されます。溶湯の注入を効率的に行えるのが大きなメリットです。

コールドチャンバー方式は、溶湯を注入する射出部と溶湯の保管路が分離されており、射出部が常時熱せられていないことから名前がつきました。溶湯保管炉が独立しているため、溶解温度の高い材料の鋳造に使用されます。1つの製品をつくるごとに溶湯の注入を行う必要があり、製造にかかる時間は長い傾向にあります。

ダイキャストマシンの金型は主に形状の決定と温度変化の役割を持っています。

1. 形状の決定
製品は金型に沿って製造させるため、製品の大まな形や細かな形状、小さな溝や穴まで全て金型によって決まります。金型の形状出しの精度は、製品の品質にそのまま直結するため重要なポイントです。

製品形状や一度に何個製品を製造するかによって、溶湯を流し込むゲートの位置や金型内での溶湯の流れを決めていきます。金型が邪魔をして製品の取り出しが行えない場合は、金型を斜めに移動させる機構の追加や油圧シリンダの押し出しによって製品を取り出します。

2. 温度変化
ダイキャスト製品は、溶湯を冷やして固めることによって製造されます。製品の品質を左右する金型は、ダイキャストマシンにとって大変重要な部品です。加えて、金型の作成は数ヶ月という時間を要し、金型作成にかかるコストは製造業において大きな割合を占めます。

量産中に金型の不具合や損傷が発生した場合は、生産を止める必要があります。生産能力の著しい低下とともに、金型のメンテナンスにかかる費用も別途発生するので注意が必要です。

参考文献
http://diecasting.or.jp/diecast/pdf/book/die_casting1.pdf
https://engineer-education.com/production-engineering-38_die-casting-basic/#i-7