ショットダイカスト：プロセス、利点、用途

ショットダイカストはダイカストとも呼ばれ、溶融金属を高圧下で再利用可能な鋳型に注入する、非常に効率的で精密な金属加工プロセスです。ダイカストに関する最初の特許は、機械化された印刷用活字の製造に使用される小型の手動機械に対して 1849 年に付与されました。この技術は 19 世紀半ばの誕生以来大きく進化しており、今日では自動車、航空宇宙、電子機器、消費財など、さまざまな業界で広く使用されています。

この記事では、ショットダイカストの原理、機械、材料、プロセスの手順、利点など、ショットダイカストの複雑な部分について詳しく説明します。

ショットダイカストの基礎

ショットダイカストは、精密に設計されたダイまたは鋳型に溶融金属を加圧注入する金属鋳造プロセスです。ダイは金属（通常は鋼または硬化合金）で作られ、最終製品の希望形状を反映した空洞が特徴です。溶融金属がダイに注入されると、圧力を受けて固まり、正確な寸法精度と滑らかな表面仕上げを備えた高品質の鋳造品が生まれます。

ショットダイカストの利点

ショットダイカストは、他の鋳造方法に比べていくつかの利点があります。

• ダイカストマシンは1時間あたり数十から数千の部品を生産できるため、 大量生産.
• このプロセスにより、厳しい公差と優れた寸法精度を備えた鋳造品が生成され、多くの場合、追加の機械加工が最小限またはまったく必要ありません。
• 加圧注入により表面が滑らかで均一に仕上がり、大規模な表面処理が不要になります。
• 製造工程で発生する廃材は多くの場合リサイクルされ、廃棄物を最小限に抑え、生産コストを削減します。
• ショットダイカストでは、薄壁や複雑な形状など、細部まで精巧に作られた複雑な形状を製造できます。

ショットダイカストの課題

ショットダイカストには利点があるものの、いくつかの課題もあります。 ダイカスト金型 融点が高くなる可能性があるため、少量生産では経済的ではありません。また、このプロセスは、一部の鋼やチタン合金など、融点の高い特定の材料には適さない場合があります。

多孔性、つまり完成した部品に小さな空気ポケットが存在することも、潜在的な問題です。これは、金属が金型に均等に流れ込まない場合に発生し、部品の弱点につながります。

ショットダイカストで使用される機械

ショットダイカストマシンは通常、油圧で作動し、水平位置で動作します。ダイカストマシンには主に 2 つのタイプがあります。

ホットチャンバーマシン

ホットチャンバーダイカストマシンには、マシン自体の内部、通常は射出シリンダーの上にるつぼ（溶解ポット）があります。るつぼは金属を溶融状態に保つために加熱されたままです。その後、溶融金属は油圧で作動するピストンまたはプランジャーによってグースネックから射出シリンダーに押し出されます。

Advantages:

• 連続溶解・射出プロセスにより生産性が向上します。
• 亜鉛、スズ、鉛ベースの合金などの低融点金属に適しています。
• コールドチャンバーマシンに比べてサイクルタイムが高速です。

中古: ジュエリー、電気コネクタ、小型自動車部品、玩具など、細部まで精巧に作られた小型から中型の部品の製造によく使用されます。

コールドチャンバーマシン

コールドチャンバーダイカストマシンには、マシンの外側に別のるつぼまたは炉があります。るつぼで金属が溶解され、通常は取鍋または機械アームによって射出シリンダーに移されます。次に、射出シリンダーが油圧で作動し、溶融金属を金型キャビティに押し込みます。

Advantages:

• アルミニウム、マグネシウム、銅合金などの高融点金属を扱うことができます。
• ホットチャンバーマシンに比べて鋳造能力が大きい。
• 溶融金属の温度と品質をより適切に制御します。

中古自動車部品、エンジン ブロック、トランスミッション ケース、電子機器や電化製品のハウジングなど、より大きく複雑な部品の製造に使用されます。

ショットダイカストの用途

ショットダイカストは、以下を含む複数の分野で採用されています。

• エンジンブロック
• トランスミッションケース
• 構造部品
• ギアハウジング
• 括弧
• 電子エンクロージャ
• ポンプ本体
• ヒートシンク
• エアコンプレッサー部品
• 自転車フレーム
• 装飾的なハードウェア
• 家電製品のハウジング
• 医療機器コンポーネント
• 自動車用トリム部品
• 航空宇宙用ブラケット

ショットダイカストのプロセス

ショットダイカストプロセスは、金型の準備、射出、凝固、排出および仕上げという 4 つの主要なステップで構成されます。

1. 金型の準備: 鋳造プロセスが始まる前に、金型の温度を制御し、鋳物の取り出しを容易にするために、金型に潤滑剤がスプレーされます。その後、金型が閉じられ、金型の半分の間の密閉が確保されます。
2. 注射: 溶融金属は、通常 10 ～ 175 MPa (1,500 ～ 25,000 psi) の高圧下で金型に注入されます。この高圧注入により、金型キャビティが迅速に充填され、薄い部分でも不連続性が回避されます。ただし、空気が閉じ込められるという潜在的な問題も発生しますが、パーティング ラインに沿って通気口を設けることでこの問題を最小限に抑えることができます。
3. 凝固: 金型が満たされると、鋳物が固まるまで圧力が維持されます。金型セクションを流れる冷却剤が凝固プロセスを促進します。凝固後、金型の締め付けが緩められ、鋳物が排出されてさらに冷却および仕上げが行われます。
4. 排出と仕上げ: エジェクタ ピンが鋳物を金型から押し出します。その後、ゲート、ランナー、スプルー、バリなどのスクラップが鋳物から分離されます。これは、パワー プレスまたは油圧プレスの特殊なトリム ダイを使用して行われることが多いです。リサイクルされたスクラップは、将来使用するために再溶解されます。

ショットダイカストに使用される材料

さまざまな金属を使用できますが、最も一般的な材料は次のとおりです。

アルミ

アルミニウムは軽量で耐腐食性に優れているため、広く好まれています。アルミニウムの用途は自動車産業で最も多く、エンジン ブロック、トランスミッション ケース、強度と軽量化の両方が求められるさまざまな構造部品に使用されています。過酷な環境にも耐えられるため、アルミニウムは熱や湿気にさらされる部品にも最適です。

亜鉛

優れた強度と優れた表面仕上げで知られる亜鉛合金は、耐久性と高品質の外観の両方が求められる部品を製造するためのダイカストでよく使用されます。亜鉛は複雑な細部を高精度で鋳造できるため、消費者向け製品、電子機器ハウジング、ブラケットやギア部品などの自動車部品に最適です。

マグネシウム

マグネシウムは、最も軽い構造金属の 1 つとして評価されており、ダイカスト、特に航空宇宙および自動車用途でますます使用されています。マグネシウム ダイカストは、強度を保ちながら部品の重量を大幅に軽減します。これは、燃費と性能を優先する業界では非常に重要です。衝撃を吸収し、摩耗に耐える能力があるため、マグネシウムは高性能コンポーネントの魅力的な選択肢となっています。

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