ダイカスト

ダイキャストとは何ですか？

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ダイカストは、金属鋳物の製造に使用される著名な金属加工プロセスです。溶融金属を高圧下で精密機械加工された金型キャビティに注入して、複雑で詳細な部品を作成します。ダイカストで使用される金型は通常、硬化工具鋼で作られており、優れた精度と再現性で部品を製造できます。

ダイカストは、複雑な細部を備えた高精度のコンポーネントを製造できるため、大量生産に適した方法です。蛇口のハンドル、ドアノブ、自動車部品などの多くの日用品がこのプロセスを使用して製造されています。ダイカストは、追加の加工を必要とせずに、微細なディテール、テクスチャーのある表面、および製品名を備えた部品を製造できることで知られています。

このプロセスでは、主に亜鉛、銅、アルミニウム、マグネシウムなどの非鉄金属を利用して部品を製造します。鋼および鉄の鋳造の場合は、インベストメント鋳造や砂型鋳造などの代替方法が一般的に使用されます。ダイカストはその効率性、精度、大量生産への適性が高く評価されており、さまざまな業界で広く使用されているプロセスです。

ダイカスト工程の主な工程

金型の作成と組み立ては、ダイカスト プロセスの最初の段階であり、2 つの部分で構成される金型の準備とメンテナンスが含まれます。次の部品の射出を開始する前に、各ダイの半分を洗浄して前の射出の残留物を除去し、その後潤滑する必要があります。潤滑は寸法精度を高めたり、キャビティやサイドコアの数を増やしたり、スムーズな動作を確保するために不可欠です。使用する材料によっては、各サイクル後ではなく、2 または 3 サイクル後に潤滑が必要になる場合があります。潤滑剤を塗布したら、2 つのダイ半体を閉じてダイカスト マシン内にしっかりとクランプします。金属射出プロセス中に金型をしっかりと閉じた状態に保つために、適切な力が加えられます。ダイを閉じてクランプするのに必要な時間は、使用する特定の機械によって決まります。大型の機械では、クランプ力が大きくなるため、より多くの時間がかかります。この時間は、機械の乾燥サイクル時間に基づいて推定できます。

射出は、炉内で特定の温度に維持された溶融状態から金型への射出までの金属の変態を伴う、ダイカストプロセスにおける重要な段階です。溶融金属の移送方法は、ホットチャンバーマシンかコールドチャンバーマシンかなど、使用するダイカストマシンの種類によって異なります。溶融金属の準備が整うと、通常は 1,000 ～ 20,000 psi の範囲の高圧で金型に注入されます。高圧射出により、溶融金属が金型内で凝固します。金型に射出される金属の量はショットとして知られています。射出時間は、ダイ内のすべてのチャネルとキャビティが完全に充填されることによって決まります。この時間は、金属の一部が早期に凝固するのを防ぐため、通常は非常に短く、通常は 0.1 秒未満です。射出時間は、材料の熱力学的特性と成形品の壁の厚さに影響される可能性があります。壁が厚いセクションでは、より長い射出時間が必要になります。コールドチャンバーダイカストの場合、溶融金属を手動でショットチャンバーに取り込むのに追加の時間が必要です。

冷却は、ダイキャビティに注入された溶融金属の凝固の開始を示すため、ダイカストプロセスの重要な段階です。鋳物の最終形状は、キャビティ全体が充填され、溶融金属が凝固するときに形成されます。鋳物が完全に固まった後にのみ金型を開けることができます。冷却時間は、金属のさまざまな熱力学特性、鋳造品の最大肉厚、金型の複雑さによって影響されます。肉厚が厚く、ダイキャビティの形状が複雑になると、熱の流れに対する抵抗が増えるため、より長い冷却時間が必要になります。冷却時間の推定は、鋳造品の適切な凝固と完全性を確保するために不可欠です。

冷却段階が完了すると、ダイ半体が開き、排出機構を使用して鋳物がダイキャビティから排出されます。金型を開くタイミングは機械の乾燥サイクル時間に基づいて概算できますが、取り出し時間は鋳物の外皮のサイズによって決まり、鋳物が金型から取り外されるのに必要な時間が含まれます。冷却プロセス中に鋳物が収縮して金型に付着するため、突き出し機構は鋳物を取り外すために力を加える必要があります。前の鋳造物が排出されると、次の射出に備えて金型がクランプで閉じられます。このプロセスにより、鋳物の効率的かつ継続的な生産が保証されます。

冷却プロセスの後、金型のチャネル内で固化し、鋳物に付着した余分な材料を除去する必要があります。このトリミングプロセスは、手動の切断や鋸引き、またはトリミングプレスを使用して実行できます。余分な材料をトリミングするのに必要な時間は、主に鋳物の輪郭のサイズによって決まります。トリミングが完了すると、スクラップ材料は他のダイカスト生産で使用するためにリサイクルするか、廃棄することができます。リサイクルされた材料は、ダイカストプロセスに再導入される前に、適切な化学組成を達成するために再調整を受ける必要がある場合があります。これにより、材料の効率的な利用が保証され、ダイカスト生産サイクルにおける無駄が最小限に抑えられます。

ダイカストの種類

ダイカストプロセスは主に 2 つのタイプに分類できます。

ホットチャンバーダイカストは主に亜鉛、マグネシウム、銅などの合金に使用されます。このプロセスでは、射出システムが溶融金属のプールに浸されるため、「ホット チャンバー」と呼ばれています。炉は、グースネックとして知られる供給システムを介して機械に接続されています。サイクルが始まるとピストンが後退し、溶融金属が射出シリンダーのポートからグースネックを満たすようになります。続いて、プランジャーが下方に移動すると、ポートが密閉され、溶融金属がグースネックとノズルを通って金型内に推進されます。金属が固まると、プランジャーが上方に移動し、金型が開いて部品が排出されます。このプロセスにはサイクル時間が短いという利点があり、金属を別の炉から輸送する必要がありません。ただし、射出シリンダーを腐食しない合金にのみ適しています。

コールドチャンバーダイカストは主にアルミニウムダイカストの製造に使用されます。このプロセスでは、取鍋を使用して溶融金属を保持炉から加熱されていないショットチャンバーまたは射出シリンダーに移送します。次に、油圧ピストンを使用して金属が金型に射出されます。このプロセスの主な欠点は、ホット チャンバー ダイカスト プロセスに比べて時間がかかることです。

ダイカストのメリット

サイズの多様性: ダイカストにより、幅広い形状やサイズの部品を製造できます。鍛造などの他の製造プロセスとは異なり、ダイカストでは部品の形状に制限がなく、多くの場合、部品はその正味の形状で製造されます。

耐久性の向上: ダイカストは、たとえ薄い部品が含まれている場合でも、一般にプラスチック製の同等品よりも強度があります。幅広い温度に耐えられるため、過酷な環境や極端な温度条件での使用に適しています。

高い生産効率: 最小限の機械加工またはまったく機械加工を必要とせずに複雑な部品をネットシェイプで生産できるため、生産時間が大幅に短縮されます。その結果、ダイカストは非鉄金属複合部品を大量生産するための最も効率的なプロセスの 1 つとして認識されています。

環境に優しい製造: 完全に分解するまでに数百年かかるプラスチックとは異なり、ダイカスト部品は主にリサイクル材料から作られています。ダイカストに使用される金属の約95％は回収部品からリサイクルされており、劣化することなく再利用できる持続可能な素材です。これにより、ダイカストは環境に優しい製造技術となります。

薄肉鋳造: ダイカストでは、射出プロセス中の高圧により、砂型鋳造や重力ダイカストと比較して、より薄い肉厚の部品を製造できます。これにより軽量な構造が可能になり、二次操作の必要性が減ります。

インサート鋳造: ダイカストプロセスにより、インサートを鋳造して、ねじ付きインサート、発熱体、高強度座面などの特定の機能を形成できます。この機能により、ダイカスト部品の汎用性と機能性が向上します。

ダイカストのデメリット

ダイカストの主な欠点の 1 つは、製造コストが高いことです。必要な鋳造設備、金型および関連コンポーネントはいずれも、他の鋳造プロセスに比べて高価です。その結果、ダイカストは大量生産において最もコスト効率が高くなります。さらに、このプロセスは高流動性金属に限定され、鋳造重量は 30 グラムから 10 kg の範囲内に収まる必要があります。標準的なダイカストプロセスでは、最終的な鋳造品に少量の気孔が生じる場合があり、これにより熱処理や溶接が妨げられる可能性があります。加熱中の細孔内のガスの膨張により、部品内部に微小な亀裂が生じたり、表面が剥離したりする可能性があります。したがって、ダイカストは柔らかさが許容できる部品にのみ適しており、焼き戻しや肌焼きなどのプロセスを経て硬化する必要がある部品には適していません。

当社のダイカストの応用例

当社の高圧ダイカスト サービスは、次のようなさまざまな業界にわたって応用されています。

RV 車: 当社は、RV 車業界のメーカーに優れたダイカスト サービスを提供することに誇りを持っています。

医療: 当社のダイカスト会社は、手術器具、病院設備、病院用ベッドのギアボックス、蠕動ポンプ ポンプなどの医療用途向けの高品質ダイカストの製造を専門としています。

交通信号機: 当社は、街路灯や交通信号機の筐体、PED ボックス、およびアルミニウム製の照明筐体のハウジングを製造するダイカストの大手企業です。

屋外照明: 当社の専門知識は、ウォーク ライト ハウジング、バレット ライト器具、コーチ ライト、壁取り付け用燭台器具などの屋外照明製品の製造のための専門的なアルミニウム ダイカスト サービスにまで及びます。当社は、LED および高効率屋外照明の機能も提供します。

銃器: CFS Foundry は銃器業界のトップ ダイカスト会社で、ダイカスト トリガー ガードやその他の散弾銃やライフル部品を専門としています。

産業用機器: 当社のダイカスト サービスは、コンプレッサーおよびピストン コネクティング ロッド、ポーター ケーブル ポンプ ハウジング、壁取り付けベアリング ハウジング、工業用ポンプ、エアコンプレッサーなど、さまざまなタイプの産業用機器の製造をカバーしています。当社のダイカストは、製品を問わず、低単価で強度と性能を向上させます。

電気通信: 当社は、電気ハウジング、接続前面プレート、導波管、アンテナ マウント、RF フィルターなどの電気通信産業製品の熟練したダイカスト メーカーです。

Keming Machinery のダイカスト合金:

アルミダイカスト：

アルミニウムは、幅広い用途があるため、ダイカストプロセスで最も一般的に使用される合金です。アルミニウム ダイカスト部品の主な利点の 1 つは、軽量であると同時に、すべてのダイカスト合金の中で最も高い動作温度に耐えることができることです。アルミニウムは、複雑な形状や薄肉の用途でも高い寸法安定性を示します。その耐食性と優れた機械的特性により、家庭用電化製品の筐体から海洋用途まで、さまざまな用途に適しています。さらに、アルミニウム ダイカストは、その高い熱伝導率と電気伝導率、および EMI シールド特性により、ネットワークや通信アプリケーションのエンクロージャとして優れた選択肢となり、電子部品に効果的な熱放散を提供します。アルミダイカスト部品は軽量であるため、電動工具やポータブル機器などの手持ち用途に最適であり、自動車部品に広く使用されています。軽量化と燃料効率を高めるための航空機および航空宇宙用途に最適です。さらに、アルミニウム ダイカスト部品は、高精度の要件に合わせて機械加工が容易で、クロメート、陽極酸化、塗装、または粉体塗装を簡単に行うことができます。

亜鉛ダイカスト:

亜鉛ダイカスト合金は鋳造が最も簡単であることで知られており、一般にアルミニウムやマグネシウム合金と比較して工具寿命が長いため、亜鉛ダイカスト部品を経済的に製造できます。当社の亜鉛ダイカスト施設は、ロック圧力が 225 トンから 750 トンの範囲のホットチャンバーマシンで構成されており、ネットシェイプまたはニアネットシェイプ仕様に合わせた高品質の部品を製造できます。さらに、亜鉛ダイカストは高精度の要件に合わせて簡単に機械加工できます。亜鉛合金の特性により、電気メッキ、従来の塗装、粉体塗装などのさまざまな表面仕上げにも優れた選択肢となります。

当社のダイカスト能力により、当社は高品質のアルミニウムおよび亜鉛ダイカストを競争力のある価格で提供します。当社のダイカストは、米国、英国、オーストラリア、カナダ、南アフリカなどの海外企業に輸出されています。当社は特定の製品要件を満たす OEM サービスを提供しています。ニーズについてご相談ください。