高圧ダイカスト

金属鋳造は現代の製造業において非常に重要である。それは技術的に全世界を形成しています。ご存知のように、この方法でさまざまな金属部品を作ることができます。高圧ダイカストは、ここで最も人気のある金属鋳造法の一つです。

典型的な金属鋳造法は、溶けた金属を型に流し込んで複雑で精密な形状を作り出します。あらゆる産業が、多くの用途でこの鋳造部品を必要としている。構造的なサポートや主要製品に必要な場合もあります。

金属を成形する一般的な方法のひとつにダイカストがあり、高圧ダイカストは最も一般的なダイカスト法のひとつである。この記事の主な内容はこの方法です。どのように作られ、どのような利点があり、どのように使用できるかを学びます。また、HPDCとLPDCがどのように違うのかがわかります。

高圧ダイカスト（HPDC）の概要

HPDCとは、High-Pressure Die Casting（高圧ダイカスト）の略。その名の通り、高圧を必要とする金属鋳造法です。HPDC鋳造は、高い公差を持つ多くの金属部品を作るのに適しています。

HPDCダイカストでは、溶融金属を鋼鉄製の金型またはダイに高速かつ高圧で注入します。その結果、短時間で何百もの鋳造部品を作ることができます。ここで必要とされる圧力は、溶融金属が金型の詳細な特徴を満たすようにするためです。このため、高圧ダイカストは大量生産に適しています。

高圧ダイカストマシンは、いくつかの主要部品で構成されている。そのどれもがシステムにとって非常に重要です。他の部品もあるかもしれませんが。しかし、この4つの部品は高圧ダイカストプロセスにおいて最も重要なものです。この4つの部品が、最終的な鋳造部品の品質を決定するのです。

ダイカスト金型

ダイカスト金型（ダイ）は、一般的に最終的な形状を決定する高圧ダイカストマシンの部品です。ダイカスト金型には、固定式と可動式の2つの主要な部分があります。金型は通常、高強度鋼で作られています。これらのHPDCダイカスト金型を作ることは、高圧ダイカスト金型と呼ばれます。HPDC金型は、金属鋳造の最高品質にとって非常に重要であることに注意してください。

エジェクターピン

Ejector Pins are another important components in high pressure ダイカスト金型. They facilitate the removal of the solidified cast from the die. You can find these pins within the movable die half. Once your metal casting is cooled and solidified, you can actuate these pins to remove it. It mainly plays a crucial role in the production cycle.

コールドチャンバーダイカストマシン

コールドチャンバーダイカストマシンは、射出システム、プレスシステム、射出システムなどを備えた最も重要な機械であり、すべてのダイカストプロセスは、このコールドチャンバーダイカストマシンによって行われます。

暖房機器

加熱部品には、炉や発熱体が含まれる。これらは通常、金属を溶かすのではなく、温度を一定に保ちます。この高圧ダイカストマシン部品の主な目的は、金属を確実に液状にすることです。安定した加熱は、最終的な鋳物の品質と一貫性にとって非常に重要であることに注意してください。

高圧ダイカストの仕組み

一般的に、高圧ダイカストは5つのステップで作業します。各ステップは、鋳物の最終的な品質にとって非常に重要です。したがって、ダイカスト工程を開始する際には、必ず装置を点検してください。欠陥やネジの緩みがないか確認してください。装置を常に最適な設定に調整する。冷却装置が適切に作動しているかどうかを確認する。

装置を正しくチェックしたら、高圧ダイカストの一次工程に進みます。手袋、衣服、眼鏡などの安全装備を必ず着用してください。

ステップ#1 ダイカスト金型の準備

高圧ダイカスト金型は、主に2つのステップで準備することができます。まず、すでに作られている場合は、使用する前に欠陥や汚れがないかチェックします。第二に、金型の設計は、カスタマイズされた製品のために必要です。

ダイカスト金型の設計にはいくつかの段階があります。まず、SolidWorksやAutoCADなどの3Dソフトウェアを使って設計図を描きます。設計の際には、ゲートランナーと金型ベースを適切に整理していることを確認してください。冷却システムもこの設計プロセスの重要な部分です。最後に、ガス抜きと排出システムを確認します。

設計が終わったら、ドラフト解析に進みます。様々なシミュレーションソフトで機能を確認することができます。テストと品質検査の後、ダイカスト金型を最終生産に使用することができます。

ステップ#2 溶湯注入

このHPDC鋳造プロセスでは、機械がダイキャビティに溶融金属を注入する。他の方法とは異なり、高圧鋳造ではこの作業に高い圧力と速度が使用されるため、高圧ダイカストと呼ばれています。

まず、ダイカスト金型の2つの半分をしっかりと接続します。次に、ボタンを押すと、HPDCマシンが溶融金属をチャンバーに押し込む。この圧力によって、溶融金属がキャビティ全体を確実に満たす。射出が終わると、溶融金属は冷却固化される。

HPDCダイカスト・システムでは、主に2つの射出方法が使用されます。プロジェクトのニーズに応じて、適切な方法を選択することができます。

ホットチャンバー射出

射出機構が溶融金属リザーバーに浸漬されている場合、それはホットチャンバー射出と呼ばれます。プランジャーが動くと、溶融金属がチャンバーに引き込まれ、ダイキャビティに射出されます。このタイプの射出は、融点の低い金属に適しています。よく見かけるのは、この ホットチャンバーダイカストマシン は亜鉛とマグネシウムの合金である。

コールド・チャンバー・インジェクション

一方、コールド・チャンバー・インジェクションは、別の溶解炉を使用する。手動または自動システムを使って溶融金属を注入することができる。製造では、自動システムは一般的に油圧プランジャーによって操作されます。これは、溶融金属を強制的に金型キャビティに挿入します。コールド・チャンバー・インジェクションは、アルミニウムHPDC鋳造の一般的な技術です。

ステップ#3 冷却と凝固

射出後、溶融金属は金型キャビティ内で急速に冷却される。CNM TECHのように、制御された冷却を使用する工場もあります。この間、適切な凝固を確保する必要があります。

適切な冷却は、主に欠陥を避けるために必要であることに留意されたい。ご存知のように、不適切な冷却によっていくつかの欠陥が発生する。ホット・スポット、コールド・シャット、ミス・ラン、収縮、ポロシティなどである。

金型内の冷却流路は通常、温度を安定させます。ダイカスト金型を設計する際には、これらの空洞が正しく設計されていることを確認する必要があります。CNM 高圧ダイカスト工場では、経験豊富なエンジニアがこれらの冷却システムを常にテストしています。そのため、当社の金属鋳物にはほとんど欠陥がありません。

ステップ #4 排出

金属合金部品が金型内で冷えて固まったら、エジェクターピンを使って排出します。外部からの損傷を避けるため、このステップは慎重に行う。エジェクターピンは通常、この取り出し作業を容易にします。これはダイカスト金型の可動部にあります。

ステップ#5 トリミングと仕上げ

金属部分を取り除いた後、ボディに余分な材料が見つかるかもしれません。それを良い状態にするために、追加の仕上げ加工が必要になるかもしれない。トリミング、研磨、その他の表面処理を行うことができる。

トリミング法は通常、金属部品から余分な材料を取り除く。手動でも自動でも可能である。しかし、滑らかな表面には、研削、サンディング、機械加工が必要な場合があります。これらの方法は、希望の寸法を達成するのに役立ちます。

さらに仕上げが必要な場合は、さまざまなアルミニウムの表面処理を施すことができます。これには多くの方法があります。これらの技術は、HPDC鋳造部品をより頑丈にし、錆びにくくするのに役立ちます。最も一般的な方法は、黒色または クリアアルマイト塗装、粉体塗装、Eコーティングなど。

この後、HPDC鋳造部品は認証のためのテストが必要になるかもしれません。認証は、実際の用途において顧客の信頼と信用を生み出すものであることに留意してください。

高圧ダイカストの主な特徴とは？

前のセクションでは、HPDCダイカストプロセスについて詳しく説明しました。ご存知のように、HPDC鋳造プロセスでは、機械が高圧かつ高速で溶融金属をダイまたは金型キャビティに注ぎます。これには技術的にいくつかの利点がある。一つずつ確認していきましょう。

特長 #1 高精度金属部品

HPDC鋳造プロセスの最大の利点のひとつは、その精度です。この技術を使えば、非常に高い精度を達成することができます。各業界の専門家によると、この公差は±0.016mmから±0.12mmです。

特徴#2 より複雑なデザインへの対応

HPDCダイカストプロセスでは、より複雑なデザインも可能です。ご存知のように、高圧は溶融金属を細部まで金型キャビティに充満させます。これは、溶融金属がデザインの細部にまで到達できることを意味します。ほとんどのアルミニウムの複雑な金属部品は、HPDC鋳造プロセスで作られます。

特徴 #3 より良い表面仕上げ

HPDC鋳造プロセスは、より良い表面仕上げも生み出す。溶融金属は高圧下で金型キャビティの隅々まで満たされます。この圧力のため、金属部品の密度も変わりません。このため、冷却後の表面はより良い仕上がりになります。

特徴#4 生産性の向上

高圧ダイカストの工程は非常に速く行われる。一部の製造業では、この工程は完全に自動化されています。しかし、手動であろうと自動化されていようと、他の方法よりも速いことに変わりはありません。そのため、より短時間で何百もの金属部品を作ることができます。これにより、生産性が向上し、コストが削減されます。

特徴#5 薄肉製品への対応

この場合も、高圧の溶融金属が金型キャビティの隅々まで充満する。この技術により、より薄肉の製品を扱うことができる。代表的な例としては、エンジン部品、ハウジング、ヒートシンクなどがあります。

特徴 #6 より良い品質

高圧鋳造部品は、その高い品質と一貫性で有名です。制御されたプロセスパラメータと精密な鋳型により、常に均一な鋳物が得られます。この一貫した品質により、より優れた機械的特性が保証されます。具体的には、鋳造金属部品はより高い強度と耐久性を持つことができます。

特徴 #7 耐久金型

最後に、HPDC鋳造に使用される金型は通常、良質の鋼鉄製である。これらの鋳型や金型は、繰り返し高い圧力を容易に扱うことができます。全体的に、耐久性のある金型は頻繁な交換の必要性をなくします。一度作れば、何千もの金属部品を繰り返し作ることができ、製造コストを削減することができます。

高圧ダイカストと互換性のある材料とは？

HPDC鋳造はほとんどの種類の金属に対応できますが、一般的ではありません。一般的によく使われるのは、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛です。特に鉄系の金属は錆びやすいので理想的ではありません。

アルミニウム

アルミニウムはHPDC鋳造で最も使用される材料の一つです。この金属は強度重量比が高く、100%リサイクルが可能です。アルミニウムはまた、優れた耐食性でも有名です。その重量に比べ、アルミニウムは大きな荷重に耐えることができます。建築、自動車、航空宇宙分野で使用されています。

さらに、アルミニウムは熱伝導性と電気伝導性に優れている。そのため、家電製品やさまざまな電気機器によく使われている。

マグネシウム

マグネシウムもHPDC鋳造に使われる軽量金属である。アルミニウムほど有名ではありませんが、マグネシウムも多くの用途に普及しています。特に軽量化が重要な用途に適しています。車のシート、台車、ノートパソコン、カメラなどに使用できます。

マグネシウムは丈夫で加工しやすい。複雑な形状や細部にまで加工を施すことができる。さらに、さまざまな緩衝用途にも使用できる。

亜鉛

亜鉛合金は、高圧ダイカストで使用されるもう一つの有名な材料です。亜鉛合金は一般的に優れた流動性と低融点で有名です。しかし、亜鉛合金は寸法安定性に優れています。薄肉で複雑な形状を作ることができます。

亜鉛合金は衝撃にも強く、長持ちする性能の仕事に適している。主に装飾品に使用されますが、その他の用途としては、ロック工具、歯車、各種自動車部品などがあります。

様々な産業におけるHPDC鋳造の利用

HPDCダイカスト部品は多くの産業で普及している。HPDCは汎用性があり、多くの用途に使用されています。HPDCにはいくつかの特徴があるため、以下のような分野で使用されています：

自動車産業

自動車はHPDC鋳物の一般的な生産地である。エンジンブロック、トランスミッションギア、ギアボックスハウジング、その他のアルミ部品が代表的です。車のシートと同様に、高圧鋳造はさまざまな構造支持体にも使用できます。

ご存知のように、HPDC鋳造は丈夫で軽い部品を作る。

家電製品

HPDC鋳造部品のもう一つの人気のある場所は、家電製品です。スマートフォン、ノートパソコン、カメラ、その他の電子機器に、これらの鋳造品を見かけることがあります。

ご存知のように、高圧鋳造プロセスにより、これらの部品は厳しい公差に適合します。その他の仕上げ方法によって、美的魅力を得ることができます。

医療機器

医療分野では、軽くて精密な材料を使用することが極めて重要です。HPDC鋳造では、高品質で厳しい公差を満たす金属部品を作ることができます。

様々な診断機器や手術機器にもHPDC鋳物が使用されている。さらに、さまざまな機器のハウジングも高圧鋳造品で作られています。

防衛産業

防衛において軽量部品の必要性は極めて重要である。軽量部品は、軍用トラックをより機動的にし、より速くし、燃料の使用効率を高める。このため、作戦はより効率的になり、移動や設営が容易になる。

最も重要なのは、軽量素材がさまざまな戦闘において戦術的なメリットをもたらすことだ。武器、軍用車両、通信機器などがその例だ。

航空宇宙産業

この業界は主にHPDC鋳造部品に依存している。ほとんどの飛行機は丈夫で軽い部品を必要とします。エンジン部品、ハウジング、ブラケットは、HPDCの航空機部品として一般的です。

アルミHPDC鋳造とは？

アルミHPDC鋳造は、最も一般的な高圧ダイカストです。工程はすべて同じですが、材料はアルミニウムです。しかし、HPDCアルミが適している理由は様々です。

HPDCのアルミ部品は精密であるため、流行しています。また、その高品質な仕上げは、多くの仕事に理想的です。前のセクションで説明したように、人々は多くの分野でこれらの部品を使用しています。

また、アルミのHPDC鋳物は丈夫で長持ちする。強度に比べて軽い割に丈夫です。そのため、車のシートのようにサポートが必要な多くの場所に使用することができます。

As you know, aluminum HPDC casting works with high pressure and speed. Thus, it can produce hundreds of parts in less time. Therefore, high-pressure アルミダイキャスト is cheap per unit.

HPDCアルミニウム合金は、さまざまな構造用途にも普及しています。エンジンブロックやシャーシだけでなく、車の構造部品の一部にもHPDCアルミニウム合金が使われています。

HPDCに使用される一般的なアルミニウム合金には、A380、A383、A360があります。A380やA383は強度と耐食性に適しています。一方、A360は優れた気密性を提供します。これらの合金は、HPDC鋳造プロセスにおいてユニークな利点があります。

高圧ダイカスト対低圧ダイカスト（HPDC対LPDC）

高圧ダイカスト鋳造と低圧ダイカスト鋳造の両方が、実際の用途で普及している。しかし、それぞれに独自の利点と用途があります。HPDCについては、すでに多くのことを学びました。次の表で、HPDCダイカストとLPDCダイカストを比較してみましょう。

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よくある質問

スチールは圧力ダイカストになるのか？

ステンレス鋼を高圧ダイカスト鋳造することはできますが、めったにあることではありません。アルミニウム、マグネシウム、亜鉛は、高圧ダイカスト（HPDC）に使用できるポピュラーな金属です。鉄は融点が高い。簡単に言えば、その性質からHPDC鋳造には不向きなのです。それでも高圧ダイカストはできますが、作るには思ったよりコストがかかるかもしれません。

高圧ダイカストとはどのような製品ですか？

HPDC技術を使って様々な製品を作ることができます。ご存知のように、高圧ダイカストは高い圧力とスピードで各部品を作ります。その結果、より高品質で複雑なデザインの製品を作ることができます。HPDC鋳造品には、エンジンブロック、手術器具、ノートパソコンなどがあります。

HPDCの鋳造圧力とは？

鋳造圧力は通常、HPDC鋳造プロセスで使用される力である。この圧力は通常、溶融金属を鋳型キャビティの隅々まで到達させます。しかし、通常は1500～2500psiの範囲です。正確な圧力は、設計や金属の種類によって異なります。

高圧ダイカストに使用されるアルミニウムのグレードは？

HPDC鋳造に使用されるアルミニウムの最も一般的なグレードはA380です。A380は丈夫で加工しやすいため、ダイカストで最も一般的な合金です。この合金は通常A360よりも流動性があります。したがって、A380はA360よりも高圧ダイカストプロセスに適しています。その上、A380は寸法安定性と導電性に優れています。

概要

高圧ダイカスト（HPDC）は、高圧かつ高速で金属部品を作ります。圧力は通常1500psiから2500psiです。HPDC鋳造は、複雑な形状を作るための高速で効率的な方法です。

アルミHPDC鋳造が最も一般的です。この場合、A380アルミニウム合金がより一般的です。アルミニウムは丈夫で軽く、耐食性に優れています。そのため、多くの用途で使用されています。

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