アルミダイキャストとアルミ鋳造は一見、似たような製造方法に思えます。どちらも金属を溶かして型に流し込み、冷却して固めるプロセスを採用していますが、製造方法や適用範囲において大きな違いがあります。この記事では、両者の特徴と違いについて詳しく解説しているので参考にしてください。
アルミダイキャストの概要
アルミダイキャストとは、アルミニウム合金などを、高圧で精密な金型に高速で注入し、圧力を加えて鋳造する製造方法です。
高精度
アルミダイキャストは、精度の高い鋳物を短時間で大量に生産できるのが特徴です。寸法精度が高く、鋳肌の表面も滑らかに仕上がります。デザインの自由度も広がるため、製品の形状や機能に合わせた設計が可能です。
これにより、部品どうしの精密な組み合わせが求められる用途にも強みを発揮します。自動車部品やOA機器、家電製品など、広範囲の産業分野で使用されており、品質や生産効率が求められる製品に適した製造方法です。
流動性が求められる
ダイキャストによる製造では、溶湯をすばやく注入する必要があるため、高い流動性が必要です。そのため、アルミダイキャスト用の原材料は、金型への焼き付き防止のために鉄が意図的に添加されており、製造効率を高める役割を果たしています。
表面は硬くて強度がある
ダイキャストによって形成される金属の構造は、表面と内部で異なります。表面層にはチル層と呼ばれる、急速に冷却された結果、非常に緻密で硬い組織が形成されます。チル層が幅広くなるほど、引張強度が増加し、破断伸びも向上するため、金型の温度管理や冷却速度が非常に重要です。
一方、内部はやや粗い組織となり、硬度も表面層には劣ります。
アルミ鋳造の概要
アルミ鋳造は、金属を高温で溶かし、その溶融金属を砂型に流し込んで固める製造方法です。アルミ鋳造は、金属製の部品を作るために広く利用されており、建材や産業機器に使われる部品の製造で重要な役割を果たしています。
形状自由度が高い
アルミ鋳造は、非常に多様な形状やサイズで製品を作れるため、非常に汎用性の高い加工方法といえます。小型の部品から、大型の構造物にいたるまで対応可能であり、アクセサリーのような微細な部品から、大仏や大型の建材部品まで幅広く製造できます。
材料自由度も高い
使用する材料の自由度が高いことも、鋳造の大きな特徴のひとつです。アルミニウム合金をはじめ、銅合金、鋳鉄、鋳鋼など、溶かせる金属は鋳造で使用できます。
変形が起こりやすい
鋳造には、いくつかのデメリットも存在します。そのひとつが、溶湯が鋳型内に充分に充填されず、空洞ができてしまう未充填です。これは、型に流し込む金属の温度が低下して固まり始めることで発生します。
また、凝固過程で金属が収縮し、内部に空洞ができるひけ巣や金属が冷却される際に熱収縮が発生し、その収縮によって部品の寸法が変化するひずみも、鋳造の課題です。
ダイキャストと鋳造の違い
アルミダイキャストとアルミ鋳造は、どちらも金属を溶かして型に流し込み、冷やして固める点は共通しています。しかし、いくつかの点において違いがあり、この違いを把握することが大事です。
精度
製品の精度に関しては、ダイキャストが秀でているといえます。ダイキャストは、金型に金属を高圧で注入するため、非常に高精度で仕上がりのきれいな鋳物が得られます。自動車部品や電気機器の部品、さらには建材や装飾品などに適しており、精度と外観が重要な製品の大量生産に適した製造方法です。
一方でアルミ鋳造は、圧力をかけることなく、金属を自然に流し込む製造方法です。形状やサイズに自由度があり、大きな部品や複雑な形状も製造可能な点は、ダイキャストと共通しています。
しかし、内部に空洞ができる未充填や凝固過程で金属が収縮することによるひけ巣、ひずみなどにより、ダイキャストに比べて精度や仕上がりが劣る傾向があります。鋳造を選択する場合は、これらの問題を回避するために、冷却速度や金属の流れを管理する技術が重要です。
製造コスト
ダイキャストと鋳造の大きな違いのひとつは、使用する型にあります。ダイキャストでは金型を使用しますが、鋳造では砂型が一般的です。金型は耐久性が高く精密に作られているため、大量生産に向いていますが、金型を設計し製作するためには高額なコストがかかります。
一方で、砂型は比較的安価で製作可能であり、少量生産や試作段階での使用に最適です。このため、大量生産を前提とする場合にはダイキャストが有利ですが、小ロットでの生産や試作などには鋳造を選択するとよいでしょう。
まとめ
ダイキャストと鋳造は、どちらもさまざまな形状を大量生産できる特徴がある製造方法ですが、いくつか異なる面もあります。ダイキャストは、高精度を求める場合や大量生産に適しており、精密部品や装飾品の製造に最適ですが、金型が高価な点がデメリットです。一方、鋳造は、精度はダイキャストに劣るものの、型の安価さにより、試作品や小ロット生産に向いています。アルミ製品を製造する際には、長所と短所を把握し、最適な製造法を選びましょう。
