高圧ダイカスト プロセス アプリケーションは、複雑な形状の金属部品を作成するために使用されます。精巧なデザインの開発において高い精度を保証します。他の技術と比較して、この方法は材料の使用を最小限に抑えるため、高速かつ効果的です。さらに、長期的にはコストが安く、そのためメーカーにとって手頃なオプションです。
高圧ダイカスト プロセスのアプリケーションの詳細に入る前に、HPDC とは何かを理解する必要があります。この記事では、そのような質問すべてにお答えしますので、ご心配なく。それでは始めましょう。
高圧ダイカスト：技術の簡単な説明
画像名: 高圧ダイカスト
ダイカストの工程には通常 3 つの主要なタイプがあり、その 1 つが高圧ダイカスト (HPDC) です。この工程では、溶融金属を高圧で金型に押し込みます。圧力によって溶融金属が死角の隅々まで押し込まれます。その後、金属が固まり、金型から取り出されます。次のサイクルが継続され、生産が継続されます。
HPDCは、 低圧ダイカスト (LPDC) それぞれに特徴と用途があります。比較すると次のようになります。
- 高精度が求められるため、HPDC では水平方向の機械を採用しています。
- HPDC は 1000 ～ 25,000 PSI の圧力を使用します。
- 対照的に、LPDC は垂直の機械構成配置を使用し、より低い圧力で動作します。
- LPDC では通常、異なる金型を使用するため、より長いプロセスが必要になります。
高圧ダイカストプロセスはどのように機能しますか?
画像名: 大型メイクアップのダイカスト部品
高圧ダイカスト (HPDC) には通常、金型の準備、射出、取り出し、鋳造後の処理という 4 つの主な手順が含まれます。ただし、真空ダイカストや半固体金属処理が含まれる場合もあります。ただし、一般的なアプローチは同じです。
- 金型の準備
クリーニング ダイカスト金型 プロセスを開始する前に、必ず確認する必要があります。したがって、鋳造プロセス中に、鋳造に影響を及ぼす不純物がないことを確認してください。鋳型の内壁に外部コーティングを施して、温度を調節し、製品の取り出しを容易にします。
- 注射
次に、溶融金属はショットチャンバーに移され、ホットチャンバーまたはコールドチャンバーのいずれかの方法で金型に押し込まれます。
- ホット チャンバー射出成形: このプロセスでは、射出成形システムを溶解炉に浸します。ショット プランジャーは溶融金属をノズルに送り込み、次に金型に送り込みます。このプロセスは、亜鉛、マグネシウム、鉛などの金属に最適です。
- コールド チャンバー射出: 液体金属は、コールド チャンバー スリーブに流れ込みます。通常、油圧プランジャーによって金属が金型内に押し込まれます。この方法は、アルミニウムや真鍮、さらには銅や鋼鉄などの高融点金属に適しています。水平または垂直の射出も使用できます。
しかし、マグネシウムでは両方の射出成形法が使用できます。小型の精密部品は、サイズが限られているため、ホットチャンバーマシンで製造されます。亜鉛ダイカストは通常、高圧ダイカストよりも剛性があります。 アルミダイカスト.
射出プロセスは、1,500 ～ 25,000 PSI の圧力下で実行されます。圧力は、数百マイクロ秒を超えない期間維持されます。冷却時には、油圧によってガスが排出され、金型内に閉じ込められます。圧力は、金属が凝固するときに収縮を補うのに役立ちます。ただし、4000 トンの容量は、金型で対応できます。
部品の取り外し
金属が固まった後、排出ピンは鋳物を金型から押し出します。これらのピンは、金型の可動端に配置され、取り出しを容易にします。
トリミング
鋳造後、断面の厚さや突出部分は製品から切り取られます。このために、トリムダイや鋸などの機器が使用されます。トリミングにより金属スクラップが発生する場合がありますが、これは将来の生産サイクルでより多くの製品を作るために利用できます。（一般的なトリミングの詳細については、こちらをご覧ください。 高圧ダイカストの欠陥 包括的なガイドをご覧ください）
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高圧ダイカストに適した材料
HPDC は金属部品の製造に最適です。最も広く使用されているのは、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム合金です。これらの材料の概要を見て、HPDC を使用する方がよいか、それとも別の方法を使用する方がよいかを判断しましょう。
- アルミ
画像名: アルミダイカスト部品
アルミニウムは、HPDC で最も多く使用される材料です。その特性により、自動車や航空機の製造業などの業界での使用に適しています。アルミニウムは、特に圧力下で溶解すると、かなりの流動性があります。ただし、高品質の鋳造には、コールド チャンバー システムが必要です。最も一般的に使用されるアルミニウム合金には、380、390、412、443、518 などがあります。
加えて、 アルミ部品 比較的軽量であることから好まれています。また、最終製品の寸法安定性、導電性、耐侵食性、耐熱性も向上します。
- マグネシウム
画像名： マグネシウムダイキャスト 製品
アルミニウムと同様に、マグネシウムもHPDCに使用される材料として選ばれています。アルミニウムよりも軽く、加工性に優れていることで知られています。すべての合金の中で、マグネシウムはHPDCに最も適しています。 ホットチャンバーダイカスト 融点が低いためです。人気のある合金は AZ91D、AM60、AS41B、AE42 です。
- 亜鉛
画像名: 亜鉛ダイカスト部品（バルク）
HPDC 材料の中で、亜鉛はユーザーにとって最も使いやすい材料です。ホット チャンバー システムとコールド チャンバー システムの両方での使用に最適です。高圧ダイカスト アプリケーションに適用される主な亜鉛合金は、ザマック 2、ザマック 3、ザマック 5 の XNUMX つです。亜鉛部品は機械的に健全で、耐摩耗性があり、容易に加工できます。
さらに、銅、鉛、スズ合金などの他の材料も使用できます。各材料には異なる特性があります。材料を選択するための最初の基準は、必要な機能と機器の動作条件です。最も適切な材料については、ダイカスト サービス プロバイダーにお問い合わせください。
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高圧ダイカストプロセスの用途: 製造される製品タイプは?
高圧ダイカストは、その利点からあらゆる産業で活用されています。この方法のメリットは次のとおりです。
生産率の向上
画像名: 精密ダイカスト部品
高圧 ダイカストプロセス 他の方法と比較して、より速い速度で生産することができます。溶融金属を高速で注入するプロセスにより、生産が速くなります。このため、このプロセスは大量生産組織に適しています。
良質な部品
画像名: ダイキャストツール
高圧鋳造は、ほぼ正確な形状を保証し、ほとんどの場合、表面仕上げが良好です。精密部品は、非常に狭い許容差で切断できるため、それ以上の切断は不要です。表面仕上げが良好であることのもう 1 つの利点は、メッキが容易になることです。さらに、高圧ダイカストは、製造される部品の均一性と機械的安定性を実現します。
薄肉製品
画像名: 薄肉鋳造部品
プロセスで使用される高圧により、より薄い壁セクションが可能になります。要件に応じて、使用可能な最小壁厚は 0.40 mm です。薄壁構造により軽量製品が作成でき、重量の削減に役立ちます。さらに、鋳造中にネジなどの部品を組み込むことができ、組み立てに必要な手順の数を減らすことができます。
複雑なデザインを実現
画像名: 複雑なダイキャスト部品
HPDC で使用されるダイの形状は柔軟性が高く、設計者はより複雑な部品設計を開発できます。この機能は、限られた数のコンポーネントを使用して複雑なアセンブリを形成するのに役立ちます。
耐久性のある金型
HPDC で使用される金型は耐久性に優れ、寿命が長いため、多くの生産サイクルで使用でき、ユニットあたりのコストを削減できます。
高圧ダイカストプロセスのアプリケーション
多くの業界では、最終製品にメリットをもたらすため高圧ダイカストを使用しています。一般的な分野は次のとおりです。
自動車産業
画像名：自動車用ダイカストサスペンションシステム
メーカーは、自動車部品や構造部品に高圧アルミダイカストやマグネシウムを採用しています。エンジンブロック、ギアボックスケース、オイルパンなどの日常的な部品です。さらに、エンジンクレードルやクロスカービームなどの車体補強部品も製造しています。
医療産業
画像名: 外科用ダイキャスト器具
このプロセスは、軽量の外科用器具の開発に効果的に使用されています。さらに、医療機器や画像機器の製造にも使用されています。輸液ポンプやその他の関連医療機器の製造をサポートしています。
航空宇宙産業
画像名: 航空宇宙ダイカスト
その結果、HPDC は精密で精巧な部品を製造できるため、航空宇宙分野で好まれています。高性能エンジン部品の製造に役立ちます。航空宇宙用途でよく使用される材料には、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム合金などがあります。
高圧ダイカストマシンのコンポーネント
高圧ダイカストマシンは、コールドチャンバーとホットチャンバーの 2 つのシステムで構成されています。これらのシステムは同じ部品で構成されていますが、役割は異なります。ここでは、各コンポーネントとその動作について簡単に説明します。
- ダイカスト金型
ダイカスト金型は、一般的に鋼鉄から作られる重要な要素です。これらは、 CNC加工鋳型は 2 つの金属部分から構成されています。溶融金属を流し込むと、これらの部分は油圧作用によって開閉します。
- エジェクタピン
エジェクターピン ダイカスト部品が固まった後に押し出すために使用されるピンです。通常、ダイまたは切断フォームのシャトル部分に配置されます。
- ピストン
ピストンは溶融金属に圧力をかけ、それを金型に注入します。このプロセスは、ほとんどの場合、使用される機械に応じて自動化されています。
- 加熱コンポーネント
加熱コンポーネントには、加熱要素、熱電対、ブロー チャンバーが含まれます。これらの部品は、鋳造と呼ばれるプロセスで溶融金属の温度を維持するのに役立ちます。コールド チャンバー システムには、これらの加熱部品は組み込まれていません。
- ライザーチューブ
ライザー チューブは、溶融金属を通過させるために使用されます。射出プロセス中に、ダイカスト金型に金属を注入する際にガイドします。
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よくある質問
Q1. 高圧ダイカストではどのような材料が使用できますか？
HPDC で最もよく使用される金属は、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅の合金です。これらの材料は、強度、耐腐食性、機械加工性など、さまざまな用途に適した特性を備えています。
Q2. 高圧ダイカストと低圧ダイカストの違いは何ですか？
HPDC は、より高速で正確な射出を実現するために、より高い射出圧力 (1,500 ～ 25,000 PSI) を採用しています。LPDC はより低い圧力で動作し、大型で厚い部品に使用され、HPDC よりも寸法制御性が低くなります。
Q3. 高圧ダイカストの通常のサイクルタイムはどれくらいですか？
HPDC のサイクル タイムは、最も複雑な部品でも通常は 15 ～ 60 秒ですが、材質と金型の設計によって異なります。サイクル タイムが短縮されると、生産プロセスの生産性や効率も向上します。
Q4. 高圧ダイカストが他の製造方法に比べて優れている点は何ですか?
HPDC が他の鋳造方法よりも優れている利点としては、寸法精度、表面仕上げが良好で、薄肉で複雑な形状を製造できることが挙げられます。また、一度に大量生産するのに適しており、長期的にはコストが安くなります。
Q5. 高圧ダイカストプロセスの用途をいくつか挙げてください。
HPDC は、自動車、航空宇宙、医療、電子機器など多くの業界で、エンジン ブロック、ギアボックス ケース、手術器具、電子機器のハウジングなどの部品の製造に使用されています。