ダイカスト設計入門

ダイカスト工程は初めてですか？最適な製造性を実現するための設計手法を効果的に導入する方法をご紹介します。

製造性を考慮した設計

 ダイカスト工程 の利点を活かせるよう部品設計を最適化することが、投資収益を得る鍵となります。プロジェクトに従来型ダイカスト、Multi-Slideダイカスト、または射出金属アセンブリのいずれが最適であっても、生産工程を考慮して部品を設計することが重要です。つまり、エンジニアは最適な製造性を実現することを目的に、各プロジェクトに取り組む必要があります。

製造のための設計（DFM）は、ダイカスト部品が仕様どおりに機能することを確保し、二次加工の必要性を削減する中核的な手法です。これらの工程は部品コストの最大80%を占めることもあるため、設計段階で最小限に抑えることが重要です。

DFMは単なる概念ではなく、プロジェクトが生産に移行する前にコストを削減し、非効率を排除するための手法です。 このブログでは、ダイカスト部品のROIを最大化するための設計方法を3つご紹介します。

重量と肉厚を削減する

ダイカストでは、材料費と機械稼働時間が特に大きなコスト要因となります。軽量化ポケットを追加し、肉厚を薄くすることで、両方の必要量を削減できます。

断面における重量と肉厚の削減は、当然の解決策に思えるかもしれません。軽量化は材料使用量の削減を意味し、材料使用量の削減は材料コストの低下を意味します。また、凝固時間も短縮されるため、1分当たりのショット数を増やすことができます。しかし、一部の企業ではコストのために性能を犠牲にしています。

部品性能を考慮する場合、部品強度を維持しながら、計画的に重量と肉厚を削減することが重要です。部品を設計する際は、薄肉でも効果的に性能を発揮できる最適な合金を選定するために、プロジェクトの機械的要件および物理的要件を活用する必要があります。

例えば、部品に耐食性と安定性が必要な場合、薄肉アルミニウムが適しています。アルミニウムは耐食性を備え、高い寸法安定性と硬度を維持します。

プロジェクトに最適な合金について詳しく知りたいですか？必要な機械的特性および物理的特性で絞り込める動的金属選定ツールをご利用ください。

肉厚を均一に保つ

肉厚の削減を目指す際は、均一性を維持することがさらに重要です。これにより、製造に最適化された、安定性と再現性に優れた鋳造品を一貫して実現できます。

肉厚のばらつきは、流動圧力の変動と不均一な凝固の両方に起因する鋳巣につながる可能性があります。Dynacastのエンジニアは、均一な肉厚を維持しながら、ダイカストでネットシェイプ部品を実現するためのさまざまな手法を有しています。

図2では、左側の部品には最も薄い箇所よりも大幅に厚い壁が複数あることがわかります。このまま鋳造すると、強度が低く、鋳巣のある部品になります。そこで当社のエンジニアは、より均一な肉厚を実現するために厚肉部を中空化し、中空部にリブを組み込んで部品強度を確保します。

抜き勾配と公差域を検討する

部品を設計する際は、設計変更による遅延を回避するため、プロジェクトで使用する材料で実現可能な抜き勾配と公差を念頭に置くことが重要です。抜き勾配については、一般に亜鉛では0.5º、アルミニウムでは1º-2ºが実現可能です。正確な公差については、亜鉛では一般に±0.001"から±0.002"、アルミニウムでは±0.002"から±0.004"を維持できます。

実現可能な抜き勾配と公差を考慮することで、不要なコストを設計に組み込むことを回避できます。部品性能を最大化するために必要ではない場合でも、企業は過度に厳しい公差や最小限の抜き勾配を要求することが少なくありません。その結果、鋳造品が要件を満たせなくなります。

代わりに、より包括的な視点で設計に取り組んでください。より緩やかな公差域を設定できるよう、部品の重要ではない寸法を特定します。摩耗する厳密な形状が減るため金型寿命が延びることに加え、公差域を設けることで部品全体の公差累積も計画しやすくなります。これにより、可能な限り機械加工と二次加工を回避でき、ダイカスト工程を最大限に活用できる設計となります。

より賢く、より効率的に取り組む

ダイカスト工程の利点を活かせるよう部品設計を変更することで、ダイカストの効率性を十分に活用できるだけでなく、事業ニーズにもより適合させることができます。

最適な製造性を実現するために、ダイカスト部品を効率的に設計する方法について詳しく知りたいですか？ウェビナー、設計段階でのコスト削減にご登録ください。