ダイカストの試作に最適な3つの手法

試作品に何を求めますか？

今日の消費者は、製品に完璧さを求めています。この水準の性能を実現するため、メーカーは最適な機能性を確保すべく、製品に厳格な試験を実施する必要があります。多くの場合、試験は複数回にわたって行われ、各段階で異なるレベルの機能性が求められます。そして、これらの試験にはそれぞれ効果的な試作品が必要です。

部品の強度を検証する必要がありますか？ 製品に厳密な公差が求められ、部品の適合性を確認する必要がありますか？ 重量または適合性のために、部品の一部の肉厚を見直す必要がありますか？

ダイカスト工程は、通常、少量試作にはあまり適していません。しかし、試作プロセスで対応できないわけではありません。お客様がダイカスト部品の試験に利用されている主要な3つの試作プロセスをまとめました。 

遠心鋳造

遠心鋳造は、遠心力を利用して金属をゴム型へ圧入するプロセスです。以前は、低融点向けに特別に配合された材料しか使用できませんでしたが、時間の経過とともにプロセスが進化し、ダイカストに類似した材料で部品を製造できるようになりました。遠心鋳造でダイカストとまったく同じ材料を使用できない場合でも、二次加熱工程により、遠心鋳造部品は正確な形状を維持したままダイカスト部品と同等の強度を達成できます。部品が複雑であるほど、遠心鋳造プロセスの利点は大きくなります。

遠心鋳造による試作は、短納期が求められる複雑形状の少量プロジェクトに最適です。遠心鋳造部品は、ダイカストとほぼ同一の形状および同等の強度を実現できるため、試作プロセスにおける部品の適合性試験に適しています。遠心鋳造部品のリードタイムは、およそ1～3週間です。

棒材からの機械加工

棒材からの機械加工は、少量生産において迅速性とコスト効率を確保できるプロセスです。プロセス自体は比較的シンプルで、精製された金属ビレットを旋盤またはCNC機械で部品のサイズと形状に切削します。少量の場合、材料を容易に入手でき、工具の設計・製作が不要なため、他の製造プロセスよりも迅速かつ低コストです。棒材からの機械加工の欠点は、部品の延性が低く、公差がエンドミルの半径に制限されることです。つまり、公差や形状を実際の切削工具の曲率よりも厳しくすることはできません。

試作品が厳格な伸びおよび公差試験に合格する必要がある場合、棒材からの機械加工は効果的な選択肢ではありません。ただし、厳しい予算およびスケジュールで進行するプロジェクトには適した試作方法です。棒材からの機械加工のリードタイムは、最短1週間です。

棒材からの機械加工は、ダイカスト部品の引張強さを評価する効果的な方法でもあります。一般的に、機械加工部品にはダイカスト部品の「表皮」がないため、引張強さおよび降伏強さの面でダイカスト部品より約15%弱くなります。しかし、お客様は部品の引張強さを試験するために、機械加工試作品を頻繁に使用されています。機械加工試作品が応力試験に合格すれば、ダイカスト部品はさらに大きな応力に耐えることができます。また、量産時に部品をアルミニウムで鋳造する場合、亜鉛とアルミニウムの混合合金から機械加工することで、アルミニウムダイカスト部品と同等の強度を実現できます。

機械加工用合金をダイカスト部品の強度に適合させる方法を知りたいですか？ 当社のエンジニアにお問い合わせいただき、機械加工による試作の可能性をご確認ください。

ロストワックス鋳造

正確な複製試作品が必要なプロジェクトには、ロストワックス鋳造をお勧めします。試作品の機能から得られる情報は多いため、高品質な試作品は極めて重要です。金属部品を設計する際、最終部品の正確な複製が最良の試作品となります。ロストワックス鋳造により、設計エンジニアは、最終ダイカスト部品と同一の形状、公差、強度、機能を備えた試作品を入手できます。これは、厳格な安全試験を受ける用途のアルミニウムダイカストにおいて特に重要です。

ロストワックス鋳造プロセス全体は、少量の金属部品に適しています。ただし、プロセスをわずかに変更することで、はるかに短い時間で試作ニーズに対応できます。硬質金型を製作する代わりに、ロストワックス鋳造のエンジニアはワックスパターンを3Dプリントして部品形状を形成し、リードタイムとコストを削減できます。その後、あらゆるロストワックス鋳造用金属を使用して、通常どおり部品を鋳造できます。完成した試作品は最終ダイカスト部品の正確な複製となるため、組立、熱処理、溶接、めっき、塗装を含め、お客様が必要とするあらゆる二次加工を部品に適用できます。

姉妹会社であるSignicastで社内製作した3Dプリントワックスパターンと試作品。

あらゆる製造プロセスと同様に、寸法公差および検査基準が厳しくなるほど、試作品の価格は上昇します。設計段階で技術エンジニアが早期に関与し、知見を提供することで、お客様は試作に伴う従来の鋳造公差の課題を克服できます。これは、イノベーションと業界をリードする技術により、鋳放し状態で仕様への100%適合を実現し、納期どおりに最低総コストで提供することで達成されます。ロストワックス鋳造による試作品のリードタイムは部品の複雑さによって異なりますが、通常は5日から4週間です。

どの試作プロセスが適していますか？

ダイカスト部品に最適な試作プロセスは、多くの要因によって決まります。予算上の制約、材料上の制約、試験スケジュール、および試作品に実施する試験の厳格さを考慮する必要があります。どのプロセスが適しているかまだ判断できない場合は、当社のDynacastのエンジニアにお問い合わせください。お客様の試作ニーズを管理し、ダイカストによる量産への移行に向けて、プロジェクトが強固な基盤を持てるよう支援します。