自動車用ダイカストは製造工程のひとつである。この工程では、再利用可能な金型に溶融金属を高圧で注入する。一般的に使用される金属はアルミニウム、マグネシウム、亜鉛です。この技術は複雑な形状を作り出します。これらの部品は寸法精度が高く、表面仕上げも優れています。
多くの自動車部品がダイカスト鋳造によって生産されている。これらには次のようなものがある:
- シリンダーヘッドとブロック
- ギアボックスとハウジング
- コントロールアームとナックル
- ブラケットとシャーシ部品
- コネクターとハウジング
メーカーは通常、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛の金属を使用する。これらの素材の部品は軽いため、自動車はより少ない燃料で走ることができる。
メーカーがダイカストで自動車部品の70%を作っているのをご存知ですか?
安全で燃費が良く、性能に優れた自動車を製造するための自動車用ダイカスト部品の基本的な価値を学びましょう。
自動車用ダイカスト部品
について 金属部品メーカー ダイカストによって自動車産業向けに作られる部品は、自動車用ダイカスト部品として知られています。ダイカスト製法のため、正確な形状が得られ、滑らかな仕上がりと耐久性に優れています。
アルミニウム合金は主要な材料オプションである。これらを使えば、燃料消費量の少ない、より軽量な部品を作ることができます。ダイカスト技術では、まず選択した金属を融点(例えばアルミニウムの融点は660.3℃)で溶かします。その後、製造業者はこの溶融材料を高圧で金型(ダイとも呼ばれる)に移します。
金型温度(150~300℃)、射出圧力(10~200MPa)、冷却時間(5~30秒)など、さまざまな鋳造パラメーターに着目し、高品質を実現。この効率的な方法は、複雑な設計や大量生産をサポートします。自動車業界の需要に応えることができます。
自動車用ダイカスト部品の種類
エンジン・コンポーネント
自動車用ダイカスト鋳造部品には、シリンダーヘッド、エンジンブロック、クランクケースなどがあり、自動車の動力源となっている。これらの部品は、燃料を大量に消費して動きます。さらに、自動車のこれらの部品は高温に対応し、過度の熱を蓄積しません。例えば、それぞれ300 °Cと200 barもの高温と高圧に耐えることができます。
アルミ材を選択すると、射出時に溶融材料の流れが最大40%改善されるため、自動車部品の製造が加速されます。そのため、金属の流れが良くなれば、金型の内面を均一に満たすことができ、欠陥を減らすことができます。さらに、適切な冷却システムは、金属を均一に凝固させ、亀裂を防ぐのに役立ちます。例えば、水冷式の金型を使用する場合は、その温度を30~50℃に維持します。
すべての正しいダイカスト鋳造方法とプログラミングは、反りのない強靭で完璧な価格を得ることに貢献しています。また、ひび割れ防止だけでなく、これらの方法は一貫性のある最高の品質をもたらします。
時には、フィッティングや重要な性能のために正確な寸法が必要になることがあります。そのため、自動車用ダイカスト鋳造は、0.1mmの寸法精度を実現するソリューションです。
トランスミッションおよびドライブトレインコンポーネント
トランスミッションとドライブトレインのコンポーネントは、自動車用途のギアボックスやデファレンシャルハウジングのように、エンジンから動力を受け取る。車輪に動力を供給する。それが最終的に車輪を回転させ、車両を前進させる。
高いトルクと回転力に直面する。そのため、メーカーはマグネシウムやアルミニウム合金のような材料を好む。これらの金属は30%までの重量を減少させ、20~50kg程度に抑えます。
さらに、高トルクに対応するためには、これらのパーツの強度を高めなければならない。それは200~500Nm程度になりますが、車両によって全く異なります。さらに、パーツの耐久性を維持するためには、15万キロ以上の走行が必要です。
製造時にこれらの必要な点をすべて考慮すれば、部品はスムーズに動力を伝達する。オートマチック車のようなギクシャク感やノイズも発生しない。実際、精密な製造は、これらの重要な部品の亀裂、摩耗、ミスアライメント、ギアのスリップを最小限に抑えます。
構造部品
一般的に、自動車のサスペンション部品は10,000~15,000Nの荷重に対応している。これらは、メーカーが3,000Nまでの衝撃を吸収するために製造している要素であり、路面の段差や穴、急ブレーキを効果的に管理する。
アルミニウム素材を使用するのは、その軽量性から良い選択です。メーカーはアルミニウム合金に300~500℃の熱処理を施します。そのため、部品の全体的な強度が向上し、欠陥が減少します。
なぜなら、不適切な材料や設計を選択すると、過酷な状況下で部品が機能しなくなる可能性があるからです。曲げ、破損、摩耗の原因となります。そのため、適切な素材と設計精度の部品は、車両の重量を支え、振動を減らし、路面からの衝撃を吸収します。
電気部品
自動車に電力を供給し、信号を制御する電装品。これらは繊細なシステムを保護する。例えば、コネクター、ワイヤーハーネス、リレー、センサー、スイッチ、制御モジュールなどがある。
メーカーは、照明、センサー、電子機器に電力を供給するために、10~50アンペアなどの十分な電力を追加する配線コネクターを製造している。彼らは、1つまたは複数のワイヤが沿ってルーティングされ、適切な接続のためにそれらを整理するワイヤーハーネスの束を作る。
コーティングを施すことで、これらの繊細な部品の寿命を10年以上延ばすことができる。さらに、亜鉛やアルミニウムを使用することで、腐食を防ぐことができます。さらに、正確な製品プロファイル寸法と設計は、過熱、接続の緩み、故障を回避します。そのため、パーツを保護し、あらゆる条件下で確実に機能させることができます。
自動車用ダイカスト部品の利点
- すでに述べたように、自動車産業におけるダイカストは、エンジンブロックやトランスミッションなどの部品を30%ほど軽量化する。
- 例えば、アルミ製のギアボックス部品をダイカストで製造する場合、その部品はスチール製のものと比べて25%の重量を減らすことができる。
- この軽量ダイカスト部品は、自動車の燃費を最大10%改善する。
- ダイカストプロセスでは、材料パレットを無駄にせず、鍛造のような他の機械加工プロセスと比較して、生産コストを最大15%節約することができます。
- 適切な製品プロファイルを選択し、デザインの特徴を大幅に変更することで、研削や研磨のような余分な工程を省くことができます。その結果、金型はシームレスに滑らかな表面と繊細なエッジを作り出します。
- また、クラックを減らし、部品の強度を高めるための高度な冷却チャンネルを参照することもできます。
- このプロセスにより、最小の厚みと約0.05mmの寸法精度で詳細な部品を得ることができる。
- 完璧にフィットするデザインは、この技術によって実現できる。
- メーカー各社はダイカストを使い、革新的なデザインや外観の美しさなど、必要な側面を持たせることで、自動車部品をより安全で効率的なものにしている。
製造プロセスと技術
ダイキャストプロセスのステップ
通常、自動車部品のダイカスト鋳造には4つの主な工程がある:
- メルティング
- 注射
- 固化
- 退場
まず、アルミニウムのような素材を選びます。そして、そのパレットを炉の中で700℃前後になるまで溶かします。アルミニウムの融点は660.3℃、マグネシウムの融点は650℃、亜鉛の融点は419℃です。
これらの小さな粒子が液状に変化すると、メーカーはそれを射出工程と呼ばれる金型に流し込む。
これらの金型には、同じ形状の製品が入っている。この後、マグネシウムやアルミニウムの金属の場合、10バールから100バールの高圧をかける。空気や冷水のような冷却経路が金型の周囲を流れるにつれて、金属は液体から固体に変化し始める。
凝固プロセスでは、通常10秒から100秒かけて部品を硬化させる。そして射出段階で、部品は取り外しの準備が整う。
さまざまなダイカスト技術の利点と欠点
高圧ダイカスト:
さまざまな製造オプションの中で、高圧ダイカストは代表的なものだ。高圧ダイカストでは、最大100バールの圧力を使って金型に金属を注入します。この技術により、強度の高い部品を作ることができ、生産サイクルにかかる時間も短くなります。しかし、このセットアップでメーカーが採用する金型は、1個あたり$5,000~$10,000と高価です。
低圧ダイカスト:
自動車用途の大きな部品や大きな部品は、低圧ダイカストプロセスを好むべきです。なぜなら、10バール程度と圧力が低く、金型に充填される部品の実際の形状を損なわないからです。
この方法は、デリケートな部品を作るのに時間がかかるが、高圧システムよりも低コスト($1,000~$3,000)で済む。
チキソキャスト:
チキソキャストでは専用のビレットと機械が必要なため、他の方法に比べてコストがかかる。製造業者は、金型内で金属粒子を交換する前に、これらの機械を使用して金属粒子を混合します。欠陥の少ない部品を製造することができます。この方法はまた、材料の無駄を20%まで削減することができます。
コンピュータ支援設計(CAD)と製造(CAM)
ダイカスト工程をコンピュータ支援設計(CAD)および製造(CAM)アプリケーションと組み合わせることで、生産レベルが向上します。CADソフトウェアを使用して金型形状の設計を開始できます。
このソフトウェアは実際の外観を描写し、変更が必要な箇所を特定します。最終的には、金型製作を開始する前に、ちょうど良い金型デザインが完成するわけです。2~5日かかることもあります。
CAMツールは、お客様の設計に従って金型や車両部品を製造するための機械のセットアップを制御します。通常、5~10日(プロジェクトの内容により異なる)で完成し、欠陥の少ない製品を生産します。
適切な金型設計とメンテナンスの重要性
製品パラメータを計量しながら、金型の材料を賢く選択します。適切な金型設計とその性能は、製品の形状を一変させるからです。また、生産品質やサイクルタイムにも影響します。
例えば、井戸の中で金型を設計すれば、生産速度を最大30%向上させ、コストを最大20%削減できる。
さらに、あらゆる機械加工部品には定期的なメンテナンスが必要であり、これらの金型設計も同様である。機能的な不具合を点検し、摩耗や破損を防ぐために直ちに変更を加える。
一般的な品質管理方法
製品が出来上がると、メーカーはさまざまな品質管理方法を用いる。例えば、X線検査で内部の欠陥を調べたり、染料を浸透させて表面のひび割れを調べたり......。 超音波探傷試験 材料の完全性検証のため。
このようにして、お客様の期待に沿ったダイカスト部品を確保することができるのです。
彼らはプロファイル製品のサイズと形状をチェックし、設計がスナップフィットであることを確認する。この工程は寸法検査とも呼ばれる。
また、リーク箇所を見つけ、シーラント・ジョイントやその他の接着剤を塗布して修正します。さらに、すべての部品には特定の構造的特徴があるため、ダイカストメーカーは冶金学的分析で部品が材料特性を保持しているかどうかを確認します。
品質検査の段階は、特に自動車のダイカスト部品には必要です。これにより、エラーを早期に発見し、偶発的な損傷を排除し、性能を向上させることができます。
材料の選択と特性
材料 | 合金の種類 | 引張強さ | 降伏強度 | 疲労強度 | 延性 |
アルミニウム合金(ダイカスト部品の60%の場合) | A380、A383、A413、ADC12 | 250-300 MPa | 150-200 MPa | 100-150 MPa | 10-20% |
亜鉛合金(ダイカスト部品の20%において) | ザマック3、ザマック5、ZA-27 | 250-350 MPa | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 10-20% |
マグネシウム合金(ダイカスト部品の10%において) | AZ91D、AM60B、AE44 | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 100-150 MPa | 10-20% |
銅合金(ダイカスト部品の5%において) | C85800、C86200、C86400 | 300-400 MPa | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 10-20% |
その他の材料
- 錫合金は、はんだ付けやろう付けの用途に使用できます。
- 鉛合金は、バッテリーおよび放射線遮蔽用途のオプションである。
- 自動車のような高温部品はニッケル合金で製造できる
- チタンは最も強靭な金属であり、航空宇宙や生物医学の用途に十分な強度を提供する。
結論
このメーカーは、ダイカスト・プロセスで自動車部品を製造している。彼らは、部品が自動車の燃費を向上させるように、実際の重量を減らすことに焦点を当てています。耐食性、強度耐久性、さらには滑らかな表面など、いくつかの特徴に加えて、この方法で得ることができます。一般的な金属としては、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛があります。専門家を探す ダイカスト アルミダイカストのようなチーム。