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建築用アルミダイカスト 

スティーブ・ヤン
建築用アルミダイカスト

One such manufacturing technique, aluminium die casting, has become popular because it provides the cost and efficiency of mass production of complex, lightweight, durable components. The process of injection of molten aluminium into a precisely designed mould under high pressure is another that is used to produce high-quality parts with excellent surface finishes and dimensional accuracies. It has become one of the best solutions in construction and in the production of many parts of the window, the building frame and the lighting, or fixture. Its ability to produce parts featuring intricate, close tolerances as well as lexic tastes makes it ideal for modern architectural projects where both these features are important. The inherent properties of aluminium—such as its lightweight nature, corrosion resistance, and recyclability—align perfectly with the sustainability goals of today’s construction practices.

建築におけるアルミダイカストの主な利点は、品質を損なうことなく拡張可能な、費用対効果の高い大量生産です。また、アルミダイカスト部品は、エネルギー効率の改善、構造的完全性の向上、長寿命化を実現し、長期的なメンテナンスコストの節約や建物全体の性能向上に不可欠です。塩水噴霧や湿気の影響といった耐候性の面でも、この素材は沿岸部やその他の荒れた条件下で非常に使い勝手がよい。

この記事では、アルミダイカストが建築構造物、窓枠、照明器具にどのように使用されているかを議論し、アルミダイカストの環境面での利点を分析し、設計パラメータと建設業界の成長の今後の時代における潜在的な成長を考慮することで、アルミダイカストが建設業界でどのように利用できるかを掘り下げる。

アルミダイカストとは？

アルミダイカストは、同一で複雑な、耐久性のあるアルミ部品を製造するための製造プロセスです。この作業では、溶融アルミニウムを鋼鉄製の金型（またはダイ）の内側に押し込むか、高圧で液状に加熱された鋼鉄製の金型の内側に押し込んで、そこから冷却し、金型から離れるときに目的の形状に凝固させます。その結果、軽量で寸法精度が高く、耐食性に優れた高品質の部品ができる。

アルミダイカストのプロセスは、耐久性が高く、正確で軽量な部品を作ることができるため、建設業界で広く使用されています。アルミダイカストは、溶融アルミニウムを高圧下で鋼鉄製の金型（またはダイ）の深部に注入するプロセスです。このため、複雑な形状や構造を作り出すための重要な製造技術であり、窓、建物のフレーム、照明器具などの部品の製造に使用されています。

アルミニウムダイカストのステップバイステップガイド

注射をする：

金型に溶融アルミニウムを高圧射出することで、金型のすべての部分が満たされます。

冷却：

金型の中では、アルミニウムは急速に硬化し、冷却されて最終的な形状が形成される。

退場：

冷却後、部品は金型から排出され、仕上げ（必要な場合）または組み立てが行われる。

ダイカストにアルミニウムを使用する理由は何ですか？

ダイカストは、主にアルミニウムを使用する。

軽量

しかし、アルミニウムは他の金属よりもはるかに軽く、軽量化が望まれることが多い。

強さ

軽量ではあるが、アルミニウムは強く、重量に対する強度の比は大きい。

耐食性

アルミニウムは腐食に強く、さまざまな部品に滞留するため、屋外や海上での建設、その他同様の用途には当然の選択です。

汎用性

複雑な形状や薄肉への鋳造が容易で、さまざまな設計要件に柔軟に対応できる。

リサイクル性

前述したように、純粋な理由から、それは完全にリサイクルすることができる環境に優しい材料であり、それゆえ、建築のような非常に多くの産業で使用されている。

 

アルミダイカストの用途には、建築フレーム、窓、照明器具、自動車部品などがあり、いずれも費用対効果が高く、高品質なソリューションを提供している。

建設における利点

ダイカストプロセスで製造された特定の部品は、窓、建物のフレーム、照明器具などの他の建設用途にも使用できます。主な利点は以下の通りです：

費用対効果

アルミのダイカストは大量生産に効率的で、実際、大規模なプロジェクトを検討する場合、全体的なコストの削減が重視される。

精度と耐久性

それは、部品が最小限のメンテナンスで長期的な耐久性を提供し、正確な仕様を満たすように行われる。

エネルギー効率

アルミの高い熱伝導率は、建物のエネルギー効率の向上に役立っている。

 

全体として、アルミダイカストは、近代建築の強度、精度、耐久性を生み出す、非常に効果的で費用対効果の高い持続可能なプロセスです。建設業者や設計者が、このような高性能でエネルギー効率の高い構造物を作るために選択するのは、その多用途性と環境上の利点です。 

建築用ダイカスト合金

建設産業でアルミダイカストを作る場合、強度、耐食性、鋳造の容易さに応じて適切なアルミ合金を使用することが重要です。一般的に使用されるのは、以下の合金です：

1.合金 4420/LM-24M：

プロパティ

中程度の強度、優れた耐食性、良好な流動性。

アプリケーション

この材料は、一般的なエンジニアリング作業や、強度と耐久性を必要とする部品に適している。

メリット

建築に使用される複雑な形状や構造に適用できる。

2. 合金4520/LM-2M：

プロパティ

この合金は鋳造形態で、高い流動性と良好な強度を持ち、優れた鋳造特性を発揮する。

アプリケーション

公差要件が厳しい場合、圧力ダイカストに使用されることが多い。

メリット

耐食性に優れ、特に湿気などの環境要因に強い。

3. 合金4600/LM-20M：

プロパティ

中程度の強度と良好な流動性を持ち、より複雑なダイカスト部品に最適。

アプリケーション

建設業界の複雑なダイカッド部品によく見られる。

メリット

耐食性に優れ、過酷な環境下での使用に適している。

以下は、合金を使用する際の注意点のリストである。

 

表1：建築ダイカスト用主要アルミ合金

合金 プロパティ アプリケーション メリット 熱伝導率 密度 (g/cm³)
4420/LM-24M 中強度、優れた耐食性、良好な流動性 一般工学、窓枠、建築枠 複雑な形状で、耐久性と耐食性に優れている。 150 W/m-K 2.65
4520/LM-2M 高い流動性、良好な強度、優れた耐食性 照明器具、窓枠、構造部材 高精度鋳造、湿気の多い場所での耐食性 155 W/m-K 2.70
4600/LM-20M 中強度、良好な流動性、耐食性 装飾要素、構造サポート 過酷な環境、複雑なデザインに適しています。 155 W/m-K 2.67

 

アルミダイカストの設計ルールと手順

アルミダイカスト部品の設計は、部品の機能的要件と構造的要件の両方を確保するために不可欠です。主な設計原則は以下の通りです：

肉厚： 鋳物の均一な冷却が保証され、鋳物の肉厚が一定であるためポロシティなどの欠陥が生じない。

ドラフトの角度 壁（抜き勾配）にわずかな先細りがあるため、型から抜けやすいが、破損するほど簡単ではない。

部品の複雑さ： アルミダイカストは複雑な形状を作るのに非常に適しているが、手頃な価格で製造するためには、複雑さと製造可能性をトレードオフにするよう注意しなければならない。

リブのデザイン： Ribs can be divided into two parts to improve the parts’ strength and stiffness without increasing the amount of material.

ダイカストにおける金型の考慮事項

アルミダイカスト鋳造は金型がなければできません。金型の寿命に対するダイス鋼のヒートチェックの影響を理解する必要があります。鋳造工程では、ヒートチェックによる頻繁な加熱と冷却により、金型に熱応力が発生します。このような要因は、ひび割れや金型寿命の低下を引き起こす可能性があります。

ツーリングのヒント

1.アルミニウムは窓のためのダイ カストの

窓には、住宅と商業建築の両方でアルミダイカストを使用するのとは逆に、多くの利点があります。

メリット

精密設計： これにより、密閉性の高い、なめらかで最小限のフレームを実現することができる。

エネルギー効率の改善：  サーマルブレークの統合をサポート

セキュリティ機能の強化： マルチポイントロックや隠しヒンジにも対応。

耐食性： その結果、この丸い素材は厳しい天候や沿岸地域に最適である。

モダンな美学： 現代建築にシームレスに溶け込む

重要なポイント

2.建築フレーム用アルミダイカスト

建築フレームは、あらゆる建築物の骨格を構成するものであり、建築フレーム用アルミダイカストは、この分野で特別な利点を提供します。

なぜうまくいくのか：

軽量素材： 輸送が容易で、現場での組み立てが速い

高い強度対重量比：  近代的な高層ビルに最適

耐食性： 湿気の多い場所での寿命が延びる。

精密鋳造： アライメントやフィッティングの誤差が少なくなる。

リサイクル可能： エコ認証と持続可能な慣行をサポートする

実用的なアプリケーション：

コンポーネントの種類

強度、耐久性、デザインの柔軟性からなるフレームの製造は、アルミダイカストによって可能になります。これらは、フレームの建設に使用される一般的なアルミダイキャスト部品の種類です：

1.構造支持梁

目的 特に近代的な高層ビルでは、構造体を主に支えている。

メリット 軽量、高強度対重量比、耐食性。

一般的な合金： 部品は一般的に、強度と耐久性に優れているため、合金4420/LM-24Mまたは合金4520/LM-2Mで作られている。

2.コーナージョイントとコネクター

目的 建物のフレームがモジュール式であったり、バラバラに配置されている場合に、異なる部分を接続するために使用される。

メリット これは鋳造の精度であり、わずかな誤差で素早く組み立てるのに役立つ。

一般的な合金： 合金4520/LM-2Mは、公差の厳しい部品に適した流動性を持っています。

3.フレームモジュールとパネル

目的 アルミパネルまたはモジュールで、プレキャストして壁や躯体の支柱として使用できる。

メリット 取り付けが簡単で軽量、耐食性もあり、ほとんどの近代建築のデザインにぴったりです。

 一般的な合金： 合金4600/LM-20Mは、大面積で複雑なパネルに適した流動性と強度のバランスを保っているからだ。

4.強化された構造サポート

目的 住宅および商業用建物の両方において、建物の全体的な構造的完全性を確保し、耐荷重支持を強化する。

メリット  強度が高く、風や重さなどの外力に対する耐性に優れている。

一般的な合金：  合金383/ADC-12は、優れた耐摩耗性と適度な強度が特徴である。

5.装飾的なフレーム要素

目的 装飾的で機能的な部品で、非構造的で建物の外枠の一部。

メリット  これにより建築家は、構造面で妥協することなく、美しく独創的な建物のファサードをデザインすることができる。
一般的な合金： アロイ4520/LM-2Mの表面仕上げは、装飾部品に必要な精度です。

3.照明器具用アルミダイカスト

それは機能的な芸術であり、照明の芸術でもあります。アルミダイカストの照明器具は、長い寿命と美しい外観をもたらします。

主な利点

効率的な放熱： LED照明システムに不可欠

耐久性と耐候性に優れている： 屋外設置に最適

エレガントなデザイン： クリエイティブで建築的な照明コンセプトをサポート

詳細な仕上げ： テクスチャーや模様のある表面を可能にする。

環境に優しい：  リサイクル可能な素材から新しい備品へ

一般的な用途：

照明器具用アルミダイカスト：部品の種類

アルミダイカストは、高性能で視覚的に魅力的な照明器具を作るための一般的な選択肢です。アルミの多用途性により、機能的・審美的な要求に応える、複雑で耐久性があり、エネルギー効率の高い照明部品の形成が可能になります。したがって、照明器具に使用されるアルミダイキャスト部品の主な種類は以下の通りです：

1.照明器具用ハウジング

目的 照明器具の胴体や外郭を形成し、電球や配線などの内部部品を保護する。

メリット  さまざまな形や大きさに作ることができ、軽量で耐久性があり、腐食に強い。

一般的な合金： この特徴は、非常に複雑なハウジング設計において高い流動性と優れた鋳造精度を持つ4520/LM-2M合金にもつながっている。

2.ヒートシンク

目的 特にLED照明器具のような高輝度照明では、照明システムから発生する熱を放散させる対流ダンパーを設置する。

メリット アルミニウムの高い熱伝導率は、照明システムの効率的な運用と長寿命化に役立つため、照明管理における理想的な機能です。

一般的な合金： その優れた流動性と熱伝導性から、合金4600/LM-20Mが採用された。

3.装飾ライトカバー

目的 照明器具には、照明器具を保護し、視覚的な魅力を高めるための美観カバーが設けられている。

メリット これらの帯状疱疹は、様々なパターン、テクスチャー、仕上げでデザインすることができ、風化に対する強度と耐候性を維持することができます。

一般的な合金： 合金383/ADC-12は、細部まで装飾的なデザインと表面仕上げが施された合金である。

4.取付ブラケットと取付具

目的 照明器具を壁、天井、ポールに固定する手段で、照明器具に照明システムを取り付けることができる。

メリット 軽量で耐食性に優れ、構造的に安定しているため、屋内外での使用に適している。

一般的な合金： アロイ4520/LM-2Mは、鋳造性に優れた合金で、精密部品の実装に適しています。

5.レンズホルダーとディフューザー

目的 レンズやディフューザーを照明器具の定位置に固定し、光を均等に分散させ、まぶしさを防ぐのに役立つ。

メリット その耐久性は、熱や光にさらされても無傷である。さらに、このデザインは珍しい形状や洗練された形状にも対応できます。

一般的な合金： この合金は、光を拡散させるための細かいディテールや、強度を必要とする部分に使用されるAlloy 4420/ LM-24Mである。

表2：アルミダイカストの環境上の利点

ベネフィット 説明 建設への影響 主要統計
リサイクル性 アルミニウムは品質を劣化させることなく、無期限にリサイクルできる。 原材料の必要性を減らし、二酸化炭素排出量を削減する。 リサイクルは、新しいアルミニウムを生産するのに比べ、95%のエネルギーを節約する。
カーボンフットプリントの削減 リサイクルの過程で排出されるCO2は、未加工のアルミニウムを採取する場合よりも大幅に少ない。 建設プロジェクトにおける持続可能性の目標達成を支援。 アルミニウムのリサイクルは、アルミニウム1トンあたり8トンのCO2を削減する。
エネルギー効率 アルミニウムの高い熱伝導率は、熱損失／熱利得を減らすことにより、建物のエネルギー効率を向上させます。 窓、照明器具、建物の躯体のエネルギー効率を高める。 熱伝導率：150-155W/m・K。
廃棄物の削減 ダイカスト鋳造は、ニアネットシェイプの製造により、材料の無駄を最小限に抑えます。 スクラップを減らし、材料費と生産における環境への影響を低減する。 廃棄物の削減は、二次工程からの排出を減らすことができる。

 

アルミダイカスト照明器具の利点

熱管理： アルミニウムの優れた熱伝導性は、放熱を助け、照明システムの寿命を延ばします。

耐久性がある： アルミは耐食性に優れているため、過酷な環境条件下での屋内外照明に適しています。

デザインの柔軟性： カスタム設計のための高度なアルミダイカストは、機能性と美観の両面でメリットをもたらします。

エネルギー効率： この素材は、LEDSのような省エネ照明システムにとってもありがたいもので、軽量であるため、こうした輸送や設置のコストを最小限に抑えることができる。

照明器具用アルミダイカスト部品は、強度、耐久性、設計の柔軟性、効率性を兼ね備えたアルミダイカスト部品で、アルミニウムを住宅用照明器具から重量のある工業用照明器具などの照明用途に優れた材料としています。

アルミダイカスト合金 材料見積もり

1. 合金 4420/LM-24M

強さだ： 中強度（～150～250MPa）

耐食性： 優れている（特に中程度の湿気にさらされる環境において）

流動性： 良い（複雑なデザインに最適）

アプリケーション 窓枠、一般土木工事

密度が高い： 約2.65 g/cm³

熱伝導率： ~ 建物のエネルギー効率にとって重要。

2. 合金 4520/LM-2M

強さだ： 高強度（～250～300MPa）

耐食性： エクセレント（沿岸および海洋環境に最適）

流動性： 非常に高い（圧力ダイカストに最適）。

アプリケーション 高精度部品として照明器具に使用され、窓やフレームの構造要素によく使用される。

密度が高い：  約2.70 g/cm³

熱伝導率： 155W/m・Kであるため、建築用途で熱の利得／損失を発生させる源となる可能性は低い。

3. 合金 4600/LM-20M

強さだ：  中強度（～200～250MPa）

耐食性：  良好（温暖な気候の屋外用途に適している）

流動性： 建物のフレームや部品のような剛性の高い構造への応用において、梁理論の利点を生かす。

アプリケーション 照明器具、建物を飾るもの、耐食性を必要とするもの。
密度が高い：  約2.67 g/cm³

熱伝導率： ~ 155 W/m・K、エネルギー効率の高い建物の熱性能に不可欠

材料効率と環境への配慮

リサイクル効率

エネルギーの面では、再生アルミニウムを使用する場合、アルミダイカストはボーキサイトから製造するよりもエネルギー効率が95%高い。

省エネルギー

原材料から新しいアルミニウムを生産するのに必要なエネルギーは、リサイクルに必要なエネルギーよりも95%少ない。

環境への影響

アルミニウムをリサイクルすることで、アルミニウム1トンあたり約8トンのCO2排出量を削減できるのだから。

軽量化と輸送の利点

アルミニウムの密度（2.65～2.70g/cm³）は、鋼鉄（7.85g/cm³）に比べて低いため、ダイカスト部品の重量が軽減され、その結果、輸送が容易で安価になる。

アルミニウムは軽量であるため、製造時や輸送時の燃料を削減できる。

建物のエネルギー効率

建物のエネルギー効率（窓やフレームを通した熱損失や熱取得の減少）は、アルミの高い熱伝導率（～150～155W/m・K）に一部関係している。そのため、室内温度が一定に保たれ、冷暖房コストを下げることができます。

窓の設計において、アルミダイカストが使用される場合、窓内のサーマルブレイクは、建物の内部から外部に伝わる熱のレベルを下げ、断熱性を向上させる上で大きな役割を果たします。

 大量生産における費用対効果

アルミダイカストの環境的利点

さらに、幅広い用途におけるアルミダイカストの性能は傑出しており、現在の市場状況に合わせて製造方法をより持続可能なものにする重要な環境上の利点があります。アルミダイカストを環境面で使用する主な利点を以下に挙げます。

1.リサイクル性

アルミの環境面での特別な利点は、そのリサイクル性です。アルミのリサイクルは簡単で、その品質を犠牲にすることなく幅広い機会を提供するため、無限にリサイクルすることができます。アルミ部品が使われなくなったら、溶かして新しい製品にリサイクルすることができ、新しい原材料の必要性を非常に明確に減らすことに貢献します。その結果、エネルギーが節約され、廃棄物が最小限に抑えられ、循環型経済が促進される。

2.カーボンフットプリントの削減

リサイクルされたアルミニウムを再び溶かして新しいアルミニウムを作る場合、節約されるエネルギーは、原料のボーキサイト鉱石から同じ量のアルミニウムを作るのに必要な量の最大95%である。リサイクル工程は、エネルギー消費量がはるかに少なく、CO2排出量もはるかに少ないため、原料アルミニウムの採掘と精錬の代わりに存在するのです。ダイカストに再生アルミニウムを使用することで、メーカーは二酸化炭素排出量を削減し、環境への負荷を最小限に抑えることができます。

3.軽量設計

しかし、製品にアルミを使用する最大の利点の1つは、その丈夫で軽量な特性であり、これは製品の環境負荷の低減につながります。アルミダイカスト部品は軽量であるため、より少ないエネルギーで輸送や取り扱いが可能です。例えば建築では、特に構造物の重量は、建設資材の軽量化によって減少し、その結果、建設や輸送におけるエネルギーの必要性が減少し、排出量が少なくなります。

4.エネルギー効率

アルミニウムの熱伝導率は、建物やその他の用途のエネルギー効率を高めます。窓枠や照明器具などのアルミダイキャスト部品を使用することで、建物の熱損失や熱上昇を抑え、エネルギー効率を向上させることができます。アルミニウムは、建物の断熱性を向上させ、環境への影響を低減する一方で、建物の冷暖房エネルギーを節約するのに役立ちます。

5.廃棄物の削減

アルミダイカストは、材料の無駄が非常に少ない、非常に効率的な製造プロセスです。このプロセスでは、溶融アルミニウムを高圧で金型に注入し、製造された部品は、最終的な形状とほぼ同じ状態になります。製品が固体状態で正確であることは、材料の無駄を少なくし、その結果、機械加工や仕上げのような二次工程に起因する排出を少なくすることに貢献する。

6.持続可能な生産プロセス

他の金属加工方法と比較したアルミダイカストの利点の一つは、必要なエネルギー量が比較的少なく、発生する汚染物質の量が少ないことです。ダイカスト工程は非常に精密で、金型は非常に高品質であるため、廃棄物の総発生量は最小限に抑えられます。したがって、アルミダイカストは、エコロジカル・フットプリントを削減したい製造業者にとって、環境に優しい選択肢です。

表3：建設用途におけるアルミダイカストの利点

申し込み メリット 主なメリット 一般的な用途
ウィンドウズ 精密設計、エネルギー効率、耐腐食性、モダンな美観 メンテナンスの軽減、断熱性の向上、洗練されたデザイン 高層ビル、環境に優しい住宅
フレーム 軽量、高強度対重量比、耐食性、リサイクル性 輸送が容易、組み立てが早い、寿命が長い モジュラー・フレームリング・システム、商業用構造物
照明器具 効率的な放熱、耐久性、耐候性、エレガントなデザイン、細部にわたる仕上げ 加熱の問題を軽減し、美的多様性を提供する 屋外照明器具、室内照明器具、装飾照明器具

 

将来の展望建設分野におけるアルミダイカスト

建設用アルミダイカストの明るい未来は、以下の需要によって保証される。

結論

覆いが取り除かれたことで、工業用や自動車用だけでなく、自動車用にも使用されるようになった。 アルミダイカスト 最新の建築は、その上に成り立っているのです。窓のアルミダイカスト、建築フレームのアルミダイカスト、照明器具のアルミダイカストといった魅力的なソリューションは、建築業者や建築家に、デザイン、耐久性、環境に対するより高い基準を示しています。 アルミダイカスト鋳造は、今日の建築ニーズやその他の要求を満たすツールを提供します。

アルミダイカストの多用途性は、建設業界のニーズに応える多様性を提供し、建築家やエンジニアがより省エネで構造的に健全な、美的にも美しい建物を設計することを可能にします。また、アルミ部品は長持ちし、メンテナンスもほとんど必要ないため、住宅やその他のプロジェクト全体の生涯コストが低いという点でも、メーカーに好まれています。

建設業界が現在、持続可能性、性能、革新性に重点を置いていることから、アルミダイカストは、建設業界の未来を形作る上で重要性を増し続けるでしょう。アルミダイカストが受け入れられることで、建設業界はエネルギー効率、廃棄物の削減、構造的完全性の向上という目標を達成し、なおかつ新しい建築が求める美的外観を保つことができるのです。

よくある質問

1: 建築にアルミダイカストを使うメリットは何ですか？

アルミダイカストは、効率的で、エネルギー、コスト、重量を節約し、耐腐食性で耐久性のあるプロセスです。窓、建物のフレーム、照明器具のための正確で経済的な精巧さは、構造的能力と持続可能性を向上させます。

2: 建築ダイカスト用の代表的なアルミ合金の構成は？

  一般的な合金は以下の通り：

3：持続可能性はアルミダイカストをどのように支えるのか？

アルミニウムは廃材のためリサイクルされる。軽量であるため、建築時のエネルギーを節約でき、輸送時の排出量も少なく、製造時のエネルギーが少ないため環境に優しい。

4: アルミニウムをダイカストに使用する場合、どのような設計要素を考慮すべきでしょうか？

均一な肉厚、型抜きのための抜き勾配、部品の複雑さに対する費用対効果のバランス、最小限の追加材料で強度を高めるリブなどである。

 

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