自動車産業で必要とされるのは、重くなく、厳しい条件にも耐え、精度が高く、なおかつ手頃な価格の部品です。亜鉛ダイカストはこれらの資産を保証します。特に、自動車用亜鉛ダイカストは、優れた寸法精度と表面品質を持つ複雑な部品を大量生産するのに適した製造プロセスとなっています。この方法を利用することで、今日自動車に使用されているドアハンドル、ステアリング部品、電子ケースなどの多くの用途をサポートしています。
自動車部品の亜鉛ダイカストの強みは、鋳造性、強度、耐摩耗性、耐腐食性で知られる亜鉛ベースの材料群であるザマック合金の使用にあります。そのため、これらの部品は複雑に見え、厳しい品質と自動車規格を達成しています。さらに、亜鉛ダイカストの自動車用プロセスは高速生産を可能にし、サイクルタイムは30秒以下、金型寿命は100万サイクルを超えることがよくあります。このため、コストが抑えられ、すべての部品が期待される品質と一致します。
近年、自動車やEVの軽量化が推し進められ、リサイクル可能で効率的でありながら、複数の機能を1つの部品に統合できる自動車用ザマックダイカストソリューションの需要がさらに高まっている。
自動車用亜鉛ダイカストの歴史
亜鉛ダイカストが始まったのは、100年以上前の20世紀初頭のことだ。当初、亜鉛合金は印刷や消費財に使われていたが、1930年代に自動車に使われるようになった。自動車はより細密な機械へと発展したため、より軽量で強度の高い金属部品も必要となった。
鋳造の分野が劇的に変化したのは、亜鉛に他の元素を加えたザマック合金が登場してからである。ザマックの意味は、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、銅を意味するドイツ語からできている。これらの合金は優れた鋳造特性を持ち、自動車用亜鉛ダイカストで急速に普及した。
1950年代から60年代にかけて、ドアハンドルからキャブレターハウジングまで、多くの自動車部品が亜鉛ダイカスト鋳造の自動車技術を使って大量生産されるようになった。より優れたダイカストマシンと金型技術の向上により、亜鉛ダイカストはさらに大きな役割を果たすようになった。
亜鉛ダイカストとは？
亜鉛ダイカストでは、溶融した合金亜鉛をノズルから押し出し、密な鋳型に入れます。金型に成形された工具鋼を使用することで、何千、時には何百万もの、厳密に同じ小さな部品を作ることができます。自動車用ザマックダイカストでは、合金の低融点（約380℃）、優れた流動性、高強度重量比が主な利点です。
ほとんどの場合、プロセスは人を見ている：
- 注入時の圧力は30～150メガパスカル（つまり300～1500バール）。
- 各加工部品のサイクルタイムが10秒から30秒となり、効率が向上した。
- 公差は最大±0.02mmまで可能。
- 一部のOAL部品は、肉厚わずか0.5mmで設計されている。
亜鉛が自動車部品に重要なのはなぜか？
自動車部品の亜鉛ダイカストの使用は、亜鉛が提供する機械的およびコスト的な利点のバランスから生じている：
- ザマック3とザマック5の亜鉛合金の引張強さは280～400MPaで、10%まで伸ばすことができる。
- ジンクは強度が高いため、アルミ製よりもかなりコンパクトであるにもかかわらず、ジンク製バイクの重量は軽い。
- 亜鉛は錆びにくく、酸化皮膜を形成して自然に保護される。
- 仕上げにクロームメッキや粉体塗装を使用することがあるが、これは亜鉛がそれらをよく受け入れるからである。
- 亜鉛ダイカスト用の金型は、アルミダイカスト用よりも何倍も長持ちする。
ザマックを焦点にする
ほとんどの自動車用亜鉛ダイカスト鋳造では、ザマック合金が材料選択の大半を占めています。最も一般的な詩の種類を簡単にまとめると以下のようになります。
| 合金 | アル・コンテンツ | プロパティ |
| ザマック3 | ~4% Al | 優れた寸法安定性、低コスト |
| ザマック5 | ~4% Al + Cu | より高い強度と硬度 |
| ザマック2 | ~4% Al + Cu + Mg | 高い耐クリープ性 |
| ZA-8 | ~8% Al | より高い強度、より優れた耐摩耗性 |
自動ザマックダイカストでは、性能と鋳造性のバランスから、ザマック3が最も広く使用されている。
自動車製品設計におけるダイカストプロセス
ダイカストの工程は、さまざまな重要な段階から構成されている。
1.金型の準備
金型は射出前に約200℃に加熱され、分離を促進するために専門の潤滑剤がスプレーされる。
2.インジェクション
Zn合金（溶融ザマック）は、500～1500バールの圧力で毎秒0.5～4メートルの速度で金型に押し込まれる。
3.固化
亜鉛は金型内でほぼ即座に固化するため、成形と排出は通常5秒以内に行われる。
4.このステップでは、排出とトリミングについて説明する。
その少し後、隕石はエジェクターピンによって排出される。フラッシュなどの余分な情報は取り除かれる。
5.後処理
CNC機械加工、振動バリ取り、メッキなどを用いて、要求される仕様を達成する。
自動車部品の亜鉛ダイカストでは特に重要な再現性を確保するために、各工程が最適化されています。
重要な側面と技術的事実
自動車用亜鉛ダイカストで一般的に見られる技術仕様を見てみよう：
| パラメータ | 典型的な範囲 |
| 溶融温度（ザマック） | 380-425°C |
| 射出圧力 | 300～1500バール |
| サイクルタイム | 10～30秒 |
| 部品重量 | 0.02 - 3.0 kg |
| 金型寿命 | 500,000～1,000,000ショット |
| 壁厚 | 0.5 - 4.0 mm |
| 寸法公差 | ±0.02 mm |
亜鉛の優れた熱伝導率（約120W/m・K）は、高速冷却を可能にし、自動車用亜鉛ダイカストの大量生産に理想的な高スループットを実現します。
自動車用亜鉛ダイカストの用途
その信頼性、一貫性、経済性のおかげで、亜鉛ダイカストは自動車産業で重要な位置を占めている。この方法は、さまざまな車両システムの多くの側面を支えています。以下は、自動車用亜鉛ダイカストが最も一般的に適用される主な分野です。
1.自動車用内装部品
ジンクは、細かなデザインと安定性が要求されるインテリアの多くの部分に見られる。シートベルトのバックル、ダッシュボードの操作部、エアベントレバー、イグニッションのハウジングにも形状が見られます。自動車用亜鉛ダイカスト鋳造で達成される卓越した仕上げと精度は、車室内の外観と安全基準の両方を満たすのに役立ちます。
2.自動車外装部品
耐食性とメッキ性のおかげで、亜鉛は外部の構造物にも使用できます。ドアハンドル、エンブレム、ミラーブラケット、フロントガラスのワイパー部品などは、自動車部品の亜鉛ダイカストでよく作られています。厳しい条件下でも、これらの部品は耐用年数の間、そのデザインを維持する必要があります。
3.自動車整備と自動車部品
車のボンネットの下は高温で油分が多く、振動が多い場所です。亜鉛はシート、オイルポンプやソレノイドのカバー、トランスミッション内の部品に非常に適しています。亜鉛ダイカスト自動車用ソリューションは、このような厳しい用途に不可欠な高い強度と寸法安定性を提供します。
4.デジタル・センサー・ハウジング
今日の自動車はセンサーや制御システムに大きく依存して設計されています。亜鉛の熱伝導性とEMI（電磁干渉）シールド性は、バッテリーコネクター、コントロールユニットカバー、センサーハウジングに最適です。これらの要因により、オートザマックダイカストは精密で保護性の高い電子筐体を製造するための重要な方法となっています。
5.装飾スタイルのトリム
亜鉛合金は見た目が良いので、デザイナーはネームプレートやロゴ、クロムメッキ部品に好んで使います。これほど滑らかで精密なラインや表面を作ることができる装置は、ほとんどありません。小さな部品に過ぎないが、これらのオプションは、ブランドのイメージやユーザーの車に対する印象を左右する。
自動車用亜鉛ダイカストの利点
- 他の方法では成形が困難なネットシェイプの部品を高精度で製造できる
- 素材は簡単に欠けたり摩耗したりしない。
- 経済的 - スクラップが少なく、アマゾンの金型が摩耗するのに時間がかかる。
- 表面仕上げ - 研磨とは異なり、クロムメッキ、塗装、粉体塗装が可能。
- アルミニウムを扱う場合、軽量の熱可塑性プラスチックを扱う場合よりも完成までに時間がかかることが多い。
このため、オート・ザマック・ダイカストは、小型から中型の部品ではアルミニウムやマグネシウムよりも好ましい方法となっている。
問題と品質管理
このような利点がある一方で、亜鉛ダイカストではいくつかの大きな問題に直面しなければならない。
- 空気が閉じ込められたままになっていたり、対象物が収縮していたりするために、空隙が生じることがある。
- 工具の振動 - 振動は緩やかだが、ある程度使用すると工具の精度が落ちる。
- 粗蒸留は熱分解を引き起こし、ダイスにストレスを与える。
品質管理の方法は以下の通りである：
- 内部の問題を発見するX線検査
- 三次元測定機（CMM）による測定チェック
- 表面の鋭利なひび割れは通常、染料が染み込む原因となる。
- 2%の体重変化を検出することができる。
これらの方法は、自動車部品亜鉛ダイカストの信頼性を保証します。
環境とリサイクルについて
- 亜鉛は簡単にリサイクルできます。ダイカストで成形された自動車用亜鉛の大部分は、リサイクルされ再利用されています。
- 不良品、ランナー、フラッシュは再び溶かされ、フィルターにかけられる。さらに
- 亜鉛の融点は660℃に対して419.5℃とはるかに低いため、溶融に必要なエネルギーはアルミニウムよりも少なくて済む。
- 再生亜鉛から作られた製品を選ぶことで、これらの製品は地球温暖化に貢献する可能性が低くなる。
持続可能な自動車用亜鉛ダイカスト鋳造は、現代の自動車製造における循環経済の目標によく合致している。
自動車用亜鉛ダイカストに期待される進歩
EVの設計には、バッテリーケース、冷却システム、電気筐体などが含まれる。
- 組み込みセンサーは、鋳物設計の貴重な一部である。
- 亜鉛とElastoMerc®の素材を使った作業
- アマルガム・デザイン：より少ない組み立てのために多機能に作られた鋳物
自動車用亜鉛ダイカストの前途には、材料、自動化、AIベースの品質保証システムの革新が含まれる。
自動車ダイカストにおける亜鉛とアルミニウムの比較
しかし アルミニウム は、主要な自動車フレームに広く選択されているが、亜鉛は、他の部品では、その微細で複雑な形状、薄肉組成、より低い溶融温度のために好まれている。
| プロパティ | 亜鉛（ザマック3） | アルミニウム（A380） |
| 融点 (°C) | ~420°C | ~660°C |
| ダイ・ライフ（ショット） | 500,000-1,000,000 | 100,000-150,000 |
| 壁厚 | 0.5mmまで | 通常1.5mm以上 |
| 表面仕上げ | 素晴らしい | 中程度 |
| 熱伝導率 | 120 W/m-K | 170-230 W/m-K |
| 密度 (g/cm³) | 6.6 | 2.7 |
自動車用亜鉛ダイカストが、エンブレム、ギアレバー、ハウジング、ファスナーなど、精度、仕上げ、金型寿命が重要な部品に依然として選ばれているのはこのためです。
亜鉛ダイカストの金型設計
ダイカストプロセスの成功は、優れた金型に大きく依存します。適切な金型を設計することで、問題が少なく、寿命が長くなり、生産性が向上します。
デザインを考える上での主な項目
- 注入時に空気を抜く方法。
- 金型温度を調整する軽量電気熱制御ギア（冷却ライン
- ゲートは薄い部品の高速搬送のために作られている
- 複数の形状を持つ部品に使用
亜鉛ダイス用のH13またはSKD61材料は、約400～450℃の温度と1500バールの高圧に耐えるように硬化されている。
自動車ザマックダイカスト用の典型的な金型は、$8,000～$25,000のコストがかかるが、ほとんど劣化することなく100万個以上の部品を生産できる。
亜鉛ダイカストの欠陥と問題点
自動化と品質管理をしていても、亜鉛ダイカスト自動車工程では欠陥が発生することがあります。これらの要因を理解することで、操業方法が改善されます。
| 欠陥 | 原因 | ソリューション |
| 多孔性 | こもった空気やガス | ベントの改善、真空ダイカスト |
| コールドシャット | メタルフローの不完全融合 | メタル温度を上げ、射出速度を上げる。 |
| 収縮 | 不均一な冷却や厚い部分 | 均一な肉厚、最適化されたゲート |
| フラッシュ | パーティングラインの余分な金属 | ダイクランプの圧力が上がり、フィット感が向上 |
最新のダイカストマシンには、ショット圧、温度、キャビティ充填時間のリアルタイムセンサーが搭載されており、自動車部品の亜鉛ダイカストにおける潜在的な問題を早期に検出することができます。
自動車用亜鉛ダイカストにおける自動化の活用
今日、自動化は自動車用亜鉛ダイカストのほぼすべての工程に組み込まれている：
- ロボット・スプレーは、コーティングされた金属に金型潤滑剤を供給する。
- ライン上のお玉は、それ自体で液状の亜鉛を注ぐ。
- ショットのタイミングと圧力は、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）を使用して、材料を圧力下に置くことによって制御される。
- ロボットアームは鋳物をベルト駆動のトリミングステーションに搬送する。
- このようなプロセスにより、作業場の温度が変わらないようにし、作業者を保護し、多くのミスを防ぐことができる。
- 一般的な自動セルサイクル時間は、1部品あたり18秒から25秒である。
- このシステムでは、手動で部品を操作するのに30秒から40秒かかる。
- 亜鉛ダイカスト自動車ラインでシートフレームブッシュやシフトコントロールレバーのような部品を生産する場合、自動化によって部品量の増加が可能になります。
ケーススタディステアリングコラムハウジング用亜鉛ダイカスト
自動車部品の亜鉛ダイカストの実例として、中型セダンに見られるステアリング・コラム・ハウジングがある。
- この素材は組み込まれている：ザマック5
- 本発明のサイズは180mm×70mm×40mm。
- 熱成形の肉厚は1.5ミリ。
- 重量は0.92kg。
- 使用した射出圧力は1200バール。
- サイクルタイムは21秒
- 毎年120万台を生産している。
設計上の許容差（±0.03mm）が小さいため、気孔率を低減するために真空ダイカストで部品を製造する必要があった。このような腐食のない効果が得られたのは、部品がクロムコーティングで仕上げられたからである。この構造は、振動、塩水噴霧（240時間後）、10万回以上の路上での打撃など、すべてのテストをクリアしている。
電気自動車における亜鉛ダイカストの仕組み
電気自動車の台頭は、自動車用亜鉛ダイカスト業界の需要をシフトさせている：
EV亜鉛の通常の部品は以下の通り：
- センサー用ハウジング
- このシステムには、バッテリーをコントロールするためのツールも含まれている。
- 発電所部品と共に供給
- コントロールユニットにはヒートシンク構造が採用されている。
EVエレクトロニクスにとって、亜鉛が素早く熱を放散できることは非常に重要である。また、これらの素材は重要な電子機器を干渉から守る役割も果たします。これらの特徴により、亜鉛ダイカスト自動車部品は電動モビリティに欠かせないものとなっています。
結論
自動車 亜鉛ダイカスト は、大量かつ高精度の自動車部品を生産するための最も効果的な方法の1つです。ザマックの最適な使用、最新の設備、適切なサイクルタイムにより、亜鉛部品は自動車業界で高い地位を維持しています。自動車部品、内装制御用亜鉛ダイカスト、機械筐体用自動車亜鉛ダイカスト、外部トリム用自動車ザマックダイカストなど、このプロセスは性能と効率の両方を推進します。歴史に根ざし、技術革新に牽引されるその未来は、亜鉛ダイカストを自動車産業のど真ん中に位置づけています。
よくあるご質問
1.自動車用亜鉛ダイカストにはどのような用途がありますか。
粉末冶金製造プロセスは、ドアハンドル、シートベルト機構、ギアハウジング、電子筐体などに最も一般的である。このプロセスによる製造は、ディーゼル車、ガソリン車、電気自動車の大規模な自動車生産に有用である。
2.なぜ自動車部品にはアルミニウムの代わりに亜鉛が使われているのですか？
亜鉛鋳造は工程を容易にし、部品を薄くすることで強度を高め、工具を長持ちさせます。頑丈な表面仕上げと厳しい仕様が可能なため、小さな部品が多い自動車部品に最適です。
3.自動車用ザマックダイカストで使用されるザマック合金とは？
ザマック合金は亜鉛にアルミニウム、マグネシウム、銅を加えたものです。これらの合金はダイカスト用に作られ、強度が高く、錆びにくく、サイズの均一性が保たれます。
4.自動車用亜鉛ダイカスト部品の強度は？
亜鉛は強靭な部品を作ることで知られており、強い引張強度を持ち、腐食に強く、衝撃を受けても壊れない。このようなコンデンサは、振動、熱、湿気などの過酷な使用環境にも耐えることができます。