Feb 25,2026
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アルミニウム鋳造は、現代の製造業において最も広く用いられる金属成形プロセスの一つです。溶融アルミニウム合金を精密な形状の部品に変換することにより、自動車、電子機器、通信機器、ロボティクス、産業機械などの分野向けに、軽量で耐久性が高く、コスト効率に優れた部品を製造できます。
本ガイドでは、アルミニウム鋳造のプロセス、合金選定、機械的特性、利点、制約、および工学応用における設計上の考慮事項について、包括的な概要を提供します。
アルミニウム鋳造とは、溶融アルミニウム合金を型腔に注入し、所定の形状に固化させる工程です。型は再利用可能な金属ダイ（金型）または消耗型（砂型やセラミック系型）のいずれかを使用します。
鋳造方法の選択は、以下の要素に基づきます：
要求される寸法公差
機械的性能目標
生産量
表面仕上げ要件
金型投資予算
異なる工程では、コスト、精度、構造的健全性の間で異なるバランスが得られます。
高圧ダイカスト（HPDC）は、厳密な寸法公差と高い再現性を要する大量生産向けアルミニウム部品において、最も主流の方法です。
コールドチャンバー方式では：
溶融アルミニウムがショットスリーブに掬い込まれます。
油圧プランジャーが、金属を高流速で硬化鋼製ダイに注入します。
金属は加圧下で急速に凝固します。
鋳物が押し出され、バリが除去されます。
基本特徴:
高い生産速度
優れた寸法制御性
表面仕上げが良好
薄肉部品への適用に適しています（設計により異なりますが、通常は1～4 mm）
アルミニウム合金は、その融点および冶金的挙動のため、コールドチャンバ方式で処理されます。
永久型鋳造では、再利用可能な金属型を用い、重力または低圧による充填を行います。
砂型鋳造と比較して、以下の特長があります：
機械的特性の向上
気孔率の低減
より均一な表面品質
この工程は、強度と信頼性が重要な中量産向けおよび構造部品の製造に適しています。
砂型鋳造は、パターンをもとに作成される消耗型を用いる鋳造法です。非常に柔軟性が高く、以下の用途に最適です：
大規模な構成部品
少量生産
複雑な内部形状
ただし、寸法公差はダイカストに比べて一般的に緩くなります。
インベストメント・キャスティングは、以下のような工程で精密な部品を製造します：
ワックスパターンの作成
セラミックスラリーによる被覆
ワックスの溶出
溶融アルミニウムをセラミックシェルに注ぐ
薄肉部および精細な形状を実現可能ですが、通常、金型コストが高くなります。
ロストフォーム鋳造では、溶融アルミニウムを流し込む際に気化する発泡樹脂パターンを使用します。これにより分型線やコアの使用量が削減され、複雑な自動車部品の製造に適しています。
真空システムは、射出前のダイキャビティ内および射出中の空気を除去し、ガス巻き込みおよび内部気孔を最小限に抑えます。
利点には以下が含まれます：
機械的特性の向上
優れた溶接性
構造的 健全性 を 強化 する
内部欠陥の低減
真空は充填品質を向上させますが、主な金属の流れは依然として高圧射出によって駆動されます。
スクイーズキャスティングでは、溶融金属が持続的な圧力下で凝固するため、以下の特徴が得られます：
高密度
収縮による気孔の低減
延性の向上
これらの製造工程は、より高い信頼性が要求される自動車用構造部品に用いられます。
アルミニウム鋳造合金は、鋳造性、強度、耐食性および熱伝導率のバランスを考慮して設計されています。
| 合金 | 引張強度 (MPa) | 降伏強度 (MPa) | 伸縮 (%) | 基本 特徴 |
|---|---|---|---|---|
| A380 | 310–330 | 150–170 | 2–4 | 汎用性が高く、優れた鋳造性を有する |
| A360 | 300–320 | 150–165 | 3–5 | 改善された耐腐食性 |
| A383 | 300–325 | 150–170 | 2–4 | 複雑な形状への成形に適した良好な流動性 |
| A413 | 280–310 | 140–160 | 2–3 | 優れた耐圧密封性 |
| B390 | 320–340 | 160–180 | 1–3 | 高硬度、耐摩耗性 |
値は鋳造条件および断面厚さによって異なります。
合金を選定する際、設計者は以下の点を評価する必要があります：
必要な引張強度
耐衝撃性
熱伝導性
腐食環境
機械化可能性
表面仕上げとの適合性
適切な設計により、品質が向上し、コストが削減されます。
均一な肉厚は収縮欠陥を低減します。
急激な形状変化は、気孔や歪みを引き起こす可能性があります。
薄肉成形能力は、採用する製造プロセスによって異なります。
部品の脱型には抜模勾配（ドラフト）が必要です。一般的なダイカストの抜模勾配は、形状に応じて0.5°～2°の範囲です。
応力集中を低減し、金属の流動性を向上させるため、鋭角のコーナーは避ける必要があります。
一般的な寸法公差は、製造プロセスによって異なります：
| プロセス | 典型的な線形容量 |
|---|---|
| 高圧型鋳造 | ±0.1～0.25 mm（部品サイズに応じて） |
| 永久金型 | ±0.30.5mm |
| 砂型鋳造 | ±0.8～1.5 mm |
重要な接合部では、二次加工（追加機械加工）が必要となる場合があります。
軽量パフォーマンス
アルミニウムは鋼鉄の約3分の1の密度を持つため、重量が重要な用途に最適です。
強度対重量効率
絶対的な意味で鋼鉄より強いわけではありませんが、アルミニウムはその重量に対する優れた構造効率を提供します。
腐食に強い
自然に形成される酸化被膜により、アルミニウムは環境による劣化から保護されます。
熱伝導性
ヒートシンク、モーターハウジング、電子機器用エンクロージャーに適しています。
大量生産におけるコスト効率
ダイカスト成形により実現できるのは：
急速なサイクル時間
自動化された生産
部品単価の削減
アルミニウム鋳造部品は、以下のような分野で広く使用されています：
自動車用エンジンハウジング
ロボティクス用フレーム
産業用ポンプハウジング
経験豊富な製造業者を選定することで、以下の点が保証されます：
適切な合金の選択
最適化された金型設計
プロセスの安定性
品質の一貫性
スケーラブルな生産能力
設計初期段階におけるエンジニアリング連携は、鋳造品の性能およびコスト効率を大幅に向上させます。
アルミニウム鋳造は、軽量・高耐久・低コストという特長を持つ部品を製造するための極めて多用途な製造ソリューションです。適切な製造工程および合金を選択することにより、メーカーは多様な産業分野において、信頼性の高い機械的性能、寸法精度、および量産対応性を実現できます。
適切に設計・制御されれば、アルミニウム鋳造は今日利用可能な最も効率的な金属成形技術の一つであり続けます。
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