特許製法のダイカスト鋳造へ工法変換し、コストダウンを実現! ダイカスト鋳造 コストダウンNavi

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ダイカストの設計ポイント|抜き勾配・アンダーカット・R・パーティングライン

ダイカスト部品の設計では、「金型から製品をスムーズに取り出せるか」「溶湯が安定して流れるか」を常に意識する必要があります。切削加工や板金と同じ感覚で図面を描くと、金型が複雑になって費用が膨らんだり、量産で不良が出やすくなったりします。

本コラムでは、ダイカスト設計で押さえておきたい抜き勾配・アンダーカット・R(角の丸み)・パーティングラインなどのポイントを解説します。肉厚・リブの考え方は「アルミダイカストの肉厚・リブ設計ガイド」で詳しく解説しています。

ダイカスト設計の基本的な考え方

ダイカストでは、固定型と可動型の2つの金型を合わせてできた空間に溶湯を流し込みます。固まった後に型を開いて、製品を取り出します。そのため、設計では次の3点が基本になります。

  • 型を開く方向に製品が抜けること(離型性)
  • 溶湯がすみずみまで流れ、均一に固まること(鋳造性)
  • 金型の構造をできるだけシンプルにすること(コスト・メンテナンス性)

この3点を満たす形状は品質が安定しやすく、金型費や量産単価も抑えやすくなります。

抜き勾配

抜き勾配とは、金型から製品を取り出しやすくするために、型の開閉方向と平行な面につける傾きのことです。抜き勾配が足りないと、取り出すときに製品がこすれて傷や焼き付きが起きたり、変形や割れの原因になったりします。

抜き勾配の目安

  • 外側の面:0.5〜1°程度
  • 内側の面(穴・へこみの内壁など):1〜2°程度
  • 深いリブ・ボス:1〜3°程度

製品は冷えると縮み、金型の出っ張った部分(中子側)を締め付けます。そのため、内側の面には外側の面より大きめの勾配が必要です。深さ、合金の種類、表面に求める品質によって最適な値は変わるため、設計の初期に鋳造メーカーと確認することをおすすめします。

はめ合い部など、勾配をつけられない面もあります。その場合は、勾配をつけて鋳造したうえで、後加工で仕上げる方法もあります。

アンダーカット

アンダーカットとは、型の開閉方向にそのままでは抜けない凹凸の形(横穴、側面の溝、返しなど)のことです。ダイカストでアンダーカットを作るには、型の開閉とは別の方向に動く「スライドコア」などの仕組みが必要になります。

アンダーカットがコストに与える影響

  • スライドコアを追加するため、金型費が上がる
  • 金型の構造が複雑になり、メンテナンスの負担やトラブルのリスクが増える
  • スライドの合わせ目にバリが出やすく、寸法精度もやや緩くなる

アンダーカットを減らす工夫

  • 横穴は鋳抜かず、後加工(ドリル加工)で対応する
  • 形を見直し、型の開閉方向から抜ける形にする
  • 部品を分割し、組み立てで対応できないか検討する
  • どうしても必要なアンダーカットは同じ方向にまとめ、スライドの数を減らす

アンダーカットを多く含む複雑な形状では、ロストワックスなど他の工法の方が向いている場合もあります。工法の比較は「アルミダイカストと他工法の違い・選び方」をご覧ください。

R(角の丸み)

角が丸まっていないとがったコーナー(ピン角)は、溶湯の流れを乱します。それだけでなく、応力が集中して割れが起きたり、金型側が欠けたり、ヒートチェック(熱による細かなひび)が出たりする原因にもなります。ダイカストでは、内角・外角ともに適切なRをつけるのが基本です。

  • 内角のRは、肉厚の1/2〜肉厚と同じくらいを目安にする
  • 外角のRは「内角のR+肉厚」とし、コーナー部分の肉厚を一定に保つ
  • 機能上、角をとがらせる必要がある部位は、後加工で仕上げる

Rをつけると溶湯の流れがよくなり、湯回り不良や割れを防ぐ効果もあります。

パーティングライン(型の分割面)

パーティングライン(PL)は、固定型と可動型が合わさる線です。製品には、わずかな段差やバリが残ります。PLの位置は外観・寸法精度・バリ取りの工数に影響するため、設計段階から意識しておくことが重要です。

  • 外観面やシール面など、段差やバリが許されない面にはPLを置かない
  • PLはできるだけ平らな面に設定し、段のついた複雑なPLは避ける
  • 高い精度が必要な寸法は、PLをまたがない(同じ型の中で成形される)ように配置する

寸法精度とPLの関係については、「アルミダイカストの寸法精度と公差」もあわせてご覧ください。

鋳抜き穴・ボス・文字の設計

  • 鋳抜き穴:細くて深い穴は、鋳抜きピンが折れやすく、寸法も安定しにくくなります。下穴だけを鋳抜き、後加工で仕上げる方法が有効です
  • ボス:根元にRをつけます。周囲との肉厚の差が大きくなりすぎないよう、内側を中空にする「肉盗み(中抜き)」を行います
  • 文字・ロゴ:製品側を出っ張った文字(凸文字)にすると、金型には彫り込む加工で済むため、金型の製作・修正がしやすくなります

設計段階で鋳造メーカーに相談するメリット

ダイカストの金型は、一度作ると形を大きく変えることが難しくなります。量産が始まってから設計を変えると、金型の修正費や納期の遅れにつながります。図面を確定する前に鋳造メーカーへ相談すると、次のようなメリットがあります。

  • 抜き勾配・R・PLの位置など、鋳造に向いた形を事前に反映できる
  • スライドコアを減らすなど、金型費を抑える形の提案を受けられる
  • 後加工が必要な部位を切り分け、トータルコストを最適化できる

太陽パーツは、設計段階からのVA・VE提案で、ダイカストに適した形状と金型構造をご提案しています。切削品や板金・溶接品などからダイカストへの工法変換をご検討の場合も、図面の段階からお気軽にご相談ください。

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