アルミ鋳物 課題解決センター

砂型鋳造の大きなメリットは、中子を組み合わせることで比較的複雑な中空構造や多方向からのアンダーカット処理に対応しやすいことです。一方、ダイカストでは金型の分割方向やスライド機構の制約を受けるため、同じ形状でも成立条件が変わります。

砂型の自由度と金型の制約

砂型は中子を組み合わせることで、複数方向からの「抜き」に対応しやすい工法です。対して、ダイカストは基本的に一方向、あるいはスライド機構を用いた限定的な方向に制約されます。

ダイカスト量産図面をベースに砂型試作を行う場合、図面上の形状は砂型で再現できることが多い一方、砂型でしか成立しない形状のまま量産設計に進むと、後で再検討が必要になる場合があります。試作段階から、将来の量産工法で制約になりそうな箇所を意識しておくことが重要です。

抜き勾配と相手物との干渉

抜き勾配を単純に付加すると、嵌合する相手部品と干渉したり、アッセンブリ時の精度に影響が出たりします。当社では、相手物との関係を考慮した上で、機能面を阻害しない抜き勾配とパーティングラインを設計段階からご提案しています。

なお、量産図面上のパーティングラインがそのまま砂型に適用できるとは限りません。試作時のパーティング設定についても事前にすり合わせておくと、初回試作の精度を上げやすくなります。

ダイカストを見据えた形状設計

将来的にダイカストへ移行する場合、試作段階の形状がそのまま量産金型に展開できるとは限りません。金型の分割方向、スライドの可否、肉厚バランスなどを考慮した形状整理が必要になることがあります。

こうした量産移行時の再検討リスクを減らすためにも、試作段階で将来の工法制約を念頭に置いた設計確認を行うことが有効です。

加工前提で確認したい基準面と取り代

鋳物は素材ができれば終わりではなく、多くの場合、後加工を経て最終形状になります。

ダイカスト量産図面では、加工基準や取り代がダイカストの寸法精度を前提に設定されていることがあります。砂型試作ではその前提が異なるため、どこを基準にクランプするか、どこを加工で仕上げるか、取り代をどの程度見るかを砂型前提で整理する必要があります。

この整理が試作段階でできていると、初回サンプルの加工トラブルを減らしやすくなります。

肉厚バランスと鋳造品質

鋳物の品質安定には、肉厚のバランスが大きく影響します。薄すぎる部位は湯流れ不良のリスクがあり、厚み変化が急な箇所は引け巣の原因になりやすくなります。

ダイカスト量産図面をベースにした場合、ダイカスト前提で成立する肉厚設計が砂型では成立しにくいことがあります。逆に、砂型試作では成立したが、将来のダイカスト量産では肉厚バランスが課題になるケースもあります。

試作段階で肉厚バランスを確認しておくことは、試作品の品質確保だけでなく、量産時の品質安定性の見通しにもつながります。

最終納品日までに試作を行い、手戻りをゼロにするために、必ずご提示いただきたい情報です。

スケジュールの明確化

設計変更が繰り返される中で、最終納品日までに確保できるものづくりの時間は、どうしても限られてきます。だからこそ、事前の情報共有や打ち合わせが極めて重要になります。図面だけでは伝わりきらない形状の意図や懸念点を初期段階で直接協議することが、リードタイム短縮の最大のポイントです。さらに、最終評価日から逆算したスケジュールをご共有いただくことで、最適な鋳造方案・工法のご提案が可能となります。

3Dデータと公差（寸法・肉厚・輪郭）の整合性

アルミ鋳物の試作において、3Dデータは必ず欲しい情報です。データがあることで、鋳造シミュレーションや製作が迅速に行えます。合わせて、以下の3つの公差についても、ご共有ください。

・寸法公差： 加工が必要な箇所の精度

・肉厚公差： 鋳造時の湯流れに影響する最小肉厚の許容範囲

・輪郭公差： 複雑な曲面を持つ製品の形状維持範囲

これらが曖昧だと、製作途中で「この形状は鋳造できない」「肉厚が足りない」といったトラブルが発生し、大幅なロスに繋がります。

鋳巣規格の明確化

アルミ鋳造において避けて通れないのが鋳巣です。

・どの部位に、どの程度のサイズの鋳巣が許容されるか

・絶対にNGな部位はどこか（機能面やシール面など）

これらを事前に鋳巣規格として定義しておくことで、過剰な品質管理による納期遅延を防ぎ、実用レベルに即した最短のリードタイムを実現できます。

材質の選定

材質が決まっている場合は、その条件をご共有ください。未定の場合でも、強度、耐食性、熱処理の有無など、重視したい性能が分かると検討しやすくなります。

金型重力鋳造と砂型重力鋳造の鋳造工程は次のようなものになります。

当たり前ですが、砂型鋳造は砂でできた鋳型を用い、金型鋳造は鋼でできた鋳型を使います。砂型鋳造では、注湯後に鋳型を壊して鋳物を取り出します。このため、砂型鋳造では鋳物を１個作るごとに、鋳型（砂型）を１個造型する必要があります。一方、金型鋳造は連続的に注湯、鋳物取出しができるため生産性に優れます。

また、金型の寿命は製品にもよりますが１型で数万個を製造することができます。一方、木型も繰り返して使用することができますが、何個か造型すると木型の摩耗や割れが生じるため、あるタイミングで木型の更新が必要となります。これも製品によりますが、木型の寿命は数百～千個程度になります。

型の製作、修正のリードタイムは、砂型の方が製作期間が短く、形状修正も容易です。したがって、短期間で少量の鋳物を製作する試作品などは砂型鋳造の方が適しています。