ダイカストにおける最適材料の選定は、製品性能、生産コスト、製品寿命(耐久性)を左右する重要な要素です。利用可能な合金の中でも、アルミニウムは高圧ダイカストにおいて最も汎用性が高く、広く採用されている材料の一つです。Newayでは、軽量性、耐食性、寸法安定性、厳しい公差、そして高い生産数量が求められる業界向けに、アルミダイカストサービスを最適化して提供しています。
本記事では、アルミニウムがダイカスト材料として適している条件を、性能特性、適用分野、代表合金、他材料との比較観点から技術的に整理して解説します。
アルミ合金は、強度・軽量性・熱性能・加工性(鋳造性)のバランスに優れ、自動車、航空宇宙、電子機器、産業分野など、高要求用途で幅広く活用されています。
アルミニウムの密度は約2.70 g/cm³で、鋼の約1/3の軽さです。軽量でありながら、A380などのアルミダイカスト合金は、鋳放し状態でも引張強さ最大317 MPa、降伏強さ170~190 MPa程度を確保できます。これにより、機械性能を維持しつつ部品の軽量化が可能になります。
アルミニウムは優れた熱伝導材料であり、合金により一般的に100~140 W/m·K程度の範囲にあります。このため、電子筐体、LEDモジュール、車載パワートレイン部品など、放熱や温度制御が必要な用途に適しています。例えば、A356は熱処理(T6)によって機械負荷への耐性を高めながら、安定した熱特性を維持しやすい合金です。
アルミダイカストは、重要部位で±0.05 mm、一般形状で±0.1 mm程度の公差に対応できます。また、最小肉厚1.5 mm程度までの薄肉化が可能で、リブ、ボス、(条件次第で)アンダーカットなどの複雑形状も一体化しやすく、部品点数削減、軽量化、組立簡素化に寄与します。
アルミニウムは自然酸化皮膜を形成するため、多くの環境下で基本的な耐食性を備えます。さらに、アルマイト、粉体塗装、クロメート処理などの表面処理により耐食性を強化できます。適切にアルマイト処理された場合、ASTM B117の塩水噴霧試験で1,000時間超の耐食性が得られるケースもあります。これらのコーティングは外観色、耐UV性、電気絶縁などの付加価値も提供します。
アルミダイカストが最適となる代表的な技術・運用条件は以下の通りです。
自動車・航空分野では軽量化が燃費・航続距離・性能向上に直結します。アルミダイカストは、以下のような用途で採用されています:
トランスミッションハウジング
サスペンション部品
EVバッテリーエンクロージャ
アビオニクス筐体/制御ハウジング
アルミの比強度は、衝突安全、荷重、振動耐性などの要求を満たしながら、システム全体の軽量化に貢献します。
アルミはダイカスト時の流動性により、複雑な高精度部品を実現しやすい材料です。例:
薄肉筐体(ボスや取付機能を一体化)
高密度フィンを持つヒートシンク
EMIシールド用リブやガスケット溝を持つ電子筐体
これらは一体鋳造により組立工程を削減し、信頼性向上にもつながります。
鋼製ダイ(ダイス)を製作した後は、アルミダイカストは高速サイクル(部品サイズにより通常30~60秒/ショット)で量産でき、量が増えるほどコストメリットが大きくなります。H13工具鋼で製作し、適切に保全された金型であれば、一般的に100,000~300,000ショット程度の寿命が期待でき、高スループットと安定品質を実現します。
アルミは、使用温度200~250℃程度までであれば、寸法安定性と機械特性を比較的維持しやすい材料です。パワーエレクトロニクス、車両アンダーフード、産業用エンクロージャなど、熱応力や温度サイクルがある用途で広く使用されています。
アルミはアルマイト、塗装、粉体塗装などの二次処理との相性が良く、機能・外観要求の両面でメリットがあります。コーティング前にバレル研磨やサンドブラストを適用することで、Ra 1.6~3.2 µm程度の表面品質を狙いやすく、外観と機能性を両立できます。
アルミ合金は用途により機械特性・鋳造性が異なり、目的に合わせて選定します。
引張強さ:~317 MPa
伸び:~3.5%
硬さ:~80 HB
用途:自動車、電子機器、汎用ハウジング
A380は鋳造性、耐圧性(圧力保持)、実用強度、そしてコストのバランスが良く、最も一般的に使用される合金の一つです。
引張強さ(T6):275~310 MPa
伸び:最大~7%
特徴:熱処理用途で延性・靭性に優れる
A356は、疲労特性が重要な航空宇宙や高性能車用途で選定されることが多い合金です�
Si含有量:約12%
薄肉部品や高精細鋳造に適する(高い流動性)
耐摩耗性・耐漏れ性(圧力保持)に優れる
AlSi12は流動性と表面品質に優れ、流体・圧力制御部品などで採用されやすい合金です。
アルミは非常に汎用性が高い一方、用途によっては別材料が適する場合があります:
超高精度公差(<±0.03 mm)が必要な場合は、亜鉛合金(Zamak 3、Zamak 5など)が有利になることがあります
250℃を超える高温で静荷重が長時間かかる用途では、鋼や銅系合金などの代替材料を検討すべきです
Newayは、製品ライフサイクル全体を通じて包括的に支援します:
DFM(製造容易化設計):形状、抜き勾配、材料効率の最適化
ゲート設計・冷却設計を含むモールドフロー解析(工具鋼切削前の最適化)
ラピッドプロトタイピング:SLA、SLS、CNCソフトツールなど
金型製作:H13またはP20、HRC 44~52の熱処理対応
20年以上のダイカスト経験を背景に、エンジニア、PM、バイヤーの皆様と連携し、機械・環境・コスト要件を満たす部品を安定供給します。
アルミダイカストは、軽量性、高強度、熱伝導性、耐食性、そして量産性が求められる部品に最適です。コンシューマー電子機器から自動車ドライブトレインまで、多様な技術用途に対応できる汎用性を備えています。Newayのアルミダイカストサービスは、開発リスクを低減し、製品性能を高める信頼性の高いコスト効率の良いソリューションを提供します。
次のプロジェクトでアルミが最適か判断に迷う場合は、お問い合わせください。技術要件に基づく評価やお見積りをご提案します。