疲労耐性向上の為の部品再設計を支援できますか？

はい、Newayは、鋳造部品および機械加工部品の再設計を通じて疲労耐性を向上させるための包括的なエンジニアリングサポートを提供しています。疲労破壊は、特に自動車、航空宇宙、産業機器などのアプリケーションで、繰返し応力を受ける金属部品において最も一般的かつ重大な破壊モードの一つです。Newayは、先進的な設計手法、材料の最適化、および鋳造シミュレーションを適用することで、製品寿命の延長と、疲労に起因する破損の防止を支援します。

当社では、ダイカスト設計プロセスの初期段階から疲労設計の原則を組み込み、お客様が応力集中を低減し、荷重経路を最適化し、使用条件に適した材料および表面処理を選定できるようにしています。

鋳造部品における疲労の理解

疲労とは、材料が繰返し荷重と除荷を受ける際に生じる、進行性かつ局所的な構造損傷のことです。多くの疲労き裂は、形状不連続部や表面欠陥、特に応力集中部や鋳造欠陥が存在する領域から発生します。

疲労寿命に影響する主な要因は次のとおりです：

• 繰返し応力の振幅および周波数

• 鋳造材の微細組織およびポロシティ

• 表面粗さおよび残留応力

• 部品形状、肉厚の遷移、ノッチ形状

• 環境暴露（例：腐食疲労）

疲労耐性を高めるための設計ベストプラクティス

形状最適化とシミュレーション

Newayは、CADベースの最適化および鋳造シミュレーションツールを用いて次のことを行います：

• 高荷重領域における応力集中部（ストレスライザー）の特定および低減

• 疲労き裂の起点となり得る内部ポロシティ位置の予測

• 肉厚遷移、フィレットR、肉厚分布の評価と改善

これらの最適化は金型設計に反映され、アルミダイカスト部品および亜鉛ダイカスト部品が、過剰設計に陥ることなく疲労性能目標を満たすことを保証します。

例えば、フィレット半径を0.5mmから2mmに増加させることで局所的な応力集中係数（Kt）を30%以上低減でき、疲労性能を大幅に向上させることができます。

材料およびプロセスの選定

降伏強さ、延性、介在物量などの材料特性は、疲労寿命に大きな影響を及ぼします。Newayは、疲労が重要となる用途に対して最適な合金選定を支援します：

• A356-T6 アルミニウム：高い疲労強度（耐久限度約150 MPa）を得るための熱処理材

• Zamak 5：低〜中程度の疲労用途に適し、良好な減衰特性を有する

• C95500 アルミニウム青銅：過酷環境下で優れた疲労および耐腐食性能を発揮

さらに、熱処理やHIP（熱間静水圧プレス）などの鋳造後プロセスは、内部健全性を高める必要がある部品に対して検討されます。

疲労耐性向上のための表面処理ソリューション

表面品質は疲労性能に大きく関与します。Newayは、表面硬度を高め、微小欠陥を最小化し、有益な圧縮残留応力を導入する処理を推奨しています：

• ショットピーニング：表面に圧縮応力層を導入し、疲労寿命を向上

• ハードアルマイト：アルミ部品の表面硬度とき裂抵抗を向上

• PVDコーティング：表面摩耗から保護し、微小き裂発生箇所を低減

• 研磨またはブラッシング：加工目やバリなど、き裂起点となる痕跡を除去

各方法は、合金および用途要件に合わせて最適化され、寸法公差を損なうことなく耐久性を最大化します。

適用事例

あるサスペンションリンク部品は、鋭いコーナー遷移と不均一な肉厚で設計されていたため、30万サイクルの荷重試験後に早期疲労き裂が発生していました。Newayのエンジニアリングチームは形状の再設計を行い、フィレットを追加し、肉厚分布を均一化し、A356のT6熱処理材を選定しました。これらの改善を適用した結果、部品は100万サイクルの試験を疲労破壊なしでクリアしました。

結論

疲労耐性を高めるには、形状の洗練、材料の最適化、シミュレーション解析、後処理を含む総合的な再設計アプローチが必要です。Newayは、コンセプト段階から量産までお客様を支援し、業界のベストプラクティスと精密工具を適用することで、高性能で疲労に強い部品を提供します。既存部品の改良であっても、新規コンポーネントの開発であっても、当社の設計�������������よびシミュレーション能力により、長期耐久性と機械的信頼性を確保します。