ダイカストの鋳造方案設計｜ダイカストの基礎知識6

基礎知識

2024.11.15

著者：ものつくり大学技能工芸学部総合機械学科　教授　西直美

前回は、ダイカストの製品設計を解説しました。今回は、ダイカストの鋳造方案設計を取り上げます。鋳造方案設計では、金型の溶湯流路や空気排出通路などを設計します。鋳型の中を溶湯で十分に満たし、凝固・収縮の過程を経ても、欠陥のない優れた品質のダイカストを作ることが求められます。

第6回「ダイカストの鋳造方案設計」を解説していきます。

第6回もくじ

鋳造方案とは
射出スリーブ
ランナー
ゲート部
オーバーフロー
エアベント

1. 鋳造方案とは

鋳造方案とは、金型に溶湯を供給するための流路や、金型キャビティ内の空気を排出する通路など、金型の各要素を設計することです。鋳造方案を適切に行うことで、溶湯が凝固・収縮しても鋳物の内部に空洞が生じず、優れた品質のダイカストを作ることができます。ダイカストの鋳造方案の対象は、金型キャビティの射出スリーブ、ランナー、ゲート部（フィード、ランド、ゲート）、オーバーフロー、エアベントです。図1に、ダイカストの模式図と金型断面の各部名称を示します。

2. 射出スリーブ

射出スリーブとは、ダイカストマシンの射出装置と押出装置をつなぐ、溶湯の流路です（参考：第3回）。射出スリーブの設計では、スリーブ径、スリーブ充填率（射出スリーブに注湯される溶湯の量とスリーブ容積との比率）、可鋳質量（鋳造可能な質量）などを考慮します。射出スリーブ径Dは、下記の式を用いて計算・選定します。

ここで、Fは射出力、 P ₁ は鋳造圧力です。スリーブ充填率は40～ 60%が望ましく、少ないと射出スリーブ内で溶湯の冷却が進行し、破断チル層（凝固片が製品に混入してできる層）などの初期凝固層が発生しやすくなります。スリーブ充填率を高くしすぎると、射出時に給湯口から溶湯があふれる恐れがあります。可鋳質量Wは、以下の式を用いて計算します。ここで、 A _p はプランジャーチップの断面積、L _p はプランジャーストローク、ρ _m は鋳造合金の密度です。