デザイナーがダイカスト業界の最新トレンドを活用する方法

製品やグッズを製造する際、多様なプロセスが用いられます。最も一般的で——議論の余地なく最も有用なのが——ダイカストです。

ご存知ない方のために説明すると、ダイカストは溶融材料——通常は金属——を再利用可能なダイ（鋳型）に流し込むことで達成されるプロセスです。寸法精度が高く、明確で滑らかなテクスチャーを持つ部品やコンポーネントを製造できるため有益です。「ダイカスト」という用語は実際には、冷却後に得られる完成品を指します。

Mordor Intelligenceによれば、ダイカスト市場は2022年までに800億ドルに成長すると予測されており、間違いなく非常に収益性が高く影響力のある業界です。

ダイカストプロセス自体が成功する金型作りに極めて重要である一方、すべては金型と関連アイテムやコンポーネントの実際の設計から始まります。設計段階で製造プロセスを考慮するベストプラクティスは、DFM（Design for Manufacturing：製造のための設計）と呼ばれます。

DFMガイドラインとダイカストプロセスを考慮せずに設計された部品やコンポーネントは、粗悪な仕上がりになり、コストが膨らみ、同様の問題を引き起こす可能性があります（Machine Design誌記事より）。だからこそ、デザイナーであるあなたは、業界トレンドを常に把握することが有益です。より重要なのは、コンポーネントを設計する際に製造プロセスを確実に織り込むことです。

デザイナーに影響を与えるダイカスト業界トレンド

来年に向けて知っておくべき、ダイカスト業界の成長中または既存のトレンドをいくつか紹介します：

1. ダイの所有権

米国では、金型やダイの発注顧客が通常ダイを所有し、その後関連製品の製造と納品に使用できます。しかし、それが必ずしも「所有者」がダイを物理的に保持していることを意味するわけではありません。しばしば、ダイは必要なコンポーネントの製造を担う「ダイカスター」の手元に残されます。

ダイや金型の占有は重要です。時間の経過とともに、ダイは自然な使用により劣化します。メンテナンス、修理、または完全な交換が必要になります。最初から耐久性があり、精度が高く、信頼できるダイを作るのはデザイナーの仕事ですが、複製する価値のあるものを作ることもデザイナーの責務です。したがって、ダイの実際の設計は、ダイそのものと同等に重要です。

デザイナーは、射出金型、ダイ、類似アイテムの設計やコンセプトから利益を得られます。業界トレンドを常に把握し、ダイの所有権や権利を行使すべきタイミングを理解しておくことが重要です。

2. 欠陥の回避

金型やダイの肉厚、寸法、材質、さらには形状が、完成品の品質に大きな影響を与えます。実際、設計段階でこれらの要素に注意を払わないと、最終製品にかなり深刻な欠陥が生じる可能性があります。

デザイナーが業界標準とベストプラクティスを遵守することは、ダイに材料を充填し関連コンポーネントを作る側と同様に重要です。Premier Die Casting社長で2015年Herman H. Doehler賞受賞者のLeonard Cordaro氏によれば、「ダイカストマシンの最近の改良により、デザイナーは肉厚を薄くし、圧力試験やリークテスト要件のある部品の内部気孔を改善できるようになった」。デザイナーが考慮すべき追加事項には、マシン用の特殊アタッチメントがあります。Cordaro氏は続けて、「ダイカストにおけるもう一つの大きな改良はダイ温度制御の活用だ……これによりダイを一定温度に保てる」と述べています。

温度がダイカストで重要な役割を果たすため、デザイナーは金属や材料の流れパターン、すべてのダイと金型の充填時間も考慮すべきです。速乾性の材料——金属であっても——は完成品の仕上がりを変えます。したがって、実際の設計は速乾・速硬化材料を考慮に入れるべきです。

3. 新技術

寸法と成形特性への配慮と同様に、印刷や鋳造を促進するために使用されるテクノロジーとシステムを考慮に入れることも極めて重要です。ロボットと自律機械、特にアルミニウムベースのダイカストでは、非常に人気があります。これらのシステムの動作原理は完成品に直接影響し、設計段階でさらに最適化できます。

これらのシステムで使いやすく便利な鋳型設計を構築することは、概念化プロセスの重要なステップです。あなたが作るダイは、当該マシンで監視、到達、調整可能か？ 大きすぎたり、外形寸法がマシンのリーチ外だったりしないか？ 全体設計を容易に清掃・スクレイピングできるか？ 充填後の清掃とブラストは通常ロボットが行います。

真空アシストダイカストも、高精度で信頼性の高い成形を実現するために業界で成長中のトレンドです。ダイが充填される際、ショットスリーブと金型キャビティの両方で真空によって引き締められます。このプロセスにより、使用材料の忠実な充填領域が作られます。しかし、その仕組み上、ダイや金型は引き締められた後に形状と寸法がわずかに変化します。その結果、ダイの最終形状と初期状態の両方を考慮に入れなければならない、実際のクリエイターに設計とレイアウトが委ねられます。

総じて、デザイナーは最新トレンドを把握し続けることで、新たな更新仕様を満たすダイと金型の作成と維持が可能になります。

4. 適用分野の拡大

ダイカストが登場した当初は、ごく少数の材料しか使用されていませんでした。今日では、それはもはや当てはまりません。正反対です。CWM Castingによれば、過去に使用されたことのない多くの新しい成形材料と充填ツールが使用・導入されています。最も一般的で——より新しい——元素には、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムが含まれます。

ダイと金型の多くの成長する適用分野とユースケースが、未知の材料を用いたコンポーネント製造にさらに活用されるでしょう。デザイナーとして、パイプラインにある材料が何か、充填時間とパターンの面からどう異なるか、最終製品にとって何を意味するかを理解しておくべきです。例えば、特定の材料が充填・創造から数分後に脆くなるなら、その金型は剛性があり保護的であるべきです。

5. コスト削減

繰り返し印刷と再設計のケースでは常にそうですが、コンセプト、レイアウト、新設計を立案する際に製造プロセスを考慮に入れれば、やり直しの回数を減らせます。発生した欠陥を修正するために金型やダイを再設計したり、設計が単純に機能しなかったためにゼロからやり直したりする必要がなくなります。

DFMプロセスは、金型担当、顧客など、チェーン上のパートナーとの定期的な協力とコミュニケーションを要求します。あなたが作るダイの完全な要件を理解し、実行可能なものを生み出す必要があります。これをダイ考案前にすべて行えば、コストはより低く管理しやすくなります。さらに、長期的には大幅な時間節約になり、きっと感謝することでしょう。

ダイカスト業界：全速前進

可能なときは最前線に立ちたいものです——それは競争力と魅力を維持することを意味します。今や今後のトレンドを理解したあなたは、特に信頼性が高く、効率的で、需要のあるダイと金型の創造において、業界の巧みなリーダーとしてより良く立ち位置を取れます。