ダイカストのバリ：主な原因と防止方法

要点まとめ

ダイカストのバリは、金型キャビティから溶融金属が漏れ出ることによって生じる薄く不要な余分な金属層であり、一般的な製造上の欠陥です。このバリは通常、製品の分割線、継ぎ目、またはエジェクターピン周辺に形成されます。この問題は主に、金型の摩耗、成形機の締め付け力不足、金型の密封不良、過剰な射出圧力などの不適切な工程条件に起因します。

ダイカストバリの理解：詳細な定義

ダイカストの高圧環境では、溶融金属が「金型」と呼ばれる鋼製の型に注入され、精密な部品が形成されます。ダイカストのバリとは、設計されたキャビティから利用可能な隙間に沿って漏れ出た余分な材料のことです。この漏れは、鋳造品の表面に薄いヒレ状の突起として固化します。非常に高い圧力下での溶融金属の自然な流動性により、金型の組み立てにおけるごくわずかな不完全な部分や隙間でさえも、金属の逃げ道となってしまいます。

この欠陥は、部品の最終的な寸法を変化させ、しばしば追加の手作業による除去工程を必要とするため、問題視されています。これにより生産時間とコストの両方が増加します。バリの発生は、一貫した品質と部品の完全性を確保するために対処が必要な、製造プロセス上の潜在的な問題を示しています。その外観は、隙間の大きさや射出圧力に応じて、極めて薄いウェハ状の層からより大きなフランジ状までさまざまである可能性があります。

フラッシュは、金型の異なる部分が接合する特定の領域に発生しやすい現象です。そのような場所には以下のものが含まれます。

• 分割線： ダイの二つの半分が合う主要な継ぎ目は、フラッシュが最も発生しやすい場所です。
• エジェクターピン： 固化した部品を金型から押し出すために使用されるピンの周囲の小さな隙間から金属が漏れ出ることがあります。
• スライドとコア： 複雑な内部形状を作成するために可動部品（スライドまたはコア）が使用される部分でも、シール不良が起こり得ます。
• 換気口： 空気を逃がすためのベントが大きすぎる場合や摩耗すると、溶融金属がそこを通って漏れることがあります。

金型鋳造におけるはね（フラッシュ）と、他の必要な工程要素を区別することは重要です。スプルー、ランナー、ゲートは、溶融金属を意図的に金型キャビティ内へ導くために設計された通路です。これらの部分も余剰材となり除去が必要ですが、あらかじめ計画された工程の一部です。一方で、フラッシュは溶融金属を完全に封じ込められなかったことによる、計画外で望ましくない欠陥です。

フラッシュ発生の主な原因

ダイカスト製品にフラッシュが発生する原因は、単一の問題ではなく、通常は金型、機械、および工程条件に関連する複数の要因が組み合わさって生じます。根本原因を特定することは、効果的な対策を講じるために不可欠です。最も一般的な原因には、金型関連の問題や機械・工程設定の不適切さが含まれます。

最も頻繁な原因の一つは、金型自体の劣化または不適切な設計です。時間の経過とともに、繰り返される加熱および冷却サイクルに加え、高圧が作用することで、金型の分割面に摩耗が生じます。これらの面が完全に密閉しなくなると、隙間が生じます。同様に、適切なシール構造を持たない、あるいは組立時に位置合わせがずれた設計の不良な金型は、初めから漏れが発生しやすくなります。金型半体に任何形式の歪みや損傷があっても、それらがしっかりと閉じ合わなくなるため、必然的にバリ（フラッシュ）が発生します。

同様に重要なのが、機械の設定および工程パラメータです。ダイカスト機の締め付け力は、二つの金型半体を押し付けるものであり、溶融金属の射出時に発生する非常に高い圧力に耐えるだけの強さが必要です。締め付けトン数が低すぎると、射出圧力によって金型半体が物理的に押し広げられ、金属が漏れる隙間ができてしまいます。専門家によると、 Dynacast 、不十分な成形機のトン数はバリ発生の主な原因です。さらに、射出圧力や射出速度が過剰であると、適切にクランプされていても金型をこじ開け、金属を最も小さなすき間に押し込むことがあります。

以下の表は、主要な原因とその背後にある物理的な理由を要約しており、明確な診断フレームワークを提供しています。

バリ防止および制御のための効果的な戦略

ダイカスト製品のバリを防止することは、厳密なメンテナンス、正確な機械キャリブレーション、そして洗練された金型設計を組み合わせた能動的な取り組みです。根本原因に対処することで、製造業者はこの欠陥の発生を大幅に削減でき、結果として部品品質の向上と生産コストの低減が実現します。包括的な予防戦略は、金型の完全性の維持とすべての工程変数の最適化に重点を置いています。

第一の防御線は、綿密で一貫性のある金型メンテナンスプログラムです。以下で詳しく説明されているように、 CEX Casting 定期的な点検は、分割面に摩耗、亀裂、または損傷が生じた場合にそれが深刻になる前に発見するために極めて重要です。金型は定期的に清掃し、密閉を妨げる可能性のある残留物を取り除く必要があります。摩耗が確認された場合は、分割ラインを修復または再加工して元の平面性を回復し、金型半体間の完全な適合を確実にする必要があります。

機械および工程パラメータの最適化も重要なステップです。これには、ダイカストマシンが射出圧力に耐えられる十分で均等に分配された締め付け力を提供していることを確認することが含まれます。また、オペレーターは、部品の形状および使用される合金に応じて、圧力、速度、温度などの射出パラメータを細かく調整する必要があります。キャビティを完全に充填するために必要な最小限の圧力を使用することで、金型への負荷を低減し、バリの発生傾向を最小限に抑えることができます。ある専門家によると サンライズ・メタル 合金の適切な作業温度を維持することが不可欠であることに注意が必要です。過剰な熱は流動性を高め、バリ（フラッシュ）の発生を促進する可能性があります。

最後に、高品質な金型および設計が極めて重要な役割を果たします。適切なシール構造や換気機能を備えた堅牢で優れた金型への投資により、はじめからバリ関連の問題の多くを防止できます。自動車製造など、部品の故障が許されない産業では、金型の完全性への注力が極めて重要です。例えば、Shaoyi (Ningbo) Metal Technology社は 精密設計された自動車用鍛造部品 の専門メーカーとして、優れた金型設計と厳格な品質管理によって、信頼性が高く高性能な部品を製造しています。この高品質な金型への投資という原則は、ダイカストにおけるバリなどの欠陥を防止するのに直接応用可能です。

これらの戦略を実行するには、以下の実行可能なステップに分けることができます：

1. 厳格な金型メンテナンス計画を導入する： 金型表面を定期的に点検、清掃および修理し、特に分割線や可動部品に注意を払ってください。
2. クランプ力の確認およびキャリブレーション： 使用している特定の金型および射出圧力に対して、成形機のクランプトン数が正しく設定されていることを確認してください。金型全体での圧力分布が均等であるかをチェックしてください。
3. 射出条件の最適化： プロセスモニタリングを使用して、部品を完全に充填しつつ金型に過剰な力を加えないような、射出速度、圧力および温度の理想的なバランスを見つけてください。
4. 金型の正しい取り付けとサポートの確保： 金型を成形機に正しく取り付け、射出サイクル中にたわみや位置ずれが生じないよう適切にサポートされていることを確認してください。
5. 熱環境の制御： 熱解析および効果的な冷却チャネル設計を用いて、金型全体で安定した均一な温度を維持し、変形を防止してください。

よく 聞かれる 質問

1. ダイカストにおけるバリとは何ですか？

フラッシュとは、溶融金属が金型の隙間や継ぎ目から漏れ出ることでダイカスト部品に形成される余分な材料のことです。通常、金型の半分同士が接する分割線に沿って薄いヒレ状またはフランジ状に現れ、除去が必要な製造上の欠陥と見なされます。

2. ダイカストの目的は何ですか？

ダイカストの目的は、複雑な形状を持つ金属部品を高精度かつ寸法精度良く大量生産することです。このプロセスでは、溶融金属を高圧下で再使用可能な鋼製の金型（ダイ）に注入することで、優れた表面仕上げと細部まで精密な部品を迅速に製造できます。

3. キャスティングフラッシュとは何ですか？

キャスティングフラッシュは、上記の欠陥を指す別の用語です。これは、溶融材料が金型の継ぎ目に浸透することで鋳造部品に残る、薄くてウェーハ状の不要な材料を意味します。一般的ではありますが、最終製品の仕様を満たすためには、後続の工程で除去する必要があります。