ものづくりプレス

2024-04-16

アルミ金型はどんな成形ができるのか?特徴や適した用途をご紹介!

成形に使用される金型の一つに、「アルミ金型」があります。

今回は、アルミ金型の特徴の説明から、どのような活用が適しているのか、そして現在利用されている具体例も紹介させていただきます。

アルミ金型

アルミ金型とは

アルミ金型は、金属製品やプラスチック製品などの成形に使用される金型の一種です。アルミニウム合金で作られた金型であり、同一の形状のものを対象生産する際など、コスト削減の為に使用されるものです。

◇基本的な構造

基本的な構造は、以下の要素から成り立っています。


⚫️金型本体
アルミ金型の主要な部分であり、成形される製品の形状やデザインを決定します。金型本体は、高精度のCNC加工によって製造され、製品の要件に応じて設計されます。


⚫️キャビティとコア
金型本体内部には、製品の形状を形成するためのキャビティ(空洞部)とコア(内部の形状を成形する部分)が配置されています。この部分が製品の仕上がりや寸法精度に直接影響します。


⚫️ゲート
アルミ金型から成形された材料が注入されるポイントであり、ゲートは通常、金型の一部に直接取り付けられます。ゲートの形状や位置は、製品の充填や冷却の際に影響があります。


⚫️冷却システム
金型内部には冷却チャネルが配置されており、成形中に発生する熱を効率的に排熱する役割を果たします。これにより、製品の品質や生産性が向上します。


⚫️取り付け装置
金型を成形機に取り付けるための装置や取り扱いを容易にするための取っ手などが金型に付属しています。


アルミ金型の構造は、製品の形状や要件に応じて設計され、製造プロセスの効率化や製品の品質向上のために役立っています。

◇成形プロセスの概要

アルミ金型の成形プロセスは、一般的に以下のステップで行われます。


1.設計

成形される製品の設計が行われます。

この際、製品の形状や寸法、材料などが決定され、それに基づいて金型の設計も行われます。


2.金型製造

設計された金型の製造が行われます。金型は高精度のCNC加工や電気放電加工(EDM)などの技術を用いて製造されます。この際、金型の構造や冷却システムが設計に基づいて作られます。


3.金型取り付け

製造された金型が成形機に取り付けられます。金型は成形機のクランプに取り付けられ、成形機の操作パネルから制御されます。


4.準備作業

成形材料(アルミニウム合金)が準備され、必要に応じて加熱されます。同時に、金型内部の冷却システムが準備され、成形後の製品冷却のための準備が整えられます。


5.成形

加熱されたアルミニウム合金が金型内に注入されます。注入される際、高圧で成形材料が充填され、金型内部のキャビティとコアに形状が付与されます。この際、ゲートからの注入や冷却システムの働きが製品の品質に影響を与えます。


6.冷却

成形された製品が金型内で冷却されます。冷却時間は製品の形状や材料によって異なりますが、冷却時間中に金型内部の冷却システムが熱を効率的に排熱し、製品の品質を確保します。


7.取り外し

冷却が完了した製品が金型から取り外されます。取り外し作業は慎重に行われ、製品の形状や表面の傷を防ぐために注意が払われます。


8.仕上げ

成形された製品に必要な仕上げ作業が行われます。これには、切削や研磨、表面処理などが含まれます。製品の仕上げ作業は、製品の最終的な外観や品質を向上させるために重要です。


アルミ金型の成形プロセスは、高度な技術と精密な操作が必要な工程が含まれますが、その結果、高品質な製品を効率的に生産することができます。

アルミ金型の適した用途

アルミ金型は、その特性からさまざまな成形方法に適しています。以下に、アルミ金型で可能な成形方法の一部を紹介します。

◇主な成型方法

⚫️圧力鋳造 (Die Casting)
アルミニウム合金を高圧で金型に注入し、形状を持った製品を得ることができます。複雑な形状や高精度な部品を効率的に製造することができます。


⚫️射出成形 (Injection Molding)
アルミニウム合金が加熱され、高圧で金型内に注入されます。射出成形は、プラスチック製品の製造で一般的に使用されますが、アルミ金型を使用することで耐久性や高温に対する耐性を持った部品を製造することができます。


⚫️CNC加工 (CNC Machining)
CNC加工では、コンピュータ制御された旋盤やフライス盤を使用して、アルミニウムブロックから部品を削り出すことができます。この方法は、少量生産やカスタム製品の製造に適しています。


⚫️押出成形 (Extrusion)
加熱されたアルミニウム合金が金型内に押し出され、所望の形状を持ったプロファイルや管状の製品を得ることができます。建築材料や工業製品など、さまざまな用途に使用されます。


⚫️深絞り (Deep Drawing)
金型にアルミニウム板が取り付けられ、金型内部で圧力をかけて深い形状を持った部品を製造します。食品容器や自動車のパーツなど、様々な産業で使用されています。

◇具体例を紹介

アルミ金型が使われる業界・業種は多岐にわたります。ここでは、具体的にどのような場面で活用されているのかをご紹介します。


⚫️自動車産業
エンジン部品やトランスミッション部品の製造
車体パネルやシャシー部品の製造
サスペンション部品やブレーキ部品の製造


⚫️家電製品
冷蔵庫や洗濯機などの外装部品の製造
エアコンや冷凍庫のフレームやコンポーネントの製造
テレビやオーディオ機器の筐体やヒートシンクの製造


⚫️航空宇宙産業
航空機のエンジン部品やフレームの製造
宇宙船やロケットの構造部品の製造
航空機や宇宙船の内装部品の製造


⚫️医療機器
医療用器具や外科手術器具の製造
医療装置や検査機器の筐体や部品の製造
人工関節や骨折治療用具の製造


⚫️建築産業
建築用窓枠やドアフレームの製造
建物の外装パネルや屋根材の製造
建築構造部品やインテリア部品の製造

まとめ

アルミ金型は、軽量性や耐久性、加工性の高さから、様々な産業で広く活用されています。

有効的に活用することで製品の品質や効率性を向上させ、自動車産業や家電製品、航空宇宙産業、医療機器、建築産業など、様々な分野でアルミ金型が重要な役割を果たしています。


是非、アルミ金型の特性や成形プロセスを活用して、製造や加工に役立ててみてください!