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ダイカスト vs. CNC加工

Dec 16, 2024

ダイカストとダイカストのどちらのプロセスがプロジェクトに適しているか考えたことはありますか? CNC加工?どちらのアプローチにも、魅力的なさまざまなメリットがある場合、人々は夢中になってしまうことがよくあります。間違った方法を選択すると、遅延、コストの上昇、製品の品質の低下につながる可能性があります。 2 つの方法のどちらが最適であるかという問題に直面している場合でも、このガイドが混乱を解消するので、心配しないでください。

ダイカストか CNC 機械加工の決定を決定する主な要素は、生産量、材質、精度です。一方、ダイカストは、部品が比較的大きく、複雑な形状を含む大量の用途に最適です。 CNC 機械加工は、少量、複雑な形状、およびより厳しい公差に最適です。プロジェクトに必要なものがわかれば、どの方法がプロジェクトに適しているかを判断するのに役立ちます。

ここで、これらの各プロセスに関する情報を詳しく説明します。次のいくつかのサブトピックでは、コスト、速度、利用可能な材料などの観点から、ダイカストと CNC 機械加工を比較します。

ダイカストとは何ですか?

ダイカストでは、溶融金属を金型 (ダイとも呼ばれます) に強制的に流し込みます。通常、金型はスチールで作られており、このプロセスは複雑な形状と厳しい公差を持つ部品が必要な場合に使用されます。ダイカストは主に、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびそれらの合金、銅などの金属に適用されます。このプロセスにより、複雑で正確な金属部品を比較的短時間で形成できます。大量生産に最適です。

ダイカストでは、通常、金型は高強度の材料で作られています。所望の形状の金属が、高い圧力で金型キャビティに射出されます。冷えて固まる所。金型が冷えた後、トリミングの精密洗浄やその他のプロセスを経て、部品が金型から取り外されます。

 

ダイカストの利点:

スピードと高い生産効率

ダイカストはサイクルタイムが短いことで有名です。金型を使用すると部品の大量生産が容易になり、最も早く生産できるようになります。全体のサイクル時間は、部品の形状や使用される材料に応じて、最短で数秒から数分までの範囲になります。

量産に向けたコスト効率の向上

このプロセスは、一度に多くの部品を製造する場合、または大規模な生産能力で製造する場合に安価です。全体として、ダイカストのコストは、生産量に応じてユニットあたりのコストが削減されるため、他のプロセスのコストよりも低くなります。金型が作成されると、後続の部品は 1 個あたり比較的低い追加コストで作成されます。

複雑な形状と薄い壁を作成する機能

さらに、ダイカストでは、従来の方法では容易に製造できない非常に複雑な形状の部品を製造できます。細部の機能や複雑なデザインを可能な限り薄い厚さで実現できます。このため、ダイカストは、そのような機能が主に必要とされる自動車、エレクトロニクス産業、航空機産業などの産業に適しています。

良好な表面仕上げと寸法精度

ダイカストで作られたコンポーネントは通常、滑らかな表面仕上げと小さな公差を特徴とするため、後処理はほとんど必要ありません。このような精度と繊細さは、最終製品を特定の基準に合わせて設計する必要がある、または特定の性能基準を満たす必要がある多くの業界で役立ちます。

材料の強度と耐久性

ダイカスト部品は、強度や耐久性などの優れた機械的特性により、最も人気のある部品の 1 つです。鋳造時に使用される圧力により、材料の微細構造の密度が向上し、最終製品に優れた強度と摩耗や腐食に対する耐久性が与えられます。

 

ダイカストのデメリット

特定の素材に限定

このプロセスは特定の材料の選択にのみ適しており、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属を含む非鉄材料が一般に好まれます。これらの材料はさまざまな業界で人気がありますが、ダイカストにはいくつかの制限があり、特にスチールやチタンなどの溶解温度が高い金属には制限があります。この制限は、そのような材料が必要な一部の用途では欠点となる可能性があります。

高額な初期工具コスト

複雑な部品の開発には費用がかかる場合があるため、主にダイ (金型) が作成されます。通常、金型は高張力鋼で形成されているため、初期セットアップの範囲が広くなります。このため、初期費用がかかるため、ダイカストは小規模生産では比較的高価になります。しかし、生産規模が大きくなると、製品の単位当たりのコストが下がり、大量の製品を手頃な価格で購入できるようになります。

特定のアプリケーションの精度制約

ダイカストは通常、優れた精度と品質を備えたコンポーネントの生産に関連付けられています。ただし、微細な許容差を達成するのは困難です。公差が非常に正確な場合、ワークピースを完成させるためにさらなる操作が必要になる場合があります。これにより、これらの製品、特に小型で複雑な部品の製造にかかる総コストと時間が増加する可能性があります。

多孔性と欠陥の可能性

ダイカストプロセスの高効率にもかかわらず、製品には成形部品の気孔などの問題が発生する可能性があります。これは、溶融金属が金型キャビティを完全に覆うことができなかった場合、または金型での通気が不十分、不十分、または不十分な場合に発生する可能性があります。ただし、この問題はそれほど重要ではありませんが、特に高性能アプリケーションでは、最終製品の性能と標準に影響を与えます。

設計変更に対する柔軟性が限られている

特定の設計に合わせて金型が開発されると、金型上の部品設計を変更するのは通常面倒でコストがかかります。金型の作成や既存の金型の修正には時間と費用がかかるため、ダイカストは CNC 機械加工プロセスに比べて比較的剛性が高く、製造プロセス中に簡単に修正が可能です。

 

CNC加工とは何ですか?

CNC(コンピューター数値制御)加工 ツールの動きがコンピュータ プログラムによって制御される製造プロセスを指します。柔軟性があるため、特定のサイズや形状が必要な部品の製造によく使用されます。ミル、旋盤、ルーター、グラインダーなどの CNC 加工に使用される機器は、原材料をコンパイルされた製品に加工するコンピューター プログラムによって制御されます。このプロセスでは、金属、プラスチック、木材、複合材料など、さまざまな材料に対応できます。

CNC 機械は、穴あけ、フライス加工、旋削、研削などの 3 方向、4 方向、または 5 方向を含む複数の方向への切削工具の動きを制御することによって機能します。部品の設計はデジタル形式であり、通常は CAD ファイルが CNC マシンにアップロードされ、CNC ソフトウェアによって解釈され、動きが作成され、細かく実行されます。このような自動化により、生産プロセス全体の精度と標準化が保証されます。

CNC 加工の利点:

高精度・高精度

CNC マシンは数ミクロン (1000 分の 1 mm) の精度で動作できるため、航空宇宙、自動車、医療用途などの精度が重視される用途に適しています。 CNC 加工のもう 1 つの利点は、コンピュータによる精密な制御により、何度繰り返してもほぼ同じ結果が得られることです。

材料の多様性

CNC 加工は、使用する材料に関して非常に優れた能力を備えているため、ほぼすべての種類の材料を処理できます。使用できる材料に制限があるダイカストとは異なり、CNC 加工はアルミニウム、スチール、チタン、プラスチック、複合材料、木材などあらゆる種類の材料に対応できます。この特性により、異なる機械的特性と効率の異なる材料で作られた部品を必要とするさまざまな業界での使用に適しています。

設計の柔軟性

CNC は、特に製品の設計変更や修正が発生した場合に、高い柔軟性をもたらします。 CNC マシンのソフトウェア プログラミングに応じて、新しい金型やツールを注文することなく、カスタマイズを簡単に行うことができます。このため、CNC 加工は、カスタム製品の場合によくあるプロトタイピング、短期生産、または 1 回限りの製品に最適です。機械加工が困難な、またはダイカストでは非常にコストがかかる可能性がある、複雑または繊細な機能を備えたコンポーネントに適しています。

複雑な形状と複雑な機能

CNC 加工では、射出成形やダイカストなどの他のプロセスでは実現できない複雑な形状や狭い凹凸を設計できます。 CNC 加工の完璧なセットアップにより、最終製品は非常に複雑な形状、ねじ山、内部通路、狭い半径などの特徴を高い精度で実現できます。

工具コストの削減

多数の部品を製造するために高価な金型が必要なダイカストと比較して、CNC 加工は各部品に高価な工具を必要としません。 CNC 加工への最大の投資は、CNC マシンに費やされる時間と人件費ですが、CNC プログラムが作成されれば、コストをほとんど増加させることなく、すぐに部品を製造できます。これにより、小規模から中規模のバッチ生産や設計変更が頻繁に行われる場合には、CNC 加工をより安価に行うことが可能になります。

CNC加工のデメリット

大量生産では部品あたりのコストが高くなる

CNC 加工とダイカストを比較すると、小規模から中規模の生産では CNC の方が安価です。ただし、大量生産の場合はそれほどコスト効率が良くありません。 CNC 加工における部品ごとのコストは、各部品が長時間をかけて異なる方法で加工されるため、比較的高くなる可能性があります。このため、ダイカスト法で製造できる単純なコンポーネントの大量生産にはコストがかかります。

ダイカストよりも遅い大量生産

ダイカストは、多数の部品の製造に後者が適しているという意味で、一般に CNC 加工よりも高速です。 CNC マシンは 24 時間年中無休で稼働しますが、各部品の切断、穴あけ、フライス加工など、材料の除去または作成プロセスはサイクルごとに修正されるため、ダイカストの高速サイクル タイムよりも遅くなります。砂型鋳造と比較して、ダイカストは、特に高スループットの大量生産の場合、はるかに高速です。

材料の無駄

その理由は、CNC 加工は固体ブロックから材料を切り出すプロセス (「フライス加工」または「切断」とも呼ばれる) であり、特に複雑な形状を作成する場合に材料の大量の無駄が発生するためです。原材料は通常、大きなビレットまたはブロックの形であり、これらの一部はプロセス中に切断されます。これにより、特にチタンや高性能合金などの材料が高価な場合、材料コストが発生する可能性があります。

部品サイズによる制限

CNC 加工は非常に正確な部品を作成できますが、機械の能力が限られているため、部品のサイズが影響を受ける可能性があります。一部のコンポーネントはより大きくなります。これには、特別な工具の使用が含まれる場合があり、旋削のために小さな部品に分割する必要があるため、余分な時間と労力がかかります。この制限は、CNC 加工が大規模/特大または大型/重量のプロジェクトには他の方法ほど便利ではない可能性があることを意味します。

工具の摩耗とメンテナンス

CNC 加工で使用されるすべてのツールは、特に硬い材料を切断したり、同じ製品を多数製造したりする場合、時間の経過とともに摩耗します。この摩耗は工具の性能精度や品質の低下を引き起こす可能性があるため、工具のメンテナンスや交換が必要になります。高精度部品に関しては、工具の切れ味と性能が高品質を達成するための重要な成功要因となる可能性があります。

 

主な違い: ダイカストと CNC 機械加工

1. 素材のオプション

ダイカスト: この技術ではアルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅合金がよく使用されますが、鉄金属も扱うことができます。材質の選択もCNC加工に比べて限られますが、強度があり軽量な材質です。

CNC 加工: CNC 加工はさらに多様で、金属 (アルミニウム、スチール、チタン)、プラスチック、複合材料、さらには木材など、幅広い材料を加工できます。このため、CNC 加工はさまざまな分野や特定の用途に適用できます。

2. 生産スピード

ダイカスト: 大量生産に持続可能。金型の製造後のサイクル タイムは約数秒に短縮でき、高生産率の用途に適しています。大量生産では、このプロセスの生産性は非常に高く、数千または数百万の部品であっても、量の点で均一な製品が得られます。

CNC 加工: 特に大量生産の場合、ダイカストよりも少し時間がかかります。これは個別に行われ、パーツの複雑さによっては、パーツごとに数分から数時間かかる場合があります。これは、ばらつきがあり完成度が非常に高い製品が大量に必要とされる、低レベルから中レベルの生産において最も効果的です。

3. 精度と詳細

ダイカスト: 精度は互換性がありますが、CNC 機械加工と比較して中程度の精度と詳細しか提供できません。複雑な形状の用途には最適ですが、用途によっては必要とされるほど滑らかな表面仕上げが得られない場合があります。

CNC 加工: ワークピースの精度と解像度が向上し、非常に小さな寸法/サイズや微細な形状を保持できます。 CNC は、精密さが必要な場所、たとえば、細部と精度が最優先される航空宇宙やその他の医療部品などで最適に機能します。

4. コストの比較

ダイカスト: このプロセスは、金型のコストが高いため、最初は高価ですが、大量の部品が製造される場合、部品あたりのレートはかなり低くなります。コストが膨大な数の製品に分散されている大規模生産に最適です。

CNC 機械加工: 金型のコストはかかりませんが、部品あたりのコストは通常より高くなります。これは、特に大規模な生産の場合、サイクル時間が長くなるためです。この技術の利点は、少量から中量の生産、および特殊な部品やプロトタイプの部品生産の場合は安価ですが、大量生産の場合は少し高価であることです。 (ここでもいくつかの言葉を変更しました)。

 

あなたのプロジェクトにはどの方法が適していますか?

考慮すべき要素

● 生産量: 生産要件が高い場合はダイカストの方が安価ですが、中程度の生産には CNC 機械加工の方が適しています。

● 材料要件: CNC 加工は材料使用の点で多用途ですが、ダイカストは特定の材料合金で固定されています。

● 精度のニーズ: CNC 機械加工は高精度と微細なディテールが必要な用途に使用されますが、ダイカストは使用される材料の種類が非常に少ない量産生産での公差がより単純な場合に好まれます。

ダイカストを選択する場合

● 大量生産: 複雑な形状のさまざまな部品を短時間かつ合理的なコストで大量生産する必要がある場合。ダイカストは、部品ごとのコストが評価される大量生産に最適です。

● 複雑な形状: 複雑な形状の詳細な部品を高速で製造する場合、特に効率と品質を備えた大量生産の場合にも役立ちます。

CNC 加工を選択する場合

● カスタムまたは少量生産: CNC 加工は、生産要件が小規模から平均的である場合、少数のサンプルのみを生産する場合、または設計が頻繁に変更される可能性がある場合に適しています。

● 高精度部品:金型の内側に細かいディテールを追加する必要がある場合、または金型の外側に追加する必要がある特定のラインがある場合、またはダイカストでは作成できない形状がある場合要求される精度のレベル。

 

まとめ

ダイカストと CNC 機械加工は 2 つの全く異なるプロセスであり、どちらにも利点があります。ダイカストは、大量生産、安価な工具、複雑な設計に最適であり、同時に CNC 機械加工は、低生産から中程度の生産、複雑な設計、公差の高い部品、精度に適しています。

 

意思決定ガイド

● 複雑な設計の大量生産の場合: ダイカストを選択してください。

● 小規模から中規模の生産、カスタム部品、または高精度のニーズの場合: CNC 加工を選択してください。

全体的に見て、生産能力、材料、公差などのプロジェクト要件を定義する必要があります。重要なステップは、製造業者に連絡するか、見積もりを取得して続行することです。適切なプロセスを選択すると、優れた生産性とプロジェクトの手頃な価格が保証されます。

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