ダイカスト金型プロジェクトは、画面上では完了しているように見えても、最初の試行では失敗することがあります。完璧に設計されているように見えた領域に、コールド シャット、はんだ付け、または気孔が発生します。私たちの経験では、問題が単一のツールパスまたは単一の寸法であることはほとんどありません。通常、これは鋼材を切断する前に行われる一連の決定です。このため、当社では CAD、CAM、CAE を 3 つの個別の操作ではなく、1 つの接続されたワークフローとして扱います。結論は簡単です。一貫したダイカスト品質が必要な場合は、生産を開始する前に、金型設計段階でシュリンク スケール モデリング、充填および凝固シミュレーション、CAM 検証を行う必要があります。
CAD ファイルを開く前に、設計者は明確な設計ターゲットのセットを必要とします。これらのターゲットは、キャビティの寸法、ゲート、冷却、および排出の基礎となります。以下の表は、アルミダイカスト金型に使用される代表的な範囲をまとめたものです。
| パラメータ | 代表的な範囲 | 金型設計への影響 |
|---|---|---|
| 合金の収縮 | 0.5～0.7% | キャビティのスケーリングと最終的なコアの寸法を決定します |
| 抜き勾配角度 | 外部 1°、内部 1.5 ～ 2° | 突き出し、表面損傷、金型の摩耗を制御 |
| 肉厚 | 一般的なアルミニウム部品の場合は 1.5 ～ 4 mm | 充填、強度、冷却時間のバランスをとる |
| パーティングライン | 最大断面に配置 | フラッシュ、トリム、金型の構造の複雑さに影響します |
| 冷却チャネル | 間隔を制御した均一なレイアウト | ホットスポットと収縮気孔を減少させます |
これらの値は開始点であり、固定されたルールではありません。 CAE モデルは、特定の部品に合わせてモデルを改良できます。購入者がまさにこの形状を要求した場合でも、ダイカストプロセスにより設計上の弱点が増幅されるため、金型設計者はこれらの基本を適用する必要があります。キャビティの切断後に収縮率を変更することは、最初からやり直すことを意味するため、CAM 作業を開始する前に、設計レビューに合金グレード、部品重量、壁断面、表面質感、鋳造機の能力を含める必要があります。
ダイカスト金型の CAD 作業は、抜き勾配、半径、均一な肉厚がすでにレビューされている部品モデルから始まります。次に、設計者はキャビティに収縮スケールを適用し、パーティング面を作成し、コアとキャビティを分離し、スライド、リフター、インサート、または冷却管の位置を追加します。この構造化された順序がないと、金型のパーティング ラインやダイのロック状態にギャップが生じ、後から修正するのが困難になる可能性があります。
CAD ジオメトリは通常、STEP または IGES 形式で顧客と交換されますが、金型設計モデルは部品モデルと同じではありません。キャビティは、製造のために拡大縮小、分割、および詳細化されます。長期にわたる生産の場合、キャビティだけでなく完全なモールドベースを含むアセンブリレベルの CAD を作成します。これにより、CAM プログラミング前の干渉チェック、冷却ラインの検証、アライメント制御が可能になります。このワークフローを カスタマイズされた高圧アルミニウムダイカスト金型 特に、深いリブとタイトな内側コーナーを備えた薄肉ハウジングの場合に適しています。
アルミダイカスト金型のカスタマイズされた高圧 - Ningbo Jieda Molding & Mach 製品を見る→ CAE シミュレーションは、溶融金属がキャビティにどのように充填されるか、凝固が始まる場所、閉じ込められた空気や収縮気孔が形成される場所を予測するために使用されます。優れたシミュレーションは、カラー マップを表示するだけではありません。これにより、設計チームは、オーバーフローの移動、ゲートの変更、冷却の追加、壁の厚さの調整などの修正の短いリストを得ることができます。空気の巻き込みはボスやリブの近くに発生することが多いため、鋼材を加工する前にオーバーフローの位置を確認する必要があります。
一般的なプロジェクトでは、CAM の前に CAE を使用すると、物理的なトライアルの数が大幅に削減されます。以下の表は、一般的なダイカスト金型開発プロジェクトに基づいた比較例です。
各試行では合金、機械時間、エンジニアリング時間が消費されるため、この削減は重要です。また、金型が通常の生産に入るまでの時間も短縮されます。この分野でよくある失敗の 1 つを理解するには、次の記事を参照してください。 ダイカスト金型設計で金属はんだ付け不良を防止できるかどうか .
CAM は、完成した金型設計を、キャビティ、コア、インサート、電極、冷却穴の CNC プログラムに変換します。ダイカスト金型の場合、パーティング ラインやロック面などの重要な領域には、多くの場合、±0.02 mm 程度の公差が必要です。したがって、CAM 戦略では、表面形状に応じて適切な工具直径、ステップオーバー、送り速度、仕上げパスを選択する必要があります。
EDM は、カッターが届かない深いリブや小さな内側のコーナーに重要な役割を果たします。 CAM は、これらの操作で使用されるグラファイトまたは銅の電極もプログラムします。当社のプロセスでは、プログラムが CNC マシンに到達する前に、材料の除去をシミュレートすることによってツールパスの検証が実行されます。合金が低温亜鉛合金の場合、金型の摩耗パターンは異なり、設計者は一部の領域でより狭いクリアランスを使用できます。私たちの カスタマイズされた高精度亜鉛ダイカスト金型 材料に合わせて同じ CAD-CAM-CAE 規律を使用して製造されます。
亜鉛ダイカスト金型のカスタマイズされた高精度- Ningbo Jieda Molding & Machine 製品を見る→ バイヤーは、重量や加工時間によって金型の価格を比較することがよくあります。このアプローチでは、最大のコスト要因である再作業が欠けています。一貫プロセスにおける典型的なダイカスト金型のコスト構造は次のようになります。
設計とシミュレーションは金型予算の約 15% を占めますが、残りの 85% に影響します。設計修正のために金型を開ける必要がある場合、加工コストと試作コストが急速に上昇します。当社の品質システムは IATF 16949 に従い、設計レビュー時に客観的なデータを使用するため、シミュレーション結果はプレゼンテーションとしてのみ使用されるのではなく文書化されます。以下の折れ線グラフは、開発中に CAE を使用した場合の代表的な一発合格率の向上を示しています。
これら 2 つのグラフは合わせて読む必要があります。試行回数が少ないほどコストが低くなり、一発合格率が高いほど、金型がより早く安定した生産に達することを意味します。生産部品の場合、この規律は当社のコンポーネントなどのコンポーネントにも適用されます。 高圧アルミダイカスト自動車モーターハウジング .
高圧アルミニウムダイカストによる自動車モーターハウジング - 寧波時達貿易 製品を見る→ ほとんどの一般的なアルミニウム合金では、0.5% ～ 0.7% の線収縮が一般的ですが、正確な値は合金、部品の形状、壁の厚さ、および鋳造パラメータによって異なります。 CAE 凝固解析は、固定の数値に依存するのではなく、この仮定を改良するのに役立ちます。
いいえ、CAE は試行回数と大幅なやり直しのリスクを軽減しますが、検証を完全に置き換えることはできません。これは、制御された鋳造パラメータと適切な機械加工の実践と組み合わせると最も効果的です。
通常、テクスチャーと排出方向に応じて、外壁では 1°、内壁では 1.5° ～ 2° です。テクスチャーのある表面の場合、設計者は 2° ～ 3° を必要とする場合があります。
ダイカスト金型設計における CAD/CAM/CAE は、高価なソフトウェアを必要とするものではありません。それは、部品の分析、シミュレーション、加工、検証という規律ある順序で意思決定を行うことです。鋼材を切断する前に CAE を使用する金型工場は、欠陥を早期に発見し、より信頼性の高い金型を提供し、寸法要件と構造要件を満たす生産部品をサポートできます。
金型プロジェクトについて話し合う場合は、ショップが収縮解析、充填シミュレーション、CAM 公差戦略をどのように扱っているかを尋ねてください。答えによって、ツールが予定どおりに到着し、本番環境で機能するかどうかがわかります。
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