ダイカストは、大量生産の金属部品において生産性、精度、そして表面品質を実現しますが、その成功は、圧力下での急速な充填と凝固という物理的特性を考慮した部品設計に大きく依存します。肉厚の不均一性、鋭角、過度の質量集中、あるいは許容誤差の厳しさといった不適切な設計は、充填欠陥、気孔、収縮、歪み、割れ、そして金型の早期摩耗につながり、コストとスクラップの増加につながります。設計の初期段階からこれらの推奨事項に従うことで、欠陥のない鋳造品、最大限の機械性能、そして機能性と製造性の間の最も費用対効果の高いバランスを実現できます。
壁の厚さ
ダイカスト部品の壁厚が薄すぎると、成形時に充填が困難になります。 ダイカスト充填不良につながりやすくなります。肉厚が厚すぎると、内部に粗大な結晶粒が形成されやすく、ひけ巣や気孔などの欠陥が発生します。さらに、表面にヒケが発生し、ダイカスト部品の機械的特性が低下する可能性があります。薄肉部品は密度が高く、強度と耐圧性が相対的に向上します。一方、肉厚が厚すぎると部品の重量が増加し、金属の消費量も過剰になり、コスト上昇につながります。一般的に、ダイカスト部品の肉厚は5mmを超えてはなりません。
アルミニウム、マグネシウム、亜鉛合金の壁厚（単位：mm）
| 壁面積（cm²） | アルミニウムおよびマグネシウム合金 | 亜鉛合金 |
| 最小 | おすすめ | |
| ≤25 | 0.8 | 2.0 |
| 25-100 | 1.2 | 2.5 |
| 100-500 | 1.8 | 3.0 |
| > 500 | 2.5 | 3.5 |
部品の特定の部分が過度に厚くなる場合は、中空設計を採用して全体にわたって均一な肉厚を実現する必要があります。このアプローチにより、厚肉部における収縮欠陥を防ぎながら、部品の軽量化を図ることができます。
厚さの変化におけるスムーズな移行
ダイカスト部品の各断面の肉厚は均一、または可能な限り均一にする必要があります。機能上の要件やその他の要件により完全な均一性が確保できない場合は、厚肉と薄肉の比率が3:1を超えないようにしてください。急激な肉厚変化を避けるため、緩やかな変化（テーパーまたは半径）を設ける必要があります。そうしないと、溶融金属の流動性が損なわれ、フローマークやコールドシャットが発生する可能性があります。さらに、厚肉部と薄肉部の凝固時間が異なると、内部応力に不均一が生じ、割れや変形の原因となる可能性があります。肉厚が急激に変化する場合は、テーパーまたは半径を追加して、滑らかな変化を実現することをお勧めします。
上の図では、デザイン#a が最悪で、デザイン#d が最良のデザインです。
最小穴数
アルミニウム、マグネシウム、亜鉛合金の最小穴径と最大穴深さ（単位：mm）
穴が表の値より小さいか深い場合は、ダイカスト中に部分的に（パイロットマークとして）形成し、その後機械加工で仕上げることもできますが、部品コストは増加します。
金型が高温の溶融金属からの衝撃や厳しい熱応力に耐えられる十分な強度を備えていることを確認するために、穴と穴の間、穴と溝の間、穴とエッジの間の距離も考慮する必要があります。
| / | 穴の最小直径 | 穴の深さ：直径（d）倍 | ||||
| 材料 | おすすめ | 実現可能な | 非貫通穴 | 非貫通穴 | スルーホール | スルーホール |
| / | / | / | d >5 | d <5 | d >5 | d <5 |
| アルミニウム合金 | 2.5 | 2.0 | 4 | 3 | 8 | 6 |
| マグネシウム合金 | 2.0 | 1.5 | 5 | 4 | 10 | 8 |
| 亜鉛合金 | 1.5 | 0.8 | 6 | 4 | 12 | 8 |
薄すぎる部分を避ける
薄いダイセクションは強度が低く、高温下では変形、曲がり、破損しやすくなります。
リブ
リブは主に部品の強度を高め、変形を防止し、また溶融金属の流動を助けるために使用されます。推奨されるリブ寸法は下表に示されています。
推奨リブ寸法表（単位：mm）
| Item | 推奨寸法 |
| 部品の壁厚 | – |
| 根の太さ t | t = (0.6 ~ 1) × T |
| 高さH | H≤5T |
| フィレット半径R | t ≤ R ≤ 1.25t |
| ドラフト角度α | α = 1°～3° |
- 平板設計は避けてください。リブを追加すると部品の強度が向上します。
- リブは溶融金属の流れを補助します。リブの向きは金属の流れの方向と一致する必要があります。
- リブの配置は合理的かつ対称的で均等に分散されている必要があります。
- リブ接合部での過度の厚さの増加を避けてください。
抜き勾配角度
3 つの一般的なダイカスト合金と金型間の接着傾向が異なるため、一般的なドラフト角度は次のようになります。
- アルミニウム合金：最高の接着力 → 内部ドラフトは通常1°
- マグネシウム合金：アルミニウムよりもわずかに接着力が低い → 内部勾配は通常0.75°
- 亜鉛合金：最も低い接着力 → 内部勾配は通常0.5°
外部ドラフト角度を内部ドラフトの 2 倍にすることで、排出時に鋳物がコア側に残ることを保証します。
フィレット半径設計
外側の鋭角な角を避けてください。外側の鋭角な角は、充填不足、密度低下、強度低下を引き起こすだけでなく、鋭角による安全上のリスクも生じます。
- 内部フィレット – 内部の鋭角コーナーを避けてください。壁と壁の接合部におけるフィレット半径は、部品の性能、品質、そして金型寿命に大きく影響します。
- 溶融金属の流れを改善し、乱流を減らし、充填能力を高め、ガスの排出を促進します。
- 鋭い角は応力集中を引き起こし、負荷がかかった状態でのひび割れや早期破損につながります。
メッキが必要な場合、フィレットにより均一なコーティングが保証され、鋭角部の堆積が防止されます。
内部フィレット半径は通常、壁厚と等しくなります。フィレット半径が大きすぎると、局所的に厚くなり、収縮、多孔性、表面ヒケが発生しやすくなるため、注意が必要です。
ボス
- ボスを壁やボス同士に近づけすぎないようにしてください。ボスの設計は、壁の厚さを均一にする原則に従い、局所的に厚くなりすぎないようにする必要があります。
- ボスの高さは最小限に抑えてください。ボスが高すぎると強度が低下し、充填が困難になります。
- ボスの周囲にリブを追加します。リブはボスの強度を高め、充填を助けます。孤立したボスは避けるべきです。
- 傾斜ボスを再設計することで金型構造を簡素化します。傾斜ボスを適切に最適化することで、金型を簡素化し、コストを削減できます。
テキスト/文字
- 文字は部品の表面から浮き出るように（突出させて）配置します。これにより、金型の加工コストとメンテナンスコストを削減できます。
- 文字寸法は、適切な充填を保証する必要があります。最小文字幅は0.25mm、高さは約0.25～0.5mm、勾配は10°です。文字は側壁に配置しないでください。側壁にはアンダーカットが生じ、印刷が妨げられるためです。
スレッド
- 全ねじ外ねじは避けてください。
- 内ねじは直接鋳造しないでください。
フラッシュとゲートの除去を容易にする
- 部品壁とパーティング ラインの間に鋭角が生じないようにしてください。
- 部品の形状を簡素化して、バリの除去を複雑にする複雑なパーティング ラインの形状を回避します。
許容範囲
パーティングラインとコアスライドは寸法公差の精度に影響します。
機能要件を満たすことを前提として、許容要件を可能な限り緩和します。
- 許容誤差が厳しくなると、金型の許容誤差も厳しくなる → 金型コストが上昇
- 金型の寿命が短くなる
- 金型のメンテナンスと交換が頻繁に必要
- 寸法検査の頻度増加とスクラップ率の上昇 → 部品コストの増加
機械加工を避けるには、公差を可能な限り大きくする必要があります。機械加工を避けることで部品コストを削減できます。
重要な寸法精度を向上させるために、パーティング ラインを合理的に選択します。
- D1とD2の同心度が重要な場合→パーティングラインとしてCCを選択
- D1とD3の同心度が重要な場合→パーティングラインとしてBBを選択
- 左端または右端のD1の直径の一貫性が重要な場合→パーティングラインとしてAAを選択します
金型構造の簡素化
(1) 内部アンダーカットを避けてください。内部アンダーカットにはサイドアクションコアが必要です。または、二次加工により金型や部品のコストが大幅に増加します。内部アンダーカットを排除した合理的な部品設計は、コストを削減します。
（２）可能な限り外部アンダーカットを避ける。
（３）コアスライドの障害物を避ける。
（4）丸みを帯びたパーティングラインを避けてください。丸みを帯びたパーティングラインは金型の製造を複雑にし、半径部分の強度を低下させ、金型寿命を縮めます。
(5) 金型構造を簡素化するために、パーティングラインを慎重に選択してください。パーティングラインは、金型構造を可能な限り簡素化し、加工を容易にし、コストを最小限に抑えるように設計されています。
CNC加工
避ける CNC加工 可能な限り、次の理由から:
- ダイカストはすでに高い寸法精度と表面仕上げを実現しており、設計時に許容範囲を広くすることで機械加工が不要になります。
- 表面の皮膚は ダイカストサービス 密度が高く強度が高いため、機械加工によりこの層が破壊されます。
- 機械加工後に内部の気孔が露出し、性能に影響を及ぼす可能性があります。
- 機械加工により部品コストが大幅に増加します。
機械加工が避けられない場合は、機械加工を容易にし、機械加工領域を最小限に抑えるように部品を設計します。
取り代は可能な限り小さくしてください。外皮は緻密ですが、内部は比較的多孔質で、ガス穴やピンホールが発生する可能性があります。そのため、緻密層を保護するために取り代を最小限に抑える必要があります。
表面加工代（片面、単位：mm）
| 加工面の最大寸法 | ≤50 | 50-120 | 120-260 | 260-400 | 400-630 |
| 手当 | 0.3-0.5 | 0.4-0.7 | 0.6-1.0 | 0.8-1.4 | 1.2-1.8 |
穴加工代（片面、単位：mm）
| 穴径 | ≤6 | 6-10 | 10-18 | 18-30 | 30-50 | 50-80 |
| 手当 | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
覚えておいてください：
- 可能な限り表面加工は避けてください。
- 機械加工が必要な場合は、許容差をできるだけ小さくしてください（通常は 0.5 ～ 0.8 mm 未満）。
- 機械加工後は、内部の多孔性や緩い構造が露出しないようにする必要があります。露出すると、強度と耐圧性が著しく低下します。
