大阪の【株式会社ヤサカ】による、アルミダイカストの強度を徹底解説！
弊社は大阪でアルミダイカストの鋳造を行っております。
今回はアルミダイカストの強度について詳しい解説を行っていきます。
アルミダイカストの鋳造は【株式会社ヤサカ】にお任せください。相談やお見積もりも承っております。
アルミダイカストの強度とは？
アルミダイカスト製品の性能を語るうえで、「強度」は欠かせない重要な要素です。
自動車部品や産業機器、電子機器の筐体など、幅広い分野で使用されるアルミダイカストは、素材特性と鋳造技術によって高い剛性・耐久性を実現しています。
しかし、同じアルミでも材質（アルミニウム合金の種類）や金型設計、薄肉形状の可否によって強度は大きく変化します。
ここでは、アルミダイカストが持つ強度の基本的な考え方や、強度に影響する要素についてわかりやすく解説していきます。
アルミダイカストの基本的な特製
アルミダイカストは、アルミニウム合金を高圧で金型に押し込み、精密な部品を大量かつ安定して製造できる鋳造方法です。そのため、他の鋳造方法や加工方法にはない、いくつかの優れた特性を備えています。
まず、アルミニウム合金は軽量でありながら強度が高く、耐食性にも優れているという素材的メリットがあります。これに加え、ダイカスト特有の高い充填性により、薄肉形状や複雑形状の部品を高精度に成形できる点が大きな特徴です。金型を用いるため寸法精度が高く、後加工を最小限に抑えられることから、コストメリットも生まれます。
また、アルミダイカストは熱伝導性・電気伝導性にも優れ、放熱部品や電子機器筐体にも広く使用されています。こうした特性の組み合わせにより、自動車部品、産業機器部品、日用品など、さまざまな製品に採用され続けています。
強度の定義と重要性
アルミダイカストにおける強度とは、材料が外力に対して塑性変形や破断を起こすまでに耐えられる能力を指し、主に引張強さ・0.2％耐力・硬さ・疲労強度といった材料特性値によって評価されます。特にアルミニウム合金では、Si（シリコン）量や微細化処理、金型冷却の条件によって組織が変化し、これらの強度特性が大きく影響を受けます。
アルミダイカスト製品では、要求される強度を満たすために、合金選定、金型設計、肉厚設計、冷却・充填条件などを総合的に最適化することが重要です。これらの要素が適切に制御されていない場合、ピンホール・湯じわ・ヒケといった欠陥が発生し、強度低下につながります。
自動車や産業機器のように高い信頼性が求められる分野では、設計段階で強度特性を正確に把握し、必要強度を安定して満たす製造プロセスを構築することが、品質・安全性に直結します。強度を理解したうえで適切なダイカスト技術を用いることで、高性能な部品生産が可能になります。
アルミダイカストに使用される合金の強度
アルミダイカスト製品の強度は、使用するアルミニウム合金の種類によって大きく左右されます。
ダイカストで一般的に用いられる合金は、Si（シリコン）を多く含むアルミニウム合金で、流動性の高さと鋳造性に優れる一方、組成や組織によって機械的強度が変化するという特徴があります。
同じダイカスト製品でも、合金選定を誤ると必要な強度を確保できない場合があるため、用途に応じた適切な合金の理解が欠かせません。
ここでは、主要なアルミダイカスト合金の特性と、それぞれの強度に関する基本的なポイントを解説します。
代表的なアルミニウム合金の特製
アルミダイカストに使用されるアルミニウム合金には、JIS規格で定められたADC12・ADC10・ADC6をはじめとする複数の種類があり、それぞれが異なる強度・鋳造性・耐食性を持っています。
これらの合金は、シリコン（Si）や銅（Cu）などの添加元素によって組織が変化し、最終的な製品強度や加工性、薄肉形状への適応性に大きな影響を与えます。
中でも最も多く使用されるADC12は、流動性が高く金型への充填性に優れるため、複雑形状や薄肉部品の量産に適した汎用合金です。鋳造時の寸法安定性も高く、幅広い用途で採用されています。
ADC10はADC12と近い鋳造性を持ちながら、より高い延性を確保できる点が特徴で、強度と靭性のバランスが求められる部品に使用されます。
さらに、ADC6はマグネシウム（Mg）を含むことで優れた耐食性を実現し、屋外機器や外観部品など長期間の耐久性が必要な製品に適しています。
このように、アルミニウム合金は種類によって特性が大きく異なるため、要求強度・使用環境・製品の形状に応じた最適な合金選択が、品質と生産効率を高める鍵となります。
合金の選定が強度に与える影響
アルミダイカストの強度を左右する最も重要な要素の一つが、使用するアルミニウム合金の選定です。
合金は、含まれるSi（シリコン）・Cu（銅）・Mg（マグネシウム）などの元素比率によって、引張強さ・延性・耐力・耐食性といった機械的特性が大きく変化します。
そのため、同じダイカスト製品でも、合金選定を誤ると設計で求められる強度を確保できない場合があります。
例えば、一般的に使用されるADC12（Al-Si-Cu系）は高い鋳造性を持つ一方、延性が低く、衝撃荷重がかかる部品には不向きです。
逆に、ADC10は延性と靭性に優れるため、破断リスクを抑えたい構造部品に適しています。
また、Mgを多く含むADC6は耐食性に優れるものの、強度の観点では他の合金より低くなるため、用途を選ぶ必要があります。
このように、合金の成分バランスは組織形成（共晶組織・析出物の分布）にも影響し、最終的な強度特性を大きく左右します。
製品の形状、肉厚、使用環境に合わせて最適な合金を選定することが、高品質なアルミダイカスト製品の実現に直結します。
アルミダイカストの強度を向上させる方法
アルミダイカスト製品の強度は、素材となるアルミニウム合金の特性だけでなく、金型設計・鋳造条件・製造プロセスの最適化によって大きく向上させることができます。
特に、薄肉・複雑形状の部品を高精度で製造するためには、強度低下の要因を抑え、材料の性能を最大限に引き出す技術が欠かせません。
ここでは、アルミダイカストの強度を改善するための具体的なポイントや、製造現場で実際に行われている手法について、専門的な視点からわかりやすく解説していきます。
設計段階での考慮事項
アルミダイカスト製品の強度を確保するためには、設計段階での検討が非常に重要です。部品形状や肉厚の設計、リブやフィレットの配置、応力が集中する箇所の補強など、設計の工夫によって最終的な強度は大きく変わります。
特に薄肉部品では、肉厚の均一化や急激な断面変化を避けることで、冷却収縮による欠陥や内部応力の発生を抑えられます。
さらに、金型充填性を考慮した形状設計や、応力解析（CAE）を用いたシミュレーションによって、強度不足や割れのリスクを事前に予測・回避することも可能です。
設計段階でこれらのポイントを取り入れることで、試作・量産の両方で安定した品質のアルミダイカスト製品を実現できます。
表面処理技術の活用
アルミダイカスト製品の強度向上には、表面処理技術の活用も重要なポイントです。アルミニウムは軽量で強度に優れていますが、表面の酸化や摩耗、腐食に弱い部分があります。
そこで、アルマイト処理や塗装、化学処理などの表面処理を施すことで、耐食性や耐摩耗性を向上させるとともに、微小なひび割れや欠陥の進行を抑えることが可能です。
また、最近では硬質アルマイトや特殊コーティングを用いることで、薄肉・複雑形状の部品でも高い強度を維持しつつ、使用環境に応じた耐久性を確保することができます。
適切な表面処理を設計段階から組み込むことにより、アルミダイカスト製品の性能と信頼性をさらに高めることができます。
アルミダイカストの強度と他の鋳造方法の比較
アルミダイカストは、高圧で金型にアルミニウム合金を注入することで、高精度かつ薄肉形状の部品を短納期で生産できる鋳造方法です。
その強度は、素材特性だけでなく、製造プロセスや金型設計によっても大きく左右されます。
一方、砂型鋳造や低圧鋳造など他の鋳造方法と比較すると、寸法精度や機械的特性、薄肉部品への対応力に明確な違いがあります。
ここでは、アルミダイカストの強度を中心に、代表的な鋳造方法との性能比較や特徴についてわかりやすく解説します。
鋳造方法ごとの強度特製
アルミ製品の鋳造方法は、製造プロセスの違いによって最終的な強度特性に差が生じます。代表的な方法として、ダイカスト、砂型鋳造、低圧鋳造があります。
ダイカストは、高圧で金型に溶融アルミを注入するため、充填性が高く、薄肉・複雑形状の部品でも高い引張強さと寸法精度を確保できます。また、金型による冷却が均一であるため、内部欠陥が少なく、安定した強度が得られる点が特徴です。
一方、砂型鋳造は柔軟な形状設計が可能ですが、冷却速度が遅く、微細な組織が形成されにくいため、同じ材質でもダイカストに比べて引張強さや耐力が低くなる傾向があります。
低圧鋳造は砂型鋳造よりも強度は高めですが、複雑形状や薄肉部品の製造には制約があり、ダイカストほどの精度や均一性は期待できません。
このように、鋳造方法の選択は最終製品の強度や寸法精度、形状の自由度に直結します。用途や性能要求に応じて、最適な鋳造方法を選定することが重要です。
コストと強度のバランス
アルミダイカスト製品の設計・製造では、強度とコストのバランスを考慮することが非常に重要です。高強度を追求するほど、材料費や金型精度、加工費用が増加する傾向にあります。
一方で、コストを抑えすぎると、薄肉部品や複雑形状部品での強度不足や欠陥リスクが高まる可能性があります。
例えば、強度を高めるために高性能なアルミニウム合金を選定したり、リブ補強や肉厚の均一化を行うと、設計・製造コストは増加します。
しかし、適切な設計解析（CAE）や鋳造条件の最適化を組み合わせることで、必要な強度を確保しつつコストを最小限に抑えることが可能です。
このように、アルミダイカスト製品では、材料・設計・製造条件・表面処理など複数の要素を総合的に管理することで、強度とコストの最適なバランスを実現できます。
用途に応じた最適設計が、製品の品質と経済性の両立につながります。
アルミダイカストの強度に関するよくある質問
アルミダイカストの強度について、「結局、どのくらい強いの？」「どうして強度が落ちるの？」といった疑問をお持ちではないでしょうか。
ここでは、お客様からよくいただくアルミダイカストの強度に関する疑問をQ&A形式で解説します。製品設計や合金選定のヒントとして、ぜひご活用ください。
アルミダイカストは他の鋳造方法と比べて強度は高いですか？
一般的に高いです。その理由として、高圧で急冷することで組織が微細（緻密なチル層）になり、強度が高まります。
ただし、製品内部の鋳巣（ひけ巣・ガス欠陥）の影響を受けやすいという側面もあります。
強度を示す具体的な指標はなんですか？
引張強さ（MPa）、耐力（0.2%変形）、伸び（%）、圧縮強さ、疲労強度などがあります。特に引張強さは、両端から引っ張られた時の限界を示す代表的な指標です。
アルミダイカストの代表的な合金（ADC12など）の引張強さはどのくらい？
一般的なADC12の引張強さは310MPa前後ですが、これは試験片の値です。実際の製品（実体強度）は、内部の欠陥の影響で試験片の約7割程度になることが多いです。
まとめ
アルミダイカストの強度は、単に合金の種類だけでなく、いかに欠陥を少なく製造するかにかかっています。
特に薄肉製品では、強度と軽量化のバランスを取ることが非常に重要です。
【株式会社ヤサカ】は、製造難易度の高い薄肉製品において、最適な金型設計と鋳造技術を駆使することで、お客様が求める強度レベルを実現します。
大阪で、薄肉・高強度なアルミダイカスト製品を短納期で実現したい。そうお考えでしたら、その課題解決はぜひ【株式会社ヤサカ】にお任せください。ご連絡をお待ちしております。