はじめに
製造業において、製品の軽量化は燃費向上、性能改善、コスト削減を実現する上で不可欠な課題です。特に、自動車や航空機、精密機器の分野では、アルミニウム合金とマグネシウム合金が軽量素材の代表格として広く採用されています。しかし、両者にはそれぞれ独自の特性があり、単純な重量比較だけでは最適な材料選択はできません。本稿では、日本の製造業の経営層や調達・購買責任者の皆様に向けて、アルミニウム鋳造（以下、アルミ鋳造）とマグネシウム鋳造（以下、マグネシウム鋳造）を、軽量性、強度、そして最も重要なコストの観点から徹底的に比較・解説します。専門的な鋳造技術や素材の特性を、具体的なデータや事例を交えながら分かりやすく紐解き、皆様の製品開発における最適な意思決定をサポートします。
軽量化：マグネシウムが圧倒的な優位性を持つ
製品の軽量化を最優先課題とする場合、マグネシウム鋳造はアルミ鋳造を大きく上回る優位性を持ちます。これは、両者の比重の差に起因しています。アルミニウム合金（代表的なADC12）の比重が約であるのに対し、マグネシウム合金（代表的なAZ91D）の比重は約と、アルミニウムの約3分の2という驚異的な軽さを誇ります。
圧倒的な軽さで実現する多大なメリット
この比重の差は、部品単体だけでなく、システム全体の軽量化に多大な影響を与えます。例えば、自動車のトランスミッションケースやステアリングホイール、航空機のギアボックスハウジングといった部品をマグネシウム合金に置き換えることで、劇的な軽量化が可能になります。これは、車両の燃費向上や航続距離の延長に直結するだけでなく、運動部品の慣性モーメントを低減させ、機器の応答性や振動特性を改善する効果も期待できます。
また、マグネシウム合金は切削抵抗がアルミニウムの約2分の1と小さく、切削加工性が非常に優れています。これにより、加工時間の短縮や工具寿命の延長が可能となり、生産効率の向上にも貢献します。さらに、溶湯の粘度が低いという特性から、肉厚といった非常に薄い部品の成形も可能となり、さらなる軽量化設計の自由度を高めます。
強度と耐久性：用途に応じた特性の使い分けが鍵
強度という点では、アルミニウムとマグネシウムはそれぞれ異なる特性を持ち、用途によって最適な選択肢が異なります。一般的に、引張強度や疲労強度ではアルミニウム合金が優位に立つことが多いですが、マグネシウム合金は比強度（密度あたりの強度）が非常に高いという特徴があります。
アルミニウムの粘り強さとマグネシウムの剛性
アルミニウム合金は、約の引張強度や、伸び率1～10%という特性から、靭性（粘り強さ）に優れています。これは、衝撃を受けた際に塑性変形することでエネルギーを吸収し、破断しにくいことを意味します。そのため、クラッシュゾーンや高応力がかかる構造部品に適しています。
一方、マグネシウム合金は、引張強度はアルミニウムに劣るものの、比剛性が非常に高い特性を持ちます。これは、軽量でありながら、たわみにくく、剛性が必要とされる部品に有利であることを示しています。また、振動減衰能に優れているため、繰り返し振動が発生するモーターハウジングや電子機器の筐体に適しており、機器の寿命延長や騒音低減に貢献します。
<div class=”data-box”>主要データ：アルミニウムとマグネシウムの特性比較– 比重：アルミニウム 約2.7g/cm³ vs マグネシウム 約1.8g/cm³- 切削抵抗：マグネシウムはアルミニウムの約1/2- 薄肉成形性：マグネシウムは0.5mmの成形が可能（出典：太陽パーツ）- 引張強度：アルミニウム合金 約320MPa vs マグネシウム合金 約240MPa（出典：Aludiecasting）- 疲労強度：マグネシウム合金 70～150MPa（出典：Aludiecasting）
コスト：価格高騰と生産プロセスの違い
マグネシウム鋳造は、素材コストの面でアルミニウム鋳造に比べて高価になる傾向があります。これは、マグネシウムの精錬コストや、鋳造プロセスの特殊性に起因しています。しかし、単純な材料費だけで判断することはできません。
マグネシウムの高コスト要因とトータルコスト削減の可能性
マグネシウムは反応性が高く、空気中の酸素と容易に反応して酸化するため、鋳造時には不活性ガス雰囲気下での作業や、特殊な溶融炉が必要となります。これにより、設備投資やランニングコストが増加し、製品価格に反映されます。しかし、この初期コストは、その後の製品全体でのコスト削減効果で相殺できる可能性があります。
前述の通り、マグネシウムは優れた切削性を持つため、加工時間の短縮による人件費削減や工具費の削減が期待できます。また、最終製品における軽量化は、燃費効率の改善や輸送コストの低減といった形で、製品ライフサイクル全体でのトータルコスト削減に貢献します。さらに、マグネシウム合金はリサイクル性が高く、将来的なコストダウンの可能性も秘めています。
自動車産業における需要動向
日本のダイカスト市場は、自動車産業の需要低迷により生産量が減少傾向にありますが、金額ベースでは増加傾向にあります。これは、高付加価値なダイカスト部品への需要が高まっていることを示唆しています。特に、自動車の電動化（EV化）が進むにつれて、バッテリーを搭載することによる重量増を補うための軽量化ニーズがますます高まっています。2016年から2026年にかけて、自動車部品に使われるマグネシウムの需要は2倍以上になると予測されており、今後ますますマグネシウム鋳造の重要性が増していくでしょう。
まとめ
アルミニウム鋳造とマグネシウム鋳造は、どちらも優れた軽量素材ですが、その特性と適応領域は明確に異なります。マグネシウム鋳造は、比重がアルミニウムの約3分の2と圧倒的に軽く、極度の軽量化が求められる部品に最適な選択肢です。また、高い比強度と振動減衰能から、剛性や耐久性が重要な電子機器や運動部品にも有利です。一方、アルミニウム鋳造は、高い靭性と優れた耐食性を持ち、構造部品やクラッシュゾーンなど、衝撃吸収性が求められる部位に適しています。
コスト面では、マグネシウムは素材価格や鋳造プロセスの特殊性からアルミよりも高価な傾向にありますが、優れた加工性や最終製品の軽量化によるトータルコスト削減効果を考慮に入れる必要があります。特に、自動車産業における軽量化ニーズの高まりは、マグネシウム鋳造の市場拡大を後押ししています。
貴社の製品開発において、最も重視する要素が「軽量化」なのか、「強度」なのか、あるいは「コスト」なのかを明確にした上で、それぞれの特性を理解し、最適な材料を選択することが、競争力を高める鍵となります。大和軽合金ベトナムでは、これらの特性を熟知した上で、お客様の多様なニーズに合わせた最適な鋳造ソリューションをご提案いたします。