アルミ鋳造、鋳物、金型を一貫請負

地球温暖化対策や燃費規制の強化を背景に、自動車産業では軽量化と高強度化の両立が喫緊の課題となっています。車両の軽量化は、燃費向上、CO2排出量削減に貢献するだけでなく、運動性能や操縦安定性の向上にも繋がります。また、高強度化は、衝突安全性や耐久性を高める上で不可欠です。

これらの要求を満たす材料として、アルミ鋳物が注目されています。アルミ鋳物は、鉄や鋼に比べて約1/3の重量でありながら、高い強度と優れた成形性を兼ね備えています。そのため、エンジンブロック、シリンダーヘッド、トランスミッションケースなど、様々な自動車部品に利用されています。

本記事では、アルミ鋳物を活用した自動車部品の軽量化と高強度化の成功事例を紹介します。各事例について、具体的な軽量化率や強度向上率、採用されたアルミ合金の種類、製造方法、技術的な課題などを詳しく解説します。これらの事例を通して、アルミ鋳物が自動車の進化にどのように貢献しているか、その可能性を探ります。

自動車部品において、アルミ鋳物は重要な役割を担っています。その特性は、軽量化、高強度化、耐食性、そしてリサイクル性といった点で、自動車産業のニーズに合致しています。

自動車の軽量化は、燃費向上、CO2排出量削減に不可欠な要素です。アルミ鋳物は、鉄や鋼に比べて大幅に軽量であり、車体全体の軽量化に大きく貢献します。さらに、近年開発された高強度アルミ合金は、従来の材料と同等以上の強度を持ちながら軽量であるため、安全性を損なわずに軽量化を実現できます。

また、アルミは耐食性に優れており、錆びにくいため、自動車部品の寿命を延ばすことができます。さらに、アルミはリサイクルしやすい素材であり、環境負荷低減にも貢献します。

これらの特性から、アルミ鋳物は、燃費向上、CO2排出削減、運動性能向上、そして環境負荷低減といった、自動車産業が抱える課題解決に貢献する素材として、ますます重要性を増しています。

アルミ鋳物を使用する主なメリットは以下の通りです。

アルミ鋳物には、主に以下の3つの種類があります。

これらの鋳造方法を使い分けることで、様々な種類の自動車部品を効率的に製造することができます。

従来、強度確保のために鉄が使われることが多かったステアリング部品のタイロッドエンド。近年では、高強度アルミ鍛造技術の進歩により、アルミニウムへの置き換えが進んでいます。高強度アルミ鍛造は、独自の高速恒温鍛造により強度を向上させ、鉄に匹敵する強度を実現する技術です。これにより、ステアリング部品を軽量化しつつ、必要な強度を確保することが可能になりました。世界初の量産車向けアルミタイロッドエンドとして、EVの燃費・航続距離向上に貢献しています[1]。

テスラ社は、「ギガプレス」と呼ばれる超巨大なダイカストマシンを導入し、大型の自動車部品をアルミニウムで製造することで、車体の大幅な軽量化を実現しています[2]。ダイカストは、溶融した金属を金型に圧入する鋳造方式で、自動車の軽量化に貢献する技術として注目されています。アルミニウム合金は、密度が低く、耐食性・加工性に優れているため、ダイカストの素材としてよく用いられます。ダイカスト加工では、つなぎ目のない部品を製造できるため、部品の剛性を高く保ったまま軽量化が可能です。また、複雑な形状の部品でも、金型に金属を圧入することで、高い精度で成形できます[2]。

電動アシスト自転車のユニット部の筐体には、マグネシウムダイカストが採用されています[2]。強度が求められる部分には、アルミニウムに比べて比重が大きく剛性の高いマグネシウム合金が使用され、軽量化と強度保持を両立しています。

これらの事例からもわかるように、アルミニウム合金は、自動車の様々な部品に適用され、軽量化に貢献しています。特にEVにおいては、バッテリー搭載による重量増加を抑制し、航続距離を伸ばすために、アルミニウム化が重要な役割を果たします[1, 3]。

引用元:

1 https://www.t-turret.co.jp/forging/product/aluminum/ev/
2 https://diecasting.atryz.co.jp/knowledge/knowledge_9/
3 https://www.shisaku.com/blog/anatomy/post-100.html

自動車部品の軽量化・高強度化を牽引するアルミ鋳物技術は、常に進化を続けています。近年、特に注目される技術動向を以下に紹介します。

自動車部品のさらなる軽量化・高強度化を実現するため、新しい合金成分や複合材料の開発が活発です。例えば、アルミニウムにシリコンやマグネシウムなどを添加することで、強度や耐熱性を向上させた合金が開発されています。また、炭素繊維強化アルミニウム（CFRA）のような複合材料も研究されており、軽量化と高強度化の両立が期待されています。これらの高強度合金は、エンジン部品、車体構造部材など、より過酷な環境で使用される部品への適用が進んでいます。

鋳造技術も、より高品質で複雑な形状の部品を製造するために進化しています。3Dプリンティング技術を用いた鋳型製作は、従来の製造方法では困難だった複雑な形状の部品を、より迅速かつ低コストで製造することを可能にします。また、精密鋳造技術や薄肉化技術は、部品の軽量化や高性能化に貢献しています。さらに、スマートファクトリーやIoT（Internet of Things）を活用した品質管理システムが導入されており、鋳造工程の自動化や品質の安定化が進んでいます。

アルミ鋳物部品を自動車に組み込むためには、他の部品との接合が不可欠です。接合技術も進化しており、摩擦攪拌接合（FSW）、接着接合、異種材料接合など、様々な技術が開発されています。FSWは、摩擦熱を利用して金属を接合する方法で、高強度で気密性の高い接合を実現できます。接着接合は、接着剤を用いて部品を接合する方法で、軽量化に貢献します。異種材料接合は、アルミニウムと他の材料（例えば、鉄や樹脂）を接合する方法で、部品の機能性を向上させます。

アルミ鋳物自動車部品の技術は、今後も以下の方向に進化していくと予想されます。

これらの技術開発動向を踏まえ、大和軽金属では、ベトナム生産によるコストダウン、日本式経営管理による高品質、ベトナム国内での現地調達といった強みを活かし、自動車産業のニーズに応える高品質なアルミ鋳物部品を提供していきます。

アルミ鋳物自動車部品の製造メーカーは、国内外に多数存在します。以下に、代表的なメーカーとその強み、得意分野、主要取引先を紹介します。

アルミ鋳物部品メーカーは、自動車の軽量化、高強度化、環境負荷低減に貢献するため、様々な技術開発や取り組みを行っています。

これらの技術開発や取り組みを通して、アルミ鋳物部品メーカーは、自動車産業の発展に大きく貢献しています。

自動車の燃費向上、CO2排出量削減、運動性能向上には、アルミ鋳物自動車部品の軽量化・高強度化が不可欠です。トヨタ自動車、フォードなどの自動車メーカーは、アルミ鋳物を積極的に採用し、軽量化・高強度化による様々なメリットを享受しています。

高強度合金の開発、鋳造技術の進化、接合技術の高度化など、アルミ鋳物技術は常に進化を続けています。今後も、さらなる軽量化・高強度化、電動化・自動運転への対応、環境負荷低減といった課題解決に貢献していくでしょう。

アルミ鋳物は、自動車産業の持続的な発展を支える重要な素材として、その可能性をさらに広げていきます。