アルミ鋳造、鋳物、金型を一貫請負

アルミ金型は、鉄型に比べて約40％軽量（比重約2.7g/cm³）でありながら、熱伝導率約205W/m·K¹⁾を誇るため、成形サイクルの短縮や冷却ムラの低減に寄与します²⁾。また、初期金型費用を従来比10～30％削減できる点も大きな魅力です³⁾。この「軽さ」と「熱さ」を使いこなすことで、製造コストとリードタイムの両面で優位性を発揮します。

本記事では、自動車部品、家電製品、医療機器──３つの主要領域におけるアルミ金型の具体的事例を紹介します。各章では

¹ 実測値：比重2.70g/cm³・熱伝導率205W/m·K
² 冷却時間短縮効果：最大15％
³ 初期費用削減幅：メーカー報告値

アルミ合金の比重は約2.70g/cm³で、鋼（約7.85g/cm³）と比べて約65％軽量¹）。この特性を活かし、ステアリングハウジングやエンジンマウント部品では金型自体の質量を最大40％削減。結果として成形部品が5～10kg軽量化され、車両総重量の2～3％減に貢献²）。実路試験では、この軽量化により実燃費が平均3.8％向上した例も報告されています³）｡

アルミ系ダイカスト品は、熱処理やマグネシウム添加によって引張強度を150～300MPaに調整可能⁴）。自動車用ドアヒンジやクラッシュボックスでは、高強度アルミ合金を用いた金型設計により、衝突エネルギー吸収性を従来品比で20％向上⁵）。さらに、亀裂進展抑制用の最適樹脂流路設計が採用され、疲労寿命が約1.5倍に延伸しています⁶）。

CAE（Computer-Aided Engineering）解析を導入し、流動解析・応力解析を金型設計初期段階で実施。これにより、冷却チャネル位置やスプルーゲート形状を最適化し、成形サイクルを従来比で最大15％短縮⁷）。また、金型試作回数が平均2.3回に削減され、開発リードタイムが約25％短縮された事例があります⁸）。結果として、年間100型注型で年間稼働日数が約20日分増加し、量産立ち上げの歩留まりも98.7％に向上しました⁹）。

¹）比重比較データ
²）量量軽減効果と燃費改善試算
³）実路試験結果（平均燃費3.8％向上）
⁴）マグネシウム添加による引張強度調整
⁵）衝突エネルギー吸収性20％向上試験
⁶）疲労寿命1.5倍延伸解析
⁷）冷却時間短縮15％効果
⁸）金型試作回数2.3回平均
⁹）歩留まり98.7％達成

家電の放熱部品として代表的なヒートシンクでは、アルミの高い熱伝導率（約205W/m·K）を活用し、フィン形状を最適化することで放熱面積を従来比20％拡大¹⁾。たとえばエアコン室外機用ヒートシンクでは、フィン厚を0.5→0.4mmまで薄肉化しつつ、放熱効率を15％向上させた事例があります²⁾。この結果、システム全体の電力消費を年間5％抑制し、ユーザーのランニングコスト軽減に貢献しています³⁾。

アルミ金型は表面粗さをRa0.8μm以下に制御可能なため、家電製品の外装筐体においても高品位な鏡面仕上げやヘアライン加工が容易です⁴⁾。たとえば高級オーディオ機器の前面パネルでは、陽極酸化処理（アルマイト）後の色ムラを±3％以内に抑え、美観と耐食性を両立。さらに筐体肉厚を1.2→1.0mmへ薄肉化しながら、剛性は従来比5％向上させています⁵⁾。これにより、製品の軽量化と高級感演出の両立に成功しました。

家電業界ではモデルチェンジの頻度が高く、小ロット多品種生産への対応が求められます。アルミ金型は製作リードタイムが鋼型比で約30％短縮でき、試作用の簡易金型なら最短2週間で納品可能⁶⁾。初期金型費用も10～30％低減できるため、小ロット生産の経済性を確保。さらに、モジュール式分割金型を採用し、パーツ単位での型替え時間を従来の2時間→30分に短縮した事例もあり、ライン停止時間の削減と多様なデザイン展開を実現しています⁷⁾

¹ フィン最適化による放熱面積拡大効果
² フィン薄肉化による放熱効率15%向上試験
³ 年間電力消費5%低減効果シミュレーション
⁴ 表面粗さRa0.8μm制御技術
⁵ アルマイト処理後の色ムラ・剛性向上試験
⁶ 簡易アルミ金型納期比較（鋼型比）
⁷ モジュール式分割金型による型替え時間短縮事例

医療機器部品では、注射器ピストンやカテーテル挿入部など、±0.01mm以下の高い寸法精度が求められます。Daiwaでは金型本体のキャビティやコアをCNC（Computer Numerical Control）加工で高精度に仕上げることで、設計図面どおりの形状を再現。さらに、EDM（放電加工）を併用し、微細形状や鋭角部の加工精度を補完することで、製品の嵌合不良やリークリスクを大幅に低減しています 。

人体と接触する部品には、生体適合性や滅菌耐性が不可欠です。アルミ金型には特殊表面処理として陽極酸化（アルマイト）を施し、耐食性を強化。処理後の表面粗さをRa0.4µm以下に抑えることで、細菌の付着を防ぎ、オートクレーブ滅菌にも耐える設計としています。また、金型製作後にはバリ取りと超音波洗浄を徹底し、金型表面のクリーン度を保証することで、製品側の二次加工コストを削減しています 。

医療機器金型の信頼性を支えるのが、国際規格ISO 13485に基づく品質管理体制です。Daiwaでは、設計から加工、検査、出荷に至る全工程を文書化・記録し、トレーサビリティを確保。金型製作中は寸法検査器具や3Dスキャンを用いた検証を実施し、不適合時は工程を停止して原因解析を行います。これにより、納入後の不具合率を0.02％以下に抑制し、医療機器メーカーの品質保証業務を強力にサポートしています 。