アルミ鋳造、鋳物、金型を一貫請負

製造業の経営者様、そして調達・購買責任者様にとって、アルミニウム鋳造（特にダイカスト）の品質とコスト、そして納期の安定化は、経営の根幹を揺るがす最重要課題です。製品の品質は、その「母」である金型によって9割決まると言っても過言ではありません。しかし、その金型が「摩耗」「変形」「破損」といったトラブルに見舞われると、生産ラインは停止し、不良品の山が築かれ、納期遅延と莫大なコスト増に直結します。本記事では、アルミ金型でなぜこれらのトラブルが避けられないのか、その深刻なメカニズムを解き明かします。さらに、従来の対策の限界と、サプライチェーンの多様化（特に海外調達）という新しい視点から、この根深い課題を解決するための実践的なヒントを提供します。

アルミ金型トラブルへの対策を考える前に、まず私たちが置かれている国内の金型産業の現状を客観的なデータで把握する必要があります。バブル経済期に世界最高峰の技術と生産額を誇った日本の金型産業は、今、大きな転換点を迎えています。

日本金型工業会（JDMIA）の統計によれば、日本の金型生産額は1991年（平成3年）に過去最高の1兆9,575億円を記録しました。しかし、その後の長期的な経済低迷や海外メーカーの台頭により、2021年（令和3年）には1兆4,004億円となり、ピーク時から約28%も減少しています（出典：日本金型工業会）。

この背景には、国内製造業の空洞化だけでなく、金型メーカーの構造的な問題もあります。経済産業省の調査では、日本の金型産業は従業員20名以下の事業所が90%を占めるという小規模企業の集合体です（出典：経済産業省）。これらの企業は高い技術力を持ちながらも、後継者不足や設備投資の遅れ、そして価格競争の激化により、事業所数は1986年比で64%も減少（2021年時点）しているのです（出典：日本金型工業会）。

日本の金型生産額のうち、需要業界別で見ると「自動車」向けが突出しており、その割合は73.7%にも上ります（出典：日本金型工業会「金型統計」）。これは、日本の金型技術が自動車産業の発展と共に進化してきた証ですが、一方で特定の産業に依存する構造的なリスクをはらんでいます。

近年、自動車業界は「CASE」（コネクテッド、自動運転、シェアリング、電動化）という100年に一度の大変革期を迎えています。EV（電気自動車）化の進展により、従来のエンジン関連部品が減少し、モーターやバッテリー関連の大型・精密なアルミダイカスト部品の需要が急増しています。この変化は、金型にも従来とは異なるレベルの耐久性や精密さを要求しており、既存の技術や設備では対応しきれないケースも増えています。調達責任者様にとっては、この産業構造の変化が、国内サプライヤーのキャパシティ不足やコスト上昇として直接影響してくるのです。

金型は「消耗品」と割り切られがちですが、その消耗の仕方（＝トラブル）は一様ではありません。特にアルミニウム（融点約660℃）を相手にするダイカスト金型は、高温・高圧・高速という極めて過酷な環境に晒されます。トラブルの背後にある物理的・化学的なメカニズムを理解することが、適切な対策の第一歩となります。

「摩耗」は、金型表面がすり減ったり、えぐられたりする現象の総称です。アルミ金型における摩耗は、主に3つの形態で発生します。

金型は、1サイクル数十秒という短時間で、600℃以上の溶湯が数十〜100MPa（メガパスカル）という高圧で射出される衝撃を受け止めます。この熱と圧力の応力により、金型材料が降伏点（元の形に戻れなくなる限界）を超えると、「塑性変形」が発生します。

特に問題となるのが、金型の「へたり」です。高温に繰り返し晒されることで金型材料の硬度（高温強度）が低下し、徐々に変形が進んでしまいます。これにより、製品の寸法精度が悪化するだけでなく、金型の合わせ面（パーティングライン）に隙間が生じ、バリ（製品の縁にはみ出す余分なアルミ）の発生原因となります。

最も致命的なトラブルが「破損」、すなわち割れ（クラック）です。これにも大小2つの種類があります。

これらのトラブルに対し、現場では様々な対策が講じられています。しかし、製造業の調達責任者様であれば、それでもなおトラブルが根絶されないジレンマを感じているのではないでしょうか。

ヒートチェックの根本原因は「加熱と冷却の繰り返し」ですが、これは製品を生産する上で絶対に避けられません。生産性を上げる（ハイサイクル化する）ほど、この熱衝撃は過酷になります。つまり、生産性向上と金型寿命はトレードオフの関係にあるのです。

また、離型剤は製品を金型から剥がしやすくするために不可欠ですが、水性の離型剤を高温の金型にスプレーすることは、金型にとって「熱湯にジュッと水（常温）をかける」ようなもので、ヒートチェックを助長する最大の要因の一つでもあります。

金型トラブルの多くは、定期的なメンテナンス（洗浄、点検、微細なクラックの溶接補修など）によって予兆を捉え、延命することが可能です。しかし、国内の金型産業が疲弊する中で、十分なメンテナンス体制を維持できるサプライヤーは減少しています。

中小企業庁の調査によれば、金型代金の支払いにおいて「分割払い」の約8割、「製品単価に上乗せ」の約6割が、支払い完了までに13か月以上を要しています（出典：中小企業庁）。このように、金型の「代金」にメンテナンス費用が含まれず、初期費用（イニシャルコスト）のみが注目されがちな商習慣が、結果として適切なメンテナンスを困難にし、トータルコスト（ライフサイクルコスト）を押し上げている側面は否めません。

では、打つ手はないのでしょうか。いいえ、金型寿命を最大化し、トータルコストを最適化するために、発注者（調達担当者）側からも積極的に関与できるポイントが3つあります。

トラブルの多くは金型設計段階で「仕込まれて」います。例えば、製品設計において鋭利な角（シャープエッジ）があると、その部分の金型には応力が集中し、「大割れ」のリスクが飛躍的に高まります。調達担当者様が設計部門と連携し、「金型に優しい設計」（例えば、可能な限りR（丸み）を設ける）を推進することは、金型寿命の向上に直結します。

また、金型材料の選定も重要です。高温強度が高い材料、靭性（粘り強さ）が高い材料など、製品の形状や要求ショット数に応じて、コストと性能のバランスが取れた材料を選定することが求められます。

金型を製作するサプライヤーの「操業ノウハウ」も厳しくチェックすべきポイントです。例えば、離型剤を必要最小限（ミニマム）に抑える「微量塗布技術」や、金型内部の冷却水路の適正な設計・管理は、ヒートチェックの進行を遅らせる上で極めて有効です。鋳造条件（射出速度、圧力、金型温度）をデジタル管理し、常に最適化を図っているかも、信頼できるサプライヤーを見極める指標となります。

現在、金型寿命を延ばす最も効果的な対策の一つが「表面処理」です。特に窒化（ちっか）処理は、金型表面に硬い窒化物層を形成する技術です。この層は、アルミ溶湯との反応性（ぬれ性）が低いため「溶損」や「焼付き」を劇的に抑制します。さらに、表面に「圧縮残留応力」（あらかじめ縮まろうとする力）を付与するため、鋳造時の「引張応力」（ヒートチェックの原因）を相殺し、亀裂の発生を遅らせる効果があります。

この他にも、PVDコーティングやCVDコーティングといった様々な表面改質技術が存在し、トラブルの種類に応じて使い分ける高度なノウハウが求められます。

国内サプライヤーの高齢化、廃業リスク、そしてコスト高騰という現実を前に、多くの日本企業が金型やアルミ鋳造品の調達先として海外、特に東南アジアに目を向けています。その中でも、ベトナムは今、最も注目すべき生産拠点の一つです。

かつてのベトナム調達は「安かろう悪かろう」のイメージがあったかもしれません。しかし、それは過去のものです。現在、ベトナム（特に当社のような日系進出企業）では、以下の理由から高品質・低コスト・安定納期を同時に実現する体制が整いつつあります。

アルミ金型の「摩耗・変形・破損」は、単なる現場の技術的な問題ではなく、コスト、品質、納期、そして経営戦略そのものに直結する課題です。国内の金型産業が構造的な転換期を迎える中、従来のサプライヤーに依存し続けることは、それ自体がリスクとなり得ます。トラブルのメカニズム（ヒートチェック、溶損など）を深く理解し、設計段階からサプライヤーの操業まで踏み込んだ対策を講じると同時に、ベトナムをはじめとする海外の優良なパートナーと連携し、サプライチェーンを再構築すること。それが、これからのグローバル競争を勝ち抜くための調達戦略と言えるでしょう。貴社の金型トラブルを根本から解決し、コスト構造を抜本的に見直すための一歩を、今、踏み出してみませんか。