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アルミダイカスト金型の熱収縮の考え方
2023/10/19 16:23
- アルミダイカスト金型の熱収縮を考える際には、金型製作時に狙い寸法よりも大きな寸法で金型を製作することが一般的です。
- 金型の線膨張係数や鋳造品取出し時の温度などの要素を考慮して、金型と鋳造品の熱収縮を計算します。
- ただし、社内で使用する係数は実際の材質に応じたものではなく、あくまで経験則に基づいているため、考え方に疑問が残る場合もあります。
アルミダイカスト金型の熱収縮の考え方について
2017/12/07 16:26
アルミダイカスト金型の熱収縮の考え方について
鋳造後の製品の狙い寸法を満たすために、
金型製作の際は係数をかけあわせて、少し大きな寸法で金型を製作します。
社内ではアルミ材料種や製品毎にある程度決まった数値が存在しており、
実際にその係数をかけあわせた金型で鋳造すると、
狙いとなる寸法で鋳造品が出来上がってきます。
ただ、その数値の根拠を知る人が社内にいないため、
算出方法を考えています。
考え方は
各材質の線膨張係数
金型
SKD61 11.1x10^-6
アルミ
代表値 23.8x10^-6
鋳造品取出し時の温度
金型 150℃
アルミ300℃
常温は20℃
狙いの寸法を1000mmとして、金型寸法も1000mmで製作した場合・・・
150℃の金型寸法は
1000+1000*11.1*10^-6*(150-20)
=1001.443
アルミは金型から外れるときにこの寸法のはず
この寸法から熱収縮で鋳造品が縮んでいくと
1001.443-1001.443*23.8*10^-6*(300-20)
=994.76938
となり、狙い寸法から外れる。
狙い寸法に入れるには常温状態で金型を太らせておく必要がある
1000/994.76938=1.0052581
となり、社内で使用している係数にかなり近い数値が出てきます。
が、ここからが疑問です。
各合金の線膨張係数を考えると係数はSiの含有量で変わりますよね。
実際にネット上で調べてみるとADC5>ADC12という関係になっています。
ですので、金型の係数もADC5>ADC12という関係になるのが本来と思います。
ただ、実際に社内で使用する係数はADC12>ADC5となっています。
もちろん型構造や取出し温度なども考慮しなければならないとは思いますが、
そもそもの考え方が間違っているようにも思えます。
分からなければ最終的には「そういうもん」で済ませるのですが、
課員と長年考えても回答が出てこないため、
ご存知の方がいれば考え方のヒントだけでも教えていただけると幸いです。
回答 (3件中 1~3件目)
結論は経験からの「ノウハウ」じゃないですか。
投稿に対する疑問。
金型及び製品の測定は如何に。
もっとも鋳物寸法での使用は無いと思いますが。
参考まで「ゴムの収縮率」は2%らしいです。
ゴム型の場合は150~200℃の成形温度。
金型寸法VSゴム成形寸法ではないと思いますが。
熱膨張だけをとれば収縮だけでなく溶融アルミを投入したときの金型の寸法は
如何にも出てきますよ。
頭が痛くなりますね。
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「アルミは金型から外れるときにこの寸法のはず」が間違え。
溶融アルミの寸法は金型内寸と同じ。
凝固時には凝固収縮により金型内寸よりも小さくなる。
だから型ばらし時のアルミ寸法は金型内寸よりも小さい。
凝固収縮率は組成により異なる。
お礼
2018/01/15 09:13
お礼が遅くなり申し訳ありません。
凝固時に既に金型寸法以上に縮んでいて、金型に抱き付いているという解釈で間違いないでしょうか。
凝固収縮率も組成によって異なるのは分かるのですが、Siだけで決まっているわけではないということですよね・・・
経験と勘です
つぶれた樹脂屋社長は結局根拠を教えてくれなかった
これがばれると
また中華な品質が上がる
お礼
2017/12/08 08:22
やはりそういうことになりますよね。
ありがとうございます。
お礼
2018/01/15 09:17
返信が遅くなり申し訳ありません。
ノウハウと言ってしまえばそうなのですが、
どうにか理論立てて説明できないかなと思いまして・・・
金型・製品の寸法測定は場所と公差によりますが、ノギス・マイクロ・3D測定などです。
場所によっては鋳物寸法のままのところもあります。
奥深く、楽しくもありますが、厄介ですね。