【ダイカスト不良対策】「巣」「湯じわ」「ハードスポット」「変形」とは？原因と対策を解説
亜鉛・アルミダイカストの中津工業です。ダイカスト製品を安定して量産するうえで避けて通れないのが「不良対策」です。今回は、現場でよく問題になる代表的な不良のうち「巣」「湯じわ」「ハードスポット」「変形」の4つを取り上げ、それぞれの発生メカニズムと対策をご紹介します。
「巣（鋳巣）」とは、ダイカスト製品の内部にできる小さな空洞のことです。表面はきれいに見えても、削ったり断面を見たりすると内部に穴が空いている、というのがダイカストの代表的な不良のひとつです。
巣は原因によっていくつかの種類に分けられます。
– **ガス巣**：金型に溶けた金属を高速で注入する際、金型内の空気や、離型剤・潤滑剤から発生するガスが逃げきれずに閉じ込められることで生じます。
– **巻き込み巣**：溶けた金属が金型内を乱流状態で流れる際に、空気を巻き込んだまま固まってしまうことで生じます。
– **引け巣（ヒケ巣）**：金属が液体から固体に変わるときの体積収縮（凝固収縮）によって生じる空洞です。特に肉厚部や複雑形状部に発生しやすくなります。
対策
– ゲート・ランナーの位置や形状を見直し、溶湯がスムーズに流れるようにする
– ガスベントを適切に配置し、ガスが抜けやすい金型構造にする
– 肉厚をできるだけ均一にし、極端な厚肉部をつくらない
– 真空ダイカストや局部加圧（スクイズダイカスト）など、特殊な工法を用いる
「湯じわ」は、金型内に流し込まれた溶湯が固まる際、表面に浅く不規則なしわ状の模様が残ってしまう現象です。溶湯が複数方向から流れ込み、金型内で合流する部分によく発生します。
主な原因は次の通りです。
– 溶湯や金型の温度が低く、合流前に表面の酸化膜が形成されてしまう
– 湯流れが悪く、金型内で乱流が発生している
– 離型剤の使用量が多すぎる
湯じわは深刻な場合、内部にまで達する「湯境（ゆざかい）」に発展することもあり、強度やリーク（気密性）に影響することがあります。
対策
– 溶湯温度・金型温度を適正な範囲に保つ
– 充填速度やゲート位置を見直し、湯流れを改善する
– 離型剤の使用量を必要最小限に抑える
「ハードスポット」は、溶解炉で合金を溶かす際に混入した異物や、溶湯が長時間高温にさらされることで生じる酸化物が、製品内部にそのまま固まってしまう不良です。周囲の金属よりも硬いため、後工程の機械加工（切削・穴あけなど）で工具の刃先が欠けたり、加工面に傷が入ったりする原因になります。
主な原因は次の通りです。
– 溶解炉内での溶湯の酸化反応によって生成された酸化物
– 溶解炉や配管からの異物の混入
対策
– 溶解炉と金型の間に溶湯フィルターを設置し、異物・酸化物の流入を防ぐ
– 溶湯の保有時間を必要以上に長くせず、酸化の進行を抑える
– 定期的な溶解炉のメンテナンスを行う
「変形（反り）」は、製品が設計上の狙い形状からずれて、部分的に反ったり歪んだりしてしまう不良です。ダイカストは金型内で急冷されるため、部位ごとの冷却スピードや収縮量に差が生じやすく、これが反りの主な原因になります。
主な原因は次の通りです。
– 肉厚が不均一で、部位ごとに凝固・収縮のタイミングがずれる
– 金型の冷却回路の配置が偏っており、冷却速度にムラがある
– 抜き勾配（金型から製品を抜くための傾斜）が不足している
– 押し出しピンの位置や本数が不適切で、離型時に無理な力がかかる
対策
– 製品設計段階で肉厚をできるだけ均一化する
– 金型の冷却回路を製品形状に合わせて最適に配置する
– 適切な抜き勾配・押し出しピン配置を確保する
– 変形が出やすい形状の場合、矯正工程（プレス修正など）を後工程に組み込む
中津工業では、金型設計から鋳造、後加工までを一貫して自社および協力工場と対応できる体制を整えています。今回ご紹介した4つの不良は、いずれも金型設計・鋳造条件・溶解管理など複数の工程にまたがって原因が潜んでいるため、工程を分業せず一貫して把握できることが、原因特定とスピーディな改善につながると考えています。
中小企業ならではのフットワークの軽さを活かし、試作段階での形状相談から量産時の品質改善まで、柔軟に対応いたします。
不良対策でお悩みの方、これから量産を検討されている方は、お気軽にご相談ください。
参考：ダイカストの基礎について詳しく知りたい方は、一般社団法人日本ダイカスト協会の解説ページもあわせてご覧ください。