なぜ統合なのか ダイカスト 開発トレンド

原動力1：軽量化

デュアルカーボンを背景に、軽量化は自動車業界の大きなトレンドとなっている。国際アルミニウム協会のデータによると、燃料自動車の場合、重量と燃料消費量には正の相関関係がある。車両重量を100kg減らすごとに、100km走行あたり約0.6Lの燃料を節約でき、CO2排出量を800～900g削減できる。電気自動車の場合、重量は消費電力と正の相関関係がある。車両重量が10kg減ると、純電気自動車の航続距離は2.5km伸びる。

アルミニウム合金は卓越した総合的な費用対効果を持ち、自動車の軽量化に適した材料である。アルミニウム合金は軽量材料市場の64%を占め、現在最も重要な軽量材料となっている。

統合されたアプリケーション ダイカスト が軽量化に貢献している。例えば、統合ダイカストを使用して製造されたテスラのモデルYのリアフロアアセンブリは、30%の軽量化を実現した。一体型ダイカスト技術の進歩に伴い、アルミ合金ダイカストの車体・シャーシ構造部品やバッテリーケーシングへの適用が徐々に増加し、自動車1台当たりのアルミ合金ダイカストの価値が高まると予想される。

推進力2：効率改善

既存の生産プロセスと比較して、統合された ダイカスト は、生産工程を簡素化し、サイクルタイムを改善することで、生産効率を高めます。大型ダイカストマシンは、1つの鋳造工程を2分未満で完了でき、サイクルタイムは80～90秒です。これにより、1時間あたり40～45個、1日あたり最大1000個の鋳物を生産できる。対照的に、部品を組み立てるために70個の部品をプレスし溶接する従来の工程では、少なくとも2時間を要し、生産リズムを満たすために複数の並列ラインが必要になる。

原動力3：コスト削減

テスラは先駆的にリア・フロア・アセンブリに一体型ダイカストを採用し、製造コストを40%削減した。このコスト削減は主に以下によるものである：

• 生産コストの削減： 一体型ダイカストは、複数の部品を1つに統合することで、従来の生産工程における多数の金型や周辺設備が不要になる。
• 土地コストの削減： 大型ダイカストマシンの占有面積はわずか100平方メートルで、テスラが大型ダイカストマシンを採用した結果、工場の床面積は30%減少した。
• 人件費の削減： 一般的な溶接工場では200～300人のライン工が必要だが、統合ダイカストではこれを10分の1に減らすことができる。

一体型ダイカストの技術的障壁

1.材質熱処理可能アルミニウム合金

一体型ダイカストは、熱処理可能なアルミニウム合金材料に依存している。これは、一体型ダイカスト部品が比較的投影面積が大きく、多数の小さな部品が1つの大きな部品に統合されているためです。熱処理は、ダイカスト部品の機械的特性を確保するための有効な手段である。しかし、熱処理は自動車部品の寸法変形や表面欠陥につながる可能性があり、大型の一体型部品には大きなコストリスクをもたらす。そのため、一体型ダイカスト技術の導入には、非熱処理材料が最適であると予想される。

2.設備大型ダイカストマシン

一体型ダイカストは、ダイカストマシンのクランプ力に高い要求を課す。カスタム設計のダイカストマシンは、設計と開発における技術的な障壁を伴うだけでなく、比較的高い資本支出を伴います。テスラの統合型 ダイカスト ギガ・プレスは、テスラとダイカストマシン・メーカーのIDRAグループが共同でカスタマイズしたもので、ハードウェアとソフトウェアの両方の設計と製造に深く関わっている。ダイカストマシンのカスタム設計・開発という技術的な障壁に加え、一体型ダイカストマシンは価格が高いため、ダイカストマシンと金型の包括的なコストを償却するためには、大規模生産によるスケールメリットが必要となる。

3.生産工程と金型

• ダイカスト・プロセスの障壁:製品の歩留まりを左右する生産工程。ダイカスト一貫鋳造技術はまだ黎明期であり、量産時の歩留まりを確保するためには、生産工程における豊富な経験と技術の蓄積が必要です。
• 大型金型生産の障壁:統合 ダイカスト 部品は複雑な構造を持ち、製造コストが高く、準備サイクルが長いため、ダイカスト金型製造への要求が高くなります。一部のティア1ダイカストメーカーは、大型金型を独自に設計する能力を欠いています。