世界中の国々が排出ガスの削減と環境に優しい輸送の導入を目指す中、自動車業界は車体重量の軽減と持続可能性に向けた大きな責任に直面しています。この「軽量化」への取り組みは、成長を続けるハイブリッド車や電気自動車の燃費、航続距離、排出ガスを改善するために極めて重要です。そして、この目標を達成するために技術者はアルミニウムなどの先進的な材料を採用して、製造プロセスの再評価を行うと共に新しい技術を必要としています。
ダイカストの進化：自動車製造の未来への形作り
注目すべき変化は、自動車業界の主要な製造方法であるダイカストプロセスです。これまで主にエンジンブロックなどの部品がダイカストにより加工されていましたが、現在では自動車部品の軽量化に向けて、ショックタワーやボディ部品などの一体型構造部品にもダイカスト加工が採用されています。最近では一部の大手自動車メーカーやダイカストメーカーは、ギガ／メガキャストマシンを導入して一体型構造のダイカストアンダーボディパーツを製造することで、このダイカストプロセスの変化の先駆者となっており、これは自動車製造業界に革命をもたらす可能性をもたらします。
熱の重要性：ダイカストにおける熱要因の重要な役割
ダイカストの生産の迅速性やコスト効率の良さなどはよく知られていますが、コンポーネントの大型化に伴い製造管理の複雑さが増し、特に品質とコスト効率の確保が困難になっています。これは、同時に関連する無数の不良要因を把握して、プロセス内の不合格数を最小限にすることが重要です。
生産に関わるすべてのプロセスエンジニアが、不良品のほとんどが熱的な要因に関連していることを把握しており、ダイカストにおける熱要因には、鋳造に使用される合金の温度、金型自体の温度、ダイカストマシンの温度が含まれることを認識しています。最高の部品品質を保証するには、これらのそれぞれの温度を最適な範囲に保つ必要があります。たとえば、金型の温度が低すぎる場合、金属溶湯を金型に流入する際、金属の温度が急激に低下し、鋳造表面の多孔性の増大や流れ不良などの欠陥が発生する可能性があります。したがって、金型の表面温度のチェックが不可欠になります。
すべてのショット効率：欠陥を最小限に抑え、ダイカストプロセスを最適化するTTV
Total Thermal Vision （TTV）システムは、金型表面全体の温度分布を効果的にモニタリングし、300以上の製造に関わる要因の影響を受ける生産プロセスの安定性を間接的に維持するよう設計されています。
TTVは各ショットの金型温度分布を連続で監視し、突発的な異常が発生した場合には即座にアラームを発して不良品の発生を防ぎます。これは4.0 スマート製造環境現場において、製造装置と連携することで、サイクルタイムに影響を与えることなく実行されます。TTVは生産効率を高め、生産プロセスを全体的に改善します。TTVの採用による利点として、スクラップ部品の削減、金型寿命の延長、離型剤のスプレー動作や高圧ダイカスト (HPDC) プロセスのサイクルタイムの最適化を挙げることができます。
TTVによって収集されたデータは、サーモグラフィー画像、画像形式、テキストファイルなど、いくつか異なる形式で保存され、リアル／オフライン分析のために工場内の製造実行システム (MES) に統合できます。このような設備改善は、製造コストの即時削減と、製品品質に対する顧客満足度の向上につながります。
2024年に搭載される新機能
2024年に搭載される新機能として、1システムに最大8台までのサーモカメラを搭載できるようになり、同じフレーム内で40箇所までのエリア (ROI) を設定でき、その各々のエリア内をモニタリングできるシステムになります。これらの新機能によりギガ／メガキャストマシンの大きく複雑な金型の表面全体を1つのフレームで確認できます。さらに、TTV は従来のスタンドアロンシステムに加え、マシンに完全に統合できる様々な種類のハードウェア構成を利用できるようになりました。
毎月の生産量に対してTTVによって保証される改善は、年単位の投資収益率ではなく月単位で計算できるようになるでしょう。またマーポスにおいては、無料のデモンストレーションを提供しており、システムは数日でインスタレーションが可能なため直接システムの有効性を体験できます。
革新的な技術とソリューションを採用することで、ダイカスト生産におけるは複雑な一体構造の製造に伴う様々な課題を克服できます。自動車分野がより大型で複雑なダイカスト部品へ移行を続ける中、生産効率向上、コスト削減、環境負荷の最小限化を達成するには、金型の表面温度をチェックするシステムの導入が不可欠になっています。
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