エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2004年06月11日

カテゴリ : ローコストオートメーションと材料

第164回 LCAを支える機素材料の基本−19:アルミニウムと使用のポイント

 アルミニウムは防食性を有す軽金属材料の代表です(比重は2.7で鉄材の約1/3と軽い)。また、延性が大きい特徴から引抜き工法でアルミフレームを製作したり、合金として強度向上させ構造材にも使用されます。LCAに使用する代表的アルミ材は、A5052−H34(板材)とH5056−H112(丸棒)です。ともにAl−Mg合金で溶接性、切削性に優れるので多用されます。

 LCAで使用する場合は、次の特徴を利用しています。

(1)軽量化

 稼動部を軽量化し、直動案内・ボールねじ・モータ等を小型化させます。
 人手で扱う治具類を軽量化し、疲労度を軽減化させます。

LCA使用のポイント
アルミニウムは引っ張り強さ、硬さなどの機械的特性が劣るため、鉄系材料の部品を単純にアルミ系材料に置き換えることは好ましくありません。表面処理材や合金材を選択して使用します。

■例
耐磨耗性向上策・・・硬質陽極酸化皮膜(硬質アルマイト)処理を表面に施し、硬さ(Hv:400〜550)の向上や摩擦係数の軽減化を図ります。ただし、皮膜厚さのバラツキで部品外形寸法が変動する懸念があります。

■応用事例
ワークホルダ(キャリアや製品を設置する基準プレート)
直動案内用レール
小型機械部品類(シリンダ、小型ギア、他)
アルミ材にタップを切ってねじ留めする場合は、アルミ材地金のねじ山は強度が不十分のため、ヘリサートを挿入してねじ留めします。

高い材料強度を得るには、Al−Zn−Mg−Cr系合金やAl−Zn−Mg−Cu系合金を選定し、精密機械部品に使用します。(Hv:140〜180)・・・一般Al材(Hv:50程度)

(2)防錆化

 錆による弊害を避けるため、クリーンルームで使用するLCAの基本構造材に採用します。

LCA使用のポイント
強度を要しない機械部品として採用、強度を要する箇所ではSUS材とするか、鉄系材料にクロムメッキなどの表面処理を行い使用すること。

(3)伝熱化

 熱処理の均一性を良くするために、伝熱板として使用します。

LCA使用のポイント
主に、予備加熱の目的などの場合に伝熱板として利用。

 次回は、その他の金属材料:銅について解説します。

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