アルミ押出形材とは｜特徴・製造方法・用途例を解説

アルミ押出形材とは？

アルミ押出形材は、アルミニウムを高温で柔らかくし、押出機を使って特定の断面形状に成形されたものです。この加工法は、金属の塑性変形を利用しており、複雑な形状や長さの製品を一度に大量に生産することが可能です。

アルミ押出形材は、その優れた物理的特性と多用途性から、多くの産業分野で利用されています。

アルミ押出形材の特徴

形状の自由度

中空構造や複雑なリブ構造など、複雑な断⾯形状を1 回の押出⼯程で作ることができます。

設計者のアイデアを形にしやすく、製品の機能性や強度向上に寄与します。

高精度

電気機器、産業機械、自動車産業など、高い精度が要求される分野で使用されています。押出工程による寸法精度の高さと表面仕上がりの良さは、後加工の必要性を減らし、組立時の適合性を向上させます。

結果として、生産効率の向上にもつながります。

軽量性

アルミニウムの特性を活かし、軽量な部材を作ることができます。鉄の約1/3の比重であるアルミニウムの使用で、製品全体の軽量化が可能です。

特に輸送機器や可動部品において重要な特性で、燃費向上や操作性改善に貢献します。

耐食性

アルミニウムの特性により、腐食しにくい部材となります。アルミニウムの表面に自然形成される酸化皮膜が保護層となり、耐食性を高めます。さらに、陽極酸化処理などの表面処理を施すことで、耐食性が一層向上します。

屋外使用や化学的環境下での使用も可能となる利点があります。

加工性

押出後の加工も容易です。切削、曲げ、溶接などの二次加工が比較的簡単に行えるため、押出形材を基本としつつ、さらに複雑な形状や機能を持つ部品の製造が可能となります。

加えて、表面処理や塗装なども容易に行えるため、製品の外観や機能の多様化にも対応できる利点があります。

アルミ押出形材の製造方法

アルミ押出形材は、以下の工程で製造されます。

ビレットの準備

約500℃に加熱されたアルミニウム合金の円柱状のビレットを用意します。ビレットは、目的の製品に適した特定の合金組成で事前に鋳造されています。加熱温度は合金の種類により異なりますが、一般的に450℃から550℃の範囲で設定されます。

この加熱プロセスにより、アルミニウムの塑性変形能力が向上し、押出しやすい状態になります。

押出し工程

加熱されたビレットに高圧力をかけ、ダイス金型と呼ばれる特殊な金型を通して押し出します。押出プレスと呼ばれる大型の油圧プレス機を使用し、数千トンもの圧力をかけます。ダイス金型は目的の断面形状に合わせて精密に設計・製作されており、この金型を通過することで、ビレットは所望の断面形状を持つ長尺の形材となります。

押出速度や温度は、合金の種類や断面形状の複雑さに応じて適切に制御されます。

後処理工程

押し出された形材は冷却され、必要に応じて矯正、切断、熱処理などの工程を経ます。

冷却

押出直後の形材は高温のため、水冷や空冷により急速に冷却されます。冷却速度は製品の性質に影響を与えるため、適切に管理されます。

矯正

冷却過程で生じる可能性のある反りや歪みを修正するため、ストレッチャーと呼ばれる装置で形材を引っ張り、真っ直ぐに矯正します。

切断

長尺の形材を規定の長さに切断します。高精度の切断機を用いて、製品仕様に合わせた正確な長さに加工します。

熱処理

必要に応じて、形材の強度や硬度を調整するため、焼き入れや時効処理などの熱処理を行います。製品の機械的性質を向上させることができます。

さらに、表面処理（陽極酸化処理など）や塗装といった仕上げ工程を経て、最終製品となります。

アルミ押出形材の用途例

アルミ押出形材は、その特性を活かして以下のような分野で広く活用されています。

三協マテリアルのアルミ押出・加工技術

三協マテリアル社は、押出の原料となるビレット鋳造から、金型製作、押出、表面処理、加工・組立までを行なっています。

アルミニウム押出形材において、国内最大級の生産能力を有しており、6インチから16インチまで幅広いサイズの対応が可能で、中でも16インチは国内でトップクラスの押出サイズです。従来、溶接やボルトなどで接合していた形材を大型材料で一体成形することで、継ぎ目がなく美観に優れ、溶接による歪みも発生しません。接合が不要になり作業効率の向上や軽量化に寄与します。