自動車用アルミニウムダイカスト部品（エンジンブロック、トランスミッションハウジング、電気モーターケーシングなど）は、漏れ検査が最も難しい部品の一つです。ダイカスト工程に固有の微細な砂穴、ピンホール、溶接部の多孔性などが原因で、ミクロンレベルの微小漏れが発生することがよくあります。従来の圧力減衰法では、これらの漏れを検出するのに必要な精度が不足しているため、漏れを見逃し、販売後にオイルや冷却水の漏れといった不具合につながる可能性があります。

超高感度を誇るヘリウム質量分析法によるリーク検出は、自動車用ダイカスト部品の最終検査におけるコア技術となっています。本稿では、HCTEが国内の自動車用アルミハウジングのリーク検出プロジェクトで培ってきた実務経験に基づき、これらの部品のヘリウム検査における主要な技術的側面と最適化手法について解説します。

アルミニウムダイカストハウジングの漏れ検出における3つの主要な業界課題

• 複雑な形状と複数のインターフェース：ハウジングは、取り付け穴、プロセス穴、オイル通路など、多数のシールポイントを備えた複雑な構造を特徴としているため、汎用工具を使用してシールを実現することは困難です。
• 内壁へのヘリウム吸着：ダイカストの内壁は多孔質で緩い構造をしているため、試験中にヘリウムを吸着し、その後ゆっくりと放出するため、次のワークピースで「偽陽性」の測定値が出る可能性があります。
• 大量生産のサイクルタイムと精度のバランス：自動車の生産ラインは高速で稼働する一方、ヘリウム試験は高精度ではあるものの、通常はより時間がかかります。この2つのバランスを取る必要があります。

HCTEの体系的なソリューション：HCTEが国内自動車部品サプライヤー向けに開発したヘリウムリーク検知システム。ダイカスト部品の特性に合わせて最適化された複数の特殊な機能を備えています。

• 輸入コアコンポーネントを採用したモジュール式システムアーキテクチャ：システムは、真空ポンプユニット、リーク検出ユニット、ツール制御ユニットなどの独立した機能モジュールに分割されており、保守性と拡張性を向上させています。コアコンポーネントには、業界で実績のある構成が採用されています。高精度な工業グレードの真空計とリーク検出器により、ハードウェアレベルでの検出精​​度と長期的な安定性が保証されます。
• 輪郭追従型シール治具と迅速な切り替え設計：鋳造品の複雑で多ポートかつ不規則な形状に対応するため、本システムはカスタム設計の輪郭追従型シールヘッドと柔軟なクランプ機構を採用しています。これにより、加工面を損傷することなく確実なシールを実現します。切り替え時間は10分以内で、顧客の多様な住宅製品の試験要件を満たし、混在モデル生産にも対応します。
• ヘリウム脱着補正ルーチンによる誤検出の低減：鋳造品の内壁へのヘリウム吸着の問題に対処するため、検査手順を最適化しました。これには、検査後の窒素パージ時間の延長と、吸着したヘリウムを徹底的に除去するための段階的なヘリウム除去ロジックの実装が含まれます。これらの最適化により、生産ラインの誤検出率は8%から0.7%に低下し、不要な再加工が大幅に削減されました。
• オプションのスニファプローブ位置決めモジュール：不良部品の場合、携帯型スニファプローブシステムを使用して漏れ箇所を迅速に特定できます。このデータはダイカスト工程に直接フィードバックされ、パラメータを最適化することで、クローズドループ品質管理システムが構築されます。

プロジェクトの成果：

このシステムは、1×10⁻⁸ Pa·m³/sレベルの微小漏れを確実に検出し、自動車パワートレイン部品のシール要件を完全に満たしています。導入以来、この装置は99.5%を超える稼働安定率を維持しており、顧客はハウジング漏れに関するアフターサービスクレームを90%以上削減することができました。