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Oct 02, 2023

アルミニウム鋳物の漏れ検査

アウトサイドイン試験法では、部品を真空引きし、試験チャンバーを空気とヘリウムの混合物で満たします。 漏れがある場合、ヘリウムが部品に移動し、そこに漏れが生じます。

アウトサイドイン試験法では、部品を真空引きし、試験チャンバーを空気とヘリウムの混合物で満たします。 漏れがある場合、ヘリウムが部品に移動し、そこで検査機器によって検出されます。 写真提供：KUKA Assembly and Test Corp.

製造の初期段階（鋳造後および組み立て前）でコンポーネントの漏れを検出すると、トランスミッションメーカーは大幅なコストを節約できます。 写真提供：KUKA Assembly and Test Corp.

「ワーム トレイル」およびその他のキャビティは、厳しい寸法公差に合わせて機械加工された部品固有の固定具で密閉されます。 写真提供：KUKA Assembly and Test Corp.

オートマチックトランスミッションは、エンジンに次いで自動車の最も重要なサブシステムと言えます。 ハンドリング、パフォーマンス、燃費において重要な役割を果たします。

オートマチック トランスミッションは回転機械動力を伝達するために流体カップリングに依存しているため、漏れがないことが重要です。 製造の初期段階（鋳造後および組み立て前）でコンポーネントの漏れを検出することで、トランスミッションメーカーは大幅な出費と頭痛の種を節約できます。

KUKA Assembly and Test Corp. は、エンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション コンポーネント、ステアリング コンポーネントなどの主要な自動車サブシステムのアセンブリおよびテスト システムを専門とするシステム インテグレーターです。 当社の顧客には、Ford Motor Co.、Borg Warner Inc.、Harley-Davidson Inc.、Caterpillar Inc. が含まれます。

当社では、ヘリウム漏れ検知器を使用して、燃費向上を目的として開発された新しい 9 速および 10 速トランスミッションなどの高度なオートマチック トランスミッションの製造を支援しています。 歴史的に、多くの漏れは最終組立時または最終組立後に発見されます。 当社の治具と治具には、Inficon のヘリウムリーク検出器が装備されています。 これにより、部品の鋳造後すぐにほとんどの漏れを検出できるようになり、組み立てプロセスの早い段階で欠陥のある鋳物を排除することでコストを削減できます。

KUKA のリークテストプロセスでは、部品固有の治具と自動化が使用されます。 鋳造と機械加工の後、トランスミッション ハウジングはロボットによってテスト チャンバーにロードされます。 チャンバー内では、「ワーム トレイル」およびその他のキャビティが、厳しい寸法公差に合わせて機械加工された部品固有の固定具で密閉されます。

部品をクランプして密閉したら、チャンバーを真空にします。 次に、ヘリウムがエンクロージャに注入され、Inficon LDS3000 ヘリウム漏れ検出器に接続されます。 ファンはエンクロージャ内の空気を撹拌し、1% のヘリウムと空気の均一な混合物を生成します。

リークディテクタは、ウォームトレイル上のバルブとツールを介してテスト部品に接続されます。 バルブが開くと、部品の外側を取り囲むヘリウムが、気孔の漏れ、亀裂、ねじ山の漏れ、その他の経路を通って部品の内部に移動する可能性があります。 液体はハウジングを通ってトランスミッションに移動し、そこで漏れ検出器によって検出および定量化されます。 その時点で、標準化されたリーク率に基づいて合否判定を行うことができ、トレーサビリティのためにデータを収集できます。 すべてのパッセージは個別にテストされます。

「Inficon のヘリウム漏れ検出器は、空隙漏れの検出において空気中や水中検査よりも正確です」と、Inficon の北米自動車セールスマネージャーである Thomas Parker 氏は述べています。 「たとえば、アルミニウム鋳造品の直径わずか 1 インチの領域には、ヘリウム分子が通過できる最大 1 兆個の穴がある可能性があります。 この種の多孔性は、空中または水中でのテストでは決して検出されません。

「漏れは必ずしも亀裂や完全な円形の穴のように見えるわけではありません。 それらは、金属内の微細な亀裂やポケットからなる洞窟のようなシステムに似ている場合があります。 空気圧テストでは、圧力低下を検出するのに必要な時間（自動車メーカーが現在要求している低漏れ率を測定するために必要）に数日かかる場合があります。」

ヘリウム漏れの検出には数秒かかり、部品間の合計テスト時間はおよそ 30 ～ 40 秒かかります。 この短い間隔により、他の生産プロセスと同様にリーク検出がタイムリーに行われます。