樹脂製品/部品の筐体設計方法について教えてください
- 樹脂製品/部品の筐体設計方法について教えてください。
- 樹脂製品/部品の設計には経験が乏しいので教えてください。
- 筐体(外装)の構造設計とはリブやボス等の検討などをどのような根拠に基づいて行われるのでしょうか。
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樹脂製品/部品の筐体設計方法について教えてください
ご質問いたします。 私は樹脂製品/部品の設計には経験が乏しいので教えてください。 最近は樹脂(プラスチック)製が多く見受けられます。 携帯やリモコンの筐体，カーオーディオの意匠パネルなどなど。 これらはＡＢＳが多いようなのです。 当然これらの筐体(外装)のコア側(裏)にはボスやリブが立っていると思うので すが，これら筐体(外装)の構造設計とはリブやボス等の検討などをどのような 根拠に基づいて行われるのでしょうか。 当然，設計の中で検討しないといけないことが多いと思います。 ・リブの位置，本数，厚み，高さ，抜き勾配... ・ボスの位置，径，抜き勾配... など，ひけ/そり/バリ/ウェルドライン/金型のゲート位置などを考慮しながら 設計を進めていくのだと想像しているのですが，身近に樹脂製品設計をやって いる方がいないので専門書などを頼りに勉強しているしだいです。
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何からお答えすればいいのか、非常に悩むご質問ですが。 まず、リブやボス等の検討については、基本的に板金だろうがプラスチックだろうが、同じで強度とか性能を満足するかどうか、を根拠にして設計します。 板金で強度が欲しい場合は、厚みを増やしたり、折り曲げを入れたりしますが、プラスチックでは、肉厚だったり、リブを入れたり、Ｒをつけたりと方法が変わるだけだと思います。 設計の自由度が板金に比べて高いので、検討する項目は確かに多いですが、まず加工方法として射出成形、真空注型、圧空成形なのか、またはブロー成形なのかが決まれば、自ずと制約条件も決まりますので、設計が始められるかと思いますが。 成形方法の決め方としては、非常に大雑把にいえば、金型としての初期投資にどれくらいのお金をかけるか、射出成形、真空注型、圧空成形は、先に挙げたほうから順に金型が高額なため、大量生産向きです。ブロー成形は、ボトル容器だとかなので、工業製品の筐体として使われることは少ないでしょうが。 この辺のことは、ご理解できていますか？ 設計の制約や留意すべき項目は、成形方法によって異なりますので、もしご存知なければ、成形方法について、まず勉強したほうがいいと思います。
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諸条件を見ると射出成形のようですね。 外観ものの内側にリブやボスをつける際の注意点と抜き勾配などの 影響を問うているわけですね？ 基本的な部分のアドバイスですが何点か出しましょう。 もっとも気をつけなくてはいけない点は，リブやボスをつけた場合 にその裏側（表側？）のヒケだと思います。 そのまま外観の評価につながりますからこれは絶対に避けないと いけないでしょう。 覚えておくと良い目安があります。外観を形成している板厚 よりも幅の広いリブをつけてはいけません。例えば外観が２の 厚みの場合はリブの幅は２以下。できれば１．５以下にする ことが好ましいです。これを守らないと確実にヒケがでると 考えてください。ソリを防止するためのリブであれば，厚み２の 部分に対し，幅１高さ１くらいでもそれなりの効果があります。 あまり大きなリブをつけないほうが良いでしょう。 それに後で追加するほうが簡単ですしね。 高いリブをたくさんつけると金型強度が落ちますし，離型性も 悪くなりますからあまりたくさんつけないほうが良いですよ。 円柱状のボスを立てる場合は，無垢で立ててはいけません。 （外観の厚みよりも径が小さければＯＫ） 内部を抜き，煙突形状にしましょう。 抜き勾配ですが，これは形状によって適当な値がちがうんですね。 金型が開いたときに確実にコア側に成形品が残ってくれる のであれば勾配は多めに（５度以上）取るほうが良いでしょう。 勾配が少ないと，コア側からの離型性が悪くなるので突き出し ピンの周囲が白化することがあります。外観ＮＧ。 キャビ側の離型性が悪い場合は意図的に強くするという方法 もありますけどね。 その他。 外観ものの場合，キャビ側の抜き勾配は余裕を持っておかないと 大変です。１度以下なら擦れなどが出て外観としてはまずＮＧ。 ３度くらいあっても表面にシボ加工などが欲しい場合は転写 がうまくいかない場合がありますね。シボ加工は専門のメーカー さんにお願いする場合が多いと思いますので，採用したいシボ に関して早めに打ち合わせしておくべきです。 ヒケ，ソリ，バリは成形条件によるところが大きくそれぞれ 出やすい条件が異なってきます。相反する条件もありますので これは別途勉強してください。金型的には型締め力の大きな成形機 でも対応できるように大きめに作っておくほうが安全です。 但し，これはコストに大きく響くのでノウハウですね。 ウェルドラインの位置はゲート位置でほとんど決まりますね。 ピンゲートなら複数箇所用意しておいて止めたりしながら条件 出しするというのも手です。
お礼
大変丁寧なレスありがとうございました。 ＞基本的な部分のアドバイスですが何点か出しましょう。 JIS規格や参考書にないものもあり，大変参考になりました。 私的には，一般に樹脂モノと言えば「意匠モノ」と「樹脂歯車などの非意匠モノ」 の２種類があるものと理解していますがいかがでしょうか。 ＞高いリブをたくさんつけると金型強度が落ちますし・・・ 例えばカーオーディオの前面パネルのような箱形の樹脂部品のコア側のある箇所に リブをたてるとして，２本で足りるのかいやいや３本必要だといった判断基準に するものってあるのでしょうか？今勤めている会社ではＣＡＥを使って判断材料に しようとしていますが全然うまくいっていません。 樹脂は加工がしやすいからか奥が深いです。よろしくお願いいたします。
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お礼
さっそくのレスありがとうございます。 ＞まず加工方法として射出成形、真空注型、圧空成形なのか、またはブロー成形 ＞なのかが決まれば、自ずと制約条件も決まりますので・・・ 成形方法によっても変わってくるということですね。理解しました。 ＞設計の制約や留意すべき項目は、成形方法によって異なりますので・・・ 樹脂に関してはアクリルを扱ったことがあるくらいで初心者状態でして，成形方法についても 名前を聞いたことがあるくらいなので，まずは成形方法について勉強したいと思います。