射出成形設計: 7 費用のかかる間違いを避けるための重要なヒント (2025)

あなたが製品エンジニアまたは調達スペシャリストの場合, あなたは悪い射出成形デザインの悪い痛みを知っています: ひび割れた部分, 立ち往生する型, または、リワークによって遅れたプロジェクト. 良いニュース? ほとんどの問題は、適切な設計の選択で回避できます. このガイドは崩壊します 7 射出成形設計に不可欠なヒント, データ付き, 例, そして、あなたが機能する部品を構築するのに役立つ実用的なアドバイス - 時間と予算内.

射出成形デザインとは何ですか? クイックプライマー

射出成形設計は、で動作するパーツブループリントを作成するプロセスです 射出成形 製造方法. 3D印刷とは異なり (レイヤーごとに部品層を構築します), 射出成形により溶融物質 (のように 熱可塑性科学 または エラストマー) カスタム型に. 冷やしたら, 材料は型の形を取ります - 大量生産に最適です (10,000+ ユニット) 低スクラップと一貫した結果のおかげです.

しかし、ここにキャッチがあります: 貧弱なデザインは、最高の型を台無しにする可能性があります. 例えば, 不均一な壁のある部分は、シンクマークを発症する可能性があります (醜い表面へのへこみ), または、ドラフトの角度のない部分が金型に詰まっている可能性があります。. 以下のヒントは、これらの一般的な問題を解決します.

1. 適切な素材を選択してください (それはあなたのデザインを作ります)

射出成形設計の最初のルール: あなたの部品の目的に合った資料を選んでください. さまざまな材料には、強度のようなユニークな特性があります, 耐熱性, または柔軟性 - そして、それらは冷却中に異なる動作をします.

知っておくべき重要な資料カテゴリ

• アモルファス熱可塑性科学 (例えば。, 腹筋, アクリル): 寸法の安定性に最適です (彼らはあまり縮小しません) 耐性耐性. ラップトップのケーシングやディスプレイフレームなどの部品に最適です.
• 半結晶性熱可塑性物質 (例えば。, ナイロン, ポリエチレン): より良い耐薬品性と耐久性を提供しますが、より多くの縮小を提供します. 燃料ラインや食品容器などの部品に最適です.

マテリアル選択チェックリスト

選択する前にこれらの質問を自問してください:

• 部品は高温にさらされますか (例えば。, エンジン部品)? 耐熱オプションを選択します ピーク または 液晶ポリマー.
• 柔軟性が必要ですか (例えば。, ガスケット)? 一緒に行きます エラストマー または シリコンラバー.
• 化学物質に触れますか？ (例えば。, クリーニングツール)? のような半結晶プラスチックを選択します ポリプロピレン.

実世界の例: 医療機器会社の間違い

医療会社はかつて注射器プランジャーを使用して設計しました アクリル (アモルファスプラスチック) 安かったからです. しかし、アクリルは病院で使用されるアルコールベースのクリーナーに耐性がありません。, プランジャーが割れた. 彼らはに切り替えました ポリカーボネート (より化学耐性のアモルファスプラスチック), そして問題は消えました. 修正コスト \(5,000 リツールでは保存されました \)50,000 リコールされた部分で.

2. マスターパーツトレランス (収縮を説明します!)

金型は、超密度の許容範囲で作られています (頻繁 0.005 mm CNC加工を使用します), しかし、プラスチックは冷めるにつれて収縮し、異なる材料が異なる速度で縮小します. あなたがこれを無視した場合, あなたの部品は意図したとおりに適合しません.

一般的な材料とその収縮率

例えば: それが必要な場合 100 冷却後ずっとmm, そして、あなたはピークを使用しています (1.5% 収縮), カビの空洞を設計します 101.5 MMの長さ. こちらです, プラスチックが縮むとき, ターゲットサイズに当たります.

3. 壁の厚さを正しくしてください (シンクマークを避けてください)

壁の厚さは最も一般的なデザインの間違いの1つです. 厚すぎる, そして、あなたはシンクマークを取得します (ゆっくりと冷却からのうつ病). 薄すぎる, そして、溶融プラスチックは適切に流れません。.

材料による推奨壁の厚さ

重要なルール: 壁を均等に保ちます

不均一な壁は災害です. 例えば, の部分 3 aの隣のmm壁 1 MMの壁はさまざまな速度で冷却されます - より厚いセクションはより多く縮みます, 表面を内側に引っ張る (シンクマーク).

• 不均一な壁が必要な場合, 違いを下に保ちます 15% 公称の厚さの (例えば。, a 2 MMの壁は上がるこ​​とができます 2.3 mm, ない 3 mm).
• 使用 テーパー遷移 (斜面) 厚いセクションと薄いセクションの間で、冷却の違いを遅くします.

4. ドラフト角度を追加します (カビの付着を防ぎます)

CNC加工は垂直壁を作ることができます, しかし、射出成形はできません. プラスチックが冷めるとき, それは収縮し、型にしがみついています - 特にコアの周り. ドラフト角度なし (壁にわずかな傾き), 部品を強制する必要があります, 金型またはエジェクターピンに損傷を与えます.

一般的な表面の最小ドラフト角

例: おもちゃメーカーの修正

おもちゃ会社が垂直の脚のアクションフィギュアを設計しました (ドラフト角度はありません). 彼らが部品を排出しようとしたとき, 20% 型にプラスチックが詰まっているので、足が割れた. 彼らは脚に2°のドラフト角度を追加しました, そして、欠陥率は低下しました 0.5%.

5. rib骨とガセットを使用します (肥厚せずに強化します)

より強い部分が欲しい? 壁を厚くするだけではありません rib骨 (薄い, 垂直ストリップ) または ガセット (三角形のサポート). シンクマークを引き起こすことなく強度を高めます.

リブのデザインルール

rib骨の厚さはあるべきです 50–60％それが取り付けられている壁の60％. 例えば: あなたの壁があるなら 2 厚さmm, rib骨の厚さは1〜1.2 mmです. これにより、rib骨が壁よりもゆっくりと冷却されるのを防ぎます (ワーピングを引き起こします).

例: 家具会社の成功

家具ブランドがプラスチック製の椅子の座席を作りました 4 mm太い壁 - それは強かったが、醜いシンクマークがあった. 彼らはそれを再設計しました 2 mm壁と 1 MMリブ. 座席も同じくらい強かった, シンクマークは消えました, そして彼らは使用しました 30% プラスチックが少ない (節約 $0.20 椅子ごと).

6. 半径と切り身を追加します (鋭い角を排除します)

鋭い角は2つの理由で悪いです:

1. それらは部品を弱めます。モルテンプラスチックは角に滑らかに流れることができません, 気泡または薄い斑点を作成します.
2. 彼らは作るのに費用がかかります - 鋭い角で現代には特別なものが必要です (費用がかかります) CNCツール.

半径デザインフォーミュラ

• 内側半径: 少なくとも 0.5t (T =壁の厚さ).
• 外側半径: 少なくとも 1.5t.

aの 2 mm壁:

• 内側半径= 1 mm (0.5 x 2)
• 外側半径= 3 mm (1.5 x 2)

これにより、材料の流れが改善されます, 部品を強化します, 排出を容易にします - カビのコストを削減しながら.

7. デザインスナップはスマートにフィットします (高価なサイドコアを避けてください)

スナップフィット (パーツをロックするプラスチックタブ) アセンブリに最適ですが、しばしばアンダーカットが必要です (突き出る機能, 一生懸命に拒否します). 従来のアンダーカットが必要です サイドコア (スライドする部品を滑らせます), 追加します \(1,000- )5,000 コストを形成する.

3 サイドコアを回避する方法

1. アンダーカットの代わりにスロットを使用します: 狭いスロットは、サイドコアを必要とせずにスナップフィットのように動作する可能性があります.
2. 別れのラインを移動します: カットを覆う型が分割される場所を調整します. これは、外側のアンダーカットに最適です.
3. ピールアンダーカット: あなたの部品が柔軟性がある場合 (例えば。, エラストマー), 部品が曲がるときに金型から「剥がす」小さな隆起を設計する.

ヒント: スナップフィットのクリアランスを提供します

ピールアンダーカット用, バンプがあることを確認してください 30–45°角度 - これにより、金型から簡単にスライドできます. 角度が急すぎる場合, 部品は引き裂きます.

射出成形設計に関するYiguテクノロジーの視点

Yiguテクノロジーで, 私たちは、素晴らしい射出成形はデザインから始まると信じています。. クライアント向け, 最初に材料のマッチングと耐性計画を優先します: チームが正しい素材ではなく安価な素材を選ぶので、あまりにも多くのプロジェクトが失敗します. また、「製造可能性のためのデザイン」を提唱しています (DFM) 早期チェック - 金型生産が節約する前にドラフト角度間違いまたは壁の厚さの問題を捉える 50% リワークコストの. 射出成形はチームスポーツです: エンジニア, デザイナー, そして、メーカーは協力して強い部品を構築する必要があります, 安い, そして作るのは簡単です.

よくある質問

1. 射出成形設計の最大の間違いは何ですか?

不均一な壁の厚さ. それはシンクマークを引き起こします, 反り, そして弱い部分. 常にできるだけ壁を保持してください, 厚さの違いを制限します 15% 公称サイズの.

2. すべての射出成形部品にドラフト角度が必要ですか?

はい - 「垂直に近い」壁でさえ、少なくとも0.5°のドラフト角度が必要です. それなしで, 部品は型に固執します, 亀裂やカビの損傷につながります. 唯一の例外は、別れの顔です (カビが分割する場所).

3. アモルファスと半結晶のプラスチックを選択するにはどうすればよいですか?

アモルファスプラスチックを選びます (例えば。, 腹筋, アクリル) 寸法の安定性が必要な部品の場合 (大きな収縮はありません) または耐衝撃性. 半結晶プラスチックを選択します (例えば。, ナイロン, ポリエチレン) 耐薬品性または耐久性が必要な部品の場合 (例えば。, 屋外ギア, 食品容器).