射出成形におけるコストのかかるミスを避ける方法

ジェフ・ジョルダーノ | 2022 年 8 月 11 日

射出成形に関連するコストを削減するには、設計段階で部品の成形性を優先することが重要です。 最初から成形性を最適化すると、数千ドルを節約できます。

あるプロセス専門家によると、成形性を設計する際に肉厚が最優先に考慮され、次に金型からの取り出しの最適化が厳密に考慮されます。

ミネソタ州メープルプレインのプロトラブ社の射出成形エンジニア、ジャック・ルーランダー氏によると、厚すぎる壁や薄すぎる壁を避けるには、壁の厚さを 0.040 ～ 0.140 インチ (1.0 ～ 3.5 mm) に設計するのが理想的です。 同社は、デジタル製造に関するさまざまな専門知識を提供しています。

「厚すぎるデザインはボイド/陥没/大きな収縮が発生しやすく、反りの原因となることがよくあります」とルーランダー氏はアドバイスしました。 「壁が薄すぎると、メルトの流れが遅くなったり、特定の経路に沿って停止したりするためらいが生じやすくなります。これにより、亀裂、弱いニットライン、ショートショットなどが発生します。」

最適な部品の取り出しを実現するには、エンジニアは少なくとも 1 度の抜き勾配を追加して、エジェクター ピンとブレードが金型から部品を簡単に飛び出せるようにする必要があると彼は続けました。 材料の選択は、必要な抜き勾配の量に重要な役割を果たします。その理由は、「半結晶材料は収縮率が高いことが多いのに対し、アモルファス材料は一般に収縮率が低いからです。テクスチャや表面仕上げも役割を果たします。部品の取り出しでは、アンダーカットや内部特徴が現れる可能性があります。」問題があり、成形を成功させるには再設計が必要になる場合があります。」

最終部品の外観も部品とプロセスの設計における考慮事項の 1 つであると Rulander 氏は述べています。 「射出成形品には、ゲートの痕跡や、突切り/遮断面の補助線も残ります。最も一般的なタブ ゲートは、配置に大きな柔軟性を提供しますが、他のオプションと比較すると、より大きな痕跡が残る可能性もあります。化粧品の場合」

プロトタイピング段階での金型の形状、フィット感、機能の最適化は、3D プリンティングの迅速な設計の柔軟性に最適なタスクです。これにより、設計者は、大量、低コストの生産のために高価な金型に投資する前に、複数の部品の反復を評価できます。

ただし、Rulander 氏は、「プロトタイピングの段階で最終段階を念頭に置くことが重要です。3D プリント部品でうまく機能したものが射出成形に応用できない可能性があるためです。プロトタイピングの段階では、射出成形を念頭に置いて設計するようにしてください。振り出しに戻ることなく、すぐに大量の成形に移行できます。」

高価な間違いを避けるために、Rulander は次のヒントを提供しました。

パンデミック中、Protolabs は、非営利団体、非政府組織、小規模病院がサービスが十分に受けられていないコミュニティを支援するために使用することを目的とした低コストの救命器具である Aura Project の Aura Ventilator の開発における重要な顧問パートナーでした。

Protolabs は、プロトタイピング段階で FDA 規制のハードルを乗り越えるために、Aura の小規模な開発者チームに Multi Jet Fusion 3D プリンティング サービスを提供したと Rulander 氏は説明しました。

「3D プリント部品を扱う際、Aura チームは Protolabs のデジタル見積プラットフォームを利用して、射出成形部品の迅速な見積と DFM 分析を 1 時間以内に受け取りました」と同氏は述べました。 「IM 部品の正確な見積もりを同時に繰り返し実行できるため、最終的に生産部品の IM に移行する際に、3D プリント プロトタイプの各設計変更が投資に値するかどうかをチームが判断するのに役立ちました。」

Rulander 氏によると、厳格な事前評価を通じて洗練された最適な設計により、Aura は月 500 個の射出成形生産に移行しました。これは、「Protolabs から月に約 6,000 個の部品に相当します」とのことです。

Protolabs/Aura のケーススタディ全体はここで読むことができます。

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