もしあなたがプラスチック製品を作っていて、経費を抑えたいと思っているなら、おそらくこんな質問をしたことがあるだろう：プラスチック射出成形のコストを削減するために、設計にどのような工夫ができるだろうか？時には、ほんの小さな設計変更でも、生産予算に大きな違いをもたらすことがあります。この記事では、時間とコストを節約できる設計変更について説明します。均一な肉厚を維持するなどの簡単なコツで、頭痛の種を防ぎ、スクラップを減らし、生産ラインを活気づけることができます。

プラスチック射出成形のコスト概要 

デザインを最適化する場合 プラスチック射出成形 不要なフィーチャーをカットし、肉厚のバランスをとり、アンダーカットを減らします。これは、金型の複雑さを減らし、材料の使用量を減らし、サイクルタイムを改善することにつながります。どんな小さな調整も、部品の品質や機能性を犠牲にすることなく、長期的にはプラスチック射出成形コストの大幅な削減に貢献します。

アンダーカットの排除 

アンダーカットは、金型内でスライドやリフターの使用を余儀なくされ、コストを押し上げる。サイドホールやフックのような特定の特徴を再考することで、複雑な金型を完全に避けることができます。可動部品が少ないということは、摩耗が少なく、金型がシンプルになり、リードタイムが短縮されるということです。

複雑さの軽減 

過度なカーブ、複雑な装飾、狭いコーナーなどはトラブルの元。必要のない要素を取り除き、デザインをシンプルにする。こうすることで 生産成形 コストだけでなく、金型製作がより速くなり、市場投入までの時間が短縮される。

壁を統一する 

一貫した肉厚は、均一な冷却と材料の流れを促進します。つまり、ヒケや反りなどの不良が少なくなり、成形サイクルが短縮されます。急激な肉厚変化を最小限に抑えることで、無駄を省き、金型から部品がスムーズに飛び出します。

部品形状の単純化

もし、あなたの部品がモダンアートギャラリーにあるようなものだとしたら、それは美的感覚としては素晴らしいかもしれませんが、コスト管理にとってはそうではありません。複雑な形状は、しばしば特殊な金型を必要とし、プラスチック射出成形のコストを押し上げる。形状をシンプルにするということは、機能性を失うということではありません。

アンダーカットの排除

アンダーカットは、部品が金型からまっすぐ排出されるのを妨げる特徴である。アンダーカットのある金型は通常、サイドアクション、リフター、折りたたみ式中子などが必要で、これらすべてが複雑さとコストを増加させます。アンダーカットをなくすように設計を変更できれば（穴の向きを変えたり、小さな開口部を追加したり）、金型の価格を下げ、サイクルタイムを短縮することができます。

クイック・ヒント:アンダーカットを完全に避けることができない場合は、小さな半径やテーパー角の使用を検討してください。このような小さな工夫で、派手な機構を使わなくても部品を排出できることがあります。

複雑さの軽減

複雑なロゴ、野心的すぎるデザイン要素、複数の小さな機能は、コンピュータの画面上ではかっこよく見えるかもしれません。しかし、金型製作を考慮に入れると、余分なディテールにはそれぞれ値段がついてしまいます。複雑な形状は、溶融プラスチックを隅々まで満たす必要があるため、サイクルタイムを遅くする可能性があることを覚えておいてください。

材料使用の最適化

材料はプラスチック射出成形のコストを大きく左右する要因のひとつです。樹脂の使用量が多ければ多いほど、コストは高くなります。スマートな設計は、より少ないプラスチックで同じ構造的完全性を得ることを可能にします。

肉厚を減らす

• 壁が薄いため、材料が少なくて済み、冷却時間が短縮される。
• 部品の機能に必要な強度内に収まるようにしてください。

リブとガセットの使用

• リブとガセットは、余分なプラスチックを積み重ねることなく強度を高める。
• 応力の分散を管理し、圧力がかかっても部品が折れないようにする。

厚い部分のコア抜き

• 部品に塊がある場合は、中空領域（「コア」）を作ることができます。
• この方法はヒケを防ぎ、材料の使用量を削減する。

事実だ： 多くのメーカーは、さまざまなプラスチックについて標準的な「肉厚ガイドライン」を定めている。例えば、多くの射出成形部品では1.5～3mmが一般的な範囲でしょう。これより薄い部分は、極薄成形用に特別に設計された材料を使用しなければならない。

プラスチック射出成形設計の合理化コスト

次は金型設計についてです。金型は成形作業の心臓部です。金型の設計が不十分だと、無駄や長いサイクルタイム、部品の欠陥によってプラスチック射出成形のコストが高騰する可能性があります。適切な抜き勾配の角度やうまく配置されたパーティングラインなど、考え抜かれた金型の特徴は、大きな違いを生み出します。

ドラフト角度

抜き勾配は、金型から部品をきれいに滑り出させるのに役立ちます。垂直の壁に適切な抜き勾配（多くの場合1～3度）をつけると、摩擦が減り、擦れを避けることができます。ボーナスとして、排出がより速くなり、損傷を受けにくくなります。

パーティングライン

パーティングラインの位置が悪いと、見苦しいバリが発生し、後加工が必要になります。パーティングラインをあまり重要でない場所に配置したり、ラインが自然なエッジに沿うようにパーツを設計したりできれば、金型はよりシンプルになり、仕上げコストも下がります。

金型流動解析

ソフトウェアのシミュレーション（Autodesk Moldflowや同様のツールなど）では、鋼材を切断するはるか前に、材料の流れ、収縮、反りを予測することができます。 試作成形.このような早期分析に投資することで、工場の現場ではなく仮想的に設計上の欠陥を修正できるため、将来的に莫大な節約になることが多い。

サイクルタイムの短縮

サイクルタイムとは、部品の充填、冷却、排出を行う各ショットの合計時間です。サイクルが長いということは、1時間あたりの部品点数が少なく、人件費が高くなり、エネルギー消費量が増えるということです。より速く冷却し、よりスムーズに射出できるように設計を微調整することで、プラスチック射出成形のコストをさらに削減することができます。

冷却の最適化

厚い部分は冷却に時間がかかるので、プレスを閉じたままにする時間が長くなる。これではサイクルタイムが長くなってしまいます。均一な肉厚、戦略的に配置された冷却溝、熱伝導率の良い材料の使用はすべて、部品の急速冷却に役立ちます。

提案:金型が迅速な冷却のために設計されている場合は、水ラインまたは特殊なコンフォーマル冷却チャンネルの使用を検討してください。これらの高度なソリューションは、複雑な部品形状に適合し、熱除去を大幅にスピードアップします。

射出の最適化

動かない部品は生産の遅れ、あるいはそれ以上の事態を引き起こしかねない、 マイクロモールド 部品の損傷。エジェクターピンやストリッパープレートのような機能は、最小限の力でパーツを押し出すことができるよう、慎重に配置する必要があります。適切な抜き勾配と組み合わせることで、部品が楽に飛び出すようになり、サイクルタイムが短縮されます。

製造可能な設計（DFM）

プロジェクトの最後の最後で大きな問題を解決しようとしたことがあるだろうか？ストレスがたまるし、お金もかかる。同じ理屈が 射出成形.金型設計者や製造の専門家に相談するのは、早ければ早いほどよい。それが、製造可能性のための設計（DFM）なのです。

初期のコラボレーション

成形品の設計が "完成 "するまで、成形の専門家に見せるのを待たないでください。早い段階で専門家に依頼することで、不可能なアンダーカットや保持が難しい極端に厳しい公差などの設計上の落とし穴を避けることができます。また、このアプローチは、より正確な見積もりをもたらし、後々厄介なサプライズがないことを保証します。

警告:土壇場での設計変更は、予算を吹き飛ばす可能性があります。小さな変更であっても、金型が出来上がってからでは、大きな金型の手直しが必要になるかもしれません。

素材の選択

プラスチックの選択を誤ると、プラスチック射出成形のコストが膨らみます。材料によっては、熱くなったり、特別なゲーティングが必要になったり、冷却時間が長くなったりします。逆に、安価なプラスチックは耐久性のニーズを満たさないかもしれません。原料のコストと総製造費を天秤にかけてみてください。時には、少し高価な樹脂の方が、購入価格の高さを補って余りあるほど高速で動くこともあります。

コスト削減のために

形状を単純化し、材料使用を最適化し、金型設計を洗練させ、サイクルタイムを短縮し、製造可能性を最初から計画する、これらすべてのテクニックを組み合わせると、プラスチック射出成形のコストを最小限に抑える強力な戦略が生まれます。ひとつひとつの小さな改善が積み重なって、費用を抑えながら高品質の部品を生産することができるのです。

ホリスティックに考える

コスト削減は一箇所からだけ生まれるものではない。サイクルを少し短縮する。材料を10%減らす。トリッキーなアンダーカットを手直しするかもしれない。多くの場合、これらの戦術の相乗効果が、全体として最大の節約につながる。

シンプルにすることを意識して、デザインを見直し続けましょう。として アドバンステクノロジー -新しいモールドフローソフトウェアや改良された樹脂のように、プラスチック射出成形のコストをさらに削減する新たな機会が生まれるだろう。

継続的改善

部品が生産に入ったら、データを収集します。不良品率、サイクルタイム、金型メンテナンスの問題を追跡します。これらの洞察をチームと共有しましょう。そうすれば、設計や工程をリアルタイムで改良することができ、経費削減や品質向上のチャンスを逃すことがなくなります。

結論

プラスチック射出成形のコストを下げるには、設計変更が一番の味方です。アンダーカットを避け、可能な限り壁を薄くし、金型メーカーと早期に協力することで、製造プロセス全体を合理化することができます。最適化された設計は、不良品を減らし、サイクルを早め、顧客を満足させます。

結局のところ、部品の形状、金型レイアウト、材料の選択を改良するために前もって時間を投資することは、大きな報酬を得ることになります。生産における頭痛の種が減れば、利幅を圧迫するコストも削減できます。スマートな設計の選択は、単に製品を形づくるだけでなく、収益を向上させるのです。

よくあるご質問

なぜアンダーカットはプラスチック射出成形のコストを上げるのか？
アンダーカットはスライドやリフターのような特殊な金型部品を必要とし、複雑さを増す。複雑な金型は製作やメンテナンスに時間がかかり、機械的な故障のリスクも高くなる。

強度を落とさずに肉厚を薄くできますか？
多くの場合、そうだ。リブ、ガセット、または高度な材料を使用することで、壁が薄くても構造的な完全性を保つことができます。部品の要求と効率的な材料使用とのバランスをとることが重要なのです。

金型設計者はどの程度早い段階で関与すべきでしょうか？
理想的には、部品設計のラフができあがったらすぐに。早期のフィードバックは、後で修正するのにコストのかかる設計の落とし穴を避けるのに役立ち、時間とコストを節約します。