さて、今日は射出成形金型の製作に取り掛かります。そして、ご存知のとおり、それは私たち全員が当然のことだと思っていることです。でも、ポケットにある携帯電話のケース、そのプラスチックが実際にどうやって作られるのか疑問に思ったことはありませんか?
うん。ご存知のように、考えてみると本当に信じられないほどです。確かに、これらの作戦の一部の精度とその規模の大きさは驚くべきものです。
それでは、分解してみましょう。というか、どこから始めればいいのでしょうか？青写真や昔ながらの設計手法は、最近では通用しなくなってきているのではないかと思います。
そうですね、かなり。 CADソフトにはあります。つまり、デザインプロセス全体に完全な革命をもたらしたのです。
CADソフトウェア。つまり、おそらくエンジニアではない私たちのために、それを少し分析してみましょう。
そこで、こう考えてみてください。みたいな感じです。デジタル彫刻スタジオのようなもの。非常に詳細な 3D モデルを作成しているのですね。しかし、物理的なものが存在する前にテストし、改良することもできます。
いや、むしろ、「ああ、この作品はこの作品に合わない」ということを理解するためにプロトタイプを構築するようなものです。
その通り。つまり、これらのエラーを早期に発見することは非常に重要です。時間とお金を大幅に節約します。さらに、CAD ソフトウェアを使用すると、共同作業がよりスムーズになります。全員がリアルタイムで同じモデルに取り組んでいます。いや、リビジョンなどを行ったり来たりしているようなものです。
なるほど、それは理にかなっていますね。そして、あなたが送ってくれた調査で私が本当に驚いたのは、射出成形プロセス全体を CAD ソフトウェア内で直接シミュレートできるこの機能です。つまり、それはどういう意味ですか？ただ可視化するだけではないですよね？
いいえ、いいえ、それは単なる美しい写真以上のものです。つまり、プロセスをシミュレーションすることで、生産ラインで実際の問題になる前に問題を特定できるようになります。つまり、溶融プラスチックがどのように流れるかを確認したり、冷却速度を予測したり、歪みやヒケが発生する可能性のある場所を確認したりできます。
仮想的なテスト実行のようなものですか？はい、大丈夫です。物理的なものを作る前に、金型を調整し、パラメーターを設計し、すべてを調整します。
その通り。材料の無駄が減り、リードタイムが短縮され、最終的には品質が向上します。
ガッチャ。さて、デジタルモデルが完成しました。私たちはそれを仮想的にテストしました。さて、どうしましょう。現実世界でこの型を実際にどのように作るのでしょうか?
CNC マシンです。そこで彼らの出番です。
彼らはロボット彫刻家のようなものだと言われているのを聞いたことがあります。
素晴らしい例えですね。そうですね、つまり、彼らはコンピューターを利用した設計を採用し、ある程度の精度で型を彫り出します。ただ手では手に入らないのです。そして今彼らが作り出すことができるものは素晴らしいです。たとえば、小さな機能、複雑なアンダーカット、さらには内部冷却チャネルなどです。
特に、非常に精密な産業、医療機器、マイクロエレクトロニクスなどでは、最も小さな欠陥でも大きな問題になる可能性があると思います。
絶対に。つまり、考えてみましょう。その一貫性が必要です。すべての部品が同じ基準を満たさなければなりません。 CNC 加工により、いつでもそのレベルの精度を得ることができます。
つまり、基本的には CAD ソフトウェアからデジタルの完成度を取得し、それを現実世界の型に直接変換していることになります。それはとても印象的ですね。しかし、ここで尋ねなければならないのは、つまり、そのような精度が安いはずがないということです。
まあ、その通りです。初期投資は確かに重要です。ただし、長期的なメリットを考慮する必要があります。無駄が減り、生産が速くなり、部品の品質が高くなります。そして多用途性も。つまり、さまざまな材料から型を作成できます。スチール、アルミニウム、各種特殊合金。
右。つまり、仕事に適したツールを選択することになります。わかった。適切なツールについて言えば、モールドベースとインサートに移りましょう。これらはプロセス全体の基礎のようなものですよね?
そうですね、そのように考えることもできます。モールドベースは構造的な骨組みのようなものです。右。インサート、エジェクターピン、冷却チャンネルなど、他のすべてのコンポーネントを保持します。丈夫でなければなりません。成形プロセス中の多くの圧力と熱に耐えなければなりません。
わかった。つまり、それは全体のオペレーションのバックボーンのようなものです。インサートについてはどうですか?それらは何をするのですか？
インサートは、カスタマイズ可能なパーツと言えるでしょう。実際に最終製品を形作ります。そして、完全に新しい金型を構築することなく、それらを交換してさまざまなバリエーションを作成することができます。
したがって、複数のサイズがある製品を作りたい場合は、インサートを交換するだけで済みます。それは。それはとても賢いことですね。
その通り。柔軟性、リードタイムの短縮、そしてもちろんコスト効率の向上がすべてです。つまり、考えてみましょう。製品ライン全体で使用する金型の数を大幅に減らすことができる可能性があります。これにより、物事が大幅に簡素化されます。
さて、重要なのは効率を最大化し、無駄を最小限に抑えることです。それは理にかなっています。
絶対に。効率について言えば、非常に重要な役割を果たす別のコンポーネントが登場します。エジェクターピン。
エジェクターピン。つまり、完成した部品が実際に金型から取り出されるのを確認するのはこれらの部品ですよね？
その通り。これらは戦略的に配置され、成形サイクルの最後に、固化した部品がキャビティから押し出されます。簡単なことのように聞こえますが、金型自体の部品への損傷を防ぐことが非常に重要です。
そして、他のすべてと同様に、適切なエジェクター ピンを選択することが重要だと思います。では、その決定には何が含まれるのでしょうか?
そうですね、考慮すべきことがいくつかあります。まずはピンの材質です。硬化鋼。それは、よくあることです。耐久性があります。しかし、場合によっては、ステンレス鋼など、より耐食性の高いものが必要になることがあります。
右。つまり、湿気や化学薬品などにさらされるものを成形する場合などです。
そうです、その通りです。そしてもちろん、ペンのサイズと形状は、適切な場所に適切な量の力を加えるために、その部分に一致する必要があります。
したがって、押し出すときにパーツを変形させたくありません。
その通り。そしてそれは。ここでもシミュレーション ソフトウェアが役立ちます。あなたはできる。さまざまな配置、さまざまなサイズをテストして、金型を構築する前にすべてが完全に機能することを確認できます。
おお。つまり、エジェクターピンのような一見単純なものであっても、私にはわかりませんが、たくさんあります。そこにはたくさんの思いが込められています。
絶対に。完璧な結果を目指しているときは、あらゆる細部が重要になります。そして、それは私たちに別の重要な要素をもたらします。冷却システム。
冷却システム。つまり、それは理にかなっていると思います。温度を管理下に置かなければなりません。右。しかし、なぜそれがそれほど重要なのでしょうか?つまり、それが正しく行われなかった場合はどうなりますか？
さて、冷却プロセスは、最終的な部分に大きな影響を与えます。つまり、プラスチックがどのように冷えて固まるかによって、その強度が決まります。その寸法、その外観。きちんと管理してないんですね。部品が歪んだり、縮んだり、表面が非常にでこぼこになったりする可能性があります。
プラスチックを冷やすだけではありません。それはその冷却を制御することです。うん。あなたが望む特定の結果を得るために。
その通り。冷却システムにはさまざまな種類があり、それぞれに長所と短所があります。最も一般的なのは水ベースです。ご存知のとおり、これは非常に簡単で、費用対効果が高くなります。
そこで私は、水が循環する型の内部の溝を想像しています。
それは正しい。ただし、水は時間の経過とともに腐食する可能性があるため、メンテナンスには注意する必要があります。そして、特定の素材については、何かが必要になることがあります。もう少し正確なもの。
では、そのような場合にはどのような選択肢があるのでしょうか?
オイルベースのシステムは、より効率的に熱を伝達し、腐食する可能性が低くなります。しかし、もちろん、それらはより高価でもあります。
わかった。繰り返しますが、それはトレードオフですよね？コストと必要なパフォーマンスのレベル。では、本当に複雑な金型はどうでしょうか。詳細がたくさんあります。それらに対する特定の冷却技術はありますか。
ああ、そういう金型の場合ね。コンフォーマル冷却はますます普及しています。基本的には、単なる直線のチャネルではなく、金型キャビティの形状に沿ったチャネルを作成します。つまり、冷却は、重要な領域を実際にターゲットにしているということです。
おお。これは、金型ごとにカスタム設計された冷却システムのようなものです。
もちろん、3D プリントやその他の高度な製造技術が使用されることが多いため、より高価であると言えます。しかし、そのレベルの精度が必要な場合には、多くの場合、それが理にかなっている価値があります。
さて、金型の作成と冷却について話しました。次は何でしょうか？すべてが正確な仕様を満たしていることを実際に確認するにはどうすればよいでしょうか?
ああ、そうそう、そこで測定器の出番です。測定器は精度の守護者とも言えるでしょう、金型が設計の正確な寸法と公差に従って作られていることを確認します。
つまり、本当に正確な測定値について話しているのですね。つまり、人間の目で見ることができるものを超えています。
ああ、確かに。つまり、ここでの主役の 1 つは座標測定機、つまり cmm です。要は三次元測定器のようなものです。プローブを使用して金型内のさまざまな点に触れ、座標を記録します。
つまり、金型の形状のデジタルマップのようなものを作成しているのです。
はい、わかりました。そして、それを元の CAD モデルと比較して、逸脱や問題があるかどうかを確認できます。
そして、それは非常に厳しい公差にとって特に重要であると思います。
絶対に。三次元測定機は、あらゆる種類のものを測定できるため、優れています。距離、直径、曲線、角度、その他すべてです。
なるほど、かなり多用途ですね。しかし、探査機が見逃してしまう可能性のある、本当に微妙な欠陥についてはどうでしょうか?
そのために、レーザー スキャナーを用意しました。光線を使用して表面の 3D スキャンをキャプチャします。
ああ、興味深いですね。つまり、それは金型表面のデジタル写真のようなものですよね？
そう言えるでしょう。そして、他の方法では見えないような表面の欠陥や不一致、歪みや歪みさえも見ることができます。
繰り返しになりますが、問題を早期に発見することが重要です。
その通り。レーザー スキャナは非接触であるため、非常に人気が高まっています。つまり、触れて金型を傷つける心配がありません。
そうですね、それは理にかなっています。しかし、ノギスやマイクロメーターなどの基本的なツールはどうでしょうか。つまり、このハイテクの世界にまだそのような場所があるのでしょうか？
ああ、確かに。これらは、現場での測定、特に CMM やレーザー スキャナーでは測定が難しい小さな形状の素早いチェックには依然として不可欠です。
つまり、最先端のテクノロジーであれ、何世紀にもわたって存在してきたものであれ、仕事に適したツールを持つことが重要なのです。そして射出成形金型製作はこれだそうです。わからない。精度、効率、継続的な革新のバランスが保たれています。
素晴らしい言い方だと思います。そして、テクノロジーが進歩し続けるにつれて、この分野ではさらに驚くべきことが起こると思います。
さて、これは私たちの詳細な説明の次の部分への完璧な続きです。私たちが毎日目にする革新的な製品を作成するためにこれらのツールがどのように使用されているか、またそれらのツールがいくつかの課題の解決にどのように役立っているかについて話したいからです。業界と向き合う。持続可能性のようなものです。
そうですね、そこには開梱するものがたくさんあります。つまり、医療について考えてみましょう。手術器具、インプラント、あらゆる種類のデバイス。射出成形はどこにでもあります。そして自動車業界も。右？車が軽くなれば燃費も良くなります。それは、金型の設計と材料でできることの限界を押し広げているのです。
ええ、確かに。限界を超えるという話で、エジェクターピンの話に少し戻りましょう。つまり、細かいことのように思えるかもしれませんが、あなたが言ったように、台紙からそのパーツを台無しにせずに取り出すためには非常に重要です。
絶対に。その。それは、レーシングカーに適したタイヤを選ぶようなものです。彼らはプレッシャーや暑さに何度も耐えることができなければなりません。
では、エジェクターピンにはどのような材質が使われているのでしょうか？つまり、何を成形しているかによって決まりますか？
そうですね、仕事に最適な素材を常に選びたいものです。硬化鋼。それは、それはかなり一般的です。ご存知のように、丈夫で耐久性があります。ただし、腐食が心配な場合は、通常はステンレス鋼の方が良い選択です。
そうですね、水や化学薬品などにさらされるものを成形している場合はそうです。
その通り。そしてもちろん、ピンのサイズと形状も考慮する必要があります。適切な場所に適切な量の力を加えたいので、そうしないと部分が歪んでしまうことはありません。
そうです、そうです。先ほど、シミュレーション ソフトウェアがこれらのピンの最適な配置を見つけるのに役立つとおっしゃいました。
はい、それはとても助かります。つまり、すべてを仮想的にテストし、射出プロセスがどのように機能するかを確認し、金型を構築する前に潜在的な問題を特定することができます。すごいですね。
したがって、基本的にコンピューターでプロセス全体を微調整し、毎回すべてが完璧に動作することを確認できます。
そうですね。そして、複雑な機能をすべて備えた非常に複雑な MO 金型は、エジェクター ピンに関しては非常に困難になる可能性があります。
はい、想像できます。それで、つまり、あなたは、そのような場合に何をしますか？
そうですね、時々、少し創造的になる必要があります。折りたたみ可能なコアや、ご存知のとおり、多段階排出システムなどは、その部品が損傷なくきれいに取り外されることを確認することがすべてです。
そうですね、それはとても魅力的ですね。さて、少しギアを切り替えて、冷却システムについて話しましょう。先ほど簡単に触れましたが、もう少し詳しく掘り下げてみたいと思います。成形プロセス中に正確な温度制御を行うことがなぜそれほど重要なのでしょうか?つまり、もしそうしなかったらどうなりますか？
そうですね、冷却プロセスは、それは大変なことです。それは最終パートの品質に大きく影響します。つまり、プラスチックがどれだけ早く冷えるか、どのように固まるかによって、その強度、寸法、さらには外観が決まります。正しく管理しないと、パーツが歪んだり、縮んだり、表面が非常に凸凹になったりすることがあります。
つまり、一見すると問題ないように見えても、実際には仕様を満たしていないような部品が存在する可能性があります。
右？その通り。場合によっては、これらの欠陥は、すぐには明らかではないかもしれませんが、後になって問題を引き起こす可能性があります。つまり、航空宇宙部品や医療用インプラントを思い浮かべてください。それらは完璧でなければなりません。
ああ、確かに。こういった業界ではリスクがかなり高いということです。
うん。
したがって、冷却を適切に行うことは間違いなく重要です。さて、水ベースの冷却システムについて言及したことを覚えています。これらが、最も一般的なものではないでしょうか。
はい、そうです。つまり、それらは非常に単純です。通常、最もコスト効率の高いオプションです。ご存知のとおり、金型内のチャネルのネットワークを使用して冷水を循環させ、プラスチックから熱を奪います。
つまり、金型にランダムに穴を開けるようなものではありません。右。これらのチャネルの設計にはエンジニアリングが必要です。
ああ、確かに。サイズ、配置、全体のレイアウト、すべてを慎重に計算して、冷却が金型全体で均等になるようにする必要があります。しかし、水ベースのシステムにはいくつかの欠点があります。水は、特に時間の経過とともに腐食性を示す可能性があります。したがって、定期的なメンテナンス、水の適切な処理などを確実に行う必要があります。
わかった。つまり、メンテナンスが必要なのです。
うん。
そして、材料によっては、水ベースの冷却が最良の選択肢ではない場合があるとおっしゃいました。
それは正しい。場合によっては、より高い温度に対応したり、より正確な制御を提供したりできるものが必要になります。そのときは、オイルベースのシステムを使用することをお勧めします。
オイルベース。それで、何が違うのですか？
油は水よりも熱伝導率が高いので、より効率的に熱を伝えることができ、一般に腐食性が低いのです。しかし、欠点としては、オイル システムは通常より高価であり、オイルを加熱および冷却するためのより特殊な機器が必要になることです。
つまり、これもトレードオフの 1 つなのです。右。コストとパフォーマンス。さて、これらの小さな特徴と厳しい公差を備えた超複雑な金型はどうでしょうか。通常、それらには別の種類の冷却設定が必要ですか?
うん。非常に複雑な金型の場合、多くの場合、より高度な冷却技術を使用する必要があります。たとえばコンフォーマル冷却。直線的な冷却チャネルを使用する代わりに、実際に金型キャビティの形状に沿ったチャネルを作成します。
おお。冷却チャネルも同様です。基本的には金型ごとにオーダーメイドするんですか？
そうですね。これにより、本当に重要な領域を冷却することができ、すべてが均一に固まることを確認できます。そして、それは多くの場合、3D プリントやその他の高度な製造方法を使用して行われます。
おそらくかなり高価だと推測することもあります。
そうかもしれませんね。しかし、本当に高精度の部品の場合は、それだけの価値があることがよくあります。また、3D プリンティングがより手頃な価格で利用しやすくなるにつれて、小規模な生産でもコンフォーマル冷却がますます使用されるようになってきています。
これは、テクノロジーがゲームをどのように変えているかを示すもう 1 つの例です。さて、測定器の話に移りましょう。つまり、これらの精密な金型の作成について多くのことを話してきましたが、実際にそれらが仕様を満たしていることを確認するにはどうすればよいでしょうか?
ああ、そうそう、そこで測定器が登場します。つまり、測定器は、金型が正確な寸法と公差に従って製造されていることを確認するためのものであり、プロセス全体で使用されています。原材料の検査から、完成した金型、さらにはそこから出てくる部品の検査に至るまでです。
それは、品質管理の絶え間ない連鎖のようなものです。
その通り。そして、それは、精度が絶対的に必要な業界では特に重要です。航空宇宙、医療、開発機器などです。
ええ、確かに。つまり、そのような場合、部品に欠陥があると非常に危険になる可能性があります。
絶対に。したがって、品質管理については非常に厳格でなければなりません。すべてのコンポーネント、すべての材料、プロセスのすべてのステップを追跡できるトレーサビリティが必要です。
わかった。つまり、すべてがどこから来たのかを正確に知り、すべてがそれらの高い基準を満たしていることを確認することが重要です。
その通り。そしてそれが、これらの業界に、重要な用途に射出成形を使用する自信を与えているのです。
はい、それは理にかなっています。これらすべてに関わる精度のレベルを考えると、これは非常に驚くべきことです。そして、リサイクルされた材料やバイオベースのプラスチックなどを使用するなど、同じ原則が持続可能性などに取り組むために現在どのように使用されているかを見るのは本当に素晴らしいことです。
そうですね、この分野に携わるのは間違いなくエキサイティングな時期です。そして、ご存知のとおり、テクノロジーが進化し続けるにつれて、さらに多くの、さらに革新的なソリューションが登場すると思います。
さて、これは私たちの詳細な説明の次の部分への完璧な続きです。私たちが毎日目にする革新的な製品を作成するためにこれらのツールがどのように使用されているかについて話したいからです。また、持続可能性など、業界が直面しているいくつかの課題への対処にどのように貢献しているかについても説明します。
そうですね、そこには開梱するものがたくさんあります。本当にそうです。つまり、この業界において持続可能性がイノベーションの原動力になりつつあるのを見るのは素晴らしいことです。
うん。そして、それは最近私たちが全面的に見ているものです。しかし、プラスチックに関しては、このような認識があると思います。それらは本質的に環境に悪いものと同じです。しかし、あなたが送った調査では、異なる状況が描かれています。実際、それを変えるためにたくさんのことが起こっています。
はい、その通りです。これは複雑な問題であり、プラスチック廃棄物とそれが環境に及ぼす影響については、当然の懸念が存在します。しかし同時に、より持続可能なプラスチックを開発し、より責任ある製造慣行を採用しようとする動きが高まっています。
つまり、プラスチックを完全になくすということではなく、プラスチックをより賢く利用することが重要なのです。射出成形金型の製造に関して言えば、それをより持続可能にするために具体的にどのようなことが行われているのでしょうか?
そうですね、最も有望な分野の 1 つはバイオベースのプラスチックです。つまり、これらは植物などの再生可能な資源から作られたプラスチックです。
ああ、すごい。つまり、石油を使う代わりに、植物を使ってプラスチックを作っているのです。それはきれいですね。
そうですね、それはかなり大きな変化です。そして、多くの利点があります。つまり、バイオベースのプラスチックは、多くの場合、従来のプラスチックよりもはるかに早く生分解されます。つまり、埋め立て地に 400 年間放置される可能性は低いのです。
そうです、そうです。そして、それらは植物から作られているので、おそらく他の面でも環境に良いでしょう。そう、二酸化炭素排出量などもそうです。
その通り。生産から廃棄までのライフサイクル全体において、一般に環境にとってははるかに良いものです。しかし、すでに世に出ているプラスチックはどうなるのでしょうか?それをリサイクルして射出成形に使用することはできますか?
はい、それは良い質問です。
うん。そして答えは絶対にあります。ご存知のとおり、リサイクルは持続可能な製造において非常に重要な部分になりつつあります。そして、多くの企業は、新しいプラスチックを一から作る必要がないように、リサイクルされたプラスチックを自社のプロセスに組み込んでいます。
つまり、基本的にループを閉じています。そう、私たちは本来捨てられていたものを、新しいものに変えているのです。
それがアイデアです。そして、それを行うにはさまざまな方法があります。アプローチの 1 つは、消費者が使用した後に再生されたプラスチックを使用することです。それは、消費者が使用した後に回収され、処理されたプラスチックです。
ペットボトルや容器、その他すべてがそうです。
その通り。収集、選別、洗浄された後、射出成形の原料として使用できるペレットに加工されます。
わかった。したがって、まったく新しい製品として第二の人生を迎えます。あれ、本当にすごいんです。しかし、再生プラスチックの使用には何か課題があるのでしょうか?
まあ、いくつかはあります、はい。つまり、再生プラスチックは、バージンプラスチックとまったく同じ特性を常に持っているわけではありません。融点の範囲が広いか、あるいは少し異なる流れをする可能性があります。そのため、成形プロセスを少し調整する必要がある場合があります。
したがって、単なる交換ではありません。
そうです、そうです。そしてもう一つ。もう 1 つの課題は一貫性です。つまり、リサイクルされたプラスチックは、ご存知のとおり、さまざまな供給源から来ているので、そうなる可能性があります。未使用のプラスチックよりも若干変化しやすい場合があります。
それで、それは約です。それは、リサイクルされたプラスチックの優れた供給源を見つけ、それが確かに高品質であることを確認することです。
うん。ここで、金型メーカーのスキルが本当に重要になるのです。そうしなければなりません。彼らは、さまざまな素材とその方法を理解する必要があります。必要な結果を得るためにプロセスを適応させる方法。
なるほど、それは理にかなっています。さて、精度と品質管理については、これまでたくさん話してきました。型を作るのですが、どうやって作るのですか？同じ原則が実際の製品、つまり金型から取り出される製品にどのように適用されるのでしょうか?
まあ、品質管理ですね。それはプロセス全体を通して重要です。つまり、金型の設計から、完成した部品の検査や、これまで話してきたすべてのツール、CMM、レーザー スキャナー、さらには単純なノギスやマイクロメーターに至るまで、これらはすべて、部品が仕様を満たしていることを確認する役割を果たします。
したがって、常に確認と再確認のプロセスが必要になります。右。すべてが水準に達していることを確認するため。
その通り。また、医療機器や航空宇宙部品など、一部の業界では、それが他の業界よりもさらに重要です。つまり、それらの部分はそうである必要があります。それらは完璧でなければなりません。
はい、想像できます。あるよ。そこには間違いが許される余地はありません。
そうではありません、いいえ。だからこそ、トレーサビリティ、つまりトレーサビリティを可能にすることが非常に重要なのです。プロセスのすべてのステップ、すべての材料、すべてのコンポーネントを追跡するためです。
それで、それは約です。それは、ご存知のように、その完全な記録を持っていることです。その保管連鎖。
右。それがそれです。それが、これらの企業が射出成形を使用する自信を与えている理由です。本当に重要なアプリケーション向け。
そうですね、それは本当に信じられないことですし、これらすべてについて学ぶのはとても興味深いです。つまり、私たちが当たり前だと思っているこれらの日用品がどれほどの精度と創意工夫によって作られているかを考えると驚くべきことです。
同意します。そして、これらの原則が持続可能性のような大きな課題に対処するために現在どのように適用されているかを見るのは本当に素晴らしいことです。つまり、それは間違いなく正しい方向への一歩です。
うーん、これ以上同意することはできませんでした。話をまとめるのに最適な場所だと思います。本日はご参加いただき、専門知識を共有していただき、誠にありがとうございます。これは、射出成形金型製造の世界を深く掘り下げる非常に啓発的な内容でした。
それは私のものでした
