では、聞いてください。この会社は、本格的な機械用の非常に複雑なプラスチック製の歯車を製造していたのですが、行き詰まってしまいました。.
どうしたの？
彼らは型から物を取り出すことができませんでした。.
ああ、すごい。.
結局彼らはナイロンを使っていたことが判明しました。.
右。
そしてナイロンは冷えるとかなり縮みます。.
右。
つまり、通常のものよりはるかに多いです。.
あといくらですか？
ポリプロピレンよりも 2% も高いのです。.
ああ、すごい。.
日常の物事では、それほど気づかないかもしれません。.
うん。
ただし、精密ギアです。.
右。
完全な惨事だ。.
はい、それはわかります。.
今日はその点について詳しく説明します。.
わかった。
射出成形を行う際にきれいなリリースを実現する技術。.
右。
あるいは専門家が言うように、型から外す作業です。.
脱型。うん。.
プロセス全体を詳しく説明する技術ガイドがあります。.
素晴らしい。
物作りの細部にまで踏み込む準備はできていますか?
もちろんです。あなたが準備できたら、私も準備はできています。.
素晴らしい。
ギアに関するこの話は、型から取り出すことがいかに重要かを示しています。.
はい、もちろんです。.
プラスチックを型に押し込むだけではありません。.
右。
それは、デザイン、材料、プロセス制御をすべて慎重に計画したものです。.
はい。それではこのダンスを想像しています。.
わかった。
どこから始めればいいのでしょうか?
そうですね、最初のステップは、舞台を設定することです。.
わかった。
つまり、カビそのもののことです。.
わかった。
金型の設計方法は、良好な成形の基礎のようなものです。.
つまり、これはプラスチックだけの問題ではないのです。.
うん。.
カビは本当に重要なのです。.
絶対に。100%。.
おお。
型取りの成功または失敗を左右する重要な設計要素がいくつかあります。.
はい、どんなものですか？
まずは、脱型スロープと呼ばれるものから始めましょう。.
成形斜面？
そうですね。箱から何かを滑り出そうとしているところを想像してみてください。.
わかった。
側面が上下に完全に真っ直ぐだと、引っかかってしまいます。.
右。
でも、ちょっとした傾斜があればいいんです。.
うん。
ただ滑り出すだけです。.
理にかなっています。
ほくろも同様です。.
だから傾斜も必要なのです。.
そうです。緩やかな角度、大体1度から3度くらいの角度が必要です。.
それでほんの少しだけ？
はい、その部分がスムーズに出てくる程度で十分です。.
なるほど、なるほど。あの役には逃げ道があらかじめ用意されているってことですね。.
その通り。
私はそれが好きです。
次に表面の粗さです。.
表面の粗さ？
ええ。それは何ですか？金型の表面がざらざらしていて、サンドペーパーのようです。.
おお。
摩擦がものすごく大きくなって、部品がくっついてしまうんです。.
右。
そのため、メーカーは金型の研磨に多くの時間を費やします。.
すごい。ざらつきをなくすために。.
ええ。鏡みたいになるまで磨くんですか？そう。そうすると摩擦が減って、部品がスムーズに取り出せるようになるんです。.
へえ。それはすごい。つまり、表面を滑らかに仕上げると良いってことか。でも、それだと成形時に部品がずれやすくなるんじゃないの？
確かに、それはバランスを取る行為です。.
わかった。
射出中に部品を保持できるほどのグリップが必要です。.
うん。
しかし、その後にそれを出すために休憩レスリングの試合をするほどではありません。.
そうだね。なるほど。プラスチックの部品で見かけたあの奇妙な形はどうなったの？
わかった。
隅々までこだわったおもちゃみたい。.
うん。
あれっていつも詰まっちゃうじゃないですか？
確かに難しいですね。アンダーカットや深い空洞のある複雑な形状です。.
うん。
型から取り外すのは本当に悪夢になる可能性があります。.
想像できます。.
しかし、ご存知のとおり、賢いエンジニアたちが実に賢い解決策を考案しました。.
どのような？
1つはスライダーを使用することです。.
スライダー？
そうですね。金型の中に小さな可動部分があると想像してみてください。.
わかった。
部品をリリースする時が来たら、そのシフトを邪魔にならないようにします。.
ああ、つまり、金型の中に秘密の落とし戸があるようなものですね。.
その通り。
それはすごいですね。こういう秘密兵器のデザインは他にもあるんでしょうね。.
がある。.
本当ですか？他には何がありますか？
もう一つは傾斜エジェクターです。.
傾斜エジェクター？
うん。
わかった。
部品が斜めに滑り出すのを助ける傾斜路を想像してください。.
わかった。
まっすぐ上に行くのではなく。.
ガッチャ。
損傷する可能性のある繊細な部品に特に役立ちます。.
右。
そのまままっすぐに引っ張れば。.
分かりました。金型の設計がどのようなものかを見てきましたが、それ自体が戦略の世界のようです。.
ええ。本当にすごいですね。.
でも、カビだけの問題じゃないことは分かっています。そうですよね？
右。
実際の注入プロセスはどうですか?
おっしゃる通りです。金型は準備段階ですが、実際の動作は射出成形工程で行われます。.
右。
そして最も重要な要素の 1 つは射出圧力です。.
射出圧力？
うん。.
さて、それは何ですか？
それは、溶けたプラスチックを金型に押し込むために使用する力です。.
そうですね、ちょっと気になったんですが。注入時に圧力が強すぎるとどうなるんですか？歯磨き粉みたいに噴き出すんですか？
確かに混乱を招く可能性があります。.
なんてこった。
圧力が強すぎると、金型が強く締め付けられすぎてしまいます。.
わかった。
すると摩擦が増加し、部品を取り出すのが非常に難しくなります。.
わあ。なるほど、それなら圧力を下げるだけでいいんですか？
そんなに簡単だったらいいのに。.
わかった。
プラスチックが型の隅々まで行き届くように十分な圧力が必要です。.
右。
しかし、そこに閉じ込められるほどではありません。.
したがって、適切な圧力を見つけるのはバランスを取る行為のようなものです。.
その通り。
ガッチャ。
最適な点を見つけるにはいくつか方法があります。例えば、射出圧力を下げることです。.
わかった。
それは、封が破れる程度に瓶の蓋を緩めるようなものです。.
なるほど、それは理にかなっています。.
保持時間を調整する他の方法は何ですか?
保持時間？
うん。
あれは何でしょう？
それは、プラスチックを注入した後、金型が閉じられたままになる時間です。.
わかった。
保持時間が短いということは、プラスチックが冷却されて収縮する時間が短くなることを意味します。.
ああ、わかった。
そして、それによって解放が容易になります。.
なるほど。つまり、すべては技巧とタイミング次第ということですね。.
分かりました。オーケストラを指揮するようなものです。.
おお。
成形されたプラスチック部品の美しい交響曲を創り出すには、すべての楽器を一緒に演奏する必要があります。.
はい。型も圧力もできました。.
うん。.
でも、もう1つあります。そうです。.
忘れられない大物がもう一人います。.
あれは何でしょう？
素材そのもの。.
ああ、そうか。つまり、どうやって作るかではなく、何から作るかが重要なんですね。.
まさにその通りです。プラスチックの種類によって、それぞれ個性があると言えるでしょう。.
わかった。
そして、それらの性格は脱型に本当に影響を及ぼします。.
収縮というのは、プラスチックが冷えるとどれだけ縮むかということだと思います。.
はい。.
そして、先ほど話したナイロンギアの話はそれと関係があるのではないでしょうか?
わかった。
わかった。
これは収縮がいかに問題を引き起こすかを示す完璧な例です。プラスチックの中には、縮むスミレのように縮みやすいものもあれば、冷めると金型にくっつきやすいものもあります。.
わかった。
そしてナイロンは間違いなく、体に密着するもののひとつです。.
では、適切なプラスチックを選ぶにはどうすればいいのでしょうか?
もちろん、何を作るかによります。.
右。
しかし、一般的には、収縮率が低いプラスチックが求められます。.
わかった。
そして流動性も良好です。.
流動性。.
ええ。型に流し込むのがすごく簡単ですよね。.
だって、水ってすごく流動性があるから。.
その通り。
わかった。
パンケーキの型に生地を流し込むようなものだと考えてください。.
わかった。
生地によっては薄くて簡単に広がるものもあります。.
右。
一方、厚みがあり、隅々まで埋められないものもあります。.
うん。
プラスチックも同様です。.
したがって、滑らかで流れるようなプラスチックは、よりスムーズなリリースを実現します。.
うん。
わかった。
ABS プラスチックを例に挙げましょう。.
わかった。
非常によく流れることで知られており、つまり型にうまく充填され、簡単に取り出せます。.
これを見ると、単純なものを作るのにどれだけの科学と工学が使われているのかがよく分かります。.
そうですよ。.
つまり、プラスチック部品を金型から取り出すだけでも、考えなければならないことがこんなにたくさんあるなんて、誰が知っていたでしょうか?
かなりすごいですね。.
そうです。
そして、私たちはまだ表面をかすめたに過ぎません。.
まあ、本当に？
メーカーが型抜きを次のレベルに引き上げるために使用する他の技術が多数あります。.
なるほど。興味津々です。これらのプロのヒント、ぜひ聞きたいですね。パート2で詳しく掘り下げていきましょうか？
やりましょう。.
素晴らしい。君が準備できたら、僕も準備万端だよ。.
さあ、少し休憩しましょう。すぐに戻ってきて、型取りの秘密をもっとお教えします。さあ、また型取りの秘密をお伝えします。.
はい、やってみましょう。.
前回は金型そのものと射出成形プロセスについてお話しました。では、その高度な技術とは何でしょうか？.
わかった。
メーカーは、プラスチック部品が完璧に飛び出すようにするためにこれを使用します。.
さて、まずは離型剤と呼ばれるものから始めましょう。.
離型剤？
そうだね。こう考えてみよう。.
わかった。
ケーキを焼くときに、フライパンに油を塗ります。.
そうです。くっつかないようにするためです。.
その通り。
うん。そうすればケーキを取り出すときに崩れないからね。.
まさにその通りです。離型剤は射出成形でも同じように作用します。.
これらは通常、型の表面に塗布する液体またはスプレーです。.
わかった。
そして、間に薄い障壁を作ります。.
部品と金型。.
うん。.
わかった。
これにより摩擦が軽減され、部品がきれいに取り出せるようになります。.
つまり、プラスチック部品専用の特別な潤滑剤のようなものです。.
その通り。
分かりました。とても分かりやすそうですね。でも、離型剤には種類があるんですか？
あります。例えば。そして、適切なものを選ぶかどうかは、アプリケーションの素材によって異なります。.
わかった。
シリコンベースの薬剤をお持ちですね。一般的な用途に最適です。.
わかった。
しかし、部品に少し残留物が残る場合があります。.
ああ、わかった。
これらは水ベースの薬剤です。.
うん。
医療機器など、非常に清潔な表面が必要な場合に適しています。.
理にかなっています。
高温のものには、特殊な高温離型剤が必要です。.
もちろん。.
それは熱に耐えられます。.
したがって、これはすべての人に当てはまる解決策ではありません。.
いいえ。.
わかった。作業内容に合わせて離型剤を選ばないといけない。.
その通り。
はい、いいですね。では、もう少しハイテクな話題に移りましょう。.
分かりました。超音波振動はどうですか？
超音波振動ですね。さて、瓶からケチャップを取り出そうとしているところを想像してみてください。.
ああ。典型的な問題ですね。.
時々、タッパーを少し振動させると効果があるでしょう？
ええ、確かに。大抵はそうすると物事が動き出します。.
プラスチック部品でも同じ考え方ですね。はい。超音波振動を使います。.
わかった。
金型にはトランスデューサーと呼ばれる特殊な装置が取り付けられます。.
わかった。
高周波の音波を発します。.
つまり、カビにちょっとした音波マッサージを施すようなものです。.
その通り。
物事を緩める。.
そうです。その振動が部品と金型の間の粘着力を弱めるのに役立ちます。.
わかった。
取り出しやすくします。.
すごいですね。この技術は特定の種類の部品に使われているのですか？
複雑な形状や細部のある部品に非常に役立ちます。.
わかった。
通常の排出方法ではうまく機能しない可能性があります。.
ガッチャ。
超音波振動により、プロセス全体がさらに高速化されます。.
本当に？
各部品の製造にかかる時間を短縮します。.
だから、より速く、そして複雑な形状にも対応できます。.
ええ。双方にとってメリットがありますね。素晴らしいですね。なるほど。メーカーは他にどんな策を講じているのでしょうか？
さて、金型自体の表面処理についてもお話ししましょう。.
はい。表面処理ですか？
ええ、それですね。特殊なコーティングやテクスチャ加工技術などもそうです。.
わかった。
重要なのは、型の表面の粘着性を低下させることです。.
つまり、型をノンスティック加工するようなものです。.
わかりました。
ニース。.
たとえば、プラスチックをはじくコーティングがあり、型から外すのがはるかに簡単になります。.
つまり、プラスチックはそのまま滑り出ます。.
まさにそうです。そしてテクスチャリングもあります。.
テクスチャリング？
ええ。金型の表面を変えて微細な模様を作るんです。.
パターン。.
このパターンにより、部品が金型に接触する量が減少します。.
わかった。
つまり、摩擦がさらに少なくなるということです。.
こうした表面を作るのには多くの科学的な根拠があるようですね。.
がある。.
しかし、これらの高度な技術には必ず値段が付くのではないでしょうか?
そうですね。離型剤を使うなど、かなり安価で簡単にできるものもあります。.
わかった。
しかし、超音波振動や特殊コーティングなどの他の技術は、初期投資が大きくなる場合があります。.
つまり、コストと利益を天秤にかけることが重要なのです。.
その通り。
追加コストがそれだけの価値があるかどうかを判断する必要があります。.
そうです。そこでエンジニアの出番です。.
わかった。
部品の複雑さ、製造数、必要な品質、そしてもちろん予算など、全体像を把握する必要があります。.
そうです。最適な成形戦略を見つけるためです。.
その通り。
これを見ると、最も単純なプラスチック製品を作るのにさえ、どれだけの思考が注ぎ込まれているかを本当に理解できるようになります。.
かなりすごいですよね？
そうなんですね。こんなにたくさんのことがあるとは知りませんでした。.
まだ終わりではありません。.
まあ、本当に？
忘れてはならないことがまだあります。見落とされがちな重要な段階の一つが、冷却プロセスです。.
冷却プロセス。今までそれについてあまり考えたことがなかったんだ。.
単純に思えるかもしれませんね。.
プラスチックを冷やすだけです。.
そうですね。でも、想像以上に複雑なんです。.
本当に？
そしてそれは脱型にとって非常に重要です。.
よし。いよいよ興味が湧いてきた。では、深掘り第3部で冷却プロセスの謎を解き明かしていこう。.
それはいいですね。.
はい。プラスチックを冷却します。.
うん。
あまり面白い話題じゃないですよね？そう思われるかもしれませんが、パート1と2を終えて、この話には見た目以上の何かがあるような気がします。.
おっしゃる通りです。冷却段階は射出成形プロセス全体のグランドフィナーレのようなものです。.
右。
そして、それが正しく行われなかった場合。.
うん。
全体を台無しにする可能性があります。.
では、冷却がうまくいかないとどのような問題が起こるのでしょうか?
チョコレートケーキを型から取り出そうとしているところを想像してみてください。ところどころまだ温かくてドロドロした状態だとしたら。.
うん。
そして、すでに固まっているものがあれば、くっついてバラバラになるでしょう。.
そうですね。一理ありますね。.
プラスチック部品も同様です。.
ああ。つまり、冷却が不均一だと問題が起きる可能性があるんですね。.
ええ。反りや型への張り付き、さらにはひび割れの原因になることもあります。.
ああ、すごい。.
内部にストレスが蓄積されていくからです。.
つまり、プラスチックを硬くするだけでは不十分なのです。.
いいえ。.
均等に、適切な速度で冷却されることを確認することが重要です。.
まさにその通り。橋について考えてみてください。.
わかった。
ただコンクリートを流し込んでうまくいくことを期待するだけではだめです。.
右。
乾燥と定着の仕方をコントロールする必要があります。.
そうだね。強度を確かめるためだよ。.
まさにそうです。プラスチックの冷却も同様です。.
したがって、冷却を制御する必要があります。.
はい。全体をコントロールして均一に冷却します。.
それらのストレスを取り除く部分。.
その通り。
では、メーカーはどうやってこれを実現しているのでしょうか？巨大なファンで部品に風を吹き付けているのでしょうか？
それはそれよりも少し洗練されています。.
わかった。
金型に直接組み込まれた冷却システムを使用します。.
ああ、すごい。つまり、内蔵されているってことか。.
ええ。シンプルなものでも構いません。.
わかった。
金型を貫く水路のようなものです。.
そうすれば水が流れて冷たい状態を保てます。.
そうです。冷たい水が熱を吸収するのです。.
つまり、配管システムのようなものです。.
ええ、配管システムが組み込まれているようなものです。.
それはすごいですね。もっと複雑な部品はどうですか？
もっと高度なシステムがあるかもしれません。.
わかった。
温度帯も違いますし。.
ああ、すごい。.
中にはコンフォーマル冷却チャネルを備えたものもあります。.
コンフォーマル冷却チャネル?
うん。
それらは何ですか？
チャネルが部品の形状に沿う場所です。.
したがって、冷却は部品に合わせてカスタマイズされます。.
まさにその通り。隅々まで均一に熱が逃げるようになっています。.
すごいですね。つまり、それぞれのパーツに専用の冷却システムが付いているということですね。.
そうですね。.
すごいですね。さらに高度なテクニックもあるんですか？
液体窒素による冷却のようなものです。.
液体窒素？
うん。.
それはおかしい。.
超速いです。.
わかった。
非常に精密な部品が必要な場合に使用されます。.
すごいですね。冷却方法にはさまざまな種類があるんですね。.
がある。.
それぞれに長所と短所があります。.
まさにその通りです。そして、正しい方法を選ぶことは非常に重要です。.
もちろん。.
それは、部品の製造にかかる時間から部品の品質まで、あらゆることに影響します。.
右。
いくらかかるのか。.
この徹底的な調査は非常に興味深いものでした。.
そう思ってくれて嬉しいです。.
たくさんのことをカバーしました。.
ええ。金型設計から射出圧力、ハイテク冷却システムまで。.
プラスチック部品の製造にどれだけの労力がかかるのかは驚きです。.
本当にそうです。すべては精度とコントロールにかかっています。.
それはいい言い方ですね。.
プロセスのすべてのステップが重要です。.
最初から最後まで。.
それらの部品が完璧に出てくるようにするためです。.
あなたは、私に、日常の物に込められたあらゆる労力に対する新たな感謝の気持ちを確かに与えてくれました。.
それは嬉しいです。.
次にペットボトルを見たら、そこに含まれるすべての手順について考えてみようと思います。.
ええ。冷却プロセスも含めて。.
その通り。
すごいですね。.
そうです。それは私たちの周りにあります。そう。私たちが住む世界を形作っているのです。.
最も単純なものであっても。.
よく言った。さて、これで型取りに関するほぼ全てをカバーできたと思う。.
そうですね、そう思います。.
最後に、最後にリスナーの皆さんに何か伝えたいことはありますか?
たったこれだけです。次にプラスチック製品を使うときに。.
うん。
少し時間を取って、それがどのように作られたかを味わってみてください。.
わかった。
それはまさに人間の創意工夫の証です。.
それはいいですね。この深掘りにご参加いただき、誠にありがとうございます。.
喜んで。.
射出成形の世界への素晴らしい旅でした。.
同意します。.
そして、リスナーの皆さん、探求を続け、質問し続け、周囲の世界の驚くべき複雑さを決して過小評価しないでください。.
良い
