さて、多段階射出成形を実際に始める準備はできていますか?
私は。
つまり、私たちは複雑なオブジェクトを構築することについて話しているのですが、たとえば、溶融プラスチックを使用して層ごとに構築します。
うん。
ほぼ 3D プリントに似ていますが、はるかに高い熱と圧力がかかります。
右。
そして、あなたは、課題、解決策、このプロセスを素晴らしいものにするものなどを知りたいためにここにいます。
うん。そして、これらのソリューションは、長い道のりを歩んできました。
ああ、そうそう。
初期の頃は、まさに試行錯誤のようなものでした。半分まともな製品を手に入れることを期待して、マシンの設定を微調整するだけで何週間も費やすこともあるでしょう。
ああ、おい。当時は高かったですよね？
ええ、あなたは私に言います。私たちが取り組んでいたこのプロジェクトを覚えています。私たちは医療機器用のこの複合ハウジングを製造していました。
わかった。
そして、テストを実行するたびに数千ドルの費用がかかりました。
ああ、すごい。
そして私たちは狂ったように走り続けました。つまり、最終的には正しく理解できましたが、それは楽しいプロセスではありませんでした。
それで何が変わったのでしょうか？たとえば、どうすればその試行錯誤を乗り越えられるでしょうか?
そこで、シミュレーション ソフトウェアが登場します。これは本当にすべてを変えました。これは、機械に触れる前に、溶融プラスチックがどのように動作するかを正確に確認できる仮想テスト ラボのようなものだと考えてください。
ああ、分かった。それはかなり便利そうですね。
うん。
実際の例を教えてもらえますか?これにより実際にどのように時間とお金が節約されるのでしょうか?
たとえば、反り解析を考えてみましょう。ご存知のとおり、射出成形では部品に多くの内部応力が発生する可能性があり、それを制御しないと、冷却するにつれて部品の形状が完全に歪んでしまう可能性があります。
ああ、そうです。
そして、シミュレーション ソフトウェアが登場する前は、生産を開始した後に初めてその歪みを知ることがよくありました。
そうすると、使えない部品がたくさん出てきます。
その通り。うん。そしてやるべきことをたくさん説明します。しかし、今ではシミュレーションを使用することで、設計中に応力の高い領域を正確に特定できるようになりました。
わかった。
そして、金型、つまりプロセスパラメータを調整することができます。
うん。
そして、その歪みが起こる前に防ぐことができます。
それはとてもクールですね。
私が話していた医療機器プロジェクトと同様に、シミュレーションによりおそらく数週間の作業を数万ドル節約できました。
なるほど、感動しました。つまり、シミュレーションは完全なゲームチェンジャーのようなものですが、実際にはどのように機能するのでしょうか?
そうですね、本質的には、射出成形プロセスのデジタル ツインを作成することです。
わかった。
したがって、ソフトウェアにすべての詳細を入力します。部品の 3D モデル、プラスチックの種類、金型設計、射出速度、温度、圧力などすべて。
基本的には、プロセス全体の仮想コピーを作成することになります。
その通り。そしてシミュレーションを実行します。ソフトウェアは、これらすべての複雑なアルゴリズムを使用して、溶融プラスチックが金型内をどのように流れるか、どのように固化するか、最終的な部品がどのように見えるか、どのように動作するかを計算します。
それは本当にワイルドだ。つまり、最終製品を見るだけではありません。それは、液体プラスチックから固体部品までのプロセス全体を理解することです。
はい、わかりました。たとえば、プラスチックが 1 か所でゆっくりと流れすぎると弱点が生じることがわかります。
右。
欠陥の原因となる空気が滞留している可能性のある領域があるかどうかを特定できます。それは、成形プロセス全体に X 線視覚を導入するようなものです。
金型設計について何度か言及しましたね。単に形を作るだけではないと思います。
ああ、確かに。つまり、こう考えてみてください。モールドは、チャネルとキャビティのネットワークのようなものです。右。わかった。そして、その溶けたプラスチックは、その溝を流れる水のようなものです。
したがって、型の設計が間違っていると、ある地域では干ばつが発生し、他の地域では洪水が発生する可能性があります。
ええ、その通りです。そのため、金型設計者は非常に多くのことを考慮する必要があります。
ああ、すごい。
ゲートの位置、ランナー システム、冷却管を配置する場所など、抜き勾配のような細かい詳細まで、成形品を金型から簡単に取り出すことができます。
さて、シミュレーションによって何が問題になる可能性があるかがわかった場合、それが正しく進むように実際にどのように制御すればよいでしょうか?
そこで、高度な制御システムが登場します。
うん。
そして、ここで重要な役割を果たすのは比例バルブです。うん。したがって、オンオフバルブなどについてはおそらくご存知でしょう。照明のスイッチのように、完全にオンまたは完全にオフになります。
右。
しかし、比例弁は調光スイッチに似ています。
わかった。
これにより、オイルの流れを非常に正確に制御できるようになります。
わかった。
そしてそのオイルが射出成形機を制御します。
つまり、ただ全速力で進んだり、急ブレーキをかけたりするのではなく、微調整することができます。
その通り。うん。これらの比例バルブを使用すると、射出速度と圧力を超正確に調整できます。
おお。
材料を注入している間も同様です。それは多段階成形にとって非常に重要です。
右。
各層を注入するときに、異なる圧力と速度を切り替える必要があるためです。
わかった。しかし、この切り替えを行ったり来たりすることは、材料と金型に多大なストレスを与えることになりませんか?
はい、それは可能ですが、それが速度切り替えアルゴリズムを使用する理由です。
速度切り替えアルゴリズム?
そうです、基本的に、それらは異なる射出速度の間でどのように移行するかを機械に指示する一連のルールのようなものです。
わかった。
したがって、突然のジャークのようなものではありません。よりスムーズな移行です。
つまり、突然止まるのではなく、優雅なバレエに似ています。藤色。
ええ、その通りです。それはプラスチックのために振り付けされたダンスのようなものです。これらのアルゴリズムは、材料にかかる応力を最小限に抑えるのに役立ち、欠陥が発生せず、最終製品の一貫性を確保できます。そして最も良い点は、シミュレーションから学んだことに基づいてこれらのアルゴリズムを最適化できることです。
それは、溶けたプラスチックに振付師がいるようなものです。
その通り。しかし、ご存知のとおり、シミュレーションから高度な制御システムに至るまで、これらすべての進歩は、私たちが扱っている材料を理解していなければ、それほど効果的ではありません。
右。先ほど、材料の特性について説明しました。それぞれのプラスチックがどのように独自の個性に似ているかについてです。
ええ、絶対に。そして、その個性は射出成形プロセス全体に大きな影響を与える可能性があります。
わかった。
溶けたプラスチックの流れやすさ、粘度、融点、収縮の程度などです。これらすべてが、金型の設計方法、パラメータの設定方法、さらには使用する制御システムに影響を及ぼします。
つまり、単にパレットから色を選ぶだけではありません。それぞれの素材のニュアンスを正確に理解することです。
さらに興味深いことに、私たちは多段階射出成形で複数の材料を扱うことがよくあります。
わかった。
たとえば、強度を高めるために部品のコアに硬質プラスチックを注入し、その後、外層により柔らかく柔軟性のあるプラスチックを注入する場合があります。
そこで今、私たちは、異なる特性を持つ異なるプラスチックをブレンドすることについて話しています。
そう、レシピで材料を混ぜ合わせるようなものです。
どうやってそれをコントロールし始めるのでしょうか？
綿密な計画とテストが必要です。材料が互換性があること、適切に結合していること、部品に不要な応力や欠陥が生じていないことを確認する必要があります。そこで私たちの材料データベースが登場します。
わかった。
さまざまなプラスチックと、それらが射出成形プロセスでどのように動作するかに関するすべての情報が含まれています。
つまり、単に翼を広げているだけではありません。あなたはプラスチックの百科事典を調べています。
わかりました。このデータベースを使用すると、さまざまな材料をすばやく比較し、それらがどのように相互作用するかを確認し、特定の製品に最適な組み合わせについて賢明な決定を下すことができます。
それは理にかなっています。しかし、気になるのは、これだけのテクノロジーとデータを自由に使えるにもかかわらず、それでも問題が発生することがあるのでしょうか?
もちろん。射出成形は複雑です。工場の温度が変化したり、大量のプラスチックが入ってきたりするなど、完全には制御できない変数が常にあり、それは私たちが予想していたものとはわずかに異なる特性を持っています。だからこそ、リアルタイムの監視が非常に重要です。
つまり、常にプロセスに目を光らせ、予期せぬ出来事がないか注意しているようなものです。
その通り。当社ではセンサーを使用して、温度、圧力、成形サイクル全体を通じてすべての重要なパラメーターなどを継続的に測定します。
わかった。
また、何かが軌道から外れ始めた場合、システムはすぐに警告を発してくれるので、その場で調整することができます。
つまり、フィードバックに常に適応する動的なプロセスのようなものです。
右。
しかし、実際に誰がそのような調整を行っているのでしょうか?すべて自動化されているのでしょうか、それとも人間が関与しているのでしょうか?
両方を組み合わせたものです。
わかった。
当社では、微調整に対応できる自動システムを備えています。右。しかし、最終的に業務全体を担当するのはプロセス エンジニアです。
わかった。
彼らは、データを調べ、信号を解釈し、高品質の製品を確実に得るための重要な決定を下す人たちです。
つまり、交響楽団のようなものですが、指揮者の代わりにプロセス エンジニアが指揮を執ります。
はい、それは素晴らしい例えですね。そして、指揮者がさまざまな機器をすべて理解し、それらがどのように連携するかを理解する必要があるのと同じように、プロセス エンジニアは、射出成形のすべての複雑さ、機械、材料、制御システム、さらには人々が何かを作成するためにどのように相互作用するかを理解する必要があります。すばらしい。
ここでのスキルと専門知識を本当に高く評価し始めています。しかし、金型を設計する人々についてはあまり話してきませんでした。彼らもかなり重要な役割を果たさなければなりません。
はい、そうです。つまり、ゲートやランナーなどの金型設計について話しましたが、それだけではないようです。このような非常に複雑な型を作成するには、特別な種類の人が必要です。
本当にそうなんです。まるで彫刻家のようです。
ああ、なぜですか？
しかし、彼らは粘土ではなく鋼を使って作業しています。
右。
そこで製品デザインを採用するのですが、通常は複雑な 3D モデルです。
わかった。
そして、その形状を驚異的な精度で作成できる金型を構築する方法を見つけなければなりません。つまり、単に外形を一致させるだけではありません。また、プラスチックが金型内でどのように流れるかについても考慮する必要があります。
その通り。うん。壁の厚さ、アンダーカット、鋭い角など、再現する必要があるあらゆる細部を考慮する必要があります。そして、冷却後にその部品を金型から取り出す方法も考え出す必要があります。
それはたくさんあるように思えます。したがって、金型設計者とプロセスエンジニアの間では多くのやり取りが必要になるはずです。
ああ、そう、いつもね。彼らは常に話している必要があります。たとえば、プロセス エンジニアは、「シミュレーションによると、ここでヒケが発生することがわかりました」と言うかもしれません。この場所の壁を厚くできますか?
または。
あるいは、金型設計者は、射出中に空気を逃がすためにここに通気口を追加する必要があると言うかもしれません。
つまり、それは真のパートナーシップなのです。
はい、そうです。そして、テクノロジーの進歩に伴い、パートナーシップは大きく変化しました。
まあ、本当に？
うん。昔は金型設計は全て手作業で行われていました。おお。設計図、手計算。
コンピューターなしでこれらの複雑な金型を設計することさえ想像できません。
永遠に時間がかかり、エラーが発生する可能性が非常に多かったです。しかし今では、金型設計者はこの洗練された CAD ソフトウェアをすべて持っています。
わかった。
金型の詳細な 3D モデルを作成し、シミュレーションを実行し、冷却剤が金型内をどのように流れるかを分析することもできます。
つまり、仮想ツールボックス全体を持っているようなものです。
その通り。そしてそれが、コンフォーマル冷却など、金型設計におけるいくつかの驚くべき革新につながりました。
あれは何でしょう？
これは、金型内の冷却チャネルが部品の形状に実際に追従するため、冷却がより効率的かつ均一になるこの技術です。
したがって、単なる直線のチャネルの代わりに、葉の葉脈のようにその部分の周囲を湾曲させることができます。
素晴らしい言い方ですね。
ええ、ええ。
そして、コンフォーマル冷却はサイクルタイムを大幅に短縮します。部品の品質が向上し、エネルギーも節約されます。
すごいですね。それはすべて、金型設計者とプロセスエンジニアの間の緊密なコラボレーションのおかげです。
その通り。
うん。
彼らは常に限界を押し広げようとしており、新しいアイデアを考え出し、古い技術を改良しています。私たちはより複雑な製品を必要とし続けており、それらをより効率的に、より環境に優しい方法で作る必要があるため、状況は常に変化しています。
金型設計と射出成形というこの小さな世界でどのようにしてこれらすべてが起こっているのかを考えるのは、かなりワイルドです。はい、しかし、私たちが毎日使用する非常に多くの製品の原因となっています。車の部品、医療機器、そして今私が手に持っている電話さえも。
はい、本当にそうです。そして、新しい素材や新しい製造プロセスが開発されるにつれて、その重要性はさらに高まるばかりです。将来どんなすごいものが作れるようになるのか、ワクワクしますね。
本当にそうなんです。可能性は無限大です。さて、これまでに多くのことを取り上げてきました。
深く掘り下げてみましょう。
ご存知のとおり、単なる試行錯誤の初期の頃から、シミュレーションの力や高度な制御システム、そして金型設計のほとんど芸術的な側面に至るまで。
本当に興味深い旅でした。そして、多段階射出成形がいかに複雑で正確で、まさに独創的であるかを、リスナーの皆様がもう少し理解していただければ幸いです。
はい、そう思います。つまり、次に複雑なプラスチック部品を手に取るときは、それを作成するためにどのようにチームワークと技術的ノウハウが費やされたのか、少し考えてみましょう。それはまさに人間の創造性と問題解決力の証です。
よく言ったものだ。
さて、この詳細な調査にご参加いただきありがとうございます。
ご利用いただきありがとうございます
