機械設計エンジニアの基礎知識 ｜ 設計・3DCAD・製図・金型等

金型とは

金型とは金型を初めて学ぶ方へ設計を行うためには、必ず金型の知識が必要となります。なぜなら、設計図によって、「金型を作ることができない」、または「金型が複雑となり、金型費用が高くなる場合がある」 からです。デザートのプリンをイメージしてください。ケースを逆さにするとプリンが出てきます。しかし、プリンを...

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様々な金型の種類と成形法

様々な金型の種類と成形法世の中には、さまざまな製品が存在します。冷蔵庫、洗濯機、TV等の家電製品、自動車、船、飛行機等の輸送機器、これらの製品や部品の多くは、金型で生産されています。ここでは、各製品や部品がどのような金型で生産されているのか解説します。一口に金型といっても、その種類はさまざまです。金...

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プラスチック金型とは

プラスチック金型とは金型には、さまざまな種類があるということを先ほどご説明しました。（様々な金型の種類と成形法）ここでは最も需要の多いプラスチック金型について解説します。プラスチック金型を用いた射出成形は、大量生産に適した生産方式です。また、自動車の内装、家電製品、日用品など様々な製品のプラスチック...

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金型の構造

金型の構造プラスチック用の金型構造は大きく２つのタイプが存在します。・２プレート金型・３プレート金型それぞれ特徴があります。２プレート金型は、 「射出成形機に固定される固定側」 と 「金型開閉時に可動する可動型」 の２つに分割される金型です。３プレート金型は、固定側と可動側に加えて、中間部に「ストリ...

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金型のキャビティとコア

金型のキャビティとコア金型は成形品を囲んで凸部と凹部に分割されます。・凸部はコア(Core)・凹部はキャビティー(Cavity)と呼びます。また、コアを雄型　キャビティーを雌型ともいいます。この２つの金型部品は金型を構成するうえで最も重要な部品となります。元々キャビティーは、「空洞」という意味がある...

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スプール・ランナー・ゲートの機能

スプール・ランナー・ゲートの機能金型にプラスチックを充填する機械が「射出成形機」です。射出成形機から直接、金型内の形状部分にプラスチックを充填することはできません。形状内にプラスチックが辿り着くまで、以下の３つの通路を通ります。１．スプール２．ランナー３．ゲートそれぞれが重要な役割を持つ通路です。こ...

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ランナーの種類と役割

ランナーの種類ランナーは、 「コールドランナー」と　「ホットランナー」　の２つに大別されます。コールドランナーは金型内でランナーが冷やされ、成形品と共に取り出されるランナー方式です。これに対して、ホットランナーはランナーレスとも呼ばれ、スプール・ランナー・ゲートが存在しない特殊な金型構造となります。...

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様々なゲート方式

様々なゲート方式ゲートの役割ゲートは成形品に樹脂（プラスチック）が流れこむ入り口です。また、ただ単に 「成形品の入り口」 である以外に、さまざまな役割を持っています。・樹脂の流入速度の制御　樹脂が成形品へ流入するときの速度や方向を制御します。・ゲートのシール　樹脂流入完了後にゲート部が先に固化するこ...

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金型冷却

金型冷却金型に充填される樹脂（プラスチック）は、その種類にもよりますが ２００℃前後と非常に高温です。高温の樹脂は金型に充填されたあとで、一定の時間冷却されます。金型内でしっかりと冷却された後に、金型が開いて成形品が取り出されます。それでは、実際の金型ではどのように冷却されるのか見てみます。金型は金...

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金型のパーティングライン

金型のパーティングラインとは成形品を金型から取り出す際に、金型を2つまたは3つに分割します。この金型の分割されるラインのことを、　「パーティングライン」　といいます。また、金型の分割面のことを 「パーティング面」 といいます。パーティングラインを英語にすると 「　Parting Line　」　となり...

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金型の抜き勾配

金型の抜き勾配金型から成形品を取り外す（離型）とは金型から成形品を取り出すことを　離型（りけい）　といいます。金型から成形品を取り出す場合、通常は以下の２つの工程となります。１．キャビティーから成形品を離型させる２．コアから成形品を離型させる。左上図に示すとおり、キャビティーからの離型は型が開いたの...

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アンダーカット処理

アンダーカット処理アンダーカットとは実際の製品設計において、単純に２つに金型を分割して、成形品を取り出せない形状もあります。金型を２つに分割しただけでは取り出せない形状をアンダーカットといいます。例えば、下図のような形状がアンダーカットです。アンダーカットの処理方法アンダーカット部を金型から離型でき...

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金型のエアーベント（ガスベント）

金型のエアーベント（ガスベント）金型に樹脂が充填されると、金型内の空気が圧縮されることになります。従って、金型内の空気を抜いてあげなければ、樹脂がスムーズに流れません。　また、金型内では溶融した樹脂からガスが発生します。このガスも金型の外に排気する必要があります。きちんと排気してあげなければ、次のよ...

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成形収縮とプラスチックの収縮率

成形収縮とプラスチックの収縮率成形収縮とは成形収縮とは、金型に注入した樹脂が冷却されたあとに体積が縮むことです。樹脂は溶融した状態から固化した際に体積が減少します。体積が減少して縮んだ比率のことを「収縮率」といいます。例えば、ABSという樹脂の収縮率は　4/1000　から　9/1000　です。100...

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金型に使われる材料（鋼材）

金型に使われる材料（鋼材）「鉄」「鋼」「鋳鉄」の違い金型に使われる材料の話をする前に、「鉄」「鋼」「鋳鉄」の違いを理解しましょう。その違いは、炭素含有量の違いです。鉄（純鉄）炭素が非常に少ない　0.0218%以下鋼（スチール）炭素が2%以下・低炭素鋼（炭素含有量が約0.3％以下）・中炭素鋼（炭素含有...

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金型の製作の流れと金型加工方法

金型の製作の流れと金型加工方法金型製作の流れについて金型製作の流れは一般的に次のようになります。１．検討打ち合わせ２．金型設計・加工データの作成３．金型加工４．金型の仕上げ・組立５．動作チェック製品設計者の図面や3Dモデルが完成すると、金型設計がスタートします。検討及び打合せはじめに金型業者は、製品...

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