プラスチック部品の構造プロセスとは何ですか?

プラスチック部品の構造プロセスとは何ですか?

プラスチック部品の構造プロセス設計では、主に形状、寸法精度、引張比、表面粗さ、壁厚、抜き勾配、穴径、フィレット半径、金型抜き勾配、補強リブなどの考慮事項が含まれます。この記事では、これらの各ポイントについて詳しく説明し、熱成形プロセス中にこれらの要素を最適化して製品の品質と生産効率を向上させる方法について説明します。

1. 形状と寸法精度

以来プラスチック熱成形真空成形は二次加工法であり、特に真空成形では、プラスチックシートと金型の間に隙間ができることがよくあります。また、特に突出部では収縮や変形により壁厚が薄くなり、強度が低下する可能性があります。したがって、真空成形に使用するプラスチック部品には、形状や寸法精度に対する要求が過度に厳しくなってはなりません。

成形プロセス中、加熱されたプラスチックシートは拘束されていない伸張状態にあり、たるみが生じる可能性があります。また、脱型後の大幅な冷却と収縮と相まって、製品の最終的な寸法と形状は、温度と環境の変化により不安定になる可能性があります。このため、熱成形されたプラスチック部品は、精密成形用途には適していません。

2. ドロー比率

引張比は、部品の高さ (または深さ) と幅 (または直径) の比率であり、成形プロセスの難しさの大きな要因となります。引張比が大きいほど、成形プロセスが難しくなり、しわやひび割れなどの望ましくない問題が発生する可能性が高くなります。引張比が大きすぎると、部品の強度と剛性が大幅に低下します。そのため、実際の製造では、最大引張比よりも低い範囲 (通常は 0.5 ～ 1) が通常使用されます。

引張比は、部品の最小壁厚に直接関係します。引張比が小さいほど壁が厚くなり、薄板成形に適していますが、引張比が大きいほど、壁厚が薄くなりすぎないようにするためには、より厚いシートが必要になります。さらに、引張比は、金型の抜き勾配とプラスチック材料の伸縮性にも関係します。製品の品質を確保するには、スクラップ率の増加を避けるために引張比を制御する必要があります。

3. フィレットデザイン

プラスチック部品の角や端には鋭い角を設計しないでください。代わりに、できるだけ大きなフィレットを使用し、角の半径は一般にシートの厚さの 4 ～ 5 倍以上である必要があります。そうしないと、材料が薄くなり、応力が集中して、部品の強度と耐久性に悪影響を与える可能性があります。

4. ドラフト角度

熱成形通常の金型と同様に、金型の脱型を容易にするためには、一定の抜き勾配が必要です。抜き勾配は通常 1° ～ 4° の範囲です。メス金型の場合は、プラスチック部品の収縮によって余分なクリアランスが確保され、脱型が容易になるため、より小さい抜き勾配を使用できます。

5. 補強リブ設計

熱成形プラスチックシートは通常非常に薄く、成形プロセスは引張比によって制限されます。したがって、構造的に弱い部分に補強リブを追加することは、剛性と強度を高めるために不可欠な方法です。補強リブの配置は、部品の底部と角の部分が過度に薄くなるのを避けるように慎重に検討する必要があります。

さらに、熱成形シェルの底部に浅い溝、パターン、またはマーキングを追加すると、剛性が高まり、構造を支えることができます。側面の縦方向の浅い溝は垂直方向の剛性を高めますが、横方向の浅い溝は崩壊に対する抵抗力を高めますが、型から取り出すのが難しくなる可能性があります。

6. 製品の収縮

熱成形製品一般的に、成形品は大幅な収縮を起こしますが、その約 50% は金型内での冷却中に発生します。金型温度が高い場合、部品は型から取り出して室温まで冷却されるときにさらに 25% 収縮し、残りの 25% の収縮は次の 24 時間以内に発生します。さらに、メス金型を使用して成形された製品は、オス金型で成形された製品よりも収縮率が 25% ～ 50% 高い傾向があります。したがって、最終寸法が精度要件を満たすようにするには、設計プロセス中に収縮を考慮することが重要です。

形状、引張比、フィレット半径、ドラフト角度、補強リブ、収縮率の設計を最適化することで、熱成形プラスチック部品の品質と安定性を大幅に向上できます。これらのプロセス設計要素は、熱成形製品の生産効率と性能に重大な影響を及ぼし、製品がユーザーの要件を満たすことを保証する鍵となります。