ゴム部品を設計する際に90％の人が無視する4つの要素
現在、ゴム成形品はほぼすべての産業に欠かせない要素となっています。それらは、航空から自動車、さらには家庭用機器まで、いたるところにあります。この理由は、割れにくいナットではありません。ゴム部品の製造工程（ゴム金型の設計から実際の成形工程まで）は、他の種類の材料の製造工程よりも安価です。また、ゴムの弾性により、ゴム型の設計の可能性はほぼ無限です。したがって、それらの広範な使用法は簡単に理解できます。
ただし、ゴムで可能な製造の可能性は数多くありますが、これはすべての製造プロセスが成功することを意味するわけではありません。これは、ゴム製品の設計を行う際に従うべき規則が定められているためです。後者とは別に、ゴム型の設計は、メーカーが注意を払わなければならないもう1つの重要なプロセスです。これら2つを適切に実行すれば、生産プロセスは成功への道を進んでいます。
この記事では、アプリケーションのさまざまな利点とゴム部品の利点、さまざまなゴム部品の製造プロセス、およびゴム型の設計を行うときに忘れてはならない要素について説明します。
ゴム部品の利点と用途は何ですか？
利点
自然な弾力性による操作のしやすさは別として、他の多くの特性が部品を作るのに人気があります。これらには以下が含まれます：
低コスト
クライアントとして、生産コストを可能な限り最小限に抑えたいと思うでしょう。ゴムを原料として、ゴム製品の設計・製造が容易なため、この目標を達成することができます。それらはそれほど安価ではありませんが、それらのコストをそれらが持っている機能と比較すると、生産はさらに費用効果が高くなります。ただし、これを達成できるのは、RapidDirectなどの製造ベテランが製造プロセスを処理する場合のみです。
設計の機動性
ゴムが弾力性があるように、ゴム型と製品設計は同じ特性を保持します。設計者がゴム製品の製造中に使用する成形および接着方法が異なるため、ゴムには多くの可能性があります。同じ製品目標を達成するための代替方法を見つけることもできます。これは、ゴム製品を設計および製造するためのより費用効果の高い方法があることを意味します。 RapidDirectと協力することで、最も費用効果の高い方法でカスタムゴム製品を設計することができます。
耐久性の向上
金属やプラスチックの部品は、特に振動性能の高い機械で使用すると、機能性能が低下する傾向があります。ゴム製の部品は、特にカスタムメイドの場合、その自然な減衰特性により、対応する部品よりもはるかに長く機能するため、かなりの打撃を受ける可能性があります。
アプリケーション
このような強度、耐久性、弾力性を備えた部品は、さまざまな産業に応用されているのが普通です。部品の製造に複数の材料を使用することが増えるにつれ、部品の製造にゴムを使用することが着実に増加しています。専門家がゴム製品を使用する最も人気のある業界には、次のものがあります。
医療産業
損傷を与えることなく人体に浸透できる機器を必要とする業界では、ゴム製品はその作業に簡単に耐えることができます。カテーテルやダイヤフラムなどの材料では、医療機器でのゴムの使用が非常に広く行われています。この洗練された機器とは別に、メーカーは手袋、チューブ、ボトルキャップなどの汎用機器の製造にもゴムを使用しています。また、メーカーは、患者の動きやすさを支援する病院のベッドのホイールの製造にゴムを使用しています。これらの製品はすべて、命を救うために使用される必須の医療製品です。
電気産業
まず、ゴム製品はその絶縁特性のために電気産業で人気があります。電気を伝達できないため、電気技師や専門家は保護目的でそれらを使用します。いくつかの人気のある例には、電気の専門家が高送電線で使用するパンタグラフ絶縁体が含まれます。その名前が示すように、それは高度に帯電した雰囲気での送電を防ぎます。その他には、サーキットブレーカでの使用に人気のあるシリコンカバーが含まれます。電気の専門家は、それらを「ブレーカーの心臓部」と呼ぶことがあります。また、ジャンクションボックスとエンクロージャーで使用されるマルチウェイバスバージョイントとガスケットがあります。
自動車産業
自動車産業は、間違いなくゴム部品を最も利用する産業である可能性があります。流体伝達システムからトランスミッションシステム、そしてもちろん自動車のタイヤでの使用に至るまで、自動車にはゴム部品を使用する重要な部品がたくさんあります。実際、研究によると、ゴムの75％がタイヤの製造に使われています。また、自動車業界ではタイヤが多用されていることも知られています。ゴム部品を使用する自動車の他の人気のある部品には、自動車の防振システム、Oリング、シーラントなどがあります。
ゴム製品の製造に使用される製造プロセスの種類
先に述べたように、ゴム部品の製造工程にはさまざまな工程があります。ほとんどの場合、ゴム製品の設計によって、これらの製造プロセスのどれが部品の製造に適しているかが決まります。これらの製造技術にはそれぞれ利点があり、さまざまな種類のゴム製品の製造に特化しています。これらの各プロセスを完全に理解することは、コスト、関連する技術レベル、および手元の生産との適合性の観点から、生産プロセスで使用するための最良の選択を行うのに役立ちます。かなりの数がありますが、射出成形、トランスファー成形、圧縮成形など、成形に関連する一般的なプロセスについて説明します。
射出成形
これは、プラスチック射出成形プロセスに似ています。ただし、ゴム射出成形プロセスには、はるかに多くの加熱が含まれます。このプロセスでは、機械工が材料を流動状態に加熱します。次に、圧力下で材料を加熱チャンバーから一連のチャネル（スプルーまたはランナーと呼ばれる）を介して金型に射出します。加熱ユニットと注入ユニットも2つの別個のコンポーネントであり、それぞれに独自のコントロールがあります。
押出機のコンポーネントは、このプロセスの加熱ユニットとしても機能します。設計者と製造業者が金型設計と機械加工プロセスの他のコンポーネントを正しく理解している限り、ゴム射出成形プロセスは通常それほど時間はかかりません。自動化もこのプロセスの一般的な機能であり、リードタイムを短縮します。 RapidDirectでは、必要な材料に関係なく、あらゆるタイプの射出成形プロセスを処理できます。
圧縮成形
この方法は最も古く、費用もかかりません。このプロセスでは、生ゴムが大きな塊に成形されます（ブランクと呼ばれます）。次に、機械工はこのブランクを型に入れ、加熱して硬化させ、成形します。さて、ここでゴム部品の金型の設計が重要な要素になります。硬化が必要なため、加熱に時間がかかる場合があります。
ただし、これは金型壁の厚さに依存します。したがって、設計者は、ゴム型の壁を加熱に必要な時間に比例させます。したがって、加熱時間は数分（薄い壁の場合）から数時間（厚い壁の場合）まで変化する可能性があります。この方法は、流動性が悪く、粘度が高い原料を使用した製造に適しています。ただし、このプロセスにはかなりの時間がかかる場合があります。電気絶縁体、シール、およびシリコーンリストバンドは、このゴム部品製造プロセスを使用して製造されたゴム製品の例です。
トランスファー成形
このゴム部品の製造工程は、圧縮成形に伴う長い加熱時間に対抗することを目的としています。このプロセスには、金型にロードされてさまざまなキャビティに分散されるブランクの使用も含まれます。ただし、キャビティに分配される前に、ゴムはある程度予熱されます。このプロセスにより、ゴムの硬化時間が短縮され、流動性が向上するため、キャビティを簡単に充填できます。ただし、ここの金型は最も高価で複雑です。したがって、ここでのゴム型の設計は専門家のみが取り扱う必要があります。
RapidDirectでは、さまざまなタイプの成形プロセスを専門としています。したがって、ゴム金型の設計とゴム製品の製造は確実に成功します。
各ゴム部品の製造プロセスは、さまざまなゴム部品の製造に適しています。したがって、それぞれをよく理解しておくと、どちらが部品製造に最適なオプションであるかを判断するのに役立ちます。
ゴム部品を設計するときに無視してはならない要素
カスタム成形されたゴム部品を製造するときにエンジニアが決して犯してはならない1つの間違いは、標準以下の部品を使用することです。これは短期的にはコストが低いように見えるかもしれませんが、最終的には予算コストよりも多くを費やすことになります。ただし、優れた部品を使用すると、ゴム部品の寿命と機能性能が向上します。ただし、デザインが一流でなくても、使用する部品の種類は関係ありません。したがって、これは、ゴム部品の金型と製品の両方の設計が、ゴム部品の製造プロセス（または任意のタイプの部品）においてどれほど重要であるかを示しています。
以下は、ゴム部品を設計するときに忘れてはならないいくつかの要素です。
1。質問のチェックリスト
ゴム部品を設計するとき、製品を設計および製造するための最良の方法を知るために答えなければならないいくつかの重要な質問があります。これらの質問は次のとおりです。
- パーツの機能は何ですか？
ゴム部品では、その機能には、振動エネルギーの吸収、流体容器の密閉（したがって、流体に対して不浸透性である必要があります）、流体の通過メカニズムとしての機能、または構造的サポートの提供が含まれます。これらはゴム部品の機能のほんの一例です。
- パーツにはどのようなプロパティが必要ですか？
ゴム部品の望ましい特性は、使用する材料と部品の構造を決定する際に非常に重要です。ゴム部品の望ましい特性の例には、流体または熱の存在下での物理的特性の変化に対する耐性、またはその弾性特性を失うことなく伸長する能力が含まれます。
- パーツが機能する環境はどのようなものですか？
ゴム部品が機能する環境も、設計者が部品をどのように構成するかを決定します。製造業者がゴム部品を使用する環境の例としては、部品が変形に直面する可能性のある動的応力の領域での日光、濡れた領域、化学溶剤などがあります。
これらの質問に答えた後、ゴム部品の機能と、部品がこの機能をどのように達成するかについて明確なビジョンを持っている必要があります。また、この段階で部品の構造に関する最終的な意見が述べられます。
2。弾性材料の選択
質問に答えた後、次の部分はその部分に使用する材料を選択することです。使用される材料は、部品がその機能をどれだけ果たすことができるかを決定するのに大いに役立つため、これは別の重要な側面です。部品の製造に最適な材料を選択するということは、目的の機能に適した材料を見つける必要があり、費用がかかりすぎず、寿命が長いことを意味します。
ほとんどの場合、上記の質問に答えると、目的の機能を果たす材料を特定できるはずです。ただし、使用するのに最適な素材がまだ決まっていない場合は、次の点を考慮する必要があります。
- ゴムを紫外線や日光にさらすと、ゴムが分解する可能性があります。
- 自然または人工の発生源（電気モーターなど）からのオゾンガスの存在。オゾンはゴムに悪影響を与える汚染物質です。
- ゴム部分が直接または間接的に人体に露出する可能性。連絡期間を考慮する必要があります。
- ゴム部品がさらされる流体（一次または二次）。
- 極端な温度でその完全性と機能的性能を維持する材料の能力。
弾性材料の硬度
弾性材料には、ショアA（熱硬化性ゴム）からショアD（熱可塑性ゴム）までの硬度レベルのスケールがあります。各スケールにも評価があります。たとえば、メーカーはショアAスケールを20ショアAから90ショアAまで評価しています。ゴム部品の製造プロセスで一般的に使用される材料は、50ショアAから80ショアAまでの範囲です。
特定のプロジェクトで使用される硬度は部品の用途によって異なりますが、一部の材料の使用に関してはいくつかの問題があります。たとえば、製造業者が深いアンダーカットまたは複雑な形状の部品の製造業者に非常に柔らかい（<30ショアA）または非常に硬い（> 80ショアA）ゴム材料を使用しようとすると、直面する重大な問題がいくつかあります。いくつかの重要なアプリケーションに関するいくつかの提案があります：
- ゴム部品が産業環境で摂氏150度を超える極端な温度にさらされる場合は、フッ素エラストマが適切な材料の選択です。
- ニトリルゴムは、汎用アプリケーションに最適です。
- ゴム部品に医療用途があり、高いレベルの要件を維持する必要がある場合は、シリコーンゴムが最適です。
3。コーナーとエッジの設計
ゴム製品の設計では、鋭い角は一般に受け入れられません。ほとんどの場合、設計者は半径が0.05インチを超えるコーナーを壊します。これを行う理由は、角がゴム型の設計と建設を不必要に困難にするためです。これはまた、金型の製造コストを増加させ、したがってゴム部品のコスト価格を増加させる。製造コストの増加とは別に、一部の部品の欠陥が発生する可能性も高くなる可能性があります。
ただし、ラバーパーツのエッジとは正反対です。機械工は一般に、特にパーティングラインと交差する場合、ゴム部品のエッジを鋭くすることを好みます。これにより、ゴム型の設計と構造が簡素化されます。下の図は、理想的なコーナーとエッジがどのように見えるかを示しています。
- 角は上から見たときに丸く見える必要があります
- 側面から見るとエッジは正方形のように見えるはずです
4。アンダーカット
アンダーカットは、パーツの本体に突き出ているパーツの特徴です。アンダーカットの問題の1つは、アンダーカットがパーツに深く突き出てはならないことです。これが発生すると、部品を金型から取り外すのが非常に困難になります。機能性のためにこれらのタイプのアンダーカットを必要とするゴム部品の場合、設計者は、金型が垂直方向と水平方向の両方で開くようにゴム金型を設計する必要があります。そして、このタイプの型から部品を取り外すと、部品がより簡単に出てきます。これは、側面がスライドしているときにセンタープレートが引き上げられるためです。ただし、これらのタイプのゴム型の設計と機械加工はより高価です。
結論
ゴム部品は比較的低コストで多くの構造性能を提供できますが、適切に設計されていることが不可欠です。ゴム部品が期待される機能を発揮するためには、ゴム金型と部品の設計は一流でなければなりません。これが、ゴム型の設計を誰にでも外注する余裕がない理由です。あなたは最高の最高のものが必要です。そしてそれがRapidDirectが提供するものです。
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