製品製造におけるリビングヒンジデザイン

製品の製造では、ヒンジは開閉が必要な製品の製造に使用される一般的な小さな材料です。製品の製造に使用される多くの種類のヒンジの中で、リビングヒンジは独特です。リビングヒンジのデザインは柔軟なプラスチックで提供され、ボトルキャップ、化粧品、クラムシェルパッケージなどの消費者製品の重要な部分です。

リビングヒンジのデザインが提供する細部は、これらの製品で私たちが楽しむ使いやすさと便利さの原因です。また、同じ製品のコンポーネントを接続するために、製造および製品への組み込みも簡単です。この記事では、ヒンジ設計の基本を理解します。これには、プラスチックヒンジ、プラスチックヒンジの種類、およびより良い製造プロセスを実現するために使用できるいくつかのヒンジ設計ガイドラインが含まれます。

ヒンジとは何ですか？

リビングヒンジまたはフレキシブルヒンジは、アイテムの大きくて硬いプラスチックセクション間のコネクタとして使用される薄くて柔軟な素材です。これは、プラスチック部品の薄い領域であり、材料を開閉できるように折りたたんでまっすぐにします。リビングヒンジのデザインは、強度を失うことなく、製品を何度も曲げたり真っ直ぐにしたりできるようになっています。

リビングヒンジは、より大きなプラスチックセクションから来ており、両方のコンポーネント間のブリッジを形成します。ただし、大きなプラスチックセクションとは異なり、リビングヒンジは、軸を中心に90〜180度回転または曲げることができ、ひび割れや破損はありません。

ビルドアップが簡単で、組み立てが不要です。また、マテリアル内のあるポイントで柔軟なエンティティとして機能します。通常、容器と蓋は、強度を失うことなく材料を開閉します。

ヒンジの種類

デザインと強度に基づいて使用される4つの異なるプラスチックヒンジタイプがあります。製品部品にひび割れや恒久的な故障が発生することなく開閉するのに理想的です。

・フラットヒンジ

ストレートヒンジとも呼ばれるフラットヒンジは、最もシンプルで最も一般的なタイプのリビングヒンジデザインです。それは両側に2つのまっすぐなストリップがある薄いヒンジセクションを持っています。

フラットヒンジ設計は柔軟なヒンジであり、最大180度まで曲げることができ、2つの剛性のあるプラスチックセクションを接続できます。

・ダブルヒンジ

ダブルヒンジには、薄いランディングストリップで区切られた2つのフラットヒンジがあります。ダブルヒンジは、最大360度の回転を可能にするより柔軟なヒンジであり、2つの接続されたパーツの間にスペースを作成するのに役立ちます。

・バタフライヒンジ

バタフライヒンジは、その反転動作により、キャップのディスペンスに適用できます。フラットヒンジやダブルヒンジよりも柔軟なヒンジです。一定の角度を超えて開くと跳ね返り、キャップを開いた位置または閉じた位置に反転させる機能があります。

・双安定ヒンジ

双安定ヒンジ設計は、3つのヒンジセクションを備えた単純なバタフライヒンジであり、最も柔軟なヒンジタイプです。バタフライヒンジと同様に、双安定ヒンジは、特定の角度に達するとスプリングバックアクションを実行します。ただし、追加されたヒンジセクションにより、より強力な開閉動作が可能になります。

リビングヒンジデザインの重要性

リビングヒンジは、機能と美観の点でいくつかの利点があるため、多くの製品の重要な部分です。以下は、製品設計に1つ含める必要があるいくつかの理由です。

・アセンブリを排除

従来の金属製ヒンジは、組み立てとネジによる固定が必要です。ただし、リビングヒンジを使用すると、ヒンジを製品と同じ材料で作成できます。したがって、製品コンポーネントに直接組み込むことができます。

・コストと時間を削減

リビングヒンジの設計はシンプルで、従来のヒンジよりも安価な代替品を提供します。製品に簡単に組み込むことができるため、組み立てる必要がありません。したがって、コストと時間を削減できます。

・メンテナンスは不要

リビングヒンジはプラスチック素材から直接作られています。したがって、錆びたり、環境に対して他の分解反応を起こしたりすることはありません。したがって、メンテナンスが不要で、長期間使用できます。

・柔軟

リビングヒンジは、従来のヒンジの単純な開閉動作よりも高度な複雑な動作に対応できる設計の柔軟なヒンジです。

リビングヒンジデザインの作り方（制作方法）

ヒンジを製造する一般的な方法は4つあります。それぞれの方法は独自のものであり、使用する材料の目的と種類によって異なります。以下は、リビングヒンジデザインを作成する方法です。

・射出成形法

射出成形は、リビングヒンジを備えた部品を製造する最も一般的な方法です。高速で安価であり、プロトタイプまたは最終的なヒンジ設計を決定すると、リビングヒンジの大量生産が可能になります。

射出成形されたヒンジは、迅速なターンアラウンドとより良い完成品を保証するため、最良のオプションです。ポリプロピレンとポリエチレンは、脆く、しかも壊れることなく何百万もの屈曲を保証するのに十分な耐久性があるため、射出成形ヒンジの製造に使用するのに最適な材料です。

ヒンジ設計ガイドライン リビングヒンジデザイン中に組み込む

• 均一な壁の厚さを維持する

壁が不均一であると、プラスチック部品の冷却の違いにより、リビングヒンジの設計が破損します。ただし、均一な壁では、柔軟性と剛性部品の接続を可能にする領域でヒンジ設計を薄くすることはできません。

したがって、両方の完璧なバランスをとることが重要です。

• フレックスヒンジ

成形後、ヒンジを数回曲げることが重要です。ヒンジをコールドドローするのに役立ち、それによってその曲げ性が向上します。

・3Dプリント方法

射出成形は効果的なリビングヒンジデザインを作成するための最良の方法ですが、3D印​​刷は、リビングヒンジデザインのプロトタイプを作成する際に使用される、より迅速で費用効果の高い手法です。これは、自動化されたプロセスによるものです。

3D印刷されたヒンジは、ナイロンなどのプラスチック素材で作られています。したがって、材料によっては、3Dプロトタイプの耐久性は射出成形ヒンジと同じではありません。

それらはもろく、繰り返し曲げると壊れます。それでも、製造された部品の形状と厚さをテストするのに理想的です。

ヒンジ設計ガイドライン リビングヒンジデザイン中に組み込む

• 厚さ

3D印刷されたリビングヒンジを製造する場合、材料は射出成形されたヒンジよりも厚くする必要があります（おそらく約0.6mm）。ヒンジの柔軟性は低くなりますが、厚みによってヒンジの耐久性が確保されます。

• オリエンテーション

3D印刷されたヒンジ設計を作成する場合、最大のヒンジ強度を確保するため、パーツの向きが重要です。ヒンジの幅は、ヒンジをレイヤーごとに構築し、破損を防ぐために、ビルド平面に対して直角にする必要があります。

・ウレタン鋳造法

ウレタン鋳造法は、このプロセスで製造された製品は耐久性が低く、壊れたり曲がったりする可能性が高いため、製品製造では一般的ではありません。

それでも、この方法は、実際に製造する前にプロトタイプを作成するのに適しています。これには、低硬度のウレタン樹脂を使用してゴム型を鋳造することが含まれます。これにより、摩耗に対する性能が低いプロトタイプが作成されます。

・CNC加工方法

コンピューター数値制御機械加工は、金属設計を作成する方法です。しかし、最近では、リビングヒンジデザインのプロトタイプを作成するための使用に画期的な進歩がありました。

ウレタン鋳造法と比較して、CNCは、新しい設計の概念実証として、耐久性のあるリビングヒンジのプロトタイプを作成するのに最適です。 CNC機械加工法により、プロトタイピングと設計検証が可能になり、より優れた耐久性のあるプロトタイプが作成されます。

リビングヒンジを作成するためのベストプラクティス デザイン

プロトタイピングは、仕様に従って機能する製品が完成するまでリビングヒンジの設計を修正できるため、リビングヒンジの製造に必要な重要なプラクティスです。
以下は、製品設計の専門家がヒンジを作成する際に考慮しなければならないいくつかのプラクティスです。

–ヒンジのデザインは薄くて柔軟でなければなりません。

厚いリビングヒンジはより強く見える場合がありますが、応力やひずみに対応するのに十分な柔軟性がないため、適用中に破損しやすくなります。したがって、ヒンジのデザインを薄く柔軟にする必要があります。

–放射状のコーナーを使用

金型のヒンジ設計にかかるストレスが大きくなるため、金型の鋭い角は避けてください。これにより、リビングヒンジの耐久性がさらに低下します。

–素材の選択

リビングヒンジの効率は、使用する材料によって異なります。したがって、使用する樹脂は、金型の薄い領域を自由に流れる必要があります。また、冷却後に曲げたときに応力亀裂が発生してはなりません。

–ゲートの配置

ゲートの位置は、ヒンジの中央にある必要があります。これにより、金型全体に樹脂が均一に分散されます。また、金型内のヒンジ設計の形成と冷却の一貫性も保証されます。したがって、より優れた耐久性のあるリビングヒンジを形成します。

–長いヒンジはありません

ヒンジは6インチより長くすることはできません。製品を収容するために設計でより長いヒンジが必要な場合。長いヒンジを小さな部分に分割する必要があります。これにより、シェルの寿命が延び、リビングヒンジの破損が防止されます。

結論

リビングヒンジの設計は、消費者製品、電気接続箱、ドアヒンジに関連する製品製造において不可欠なプロセスです。この記事では、プロセスの簡単な内訳を説明しました。ただし、専門家のサービスを使用することは、美学と機能性の点で競合他社よりも優位に立つことができます。これがRapidDirectの出番です。無料のDFM分析と、設計に関する専門的な提案を提供します。 CADファイルをアップロードして、すぐに見積もりを取得できます。ただし、問題が発生した場合は、製造に関するアドバイスについてサポートチームにご相談ください。

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