射出成形成功の鍵：ドラフトアングル（抜き勾配）の重要性

射出成形用のドラフトアングル（抜き勾配）設計は、手間のかかる作業です。設計者やエンジニアとしては、読み取り、測定、修正が容易で直感的な、直線的で垂直なモデルで作業したいものです。

しかし、実際に設計に基づいて部品を製造する段階になると、機能性、嵌合、外観に影響を与える台形形状、つまりドラフトアングルを持つ形状を扱わなければなりません。この台形形状は、射出成形においてドラフトアングルを持つ部品設計が必須であることの結果です。

ドラフトアングルとは

ドラフトアングルとは、射出成形部品の垂直壁に付けられるテーパーのことで、部品を金型から離型するのを助けます。

ドラフトアングルは、射出成形カスタム部品の必須機能です。射出成形用の機能的な部品は、キャビティ側とコア側の両方に向いたドラフトアングルを持たなければなりません。これにより部品破損のリスクを減らし、機械からの離型を確実にします。

溶融プラスチックが閉じた金型に流れ込みキャビティを満たすと、冷却時に材料が金型内で収縮し、その結果コアをグリップするようになります。

なぜドラフトアングルが射出成形に不可欠なのか

テーパーがないと、部品に傷がつくだけでなく、金型にも望ましくない摩耗が生じ、金型寿命が短くなります。さらに最悪の場合、部品を離型できず、生産を止めて手作業で部品を金型から剥がす羽目になります。

また重要なのは、金属とプラスチックの間に空気を導入して真空力を克服し、部品を適切に離型させることです。適切なドラフトアングルを設けることで、離型時の歪みを防ぎながら、良好な外観仕上げを維持できます。

射出成形では、離型機構と冷却システムのトレードオフも避けられません。両者はコア内のスペースを奪い合います。部品が設計段階で離型しやすければ、離型が容易になり、冷却システムにより多くのスペースを割り当てられます。

その結果、多数のピンやスリーブで部品をコアから押し出す代わりに、冷却チャネルのためのスペースを大幅に確保でき、サイクルタイムを大幅に短縮できます。これが高生産量に達した際、単位当たり価格をより競争力のあるものにするのです。

なぜ設計にドラフトアングルを追加することが不可欠なのか

• 形状の歪みを最小限に抑える
• 金型寿命を延ばす
• プラスチック部品の表面仕上げを改善する
• 冷却時間を短縮してコストを削減する

より良いドラフトアングルを設計するには

設計にドラフトアングルをどう実装すべきかを正確に示す万能の公式はありませんが、考慮すべき要因があります：

深いポケットとキャビティ

深いポケットとキャビティには、部品がコアから押し出される際の真空力と摩擦力を克服するため、より急なドラフトアングルが必要です。

部品のテクスチャー

部品のテクスチャーが最小ドラフトアングルを決めます。鏡面仕上げのような滑らかな表面は離型しやすく、スクラップ率を下げられます。ライトテクスチャーには1〜5度、レザーやスネークスキンのような複雑なテクスチャーはマイクロアンダーカットを生むため、5〜12度以上のドラフトが必要です。

ドラフトアングルに最適な射出成形材料

プラスチックの熱収縮が大きいほど、より大きなドラフトが必要です。また、強く、脆く、摩耗性の高い材料は、軟らかく、延性があり、自己潤滑性のある材料よりも大きなテーパーを必要とします。

例えばナイロンは非常に寛容で、ドラフトアングルが必須ではありませんが、標準的な2度のテーパーは常に推奨されます。

材料	最小ドラフトアングル*	推奨ドラフトアングル
ナイロン	0°	1°
ポリエチレン	0.5°	1.5°
PVC	0.5°	1.5°
PP	1°	2°
PC	1.5°	2°

*理想的な条件を前提としています

Hubsのドラフトアングル設計：トップヒントとコツ

ドラフトアングルは設計者にとってお気に入りの機能ではないかもしれませんが、手間をかける価値があります。正しく設計することは、競争力のあるコスト獲得とリードタイム短縮の鍵となります。

カスタム部品の最適なドラフトアングル設計のための上級ヒントをいくつか紹介します：

• 設計初期段階でドラフトを組み込む。3Dプリントでプロトタイピングする場合、最初からドラフトを含めておけば、後で設計をやり直す必要がありません。
• キャビティ側とコア側の両方にドラフトを付ける。コア側（内面）は材料の収縮方向の関係で、やや大きめのドラフトが必要です。
• すべての垂直面にドラフトが必要。リブ、ガセット、ボス、スタンドオフ形状も含みます。
• ドラフトアングルは大きいほど良い。絶対最小の0.5度でも、ドラフトなしよりはマシです。
• 基準面をどこに置くか、ドラフトが機能や嵌合部品とのフィットに影響しないかに注意する。
• パーティングラインの位置は必ずしも明確ではない。プロセス早期にサプライヤーと相談し、最終設計を期限内に完成させる。
• サイドアクション（サイドキャビティとボス）を必要とする形状にドラフトを付ける。

射出成形のための形状設計についてより詳細なガイドが必要な方は、こちらのガイドをご覧ください。

よくある質問

射出成形のドラフトアングルはどう計算しますか？

一般的に、金型キャビティ深さ1インチ（2.54cm）あたり最低1度のドラフトを追加することが推奨されます。深さ以外の要因もドラフトアングル計算に影響するため、最大でインチあたり2度まで追加できますが、必須ではありません。

ドラフトアングルは何度にすべきですか？

キャビティ深さ1インチあたり1〜2度のドラフトを適用するのが良い標準ですが、状況により適切な角度は異なります。例えば、すべての垂直面に0.5度の適用を推奨します。ライトテクスチャー（PM-T1）には3度、ヘビーテクスチャー（PM-T2）には5度以上のドラフトが必須です。

設計プロセスのいつドラフトアングルを追加すべきですか？

3DプリントやCNC加工の設計にはドラフトアングルが不要なため、プロトタイピング段階（またはそれ以前の設計段階）でドラフトを忘れがちです。3DプリントとCNC加工では、金型から部品を離型する心配がないためです。早い段階でドラフトアングルを付けて設計することを推奨します。そうすれば、後で射出成形で大量生産する際、成形プロセスに対応するために部品を再設計する必要がなくなります。

ドラフトアングル設計は表面仕上げにどう影響しますか？

適切なドラフトアングルを付けることは、部品の傷を防ぐために不可欠です。熱可塑性プラスチックは金型内で冷却時に収縮し、クリーンで容易な部品離型を妨げる十分な張力を生みます。適切なドラフトアングルがないと、金型内の張力と冷却後の取り出し時に部品に傷がつきます。

最適な製造性のためにドラフトアングルをどう設計しますか？

本ガイドラインに従えば、製造性向上のための設計が確実に改善されます。さらに質問がある場合や専門的なDfMアドバイスが必要な場合は、sales@hubs.comまでご連絡ください。