射出成形仕上げのマスター: SPI & VDI 規格の解説

ポリマー射出成形部品は、最終用途のために仕上げを必要とすることがよくあります。射出成形には、部品のテクスチャー、外観、手触り、その他の表面特性に影響を与える多様な表面仕上げオプションがあります。顧客視点だけでなく、設計者やエンジニアの視点からも、金型設計に不可欠なため重要な設計考慮事項です。

表面仕上げの必要性

ほとんどの金型はアルミニウムと/または鋼から機械加工され、成形部品は金型表面の最小の不完全ささえ拾ってしまいます。エンドミルによる加工痕がビードブラストや研磨で除去されない場合、成形部品に転写されます。多くの場合、特に目に見えない部品内部では、工具痕を金型に残しても部品の機能や外観に差はありません。

しかし、目に見える表面には追加の仕上げが必要です。ほぼすべての金型はある程度仕上げられますが、より多くの研磨が必要なほど、金型工具のコストが高くなり、完成までに時間がかかります。

表面仕上げを決める主要因

射出成形の表面仕上げは、CNC加工や3Dプリンティングの表面仕上げとは異なります。後者の二つでは部品製造後に追加ステップとして表面仕上げを行いますが、前者では金型表面自体をテクスチャリングという方法で準備し、部品が仕上げられた状態で出てくるようにします。例えば、部品にマット仕上げが必要な場合、金型内部をテクスチャリングして成形部品がマット仕上げで出るようにします。仕上げを決める要因は以下の通りです:

部品の視覚的魅力の向上

部品設計者はいくつかの美的理由でテクスチャリングを選択することがあります。部品表面の滑らかなまたはマットなテクスチャーは、外観を改善し仕上げられたルックスを与えるだけでなく、射出成形の結果として生じるフローライン、ノットライン、シンクマーク、シャドーマークなどの不完全さを隠します。商業的観点から、良好な表面仕上げを持つ部品は顧客にアピールします。

部品機能の改善

表面テクスチャリングは塗料密着性とステッカー密着性を向上させます。例えば、マットテクスチャーの部品は塗料を長く保持でき、ラベル貼り付けにも適しています。また、部品の把持性を改善します。金型表面をテクスチャリングすることで、ショートショットやフラッシュのようなプラスチック欠陥も回避できます。適切に設計されテクスチャリングされた金型は、閉じ込められたガスの逃げ道にも役立ちます。

表面仕上げカテゴリー

市場には2つの最も人気のある表面仕上げカテゴリーがあります:

SPI

プラスチック工業会 (SPI) は、異なる部品表面仕上げをもたらすいくつかの標準仕上げ手順を定めています。金型は機械でテクスチャリングするか手作業で研磨できます。以下の表で説明します。

VDI (STD)

VDI 3400表面仕上げ (一般にVDI表面仕上げとして知られる) は、ドイツ技術者協会 (VDI) が定めた金型テクスチャー規格です。VDI 3400表面仕上げは、金型機械加工時に主に放電加工 (EDM) で処理されます。従来のテクスチャリング方法 (SPIのような) でも可能です。ドイツ技術者協会が規格を定めていますが、北米、ヨーロッパ、アジアを含め、世界中の金型メーカーで一般的に使用されています。

VDI値は表面粗さに基づきます。画像から、表面粗さの値が異なるさまざまな表面仕上げテクスチャーがわかります。

結論

射出成形表面仕上げの2カテゴリーの中で、SPIグレードAとBは非常に低い表面粗さで最も滑らかで、より高価です。一方、表面粗さの観点からは、最高品質のVDI 12はSPI Cグレードに相当します。

Xometryでは射出成形部品にSPIとVDIの両方の表面仕上げを提供しています。Xometryの射出成形エキスパートが可能なオプションについてさらにアドバイスいたします。設計をお見積もりエンジンにアップロードしてください。48時間以内にお見積もりをお送りします。