射出成形の一般的な欠陥を防ぐ：実証済みの6つの設計ヒント

射出成形プロセスで最も一般的な欠陥は何か、そしてそれらをどう回避すればよいか。本記事では、生産欠陥を防ぎながら成形部品のコストとリードタイムを削減するための、6つの重要な設計ヒントを紹介します。

射出成形の概要

射出成形は、プラスチック部品を大量生産するための標準的なプロセスです。高い再現性、設計の自由度、低い単価を実現できるため、身の回りにあるプラスチック部品の大半は、CNC加工や3Dプリントではなく、金型から取り出されたものです。

一方で、射出成形にはいくつかの欠点もあります。初期金型の製作コストが高く、3DプリントやCNC加工に比べて納期が長くなる傾向があります。しかし、数千〜数百万個の部品を生産する場合、これらの要因は決定的な障害とはなりません。

より重要なのは、射出成形プロセスでは一般的な欠陥に常に注意を払う必要があることです。設計段階で早期に欠陥を発見し、修正することが極めて重要です。

本記事では、一般的な欠陥を回避し、射出成形の生産効率を最大化するための6つの実用的な設計ヒントを解説します。

動画で学ぶ

より良い射出成形部品の設計に関するプロのヒントは、YouTubeチャンネルでもご覧いただけます。

1. テーパー角（ドラフト角）で脱型を容易にする

完成した部品を金型から脱型する際、部品表面に引きずり跡（ドラッグマーク）が残るリスクがあります。部品設計にテーパー角を設けることで、脱型が容易になり、不要な跡がつく可能性を大幅に減らせます。

最適な結果を得るには、部品のすべての面に最低2度のテーパー角を設けることを推奨します。テクスチャ加工された面がある場合は、テクスチャの深さ0.1mmごとに追加で0.4度の角度を設けるのがベストです。

2. アンダーカットを避けて脱型をスムーズに

射出成形用の部品を設計する際、製造プロセスに金型から部品を取り出す工程が含まれることを忘れないでください。アンダーカットがある設計では、成形後に脱型がほぼ不可能になります。

アンダーカットを完全に排除すれば、脱型が格段に容易になります。さらに脱型効率を高める方法として、以下の4つを推奨します：

• シャットオフ（シャットオフ面）を活用する
• パーティングラインを移動させる
• バンプオフ（ストリッピングアンダーカット）を利用する
• スライドコアやサイドアクションを追加する

3. ボス、リブ、側壁を適切に配置する

ボスとは、ネジやスレッドインサート、その他の締結・組立用ハードウェア用の穴を持つ円筒状の突起です。適切に実装すれば、部品の強度を高められます。

締結用として使用する場合、ボスの外径はネジやインサートの公称直径の2倍、内径はネジの芯径と同等にする必要があります。

4. 肉厚を均一にするか、滑らかな遷移を設ける

射出成形では、部品の壁厚は可能な限り均一にする必要があります。また、過度に厚い壁は避けてください。肉厚が不均一な部品は、成形後の冷却時に溶融・変形する恐れがあります。

やむを得ず肉厚を変える場合は、段差の3倍の長さの面取りやフィレットを使って、できるだけ滑らかに遷移させてください。これにより、材料が金型キャビティに均一に充填され、後々の溶融や変形を防げます。

5. 厚肉部を中空化し、リブで補強して反り・収縮を防ぐ

特に厚い部分があると、反りや収縮のリスクが高まります。部品全体の最大肉厚を制限することが不可欠です。厚肉部分を中空化することでも同様の効果が得られます。

中空化した部分の強度を確保するには、リブを追加して強度と剛性を高めながら、適切な壁厚を維持してください。

6. 角を丸めて材料の流動を良くする

均一な壁厚の原則は、部品のエッジやコーナーにも適用されます。部品の各セクション間の遷移をできるだけ滑らかにすることで、材料が金型内をスムーズに流動できます。

• 内側のエッジ：壁厚の1/2以上の半径を設ける
• 外側のエッジ：内側の半径に壁厚を加えた半径を設ける

これにより、コーナーを含めた部品全体で壁厚が一定に保たれます。

これらの設計ヒントを活用すれば、射出成形プロセス全体で潜在的な欠陥を防止できます。多くの場合、コストとリードタイムの削減にもつながり、プロセス全体がより効率的かつ低リスクになります（生産数が多いほど、このメリットは大きくなります）。

射出成形サービスの詳細については、オンラインフォームからお問い合わせいただくか、networksales@protolabs.comまでご連絡ください。

エンジニア向けの追加リソース

大量生産向け効率的な射出成形

記事を読む

射出成形機とは？その仕組み

記事を読む

再現性に優れた材料とは？

記事を読む

製品スケーラビリティを考慮した設計ガイド

記事を読む

3Dプリントと射出成形、使い分けの判断基準

記事を読む

射出成形におけるアンダーカットの設計方法

記事を読む

射出成形でよく使われる材料

記事を読む

オーバーモールドとは？

記事を読む

ダイカストとは？

記事を読む

射出成形のコストはいくら？

記事を読む

射出成形の一般的な欠陥を防ぐ方法

記事を読む

GD&Tとは？製造エラーを減らし品質を向上させる方法

記事を読む

CADファイルをカスタム部品に変換する準備はできましたか？

設計をアップロードして、無料の即時見積もりを取得してください。

即時見積もりを取得