キャストウレタン製品設計の必須ポイント

初めての製品や新製品を設計することは素晴らしい挑戦ですが、製造プロセスに進む段階では圧倒されることも少なくありません。

設計を製造施設に送る立場にあるなら、スムーズな進行と意図通りの製品受け取りを確実にするため、事前にいくつかのステップを踏む必要があります。

この記事では、キャストウレタン部品の設計を発注する前に押さえておくべき考慮事項を解説します。

キャスト成形とは

簡単に言うと、キャスト成形は重力を利用して型を作るプロセスです。材料を型に流し込みます。一方、射出成形は加圧機械で型腔を高圧で充填します。どちらのプロセスでも、液体材料を放置して冷却・硬化させ、型から取り出せば製品の完成です。

もう一つの違いは、射出成形では金属やスチール製のホルダーに液体を注入するのに対し、キャスト成形ではシリコンやゴム製の外殻を型として使用する点です。

キャスト成形は一般的にコスト効率と納期の面で優れています。エンジニアは、最終製品がプラスチック製である場合や、より短い生産時間が求められる場合にこの選択肢を採用します。例えば、射出成形施設に依頼した場合に試作が間に合わないといったケースです。

当たり前のことですが、見落とされがちなステップが製品の「製造しやすさ」の確認です。キャストの仕組みと起こりうる問題を概ね理解しておく必要があります。例えば、気泡逃がし用のポケットが必要な型もあれば、オーバーフロー対策で余裕を持たせる必要がある型もあります。

製品の空気力学的側面に注目しましょう。潜在的な問題を全て洗い出すのは難しい——そこはメーカーがサポートします——が、初歩的な問題は事前に解決しておくべきです。

設計が技術的に実現可能かどうかを、ウレタン製造会社に送る前に確認することは重要です。これにより、時間、コスト、手間、そしてメーカーとの関係悪化を防げます。最も避けたいのは、製造不可能なキャストウレタン部品の設計に時間とリソースを浪費することです。

ウレタン部品の肉厚を全体で均一に保つことは、鋳造プロセス、特に冷却工程において極めて重要です。液体材料が冷却される際に肉厚が不均一だと、クラック、シンクマーク、歪み、あるいは完全な不良につながります。

推奨肉厚は、小型部品で0.5mm、大型部品で1mmです。これは厳密なルールではありませんが、鋳造プロセスの良い出発点となります。

簡単に言うと、R形状とは製品のエッジやコーナーを丸める技法です。部品製造において、これは荷重支持強度を高め、部品品質を向上させるために必要です。

業界推奨寸法は、外側コーナーで0.125インチ（約3.18mm）のフィレット、内側コーナーで0.060インチ（約1.52mm）のフィレットです。

収縮は鋳造で典型的に起こる現象であり、製造開始前に認識しておく必要があります。ウレタン成形における収縮量に影響する要因は以下の通りです：

材料の正確な組成によりますが、一般的に少なくとも0.15%の収縮を見込んでおくのが安全です。試作段階でこの点を考慮に入れてください。

ウレタン製品には、文字やロゴを盛り上げ（浮き彫り）または凹ませ（彫り込み）で表現できます。これは製品ブランディングの優れた手段です。ここで考慮すべき主な要素は、鋳造における高さ・深さ、幅、R形状です。

文字やロゴを型に追加する際のベストプラクティス：

以上のポイントを押さえた上でウレタンメーカーに依頼すれば、時間、コスト、手間、リソースを大幅に節約できます。

これらの要件の策定でサポートが必要なら、カスタムウレタンメーカーに相談してください。

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