ウレタン キャスティングの重要な設計ガイドライン

製造方法として、ウレタン鋳造は、射出成形のハード ツールとはまったく対照的です。射出成形には高価で手間のかかる工具が必要ですが、ウレタン キャスティングでは柔軟なシリコン型を使用するため、メーカーは高品質の最終用途部品をはるかに短いリード タイムと低コストで製造できます。そのため、このプロセスはブリッジ ツール、少量生産、ラピッド プロトタイピング、接合部の製造、細かいディテール (隆起した文字など) の部品の製造に一般的に使用されます。

ウレタン キャスティングのビルド プロセスでは、最初にマスター パターンを作成します。基本的には、最終パーツのレプリカ (多くの場合 3D プリント) です。次に、パターンを液体シリコンで完全に包み込み、硬化させます。型を半分に切り、型を外します。そこから、適切なウレタン キャスティング レジンを使用してプロセスを繰り返すことができます。

ポリウレタン キャスティング材料は、射出成形で使用される熱可塑性樹脂に匹敵する (優れていない場合) 性能特性を提供できます。ただし、他の生産方法と同様に、すべての性能要件を満たす高品質の部品を鋳造するプロセスでは、製品チームが製造可能性のための設計 (DFM) のベスト プラクティスに従う必要もあります。以下は、製品チームが留意すべき最も重要なガイドラインの一部です:

公差

製造においてある程度の変動は避けられません (ただし、チームはできるだけ多くの変数を考慮する必要があります)。公差は、個々のユニット間の寸法変動の許容量です。キャスト ウレタンの公差は通常、約 ± 0.015 インチまたは 1 インチあたり ± 0.003 のいずれか大きい方です。ケースバイケースで、より厳しい公差が提示される場合があります。

通常、+0.15% の収縮率が一般的です。これは、ウレタン キャスト材料の熱膨張と、それに応じて柔軟なシリコン型がどのように温まるかによって引き起こされます。

さらに、ウレタン キャスト パーツは後処理に適していますが (ただし、研磨やカスタム仕上げなどの追加のプロセスは生産コストをすぐに押し上げる可能性があります)、鋭い角や文字などの一部のデザイン機能では、わずかな丸みが発生する可能性があることに注意してください。より細かいディテールの定義に影響を与える冷却プロセス。とはいえ、SPI 仕上げまたはテクスチャを模倣する仕上げをマスター パターンに追加することは可能です。パントンの色に合わせてウレタン キャスト パーツをペイントすることもできます。また、特定の色や顔料をキャスト マテリアルに直接追加することもできます。

肉厚

ウレタン鋳造で製造された部品の最小肉厚は 0.040 インチ (1 mm) ですが、一部の小さなコンポーネントでは 0.020 インチ (0.5 mm) の薄肉を実現できます。部品の構造的完全性を確保するために、大きな部品は通常、より厚い壁を必要とします。

ウレタン鋳造では、さまざまな肉厚や不規則な形状のパーツを使用できますが、そのようなパーツの設計は、厳密に必要な場合にのみ行う必要があります。一貫した厚さを維持することで、硬化プロセス中の不適切な収縮や変形の可能性を最小限に抑えることができます。

アンダーカットとドラフト

アンダーカットは射出成形設計をすぐに複雑にする可能性がありますが、ウレタン鋳造で使用されるシリコン型の柔軟な性質により、通常、部品を損傷することなく簡単に取り外すことができます。

抜き勾配についても同じことが言えます。抜き勾配は、金型から部品を取り出すために必要ですが、ウレタン キャスト パーツにはあまり必要ではありません。とはいえ、3 ～ 5 度の抜き勾配をパーツ設計に組み込むことで、金型への負担を大幅に軽減し、そのライフ サイクルを延ばすことができます。

肋骨

リブは安定性と強度を高めますが、リブがサポートする壁の曲げ剛性を最大化するように、リブの向きを確認することが重要です。一般的な経験則として、リブの高さは幅の 3 倍を超えてはならず、成形品の壁と接するリブの幅は壁の厚さの 40 ～ 60% の間である必要があります。最後に、リブの強度を最大化するために、すべての内部コーナーは、部品の壁厚の少なくとも 25% のフィレット半径を持つ必要があります。

ボス

ボスにより、ネジ、ピン、およびその他の留め具を使用して、安全な嵌合部品を取り付けることができます。リブの場合と同様に、底面の半径は部品の壁厚の約 25% にする必要があります。これにより、この場合、ファスナーをボスにセットするときにファスナーが燃えるのを防ぐのに役立つという利点があります。

内部のボス コーナーは、肉厚を最小限に抑え、ヒケが発生する可能性を減らすために、0.060 インチ (1.5 mm) のフィレット半径を使用する必要があります。ボスが公称肉厚の 60% 以下であることを確認することも、収縮を最小限に抑えるのに役立ちます。

ウレタン鋳造の利点を今すぐ活用

短いリードタイム、低コスト、設計と材料の柔軟性など、ウレタン キャスティングの利点は、設計と製造のベスト プラクティスを順守した場合にのみ、真に報われます。これは、ウレタン鋳造材料の特性、ゴム部品の一般公差などの変数に注意を払うことを意味します。これは、経験豊富な製造パートナーの支援がなければ、すぐに複雑になります。

Fast Radius は、ウレタン鋳造による比類のない品質の試作品と最終用途部品の製造実績を持つオンデマンド製造プラットフォームです。アジャイルなアプローチにより、リード タイムを大幅に短縮し、あらゆる形態と規模の製品チームの運用効率を向上させることができます。

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