射出成形の抜き勾配の完全ガイド

射出成形における真実の瞬間は、鋼金型の 2 つの半分が分離したときに発生します. その瞬間に, 複雑な力のセットが、新しく形成された部品の運命を決定します. きれいに完璧に排出されますか? それとも苦労になるだろうか, その結果、, 拒否されたコンポーネント? この質問に対する答えは、多くの場合、最も単純な質問の 1 つに帰着します, しかし、最も重要な, プラスチック部品設計の特徴: 抜き勾配.

射出成形における抜き勾配は小さなテーパーです, 度単位で測定, 部材の垂直面に適用. このわずかな傾斜は、外観上の選択ではありません; これは製造可能性の基本的な要件です. テーパーにより、部品を金型からきれいに解放できます. 部品と工具の両方への損傷を防ぎます. また、スムーズな, 効率的, 費用対効果の高い製造プロセス.

製造可能性を考慮した設計のリーダーとして (DFMの), GD-Prototypingは、何千もの部品設計をレビューしました. 適切な抜き勾配が射出成形プロジェクトを成功させるための基礎であることを私たちは知っています. このガイドでは、, ドラフトとは何かの技術的な説明, なぜそれが不可欠なのか, そしてそれを正しく適用する方法.

射出の物理学: ドラフトがオプションではない理由

単純なテーパーがなぜそれほど重要なのかを理解するには, 鋼の型の中で作用する目に見えない力を理解する必要があります. 溶融プラスチックが固まると, それは単に空洞の中に置かれているわけではありません. クリーンなリリースに対して積極的に機能します. 壁が完全に垂直になっている部分 (ドラフトゼロ) 射出中に3つの強力な物理力と戦わなければならない.

収縮の力

すべてのプラスチックは、冷却され、溶融状態から固体状態に移行するときに収縮します. この収縮は体積収縮です. 金型の内部, これにより、プラスチック部品が "コア" 金型の半分 (部品の内部特徴を形成する男性の半分). このグリップの力は計り知れません. 部品を所定の位置に保持する強力なクランプのようなものです. 抜き勾配は、この垂直な把持力を角度付き力に変換します. これにより、エジェクターピンが押すときの抵抗を大幅に減らして、部品をコアから解放することができます.

摩擦力

排出中, 部品は押し出されるときに金型の表面に沿ってスライドする必要があります. ドラフトがゼロの部品は、垂直サーフェス全体が直接的になります, 鋼製金型壁との常時接触. これにより、大量の摩擦が発生します. エジェクター システムは、この摩擦を克服するために極度の力を加える必要があります. この大きな力は部品を損傷する可能性があります. 抜き勾配がわずか 1 度または 2 度であれば、部品が動き始めるとすぐに, その表面は金型壁からすぐに分離します. これにより、接触表面積が大幅に減少します, 摩擦を最小限に抑え、スムーズなリリースを可能にします.

真空の力

部品と金型表面の間に真空が形成される可能性があります, 特に深い, 通気口のない機能. これは、部品が冷えて収縮するときに発生します, 部品を金型に効果的に吸い込む低圧の密閉ポケットを作成します. この真空力は驚くほど強い. 部品が剥がれるのを防ぐことができます. 抜き勾配により、取り出しが始まるとすぐに部品と金型の間に少量の空気が入ります. これにより、すぐに真空が解除され、部品が自由に解放されます. 適切なドラフトを備えた設計は、これら 3 つの力との絶え間ない戦いにあります.

ドラフトが不十分であることがもたらす影響

ドラフトの必要性を無視することは、プラスチック部品の設計において最も一般的でコストのかかる間違いの 1 つです. 抜き勾配がゼロまたは不十分な設計は、製造可能な設計ではありません. このような部品を成形しようとすると、多くの問題が発生します, 外観上の軽微な欠陥から壊滅的な生産失敗まで多岐にわたります.

部品に抜き勾配がない場合の動作?

1. ドラッグマークと擦り傷 これは、ドラフトが不十分であることの最も一般的で直接的な結果です. 部品が金型から押し出されるとき, その垂直な壁は、硬い鋼の表面に激しくこすれます. この掻き取り動作は長く残ります, 部品表面の見苦しい線や擦り傷. これら "ドラッグマーク" 明らかな外観上の欠陥です. 見た目が重要な製品に, これは高い拒否率につながります.

2. 部品の損傷または破損 ドラフトゼロの部品を取り出すのに必要な大きな力は、物理的な損傷を引き起こす可能性があります. 背の高いような壊れやすい特徴, 細いリブ, サポートされていないボス, またはデリケートなスナップは特に脆弱です. これらの機能は簡単に曲がる可能性があります, 壊す, または、ストレスの多い排出プロセス中に完全にせん断されます. その結果、部品が機能的に故障し、材料が無駄になります.

3. エジェクターピンマークとストレスホワイトニング 摩擦力と収縮力を克服するために, エジェクターピンは極度の圧力で押す必要があります. この局所的な力は深く離れる可能性があります, 部品表面の永久的なくぼみまたはマーク. 場合によっては, ピンが強く押すと、プラスチックが変形したり、ストレスによって白くなったりする可能性があります. 最悪の場合, ピンは実際に薄い壁を突き破ることができます, 部品を完全に破壊する.

4. 部品の固着と金型の損傷 これは最も深刻な結果です. 部品が金型にしっかりと固着し、エジェクター システムが取り外すことができなくなります. これにより、生産は完全に停止します. 部品が固着した場合、技術者が手動で工具から力強くこじ開ける必要がある場合があります. このプロセスには時間がかかります. また、高価なものを損傷するリスクも高いです, 金型工具自体の精密加工された表面. 金型の傷やえぐりは、修理に非常に費用がかかる可能性があります.

抜き勾配を正しく適用する方法

ドラフトの適用は、最新の CAD ソフトウェアでは簡単なプロセスです. しかし, 金型内の部品の向きを明確に理解した上で行う必要があります. 正しい塗布の鍵はパーティングラインです.

ドラフトを適用するための実践ガイド

1. パーティングラインの識別 パーティングラインは、金型の2つの半分がある部分の線です (コアとキャビティ) 会う. の "引っ張る方向" または、型開きの方向は常にこのパーティングラインに対して垂直です. すべての抜き勾配は、この引っ張り方向を基準に適用する必要があります. パーツは、パーティング ラインから離れてテーパーするように設計する必要があります. これにより、金型が開き、部品がきれいにリリースされます.

2. の "コア" そして "空洞" 側面 成形品には、金型に対して 2 つの側面があります。. の "空洞" 側面は外側です, 多くの場合、表面は化粧品です, 型の女性半分によって形成される. の "コア" サイドはインナー, 多くの場合、表面は非装飾的です, 型のオス半分によって形成される. プラスチックが収縮するにつれて, キャビティ側から引き離されますが、コア側をつかみます. このため、, コア側の機能 (箱の中のように) 通常、キャビティ側のフィーチャーよりも多くの抜き勾配が必要です.

3. リブとボスへの抜き勾配の適用 リブとボスは、部品の主壁に垂直な一般的なフィーチャです. また、垂直面にドラフトを適用する必要があります. 高い, ドラフトのない薄いリブは、排出中にほぼ確実に破損します. 原則として, リブの各側面には、少なくとも 0.5 宛先 1 喫水の程度.

4. シャットオフの処理 シャットオフとは、金型のコアとキャビティの半分が接触して部品に穴またはスロットを作成する領域です. これらの出会い面が引っ張る方向と完全に平行な場合 (ドラフトゼロ), 鋼の鋭いエッジは時間の経過とともにすぐに摩耗します. これにより、フラッシュが発生します. 最低限の 3 宛先 5 抜き勾配から遮断面までの程度により、堅牢なシールが保証され、金型工具の寿命が大幅に延びます.

重要なリンク: サーフェス テクスチャと抜き勾配角度

必要なドラフトの量は1枚ではありません, ユニバーサルナンバー. 部品の最終的な表面仕上げに大きく依存します. スムーズな, 研磨された表面は、粗い表面よりも少ないドラフトを必要とします, テクスチャー加工された表面. これは、初心者のデザイナーが見落としがちな重要な考慮事項です.

表面仕上げは必要なドラフトにどのように影響しますか?

金型上のテクスチャーのある表面は、ビードブラストや化学エッチングなどのプロセスによって作成されます. 微視的なレベルで, これらのテクスチャは、小さなアンダーカットの複雑な風景を作り出します. プラスチックは成形中にこれらのアンダーカットに流れ込みます. これにより、部品は滑らかなものよりもはるかにしっかりと金型表面をつかむことになります, 磨かれた表面は. この繊細な質感を削ったり傷つけたりすることなく、パーツをきれいに解放すること, 大幅に大きな抜き勾配が必要です.

一般的なルールは簡単です: 質感が粗いほど, 必要なドラフトが多ければ多いほど. 確立された一連のガイドラインに従うことがベストプラクティスです.

• 高度に研磨された表面 (光学部品用のSPI-A1のように) 時には、わずかで排出することができます。 0.5 喫水の程度.
• 標準的な機械仕上げの表面 (SPI-C1) 安全な最小値が必要です。 1 宛先 2 喫水の程度.
• 軽いビードブラスト仕上げの表面 (SPI-D1) または、非常に軽いテクスチャには、最低限の 3 喫水の程度.
• 重い、または複雑な木目の質感を持つ部品 (革や木目仕上げなど) 必要になる場合があります 5 きれいなリリースを保証するためのドラフトの程度またはそれ以上のもの.

抜き勾配ガイドテーブル

この表は、さまざまな条件で推奨される最小抜き勾配のクイック リファレンスを提供します. 設計段階でこれらの一般ルールを適用すると、部品の製造可能性が劇的に向上します.

フィーチャータイプ / 条件	最小推奨ドラフト	理由 / ベストプラクティス
ほとんどの部品の特徴 (スムース仕上げ)	1.5 - 2 辺あたりの度数	金庫, ほとんどの非テクスチャ部品のユニバーサルベースライン. 簡単なリリースを保証.
深い特徴 (>25ミリメートル / 1 インチ深さ)	2 - 3 辺あたりの度数	より深い機能は、より多くの摩擦力と真空力を生み出します, 追加のドラフトが必要.
ライトテクスチャー (例えば。。, ビーズブラスト)	3 辺あたりの度数	テクスチャの微細なアンダーカットのグリップを克服するには、追加のドラフトが必要です.
重厚な質感 (例えば。。, レザーグレイン)	5+ 辺あたりの度数	取り出し時に部品が擦れて繊細な質感を損傷するのを防ぐために、かなりの抜き流が必要です.
シャットオフ (メタルオンメタルシール)	3 - 5 度	工具鋼の鋭いエッジが時間の経過とともに摩耗するのを防ぎます, フラッシュにつながる.

製造可能性に関する関連設計原則

真空中には抜き勾配が存在しない. これは、製造可能性を考慮した設計への総合的なアプローチの一部です (DFMの). 他の主要な設計原則と連携して、成功する部品を作成します.

均一な肉厚

これも射出成形の基本ルールです. 壁の厚さを一定に保つことで反りを防ぎます. 反りのある部品は、取り出すのが非常に難しい場合があります, たとえそれがきちんとしたドラフトを持っていても, 歪みにより金型内で結合するためです. ユニフォームの原則 ABSの肉厚 したがって、他の材料は抜き勾配の有効性に直接関係します.

ゆったりとした半径

すべての内側と外側のコーナーに十分な半径を使用することも、重要なベスト プラクティスです. 鋭いコーナーは、部品に応力集中を生じさせます. また、溶融プラスチックが金型キャビティにスムーズに流れ込むことも困難になります. 丸みを帯びた角, 適切な抜き勾配と連携して作業する, 部品の強度と金型からきれいに剥がす能力の両方を向上させます.

外観上の欠陥の防止

適切なドラフトは、外観上の欠陥を防ぐための重要なツールです. 排出に必要な力を軽減することで, ドラッグマークのリスクを最小限に抑えます, スカッフィング, エジェクターピンからの応力マーク. 適切な抜き勾配を備えた適切に設計された部品は、完璧な部品を持つ可能性がはるかに高くなります, 傷のない化粧表面. 反りを引き起こすのと同じ応力は、他の欠陥の原因にもなる可能性があります. 詳細については、次のガイドをご覧ください。 ヒケの修正.

結論

抜き勾配は、適切に設計された射出成形部品にとって基本的かつ交渉の余地のない要件です. これは、プラスチック収縮の複雑な物理的課題を解決するシンプルな機能です, 摩擦, 真空圧力. すべての垂直面に小さなテーパーを適用することにより、, 設計者は、部品を効率的に製造できるようにします, 確実, そして高品質の表面仕上げで. ドラフトを無視すると部品が損傷します, 壊れたツール, コストのかかる生産遅延.

ドラフトを理解し、正しく実装することは、経験豊富な部品設計者の特徴です. GD-Prototypingで, 当社のエンジニアチームは、すべてのプロジェクトについて専門的なDFMフィードバックを提供します. 私たちは、お客様が設計を最適化して、すべての部品が完璧に製図され、完璧な製造の準備が整うように支援します.