Design Tip

シャープな角は避けましょう!

今回は、部品を設計するにあたって、シャープな角ではなく、丸く(Rを付ける)する理由をお話します。そして、内側の角と外側の角の違いを明確にします。又、どちらもRを付けますが、その理由は若干違うことについても述べます。

例 : シャープな角 vs. Rが付いた角

外側の角

まず、最初に注意することは、パーツの外側の角は金型では内側の角で形成されます。又、その逆もあります。シャープな外側の角を持つパーツを作らない理由の一つは、当社の金型は、内側の角をシャープにカットできない縦型の切削プロセスで作ります。金型の内側の角(パーツの外側の角)のRは、カッターのRより大きくなければなりません。これは切削の深さによって微妙に変わってきます。

内側の角

金型を製作する際、当社の切削プロセスで、外側の角をシャープにすることができます。問題は、パーツが冷える際に、シャープな内側の角は大きなストレスを発生することです。その答えは単純で、樹脂の冷却率は表面積に比例しているからです。全ての角は、カーブの外側が内側より大きい表面積を持っています。(トラックのインコースを思い浮かべてください。)Rのついている角には常に二つの表面積の違いがあります。しかし、角の内側が直角であれば、理論的には表面積はゼロであり、外側と内側の表面積の違いは最大になります。

二つの壁で作られる“L”字形のパーツは、冷却の際に二つの壁の角度が減少するため、“そり”が発生する傾向にあります。しかし、角がBox形状で覆われていれば、角を形成する二つの壁が動かないので、“そり”は発生せず、単に緊張が生まれます。結果として、裂け目か歪みと言った見栄え上の問題が生じる可能性があります。

又、金型の外側の角がシャープなため、コアがパーツを“掴み”、エジェクトが難しくなるか、パーツまたは金型にダメージを与えるというリスクがあります。

ここまでで、何故角にRが必要かをご理解いただけたと思いますが、一つだけRを付けてはいけないところがあります。それはパーティングラインです。

図1

図2

図1で、金型の固定側と可動側が合わさって、パーティングラインがシャープなエッジになるパーツをご覧ください。金型の加工においては、常に何らかの公差が発生しますが、パーティングラインが左右に若干動いても境界の形状は変化しません。

他方、図2では、金型の固定側、可動側の両方がパーティングラインのエッジを形成するので、金型が少しでもかみ合わないと、出っ張りが出て、パーティングラインにおいてパーツの形状が変化します。このため、パーティングラインをシャープにすることをお勧めします。

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