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パーツ設計の重要ポイント!
<パーティングライン>を理解する

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パーティングラインについては以前にも取り上げましたが、しばらく時間も経ちましたので、おさらいも含めあらためてご紹介します。

パーティングラインを理解するために、まずは成形プロセスを簡単に確認しましょう。
射出成形は、固定側と可動側、2つの金型を高圧で閉じる(型締め)することから始まります。
次いで、溶融された樹脂が2つの金型の間に出来た空間(キャビティ)に充填されます。樹脂が冷却されて金型から押し出されることで、最終的な成形品となります。成形品の外周に沿って、2つの金型が分かれる境界がパーティングラインです。
パーティングラインは、材料が樹脂であっても液状シリコーンゴムであっても、金型を使用する射出成形でパーツを製作するのであれば、必ず考える必要のあるものです。

パーティングラインをどこに配置するかを考えながらパーツをモデリングすることは少ないかもしれませんが、パーティングラインの位置は様々な機能に影響するため、パーツ設計の重要なポイントになります。パーツの中央に配置することが最適である場合もあれば、少し複雑なパーツではそう単純ではない場合もあります。

単純なカップ形状のパーツを射出成形する場合、カップの外側は金型の固定側(キャビ側)、内側は可動側(コア側)で形成するため、パーティングラインはカップの縁に沿って形成されます。また、図1の写真のような外観に凹凸がある円柱状のパーツであれば、パーティングラインは、竹を割るようにパーツの軸方向にできることになります。

Parting line on part example
図 1: パーティングラインが外形の軸方向に形成されています

パーティングラインの位置は、主に次の三つのことに影響を与えます。

第一に、金型の抜き方向が決まるため、どの面に、どのような方向で抜き勾配を設けるかが決まります。
第二に、パーツに入るラインや段差により外観に影響します。
第三は、金型の製造コストと、成形されたパーツを完成品に仕上げるために二次加工が必要な場合のコストへ影響を与える可能性があります。

通常、製品設計者と金型設計者では、パーツを見る視点が異なります。製品設計者が成形後のパーツが正しく機能することに重点を置いているのに対して、金型設計者はパーツが正しく、安定して成形できることに注意を払っています。パーティングラインは、パーツの機能面と製造性どちらにも影響することを考慮しなければならないのです。

できあがったパーツのパーティングラインが継ぎ目のように見えると、外観部品であれば大きな問題になることがあります。例えば、図2 に示すように角が丸められていると、Rエンドにパーティングラインが入ります。この場合、バリが発生すれば、見栄えにも機能にも影響が生じ、組み立てにも支障が出ることが考えられます。このような問題の回避策として、図3 のようにRを削除すれば、パーティングラインはエッジと同期し、継ぎ目はカモフラージュされることになります。

プロトラブズの品質基準ではバリは0.2mm以下としています。流動性に優れているポリプロピレンやポリエチレンはバリが発生し易い傾向がありますが、バリ処理も簡単ではありません。また、ガラス繊維入りの樹脂は金型を摩耗させるため、成形数量が増えてくるとパーティングラインにバリが発生し易くなります。パーティングラインを単純かつ最小限にすることは、品質の良いパーツを製作することに繋がります。

図 2: 角RがあるとRエンドにパーティングラインが入ります。
図 3: 角Rを削除するとパーティングラインはエッジと同期します。

液状シリコーンゴム(LSR)で成形するパーツの設計でも、熱可塑性樹脂のパーツと同様の考え方を適用できますが、バリの発生をさらに抑えるための対策を強化する必要があります。LSR は文字通り、液状であるため、0.005mm の隙間でも流入し易く、バリが発生し易い傾向にあります。またLSR 製のパーツでは、シール(密閉)する箇所にパーティングラインが配置されないようにすることも重要です。

適切なパーティングラインの位置が分からない場合、まずは弊社へ 3D CADデータをアップロードしていただければ、図解付きでパーティングラインの位置とその配置に応じた必要な抜き勾配を平均3 時間で提案させていただきます。製造性の解析結果において緑色に色付けされている面が金型の固定側、青色に色付けされている面が可動側で形成されますので、その境界がパーティングラインになります。その他にも、スライドや置き駒による対応などについても検討させていただきます。より詳しい内容については弊社エンジニアまでご相談ください。パーツの3D CADデータはこちらからアップロードしていただくことができます。

 

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