カスタマイズされた工業用シリコーン製品、特殊な形状や非標準部品の金型を開けるにはどうすればよいですか?-大連富泓機械有限公司

既製の部品は標準部品であり、カスタマイズが必要な部品は非標準部品です。しかし、シリコーンパーツの形状が正円や正方形でなかったり、アンダーカットや深い空洞があったり、アスペクト比が従来の金型設計の範囲を超えるほど大きい場合には、型開きの難易度が高まります。機器製造や産業用付属品の分野では、これらの特殊な形状のシリコーン製品のカスタマイズの需要が非常に多いです。特殊形状部品や規格外部品の型開きのポイントをわかりやすく整理し、加工工場とのドッキングの際にわかりやすく解説します。

1. 特殊形状部品の金型を開ける前に確認しなければならないこと 1. 金型の突き出し方向の判断

型開きの設計に関して、私たちが常に直面する最初の疑問は、「この製品は金型から取り出せるのか?」ということです。ここでいう「離型性」とは、加硫成形後に製品を金型からスムーズに取り出せるかどうかを指します。判断基準となるのは製品の上型と下型の分割面であるパーティング面です。離型を妨げるような「アンダーカット」構造がパーティング面の両側にないことを確認する必要があります。

アンダーカット構造とは、側面の溝、横貫通穴、内部キャビティの大きな開口部など、金型に引っかかって抜けない特徴を持った製品のことを指します。製品設計にアンダーカットがある場合、いくつかの解決策があります。アンダーカットフィーチャーを形成するためにサイドコアを引っ張るスライダーを設計すると、金型のコストと複雑さが増加します。製品の設計を変更してアンダーカットをなくすか、シリカゲルの弾性を利用して強制的に型から外します。これは、アンダーカットが柔らかく、硬く、アンダーカットが深くない状況にのみ適用されます。

2. 肉厚均一性評価

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肉厚に過度の違いがあるシリコンパーツは特にタブーです。同じ製品でも、ある箇所の肉厚が2mm、別の箇所で8mmの場合、加硫工程で問題が発生します。薄肉部分は先に加硫されて完成しますが、厚肉部分は完全に加硫されず、内部に気孔やヒケが外観上発生します。設計上の理想的な状況は、製品全体の肉厚ができるだけ均一になることです。完全な均一性を達成することが不可能な場合、少なくとも遷移領域は急激な変化がなく滑らかな状態を維持する必要があります。

構造的特徴

型開きの実現可能性

説明する

シンプルなシリンダー/プレート

簡単

標準的な2枚金型で十分です

横穴または横スロット付き

中くらい

サイドコア引き出し機構が必要

深い内部空洞

中くらい

コアまたはブラダーの離型が必要な場合があります

小さな口と大きなお腹

困難

型から外すことができない場合があり、設計を変更する必要があります。

肉厚の差 >3 倍

困難

加硫が不均一で欠陥が発生しやすい

アスペクト比が 5:1 を超える細長い部品

中くらい

突き出し変形を考慮する必要がある

2. 規格外品の金型設計 1. パーティング面の設計原則

パーティング面の位置によって型閉じ線の位置が決まります。外観部品の場合、型締めラインはできるだけ目立たない面（底面または側面）に配置する必要があります。部品をシールする場合、シール接触領域が型閉じ線ではなく滑らかな金型表面になるように、型閉じ線はシール面を避ける必要があります。

標準外の特殊形状部品のパーティング面は単純な平面ではない場合があります。曲面の製品の場合、3D 面上にパーティング面を作成する必要がある場合があります。このステップは通常、3D 金型設計ソフトウェアで完了します。エンジニアは、製品の形状に基づいて最も合理的なパーティングパスを見つけ、スムーズな金型の取り出しと型閉じラインの適切な位置を確保します。

2. 排気系設計

シリコーンの成形または射出成形プロセスでは、金型キャビティ内の空気を排気溝を通して排気する必要があります。排気がスムーズでないとシリカゲルに包まれた空気により気泡や細孔が発生します。不規則な金型キャビティは鋭い角、深い溝、およびターニングポイントで「エアトラップ」を形成する傾向があるため、特殊形状部品の排気設計は特に重要です。

排気設計の際、パーティング面に排気溝の加工が必要となります。排気溝の深さは一般的に0.03～0.05mmで、空気がスムーズに通過できる程度の深さです。ただし、シリコンは溢れません。空気が閉じ込められやすい場所には、インサート排気または真空補助排気も設置する必要があります。

3. 排出システムの考慮事項

シリコーン部品は加硫後、金型キャビティから取り出す必要があります。丸型や角型の部品はエジェクターピンで押し出すだけです。ただし、異形部品の場合、エジェクタピンが置けないほど狭い場所や、非常に薄い壁でエジェクタピンが貫通してしまう箇所など、その不規則な形状によりエジェクタピンが均等に配置されない場合があります。このとき、プッシュプレートを使用して型を外すことも、圧縮空気を使用して型からの取り外しを補助することもできます。

3. 型開きとプルーフィングのプロセスノード 1. 金型設計から T0 金型トライアルまで

図面の確認後、金型設計担当者は3D金型の設計作業を開始しました。設計が完了すると、金型加工図面が生成され、CNC 加工、EDM、研磨のために金型工場に納品されます。金型を組み立てた後、実際に金型を加工してシリコーン部品を製造する初めてのT0試作を行います。

T0では、完璧なサンプルを直接入手するのではなく、バリが発生する箇所、ヒケが発生する箇所、寸法が公差から外れている箇所、脱型が困難な箇所など、金型設計や製品設計上の問題点を発見するために金型トライアルを行っています。そして、これらの問題は金型設計の責任者にフィードバックされ、金型の修正が可能になります。

2. T1 から TfT0 までの金型修理ラウンドおよび金型トライアルに関しては、1 ラウンド目で金型のテストが行われます。この過程で問題点が発見され、金型修理のための修理リストが作成されます。続いてT1金型のトライアルを実施します。つまり、T0で発生した問題をもとに、金型修復後に2番目の金型をテストし、金型修復の効果を検証します。 T1 にまだ問題がある場合は、金型の修理と金型の試作作業が続行されます。すべての寸法および外観の問題が十分に解決されたら、最終確認のために顧客向けに Tf サンプルが製造されます。

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通常、特殊形状シリコーン部品の金型補修回数は1～3回です。構造が複雑になるほど、金型の修正回数が増える可能性が高くなります。 Jiajieゴム＆プラスチックは、特殊形状のシリコーン製品の型開きに豊富な経験を持っています。従来品の場合、通常1～2ラウンドで絵柄が確定します。

4. コスト管理のポイント 1. 複雑さと金型コストの関係

型開きコストのうち非標準部品に関連する部分は、通常、主に製品自体の構造の複雑さによって決まります。金型コストに影響を与える主な要因は以下のとおりです。

2. 設計段階での型開きの困難さを軽減するには

設計最適化の方向性

効果

アンダーカット構造を減らす

サイドコアの引き抜きがなくなり、金型が簡素化され、コストが削減されます。

壁の厚さを均一に保つ

加硫不良を低減し歩留まりを向上

抜き勾配を大きくする

脱型がよりスムーズになり、突き出し変形が軽減されます。

深すぎる止まり穴を避ける

排気の困難さを軽減し、気泡を減らします

鋭い角を避け、丸い角を追加します

応力集中を軽減し、金型を傷めにくい

工業用シリコーン製品をカスタマイズする際の特殊形状部品の型開きは、実際には製品設計と金型技術のバランスが重要です。設計の自由度が高くなればなるほど、金型に対する制約も大きくなります。逆に、金型のプロセス限界を知った上で製品設計段階で何らかの最適化を実行すると、金型を開けるプロセス全体がはるかにスムーズになります。

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