射出成形公差はなぜ重要ですか？
射出成形部品の製造工程において、金型、射出成形機、材料、環境要因などの影響により、寸法のばらつきは避けられません。したがって、製品寸法に対して合理的な公差を設定し、それらの公差を満たすことが重要です。適切な公差は以下の効果があります：
- 特に複数の部品が嵌合する必要がある場合に、部品が正しく機能することを確保する；;
- 製品の一貫性と信頼性を保証する；;
- 工場の製造および管理能力を反映する；;
- 企業イメージと顧客満足度を向上させる。.
適切な公差値を設定することは不可欠です。公差が大きすぎるか小さすぎると、製品使用時に問題を引き起こし、射出成形に関する知識不足を示すことになります。.
射出成形部品における寸法偏差の原因
射出成形部品の寸法偏差は、主に二つのカテゴリに起因します：成形プロセス要因と金型要因です。以下に、これらの要因の詳細な説明と展開を示します：
成形プロセス要因
- プラスチック材料の不均一性：異なるプラスチックは、成形中にさまざまな流動、冷却、収縮特性を示します。材料の一貫性が低いと、同一ロット内または異なるロット間で寸法の不一致が生じる可能性があります。.
- 射出成形機の制御精度射出成形プロセスにおける温度と圧力の制御精度は、製品の寸法安定性に直接影響します。温度や圧力の変動は、最終的な寸法のばらつきを引き起こす可能性があります。.
- 金型温度金型の温度制御は成形品質にとって極めて重要です。温度の不均一さや不正確な制御は、部品の不均一な冷却を招き、結果として寸法精度に影響を与えます。.
- 金型の弾性変形射出圧力下では、金型はわずかな弾性変形を起こす可能性があり、これが部品の寸法と形状に間接的に影響を及ぼします。.
金型要因
- 金型寸法の製造精度金型の製造精度は、最終製品の寸法精度を決定する重要な要素です。金型のわずかな偏差は、成形プロセス中に増幅される可能性があります。.
- 可動金型部品の位置精度スライダーやエジェクタピンなどの可動部品を持つ金型の場合、これらの部品の繰り返し位置決め精度は、製品寸法の一貫性に必然的に影響を与えます。これに関する詳細は後ほど説明します。.
結論として、射出成形部品の寸法偏差の問題は複雑であり、材料特性、設備性能、金型品質など、さまざまな要因の影響を受けます。実際の生産では、成形プロセスパラメータを精密に制御し、高精度の金型を使用し、材料品質を最適化することで、寸法偏差を効果的に低減し、製品品質と性能を確保することができます。.
射出成形部品の一般的な規格
射出成形部品の製造および設計プロセスにおいて、製品品質と一貫性を確保するために、いくつかの規格が一般的に参照されます。以下に簡単な参照としてリストします：
- DIN 16901このドイツ規格は、射出成形に使用される様々なプラスチック材料に適用される、プラスチック成形部品の寸法公差と偏差に特化して規定しています。.
- DIN 16742: これはプラスチック成形部品の一般公差と受入条件に関する規格です。射出成形だけでなく、圧縮成形や押出成形も対象としています。.
- GB/T 14486-2008これは中国の国家規格であり、様々なプラスチック加工方法に適用されるプラスチック成形部品の寸法公差仕様を網羅しています。.
- 自動車産業規格 QC-T-29017-1991この中国自動車産業の特定規格は、自動車分野におけるプラスチック成形部品の寸法公差について詳細に規定しています。.
- SAIC規格 MGR ES.22.PL.103これは中国の上海汽車集団股份有限公司（SAIC Motor）の企業規格であり、同社内におけるプラスチック部品の設計・製造における寸法公差を具体的に規定しています。.
- ISO 2768この国際規格は、特定の公差が明示されていないプラスチック部品を含む、機械加工部品に適用されます。.
- JIS B 0401この日本工業規格は、ISO 2768と同様に、機械製図上で公差が特に指示されていない寸法に対する指針を提供します。.
- ISO 20457この国際規格は、様々なプラスチック加工方法に適用される、プラスチック成形部品の寸法公差に関する包括的な指針を提供します。.
これらの規格の中で、ISO 2768はおそらく最もよく知られています。しかし、これは未指定公差のための一般的な規格であり、射出成形部品専用に設計されたものではありません。.
合理的な公差は、射出成形部品で達成可能な現実的な精度レベルを反映すべきです。以下では、DIN 16901規格についてより詳細に紹介します。.
DIN 16901規格の理解
1. 寸法分類
DIN 16901では、公差はTYPE AとTYPE Bの二種類に分類されており、特に射出成形部品の特性に対応するように設計されています。この概念をよりよく理解するために、以下に示す射出成形金型の閉鎖プロセスを探ってみましょう：
プラスチック部品の一部の寸法（Type B）は、金型の上型と下型の特徴によってのみ決定されることが観察されます。これらの寸法は、射出成形プロセス中にほとんど変化しません。.
対照的に、他の寸法（Type A）、例えば側壁や底部の厚さは、上型と下型が閉鎖された後に決定されます。金型が閉鎖されるたびにわずかな位置ずれが生じる可能性があるため、これにより一定の偏差が生じることがあります。したがって、これらの寸法にはより大きな公差が許容されます。.
タイプA寸法には、スライダーやリフターなどの可動部品が関与して形成されるサイズも含まれます。.
言い換えれば、Type Bの寸法は、金型内の可動部品の影響を受けません。以下の図1によると、Type Bの寸法はDIN 16901では金型関連寸法とも呼ばれ、基本的に同じ考え方を示しています。.
一方、Type Aの寸法は、以下の図2に示すように、これらの可動部品、すなわち上型、下型、スライダー、リフターの相対位置の影響を受け、わずかな寸法偏差を引き起こす可能性があります。同様に、Type Aの寸法はDIN 16901では非金型関連寸法と呼ばれます。.
上記で述べたように、Type Aの寸法の公差は、一般的にType Bの公差よりも大きいです。これは射出成形の現実を反映しています。経験豊富な射出成形や金型設計の専門家は、通常、Type AとType Bの寸法を容易に区別することができます。.
2. 材料が精度等級に及ぼす影響
- 異なるプラスチック材料は、製品の寸法安定性に様々な影響を与えます。一部の材料はより優れた寸法安定性を示し、より高い精度レベルを可能にします。公差レベルの選択は、使用する材料の特性に基づいて行わなければなりません。.
3. 直線寸法公差のみ
- DIN 16901規格は主に、長さ、幅、高さなどの線形寸法の公差を定義しています。しかし、, 幾何公差（, 平面度や輪郭公差など）は対象としていません。したがって、製品の全体的な品質と精度を考慮する際には、これらの側面については他の規格や業界慣行を参照する必要があるかもしれません。.
要約すると、DIN 16901規格は射出成形産業における寸法公差に関する重要な指針を提供します。これは寸法への影響度と使用材料の種類に基づいて異なる公差レベルを定義しますが、形状公差と位置公差については、他の規格を参照する必要があります。.
適切な公差範囲の選択
適切な公差範囲を選択することは、正確な部品の嵌合と機能を確保するための重要なステップです。公差は主に基準寸法と上限・下限公差で構成されます。以下に、嵌合寸法に適した公差を選択する方法について簡潔なガイドを示します：
公差構成要素の理解
- 公差は以下で構成される 呼び寸法 および 上限公差と下限公差. 基準寸法は指定された基本寸法であり、上限公差と下限公差は基準寸法を中心とした許容サイズ範囲を定義します。.
寸法範囲の選択
- DIN 16901などの公差規格を参照することで、特定の材料に対して適切なサイズ範囲を決定できます。これらの規格は、A種寸法やB種寸法など、異なる種類の寸法に対して推奨公差を提供します。.
基準寸法の決定
- 基準寸法の選択は重要なステップですが、多くの場合、公差規格の指針の範囲外です。基準寸法の選択は、設計要件、機能的需要、互換性に基づいて行うべきです。例えば、部品が他の部品と密接に嵌合する必要がある場合、よりコンパクトな基準寸法が必要になるかもしれません。.
実用性の考慮
- 公差を選択する際には、部品の実用的な使用環境も考慮すべきです。例えば、部品が温度変動の大きい環境で使用される場合、熱膨張や収縮に対応するために、より広い公差範囲が必要になる可能性があります。.
調整と検証
- 公差を決定した後、設計チーム、製造部門、品質管理と連携し、選択した公差が製造能力の範囲内であり、製品性能要件を満たしていることを確認します。必要に応じて、実用的なテストと検証を行い、選択した公差の合理性を確認します。.
要約すると、適切な公差を選択するには、設計要件、材料特性、加工方法、実際の使用環境などを総合的に考慮し、製品品質と性能を確保することが必要です。.
適切な公差選択のお手伝いをします
適切な公差を選択することは、プラスチック部品の品質と機能を確保するために重要です。プラスチックの柔軟性と弾性を考慮すると、寸法を正確に測定することは困難な場合があります。当社は専門知識を提供し、適切な寸法公差範囲を決定するお手伝いをします。以下に、当社のアプローチと方法論を示します：
主要寸法への焦点
- 製品の機能性と全体の品質にとって重要なキー寸法については、厳格な公差範囲を設定します。専用の測定工具、例えばゴー・ノーゴーゲージなどを作成し、正確な寸法測定を確保します。.
重要度の低い寸法の扱い
- 重要度の低い二次寸法については、通常、ノギスなどの標準的な測定工具を使用します。また、対応する部品を用いてこれらの寸法の適合性を評価し、互換性を確保します。.
- 嵌め合い部品を用いた測定に加えて、寸法精度を測定するために3Dプリントされた検査工具も使用できます。3Dプリント製品は精度が低く、通常±0.1-0.2mm以内ですが、コスト効率が高く生産サイクルが短いため、精度要求がやや低い用途に適しています。.
- 時には、特定の公差値を提供せずに、適合性のみを保証することもあります。前述のように、プラスチック寸法、特にTPE、TPU、シリコンのような柔らかい材料の寸法を正確に測定することは困難です。.
効果的な公差決定に必要な情報と資料
これらのタスクをより効果的に実行するために、お客様から以下の情報と資料が必要です：
- 部品の具体的な使用シナリオ部品が使用される環境と条件を理解することで、公差範囲をより正確に決定することができます。.
- 適合部品サンプル可能であれば、対象部品と組み合わせて使用される他の部品のサンプルを提供することで、公差の適応性をより適切に評価・テストするのに役立ちます。.
当社の目標は、費用対効果が高く効率的な方法で適切な公差を決定するお手伝いをすることです。このアプローチは特に中小企業にとって有益であり、製品品質を確保しながら時間とコストを節約することができます。.
