また、最も見落とされがちなディテールでもあります。これは通常、CADモデルがデフォルトで垂直な壁で描画され、リリース前に誰も見直さないためです。その結果、見積もり段階でDFMコメントが出され、設計変更と、完全に回避可能だった遅延が発生します。
このガイドでは、必要なドラフト量、要件を変更する要因、および不足した場合に何が起こるかについて説明します。
ドラフトが必要な理由
プラスチックは冷却されるとコアに収縮します。その収縮が金型鋼を掴み、部品はそのグリップに逆らって押し出されなければなりません。
完全に垂直な壁は、エジェクション中にその全長にわたって鋼に対してスライドします。摩擦が高く、部品は抵抗します。わずかなテーパーを加えるだけで、エジェクション開始時に壁が鋼からすぐに分離し、残りの移動は自由になります。
その効果は些細なものではありません。小さな角度は、ストローク全体で接触を維持するのではなく、ストロークの開始時に接触を解除するため、困難なエジェクションを容易なエジェクションに変換します。
一般的なガイダンス
未充填熱可塑性プラスチックで標準的な機械加工仕上げの場合、中程度の深さでは片側あたり約1度のドラフトが妥当なベースラインとなります。
この数値は出発点であり、規則ではありません。いくつかの要因がこれを大幅に変動させ、このガイドの残りの部分でそれらをカバーします。
機能的な影響なしに、より多くのドラフトを許容できる設計では、多ければ多いほど良いです。2度または3度のドラフトは、1度よりも確実にエジェクションでき、ジオメトリが許せばコストもかかりません。設計者は、問題なく対応できるはずの十分な量ではなく、かろうじて済むと思われる最小値を指定することがよくあります。
要件を増加させるもの
テクスチャ
最も大きな単一要因であり、最も見落とされがちな要因です。
テクスチャ加工された表面は、小さなアンダーカットの連続です。テクスチャのすべてのピークとバレーは、エジェクション時に部品を掴み、テクスチャが深いほど掴みは強くなります。
テクスチャ加工された表面は、滑らかな表面よりも大幅に多くのドラフトを必要とします。業界で使用されている大まかなガイドラインは、ベース要件に加えて、テクスチャの深さ0.025 mmあたり約1〜1.5度の追加ドラフトです。したがって、深いテクスチャは数度のドラフトを必要とする場合があります。
テクスチャサプライヤーは、SPI、VDI、または独自の仕様であっても、特定のテクスチャ標準のドラフト推奨事項を公開しています。テクスチャ間のばらつきが大きいため、推定するのではなく、これらを参照してください。
ここでの実用的な失敗は、滑らかな仕上げのためにドラフトを設定した後、設計プロセスの後半でテクスチャを指定することです。部品はドラッグし、こすれ、エジェクションマークを示し、修正するにはテクスチャの深さを減らすか、ツールを修正する必要があります。
深さ
より深いフィーチャーは、単純な幾何学的な理由で、より多くのドラフトを必要とします。同じ角度でも、長い壁ではより多くの分離が生じますが、総接触面積も大きくなります。
背の高いリブ、深いポケット、長いコアが一般的な問題領域です。特に深いコアは、表面積が大きく、収縮するプラスチックに囲まれ、多くの場合、鋼自体が壊れやすいほど薄いため、困難です。
深いフィーチャーの場合は、ベースラインを超えてドラフトを増やしてください。深さと幅の比率が高い場合は、一般的な数値を適用するのではなく、DFM段階でフィーチャーを具体的に議論してください。
材料
材料はエジェクション時に異なる挙動をします。
高収縮材料冷却時にコアをより強く掴み、一般的に多くのドラフトを必要とします。ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンなどの半結晶性材料は、非晶性材料よりも収縮します。
より硬く、許容度の低い材料エジェクション中にわずかにたわむ能力が低いため、許容範囲のドラフトを許容するのではなく、十分なドラフトが必要です。
充填材料特にガラス充填グレードは、より硬く、より研磨性があり、一般的に未充填のものよりも多くのドラフトを必要とします。
より柔らかいエラストマー材料たわむため、より少ないドラフトを許容できる場合がありますが、より強く掴む可能性があります。
材料が珍しい場合や部品が要求される場合は、一般的な数値を適用するのではなく、グレード固有の推奨事項について材料サプライヤーまたは成形業者に尋ねてください。
表面仕上げの品質
直感に反して、非常に高い研磨面は、部品が分離する際に真空効果を生み出す可能性があるため、少ないのではなく、より多くのドラフトを必要とする場合があります。これはジオメトリに依存し、大きな平坦な研磨面が関わる場合は議論する価値があります。
ドラフト不足の場合に起こること
ドラッグマークとこすれエジェクション中に部品が鋼をこすった壁に沿って発生します。見た目に明白であり、しばしば最初の兆候です。
エジェクターピンマークと突き抜け必要な力が局所的に壁厚で対応できる量を超えるため、エジェクターピンが部品にマークを付けたり貫通したりする場合。
部品の歪みエジェクション力が部品を変形させることによる。
応力白化一部の材料で、エジェクションによる局所的な応力が可視化される場合。
サイクルタイムの延長部品が損傷なくエジェクションできるほど剛性になる前に、より多くの冷却が必要になるため。
金型摩耗繰り返しドラッグすることでキャビティ表面が研磨され、最終的に摩耗するため。
固着最悪の場合、部品を取り除くために介入が必要になり、生産が停止します。
これらのほとんどは、設計上の問題ではなく、生産上の問題として現れることに注意してください。そのため、プロセス設定に起因することが多く、トラブルシューティングの労力が間違った場所に費やされます。ドラフト不足は、機械の設定を調整しても修正できません。
ドラフトが適用される場所
ドラフトは、金型開口方向と平行なすべての表面に必要です。これには以下が含まれます:
- 外壁
- 内壁とポケット
- リブ（両側）
- ボス（内外両方）
- テキストとロゴ（垂直面にはドラフトが必要）
- コアによって形成されるものすべて
開口方向に対して垂直な表面にはドラフトは必要ありません。また、サイドアクションによって形成される表面も、そのアクションが移動する方向にはドラフトは必要ありませんが、それ自身の引き抜き方向に対してはドラフトが必要です。
パーティングラインの位置は重要です。ドラフトは引き抜き方向から測定されるため、パーティングラインが移動すると、ドラフト要件が変更されます。DFMレビューの一部としてパーティングラインを早期に合意することで、ドラフトを初めて正しく適用できます。
CADでのドラフトの適用
2つのアプローチがあり、その違いは寸法に影響します。
大きい端からのドラフティング最大の寸法を公称値に保ち、壁が後退するにつれて材料を減らします。
小さい端からのドラフティング最小の寸法を公称値に保ち、材料を追加します。
どちらを選択するかは、どの寸法が機能的に重要かによって異なります。ネジを受け入れるボスの場合、エントリーでの内径が重要です。別の部品の内側に収まる必要がある壁の場合、最も広いポイントでの外寸が重要です。
CADのデフォルトを受け入れるのではなく、意図的に決定し、図面にどの寸法が公称値であるかを指定してください。
また、ドラフトを追加すると壁厚が変わることに注意してください。高さ全体でテーパーがかかった壁は、一方の端でより厚くなります。深いフィーチャーでは、これが充填と収縮に影響するほど大きくなる可能性があり、ドラフトと壁厚の考慮事項が関連付けられます。
ゼロドラフトフィーチャー
実際にドラフトを適用できないフィーチャーもあります。シーリング面、精密ボア、嵌合インターフェースは、平行でなければならない場合があります。
これらは可能ですが、追加の金型アクションや、特定の対策を講じてより困難なエジェクションを受け入れることによって、コストが増加します。
ゼロドラフトフィーチャーが本当に必要な場合は、それを明示的かつ早期にフラグを立ててください。DFM中にそれを知った金型メーカーは、それに対応する設計ができます。金型が設計された後にそれを見つけた人は問題になります。
重要な規律は、実際にゼロドラフトを必要とするフィーチャーと、単にドラフトなしで描画されたフィーチャーを区別することです。ほとんどの設計では、後者のカテゴリの大部分は、機能的な影響なしにドラフトを受け入れることができます。
実用的なチェックリスト
成形部品の設計をリリースする前に:
- 金型開口方向と意図されたパーティングラインを確認する
- その方向と平行なすべての表面を特定する
- それらすべてにベースラインドラフトを適用する
- 深いフィーチャーにドラフトを増やす
- 材料が高収縮または充填されている場合は、材料のためにドラフトを増やす
- 表面がテクスチャ加工されるかどうかを確認し、テクスチャサプライヤーの推奨事項を使用してそれに応じてドラフトを増やす
- リブとボスを内外のすべての面にドラフトする
- テキストとロゴにドラフトする
- ドラフトされた壁のどの寸法が公称値であるかを決定し、それを指定する
- 実際にゼロドラフトのフィーチャーを明示的にフラグを立てる
これを引用前に実行すると、DFM改訂サイクルが節約されます。これは通常、レビューに費やす時間よりもスケジュールにおいてコストがかかります。
ツーリング前にレビューを受ける
ドラフトの問題はCADでは安価に修正でき、鋼では高価に修正できます。ドラフトが不十分な金型は、その寿命全体でマークされた部品を生成するか、修正が必要になります。硬化された金型の修正は困難です。
Elite Mold Techは、生産成形およびプロトタイプツーリングの見積もり前にDFMレビューを提供しており、壁厚、ゲート、エジェクション戦略と並んでドラフトをカバーしています。意図された材料とテクスチャ要件を持つ部品ファイルを送信すると、一般的なコメントではなく、ドラフトが不十分な場所に関する具体的なコメントが得られます。
よくある質問
Q: 射出成形部品にはどのくらいのドラフト角度が必要ですか？
A: 未充填材料で滑らかな仕上げの中程度の深さの場合、片側あたり約1度が一般的な出発点です。テクスチャ、深さ、材料、仕上げはすべて要件を大幅に増加させます。
Q: なぜテクスチャ加工された表面はより多くのドラフトを必要とするのですか？
A: テクスチャは、エジェクション中に部品を掴む小さなアンダーカットの連続です。深いテクスチャはより多くの追加ドラフトを必要とし、テクスチャサプライヤーは標準の推奨事項を公開しています。
Q: 部品にドラフトがないとどうなりますか？
A: エジェクションが困難になり、ドラッグマーク、エジェクターピンの損傷、歪み、サイクルタイムの延長、最終的には金型の摩耗が発生します。これらは生産上の問題として現れますが、機械の設定を調整しても解決できません。
Q: 成形部品にゼロドラフトの場所はありますか？
A: はい、シーリングや精密なフィットのために本当に必要な場所にはありますが、ツーリングのコストと複雑さが増します。金型メーカーが後で発見するのではなく、それに対応する設計ができるように、そのようなフィーチャーを早期にフラグを立ててください。
Q: ドラフトを追加すると部品の寸法は変わりますか？
A: はい、ドラフトされた壁は一方の端でより厚くなるためです。機能的に重要な寸法を決定し、それを公称値として指定し、結果の厚さのばらつきが充填に影響しないことを確認してください。ドラフトとは、部品を金型から取り外しやすくするために垂直な壁に加えられるテーパーのことです。設計時に追加してもコストはかかりませんが、後から追加すると高額になるため、成形部品図面において最も重要なディテールの1つです。
また、最も見落とされがちなディテールでもあります。これは通常、CADモデルがデフォルトで垂直な壁で描画され、リリース前に誰も見直さないためです。その結果、見積もり段階でDFMコメントが出され、設計変更と、完全に回避可能だった遅延が発生します。
このガイドでは、必要なドラフト量、要件を変更する要因、および不足した場合に何が起こるかについて説明します。
ドラフトが必要な理由
プラスチックは冷却されるとコアに収縮します。その収縮が金型鋼を掴み、部品はそのグリップに逆らって押し出されなければなりません。
完全に垂直な壁は、エジェクション中にその全長にわたって鋼に対してスライドします。摩擦が高く、部品は抵抗します。わずかなテーパーを加えるだけで、エジェクション開始時に壁が鋼からすぐに分離し、残りの移動は自由になります。
その効果は些細なものではありません。小さな角度は、ストローク全体で接触を維持するのではなく、ストロークの開始時に接触を解除するため、困難なエジェクションを容易なエジェクションに変換します。
一般的なガイダンス
未充填熱可塑性プラスチックで標準的な機械加工仕上げの場合、中程度の深さでは片側あたり約1度のドラフトが妥当なベースラインとなります。
この数値は出発点であり、規則ではありません。いくつかの要因がこれを大幅に変動させ、このガイドの残りの部分でそれらをカバーします。
機能的な影響なしに、より多くのドラフトを許容できる設計では、多ければ多いほど良いです。2度または3度のドラフトは、1度よりも確実にエジェクションでき、ジオメトリが許せばコストもかかりません。設計者は、問題なく対応できるはずの十分な量ではなく、かろうじて済むと思われる最小値を指定することがよくあります。
要件を増加させるもの
テクスチャ
最も大きな単一要因であり、最も見落とされがちな要因です。
テクスチャ加工された表面は、小さなアンダーカットの連続です。テクスチャのすべてのピークとバレーは、エジェクション時に部品を掴み、テクスチャが深いほど掴みは強くなります。
テクスチャ加工された表面は、滑らかな表面よりも大幅に多くのドラフトを必要とします。業界で使用されている大まかなガイドラインは、ベース要件に加えて、テクスチャの深さ0.025 mmあたり約1〜1.5度の追加ドラフトです。したがって、深いテクスチャは数度のドラフトを必要とする場合があります。
テクスチャサプライヤーは、SPI、VDI、または独自の仕様であっても、特定のテクスチャ標準のドラフト推奨事項を公開しています。テクスチャ間のばらつきが大きいため、推定するのではなく、これらを参照してください。
ここでの実用的な失敗は、滑らかな仕上げのためにドラフトを設定した後、設計プロセスの後半でテクスチャを指定することです。部品はドラッグし、こすれ、エジェクションマークを示し、修正するにはテクスチャの深さを減らすか、ツールを修正する必要があります。
深さ
より深いフィーチャーは、単純な幾何学的な理由で、より多くのドラフトを必要とします。同じ角度でも、長い壁ではより多くの分離が生じますが、総接触面積も大きくなります。
背の高いリブ、深いポケット、長いコアが一般的な問題領域です。特に深いコアは、表面積が大きく、収縮するプラスチックに囲まれ、多くの場合、鋼自体が壊れやすいほど薄いため、困難です。
深いフィーチャーの場合は、ベースラインを超えてドラフトを増やしてください。深さと幅の比率が高い場合は、一般的な数値を適用するのではなく、DFM段階でフィーチャーを具体的に議論してください。
材料
材料はエジェクション時に異なる挙動をします。
高収縮材料冷却時にコアをより強く掴み、一般的に多くのドラフトを必要とします。ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンなどの半結晶性材料は、非晶性材料よりも収縮します。
より硬く、許容度の低い材料エジェクション中にわずかにたわむ能力が低いため、許容範囲のドラフトを許容するのではなく、十分なドラフトが必要です。
充填材料特にガラス充填グレードは、より硬く、より研磨性があり、一般的に未充填のものよりも多くのドラフトを必要とします。
より柔らかいエラストマー材料たわむため、より少ないドラフトを許容できる場合がありますが、より強く掴む可能性があります。
材料が珍しい場合や部品が要求される場合は、一般的な数値を適用するのではなく、グレード固有の推奨事項について材料サプライヤーまたは成形業者に尋ねてください。
表面仕上げの品質
直感に反して、非常に高い研磨面は、部品が分離する際に真空効果を生み出す可能性があるため、少ないのではなく、より多くのドラフトを必要とする場合があります。これはジオメトリに依存し、大きな平坦な研磨面が関わる場合は議論する価値があります。
ドラフト不足の場合に起こること
ドラッグマークとこすれエジェクション中に部品が鋼をこすった壁に沿って発生します。見た目に明白であり、しばしば最初の兆候です。
エジェクターピンマークと突き抜け必要な力が局所的に壁厚で対応できる量を超えるため、エジェクターピンが部品にマークを付けたり貫通したりする場合。
部品の歪みエジェクション力が部品を変形させることによる。
応力白化一部の材料で、エジェクションによる局所的な応力が可視化される場合。
サイクルタイムの延長部品が損傷なくエジェクションできるほど剛性になる前に、より多くの冷却が必要になるため。
金型摩耗繰り返しドラッグすることでキャビティ表面が研磨され、最終的に摩耗するため。
固着最悪の場合、部品を取り除くために介入が必要になり、生産が停止します。
これらのほとんどは、設計上の問題ではなく、生産上の問題として現れることに注意してください。そのため、プロセス設定に起因することが多く、トラブルシューティングの労力が間違った場所に費やされます。ドラフト不足は、機械の設定を調整しても修正できません。
ドラフトが適用される場所
ドラフトは、金型開口方向と平行なすべての表面に必要です。これには以下が含まれます:
- 外壁
- 内壁とポケット
- リブ（両側）
- ボス（内外両方）
- テキストとロゴ（垂直面にはドラフトが必要）
- コアによって形成されるものすべて
開口方向に対して垂直な表面にはドラフトは必要ありません。また、サイドアクションによって形成される表面も、そのアクションが移動する方向にはドラフトは必要ありませんが、それ自身の引き抜き方向に対してはドラフトが必要です。
パーティングラインの位置は重要です。ドラフトは引き抜き方向から測定されるため、パーティングラインが移動すると、ドラフト要件が変更されます。DFMレビューの一部としてパーティングラインを早期に合意することで、ドラフトを初めて正しく適用できます。
CADでのドラフトの適用
2つのアプローチがあり、その違いは寸法に影響します。
大きい端からのドラフティング最大の寸法を公称値に保ち、壁が後退するにつれて材料を減らします。
小さい端からのドラフティング最小の寸法を公称値に保ち、材料を追加します。
どちらを選択するかは、どの寸法が機能的に重要かによって異なります。ネジを受け入れるボスの場合、エントリーでの内径が重要です。別の部品の内側に収まる必要がある壁の場合、最も広いポイントでの外寸が重要です。
CADのデフォルトを受け入れるのではなく、意図的に決定し、図面にどの寸法が公称値であるかを指定してください。
また、ドラフトを追加すると壁厚が変わることに注意してください。高さ全体でテーパーがかかった壁は、一方の端でより厚くなります。深いフィーチャーでは、これが充填と収縮に影響するほど大きくなる可能性があり、ドラフトと壁厚の考慮事項が関連付けられます。
ゼロドラフトフィーチャー
実際にドラフトを適用できないフィーチャーもあります。シーリング面、精密ボア、嵌合インターフェースは、平行でなければならない場合があります。
これらは可能ですが、追加の金型アクションや、特定の対策を講じてより困難なエジェクションを受け入れることによって、コストが増加します。
ゼロドラフトフィーチャーが本当に必要な場合は、それを明示的かつ早期にフラグを立ててください。DFM中にそれを知った金型メーカーは、それに対応する設計ができます。金型が設計された後にそれを見つけた人は問題になります。
重要な規律は、実際にゼロドラフトを必要とするフィーチャーと、単にドラフトなしで描画されたフィーチャーを区別することです。ほとんどの設計では、後者のカテゴリの大部分は、機能的な影響なしにドラフトを受け入れることができます。
実用的なチェックリスト
成形部品の設計をリリースする前に:
- 金型開口方向と意図されたパーティングラインを確認する
- その方向と平行なすべての表面を特定する
- それらすべてにベースラインドラフトを適用する
- 深いフィーチャーにドラフトを増やす
- 材料が高収縮または充填されている場合は、材料のためにドラフトを増やす
- 表面がテクスチャ加工されるかどうかを確認し、テクスチャサプライヤーの推奨事項を使用してそれに応じてドラフトを増やす
- リブとボスを内外のすべての面にドラフトする
- テキストとロゴにドラフトする
- ドラフトされた壁のどの寸法が公称値であるかを決定し、それを指定する
- 実際にゼロドラフトのフィーチャーを明示的にフラグを立てる
これを引用前に実行すると、DFM改訂サイクルが節約されます。これは通常、レビューに費やす時間よりもスケジュールにおいてコストがかかります。
ツーリング前にレビューを受ける
ドラフトの問題はCADでは安価に修正でき、鋼では高価に修正できます。ドラフトが不十分な金型は、その寿命全体でマークされた部品を生成するか、修正が必要になります。硬化された金型の修正は困難です。
Elite Mold Techは、生産成形およびプロトタイプツーリングの見積もり前にDFMレビューを提供しており、壁厚、ゲート、エジェクション戦略と並んでドラフトをカバーしています。意図された材料とテクスチャ要件を持つ部品ファイルを送信すると、一般的なコメントではなく、ドラフトが不十分な場所に関する具体的なコメントが得られます。
よくある質問
Q: 射出成形部品にはどのくらいのドラフト角度が必要ですか？
A: 未充填材料で滑らかな仕上げの中程度の深さの場合、片側あたり約1度が一般的な出発点です。テクスチャ、深さ、材料、仕上げはすべて要件を大幅に増加させます。
Q: なぜテクスチャ加工された表面はより多くのドラフトを必要とするのですか？
A: テクスチャは、エジェクション中に部品を掴む小さなアンダーカットの連続です。深いテクスチャはより多くの追加ドラフトを必要とし、テクスチャサプライヤーは標準の推奨事項を公開しています。
Q: 部品にドラフトがないとどうなりますか？
A: エジェクションが困難になり、ドラッグマーク、エジェクターピンの損傷、歪み、サイクルタイムの延長、最終的には金型の摩耗が発生します。これらは生産上の問題として現れますが、機械の設定を調整しても解決できません。
Q: 成形部品にゼロドラフトの場所はありますか？
A: はい、シーリングや精密なフィットのために本当に必要な場所にはありますが、ツーリングのコストと複雑さが増します。金型メーカーが後で発見するのではなく、それに対応する設計ができるように、そのようなフィーチャーを早期にフラグを立ててください。
Q: ドラフトを追加すると部品の寸法は変わりますか？
A: はい、ドラフトされた壁は一方の端でより厚くなるためです。機能的に重要な寸法を決定し、それを公称値として指定し、結果の厚さのばらつきが充填に影響しないことを確認してください。