プラスチック製造サービスは、アンダーカットのある部品を生産できますか？

プラスチック製造サービスのプロバイダーとして、クライアントから頻繁に発生する質問の1つは、アンダーカットで部品を生産できるかどうかです。アンダーカットは、部品が金型から直接排出されたり、単一のセットアップを使用して機械加工されたりするのを防ぐ凹部または突起がある部品デザインの機能です。このブログ投稿では、プラスチック製の機械加工の複雑さを掘り下げ、アンダーカットで部品を作成する可能性を探ります。

プラスチック製造のアンダーカットを理解する

アンダーカットは、一部の設計でさまざまな目的を果たすことができます。それらは、スナップを作成するために使用できます - 適合、材料の使用量を削減する、またはパーツの機能を強化することができます。しかし、彼らはプラスチック製の機械加工においてユニークな課題を提示します。粉砕やターニングなどの従来の機械加工プロセスには、通常、切削工具が線形または回転パスに移動するため、アンダーカットに関しては制限があります。

たとえば、製粉では、カッターはx、y、z軸に沿って移動します。部品にアンダーカットがある場合、カッターはワークピースの他の部分と衝突することなく、くぼんだエリアに到達できない場合があります。切削工具は単一の方向からワークピースに近づくため、ターニング操作も制限されており、追加のセットアップや特殊なツールなしで覆いを機械加工することが困難になります。

アンダーカットで部品を加工するためのテクニック

課題にもかかわらず、アンダーカットのあるプラスチック部品を生産するために使用できるいくつかの技術があります。

多軸の機械加工

最も効果的な方法の1つは、多軸の加工です。 5軸加工センターでは、切削工具は5つの異なる軸に沿って同時に移動できます。これにより、より複雑なツールパスが可能になり、3軸の機械加工で不可能になるアンダーカットの機械加工が可能になります。追加の軸は、異なる角度からワークピースにアプローチする柔軟性を提供し、それ以外の場合はアクセスできない領域に到達します。たとえば、部品に円筒形の機能の側面にアンダーカットがある場合、5軸機はワークピースを回転させ、干渉なしにアンダーカットを機械加工できるようにツールを移動できます。

電気放電加工（EDM）

EDMは、プラスチック部品でアンダーカットを加工するためのもう1つのオプションです。このプロセスは、電気放電を使用して材料を侵食します。 EDMには、ワイヤーEDMとシンカーEDMの2つの主なタイプがあります。ワイヤEDMでは、薄いワイヤが材料を切断するために電極として使用され、シンカーEDMでは、形状の電極が使用されてワークピースに目的の形状を作成します。 EDMは、プラスチック材料の変形を引き起こす可能性のある機械的切断力に依存していないため、高精度で複雑なアンダーカットを機械加工するのに特に役立ちます。

二次操作

時には、アンダーカットを二次操作を通じて作成することができます。メイン部分の最初の機械加工の後、掘削、研削、ダイの使用などの追加プロセスを使用して、アンダーカット機能を作成できます。このアプローチには、より多くの時間とコストが必要になる場合がありますが、比較的単純なアンダーカットを持つ部品の実行可能なソリューションになる可能性があります。

プラスチックでアンダーカットを加工するための考慮事項

アンダーカットでプラスチック部品を機械加工する場合、考慮に入れる必要があるいくつかの要因があります。

材料の選択

異なるプラスチック材料は、硬度、脆性、溶融温度など、異なる特性を持っています。これらの特性は、加工プロセスとアンダーカットの品質に影響を与える可能性があります。たとえば、脆性プラスチックは機械加工中に亀裂またはチップを亀裂またはチップする可能性がありますが、切断力の下で柔らかいプラスチックが変形する場合があります。機械加工プロセスとパーツの設計要件に適したプラスチック材料を選択することが重要です。

ツール選択

切削工具の選択は、アンダーカットを加工するときに重要です。アンダーカットエリアに到達するには、ユニークな幾何学やカスタムメイドツールを備えたエンドミルズなどの特殊なツールが必要になる場合があります。また、ツール材料を考慮する必要があります。これは、切断力に耐え、機械加工プロセス中にその鋭さを維持できるはずです。

公差

多くの場合、アンダーカットは、適切な適合性と機能を確保するために厳しい許容範囲を必要とします。これらの公差を維持することは、特にプラスチック製造では、温度や湿度などの要因によりプラスチック材料がより寸法変化を起こしやすいため、困難な場合があります。座標測定マシン（CMM）などの高度な計測技術を使用して、アンダーカット機能の寸法を検証し、設計仕様を確実に満たすことができます。

REAL-世界アプリケーション

アンダーカットプラスチック部品には、さまざまな業界で幅広い用途があります。自動車産業では、ダッシュボードクリップやドアハンドルなど、内部コンポーネントでアンダーカットを備えたプラスチック部品が使用されています。これらの部品は、安全で信頼できる操作を確保するために、正確に機械加工する必要があります。エレクトロニクス業界では、アンダーカットのプラスチック部品がエンクロージャーとコネクタで使用されており、内部コンポーネントを保護し、適切な電気接続を提供します。

コストに関する考慮事項

アンダーカットのあるプラスチック部品を生産すると、通常、アンダーカットのない部品と比較して、より高いコストが発生します。機械加工プロセスの追加の複雑さ、特殊なツールと機器の必要性、およびより長い機械加工時間はすべて、コストの増加に貢献します。ただし、その機能とパフォーマンスの観点からの部品の価値は、追加費用を正当化する場合があります。クライアントがパーツデザインのアンダーカット機能を検討する際には、コストと給付の比率を比較検討することが重要です。

結論

結論として、プラスチック製造サービスプロバイダーとして、さまざまな技術を使用してアンダーカットを使用して部品を作成できます。多軸の機械加工、EDM、およびセカンダリオペレーションは、アンダーカット加工に関連する課題を克服するためのソリューションを提供します。ただし、材料の選択、ツールの選択、許容範囲、およびコストを慎重に検討する必要があります。

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参照

• ラ・カーステンによる「プラスチックの機械加工」
• ピーターオックスリーによる「高度な機械加工プロセス」
• 「Tool and Manufacturing Engineers Handbook、Vol。3：Machining」Eugene A. Halmshaw