試作品製作はお任せ！試作用金型のデザイン・設計の一般的な流れ

1．企画を立案する

コストダウンや高性能化、軽量化、生産性向上を実現する新製品や改良製品を作る際に、まずは企画を立案します。企画参画の段階で部品を共有化する事でコストダウンをはかったり、外観デザインを改善する事で軽量化したりするのかを検討します。どこをどのように設計したり変えたりするのかについて、多くの部品の関連性も考えて多角的な検討を行わなければなりません。

さらに、改善する事を目指す項目ごとに、各部品の評価項目と目標値を設定していきます。

2．部品を設計する

立案した企画参画の段階で目標値を基準として、部品設計を進めていきます。設計段階でその製品に性能的な問題がないかシミュレーションしたり、工程設計の事前検討を手助けしたりするシステムである「CAE解析」を用いて繰り返し検討し、部品の形状を決めていくのです。

最近では、設計も評価も「3D-CAD・CAE解析ツール」を使って、コンピュータ上で行うようになっています。部品の設計段階は次のようなPDCAサイクルです。

• P（Plan）：3D-CADを用いた部品設計
• D（Do）：CAE解析ツールによる新しく設計したデザイン部品のコンピュータシミュレーション
• C（Check）：新しいデザインの評価
• A（Action）：評価に基づいて設計図面を修正

3．試作する部品の絞り込み

PDCAサイクルを繰り返して新しいデザインの形状を絞り込んだら、実際に試作する準備に入ります。実際の試作は次のように「単体」「ユニット」「完成品」の3段階です。

• 部品単体を試作して性能をチェックする
• 複数部品を組み合わせて、ユニットとしての性能をチェックする
• 完成品に近いものを製作して性能をチェック、生産性や量産試験も行う

試作用金型とは

試作用金型は「仮」の金型であり、「簡易型」「簡易金型」「試作金型」とも呼ばれます。本格生産に使う量産金型が摩耗しにくい硬い鋼で作られているのとは異なり、限定的な使用になる試作用金型は柔らかいアルミなどで作られている場合が多いのが特徴です。

アルミは柔らかくて加工がしやすいため、短い納期で済み製作コストも抑えられます。試作用金型から成型可能な部品の数は少なく、本格的な大量生産に使う事はできません。

試作用金型を手配する際に気をつけたい事

試作用金型は、試作の段階や使用目的に応じて製作する事が必要です。試作用金型を手配する際にはゲートの位置をどこに何カ所設定するのかを決めておかなければなりません。

また、「そり変形」はどこまでを許容範囲とするのか、つまり寸法許容値に合格するかどうかのチェックも欠かせないポイントです。特に成型する材料に繊維が含まれている場合には、成形条件で微調整をする事ができないため、金型を手配する段階から気をつけておかなければならないのです。

繊維が含まれていない材料でも試作段階では良品であったものが、量産した際に良品でなくなってしまうという事もあります。他にも、発泡成形金型など特殊な金型は経験がないと手配が難しい場合もあるのです。

金型の手配は株式会社内外へ

試作用金型では金型で成型する材料や金型の形状などによって、何が最適なのかを判断できないという場合があります。金型に関してお悩みなら、長年のノウハウと技術に基づき、短納期・高品質・低コスト化で最適な試作用金型を製作できる株式会社内外へご相談下さい。