プラスチックの強度および成形特性を活かした製品設計とトラブル防止対策

軽量化、設計の自由性、生産性などの特徴を活かして、プラスチックの応用範囲は拡大しているが、プラスチックの強度や成形特性をよく理解した上で使用しないと、思わぬトラブルに遭遇することがある。プラスチック化に当たっては次のことを踏まえて使用する必要がある。

• 設計・成形に仕方によって製品物性は変化すること。
• 使用条件 (応力、時間、化学要因) 、環境条件によっても変化すること。
• 使用するプラスチックによっても特性が異なること。

　このような観点から、本講ではプラスチックの強度特性や設計・成形について述べた上で、強度トラブルの原因究明法と対策を解説する。

1. プラスチックの基本特性
   1. 分子量
   2. 結晶性と非晶性
   3. 転移温度
   4. 応力緩和
   5. クリープ
   6. 分子配向
   7. 結晶特性
   8. 分解特性
2. 実用特性
   1. 応力亀裂
   2. 耐衝撃性
   3. クリープ破壊
   4. 耐疲労性
   5. 耐熱性
   6. 耐薬品性
3. 劣化と寿命
   1. 熱劣化
   2. 加水分解劣化
   3. 紫外線劣化
4. 設計・成形の進め方
   1. 成形品の設計
      1. 肉厚
      2. コーナアール
      3. リブ、ボス
      4. 抜き勾配
      5. ゲート
   2. 成形上の留意点
      1. 成形時の分解
         • 熱分解
         • 加水分解
      2. 残留応力
      3. ウェルドライン
      4. 応力集中源
      5. 再生材の使用
   3. 強度設計
      1. 強度設計の留意点
      2. 許容応力
      3. 設計例
5. トラブルと原因究明、対策
   1. ストレスクラック
      1. インサート金具周囲のクラック
      2. ねじ締め付け部周囲のクラック
      3. プレスフィットによるクラック
   2. ケミカルクラック
      1. 塗装時のクラック
      2. 接着時のクラック
      3. 離型剤によるクラック
      4. 切削油によるクラック
      5. 可塑剤によるクラック
   3. 環境劣化
      1. 熱劣化トラブル
      2. 加水分解劣化トラブル
      3. 紫外線劣化トラブル