講師の失敗、成功事例から学ぶ「製品設計に活かす樹脂材料の知識」

「プラスチック」は我々の生活の中に浸透しており、使われていないモノを見つけることが困難なくらい多種多様な製品に使用されています。進歩の早いスマートフォンなどの携帯製品にもプラスチックは使われています。 　「小型」、「薄型」、「軽量」、「省電力」、「低コスト」、「機能・性能の高度化」などが、今後の開発製品に要求される不可欠なキーワードとなっています。 　製品設計者はこれら市場要求に応えるため、製品要件を整理し製品設計に当らねばなりません。プラスチック製品の設計に当たっては、要素となる「樹脂材料」、「金型」、「成形加工」および、これらを踏まえた「成形品設計ポイント」を知ることが肝要です。また、量産の最前線に立つ製品設計者にあっては、予期せぬ「成形不良」に遭遇することもあります。しかし、そのような場合であっても、要素の相互関係を良く理解しておくことにより、不良が発生している要因を調べ上げることができ、不良の「真因 (原因) 」を特定することができます。そこまで出来れば、あとは真因を除去する対策を講じれば良いだけです。 　本講座では、製品設計に活かすための「樹脂材料」の知識を中心に解説いたします。また、製品設計として長年取り組んできました講師自身の事例 (失敗、成功、対策など) をお伝えします。皆さまが関わる設計現場におきまして「前車の轍」あるいは「転ばぬ先の杖」として、いささかなりとも参考になればと思います。 　「プラスチック製品」は製品設計だけでなく、資材調達、購買、成形加工、製造、品質保証・品質管理、研究・開発、販売・営業などの全工程で成り立つものです。本講座はプラスチックモノづくりに関わる多くの方の役に立つ講座となるものと思います。 　当日はプラスチック成形品サンプルを展示いたします。図や写真だけではわかりにくいものも、実際に手に取り、見て、触れていただくことで、より理解が深まるものと思います。

1. プラスチック製品の企画、設計から量産までの全工程を概観する
2. 樹脂材料の知識
   1. 樹脂の特性
   2. 熱可塑性/熱硬化性
   3. 結晶性/非結晶性
   4. 性能向上のための特性改質
   5. 温度と体積 (PVT特性)
   6. 流動性 (粘性)
   7. 樹脂の物性
   8. 各物性項目
      1. 物理的特性
      2. 機械的特性
      3. 熱的特性
      4. 電気的特性
      5. 化学的特性
      6. 成形加工特性
   9. 物性表の見方/樹脂材料の選定
   10. 樹脂種類と製品用途
       • 汎用性/エンプラ
       • 熱硬化性
       • 熱可塑性エラストマー
       • 生分解性プラ
       • その他
3. 金型の知識
   1. 射出成形金型の構造
   2. 射出成形金型の機能
      • 流す (スプルー/ランナー/ゲート)
      • 形を作る
      • 固める (冷却)
      • 取り出す (離型)
      • エアー排出
4. 成形加工の知識
   1. 射出成形機 (射出装置および型締装置)
      • 型開力 (選定樹脂と投影面積との関係)
      • 適正な型締力
      • 成形機の周辺機器
   2. 成形サイクル (サイクル時間を短くするための製品設計者にしかできないこと)
   3. 保圧とゲートシール
5. プラスチック成形品設計の知識
   1. 基本
      • パーティングライン
      • 抜き勾配
      • アンダーカット形状と金型方案
      • 諸ゲート
   2. 成形不良の要因 成形不良サンプル展示
      • バリ
      • ヒケ
      • ウェルドライン
      • 変形
6. 製品設計の適用事例 (講師の失敗例からコストダウン成功例まで)
   1. 樹脂材料の色調変更がもたらした製品脆性破壊
      ～ 単なる色調変更が別な特性劣化となる事故事例。解決まで ～
   2. 添加剤配合の樹脂材料が引き起こした新加工方式でのトラブル
      ～ 加工後の成形品で添加剤の効能が発現しない事故。解決まで ～
   3. 樹脂材料/構造から製品設計を見直しすることによりコストダウン成功
      ～ 従来発想の呪縛を解き構造変更。材料統一を図り設計自由度も向上 ～
   4. 捨材ランナーをリサイクル (材料再生) する評価方法の事例
      ～ リサイクルにおける設計評価の留意点、生産現場の管理ポイント ～
7. プラスチック技術最新動向
   • プラスチック成形品サンプル (K2016、IPF2017等) を手にとってご覧いただけます。
     興味深い金型および成形加工方式を動画により紹介いたします。
• 質疑応答・名刺交換