適切に樹脂材料を選択するための基礎知識

「プラスチック」はあらゆる生活場面に浸透して使われており、現代の我々にとって切っても切り離せません。プラスチック製品には「小型」・「薄型」・「軽量」・「省電力」・「低コスト」・「高度な機能・性能」「地球環境」などが求められており、これらのキーワードを実現するような製品および技術開発が必要です。 　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、3本柱となる「樹脂材料」、「金型」、「成形加工」の理解が欠かせません。中でも樹脂材料は、製品の機能・性能を左右し、生産に不可欠な設備である「金型」の設計仕様にも大きく影響を及ぼします。もちろんコストにも関係します。樹脂材料は製品設計が決める重要な設計仕様なのです。 　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。 　また、「プラスチック製品」は製品設計だけではなく、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・営業などの全工程があって成り立つものです。本講座が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れば幸いです。 　当日はプラスチック成形品サンプル、成形不良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
      1. 熱可塑性/熱硬化性 (熱に対する反応の違い)
      2. 結晶性/非結晶性 (成形収縮率)
      3. 性能向上のための特性改質 (ポリマーアロイ/繊維強化/添加剤)
      4. 温度と体積 (PVT特性)
      5. 流動性 (粘性)
   2. 樹脂の物性
      1. 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
      2. 物性表の見方
      3. 樹脂材料の選択
   3. 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. 射出成形金型の機能
      1. 流す (スプルー/ランナー/ゲート)
      2. 形を作る (アンダーカット形状と代表的な金型処理方案)
      3. 固める (冷却)
      4. 取り出す (離型)
      5. エアー排出
   2. 射出成形金型の構造
      • 2プレート
      • 3プレート
      • ホットランナー
      • 金型分解写真
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)
      • 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
5. 樹脂材料の諸事例
   1. コストダウンのための樹脂変更が引き起こした製品トラブルの連鎖
      • 些細な樹脂変更が樹脂性能劣化となる事故事例
   2. 添加剤配合の機能性樹脂が引き起こした製品トラブル
      • 加工後の成形品で添加剤の効能が発現しない事故事例
   3. 製品設計の見直しによるコストダウンの成功事例
      • 設計構造をシンプルにし、樹脂材料の統一によりコストダウン
   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
6. 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します。
• 質疑応答・名刺交換