プラスチック製品の強度設計

プラスチックは低コストで様々な特性を付与できるため、身の回りのたくさんの製品に使用されています。近年は、軽量化や原価低減の要求から、金属をプラスチックに代替する動きも非常に活発です。金属をプラスチックに代替する場合、しっかりとした強度設計が必要なのは言うまでもありません。しかし、プラスチック製品の強度設計に実際に取組んでみると、思ったほど簡単ではないことに気付くでしょう。材料力学の知識に加えて、材料特性や成形・加工の影響に関する知識、製品設計上の実務的ノウハウを持っていなければ、精度の高い強度設計を行うことは困難だからです。それらの知識・ノウハウは広く浸透しておらず、KKD (勘と経験と度胸) による強度設計にとどまっていることが多いのが実情です。 　本セミナーは、数多くのプラスチック製品の設計を手掛けてきた講師が担当します。実務で活用できることを前提に、強度設計の基礎から分かりやすく解説します。

1. プラスチック製品の強度設計に必要な材料力学の知識
   1. プラスチック製品の強度設計
      1. ストレス・ストレングスモデル
      2. プラスチック材料の物性表
   2. 材料力学の基礎知識
      1. 荷重/応力/ひずみ
      2. フックの法則とヤング率
      3. 応力 – ひずみ曲線 (S – S曲線)
      4. はりに発生する応力とたわみ
      5. 断面二次モーメント/断面係数
      6. 応力集中
   3. 引張特性と曲げ特性
2. 強度設計において考慮すべきプラスチック材料の特性
   1. プラスチック材料の特徴
      1. 材料特性の決定プロセス
      2. 結晶性プラスチックと非晶性プラスチック
   2. 温度特性
      1. 温度変化が物性に与える影響
      2. 荷重たわみ温度/ビカット軟化温度
      3. 線膨張係数と熱応力
   3. 粘弾性特性
      1. クリープ
      2. 応力緩和
   4. 疲労
   5. 劣化
      1. プラスチックの劣化 (熱劣化/加水分解/紫外線劣化 他)
      2. アレニウスの式を使った寿命の推定
      3. 劣化スピードの経験則「10℃2倍則」
      4. RTI (相対温度指数)
      5. ソルベントクラック
   6. 成形・加工・再生材の影響
      1. ウェルドライン/ボイド/残留応力 他
      2. 再生材利用と注意点
3. 実務における強度設計の進め方と事例
   1. 要求事項の整理
   2. 安全率のを設定する際の考え方
   3. トラブルを未然に防ぐ図面、仕様書の書き方
      1. 「機能」「性能」「詳細仕様」を考慮した図面・仕様書の書き方
      2. サイレントチャンジチェンジの予防
   4. 事例で学ぶプラスチック製品の強度設計
• 質疑応答