射出成形モールドフロー解析
鋼材を削る前に、樹脂がどう部品を埋めるかを把握します。40種類の樹脂を対象に、ゲート位置、充填パターン、溶接線の位置、エアトラップ、圧力降下、予測反りをレポートにまとめ、書面のレポートと3D充填アニメーションを金型着工前に承認いただきます。
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レポート納品
1セット
MOQ
12種類
解析対象部品
40グレード
樹脂データベース
材料
| グレード | 特性 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| ABSおよびABS-PC | 溶融温度210から250°C、金型温度40から80°C、収縮率0.4から0.7%、流動性は中程度、肉厚の不均一に敏感 | 機器ハウジング、ベゼル、ブラケット、構造フレーム、スナップフィットカバー |
| Polycarbonate (PC) | 溶融温度280から300°C、金型温度80から120°C、収縮率0.5から0.7%、高粘度のため高い射出圧力が必要、残応力が大きい | 透明カバー、レンズ、透明エンクロージャ、高温部品 |
| PC/ABS ブレンド | 溶融温度230から260°C、金型温度50から90°C、収縮率0.4から0.6%、PCより耐衝撃性が高く流動性も扱いやすい、電子機器筐体の定番材料 | ノートPCおよびタブレットのハウジング、モニタ・ベゼル、電動工具ボディ、消費機器エンクロージャ |
| ナイロン PA6およびPA66 | 溶融温度250から285°C、金型温度60から100°C、繊維含有量により収縮率0.8から2.0%、成形前に吸湿する | 構造ブラケット、クリップ、ヒンジ、コネクター、自動車内装 |
| PBTおよびPET | 溶融温度240から280°C、金型温度40から90°C、収縮率0.3から0.6%、寸法安定性に優れ、平板部品の反りが小さい | コネクターハウジング、ターミナルブロック、精密ギア、電気絶縁体 |
| Polypropylene (PP) | 溶融温度200から240°C、金型温度30から80°C、収縮率1.0から2.5%、主要樹脂の中で収縮率が最大で浮きやすく反りやすい | 容器、クリップ、蓋、包装、軽負荷ハウジング |
| POM (アセタール) | 溶融温度190から220°C、金型温度40から90°C、収縮率1.8から2.5%、結晶性のため均一な冷却が必要、耐摩耗性に優れる | 精密ギア、ブッシュ、ラッチ、スナップフック、機構部品 |
| PEEKおよびPEI (耐高温) | 溶融温度340から400°C、金型温度120から200°C、収縮率1.0から2.0%、加熱金型と厳格な湿度管理が必要 | 医療および航空宇宙部品、高温電気部品、半導体キャリア |
加工パラメータ
| パラメータ | 標準範囲 |
|---|---|
| レポート納期 | 2Dは24h、3D充填アニメーションは48h |
| 解析対象部品サイズ | 最大 500 x 500 x 400 mm および 2.5 kgのショット重量 |
| 解析対象キャビティ数 | 1から32キャビティ、バランス配置 |
| 樹脂データベース | 40グレード、12樹脂ファミリー |
| 溶融温度ウィンドウ | 樹脂により190から400°C |
| 金型温度ウィンドウ | 樹脂により30から200°C |
| 予測線状収縮率 | 樹脂と繊維含有量により0.3から2.5% |
| 予測反り | 単一数値ではなくベクトルマップで報告 |
| 溶接線強度への影響 | 母材強度に対する百分率で報告 |
| 評価対象ゲート種別 | エッジ、サイド、サマリン、バルブ、ホットランナー、マルチポイント |
| 解析深度 (3D) | 流動、温度、圧力、流速、せん断速度、冷却、反り |
| 成果物フォーマット | PDFレポート、充填アニメーション、ゲートおよび冷却推奨付きの注釈入りSTEP |
表面処理
VDI 3400 テクスチャ（グレイン面）
キャビティ表面を化学的にエッチングし、細かいマットグレインを形成して部品へ転写します。可視ハウジングの標準外観仕上げで、グレイン深さは必要な抜き勾配1度あたり0.025 mmとして規定します。
グロス研磨
キャビティを多段階のダイヤモンド研磨で鏡面に仕上げ、透明または光沢部品に対応します。両方を必要とする場合はテクスチャの前に研磨を適用し、テクスチャ域で研磨が消える領域はDFMレビューで指摘します。
スプレーテクスチャおよびビーズブラスト
ガラスまたはセラミックメディアのビーズブラストで均一なサテン面をつくり、工具の痕跡を隠して一定のグリップ性を得ます。このグループのテクスチャには抜き勾配の要件がないため、勾配なしの壁にも実用的な選択です。
電解研磨および洗浄
キャビティ表面の電気化学的研磨で微小な突起を除去し、研磨した部品に流れ跡が出るリスクを下げます。初回成形前に最終洗浄サイクルで研磨化合物の残渣を除去しますが、汚染の痕跡はほぼこの工程から発生します。
ホットランナー統合
複数キャビティの金型や大量生産プログラムでは、複数のドロップポイントを持つホットランマニホールドを指定し、すべてのキャビティが同じ速度で充填するようにします。シミュレーションはコールドランナー金型と同じ充填および温度基準で評価します。
テクスチャおよび着色金型鋼
金型ベースおよびキャビティ鋼を樹脂とサイクルに適したグレードで指定し、ガラス繊維充填樹脂で硫黄放出が未保護の工具鋼を長期的に侵食する場合には耐食グレードを用います。
製造設計（DFM）
- 公称肉厚の25%以下に肉厚差を抑えてください。肉厚の段差が流れ跡と溶接線弱化の最も一般的な原因です
- 可視のハウジングや外観面には1.0から1.5 mmの一定肉厚を維持し、使用者側に面する部分には0.3から0.5 mmの外観肉厚を追加してください
- コアから抜けるすべての壁に2から3度の抜き勾配を付け、テクスチャ面で勾配なしの壁を補わないでください
- ゲートは外観面から離してください。ゲート跡とその周囲の流動方向の痕跡は斜光で目視できます
- 部品が小さい限り、一つの壁に複数ゲートを設けないでください。2つ目のゲートは2つ目の溶接線を作り、可視の流動分離のリスクが倍増します
- 充填経路の終端にシャットオフとエアトラップを計画してください。捕捉された空気はヒケになり、最後に充填される部品ではショートショットになります
- 厚肉部とボスの周囲に冷却水路を指定してください。冷却の不均一が充填の問題を反りの問題に変えます
- リブは公称肉厚の50から60%で設計してください。流動経路が均一になり、反対面にリブの影が出るのを避けられます
- エジェクターピンは外観面ではなくボスや厚肉部に配置し、ピン跡が隠れるように証跡用のリングを設けます
- STEP、IGES、DXFファイルをアップロードすると、24時間以内にゲート位置、充填時間、圧力、冷却推奨を含む書面シミュレーションレポートを取得できます
金型と生産能力
| タイプ | リードタイム | 適用場面 |
|---|---|---|
| 解析のみ（金型なし） | 2Dレポート24h、3Dアニメーション48h | 設計段階での検証、見積支援、鋼材投入前に決めるゲート位置 |
| アルミ軟金型 | 2 - 3週間 | 25から500個の試作ロット、市場検証、DVTビルド |
| 鋼材量産金型 | 4 - 6週間 | 年間50,000個を超える量産、外観または寸法要求が厳しい部品 |
| ホットランナー金型 | 5 - 7週間 | ランナーくずとサイクルタイムがコストを支配する高量産の複数キャビティプログラム |
品質保証
- 樹脂データは一般的なファミリー値ではなく、特定グレードのサプライヤーダタシートから取得
- 充填時間、ピーク圧、型圧は前提条件を明記したうえでシミュレーション値として報告
- 溶接線の位置と方向を部品図に予測強度百分率付きで明示
- エアトラップとヒケ位置をモデル上で特定し、エアベントまたはシャットオフの推奨位置を示す
- 反りは各重要特徴部の変位方向と大きさを持つベクトルマップで報告
- 冷却水路配置はサイクルタイムへの影響を秒単位で明記して推奨
- 射出成形DFMレポートをシミュレーションとともにお渡しし、抜き勾配、肉厚、リブ、ゲート、エジェクターを網羅
- 初回成形品をシミュレーションと比較して充填パターンが予測と一致したか確認
- お客様のご要望に応じ、解析から成形まで任意の段階でSGS、Bureau Veritas、TUVの第三者検査を手配します。
- 成形した各ロットについて、寸法レポートと材質証明書、原産地証明書を同梱して出荷します。
アプリケーション
- 消費電子機器のハウジングおよびベゼル
- 自動車の内装トリムおよび構造部品
- 医療機器のエンクロージャおよび取付ブラケット
- 包装部品およびクロージャ
- 家電のハウジングおよび操作パネル
- LEDおよび照明のハウジング
- コネクターおよびターミナルブロック
- 小型家電のシェルおよびハンドル
- 玩具および消費財アクセサリー
FHY Precisionを選ぶ理由
樹脂データは特定グレードの公式データシートに基づくため、汎用平均ではなくお客様の材料を反映したシミュレーションになります
鋼材を削る前にシミュレーションを行うため、流れ跡や反りを生じるゲートは変更がまだ可能な段階で検出されます
2D解析は24時間以内、3D充填アニメーションは48時間以内に書面のレポートをお渡しし、前提条件を明記するのでお客様のエンジニアが反論できます
解析と金型製作を同じチームで行うため、推奨事項と製造実態が乖離しません
初回成形品をシミュレーションと比較し、実際の充填が予測と一致しなかった事例を捕捉します
流動解析の品質システムは文書化され管理されています。要望があれば第三者検査とEN 10204 3.1ミル証明書を提供します。
中国で製造する自社工場による直販価格、商社層を挟まない価格設定
1つの発注書で、流動解析、金型、試し成形、および量産部品をすべてまとめて対応します。
よくある質問
1. モールドフロー解析とは何の情報を得られるのですか？
溶融した樹脂がどうキャビティを満たすかのシミュレーションです。ソフトウェアは材料が各領域に到達する順序、前端が遅くなる場所、二つの流動前線が合流して溶接線になる場所、空気が捕捉される場所、および冷却中に部品がどう歪むかを予測します。出力は数値群と位置マークの集合であり、イエスかノーの答えではありません。その価値は、不適切なゲート位置が金型完成後の現場ではなく、半日のうちに画面上で確認できることにあります。
2. モールドフロー解析はどのくらいかかりますか？
ゲート推奨、圧力、充填時間、冷却所見を含む2Dレポートは、モデル受領から24時間以内にお返しします。充填アニメーション、温度およびせん断速度場、反りベクトルマップを含む3D解析は、メッシュと冷却ソルバーの計算量が多いため48時間かかります。解析と並行して金型加工を進めることもできますが、充填結果のレビューを先に行うことを推奨します。鋼材切断後のゲート変更は高価な変更だからです。
3. 解析には何を送ればよいですか？
STEPまたはIGESの3Dモデル、使用予定の樹脂グレード、1年間あたりの目標数量、外観基準と平板部品の公差に関する情報です。公差指示には2D図があると有効です。樹脂が未確定の場合は使用環境と機械的要件をお知らせください。2つの候補グレードで解析し、どちらが充填により良く、どちらの反りが小さいかをお見せします。
4. 解析によって部品が正しく成形されることが保証されますか？
いいえ、そう主張するのは不正確です。シミュレーションは工程のモデルであり、樹脂データ、想定した冷却条件、メッシュ解像度に依存します。その価値は比較にあります。設計を他のゲート位置、肉厚構造、冷却配置と比較し、順位づけして、初回成形で注意すべき不具合モードを特定することです。その後の初回成形品と予測を比較し、この比較が解析を根拠のあるものに変えます。
5. 反りの予測はどのくらい正確ですか？
方向は比較的よく、大きさはおおよその値です。ベクトルマップは部品がどの方向に動くか、どの特徴が最も動くかを信頼して示します。これはリブをどこに入れるか、ゲートをどこ設置するかを決めるために必要な情報であり、絶対的なミリメートル値は冷却条件の想定と樹脂内の繊維配向に依存します。当社はこれを公差の断定ではなく順位付けのツールとして扱い、実際の反りは初品測定で検証します。
6. 複数キャビティの金型やホットランナーをシミュレートできますか？
はい。シミュレーションはランナーシステムをバランス調整し、すべてのキャビティが同じ速度、同じ温度で充填されるかを示します。これは複数キャビティの金型で最後のキャビティに不良が出る最も一般的な原因です。ホットランナーについてはドロップポイント位置を同様に評価し、溶融樹脂がドロップ間で劣化温度を下回らない必要があるという条件を加えます。マニホールドを発注する前にサイクルタイムの上限が見えてきます。
7. モールドフロー解析の費用はいくらですか？
2Dレポートと3D解析は金型のお見積りに含まれ、金型をお預かりした場合は無料です。他社で製作されている金型に対して解析を単独のコンサルティング成果物としてご希望の場合は個別に見積もり、レポート、注釈入りモデル、および検出結果を確認するためのエンジニアとの打ち合わせを含みます。
8. 解析で設計上の問題が見つかったらどうなりますか？
お伝えします。変更がまだ低コストな段階でお伝えします。修正がゲート位置の移動だけの場合もあります。肉厚の調整やリブ配置の変更の場合もあります。限界を受け入れて、その周辺で外観基準を設計する場合もあります。流れが悪いと分かっている設計で金型を切ることはありません。その場合の試し成形は、お客様の名乗りを付けた有料の実験になるためです。
9. どの樹脂をシミュレートできますか？
ABS、ABS-PC、PC、PC/ABS、PA6、PA66、ガラス繊維充填PA、PBT、PET、PP、POM、PEI、PEEKを含む12樹脂ファミリー40グレードです。見慣れないグレードについては、お客様が購入予定のグレードのサプライヤーダタシートを使用します。データシートが無い場合はどの物性値を仮定したかを明示します。PEEKのような耐高温樹脂では、冷却条件の想定が意味のある結果と無意味な結果を分けるため、解析に加熱金型の要件を含めます。
10. 収縮率はどう扱いますか？
収縮率は樹脂、繊維含有量、流動方向に依存し、収縮率0.3%の樹脂と2.5%の樹脂が同じ金型を共有できない理由です。当社はグレード固有の収縮率を使い、線状値と体積値を報告したうえで、金型寸法が確定した時点で重要寸法を公差と照合します。流動方向をまたぐ厳しい公差を持つ部品は金型での補正が必要で、解析がその補正位置を指示します。
11. 金型を個別に見積もっても解析は含まれますか？
標準の金型見積には2Dレポートと初回成形の検証が含まれ、反りマップ付きの3Dアニメーションは年間50,000個を超える金型注文、または平坦な外観面を持つ部品では含まれます。供給先を比較される場合は、各社に自社モデルでの充填結果を見せてください。解析を実施せずに金型を見積もる供給先は、金型費用だけを根拠に見積もっていることになります。
12. 解析の後は金型にどのくらいかかりますか？
アルミ軟金型は2から3週間で、25から500個に適切です。鋼材量産金型は4から6週間で、年間約50,000個を超えると経済的なルートになります。ホットランナー金型は5から7週間です。これらの期間に試し成形と初品検査が含まれます。計時開始は、充填結果の承認と設計の凍結時点からです。
13. 解析と金型のお見積りに必要な情報は何ですか？
STEPまたはIGESの3Dモデル、公差と外観指示の入った2D図面、樹脂グレードと繊維含有量、年間数量、1キャビティあたりの部品数、目標単価があればそれも重要です。設計がまだ動いている場合は、どの品番が確定済みで、どれがまだ未確定かをお知らせください。解析が実際に先に金型化される部品に集中できるようにするためです。
14. 解析にはどのソフトウェアを使っていますか？
充填と冷却には市販の3Dソルバーを、ゲートの簡易チェックと肉厚の確認には2D計算を使っています。ソフトの選択より入力条件の方が重要で、精度は入力で決まります。具体的には樹脂グレードのデータシート、実際の肉厚形状、冷却水路の位置、金型温度です。すべての前提をレポートに明記するので、社内のエンジニアが何を仮定したかを確認、必要なら反論できます。
15. 樹脂グレードによって指定する工具鋼は変わりますか？
はい、早期に決める価値のある判断です。ガラス繊維充填PAやPBTのような樹脂は成形中に硫黄を放出し、時間の経過とともに未保護の工具鋼を侵食するため、これらのプログラムには耐食金型鋼を指定します。PEEKやPEIのような耐高温樹脂は金型温度が200°Cを大きく超える状態になるため、キャビティの下に別のグレードと別の熱処理が必要になります。解析はこれが鋼材を発注する前に起きるため、特定する最適な段階です。
16. 第三者検査は対応していますか？
はい。ご指定の任意の段階で、工具鋼の入荷検証から成形部品の出荷前検査まで、SGS、Bureau Veritas、TUVによる独立した第三者検査を手配します。流動解析の結果確認も含め、お客様が指定しない検査員による中立的レポートを初回ロットの受入前確認にご利用いただけます。