複数キャビティ射出成形金型設計
キャビティ数はコストの判断であり、既定値ではありません。2、4、8、16、32キャビットの金型でランナーと冷却をバランス調整し、すべてのキャビティが同じ速度で充填され、同じ公差を保持し、同じ速さで摩耗するようにします。鋼材金型は4から6週間。
無料相談24h
迅速見積り
2から32
金型キャビティ数
±0.05mm
キャビティ間公差
250k ショット
金型寿命
材料
| グレード | 特性 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| P20 予硬化金型鋼 | 断面全域で28から34 HRC、硬度分布が均一、追加熱処理なしで良好な研磨性と加工性、中量生産に経済的 | 試作および低量生産の金型、キャビティインサート、4から8キャビットの量産金型 |
| 1.2344 (H13) 工具鋼 | 熱間作業グレード、焼入れ焼戻し後48から52 HRC、非常に高い熱硬度と熱疲労抵抗、焼入れキャビティコアの標準選択 | エンジニアリング樹脂の量産金型、ホットランナー金型、高キャビティ金型、長寿命キャビティ |
| 1.2316 (420) ステンレス金型鋼 | 30から36 HRCまで予硬化、耐食性、高い鏡面研磨が効き、透明部品と光学部品に適する | 光学および透明部品のキャビティ、外観用金型、食品接触金型、医療機器金型 |
| 1.2083 (420 改良) ステンレス | 48から52 HRCまで予硬化、耐食性と硬度を両立、研磨性と耐摩耗性が必要な透明部品に適する | 高光沢の透明ハウジング、光学レンズ金型、外観用射出成形金型 |
| S136 (1.2083 予硬化) 耐食鋼 | 48から52 HRCを維持、研磨性の保持に優れる、ガラス繊維充填樹脂とハロゲン含有樹脂の腐食性副生成物に耐える | ガラス繊維充填PAおよびPBTの金型、ハロゲン系難燃剤用途、医療金型 |
| 銅およびアルミ金型インサート | ホットランナーノズルには銅合金で高速の熱伝導を、高キャビティ金型にはアルミでコンフォーム冷却を実現、どちらも金型全体ではなくインサートとして使用 | ホットランナーノズル、コンフォーム冷却水路、均一な冷却が必要な高キャビティ金型 |
加工パラメータ
| パラメータ | 標準範囲 |
|---|---|
| 選択可能なキャビティ数 | 1、2、4、8、16、32、単純形状では64まで |
| 金型リードタイム（鋼材、4から32キャビティ） | 4 - 6週間 |
| 金型リードタイム（アルミ軟金型） | 2 - 3週間 |
| キャビティ間の重量偏差 | 公称ショット重量の1.5%以内 |
| キャビティ間の寸法偏差 | ±0.05 mm、ご要望によりさらに狭く可能 |
| ショットあたりの部品重量 | 最大2.5 kg、ご要望により大型対応 |
| ランナー種別 | ホットランナー、バルブゲート、断熱ホットランナー、ラナーレス配置のコールドランナー |
| 金型寸法 | 最大 1200 x 900 x 800 mm および 35トン |
| 必要型圧 | 最大 2500 kN |
| 金型寿命の目安 | 樹脂と充填により250,000から500,000ショット |
表面処理
VDI 3400 テクスチャ（グレイン面）
キャビティ鋼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として規定するため、抜き勾配とテクスチャは別々にではなくまとめて設計されます。
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、透明部品と高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キャビティ配置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、グレインを乗せるために追加の抜き勾配が必要になる壁には実用的な選択です。
電解研磨およびキャビティ洗浄
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、透明部品の汚染痕の典型的な発生源です。
ホットランナーおよびバルブゲートの仕上げ
ホットランマニホールド、ドロップチップ、バルブゲート部品は金型への組み込み前に仕上げと寸法検証を行います。ゲートチップは樹脂に合わせて選定し、サイクルタイム全体でドロップ時の溶融温度が劣化限界を上回るようにします。
エジェクターおよびキャビティ表面の処理
エジェクターピン、スリーブ型エジェクター、リフター表面は、外観部品で証跡が出る場合に研磨とコーティングを行います。試し成形前に斜光でキャビティを検査し、分割線バリと証跡を部品ではなく金型で見つけます。
製造設計（DFM）
- キャビティ数は最安の単価見積ではなく、年間数量と品番数から決めてください。年間20,000個しか動かない部品に16キャビティの金型を作ると、遊休状態になり資本が固定されます
- すべてのキャビティが同じ温度で同じ溶融量を受け取るようランナーをバランス調整してください。不均衡なランナーは最後のキャビティが冷えて不足します
- ランナー長を対称に保ち、丸い部品ではゲートが直接部品へ入るラナーレス配置を使い、ランナー自体を廃止してください
- 配置を確定する前にプレス能力を確認してください。ショット重量400 gの部品に16キャビティの配置を組むと、プロジェクトに存在しないプレスが必要になることがあります
- 形状がほぼ同じ部品にはファミリー金型を検討してください。複数の品番でキャビティを共有でき、形状と材料が共通する部品が複数ある場合は投資を回収できます
- 外観の可視面にはバルブゲートを使ってください。ゲート跡が部品の内部に隠れ、サンドで削る必要がありません
- 最も厚い断面に合わせて冷却を設計し、ドリル水路がキャビティ中央に届かない高キャビティ金型ではコンフォーム冷却を追加してください
- エジェクターと金型整備のためのアクセスを確保してください。破損させずに開けない高キャビティ金型は、樹脂で節約した金額より整備費のほうが多くなります
- ホットランナーは数量が裏付けた場合のみ指定してください。ホットランナー金型はコストが高く、節約は部品ではなくサイクルタイムとランナーくずから得られます
- STEP、IGES、DXFファイルをアップロードすると、24時間以内にランナーバランス、サイクルタイム試算、年間コスト比較を含む無料キャビティ数検討をお返しします
金型と生産能力
| タイプ | リードタイム | 適用場面 |
|---|---|---|
| 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、鋼材投入前のキャビティ数検証 |
| コールドランナー鋼材金型 | 4 - 6週間 | ランナーくずが総コストに占める割合が小さい量産プログラム、通常は年間100,000個まで |
| ホットランナー鋼材金型 | 5 - 7週間 | 年間100,000個を超える高量産プログラムで、サイクルタイムとランナーくずが単価を支配する場合 |
| ファミリー金型（複数品番対応） | 5 - 7週間 | ほぼ同一の品番が複数ありキャビティを共有する構成、品番あたりの金型コストを削減 |
品質保証
- 初回成形品でキャビティ数とキャビティバランスを確認し、キャビティごとの重量と寸法を記録
- 第1キャビティで初品検査（FAI）を実施し、残りのキャビティは重量と重要寸法で検証
- キャビティ間の重量偏差を測定し、1.5%の目標値に対して報告
- 工具鋼のミル証明書と熱処理レポートを金型に同梱し、出荷時に保管
- 量産条件でのショートショット試しとフルショット試しを行い、充填と通気性が正しいことを確認
- 金型試しレポートを金型とともに出荷し、キャビティ圧力、サイクルタイム、部品重量を示す
- ゲート跡と外観面を初回成形品で承認見本と照合
- ご要望に応じ、多腔金型の任意の生産段階でSGS、Bureau Veritas、TUVの第三者検査を手配します。
- 金型整備および研磨の周期を引渡しパッケージに記載
- 多腔生産の全ロットに寸法レポート、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
- 大量生産の消費電子機器ハウジングおよびベゼル
- 自動車の内装および外装トリムモジュール
- 包装の閉栓部品および容器ファミリー
- 家電の内部フレームおよび操作部ハウジング
- LEDハウジングおよび放熱フィン本体
- コネクターおよびターミナルブロックのファミリー
- 玩具およびアクセサリーの部品ファミリー
- 医療用の消耗部品
- 家具の金物およびハードウェアモジュール
FHY Precisionを選ぶ理由
キャビティ数は年間数量と品番構成から決定し、単価と金型コストを併せて提示
バランス調整したランナーおよび冷却設計により、すべてのキャビティが同じ速度で充填され同じ公差を保持、初品で検証
キャビティ間の偏差を公称重量の1.5%および寸法±0.05mm以内に管理し、測定結果を報告
24時間以内の無料キャビティ数検討でランナー配置、サイクルタイム試算、年間コスト比較を網羅
工具鋼のミル証明書と熱処理レポートを金型に同梱し出荷時に保管
当社の多腔成形品質システムは文書化され管理されています。要望に応じ、第三者検査とEN 10204 3.1材質証明書を提供します。
中国の自社工場直販の価格設定、商社層を挟まない
1枚の発注書で、多腔金型、試し成形、および量産部品をすべてカバーします。
よくある質問
1. 自分の部品に適したキャビティ数はどう選びますか？
年間数量を品番数で割った値から始めて、サイクルタイムから逆算します。単一品番で年間約20,000個までなら単一キャビティが通常は適切です。それを超えるとキャビティが投資を回収し始めます。実際の上限は、ショット重量とプレス能力の比、そして部品で最も厚い壁の冷却時間で決まります。提供する検討資料は金型コストを償却したうえでのキャビティ数と単価の比較を示し、実際に判断に効く比較です。
2. 4キャビティと16キャビティで実際のコスト差はどうなりますか？
同じサイクルなら単価はおおむねキャビティ数に比例して下がりますが、厳密にはそうではありません。ランナー系統が成長し、プレスが大きなショットを充填する必要があるため、ショットあたりのサイクルタイムはわずかに上昇します。金型コストはキャビティ数とともに増えるので、交差点は数量と、そのプログラムを何ヶ月動かす予定かによります。年間200,000個の部品では差が明確で、年間15,000個の部品では16キャビティの金型は採算が合いません。
3. 16キャビティすべてが同一の部品を生産できますか？
定義した範囲内では可能です。キャビティ間の重量偏差を公称の1.5%以内、寸法偏差を初回成形品で±0.05mm以内に保持し、キャビティごとの実測値を報告します。見た目の同一性はキャビティ数そのものではなく、バランス調整したランナーと対称な冷却配置から得られます。バランスの取れていないランナーの末端のキャビティは冷えて、目視で軽くなる部品を出します。
4. ホットランナーは追加コストに見合うですか？
サイクルタイムとランナーくずが単価を支配するほどの数量の場合です。実際には通常のハウジングで年間約100,000個を超える水準です。ホットランナーはランナーを廃止するためランナー内の材料が部品になり、ランナー自体の冷却時間も不要となってサイクルが短くなります。その一方で、ホットランナー部材のコストは高く、金型製作に時間がかかり、整備項目が1つ増えます。キャビティ数検討で両オプションをモデル化するので比較はお客様の数字で行われます。
5. ファミリー金型とは何ですか、いつ有効ですか？
ファミリー金型は複数の品番で同じキャビティを使い、品番ごとの違いを別々のキャビティではなく金型内の交換可能なインサートで処理します。部品の形状が近い場合に機能します。例えば同じハウジングの長さ違いのシリーズや、穴パターンの異なる同じブラケットなどです。金型コストが1型ではなく複数品番を一度にカバーできます。ほぼ同一の部品が3つ以上ある場合は検討の価値があり、部品が大きく異なる場合は効果がありません。
6. 複数キャビティの金型はどのくらいで製作できますか？
アルミ軟金型は2から3週間で、試作数量と鋼材投入前のキャビティ数検証に適しています。鋼材量産金型は4から32キャビットの金型で4から6週間、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。計時開始は設計が凍結し充填結果が承認された時点からです。
7. 数量が変更された場合はどうなりますか？
金型を見積もる段階で先を見通してください。良い方法は8キャビティの金型を、あとからさらに8キャビティを追加できる配置で製作することです。数量が投資を正当化する段階でプレス側が用意済みになり、追加で必要なのはキャビティインサートとランナー バランスの追加だけです。これは将来対応または拡張可能な配置と呼ばれ、初期コストはほぼかからず、後から2度目の投資を避けられます。
8. 自分の樹脂に合わせた工具鋼はどう選ぶのですか？
P20予硬化鋼は熱処理が不要で金型コストを節約できるため、試作および中量生産の金型に適します。48から52 HRCの焼入れH13が量産キャビティの標準です。透明部品や光学部品には、耐食性のある1.2316または1.2083鋼が研磨保持性を与えます。ガラス繊維充填樹脂では、成形中に放出される硫黄が未保護の工具鋼を時間経過とともに侵食するため、耐食鋼が必須です。
9. 金型図と整備計画は提供されますか？
はい。引渡しパッケージにはキャビティ配置、ランナーおよび冷却配置、工具鋼と熱処理記録、ゲート位置、エジェクター配置、整備および研磨の周期、試し成形から得た推奨成形条件が含まれます。このパッケージによってお客様のチーム自らが金型を管理でき、400,000ショットまで動き続ける金型と150,000ショットで作り直しを迫られる金型の差になります。
10. 出荷後に金型で量産の対応はできますか？
はい。ほとんどのお客様にとってその方が簡便です。1件の発注書で解析、金型、試し成形、量産部品をカバーでき、1個あたりのコストは金型の償却完了後に確定します。また、金型をお客様のプレスへ納品する方法もあり、その場合は引渡しパッケージに試し成形の条件が含まれるため、お客様は既知の良好な工程から製造を開始できます。
11. 複数キャビティ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、異なる品番の数、目標単価があればそれも重要です。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ます。キャビティ数検討は営業日ベースで24時間以内にお返しします。
12. すべてのキャビティから同じ部品が出ることをどう保証しますか？
三つの要素が働きます。対称なランナー配置によりすべてのキャビティが同じ溶融量と温度を得ます。キャビティインサートを同一にし、摩耗したベースに嵌めただけのキャビティプラグを使わないことで、金型全体で形状を保ちます。そして明確な冷却配置によりすべてのキャビティが同じ速度で冷却されるので、金型の耐用年数を通じてキャビティ間で寸法がずれなくなります。初回成形でキャビティごとの重量を測定してばらつきを報告し、目標は公称の1.5%以内です。
13. 製作できる最大キャビティ数はいくつですか？
従来配置では32キャビティまで、単純で丸い形状ではラナーレス配置で64まで製作します。それを超えると制限になるのが金型ではなくプレスであることが多いのです。高キャビットのショットには射影面積に対する十分な型圧と、安定したショット重量に必要な樹脂体積が要るためです。キャビティ数検討では配置図を描く前にプレス一覧に対して必要型圧とショット重量を算出するので、図面上の数字は実際に動かせる数字です。
14. 1つの品番用ですか、複数の品番用ですか？
どちらでも製作できます。単一品番の金型は基本ケースです。ファミリー金型は共有キャビティに交換可能なインサートを使って形状が同様の複数品番をカバーし、金型コストをすべてに配分します。1つの部品専用の金型を製作して後から第2のキャビティブロックを追加することもできます。キャビティ数検討は各ルートのコストを示すので、数値を前に置いたまま判断できます。
15. 第三者検査は対応していますか？
はい。工具鋼の入荷原材料検証から成形部品の出荷前の寸法・機能検査まで、ご指定の任意の段階でSGS、Bureau Veritas、TUVの独立した第三者検査を手配します。新しいサプライヤーからの初回ロットを、お客様が指名しない検査員の中立的レポートで受入前に確認する運用に対応します。
16. 最小注文数量はいくらですか？
部品1セットが最小です。金型は一度の投資であり、部品はその金型から生産されるからです。アルミ軟金型の場合、実用上の最小は25から500個で、これが軟金型を選ぶ意義のある数量です。鋼材金型の場合、意味のある数量は単一品番で年間20,000個付近から始まり、キャビティ数検討がお客様の部品について経済性の分岐点を明示します。