金型作りとは何ですか？プロセス、開発、金型製造
カビ製造は、原材料を望ましい部分に形作るテーラード金型（または「ツール」）を設計および製造する産業プロセスです。カビは、プラスチック、金属、ゴム、シリコンなどの溶融物質が注入または注がれて、部品のジオメトリを再現する精密空洞です。言い換えれば、金型は、部品の耐久性のある「負」を作成します。繰り返し注入またはキャストすると、この金型は、厳密な許容範囲を備えた高容量で同一の部分を生成します。
カスタム金型は、1つのクライアントのパーツ設計と生産ニーズに特化して設計されており、多くの場合、特殊なゲーティング、冷却、排出機能を組み込んでいます。たとえば、プラスチック射出型は通常、硬化鋼またはアルミニウムで作られ、正確に機械加工されているため、各噴射ショットが完成したプラスチック成分を生成します。カスタム金型により、メーカーは一貫した品質と効率を達成できます。廃棄物とサイクルの時間を最小限に抑え、大規模なイノベーション（複雑な幾何学やマルチマテリアル部品など）を可能にします。
カスタム金型製造精度と再現性が重要な自動車、航空宇宙、医療、家電などの業界では不可欠です。高度なデザインと機械加工技術を使用して生産グレードの金属型を作成するという点で、単純な「カビ製造」（手でゴムまたはシリコン型を作成する）とは異なります。
たとえば、CAD/CAMソフトウェアで金型が設計され、シミュレーションによって最適化された後、メーカーはCNC加工と電気放電加工（EDM）を使用して、ツールスチールから金型ブロックを彫ります。完成した金属型には、冷却チャネルとエジェクターピンが装備されているため、注入プレスに取り付けることができます。このようにして、カスタム金型製造ブリッジのプロトタイプと大量生産 - 大規模な製造のための高品質で正確な部品を保証します。
カスタム金型作りの歴史
金型製造には古代の根がありますが、産業時代には本当に加速されます。考古学的な証拠は、金型の概念が数千年前にさかのぼっていることを示しています。紀元前3200年には、メソポタミア人は粘土と石の型を使用して銅工具を鋳造しました。古代エジプトとギリシャでは、職人は金属細工と陶器に再利用可能な型を使用しました。ルネッサンスと近期初期には、ブロンズと金属の鋳造技術の進歩が見られましたが、実際の革命はプラスチックと自動化で19世紀と20世紀に来ました。
1872年、ジョンとイザヤ・ハイアットは最初のプラスチック射出成形機を発明しました。当初、このデバイスは、初期のプラスチックから作られた新しい消費者製品（櫛、ボタン）につながりました。 1900年代初頭までに、酢酸セルロースなどのより安全なプラスチック材料が開発されました。 1930年代は、画期的なポリマー（ポリオレフィン、ポリスチレン、PVC）をもたらしました。第二次世界大戦は、成形プラスチック（および希少なゴム/金属の交換材料）に対する需要を劇的に増加させました。戦後の大量生産プラスチックは遍在しました。発明者ジェームズ・ヘンドリーの1946年のネジ噴射システムは、カビの品質を大幅に改善しました。
20世紀後半の金型製造は、デジタルテクノロジーによって変換されました。の紹介CNC（コンピューター数値制御）加工1950年代から60年代には、鋼型ブロックの自動化された高精度の形成を可能にしました。ワイヤーEDMマシンは、1960年代後半に硬化鋼を極端に正確に切断するために出現しました。 1970年代以降には、多軸CNCミル、CAD/CAM設計ツール、シミュレーションソフトウェアにより、非常に複雑な金型と迅速な反復が可能になりました。
たとえば、1990年代までに、アルミニウム型は、プロトタイプ用のスチールに代わる、より速く、より低いコストの代替品として人気になりました。今日、主要な金型メーカーは5軸CNC、カビの流れ分析、ロボット工学を使用しています。要約すると、現代の製造のニーズを反映して、シンプルな砂や石膏型から洗練されたカスタムメタルツールに進化したカビの製造。
カスタム金型はどのように機能しますか？
通常、カスタム金型製造プロセスは、これらの重要な段階に従います。
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デザインとエンジニアリング：まず、エンジニアはCADソフトウェアを使用して、部品のジオメトリに基づいて金型の詳細な3Dモデルを作成します。シミュレーションツール（カビの流れやFEAなど）は、充填、冷却、ストレスを分析して、設計を最適化します。この段階では、ゲート、ランナー、通気孔、イジェクターピンの位置などの重要な機能が計画されています。複雑な部品またはレガシー部品の場合、リバースエンジニアリング（既存の部品を3DスキャンしてCADモデルの作成）を使用できます。主な考慮事項は、ドラフト角度（排出を助けるため）、均一な壁の厚さ、および適切な収縮手当の組み込みです。このCADデータはDFM（製造可能性の設計）分析に使用され、トップカビメーカーは多くの場合、費用のかかる改訂を回避するために無料のDFMフィードバックを提供します.
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プロトタイピング：硬化したスチールツールにコミットする前に、一部のプロジェクトはプロトタイプまたはソフトカビを使用しています。たとえば、部品設計を検証するために、急速なアルミニウムまたはエポキシプロトタイプの金型を生成（または3Dプリントインサートでさえ）生成できます。高度なプロトタイプモールディング（APM）などは、フィット感、機能、美学をテストするために、このような短期の金型を提供します。このようにして、すべての問題は早期にキャッチできます。
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カビ製造：次に、バルク加工が始まります。生の型板（鋼またはアルミニウム）が粉砕され、CNCマシンを粗い空洞とコアの形にします。多軸CNCミリングは、ほとんどの材料を切り取ります（下の写真を参照）。非常に硬いセクションまたは複雑なアンダーカットの場合、電気放電加工（EDM）を使用して鋼を正確に侵食します。現代のカビの製造はしばしばこのように流れます：
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CNCミリング：大きな3、4軸、または5軸のフライスセンターは、キャビティとコアブロックを近接形状に機械加工します。
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CNCターニング：円筒形の特徴が必要な場合（例えば、丸い容器の型型）、CNC旋盤は鋼を回して基本的な形状を形成します。
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ワイヤーEDM：薄いワイヤー（通常は真鍮）は、正確で複雑なプロファイルまたは単一のブロックから個別の金型を切断します。
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ラム（シンカー）EDM：空洞のような形状のグラファイトまたは銅電極は、電気放電で硬化鋼に突入し、複雑なディテールと鋭い角を形成します。
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CNC研削：高精度のグラインダーは、平らな表面または円筒形の部品を緊密な許容範囲と滑らかな仕上げに洗練します。
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機械加工後、カビの成分は熱処理される可能性があります（特に鋼の硬度が増加する必要がある場合）、ハンドフィニッシュ。熟練した技術者は、表面仕上げ要件を満たすために空洞表面を磨きます（光学部品のミラーポリッシュ、マット仕上げ用にテクスチャされます）。その後、金型のプレートには、ハードウェアが取り付けられています。イジェクターピンの挿入、冷却ライン（水またはオイルチャネル）、柱とブッシング、スプリング、およびアンダーカットに必要なスライダーまたはリフター。 2つの半分（コアとキャビティ）は、金型ベースに整列し、固定されています。
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試用と調整：金型が組み立てられると、試行用のモールディングプレスに設置されます。最初のテストショット（よく呼ばれますT1サンプル）成形されています。部品は、欠陥、寸法の精度、適合について検査されます。問題が見つかった場合（たとえば、フラッシュ、またはパーツワーピングなど）、金型またはプロセスが調整されます。ゲートのサイズ/場所が変更、通気口の追加、冷却の変更、または微調整されます。評判の良い金型メーカーのほとんどは、金型が仕様を満たすことを保証するためのいくつかの試行反復が含まれています。
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生産：検証されると、金型は、射出成形、ダイキャスティング、またはその他の形成装置で本格的な生産を使用する準備ができています。動作中、金型は循環します：クランプ、注入、冷却、および部品の排出。全体を通して、金型メーカーの設計上の決定（冷却レイアウト、排出スキームなど）は、安定した高利回りの生産を保証します。経験豊富なオペレーターは、注入機のパラメーターを微調整して、部品の品質を最大化し、サイクル時間を最小限に抑えます。
各プロジェクトのワークフローはさまざまですが、最新のカスタム金型作成は、常にデジタルデザイン、精密機械加工、厳密な品質チェックを統合して、確実に一貫して部品を生成する金型を提供します。
カスタム金型製造に必要な機器と機械
カスタム金型メーカーは、デザインを現実に変えるために特殊な機器に依存しています。キーマシンとツールには次のものが含まれます。
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CNC加工センター：マルチアキシスCNCミル（3-、4軸、または5軸）は、カビ製造の主力です。彼らは、CAM生成されたツールパスに従って、鋼またはアルミニウムブロックから材料を除去します。高速の高精度CNCミルは、複雑なカビの虫歯とコアを生成できます。 CNC旋盤は、円筒形のカビ成分（ラウンドインサートなど）にも使用されます。
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電気排出機（EDM）：業界の専門家が指摘したように、EDMはそうです「金型製造プロセスの重要な要素」硬化鋼に詳細な空洞を作成するため。 2つのタイプが一般的です：RAM（シンカー）EDM、カスタム型の電極をワークピースに押し込んでキャビティ形状を燃やす。そしてワイヤーEDM、連続的に給餌されたワイヤーを使用して、ブロックから正確な輪郭または部品を切り取ります。 EDMは、ツールを切断するのが難しいハードスチールと複雑な機能に優れています。
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CNC研削機：表面と円筒形のグラインダーは、緊密な許容範囲からクリティカルな顔を仕上げます。たとえば、表面グラインダーは、金型のベースプレートと空洞表面が完全に平らであることを保証します。粉砕は、カビ製造の端近くで多くの場合、高品質の表面仕上げと正確な寸法を実現します。
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研磨装置：機械加工後、手または機械の研磨ツール（ダイヤモンドベルト、バリ、バフのホイール）が必要な仕上げレベルまでキャビティの表面を改良し、ツールマークを排除します。このステップは、最終部品の明確な効果やマット効果に不可欠です。
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調整測定機（CMM）：精密測定機は、機械加工された金型成分がCADの設計と公差と一致することを確認します。 CMMプローブは、キャビティ/コアの重要な特徴を測定して、アセンブリ前に精度を確保できます。
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金型アセンブリツール：これには、プレス、油圧リグ、およびカビの半分を組み立てるための備品、ピンとブッシングの挿入、および冷却ラインの取り付けの取り付けが含まれます。エジェクターピン、ネジ、水備品を取り付けるには、ねじ込みタップとドライバーが必要です。
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熱処理炉：多くの鋼は、最適な硬度に達するために（クエンチや焼き菓子など）熱処理を必要とします。浸炭、ニトルディング、またはストレス緩和のための炉は、多くの場合、金型ショップの機器の一部です。
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補助ツール：EDM掘削機（エジェクターピンホールの製造用）、レーザー彫刻（部品番号またはロゴ用）、さらには3Dプリンター（クイック樹脂プロトタイプまたは砂コア用）も使用できます。
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射出成形機：カビ製造の一部ではありませんが、試行注入（T1サンプリング）には成形プレスへのアクセスが必要です。産業源が金型の作成の重要性に注目するため、テストプレス（またはクライアントのプレスのレンタル）は金型の検証に使用されます。
これらのマシンはコンサートで機能します。設計データ（CAD/CAMから）は、CNCおよびEDM機器に供給され、金型ブロックをMicronの精度で形作ります。業界のガイドによると、「CNC加工は重要なコンポーネントです...原材料を正確に形作られた型に変換します」。 EDMやグラインダーなどの補完的なマシンは、細かい詳細を処理します。要するに、設備の整った金型ショップには、最先端のCNCミル、EDM、グラインダー、およびカビ構造のあらゆる段階を処理するためのサポートツールがあります。
カスタム金型製造のためのサポートされた材料
金型工具材料：カスタム金型自体は、ほとんどの場合、耐久性のある金属または高性能合金で作られています。最も一般的な2つの材料は、ツールスチールとアルミニウムです。
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ツールスチール：カビグレードの鋼（P20、Nak80、H13、S136など）は、大量の金型に好まれます。彼らは、何百万もの注入サイクル、高い噴射圧、および研磨材に耐えることができます。ツール鋼は耐摩耗性があり、鏡の仕上げに磨くことができます。 1つのソースが指摘しているように、鋼型は「長持ちし、耐久性が高くなり、耐久性が高くなります」。硬度と靭性は、熱処理によって調整できます。ただし、鋼は高価で、機械が遅くなります（特に硬化したグレード）。
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アルミニウム：低容積またはプロトタイプツールの場合、アルミニウム合金（7075-T6など）がずっと速く機械加工するため、よく使用されます。アルミニウム型のコストは安く、すぐに構築できますが、より早く摩耗します。高度なプロトタイピングの専門家が説明しているように、アルミニウムは多くの場合、高品質の部品を提供する「安価な代替」です。数百または低い部品でのランニングに適しています。
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銅合金：特定の場合、ベリリウム銅などの銅合金が臨界スポットの鋼型に挿入されます。 Beryllium-Copperには、並外れた熱伝導率があり、冷却を加速しています。より高価ですが、サイクル時間を大幅に短縮できます。上記では引用していませんが、業界の実践では、特にゲートやホットで動作するコアの周りに銅インサートを使用しています。
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ソフトツール材料：迅速なツールまたは非常に低いボリュームのために、より柔らかい材料はカビを形成できます。エポキシまたはポリウレタン鋳物（多くの場合、シリコンマスターカビで作られている）を使用して、限られた短い走行またはプロトタイプ用の金型を作成できます。これらの「柔らかい」型は安価で迅速に生成できますが、長期にわたってはありません。高度なプロトタイプ会社APMは、「耐久性が懸念事項ではない」ときにソフトプロトタイピング金型を提供することを強調しています。
成形部品材料：反対側、これらの金型でどのような材料を形作ることができますか？プロセスに応じて、実質的にすべての成形可能な材料を使用できます。
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プラスチック（熱可塑性科学＆サーモセット）：最も一般的なのは、溶融して注入される熱可塑性科学（ABS、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、POMなど）です。熱硬化プラスチック（フェノール、エポキシなど）および液体シリコーン（LSR）もカスタム型で成形されています。業界源リスト「熱可塑性物質、熱硬化性ポリマー、およびエラストマー」典型的な射出型材料として。ゴム化合物とシリコンエラストマー（たとえば、自動車シール）には、柔軟な材料用に設計された金型が必要です。
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金属（ダイキャスティング）：金型（DIE）は、高圧鋳造によって金属合金を形作るためにも使用されます。ダイキャスティングダイ溶融金属を型にするカスタムスチールツール（アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅）です。たとえば、自動エンジン部品はアルミニウムダイキャスト型で作られている場合があります。カスタム金型製造プロセスは、同様の設計と機械加工の原則を使用してダイキャストに適用されますが、金属解除と高い圧力に関する特別な考慮事項があります。
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その他の資料：金型は、複合材料（たとえば、炭素またはガラスで充填された熱可塑性プラスチック）とセラミック（セラミック射出成形）を形成できます。食品（チョコレート、キャンディー型）または建築物の石膏鋳造でさえ、通常は柔らかいカビ材料を使用していますが、金型に依存しています。
要約すると、カスタム金型メーカーは、鋼、アルミニウム、または特殊な合金からツールを構築し、部品のボリュームと材料に基づいて選択します。これらのツールは、日常のプラスチックやゴムからダイキャスト金属まで、数千または数百万の同一の部品を可能にする幅広い成形可能な材料をサポートします。
カスタム金型作成を使用した製造プロセス
カスタム金型は、多くの製造プロセスの中心です。重要な例は次のとおりです。
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プラスチック射出成形：カスタム金型の最も一般的な使用である射出成形は、溶融プラスチックを圧力下のカビの空洞に供給します。冷却されると、正確なプラスチック部品が排出され、サイクルが繰り返されます。射出型には、サイクルごとに複数の部品を生成する複数の空洞があります。このプロセスは、複雑なプラスチック成分の大量生産に最適です。
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圧縮モールディング：主にサーモセットプラスチックとゴムに使用されます。材料の事前に測定されたナメクジを開いた型に入れてから、型が閉じて熱/圧力が材料を強制します。多くの場合、大きな、厚い、または構造的な部品（自動車の下の部品、アプライアンスパネルなど）に使用されます。カスタム圧縮金型は、重い圧力を処理するための堅牢な構造で設計されています。
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ブロー成形:このプロセスは、中空のプラスチック部品（ボトルやタンクなど）を作成します。加熱されたプラスチックのプリフォームを2部構成の型に入れてから、空気圧で膨張して金型の形をとっています。カスタムブロー金型（通常は2部構成の分割型）は、各製品設計に対して作られており、繰り返しの空気圧サイクルに耐える必要があります。
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回転成形（ROTO）：カビは、プラスチック粉末または樹脂を内部でゆっくりと回転させます（通常は2倍）。熱がプラスチックを溶かし、内部を覆い、中空の部分を形成します。回転型は通常、高圧が関係していないため、はるかに単純です（多くの場合、1つまたは2つのピースのみ）。それらは、大きな中空の部品（カヤック、タンク、遊び場機器）に使用されます。
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液体樹脂（RTV）およびウレタン鋳造：プロトタイピングまたは短い実行には、シリコン（RTV）カビまたはウレタンキャスト型が使用されます。マスターパターンを使用してシリコン型を作成し、ウレタンまたはエポキシで部品をキャストするために使用されます。カスタムRTV金型は、低コストでジオメトリを複製します。金属ではありませんが、彼らは正確に型を形作るというカビを作る原則に従います。
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真空鋳造：プロトタイピングでよく使用されるシリコン型は、液体樹脂が導入される真空チャンバーに配置されます。これは補完的な手法として言及されています。カビからプラスチック部品の小さなバッチを生成します。
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ダイキャスティング（メタルモールディング）：溶融金属（通常はアルミニウム、亜鉛、またはマグネシウム）を高圧下でカスタム鋼型（DIE）に注入します。冷却された金属部分が排出されます。ダイキャスティング型は、高温と圧力に耐えるために非常に頑丈でなければなりません。このプロセスは、金属製のハウジング、エンジン部品、および電気ハードウェアで一般的です。
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ゴム＆シリコーンモールディング：ゴム用に特殊な射出型が存在します（例：液体シリコンゴムまたは熱可塑性エラストマーなど）。これらの金型は、しばしばゴムを治すために加熱され、バブラーや空気放出のために通気することがあります。
実際には、剛性キャビティを介して材料を形作る成形プロセスは、カスタム金型に依存しています。複数のソースの要約：射出成形（プラスチック）、圧縮成形（熱硬化節）、ブロー成形（中空プラスチック）、真空鋳造（プロトタイプ樹脂）、投資/金属鋳造（金属用）はすべてカスタムツーリングを使用します。各プロセスには独自の金型設計ルールがありますが、基礎となる概念（生産ツールとしてのカスタムエンジニアリング型）は一定です。
カスタム金型の作成コストはいくらですか？
カスタム金型には、かなりの先行投資が含まれます。典型的なコストは、空洞の複雑さ、サイズ、材料、量に応じて広く範囲です。産業筋には球場の数字が得られます：シンプルな単一キャビティの金型は約3,000〜6,000ドルで始まる可能性がありますが、大きな多能力または複雑な金型は100,000ドルを超える可能性があります。実際、Formlabsは、複雑な大量の鋼型の場合、プラスチック射出型がわずか100ドル（粗い3Dプリントプロトタイプツール）から100,000ドル以上まで変化する可能性があると報告しています。もう1つの専門家のメモは、産業用グレードの金型（特に自動車セクター）は、シンプルなデザインでは15,000ドルから、非常に大きな複雑なツールセットでは500,000ドルをはるかに超えることです。
カビのコストを促進する重要な要因は次のとおりです。
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一部の複雑さ：複雑な形状、微細な詳細、および緊密な許容範囲には、追加の機械加工（より多くのEDM操作、細かい研磨など）が必要です。深いアンダーカットまたはスライダーは複雑さを加えます。
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空洞の数：各空洞には独自のツール操作が必要であるため、4キャビティの金型は1キャビティの金型の4倍以上の費用がかかります。
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カビのサイズ：大きな金型（大きな部品や多能力の場合）は、鋼鉄のブロックが大きくなり、機械加工時間が長くなるため、よりコストがかかります。
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材料：鋼型は、原材料と機械加工時間の両方で、アルミニウムのプロトタイプよりも高くなります。特殊な鋼（腐食耐性または超高等度のグレードなど）は、費用を高めます。
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加工時間：より多くの材料の除去と細かい仕上げは、より高い機械時間を意味します。複雑な金型には、多くのEDM電極（それぞれが個別に機械加工されている）が必要になる場合があり、より多くのグラインド/ポリッシュステップが必要です。業界のガイドはそれを指摘しています「カビのサイズ、複雑さ、タイプ[および]注入空洞の数」主要なコスト要因です。
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ボリューム要件：非常に大規模な生産が実行される場合、より長いサービス寿命で完全に硬化したスチール型に投資することは正当化されます（より高いコストではありますが）。短期間では、安価なソフトツールで十分です。
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特徴：ホットランナーシステム（ランナーを排除するため）、コンフォーマル冷却チャネル（より速いサイクル用）、特別なコーティング、および高精度の表面テクスチャはすべてコストを増加させます。
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品質基準：認定（ISO、医療など）、広範な検査、およびポリッシュ品質（クラスAミラー対マット）もツーリング費用を追加します。
典型的なコストの構成を分解する：生鋼だけが数千ドルかもしれません。労働（CNC/EDM時間）はしばしばバルクです。一部のソースは、コストを材料 +加工 +設計料金に分割します。たとえば、1つの企業は、単純なプロトタイプの金型には100米ドルの費用がかかると述べていますが、複雑なマルチキャビティスチール型は100,000 USDに達する可能性があります。アドバンスプラスチックも同様に、基本型がしばしば少ない数千で動作し、複数の空洞を持つ大きな金型を説明しています「25,000ドルから始めて、彼らの道を進むことができます」.
カスタム金型作成のための設計上の考慮事項
金型を設計するには、多くの詳細に注意する必要があります。重要な考慮事項は次のとおりです。
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パートデザインとドラフト：部品に適切なドラフト角度（垂直壁のテーパー）があることを確認して、排出を可能にします。一般的なガイドラインは、ほとんどの機能で1〜3°のドラフトを推奨しています。ドラフトの追加テーパー壁重要です - それは、型の部品がバインディングされないようにします。フラットな垂直壁を備えたセクションでは、ドラフトを提供できない場合は、スライドまたは折りたたみ式コアが必要です。フィレット（丸い角）は、ストレス濃度を減らすためにも使用されます。
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壁の厚さと均一性：一貫した壁の厚さは、シンクのマークと歪みを回避します。厚さが変化する必要がある場合は、寛大な半径（鋭い厚さのステップはありません）を組み込みます。より薄いセクションがより速くクール。それに応じて、ゲーティングまたは梱包戦略を設計します。
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ゲーティングおよびランナーシステム：プラスチックが型に入る場所を決定します。ゲートの位置は、材料の流れ、溶接ライン、および化粧品の品質に影響します。門は、空洞を効率的に満たし、その部分の高ストレス領域を避けるために配置する必要があります。ランナーシステム（コールドランナーまたはホットランナー）は、すべての空洞へのフローのバランスをとる必要があります。ホットランナーシステムは、ランナーの廃棄物を排除しますが、複雑さとコストを追加します。
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ベント：カビは、材料がいっぱいになると空気が逃げることができなければなりません。燃焼マークや不完全な塗りつぶしを防ぐために、塗りつぶしパス（ゲートの反対側）の終わりには、通気口（小さなギャップまたは専用のベントスロット）が必要です。設計ガイドで示唆されているように、適切な通気孔は、多くの場合、エジェクターピンまたは多孔質インサートを下回っています。
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冷却システム：効率的な冷却チャネルは、サイクル時間と部品の品質に大きく影響します。空洞の加熱領域に近く、対称的な設計冷却回路。最新の方法には、コンフォーマル冷却（パーツジオメトリに続くチャネル）が含まれます。よく冷却された金型は、温度を均一に保ち、サイクル時間と反りを短縮します。金型メーカーは、金型フローシミュレーションを日常的に使用して、冷却レイアウトを最適化します。
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排出システム：エジェクターピン、スリーブ、またはストリッパープレートを計画して、部品を安全に押し出します。イジェクターピンは小さな丸いマークを残すため、通常、非批判的な表面に配置されます。歪みなしで部品を放すのに十分なピンがあることを確認してください。繊細または非常にフラットな部品のために、代替排出（ストリッパー、空気排出）を検討してください。
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別れの行：金型が分裂する場所を決定します。分割線は通常、パーツの最大のフラットまたは機能に沿っています。適切に選択された別れのラインは、最終部分の目に見える縫い目を最小限に抑え、金型を機械加工しやすくします。
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アンダーカットとスライド：部品にアンダーカット（金型に閉じ込められる機能）がある場合は、スライドまたはリフターを金型に設計します。これらの移動型金型インサートは、アンダーカットを形成できますが、ツールの複雑さとコストを追加します。このようなスライドの位置とメカニズムは、慎重に設計する必要があります。
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公差と仕上げ：金型の描画で重要な許容値と表面仕上げを指定します。プラスチック部品の高光沢またはテクスチャー仕上げには、対応するカビの研磨またはテクスチャリングが必要です。タイトな寸法許容範囲（たとえば±0.01mm）には、より正確な機械加工と検査が必要です。
関連する基準：
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材料の選択：カビ材料の選択（鋼鉄グレード）は、成形される予想されるカビの寿命と材料を反映する必要があります。研磨剤またはガラスで満たされたプラスチックのための硬い鋼。腐食耐性鋼の腐食耐性鋼。
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シミュレーションと分析：モダンなカビのデザインは、ほとんどの場合、カビの流れまたはFEAを使用して、充填パターン、冷却効率、および反りを予測しています。シミュレーション結果に基づいて設計を調整すると、費用のかかる間違いを防ぐことができます。
これらの考慮事項により、金型が適切に機能します。デザイナーは、多くの場合、パーツエンジニアと金型メーカーの間で初期段階で反復します。実際、多くの企業はaを提供しています無料のDFM（製造用の設計）ツールが始まる前に、ドラフト不足や厚いrib骨などの問題をキャッチするための分析。デザイン段階にベストプラクティスを組み込むと、後で試行錯誤が削減されます。
たとえば、アカデミックガイドラインは、側壁を平行に保つことを強調して、ドラフトを緩和し、通気を複雑にする深い狭いrib骨を避けます。要約すると、優れた金型設計は、信頼できる費用対効果の高いツールを実現するために、部品の要件、製造制約、選択した成形プロセスのバランスを取ります。
カスタム金型作成における一般的な問題
慎重な設計にもかかわらず、カビ製造またはカビの生産中にいくつかの問題が発生する可能性があります。調達チームは、これらの一般的な問題に注意する必要があります。
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一部の欠陥：よく作られたカビがあっても、成形部品で欠陥が発生する可能性があります。一般的な欠陥には、war枝（不均一な冷却または収縮による一部の歪み）、シンクマーク（厚い切片がゆっくりと冷却される沈んだ領域）、およびフラッシュ（不完全クランプからの分離線に沿った過剰な材料）が含まれます。これらの欠陥は通常、金型の設計またはプロセスの設定（例：不十分な冷却バランス、クランプ力の不十分、ベント不良）を指し示しています。業界のエンジニアが指摘しているように、欠陥のある金型または部品の設計、温度変動、または不適切な材料の選択は、そのような欠陥につながる可能性があります。
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ショートショット（不完全な塗りつぶし）：カビの空洞が完全に満たされていないときにショートショットが発生します（多くの場合、十分な圧力や閉塞なしの噴射速度が高いため）。これにより、部品が不完全になります。それは、小柄なゲート、冷却が速すぎる、または閉じ込められた空気（悪い通気）に起因する可能性があります。
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フローラインと溶接ライン： フローライン（表面の目に見える縞）溶融前の速度が異なると発生します。溶接線2つのフローフロントが満たされ、完全に融合せず、部品を弱める場合に発生します。これらは通常、ゲートの位置または金型温度を調整することで溶媒和します。
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重要な問題：吸湿性プラスチックの水分が引き起こす可能性がありますスプレー（銀の縞）または火傷。ペレットの汚染物質は、部分にボイドまたは黒い斑点を引き起こす可能性があります。適切に乾燥した高品質の材料を使用することが重要です。
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機械加工許容：製造中、機械加工の誤りによりカビの半分が不整合され、フラッシュまたは不一致の部品が生じる可能性があります。非常に正確なCNCとEDMが必要です。不十分な仕上げにより、ツールマークや寸法エラーが残る可能性があります。
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カビの摩耗と損傷：時間が経つにつれて、金型は摩耗し（丸いエッジ、侵食された門）、または損傷します（高応力による亀裂、湿気の場合は腐食）。不十分なメンテナンス（たとえば、通気口を洗浄せず、コーティングなしで研磨材料を実行する）は、カビの寿命を短くする可能性があります。熟練した金型メーカーは、寿命を延ばすために重要な領域に表面コーティング（ニップメッキなど）を適用することがよくあります。
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高コストと遅延：複雑なカスタム金型は高価で時間がかかります。引用または設計中に複雑さを過小評価すると、コストオーバーランやスケジュールスリップにつながる可能性があります。カビのビルドが始まった後の変更順序（パーツ設計の変更など）は特に費用がかかります。
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コミュニケーションのギャップ：カビ製造は技術的であるため、購入者と製造業者の間の仕様に関する誤解は問題を引き起こす可能性があります。たとえば、許容度や表面の品質を明確にすることは、期待と配信されたツールの間の不一致につながる可能性があります。
慎重な計画、経験豊富な金型メーカーの選択、および継続的な品質管理は、これらの問題を軽減することができます。多くの金型メーカー（Huazhiのような）は、問題を早期にキャッチして解決するために、先行DFM分析と複数のサンプリングラウンドを強調しています。これらの共通の課題を理解することにより、調達チームは適切な質問をし、メーカーと協力してスムーズなプロジェクトを確保することができます。
結論：
結論として、カスタム金型製造は、エンジニアリング、材料科学、製造の洗練されたブレンドです。各設計に合わせた精度ツールを作成することにより、複雑な部品の一貫した大量生産を可能にします。この記事では、完全な範囲について説明しています。カビの定義と歴史から、関与する技術的な手順と機器を通じて、コスト、タイムライン、デザインのヒント、一般的な落とし穴まで。カスタム金型に依存しているほぼすべての近代的な製造部門により、情報に基づいた調達チームは、設計とサプライヤーについて戦略的な決定を下すことができます。
カスタム金型作成にHuazhiを選択する理由
Huazhi型カスタム金型作成の強い選択として浮上します。 20年の業界経験により、Huazhiは自動車および産業型の深い専門知識を主張しています。製造可能性とコストのために設計を最適化するための無料のDFM分析を提供します。それらのプロセスには、設計から配信までの厳密な16ポイントの品質制御が含まれ、効率に焦点を当てています。ゲートの場所と冷却チャネルは、変形とサイクル時間を最小限に抑えるために設計されています。 Huazhiはまた、競争力のある価格設定を強調し、あらゆるステップを最適化して、クライアントの全体的なコストと時間を最大20％節約します。
Huazhiを選択すると、コンサルティングデザインサポートと徹底的なプロジェクト管理を提供するチームと提携します。カスタマイズされたソリューションの実績（自動車摂取量マニホールドから詳細な住宅金型まで）は、その能力を示しています。要するに、Huazhiは、高度なテクノロジー、厳密な品質、顧客中心のサービスを組み合わせて、カスタム金型が要件を満たしていることを確認します。
次のプロジェクトに特殊な金型が含まれている場合 - 注射、ダイキャスティング、または別の成形プロセスなど、Huazhiの専門知識は非常に貴重です。彼らのチームは、コンセプトから制作まであなたを導く準備ができており、高性能の金型の効率的な配信を確保しています。Huazhiに連絡してください今日は見積もりや相談のために、カスタムモールドメイキングプロジェクトを現実に変えてください。
よくある質問
Q：カスタム金型作成のコストを決定する要因は何ですか？
A：コストは多くの変数に依存します。主な要因には、カビの複雑さ（ジオメトリ、キャビティ数、アンダーカット）、カビの材料（鋼鉄コストよりも多く高く）、および部分カウント/ボリューム（高容量の走行が高品質の金型を正当化する）が含まれます。
機械時間は大きなドライバーです。大きなカビや細かい詳細には、より多くのCNC/EDM時間が必要です。ホットランナー、特別なコーティング、または非常に厳しい許容範囲などの追加機能もコストを追加します。要するに、単純なプロトタイプの金型はわずか数千ドルである可能性がありますが、大量のフルプロダクションスチール型は6桁を簡単に超えることができます。
Q：型を作るのにどれくらい時間がかかりますか？
A：リードタイムは異なります。シングルキャビティプロトタイプ金型は、約3〜4週間で配信される場合があります。標準の2〜4キャビティ生産型には、6〜12週間かかることがよくあります。非常に複雑なマルチスライドまたはマルチキャビティ金型には、3〜6か月かかることがあります。
これらのタイムラインには、デザイン、機械加工、およびトライアウトが含まれます。クイックターン金型のためにアルミニウムを選択するか、完全かつ明確な設計データを提供すると、タイムラインが短くなります。それに応じて、追加のキャビティまたはスライディングアクションが時間を追加するため、計画します。
Q：カスタム型で成形できる素材は何ですか？
A：カスタム金型は、幅広い材料を処理できます。プラスチックでは、典型的な熱可塑性（ABS、PP、ナイロン、PCなど）およびサーモセット（エポキシ、フェノール）は、射出成形を行うことができます。エラストマーと液体シリコン（LSR）も一般的です。金属部品の場合、ダイキャスト型により、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの合金が可能になります。
いくつかのカスタム型は、ゴム、セラミック、または複合材料用に作られています。基本的に、材料をキャストまたは注入して空洞に冷却できる場合、カスタム型で処理できます。選択されたカビの設計は、材料を反映します。たとえば、ゴムのカビは、プラスチック型とは異なる排気が必要です。