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PlasticGearBlog

2024.04.06

樹脂歯車の試作に最適な簡易型の材質とは?アルミor鋼材

樹脂歯車の試作は基本的に切削と射出成形で行います。射出成形による試作では、モールドベースはもちろん、駒(入子)も鋼材で製作したスチール簡易型と、駒(入子)はアルミで製作するアルミ簡易型の2種類に分けることができます。今回は、この2つの簡易型の長所・短所をご紹介し、プラスチック歯車の試作検討時に十分な情報に基づいた決定ができるようご紹介させていただきます。

1.簡易型とは

量産を目的とした金型は本型(量産型)と言われ、鋼材を使用して製作します。しかし、本型を製作するのには時間もコストもかかるため、金型費が高額になってしまいます。そこで、駒(入子)のみアルミやスチールで製作し、モールドベースはすでにあるものを使用して生産する簡易型を、歯車業界で初めてギヤプラスを運営する株式会社チバダイスが「スピードトライ」サービスとして提供を開始しました。その結果、本型(量産型)と比べて低コスト・短納期で試作品を製作できるようになりました。

2.アルミ簡易型の特徴

アルミ簡易型の最大の特徴は、スチール簡易型より安価であるということです。アルミニウムはスチールよりも柔らかい素材であるため、機械加工性に優れ短時間での製作が可能です。また、アルミニウムの熱伝導率は鉄の3倍といわれ、スチール簡易型よりも早く冷却することが可能なためサイクルタイムが短縮できます。しかし、スチール簡易型は非常に脆く耐久性が優れないため、数百ショット程で寸法・精度不良となってしまうケースもあります。そのため、スピードを最優先とする場合に優れた簡易型であると言えます。

3.スチール簡易型の特徴

スチール簡易型は、アルミ簡易型よりも圧倒的に耐久性が優れます。そのため、ガラス入り樹脂を含む複数材料での試作が可能となります。また、スチール簡易型は量産の本型と同様のスチールで駒(入子)を製作するため、熱伝導率が鋼材と異なるアルミ簡易型と違って量産時の寸法や精度の変化が少なく、量産への移行がスムーズに行えます。しかし、スチール簡易型はアルミ簡易型と比べて、製作費が高くなる欠点もあります。

4.樹脂歯車に最適な簡易型はどっち?

プラスチック歯車に最適な簡易型は、コスト・納期・歯車性能・改造などの柔軟性の何を最優先とするかで最適な簡易型は変わります。歯車性能ではなく、とにかく低価格で早く製作したい場合は「アルミ簡易型」。歯車性能・価格・納期・改造などの柔軟性の全てに対応した試作の場合は、「スチール簡易型」をオススメしています。

アルミ簡易型での試作は低価格・短納期ではありますが、外観部品や日用品など要求精度が高くない製品に適しており、プラスチック歯車など精度が騒音や耐久性など製品性能に直結する部品の試作には適さないことも多くあります。なぜならば、アルミ簡易型でガラス入り樹脂を成形した場合にバリなどの不具合が発生しやすくなります。さらに、アルミは熱伝導率が鉄と異なるため、アルミ簡易型で試作した時の製品寸法や精度、成形条件を量産の本型でそのまま生かすことができないからです。

一方でスチール簡易型を使用した試作の場合、コストがアルミ簡易型より若干高くなりますが、試作時の寸法や精度、成形条件をそのまま生かすことができ、本型の製作へスムーズに移行することができます。また、アルミ型のように一体加工を行っていないため、同一形状の歯数違いなどアルミ簡易型よりも短期間で対応することが可能です。さらに、耐久性が優れるため複数材料での射出成形も可能となり、プラスチック歯車の開発スピードを加速し競争優位性を高めることができるのです。

5.射出成形サービス「スピードトライ」のご紹介

ギヤプラスが提供する射出成形サービス「スピードトライ」では、量産品と同等の試作品をご提供させていただく為、鋼材を使用した簡易型での射出成形試作を行っております。射出成形による試作としてのご利用はもちろんですが、小ロット生産をご希望のお客様に量産型としてもご利用いただけるサービスとなっております。(生産数に制限あり)

<特徴1>最短3日で量産品と同じ射出成形歯車を出荷!

<特徴2>複数種類の材料で成形ができる!

<特徴3>小ロット生産の量産型としても利用可能!

<特徴4>歯数違いや改造も柔軟に対応! 

6.まとめ

プラスチック歯車の試作に最適な簡易型は、歯車性能よりとにかく価格を最優先にしたい場合は「アルミ簡易型」。歯車性能、価格、納期、改造などの柔軟性の両立を図りたい場合は、量産への移行性や歯数変更、形状変更、複数材料による成形を容易とする「スチール簡易型」です。簡易型というと試作だけと感じる方も多いと思いますが、小ロット生産で本型を製作するほどの予算が無いお客様にもギヤプラスの射出成形サービスはご利用いただけます。(生産数に制限あり・製品のみのご提供)プラスチック歯車の切削・射出成形試作でお困りの際はお気軽にご相談下さい。

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