パーティングラインの決め方

樹脂製品のパーツを3D CADで設計しているときにパーティングラインをどこに配置するか、時間をかけて検討することは少ないかもしれません。しかし、パーティングラインの位置がパーツの仕上がり、性能、コストを左右しますので、今回の記事をまとめました。パーティングラインを形状の中央に配置することが明らかに最適な場合もありますが、複雑な形状になると明快ではないこともあります。まずは、ごくシンプルなコップ形状を考えてみましょう。コップの外側は、金型の固定側で形成され、内側と縁の部分は可動側で形成されます。この場のパーティングラインは、図1に示すとおり、縁の部分の外側のエッジに沿った配置になります。

しかし、パーティングラインの位置が簡単に決まらない形状もあります。特にエッジの位置がはっきりしない「自由曲面」で構成される形状の場合には、難しいことが多いのです。例えば、図2のプラスチック製のフィギュアを例に見てみましょう。このようなフィギュアは通常、2方向抜き金型で成形されますが、つなぎ目が見えています。これは金型が合わさったところにできたつなぎ目です。

複雑な形状になると、パーティングラインの位置決めも難しくなりますが、最適な配置を設計できれば、外観にも機能にも満足できるパーツを入手できます。

パーティングラインの位置は、大きくは三つのことに影響します。まず第一に、型開き方向を決定づける要素であるため、離型をスムーズにさせるための抜き勾配を、どのフィーチャに対して、どの方向に設けるかに影響します。第二は、金型が合わさった時にできるつなぎ目の場所と見え方に影響します。第三は、金型の製造コストと、成形されたパーツを完成品に仕上げるための二次加工のコストへの影響です。

写真のフィギュアは、パーティングラインを考慮した設計が難しかった例ですが、同様の問題はもっとシンプルなパーツでも起こりえます。例えば、シンプルであっても、丸み(フィレット)を付けたエッジがあるような形状でも問題が生じやすいものです。パーティングラインは、型開き方向と平行な面の接線に沿って配置される必要があります。図3の形状では、パーティングラインが、本来であればなめらかであるべき面に配置されています。その結果として、金型のエッジに少しでもずれが生じれば、目立つつなぎ目ができてしまいます。この現象を避けるためには、より厳密な公差が必要になり、金型の加工費が上がることにつながる可能性があります。バリができれば、パーツの見た目や機能にも影響が出る可能性があり、場合によっては、完成したパーツのアセンブリがうまくいかないということにもつながります。このような問題の回避策として、図4のようにパーティングラインを、外側の尖ったエッジに沿って配置すれば、つなぎ目はカモフラージュされることになります。

成形を円滑に進めるには、パーティングラインを考慮した設計が重要なポイントになります。複雑なパーツのパーティング ラインの配置に困った時の対処として、二つの方法を提案します。一つ目はCADソフトの機能を利用することです。分割ライン(split line)を検討するための機能を備えているCADを活用するという方法です。二つ目はプロトラブズの解析付き無料見積りを利用するという方法です。抜き勾配を付加していない3D CADデータをアップロードしてProtoQuote見積りを請求すると、図解付きでパーティング ラインの位置とその配置に応じた抜き勾配を提案します。(ProtoQuote見積りでの回答では、二方向抜き金型で成形できるようにするための設計変更、スライドや置き駒による対応などについての提案があったたりし、エンジニアからのフォローもあります。)

CADシステムから得られる回答、弊社からの提案だけが有効なオプションではないこともあるかもしれません。パーティングラインの外観への影響、機能性への影響などをじっくり検証して最適解を得るための試行を繰り返すこともあるでしょう。弊社のカスタマー サービス エンジニアがご相談にのることができることもあるかもしれません。お気軽にご一報ください(customerservice@protolabs.co.jp)。

ご参考：

■プロトラブズ樹脂部品設計ガイド
■ProtoQuote®無料解析＆見積り

本コラムは、プロトラブズ合同会社から毎月配信されているメールマガジン「Protomold Design Tips」より転載したものです。