金型図面の書き方

金型とはどういうものかが分からずに設計をしても設計通りに金型が作れるとは限りません。また、金型があまりに複雑になってしまうと制作コストのが高くなりすぎるといったこともあります。

1.製品を設計するには金型の知識が必要
2.金型作成においての図面の必要性
3.製図の基本的なルール
4.製品製作の見積もりの基礎となる図面

製品を設計するには金型の知識が必要

金型とはどういうものかが分からずに設計をしても設計通りに金型が作れるとは限りません。また、金型があまりに複雑になってしまうと制作コストのが高くなりすぎるといったこともあります。製品を金型で作成した後必ず金型から抜くことが必要になりますが、その形状があまりに複雑ですといくつにも分割して金型を作る必要があります。

そのためコスト高となり製品の価格が上がってしまう事になります。金型とはある一定同一の形の製品を大量に生産するために作るものです。例えるならば、たい焼きや人形焼きの鉄板のようなもので金型に素材を流し込んで成形した後、取り出して製品にするといったものです。大量生産することで製品の価格を下げて同一のものを同じ性能で作り出すことができます。

そのための金型ですから、金型にあまりにコストがかかりすぎると本末転倒になってしまいます。また、金型には中に素材を注入するものの他に金型で金属をプレスすることによって加工するものがあります。使われる素材もプラスチックや金属、ゴム、ガラスなどと様々です。製品の素材や製造方法によって型そのものの素材や求められる強度に違いがあり設計の段階でもそのことを十分考慮する必要があります。

現在大量生産されるあらゆる製品は、この金型によって作られています。家電製品から、玩具、生活用品、自動車、あるいはその部品に至るまで大量生産されるものは殆どが金型によって作られています。ですから機械設計のエンジニアは、必ずこの金型の知識を身に付ける必要があります。

金型作成においての図面の必要性

最近あらわれた３Ｄプリンターを使えば金型が無くとも同一製品をいくつも作り出すことが可能ですがその生産スピードや精度といった面でまだまだといった感が否めません。金型を作ることによって精度の高い製品を早く作ることができます。そして、その金型を作るためには金型図面が必要となってきます。

2次元図面を描くことによって正確な製品イメージを共有することができ、作業効率を上げることができます。同様な意味合いから図面の書き方には様々なルールがあり、書き方が工業規格によって決められています。この規格にのっとった図面を描くことにより、誰が見ても分かる図面の書き方ができます。

また図面には製品の品質を保証するための証拠としての役割もあります。図面のチェックや承認印によって責任の所在や決定された規格がどのようなものであったかといった証拠とすることができます。製品の規格、設計においてどのような人物が関わりチェックしたかが分かり製品の作成が確かに承認されたものであることを後々までも残すことができます。

このため、製作者や検証者、あるいは承認した人々の印がないものは正式なものとは認められません。このため正式でないものには、そのことを明確に記してあります。また、図面作成後に変更があった場合にも変更者の名前、日付、変更内容について記載します。
このように図面にはその製品の設計内容をそれぞれに伝達する役割と制作の記録をしてその政策に誰が関わり決定をしたかを証拠として残すといった役割もあります。

製図の基本的なルール

前述しましたように機械設計には共通の書き方があり、それを厳格に守る必要があります。そのルールには線の太さから寸法の配置といった細かいものがありますが、それをマスターすることによって経験の豊富さにかかわらず初心者でもプロでも同じ図面を作成することができます。

金型図面においてもこの機械設計の基本的な書き方をマスターすることが必要になってきます。金型図面においては、その一つの金型によって何千何万という製品が作られることになります。その品質に設計における齟齬が出てしまうと莫大な額の損害が出てしまいます。それだけに設計者は基本的な書き方を踏まえた正確な図面を作成することを要求されます。

特に金型図面は、製品そのものではなくその製品を作るための道具であることから生産の過程を捉えた設計が必要になってきます。このことから、設計者の高い技量が必要となります。なぜなら一つの製品を作るに当たりどのような金型を設計すればコスト面や精度、強度を満足させるものにできるかを問われることになるからです。

ですから、基本的な書き方を身に着けることも必要ですがそれ以上に実務での経験も重要となってきます。非常にプレッシャーのかかる作業ではあります。様々な、課題をクリアして実用に耐える金型図面にするためには、高いスキルも必要になってきます。しかし、そのためにも、基本的な設計のルールを確実に身に着け誰が見ても問題のない機械設計を作成できるようになる必要があります。

製品製作の見積もりの基礎となる図面

金型作成にかかるコストを算出するためにも金型の図面が必要になります。正確な投影法で書かれた三角図に寸法の入ったものがないと見積もりは不可能です。その上で素材に何を使い制度がどれほど必要かによって見積もりをすることができます。

金型の図面がすべての出発点でもあります。金型の図面の書き方は基本的な機械設計のルールによって書かれることになりますが、そのうえで製品となるものの素材がなんであるかによっても設計段階での検討が必要になってきます。素材がとその成型方法によってなされるかで、分割する金型の数も形状も素材も変わってくることになるからです。

また、金型の独特の形状として、基本的に成形するものの周りに凸状のものと凹状の部品で構成されています。この組み合わさった金型の中に出来るキャビティといわれる空洞部分に素材が充てんされ製品が成形されます。そうした後、製品は金型から取り出されることになりますので、設計の段階では実際の製品形状と寸法にするためには金型にさまざまな工夫が必要です。

しかも、何度も同じ作業を高速に繰り返す必要があります。かつ、製品が完全に同一形状になる必要があります。このことから設計には、より正確な精度と作業工程の確実性が求められることになります。基本的な機械設計のルールの上に確実な製品形成が滞りなく大量に生産できる金型を設計する必要があります。これは製造上の製品コストにも大きくかかわってきますので、十分に考慮する必要があるでしょう。

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