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金型図面(製品図、素材図、型レイアウト図)について

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ダイカスト金型を製作するためには、製品図、素材図、型レイアウト図という金型設計図面が必要となります。ここでは、それぞれの図面の役割について説明します。

製品図

製品図製品図(図1)

ダイカスト金型を作るうえで最初に必要になるのが製品図です。

製品図とはダイカスト金型で大量生産したい製品の外形の図面です。最終製品が求める機能、性能を満たす形状でなければなりません。

一般にこの図面はフジイ金型のような金型会社ではなく、ダイカスト鋳造をするメーカーや、最終のセットメーカーの設計者が作成します。民生品のようにデザイン性が重視される製品の場合は、工業デザイナーが作成する場合もあります。

ここでは図1のようなコップ状の製品を想定して説明を続けます。


素材図

素材図素材図(図2)

製品図をダイカストで生産するのに適した形状に変化させたものが、素材図です。製品に求められている機能、性能を損なわない範囲で形状を変化させています。

図2の素材図は、図1の製品図を以下のような理由で変化させたものです。

  1. 内側壁面に抜き勾配を付けています。この抜き勾配がないと金型から製品を取り出す際に摩擦が大きくなり生産性が大きく下がります。
  2. 無駄な厚さがあった底面を一部薄くし(「肉盗み」などともいいます)、金型内に流し込むアルミや亜鉛などの湯の使用量を抑えます。製品の軽量化とともに材料代のコスト削減にもつながります。

実際の設計の際には、これ以外にも湯回りやエア抜き、バリの位置なども考慮します。

フジイ金型の場合、この設計を担当するのは10年以上の設計経験を有するベテランエンジニアです。シミュレーションツールなどの検証も踏まえて何度もお客さまと打ち合わせを行い、最適な形状に変化させていきます。金型エンジニアとしての経験と技術に差がでる核心部分です。


型レイアウト図

型レイアウト図型レイアウト図(図3)

素材図を反転させたものが型レイアウト図です。これが作るべき金型の図面となります。

ここでもダイカストマシンへの取付、メンテナンス、金型の強度、冷却時の収縮などさまなざまノウハウが図面に反映されます。

フジイ金型では、3D CADを全面的に導入した設計部門がこの作図を行い、お客さまの承認後、隣接する建屋にいる製造部門へ引き渡し、金型の生産に着手します。


金型や製品などの実物と金型図面との関係

型レイアウト図型レイアウト図

図3の型レイアウト図です。


金型実物

この型レイアウト図をもとに作られたダイカスト金型に、アルミなどの湯を流し込んだ状態です。

※実際には、高い圧力がかかっていますので、このような開放系ではありません。あくまでも説明用のイメージ図です。


冷却後、鋳造品を取り出す製品実物

冷却後、ダイカスト金型から取り出したもの(ダイカスト鋳造品)が製品となります。


素材図素材図

この取り出した製品の形状は、素材図(図2)と一致します。


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