設計の“勘所”が歩留まりを変える——樹脂金型設計×取り纏め力の実務（図面レス再生にも効く原則）

はじめに：設計は図を描く仕事ではなく、“基準と矛盾をなくす仕事”

樹脂金型の設計は、3Dモデルを作る行為以上に、【基準を定義し、工程と整合させ、矛盾を潰す】仕事です。とくに図面がない既存金型の再生や入子の作り直しでは、現場情報が断片的で、誰かが【取り纏め（統合管理）】の役割を引き受けない限り、歩留まりは上がりません。

この記事では、既存ブログと重複しないよう、【樹脂金型“設計そのもの”の勘所】を、PL基準／ゲート・ベント／冷却／離型／変形対策／バラツキ設計／図面と3Dの関係／変更管理の観点から整理します。図面レス案件にも直結する普遍原則としてご活用ください。

 

 

取り纏め力＝“基準の一貫性”を作ること

設計の最初のアウトプットは3Dモデルではありません。【一次〜三次基準の設計仕様書（A3一枚）】です。

・PL（パーティング）を一次基準とし、キャビ・コアの基準面／基準ピンを定義
・入子交換規格（位置度、キー、締結、クリアランス）を先に決める
・検査基準（CTQ寸法、測定治具、温度条件）を設計段階で確定

※ 設計→加工→検査→トライの各工程が【同じ基準図】で動けるように、取り纏めが配布・改訂管理を担います。

 

 

PL設計の勘所：勾配・逃げ・段差の“罪”を見逃さない

PLは見た目の合わせではなく、【成形・磨き・離型のすべての矛盾が集まる面】です。

・勾配（ドラフト）の整合：PL跨ぎでドラフト方向が反転していないか
・逃げ（リリーフ）の連続性：磨き代を確保しつつ、エッジだれを抑える逃げ量
・段差の管理：入子境界での段差許容（例：±0.01〜0.02）を明示
・ベント構造の先読み：PL端0.02〜0.04のベント溝を設計段階から確保

→ 「PLは最後に現場で合わせる」は【悪手】。設計段階で“合わせやすいPL”を作るのが設計者の責務です。

 

 

ゲート／ランナー設計：樹脂の“道”を制す

・樹脂グレード×ゲート型式：ABS/PC/PA+GFで推奨型式と位置の原則を持つ
・ウェルドとヒケのトレード：外観優先面から逃がし、裏面で合流
・サブマリン→ピンの切替基準：自動化・トリミング性・外観要求で選定
・ホットランナー代替案：純正調達不可時はコールド＋予熱・バルブゲート風制御で近似

※ 設計レビューでは、【樹脂の流れの“意図”】を言語化して共有するのが取り纏めの仕事です。

 

 

冷却設計：キャビ面からの“距離”が命

・孔心距離の原則：キャビ面から【1〜1.5D（孔径D）】、ピッチ3〜4D
・温度ムラの可視化：過去不良（ヒケ、反り）位置に対し優先的に増設
・オフセット曲がり孔：干渉回避のための段差・屈曲は、圧損と洗浄性を評価
・メンテ性：洗浄ポート、腐食対策、銅合金インサートの使いどころ

→ 冷却は図面で“定性的に語られがち”なので、【距離とピッチ】を数値で固定し、後戻りを防ぎます。

 

 

 離型・エジェクション：設計ミスは外観不良で返ってくる

・ピン径とピッチ：座屈しない径、白化・痕の低減ピッチ
・スリーブ／リフター：アンダーカット量とカム角の整合
・エアアシスト：薄肉・深リブでの有効活用

・入子の“面当たり”：離型方向に逆らわない磨き目

※ 勘所は、【樹脂がどこに吸着し、どこが剥がれたがらないか】の想像力。設計は“離型挙動の仮説モデル”を持つべきです。

 

 

 変形・収縮の先回り：バイアス設計の標準化

・逆収縮係数の適用：過去良品データがない場合は材料カタログ値＋安全側バイアス
・反り補正：面の反り方向に【逆撓み】を設ける（数百μmオーダ）
・リブ・肉厚設計：tの均一化、リブ厚0.5〜0.7t、フィレットRで応力集中を回避
・CAE活用：簡易充填・冷却解析で傾向を掴む（過信しすぎない）

→ 図面レスでも、“狙い寸法を作る”のは設計。初回トライで微調整する前提で、【再現可能な設計意図】を残す。

 

 

 バラツキ設計（トレランス・スタックアップ）

・CTQ寸法の選別：機能を決める寸法だけに厳しい公差を集中
・寸法連鎖の見える化**：スタックアップ表で最大／最小を確認
・仕上げ代の配分**：磨き・放電・研削でどこまで作り切るかを工程横断で合意

・面粗さの要否：外観面以外はRa緩和でコスト最適化

※ 無意味に厳しい公差は【歩留まりとコストの敵】。取り纏めが【“効く公差だけ残す”】を主導します。

 

 

3Dと図面：どちらが“正”かを決める

・3D正・2D参照か、【2D正・3D参照】かをプロジェクトで統一
・PMI（寸法・公差・粗さ）の付与：3DモデルにGD\&Tを持たせ、図面は指示の抜けを防ぐ
・暗黙仕様の可視化：磨き方向、ベント、研削禁止面など、【注記テンプレート】で標準化

 

 

 変更管理：設計意図を失わせない

・ECR/ECO：理由、影響、適用ロット、承認者を記録
・版管理（Ver）：入子、電極、条件票の版を同期
・トレーサビリティ：良品写真・寸法統計・条件票を紐づけて保管

→ 設計変更は“現場に効く物語”。取り纏めを【誰でも追える履歴】に翻訳します。

 

 

 ケーススタディ：図面レス入子の“設計力”で量産復帰

・ 背景：外観ヒケ頻発、ウェルド目立つ。旧入子図面なし。
・ 設計の勘所：

・ PL一次基準を再定義、ゲートを外観逃げ側へ移設
・ 冷却をキャビ面1.2Dで追加、ベント0.03をPL端に新設
・ エジェクタピン位置を白化回避パターンへ再配置
・ CTQ寸法以外は公差緩和、仕上げ代を均一化
・ 実装：3D正運用、PMI付与。ECRで変更記録。
・ 結果：2回のトライで外観OK、寸法CpK>1.33、サイクル8%短縮。

 

 

 

まとめ：設計者は“現場を動かす編集者”であれ

樹脂金型設計の価値は、3Dの巧拙より、【基準の一貫性・矛盾の排除・変更の翻訳・歩留まりの設計】に宿ります。図面がなくても、情報が断片でも、【取り纏め力】があれば最短で量産復帰できます。

現場を止めない設計——それは、【勘所を言語化し、合意をつくり、工程を繋ぐ】こと。困ったら、設計とPMの両輪で伴走できるチームに早めに声をかけてください。

 

 

 

◆ ご相談ください（設計×取り纏め）◆

・樹脂金型の設計標準（PL/冷却/ベント/離型）立案
・3D正運用・PMI・テンプレート整備
・図面レス入子の再設計、トライ立会い、ECR/ECO運用

写真1枚・製品サンプルから着手可能です。期日と目標歩留まりを共有いただければ、設計から取り纏めまで一気通貫で支援します。