【抜き勾配の疑問】「なぜプラスチックの箱には傾斜が必要なの?」製品が金型からスムーズに抜けるための、優しい設計ルール

図面通りに作ったのに、製品に傷がつくミステリー
「四角いプラスチックのケースを設計した。壁は完全にまっすぐ(垂直)にして、スッキリしたデザインにしたはずなのに、試作してみたら製品の側面に縦方向の『擦り傷』や『白化(ストレスで白くなる現象)』が出てしまった……」
プラスチック製品の図面を引く際、設計のビギナーや、金属加工から樹脂設計に移ってきた担当者様が最初によく直面するのが、この側面の傷問題です。金型も寸法通り、樹脂も問題ない。なのに、なぜ製品が傷ついてしまうのでしょうか。
このトラブルを解決するための絶対のルールが、プラスチック設計における基本中の基本、「抜き勾配(テーパー・傾斜)」です。なぜ、プラスチックの箱はまっすぐ作ってはいけないのか、その理由を優しく解説します。
金型の中でプラスチックは「締めつけている」
理由を理解するには、樹脂が金型の中でどう固まるかを想像すると分かりやすいです。
プラスチックは冷えて固まるとき、内側に向かってギュッと縮みます。四角い箱を作る場合、内側の金型コア(凸側)に対して、プラスチックが「抱きつく」ようにガッチリと締めつける形になります。
もし箱の壁が完全にまっすぐ(垂直)だと、成形が終わって金型が開くとき、がっちり抱きついたプラスチックと金属の壁が、製品が押し出される最後まで「ずーっと擦れ合いながら」動くことになります。この凄まじい摩擦によって、側面に縦傷がついたり、引っ張られたプラスチックが白く変色(白化)してしまうのです。
ツルッと綺麗に抜くための、ほんの「1度の思いやり」
この摩擦をゼロにするために、箱の壁にほんのわずかな「傾斜(抜き勾配)」をつけます。
壁を上に向かってわずかに広がる「台形(すり鉢状)」にしておくことで、金型がほんのコンマ数ミリでも動いた瞬間に、製品の壁と金型の間にパッと隙間が生まれ、それ以上擦れ合わなくなります。 これにより、製品は傷一つなく「ツルッ」と綺麗に押し出されるのです。
1. 一般的な目安は「1度〜2度」: 基本的には、壁に対して1度から2度程度の傾斜をつければ、製品はスムーズに抜けます。高さ(深さ)がある製品ほど、しっかり勾配をつけるのが安全です。
2. シボ加工(ザラザラ面)がある場合は注意: 表面に高級感を出すための高級なザラザラ加工(シボ加工)を施す場合は、その凹凸が引っかかりやすくなるため、通常より大きめ(3度〜5度など)の勾配が必要になります。
デザイン性と成形性の「ちょうどいい真ん中」を一緒に見つける
「どうしてもデザイン上、まっすぐに近く見せたい」というこだわりもあるかと思います。そんな時は、0.5度という極限の勾配で抜けるように金型を極限まで磨き上げるなど、現場の工夫でアプローチすることも可能です。
完全に図面を引いてしまう前に、「この形状、この高さだったら、抜き勾配はどれくらい必要かな?」と弊社の技術者に気軽に聞いてみてください。製品の美しさを保ちながら、トラブルなく綺麗に成形できる「ちょうどいい塩梅」を、現場の目線から優しくアドバイスさせていただきます。
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