3D CADで金型の抜き勾配とアンダーカットを確認する重要性
3D CADで樹脂成形品や鋳造成形品などを設計するとき、外観や寸法が要求どおりに完成していても、その形状をそのまま金型で製造できるとは限りません。金型を使った製造では、成形後の製品を型から取り出す必要があります。そのため、製品形状を設計するときには、金型が開く方向や製品を抜く方向を想定し、抜き勾配やアンダーカットを確認することが重要です。
抜き勾配とは、金型から成形品を取り出しやすくするため、抜き方向とほぼ平行になる側面などに設ける傾きです。側壁が抜き方向と完全に平行に近かったり、抜き方向とは逆側へ傾いていたりすると、型を開く際に成形品と金型が接触し続け、取り出しにくくなる可能性があります。
ただし、必要となる抜き勾配は製品の材料、成形方法、表面状態、形状の深さ、寸法条件などによって異なります。そのため、すべての製品に共通する一つの数値を設定すればよいわけではありません。3D CADによる解析では、設計基準や製造条件を踏まえた角度を設定し、各面の状態を確認する必要があります。
一方、アンダーカットとは、想定している型開き方向だけでは製品と金型を分離できない形状です。代表的なものとして、製品側面の横穴、内側へ入り込んだ溝、引っ掛かりのある爪、抜き方向に対して張り出した部分などがあります。
アンダーカットが存在するからといって必ず製造できないわけではありません。製品形状を変更してアンダーカットを解消したり、主な型開き方向とは別方向へ移動する金型部品を設けたり、金型を複数に分割したりすることで対応できる場合があります。しかし、構造が複雑になれば、その分だけ設計や加工で検討しなければならない項目も増えます。
このため、金型の詳細設計を始めてからアンダーカットを発見するのではなく、製品形状を3D CADで設計している段階から確認することが重要です。早い段階で問題を把握できれば、製品機能や意匠への影響が小さい範囲で形状を変更できる可能性があります。
3D CADを利用すれば、抜き方向を基準として各面の角度を解析したり、モデルを断面表示して内部形状を確認したりできます。複雑な三次元曲面を持つ製品でも、画面上で方向を変えながら確認できるため、二次元図面だけでは把握しにくい形状の関係を確認しやすくなります。
重要なのは、解析機能によって表示された結果をそのまま合否判定にするのではなく、製品設計、金型構造、加工方法、成形条件などを含めて判断することです。ここからは、実務で3D CADを使って抜き勾配とアンダーカットを確認するときの流れを7つの手順に分けて説明します。
手順1 成形品の基準と金型の抜き方向を決める
最初に行うのは、成形品をどの方向へ金型から取り出すのかを決めることです。抜き勾配解析もアンダーカット確認も、基準となる抜き方向がなければ正しく評価できません。そのため、3D CADの解析機能を使う前に、金型が開閉する方向を明確に定義します。
抜き方向を決める際には、単純に製品の上下方向を基準にするのではなく、製品全体の形状を確認します。大きな開口部がある方向、主要な外観面、穴やボスの方向、製品の高さ、パーティングラインの候補などを考慮しながら判断します。
3D CAD上では、基準面、基準軸、座標軸などを利用して抜き方向を明確に設定するとよいでしょう。画面上で見た上下方向だけを基準にすると、モデルを回転したときや別のアセンブリへ配置したときに方向を誤認する可能性があります。設計データとして明確な基準を残しておくことが重要です。
また、抜き方向は必ずしも最初に考えた方向が最適とは限りません。例えば、ある方向を抜き方向にすると外周形状は単純になるものの、内部の爪やボスが大きなアンダーカットになることがあります。一方、抜き方向を少し変更すると内部形状は単純になるものの、外観面に金型の分割位置が現れる可能性があります。
このような場合には、一つの方向だけで検討を進めず、複数の候補を比較します。候補となる抜き方向ごとに簡易的な抜き勾配解析を行うことで、逆勾配面やアンダーカットがどの程度発生するかを比較できます。
製品の機能上、変更できない部分についてもこの段階で整理しておくことが大切です。例えば他部品と組み合わさる基準面、シールに使う面、位置決めのための穴、意匠上変更できない外表面などです。こうした形状を先に把握しておけば、後から勾配不足が見つかった際に、製品側で修正するのか金型側で対応するのかを判断しやすくなります。
内部に深いリブやボスがある場合も、抜き方向との関係を確認します。外観だけを見ると単純な製品でも、内部を断面表示すると多数の縦壁が存在している場合があります。外側だけで抜き方向を決定すると、内部に多数の勾配不足面が生じることがあります。
まず全体形状を把握し、次に内部形状を確認し、そのうえで金型の開閉方向を定めるという流れが基本です。この抜き方向が後工程の判断基準になるため、製品設計者と金型設計者が同じ認識を持てる状態にしておくことが望ましいでしょう。
手順2 抜き方向を基準に抜き勾配を解析する
抜き方向を決めたら、3D CADの形状解析機能を利用して抜き勾配を確認します。抜き勾配解析では、指定した方向と各面の向きとの関係を計算し、勾配の状態を視覚的に確認します。
一般的な解析では、正しい抜き方向側へ傾いている面、反対方向へ傾いている面、設定した基準角度に満たない面などを識別できます。複雑な製品形状では面を一つずつ選択して角度を測定するよりも、製品全体をまとめて解析した方が確認しやすくなります。
ただし、解析を一度実行するだけでは十分ではありません。必要となる抜き勾配は形状や製造条件によって異なるため、設計基準に応じて条件を変更しながら確認する必要があります。
特に注意したい部分は、深い側壁、リブ、ボス、穴の内壁、凹部、細い溝などです。こうした形状では抜き方向に沿った面が長くなりやすいため、わずかな角度の違いでも型からの取り出しに影響することがあります。
また、外観面に細かな凹凸や模様がある場合には、単純な平滑面とは異なる検討が必要になる場合があります。3D CAD上の基本形状だけで判断せず、最終的な製品表面の状態も含めて金型担当者と確認することが重要です。
解析結果を見るときには、色分けだけで判断しないようにします。画面上で問題があるように見える場所を拡大し、実際にどの面がどの程度傾いているのかを確認します。曲面では場所によって角度が連続的に変化するため、一つの面の中に条件を満たす領域と満たさない領域が混在することもあります。
そのため、複雑な曲面については断面を作成し、抜き方向との位置関係を確認すると理解しやすくなります。製品を複数の断面位置で切って確認すれば、表面表示だけでは分かりにくい形状変化を把握できます。
また、抜き勾配を追加する際には、どの位置を基準として面を傾けるのかも重要です。例えば側壁の下端を固定して上端を内側へ傾ける場合と、上端を固定して下端を外側へ広げる場合では、完成する製品寸法が異なります。
組付け寸法や外観寸法に影響する場所では、勾配角度だけでなく形状変更後の寸法も確認します。3D CADの解析機能は問題面を見つけるために使い、最終的な形状判断は設計条件と照らし合わせて行うことが大切です。
手順3 勾配不足と逆勾配の面を詳しく確認する
抜き勾配解析で問題候補が見つかったら、勾配不足面と逆勾配面を詳しく確認します。この段階では、解析結果に表示された面を一律に修正するのではなく、金型から取り出す際にどのような問題が発生する可能性があるのかを考えます。
抜き方向に対してほぼ平行な側面では、成形品と金型の接触が長く続く場合があります。特に深い形状では接触距離が長くなるため、浅い形状と同じ角度でも条件が異なることがあります。
一方、抜き方向と反対側へ傾いている逆勾配は、金型と製品が機械的に引っ掛かる原因になる可能性があります。ただし、解析上で逆勾配として表示されたすべての領域が同じ重要度を持つわけではありません。
フィレットや複雑な曲面では、ごく一部だけが設定した角度条件を外れることがあります。小さな面や接続部も、モデリング方法によって細かく分割されている場合があります。そのため、問題表示を確認したら面の大きさや位置、周辺形状とのつながりを確認します。
リブについては、側面の勾配だけでなく先端と根元の厚さにも注意します。抜き勾配を大きくすると、どちらか一方の厚さが変化します。勾配を修正した結果、周囲との肉厚差が大きくならないかを断面で確認することが重要です。
ボスも同様です。円筒状のボスでは外側だけでなく内側の穴にも抜き勾配が関係します。どちらをどの方向へ抜くのかを確認しないまま形状を変更すると、穴寸法や肉厚に影響する場合があります。
機能上重要な面については、さらに慎重に判断します。他部品との接触面や位置決め面に抜き勾配を追加すると、組付け時の隙間や位置精度が変わる可能性があります。必要に応じて、勾配を設ける範囲を限定する方法や、別の金型構造で対応する方法を検討します。
問題箇所を確認するときは、変更可能な形状と変更しにくい形状を整理すると効率的です。意匠への影響が小さく容易に変更できる面は製品形状側で修正し、機能上変更できない面については金型構造側で対応できるかを検討します。
このように、抜き勾配解析は単なる角度チェックではありません。製品機能、形状、金型構造を結び付けて問題を整理するための工程として利用することが重要です。
手順4 パーティングラインと金型の分割位置を検討する
抜き方向と抜き勾配を確認したら、次に金型をどの位置で分割するかを検討します。金型の主要な分割位置は、アンダーカットの発生や製品外観、金型構造に大きく関係します。
3D CAD上では、設定した抜き方向に対して面の向きが変化する境界を参考にしながら、パーティングラインの候補を検討できます。製品の外周を一周するような境界だけではなく、凹凸や曲面によって複雑な経路になることもあります。
しかし、解析によって示された境界をそのままパーティングラインにすればよいとは限りません。製品表面に金型の分割跡を目立たせたくない場合もあれば、後工程で処理しやすい場所へ設定したい場合もあります。
また、パーティングラインを無理に目立たない位置へ移動すると、金型の合わせ面が複雑になる可能性があります。三次元的に大きく上下する分割面や細かく曲がった分割面は、金型加工や組付けで検討すべき項目が増える場合があります。
そのため、3D CAD上で複数の分割案を比較することが効果的です。パーティングラインを少し移動したときに、逆勾配やアンダーカットが増えるのか減るのか、金型側の形状がどの程度複雑になるのかを確認します。
パーティングラインを検討するときには、製品が金型のどちら側に残ることを想定するかも重要です。型が開いた後に製品をどのように取り出すのかまで考え、金型の開閉と製品取り出しの流れを三次元的に想像します。
外周だけでなく内部の穴や開口部についても確認します。製品内部に深い凹形状がある場合、外周の分割位置だけを決めても金型構造が成立しない場合があります。断面を利用して、固定側と可動側の金型形状がどのように入り込むのかを確認すると分かりやすくなります。
パーティングラインの候補が決まったら、その状態で改めて抜き方向を確認します。金型の固定側と可動側で、それぞれの面が適切な方向へ抜ける状態になっているかを見ます。
この工程で金型の基本的な分割方針を決めておくことで、次に行うアンダーカット抽出の意味が明確になります。
手順5 アンダーカットとなる形状を抽出する
金型の主な分割位置が決まったら、設定した型開き方向では取り出せないアンダーカットを確認します。
アンダーカットは分かりやすい大きな横穴だけではありません。小さな爪、段差、溝、製品内部の張り出し、曲面の一部などにも発生します。複雑な製品ほど目視だけで完全に見つけることは難しくなるため、3D CADの形状解析と断面確認を組み合わせることが有効です。
まず、主な抜き方向から製品全体を確認します。型の一方をその方向へ移動したと仮定したとき、どの形状が引っ掛かるのかを考えます。
例えば側面に横向きの穴がある場合、上下方向に開く金型だけでは穴内部の形状を作れない可能性があります。また、内側へ突き出した爪があると、金型が爪の裏側へ入り込むため、そのままでは抜けないことがあります。
アンダーカットを見つけたら、最初にその形状が製品機能として本当に必要なのかを確認します。小さな段差や意匠上の凹部であれば、形状変更によって通常の型開きだけで成立させられる場合があります。
製品形状を変更できる場合には、金型構造を複雑にする前に変更案を検討します。例えば溝の方向を変える、爪の形状を変更する、段差に傾斜を付ける、穴の位置や向きを調整するといった方法が考えられます。
ただし、組付けや固定に必要な形状を金型都合だけで変更すると、製品本来の機能に影響します。したがって、設計変更によって解消する部分と、金型側の構造で対応する部分を分けて考える必要があります。
アンダーカットの大きさと深さも確認します。わずかな凹形状と、製品の広い範囲に及ぶアンダーカットでは対応方法が異なります。3D CAD上で対象部分を断面表示し、金型部品がどの程度入り込む必要があるのかを確認します。
さらに重要なのが、アンダーカットを解消するための別方向の移動です。ある部品を横方向へ移動すれば製品から離れられるように見えても、その移動方向に別の段差や壁が存在すれば、再びアンダーカットになります。
したがって、主抜き方向だけでなく、想定する各可動部品の移動方向について同じ考え方で確認することが必要です。アンダーカット確認とは、単に問題形状を色分けする作業ではなく、製品と金型をどの方向に動かせば完全に分離できるのかを考える作業です。
手順6 アンダーカットへの対応方法と金型構造を検討する
製品形状だけでは解消できないアンダーカットが残った場合には、金型側の構造で対応する方法を検討します。
代表的な考え方は、主な型開き方向とは異なる方向へ移動する金型部品を配置することです。側面の穴や爪の裏側などを形成するため、横方向や斜め方向へ部品を移動させる構造を検討します。
3D CADでは、詳細な金型部品を最初から設計しなくても、簡略化した形状を作成して移動方向を検討できます。アンダーカット部へ入り込む金型部分をモデル化し、製品から完全に離れるまでに必要となる移動量を確認します。
このとき重要なのは、最終位置だけを見るのではなく、移動途中を確認することです。初期位置と終了位置では干渉がなくても、その間の経路で別の金型部品や製品形状へ接触することがあります。
金型内には可動部品を動かすための空間が必要です。製品周辺に十分な余裕がなく、移動先に別の部品が存在する場合には、当初考えた構造が成立しない可能性があります。
その場合には、移動方向を変更する、金型の分割方法を変える、製品形状を一部修正するといった再検討が必要です。
また、アンダーカットが複数ある場合には、それぞれを別々の金型部品で対応する必要があるか、それとも一つの移動によって複数箇所を形成できるかを検討します。
構造が増えるほど設計上の確認事項も増えるため、製品側で簡単に変更できる形状まで金型機構で対応する必要はありません。3D CAD上で形状変更案と金型構造案を比較し、製品機能を維持しながら全体として扱いやすい構造を目指します。
入れ子として金型の一部を別部品化する方法もあります。複雑な凹凸や加工しにくい細い形状がある場合には、一体の金型として作る場合と分割する場合を比較します。
ただし、金型を分割すれば必ず簡単になるわけではありません。位置決めや合わせ面、強度、加工性など別の条件が生じるため、金型担当者が総合的に判断する必要があります。
3D CADの利点は、こうした複数の案を実物の金型を製作する前に三次元的に比較できることです。製品モデルと簡易的な金型モデルを重ね、どこに空間が必要なのか、どの部品がどの方向へ移動するのかを視覚的に共有できます。
製品設計者にとっても、なぜ金型構造が複雑になるのかを理解しやすくなります。アンダーカットになる部分を3Dモデル上で示し、その原因となる製品形状を確認できれば、製品側の変更についても具体的に検討できます。
手順7 修正後の3Dモデルを再解析して成立性を確認する
抜き勾配を追加し、アンダーカットへの対応を検討したら、修正後の3Dモデルを必ず再解析します。
設計変更では、一つの問題を修正したことで別の問題が発生することがあります。例えば、側壁へ抜き勾配を付けたことで隣接する曲面の形状が変わり、別の場所に勾配不足が生じる場合があります。
アンダーカットを解消するために爪や溝を変更した結果、隣接する部品との組付け寸法が変わる可能性もあります。そのため、一度問題が解消されたように見えても、最終形状に対して改めて一連の確認を行う必要があります。
最初に、手順1で設定した抜き方向が維持されているか確認します。設計途中でモデルの向きや基準形状を変更している場合は、解析方向が意図せず変化していないか注意します。
次に、抜き勾配解析をもう一度実行します。最初の解析と同じ条件を使用すれば、修正前後の違いを確認しやすくなります。
修正した面だけを見るのではなく、成形品全体を再確認することが重要です。周囲のフィレット、リブ、ボス、穴などに新しい問題が発生していないか確認します。
その後、アンダーカットを再度確認します。主な抜き方向だけではなく、横方向や斜め方向に移動する金型部品を想定している場合には、それぞれの移動方向について確認します。
さらに、3D CAD上で干渉を確認します。金型部品を簡略モデルとして配置している場合は、型閉じ状態、型開き途中、完全に開いた状態など複数の位置で接触がないか確認します。
製品の主要寸法についても再確認が必要です。抜き勾配を追加すると、基準位置によって外形寸法や穴径、リブ厚などが変化します。組付けに使う面や位置決め寸法、外観上重要な寸法などは変更前後を比較します。
特に、複数部品からなる製品ではアセンブリ状態での確認が重要です。単品では問題のない形状変更でも、周辺部品と組み合わせると隙間や干渉が発生する可能性があります。
最終的には、製品単体の形状、抜き方向、抜き勾配、パーティングライン、アンダーカット、金型部品の移動、周辺部品との関係を一連の条件として確認します。
3D CADを使った金型検討は、一度解析して完了する作業ではありません。設計、解析、修正、再解析を繰り返しながら、製品としての機能と金型としての成立性を両立させていくことが重要です。
3D CADで抜き勾配を確認するときの注意点
抜き勾配を3D CADで確認するときには、解析機能の操作方法だけではなく、解析条件の管理が重要です。
特に注意したいのは、担当者によって抜き方向や角度条件が変わらないようにすることです。同じ3Dモデルでも、異なる方向を基準に解析すれば結果は大きく変わります。
そのため、製品モデル内に抜き方向の基準となる軸や面を明確に設定し、設計者と金型担当者が同じ条件で確認できるようにします。
抜き勾配の基準値についても、単一の固定値だけで考えないことが重要です。製品形状、深さ、表面状態、材料、成形条件などによって検討内容が変わるため、製造側の条件を確認したうえで設定します。
また、解析結果が問題なしであっても、それだけで製造性が保証されるわけではありません。3D CADの抜き勾配解析は、設定した幾何学条件に対して形状を評価するものです。実際の成形では、材料や金型表面、製品の変形などさまざまな要素が関係します。
逆に、設定した基準角度を一部の面が下回っているからといって、直ちに製造不可能と判断することも適切ではありません。解析結果をきっかけとして、対象面を詳しく確認することが大切です。
曲面については特に注意が必要です。平面であれば一定の角度を確認しやすい一方、曲面は位置によって抜き方向との角度が変化します。表示上では一つの連続面でも、一部だけ条件を満たさない場合があります。
断面を複数の位置で作成し、形状の傾きがどのように変化しているかを見ると判断しやすくなります。
さらに、勾配を追加する際には基準となる寸法位置を明確にします。設計者によって基準位置が異なると、同じ勾配角度でも完成形状が変わってしまいます。
設計ルールとして、外観面を維持するのか、組付け位置を維持するのか、金型の分割位置を基準にするのかを決めておけば、形状変更の意図を共有しやすくなります。
3D CADでアンダーカットを見落とさないための確認方法
アンダーカットは、製品を一方向から見ただけでは発見できない場合があります。特に複雑な内部構造を持つ製品では、外観上は単純でも内部に多数の引っ掛かり形状が存在する可能性があります。
見落としを防ぐには、まず製品全体を主抜き方向から確認し、その後にモデルを回転して側面や裏側を確認します。
次に、断面表示を利用します。内部リブやボス、凹部などは、外側から見ただけでは構造が分かりにくいためです。複数の位置に断面を設定し、金型が製品内部へどのように入り込むかを確認します。
表示上不要な部品や形状を一時的に非表示にして、確認したい部分だけを見る方法も有効です。アセンブリ全体を表示したままでは、重要な形状が他の部品に隠れることがあります。
また、アンダーカットの候補を見つけたら、実際に金型部品が移動する方向を考えます。主抜き方向に対して問題があることだけを確認しても、その後の対応方法までは決まりません。
例えば横方向へ抜けば解消できる形状であれば、その方向へ必要な移動量を確認します。さらに、移動途中で別の製品形状や金型部品へ当たらないかを検討します。
この確認を繰り返すことで、単なるアンダーカットの有無ではなく、金型全体の動作として成立するかを検討できます。
微小な段差についても注意が必要です。設計履歴の途中で発生した意図しない小さな面や段差が、最終的な3Dモデルに残っていることがあります。製品機能にはほとんど影響しない形状でも、金型側では加工対象として扱われる可能性があります。
最終データを渡す前には、拡大表示や断面表示を利用し、不要な微小形状が残っていないか確認するとよいでしょう。
金型設計と製品設計で3D CADデータを共有するポイント
抜き勾配やアンダーカットを効率よく解消するには、製品設計者と金型設計者が同じ3D CADデータを基準として話し合うことが重要です。
製品設計側だけで金型条件を判断すると、製造側では別の問題が見つかる場合があります。一方、金型側だけで製品形状を変更すると、組付けや性能、意匠へ影響する可能性があります。
そこで、問題箇所を3Dモデル上で共有し、なぜ変更が必要なのかを具体的に確認します。
例えば、ある側面の抜き勾配が不足している場合には、その面を単に「修正が必要」と伝えるのではなく、どの方向に抜くのか、どの範囲が問題なのか、形状変更によってどの寸法が変化するのかまで共有します。
アンダーカットについても同様です。製品側で変更可能なのか、機能上残す必要があるのかを確認したうえで、金型構造を検討します。
設計変更の履歴を残しておくことも重要です。どの面に抜き勾配を追加したのか、どのアンダーカットを解消したのか、どの部分について金型側の構造で対応することにしたのかを整理しておけば、後工程で設計意図を確認しやすくなります。
基準となる抜き方向や座標系も共通化しておきます。同じ3Dモデルを使用していても、担当者によって基準方向の認識が異なると解析結果が一致しません。
モデル内の基準軸や基準面に分かりやすい名称を設定し、金型の開閉方向が判断できる状態にしておくとよいでしょう。
設計レビューでは、完成した製品形状だけでなく、抜き勾配解析結果やアンダーカット位置も確認します。製品形状が確定する前にレビューを繰り返すことで、変更可能な段階で問題を解消しやすくなります。
3D CADは製品を形作るだけのツールではありません。設計者、金型担当者、製造担当者が三次元形状を共通言語として利用することで、製品設計と製造設計の間をつなぐ役割を持たせることができます。
3D CADと現物の三次元情報を組み合わせて確認する
金型設計では、すべての対象に正確な元データが存在するとは限りません。既存製品に合わせた部品を新しく設計する場合や、実際に使用されている設備の周辺へ部品を追加する場合には、現物形状を確認する必要があります。
従来は、必要な寸法を個別に測定し、その数値を3D CADへ入力してモデル化する方法が一般的です。しかし、対象が複雑な曲面や多数の凹凸を持つ場合、限られた寸法だけでは現物形状を十分に表現できないことがあります。
このような場面では、現物の三次元情報を取得し、3D CAD上の設計モデルと比較する考え方が役立ちます。
例えば既存部品の周辺に新しいカバーを設計する場合、実物の外形を三次元的に把握できれば、設計モデルとの位置関係を確認しやすくなります。
試作後の確認でも、設計した3D CADモデルと実際の成形品を比較することで、形状差を確認する材料にできます。ただし、実物との違いが見つかった場合、その原因が必ず金型設計にあるとは限りません。
材料や成形条件、測定条件など複数の要因が考えられるため、三次元データは原因を判断するための情報の一つとして扱うことが重要です。
現物データと3D CADモデルを比較する際には、座標の位置合わせにも注意します。異なる基準で取得されたデータをそのまま重ねると、形状そのものではなく位置や姿勢の違いが大きく表示されてしまいます。
基準となる面や特徴点を決め、同じ位置関係に合わせてから比較すると、形状差を確認しやすくなります。
現場や既存設備の三次元形状を取得し、設計検討へ活用したい場合には、LRTK Phoneを利用して現物側の三次元情報を記録する方法もあります。取得した情報を用途に応じて設計データと照らし合わせることで、3D CAD上のモデルだけでは判断しにくい現物との位置関係を確認する材料にできます。
重要なのは、設計データと現物データのどちらか一方だけを正しいものとして扱うのではなく、それぞれの目的や精度を理解して利用することです。
製品設計では理想形状を3D CADで定義し、金型設計ではその形状を製造可能な構造へ落とし込み、試作や現場では実物の状態を確認します。この情報を三次元データでつなげることで、設計から製造、確認までの意思疎通を進めやすくなります。
まとめ
3D CADで金型の抜き勾配とアンダーカットを確認するときは、最初に成形品を金型から取り出す方向を明確にすることが重要です。抜き方向が決まっていなければ、抜き勾配もアンダーカットも正しく評価できません。
抜き方向を決めた後は、3D CADで抜き勾配解析を行い、勾配不足や逆勾配の面を確認します。その際は解析結果の色だけで判断せず、側壁の深さ、リブやボスの形状、製品の機能寸法などを含めて確認します。
続いてパーティングラインと金型の分割位置を検討し、主な型開き方向だけでは分離できないアンダーカットを抽出します。
アンダーカットが見つかった場合には、製品形状を変更して解消できないかを先に検討します。機能上必要な形状については、主抜き方向以外へ移動する金型部品や分割構造などを検討し、製品から完全に離れるまでの動きを確認します。
形状を修正した後には、必ず再解析することが重要です。一つの問題を解消したことで別の逆勾配や干渉が生じていないか、製品寸法が意図せず変化していないかを確認します。
3D CADによる金型検討で重要なのは、一度の解析で合否を決めることではありません。抜き方向を決め、解析し、形状を検討し、修正し、再び解析するというサイクルを設計工程に組み込むことです。
また、必要な抜き勾配や適切な金型構造は製品の材料、形状、表面状態、成形条件などによって変わります。3D CADの解析結果だけで製造可否を断定するのではなく、製品設計者、金型設計者、製造担当者が条件を共有して判断することが大切です。
製品形状が完成してから初めて金型条件を確認すると、大きな設計変更が必要になる可能性があります。形状を作り込む途中から抜き勾配やアンダーカットを確認すれば、比較的小さな変更で問題を回避できる場合があります。
さらに、既存製品や周辺設備、試作品などの現物も含めて検討する場合には、現物の三次元情報と3D CADデータを組み合わせることで、設計モデルと実際の対象物との関係を把握しやすくなります。
現場の三次元形状を記録して設計検討につなげたい場合には、LRTK Phoneの活用も選択肢になります。3D CADによる製品設計と金型検討に現物側の三次元情報を加えることで、設計、製造、現場確認をより連続したデータ活用へつなげられます。