メーカー向けの CAD 図面を準備するにはどうすればよいでしょうか?

今日の製造業において、CAD図面は単なる視覚的な参照資料以上の役割を果たします。効率的な製品開発の基盤となるのです。カスタムシリコン部品の場合、完全かつ適切に準備されたCADファイルセットは不可欠です。設計がスムーズに進むか、それともコストのかかる遅延に陥るかを左右するからです。CADファイルは、金型コスト、リードタイム、そして最終製品の品質に直接影響を及ぼします。

この記事では、メーカーとの連携をスムーズにし、ミスややり直しを回避できるように、明確で完全な CAD ファイルを準備する方法を説明します。

シリコンメーカーの一般的な CAD ファイル要件は何ですか?

設計ファイルを送信する前に、製造業者がどのようなフォーマットに対応しているか、また特定の製図基準があるかどうかを確認しておくことが重要です。工場によってモデリングソフトウェア、作図ルール、レイヤー構造が異なる場合があるため、ファイルが完成しているように見えても、すぐに使えると決めつけないでください。事前に簡単な確認を行うことで、修正、遅延、誤解を防ぐことができます。

最も一般的に受け入れられるファイルの種類とその用途は次のとおりです。

フォーマットに加えて、多くのメーカーは次のような技術的な好みや要件も持っています。

• 国際的に認められた公差規格（ISOやASMEなど）を使用する
• 必要に応じて分解図、組立図、断面図などを含める
• スケッチ線、断面線、寸法線に一貫した色分けを適用して読みやすさを向上します。

ヒント： CADファイルを提出する前に、必ずメーカーに確認してください。ソフトウェアのバージョン、推奨ファイル形式、命名規則、図面テンプレートの使用状況などを確認してください。可能であれば、CAD提出ガイドやサンプル図面を請求してください。これにより、ファイルが期待どおりに機能し、関係者全員にとってスムーズなプロセスが実現します。

完全な CAD 図面パッケージには何が含まれているべきですか?

メーカーに設計を完全に理解してもらうには、一枚の画像だけでは不十分です。包括的なCAD図面パッケージは、製品のあらゆる重要な側面を明確に伝える技術ガイドのような役割を果たします。寸法や構造から材質や機能まで、あらゆる細部が金型設計と最終製品の品質に影響を与えます。ここでは、CADパッケージに含めるべき4つの必須コンポーネントについて詳しく説明します。

2D技術図面

これらは製造および品質検査において最も一般的に使用される参考資料です。標準的な2D図面には、製品の正面図、上面図、側面図が含まれ、すべての重要な寸法が明確に記載されていなければなりません。単位（mmまたはインチなど）、材料の種類、成形プロセスも忘れずに指定してください。

シリコン製品の場合、特に収縮率（通常2～3%）に注意することが重要です。これは金型寸法に直接影響します。また、パーティングライン、抜き勾配、フィレット半径など、金型に関連する重要な詳細も記載してください。これらの詳細は、直接ラベル付けするか、断面図で示してください。

3Dソリッドモデル

2D図面と比較して、3Dモデルは全体的な形状をより明確に把握できるため、特に凹部やオーバーモールド部のある複雑な形状の場合に有効です。完全なCADパッケージには、高精度の3Dファイル（.STEP、.IGS、.STLなどの形式）が含まれている必要があります。これは、金型設計と組立検証に不可欠です。

製品が複数の部品で構成されている場合は、部品がどのように組み合わさっているかを示す分解図または組立図を提供することを検討してください。印刷、彫刻、熱転写を含むデザインの場合は、モデルまたは追加の図面に、正確な位置、アートワーク領域、および奥行き要件を明確に示してください。

材料およびプロセスの仕様

シリコン製品には、非常に特殊な材料要件が求められる場合が多くあります。CADドキュメントには、シリコンの種類（例：HTV、LSR）、硬度（例：Shore 60A、70A）、グレード（例：食品安全、医療グレード）、カラーコード（Pantone番号または顧客サンプル参照番号）を明記する必要があります。

マット仕上げ、高光沢仕上げ、サンドブラスト、金属オーバーモールディングなど、必要な表面処理についても記載してください。コーティング、ホットスタンプ、メッキなどの後加工が必要な場合は、それらの指示も明確に記載してください。

構造と機能に関する注記

複雑な設計や機能的な設計の場合、図面だけでは意図を完全に伝えることができない場合があります。主要な機能の目的と使用方法を説明した短いドキュメントやセクションを追加すると効果的です。

例: 強度確保のためにリブを追加する必要がある箇所、オーバーモールド部、変形しやすい部品、あるいは製品が高温や凍結条件に耐える必要があるかどうかなど。これらの注記は、図面の技術備考欄に記載することも、簡単なスケッチや説明を添えて別ページに追加することもできます。

シリコン部品を設計するときに従うべき DFM のヒントは何ですか?

CADソフトウェア上では完璧に見える設計でも、金型製作や量産段階で深刻な問題に直面するケースは少なくありません。型離れの不良、材料の反り、歩留まりの低下といった問題により、コストのかかる再設計を余儀なくされることも少なくありません。そこでDFM（製造性を考慮した設計）が役立ちます。設計段階の早い段階で製造上の制約を考慮することで、予期せぬ事態を回避し、コストを削減し、生産効率を向上させることができます。以下は、シリコーン製造に特化したDFMに関する重要なヒントです。

• 壁の厚さを均一に保つ: シリコンは、薄い部分と厚い部分が接合する部分に気泡やヒケが生じることがあります。壁の厚さは均一に保ち、理想的には1.5mmから3mmの範囲にしてください。
• 適切なドラフト角度を使用します。 部品が金型からスムーズに取り外せるように、可能な限り少なくとも 2° のドラフト角度を含めます。
• 深い溝や鋭い角を避けてください。 これらの形状は、材料の流れを悪くしたり、裂け目ができたり、金型の摩耗を早めたりする原因となります。代わりに、角を丸くしたり、緩やかな傾斜を付けたりしてください。
• 挿入場所を明確にマークします。 設計に金属コア、磁石、布地層などの埋め込みコンポーネントが含まれている場合は、それらのサイズ、許容範囲、および固定方法を明確に示します。
• 穴とリブを慎重に設計します。 構造リブと穴は、破れや変形を防ぐために、成形が難しい領域を避け、金型の開き方向に合わせて配置する必要があります。

製造性を考慮した設計は、後々の面倒な問題を回避できるだけでなく、より良い製品、より迅速な納期、そしてより信頼性の高い生産につながります。

バージョンと命名規則を効果的に管理するにはどうすればよいでしょうか?

バージョン管理と命名規則は、設計ファイルの正確性と追跡容易性を維持する上で重要な役割を果たします。特に、複数の改訂やチームメンバーが関わるカスタムシリコンプロジェクトでは、その重要性が増します。ファイル名に一貫性がなかったり、バージョン情報が欠落していると、古い図面を最終版と誤認してしまう可能性が高くなります。これは、金型の製作ミスや大規模な手直しといった深刻な問題につながる可能性があります。

これらのリスクを回避するには、明確で一貫性のあるファイル名形式を使用してください。適切な名前には、製品名、バージョン番号、日付が含まれる必要があります。これにより、最新バージョンであることが一目で簡単に識別できます。

2D図面、3Dモデル、材料仕様、プロセス要件など、ファイルの種類ごとにフォルダ分けして整理することで、チームメンバーが必要な情報をすぐに見つけられるようになります。各リビジョンの後には、変更内容と理由を記した簡単な変更履歴を添付してください。

提出の際は、すべての書類をZIPファイルにまとめることをお勧めします。ZIPファイル名には提出者の氏名と連絡先情報を追加してください。この構造により、ファイルの共有、アーカイブ、バージョン追跡が容易になります。

これらの方法を使用すると、混乱を避け、コミュニケーション コストを削減し、古いファイルによる製造エラーのリスクを最小限に抑えることができます。

よくあるデザインミスとその回避方法

ここでは、よくある設計上の見落とし、それらが引き起こす可能性のある問題、そしてそれらを回避する簡単な方法をいくつかご紹介します。設計段階の早い段階でこれらを把握することで、製造リスクを大幅に軽減し、不必要な遅延を回避することができます。

設計段階でいくつかの追加ステップを踏むことで、後の製造段階で時間とコストを大幅に節約できます。ファイルを製造業者に提出する前に、必ずこれらの点を再確認してください。

結論

シリコンプロジェクトの成功は、構造化され、正確で、合理化されたプロセスにかかっており、そのプロセスはCADから始まります。明確で正確、かつ包括的なCADファイルは、メーカーがより迅速かつ正確に金型を設計するのに役立ちます。また、生産、品質管理、そして将来の反復開発のための強固な基盤を築きます。カスタムシリコン製品の開発を計画している場合は、このガイドが最適な出発点です。このガイドを活用してCADファイルを準備し、自信を持って製造に移行してください。

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