シリコン製品をカスタマイズしようとしたことがある方なら、「CADファイルを送ってください」という依頼を耳にしたことがあるでしょう。写真やラフスケッチ、実物サンプルなどを提供しても、メーカーは依然としてCADファイルの提出を求めます。多くのお客様、特にエンジニアリングの知識がないお客様にとっては、これは不要、あるいは専門的すぎると思われるかもしれません。しかし、シリコン製造の世界では、CADファイルは精度、金型の品質、そして生産効率にとって不可欠な基盤です。
この記事では、シリコーン製造において CAD ファイルがなぜそれほど重要なのか、CAD ファイルがない場合のリスク、そして顧客が CAD ファイルを最適に準備する方法について説明します。
CAD ファイルとは何ですか?
CAD（コンピュータ支援設計）とは、SolidWorks、AutoCAD、Fusion 360などのソフトウェアを用いてデジタル製品図面を作成することを意味します。手描きのスケッチと比較して、CADファイルは2Dモデルと高精度な3Dモデルの両方を表示できるため、製造の精度が向上し、更新も容易になります。
標準的な CAD ファイルには通常、次のものが含まれます。
| カテゴリ | 説明 |
| 幾何学 | 2Dスケッチまたは3D製品モデル |
| 寸法 | 高精度、通常±0.01mm以内 |
| 素材情報 | シリコンタイプ（HTV、RTV、LSR）、ショアA硬度など |
| 表面仕上げ | 研磨、マットテクスチャ、レーザーエッチングなど |
これらのファイルは、明確で標準化された実用的な設計データを製造業者に提供し、コンセプトと大量生産の間のデジタル橋渡しとして機能します。
なぜほとんどのシリコン製造業者は CAD ファイルを必要とするのでしょうか?
より高い精度とより速い金型設計
シリコン部品は通常、圧縮成形またはLSR射出成形によって製造されます。金型設計はこのプロセスの核心であり、CADファイルがその基礎となります。
CAD は、次のような方法で金型エンジニアを支援します。
- 製品形状を正確にモデリング
- CNCまたはEDMマシンのツールパスの自動生成
- 設計の修正と比較をスピードアップ
高精度で複雑な生産ニーズをサポート
現代のシリコンプロセス、特にLSRでは、0.01mm単位の超精密金型が求められます。CADファイルを使用することで、以下のことが可能になります。
- CAMおよび3D印刷システムへの直接統合
- 大量生産部品向けのマルチキャビティ金型設計
- DFM（製造性を考慮した設計）は、ドラフト角度、通気、均一な壁厚をチェックします。
これにより、試行錯誤が減り、リードタイムが短縮され、複雑なデザインを大量生産できるようになります。
よりスムーズな生産とコスト管理
CAD を使用すると開発プロセスが合理化され、具体的なメリットがもたらされます。
| アドバンテージ | 説明 |
| より速いプロトタイピング | 30%-50% 金型の再加工を回避して時間を節約 |
| 通信コストの削減 | チーム間の誤解が減少 |
| 金型予算管理 | 初回通過率の向上、やり直し回数の減少 |
| 標準化 | すべての部品の追跡可能なデジタルソース |
OEM/ODM および小ロットクライアントの場合、CAD はコストのかかる誤解や不必要な遅延を防ぐのに役立ちます。
製品の品質と一貫性の確保
CAD ファイルは、設計だけでなく、品質管理やバージョン追跡など、製造全体にわたって役立ちます。
- 完全に密閉された3Dモデルにより、見落とされがちな設計特徴を削減
- シミュレーションツール（ANSYS、Moldex3Dなど）はパフォーマンスの予測に役立ちます
- オリジナルのCADデータを使用して寸法の一貫性を監視できます
そのため、Apple や Philips などの大手ブランドでは、シリコンを注文する際に完全な CAD パッケージとモデリング ドキュメントを要求します。
カスタマイズとイノベーションの実現
シリコン部品は、よりカスタマイズされ、統合化が進んでいます。例としては、以下のようなものが挙げられます。
- NFCチップを内蔵した決済用リストバンド
- カスタムマウスガードとスポーツ用品
- マルチマテリアル部品（例：シリコン + PC またはシリコン + 金属）
これらすべてには、正確なモデリング、アライメント、テスト実行のための CAD ファイルが必要です。
CAD ファイルがない場合、どのような問題やリスクが発生する可能性がありますか?
CAD が利用できない場合、製造業者はリバース エンジニアリングやスキャンに頼ることになりますが、次のような問題が発生する可能性があります。
| リスク | インパクト |
| 精度の低下 | 手描きからCADへの変換でエラーが発生する可能性がある |
| コスト増加 | 金型の再設計と再テストによりコストが20%上昇 |
| タイムラインの遅延 | モデリングとトライアルの修正に7～15日追加 |
| 品質ギャップ | シミュレーションを行わないとパフォーマンスが低下する可能性がある |
CAD ファイルの準備と使用に関するベスト プラクティスは何ですか?
お客様へのヒント
- 推奨形式: STEP (.stp)、IGES (.igs) が広く受け入れられています
- モデリングのヒント：主要な寸法と公差を明確に記入します。材質を指定します。表面仕上げを示します。
- ソフトウェア オプション: SolidWorks、AutoCAD、CATIAFree、CAD、Onshape (クラウドベース)
メーカーがCADで行っていること
- CNC金型加工用のCADをCAMにインポート
- ANSYSまたはSW Simulationで構造シミュレーションを実行する
- テンプレートを使用して、BOM、DFM レポート、および製造ファイルを作成します。
デジタル統合により、従来のワークフローに比べてプロジェクト速度が 1.5 ～ 2 倍向上します。
結論
シリコーンメーカーにとって、CADファイルは基盤となるものです。設計が実現可能かどうか、金型の精度はどうか、そして製品が期日通りに予算内で納品されるかどうかは、CADファイルによって決まります。
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