金型成形 肉厚設計ガイド
冷却時間、ヒケ、金型コストを決めるたった一つの判断、肉厚、リブ、ボスの定量的ルール。
公開日: 2026-10-13 読了目安 1 分
肉厚は金型成形部品設計の最初の判断であり、下流の冷却時間、ヒケ、金型コスト、部品性能を静かに支配するものです。本ガイドは定量的なルールを扱います、材料ごとの標準肉厚と最小肉厚、均一肉厚の原則、リブとボスの比例規則、そして1 mmの設計選択を部品単価の差に変える冷却時間の計算です。
材料ごとの標準肉厚
| 材料 | 実用的な最小値 | 標準的な標準値 | 上限の快適域 |
|---|
| ABS (PA-757) | 1.2〜1.5 mm | 1.5〜2.5 mm | 約3.5〜4 mm |
| PP | 1.0〜1.5 mm | 1.5〜2.5 mm | 約3.5 mm |
| PC | 1.5〜2.0 mm | 2.0〜2.5 mm | 約4 mm（靭性駆動） |
| PA6 / PA66 | 1.5〜2.0 mm | 2.0〜2.5 mm | 約4 mm |
| POM | 1.2〜1.5 mm | 1.5〜2.0 mm | 約3 mm |
| PMMA | 1.5〜2.0 mm | 2.0〜2.5 mm | 約4 mm |
最小値は流動長によって決まります、メルトが凍る前にゲートから最終充填点まで進む距離です。高粘度の材料（PC、PA）は、ABSやPPと同じ流動長でもより多くの肉厚が必要です。ガラス充填グレードはより流れやすいですが、ファイバー配向の検討が入ります。それは金型レビューの領域であり、肉厚表ではありません。
均一肉厚の原則
基本ルール：隣接する肉厚を互いに約20〜25%以内に保ち、十分な半径で推移させる。厚薄の推移は欠陥が生まれる場所です：
- ヒケ、厚い断面が最後に凝固し、すでに固まった表面を内側に引き込む。
- ボイド、厚い芯内部の真空で、部品が使用中に破壊するまで見えない。
- 反り、部品内の差動収縮が平面から曲げる。
機能が本当に質量を必要とする場合（取付座、ボスの集合、ヒンジ）それを局所形状（リブ、中空、ガセット）として追加し、周囲の肉厚を厚くしません。標準肉厚は薄いまま。剛性は形状から来ます。
リブ、ボス、ガセット
| 特徴 | 比例規則 | 備考 |
|---|
| 補強リブ | 厚さは隣接肉厚の50〜60%、高さは肉厚の約2.5〜3倍以下 | 根元半径0.25〜0.5倍肉厚；両側にドラフト；より高いリブは中間支持が必要 |
| ボス（自拓） | 外径≈穴径の2倍；肉厚は標準肉厚の50〜75% | 深いボスはID+ODにドラフト；高い集合はボス間にリブやガセットが必要 |
| 内側コーナー半径 | R ≥ 0.25〜0.5倍肉厚 | 応力集中と流動停滞を防止；鋭い内隅は割れる |
| 厚肉断面の救済 | 中空化；反対面のリブ；保圧の延長 | 本当に大きな厚肉断面にはガスアシスト成形 |
繰り返す価値のある反直感的なルール：より厚いリブは比例して剛性を上げません。肉厚の100%のリブは冷却が遅く、強く収縮し、反対面にヒケを作ります。50〜60%の中程度のリブ2本は、ヒケリスク1単位あたりの剛性で一本の太いリブに勝ります。
冷却時間：隠れたコスト倍率
冷却時間はおおよそ肉厚の二乗に比例します、部品は表面から熱を失う必要があり、熱含量はその奥の材料体積に比例します：
| 標準肉厚 | 相対冷却時間* | 実際上の結果 |
|---|
| 1.5 mm | 1.0x（基準） | 基準（一般的な標準的な成形） |
| 2.0 mm | 約1.8x | 標準的な金型で周期が約30〜50%長くなる |
| 3.0 mm | 約4.0x | 周期時間がしばしば2倍以上になる |
| 4.0 mm | 約7x | 性能駆動の部品を除きめったに経済的でない |
*目安となるスケーリングです。実際の時間は材料、金型温度制御、部品形状によります。
周期時間は部品単価の直接的な要因なので、標準肉厚から0.5 mm削るごとに生産ロット全体で元が取れます、同時にヒケのリスクも減ります。見積が高く返ってきたとき、最初に引くべきレバーが肉厚です。
DFMシーケンスにおける肉厚
肉厚は設計シーケンスの前にあります。なぜなら下流のすべてがそれを継承するからです。ゲート位置はその肉厚で最長の流動路を充填できなければなりません。冷却設計はその肉厚が蓄える熱を除く必要があります。脱膜はその肉厚が与える剛性を扱う必要があります。金型鋼はその肉厚がかける周期時間に耐える必要があります。どこか他の場所から始まる設計レビューは、すでに下された判断の周りを回っているにすぎません。
ドラフト、ゲート、冷却、脱膜をまとめて扱う完全なチェックリストは、FHYの金型設計DFMチェックリストをご覧ください、本ガイドはその肉厚モジュールの定量的な深掘りです。
FHYの肉厚レビューの方法
FHYの無料DFMレビューは、肉厚を最初のモジュールとして扱います。使用材料の流動長の実現可能性、推移半径と均一性の目標、組付荷重に対するリブとボスの比例、標準肉厚での周期時間の見積りです。設計に回避可能な肉厚があれば、レビューは数値を挙げて指摘します、金型成形部品からコストを取り除く最も安い場所は、鋼材を切る前の図面だからです。
よくある質問
1. ABS部品の肉厚はどれくらいにすべきですか？
一般的なABS部品には1.5〜2.5 mmの標準肉厚が適しています。流動長が短く小型の部品でのみ1.2〜1.5 mmに薄くでき、荷重を受ける部品やボスの多い部品では2.5〜3 mmに厚くします。ABSで約3.5〜4 mmを超えると、ヒケと冷却時間が急速に悪化します、この領域ではリブや中空構造が実肉に勝ちます。正確な数値は流動長に従うべきです。流動長とは、ゲートから最終充填点まで樹脂が進む距離であり、肉厚の流動能力とともに伸びます。
2. 肉厚が不均一だと必ずヒケが発生しますか？
主な原因です。厚い断面は最後に凝固し、表面がすでに固まった後も厚い断面内部の収縮が続くことで表面が内側に引き込まれます、それが目に見えるヒケです。経験則として、隣り合う肉厚は互いに約20〜25%以内に抑え、段差ではなく十分な半径で推移させます。厚い断面が避けられない場合（ボス、取付座）は、厚い部分が収縮を隠すリブやガセットの対側に来るように設計します。
3. 厚い断面が必要な部品はどうすればよいですか？
中空にします。肉厚のボスや座をリブ付きまたは中空の構造に置き換え、標準肉厚を保ち、質量ではなく形状で剛性を得ます。機能的に本当に厚い断面が必要な場合（大型の取付座、ねじインサート）は、標準的な対策を使います。収縮を吸収するためにキャビティを延長する、そのゲートの保圧と保圧時間を増やす、または（非常に大きな厚肉部品では）断面を中空にしてヒケの大部分を除去するガスアシスト射出を検討します。部品全体を厚くしてはいけません。
4. 補強リブの厚さと高さはどれくらいにすべきですか？
一般的な実務では、リブ厚は隣接肉厚の約50〜60%、リブ高さは肉厚の約2.5〜3倍までにします、それを超えると、リブ自体にドラフト、根元の半径（肉厚の0.25〜0.5倍）、または中間支持が必要になります。より厚いリブは思うほど剛性が上がりません。冷却が遅く、収縮が大きく、反対面にヒケを作ります。中程度のリブ2本は、剛性と外観の両方で一本の太いリブに勝ちます。
5. 肉厚は冷却時間とコストにどう影響しますか？
冷却時間はおおよそ肉厚の二乗に比例します。肉厚を2倍にすると、型から取り出す前に部品が型内にとどまる時間は4倍になります。2 mmではなく3 mmで成形された部品は、型内での冷却時間が2倍を大きく超えることがあります、そして周期時間は成形の直接的なコスト要因です。だからこそ肉厚は、金型見積が最初に挑戦すべき数字です。標準肉厚から0.5 mm削るごとに、生産ロット全体で実際のコストが下がります。
6. 自拓ねじ用のボスはどう設計すればよいですか？
自拓ねじ用のボスは、通常外径が穴径の約2倍で、肉厚は部品の標準肉厚の約50〜75%です、こうすることでボスが反対面にヒケを作りません。深いボスは内径と外径の両方にドラフトが必要で、高いボスはしばしば金型にサイドアクションやリフターを要し、コストが増えます。複数のボスが集まっている場所では、リブやガセットでつなぎ、互いに支え合うようにします。それぞれが自分の収縮を隠すのではなく。
7. なぜPCとPAの部品はABSより肉厚が必要なのですか？
粘度です。PCとPA6/PA66はABSほど流れにくいため、同じ流動長でもメルトフロントが凍る前に充填するためにより多くの肉厚が必要です、通常、最小1.5〜2 mmで、ABSの1.2〜1.5 mmではありません。厚い肉厚は靭性にも重要です。PCとPAの衝撃性能は断面厚さから生まれ、薄い断面はもろくします。ガラス充填グレード（PA6-GF30など）はより流れやすいですが、ファイバー配向を一定に保つためにバランスの取れたゲート設計が必要です。
8. 肉厚はドラフト角とどう相互作用しますか？
厚い肉厚はより大きな脱膜力を必要とするため、より多くのドラフトを許容します。薄い肉厚は、脱膜時のこすれや突き破れを避けるため十分なドラフトが必要です。標準的な実務では、材料と深さに応じて片側0.5〜2°で、テクスチャーやつや消し面ではより多くが必要です。ドラフトと肉厚がそろって、深いキャビティが成形できるかどうかを決めます、両者はDFMレビューで一緒に確認され、別々には確認されません。
9. 薄肉成形の実用的な限界はどこですか？
専用の薄肉金型と高速射出により、PPやABSなどの材料で短い流動路にわたって0.5〜1.0 mmの断面が達成可能です、ただし高トン数の機械、精密なキャビティ温度制御、均一なホットランナーまたはバルブゲート方式が必要です。それより薄くなると、充填が制約になります。ショートショット（充填不足）がヒケに代わって主要な欠陥になります。ほとんどのバイヤーにとって、標準肉厚を1.5 mm前後に保てば、製品が本当に必要としない限り薄肉プレミアムをまるごと回避できます。