ワープを防ぐ：自動車の内装部品の寸法問題の解決策
ダッシュボードやドアパネルを型から取り出したときに、目の前で歪んでしまうことはありませんか？それは本当にイライラします。設計には多くの時間を費やすのに、部品が正しい形を保ってくれないのです。
この問題の原因は、通常、内部応力です。材料が適切な温度にならないと、張力が残ったままになります。空気中に出ると、その張力が解放されて部品が歪んでしまいます。
私たちは、大規模な加熱によってこの問題を解決しようとするのをやめ、代わりに赤外線によるゾーン別制御を採用しました。
「一律の加熱」がうまくいかない理由
多くの人々は、単純に部品全体をオーブンに入れて、うまくいくことを願います。しかし、そうすると問題が起こります。
ダッシュボードを例に考えてみましょう。厚い部分と薄い部分があります。厚い部分は熱を長時間保持します。プラスチックを引き抜くと、その温度差によって不均一な収縮が生じます。
だからこそ、独立したゾーンに分けられた赤外線エミッターを使用するのです。これらのゾーンを別々のPIDコントローラーに接続することで、熱を「塗る」ように調整できます。厚い部分にはより多くのエネルギーを供給し、薄い部分ではその量を減らします。そうすることで、すべての部分が同時にガラス転移温度に達します。そうすれば、部品が形になる前に内部応力が消えてしまいます。
正确な寸法を実現するには
重要なのは加熱だけではありません。冷却も同様に重要です。
急激に冷却すると、その応力が内部に残ってしまいます。それは災害の元です。ゾーン別制御を使えば、冷却の速度を調整できます。滞在時間中に赤外線の出力を調整することで、寸法を正確に設定できます。
その結果、部品の形状がCADファイルと一致します。もう何時間もかけて端を削ったりする必要はありません。
トレードオフ
もちろん、これは魔法のような解決策ではありません。実際にはいくつかの課題があります。
電気系統が少し複雑になります。大きなコンタクターの代わりに、多数のSSRやサーミスタが必要になります。また、スペースも増えます。
さらに、「視界の問題」もあります。赤外線は直線的に進みます。もし部品に深い切り込みや見えない部分があると、熱が届きません。その場合は、反射板を追加して熱をそうした部分に送り込む必要があります。そうしないと、冷たい部分ができて、再び歪みが発生してしまいます。