三洋化成のWEB版企業広報誌

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デザインや型を決めるために必要なモデルの作製

さまざまな商品を製品化する際には、デザイン検討や機能の確認のために各プロセス（デザイン、試作、生産）で各種のモデルが作られます。対象となる分野は、デザインが販売に大きく影響する自動車や電化製品のようなものから、季節や種類によって新商品が登場する惣菜やコンビニ弁当の容器に至るまで広がっています。例えば自動車では、小スケールから実寸大の大きさのモデルでデザインを決定した後、実寸大の大きさでハンドルやバンパーなどのパーツごとにモデルが作られ、必要に応じて塗装後、機能、サイズ、意匠性などが検証されます。

スーパーの惣菜やコンビニ弁当などは、新商品が次々と開発されるため容器のモデルサイクルが短いのが特徴です。容器は真空成形で作られ、デザインが決定すれば量産用に金型が作製されます。試作段階では樹脂型を使って容器を作製し、デザインの検討が行われます。

合成木材に求められる切削加工性ときめ細かさ

モデル用の材料は、ＮＣ工作機械などによって図面からプログラミングされた通りに切削され、簡単な修正などはノミやカンナを用いた手加工で行われることもあります。そのためモデルの材料には切削加工性が求められます。

モデルは「木型」とも呼ばれるように、古くから天然の木材が使われていましたが、湿度が主要因で発生する寸法変化やねじれ、湾曲の発生、また節や木目があることにより切削加工に適しないため今はあまり使われていません。こうした特性を持つ木材に比べ軽量で切削加工性に優れることから、30年ほど前から発泡性の合成樹脂を板状に成形した合成木材がモデルの材料として使用されるようになりました。合成木材の樹脂としては、バリエーション豊かな設計がしやすいウレタン樹脂系が主流となっています。

モデル用の合成木材には、切削加工性ときめの細かさや寸法安定性などが重視されます。低密度で硬過ぎない合成木材は切削加工性に優れていますが、気泡が多いことによってきめが粗くなる、強度が低いなど、切削加工性ときめ細かさや寸法安定性の両立が難しいのが難点でした。

お客様のニーズに合わせて多様な合成木材をラインアップ

三洋化成は独自の技術で、ウレタン樹脂中に直径20〜30マイクロメートルと非常に小さい気泡を均一に分散させることで切削加工性ときめ細かさを両立させました。三洋化成のウレタン樹脂製合成木材『サンモジュール』シリーズは、低密度で切削加工性に優れていながら、表面がきめ細かいことが特長です。そのため、モデルの塗装時に塗料が染み込まず、重ね塗りや下塗りなどの回数が減り、モデル作成時間の短縮にもつながります。

また、きめが細かいことにより、コンビニ弁当容器を樹脂型で試作した際、表面が滑らかで美しく仕上がり、透明な容器やふたの試作にも適用できます。さらに強度や寸法安定性にも優れるため、小ロットであればそのまま容器を生産することも可能なタイプもあります。

『サンモジュール』シリーズは、お客様のニーズに合わせて低密度タイプから高密度タイプまで製品を幅広くラインアップしています。このほか、帯電防止性や耐熱性を付与したグレードなど、さまざまな性能を付与したものを開発しています。三洋化成が独自に開発した連続成形法が、多種多様な製品を効率良く連続生産することを可能にしています。

シミュレーション技術と合成木材を併用する時代へ

3Ｄプリンターや仮想現実（ＶＲ）などの発達によりイメージを形にする手段は変化しています。しかし、合成木材は高強度で耐久性に優れ、追加加工などの修正が可能といった利点があり、複雑な形状のモデルや大型のモデル用途では必要不可欠な材料です。

また、三洋化成では、モデル用の材料として合成木材のほかに、エポキシ系の盛り付け樹脂も取り扱っています。貼り合わせがないため一体性に優れ、修正は付け足しにより容易に行えます。三洋化成はこれからもモデル用材料のグローバルなニーズに応え、製品開発に注力していきます。