电卓の筐体、ケーシング、またはシェルは、美的役割と機能的役割の両方を果たします。シェルの主な役割は内部の電子機器を保護することですが、电卓筐体メーカーの中には、FLIP电卓に見られるように、筐体に鉛筆などの付属品を収納できるような設計要素を組み込んでいるところもあります。.
电卓筐体の製造には、主にアクリロニトリル?ブタジエン?スチレン(ABS)、高衝撃ポリスチレン(HIPS)、ポリカーボネート(PC)などの耐久性のあるプラスチックが使用されています。电卓筐体の役割は以下の通りです。.
- プロテクション: プリント基板(笔颁叠)やマイクロチップなどのデリケートな内部电子机器を、衝撃による物理的な损伤や、水や紫外线などの环境要素から保护します。モデルによっては、画面をさらに保护するスライド式のカバーが付いています。.
- 组织 筐体は、スクリーン、キーパッド、バッテリー用のコンパートメントを持つように设计されている。刚性の高いフレームがこれらの部品を固定し、衝撃や短络による偶発的な损伤を防ぎます。.
- ユーザビリティ: フレキシブルなスイッチに安定したベースを提供し、快适で反応の良い繰り返し入力を可能にする。.
- 耐久性がある: 电卓の筐体の製造は、日々の摩耗に耐え、圧力や落下から壊れやすい内部コンパートメントを保護するために行われます。.
クライアント要件
ある电卓メーカーがユニークな曲面デザインの新製品を発売することになり、ファーストモールドにシェル製造の支援を依頼した。これは業務用のデュアルスクリーンを備えたユニークな电卓でした。彼らは、プロジェクトのために精密金型を設計することができる評判の良い会社を望んでいた、と天美影院は非常に推奨されました。.
天美影院の生産マネージャーであるBowen Huangは、クライアントに工場のさまざまなセクションの物理的なツアーを喜んで提供しました。メーカーは率直に喜びを表し、电卓ハウジング製造のための彼らの詳細な要件の概要を説明するために進みました。.
デザインにわずかな曲率があるため、クライアントは150グラム(0.33ポンド)前后の重量を维持しながら、性能と耐久性のバランスを取ることに过度に気を遣った。彼らが设计図にまとめた主な要件は以下の通り:
- 製品全体の重量:125驳~150驳
- 肉厚:1.0尘尘~1.5尘尘
- 表面処理:シルクスクリーン印刷
- 部品公差:±0.1尘尘
- 组立公差:±0.03尘尘
- 量产歩留まり率:≧98%
课题と解决策
曲面を持つ製品の金型製作は、平面を持つ製品に比べて難しい。高精度で特殊な機械加工を必要とし、熟練したエンジニアによる手間のかかる作業が必要となる。この難題を克服するために、天美影院はハイエンドのCADソフトウェアと5軸CNC機械加工に頼って、电卓の筐体製造用のスチール金型を作らなければならなかった。.
製造后、最终的な金型表面は、最终製品がシルクスクリーン印刷に适したきれいで滑らかな仕上がりになるよう、かなり高度な研磨が必要だった。.
このプロジェクトの主材料はABSで、グレードや加工条件にもよりますが、通常0.4%から0.7%の金型収縮率があります。天美影院のエンジニアは、电卓用ハウジングの金型製造時にこの収縮を考慮し、反りなどの欠陥を避ける必要がありました。.
电卓用ハウジングの製造(スナップフィット?アセンブリー
クライアントは、アッパーシェルとロワーシェルのエッジにスナップフィット?アセンブリを採用することを希望していた。スナップフィット?アッセンブリーに加え、メーカーは、内部コンポーネントの强固で耐久性のあるシーリングと保护のために、二次的な缔め付けを提供するセルフ?テーピング?スクリューを含めることを要求した。.
スナップフィットには、正确な成形公差が必要です。公差が厳しすぎると、部品の组み立てが难しくなります。一方、公差が缓すぎると、接続が弱くなり、隙间ができて水分が通过し、デリケートな内部电子部品に悪影响を及ぼす可能性があります。.
スナップフィット设计の大きな课题は、スナップアーム(カンチレバービーム)に応力が集中し、组み立て时にスナップが破损することです。このような事态を回避し、製品の长期耐久性を确保するため、ファーストモールドのエンジニアはカンチレバーの付け根にフィレット(角を丸めたもの)を追加して応力を分散させ、强度を向上させました。.
スナップフィット強度を向上させるためのファーストモールドのエンジニアのもう一つのアプローチは、材料の使用量を減らし、ピーク応力を下げるためにカンチレバービームを先細にすることだった。このチームは、电卓ハウジングの製造において、複数の試作品を試行錯誤するのではなく、高度なソフトウェアを駆使して完璧なフィットを実現した。.
电卓ハウジングの軽量化設計
电卓の筐体は、総重量と体積のうち70%から90%に相当する。クライアントの選択した素材(ABS)は比较的軽量であるため、通常、家電製品では主要な選択肢となりますが、軽量化を念頭に置いた設計の見直しが必要でした。电卓筐体を製造する際に使用する材料を削減することは、全体の軽量化に貢献する。.
ファースト?モールドのエンジニアは、肉厚を1.0尘尘に抑えることを决めた。薄い壁が构造的に机能し続けるように、リブで补强した。最良の结果を得るため、リブの向きはシミュレーションソフトを使って决定された。リブは単なる构造的なサポート以上の役割を果たすため、より良いプランニングが必要だった。リブが果たすその他の役割には、以下のようなものがある:
- 硬さが増す: リブデザインは、电卓の剛性を確保し、曲げに耐える。言い換えれば、电卓は曲げても折れることがなく、耐久性に優れている。.
- コンポーネントの取り付け: リブには、ボタンパッド、回路基板、バッテリーなど、さまざまな内部部品が配置される部分があり、それらをしっかりと固定できるように设计されている。.
- 欠陥防止: 薄い壁は、反りやヒケのような欠陥が発生しやすく、表面には目に见える洼みができます。リブを使用することで、ファーストモールドはより薄く均一な壁を作ることができました。.
薄い壁とスマートなリブ設計の組み合わせにより、ファーストモールドのチームは、構造的完全性を犠牲にすることなく、極めて軽量な电卓筐体を実現した。この軽量电卓筐体設計により、すべての部品を組み立てた後でも、製品全体の重量は150グラム以下に抑えられました。.
量产歩留まり率≧98%の达成
閉じ込められた空気を逃がし、不完全な充填を防ぎ、焦げ跡を防ぐには、ゲートの位置とベント戦略、特に流路の末端でのベントが必要でした。天美影院のエンジニアは、金型温度を均一に保ち、反り、収縮、サイクルタイムを削減するために、コンフォーマル冷却チャンネルを使用しました。.
天美影院のエンジニアチームは、設計、初期セットアップ、生産、メンテナンス、修理ガイドを含む詳細なプロセス文書を設計しました。この文書は、电卓ハウジングメーカーが≥98%の量産歩留まりを達成するために生産プロセスを最適化するのに役立ちます。.
曲线の製品はなぜ难しいのか?
曲面形状の製品は通常、冷却中に変形しやすく、特に肉厚が均一でない场合に影响を受けやすい。そのため、ファーストモールドでは曲线に沿って肉厚を一定に保つことが重要でした。肉厚が一定でないと、冷却に差が生じ、薄い部分が急速に冷却されると同时に厚い部分が沉む可能性があります。.
また、湾曲した部品は、壁がまっすぐな部品に比べて、金型キャビティに强く「くっつく」倾向があります。そのため、湾曲した部品に损伤や伤がつくリスクが高まり、排出が困难になります。.
クライアントの电卓筐体設計では、画面とキーパッドの周囲の壁がわずかに薄くなっていました。差動冷却による潜在的な欠陥を防ぐため、天美影院のエンジニアはMold Flow Analysisソフトウェアを使用して金型の冷却システムを最適化し、内部応力を低減しました。.
クライアントがファーストモールドのソリューションで得たもの
天美影院との提携でクライアントが得た最初の、そして最も重要なメリットは、リードタイムの短縮であった。クライアントは、プロセスの最適化を導くための詳細な文書とともに、完成した生産金型のセットを21日以内に受け取りました。.
鋼鉄製の金型を作るにはコストがかかる。設計が複雑であればあるほど、コストは増大する。曲面を持つスチール金型は、それを実現するための特殊な金型と労力を必要とするため、当然、金型コストも増加する。しかし、天美影院は、製造可能な設計の原則を実行し、5軸CNC機械加工やCADソフトウェアのような高度な技術に頼ることによって、予算内でクライアントの設計を実現しました。.
クライアントの設計図にある电卓ハウジングのデザインを忠実に再現するための完成した金型を納品するだけでなく、ファーストモールドのエンジニアはリブの向きや配置に関する技術的なガイダンスを提供し、構造的に最良の結果を得ました。.
天美影院のエンジニアは、クライアントのチームにマシンの効果的な使用方法について指導を行った。納品後も、最適な电卓ハウジング製造のために、金型のスムーズな操作を保証するアフターサービスでクライアントをサポートし続けた。.
最适化された製造工程、製造可能な设计の导入、メンテナンスと修理サポートの提供の组み合わせにより、お客様はダウンタイムを最小限に抑えながら、计算机筐体の最适な生产を维持することができます。これによって、スチール金型への先行投资を长期にわたって回収することができます。.
独創的な电卓のシェルデザイン
弊社をご覧の皆様の中には、プロダクトデザイナーの方もいらっしゃると思います。电卓筐体のデザイン事例を集めてみましたので、ご紹介します。
01.マイナス
MINUSは、电卓の形をわかりやすく見直したシンプルなコンセプトの电卓です。
すっきりとした外観と丸みを帯びた数字ボタンが、电卓にまったく新しいフォルムを与えている。
デザイナー:テレケス - デザイン



02.フリップ
FLIPは电卓のデザインコンセプトであり、未使用時にホコリやその他のダメージからデバイスを保護し、ユニークなフォルムで机の上を整頓することができる。
円盘型のデザインはお手入れが简単。
デザイナー:ジェワン - 朴


03.ニューモレーター
デザイナー:イ?ジヌク
このミニマルでスタイリッシュな电卓は、滑りにくいブラックの裏蓋で快適に使えます。半透明のシェルからは、下のボタンの色が見えます。シリコンカバーの下のカラフルなボタンと、2種類のボタンです。


04.スペースバー
キーボードの大きなスペースバーがデザイナーの目に留まり、この电卓に適用された結果、特大のスペースバーを持つ电卓が誕生した。
黒、白、グレーのシンプルな3色を使ったスタイリッシュな电卓。
デザイナー:エロディ - DELASSUS


05.ロジテック
これは、視覚障害者のために特別にデザインされた点字电卓のコンセプトデザインです。
各ボタンには独自の表面処理が施され、视覚障害者の利便性を高めている。
デザイナー:メルヴェ?ヌール?セークメン


06.ミッドトーン
ミッドトーン电卓は、丸いボタンと単色配色のシンプルなブロック型が特徴です。インターフェイス全体がすっきりと洗練されている。
液晶画面の背景色と电卓の色がマッチし、素朴で統一感のある製品に仕上がっている。
デザイナー:エルデム?セレク & ハレ?セレク


よくあるご质问
軽量な计算机筐体を作るには、材料选択の最适化、材料使用量を最小限に抑える製造可能な设计、强度と刚性を高めるために薄肉シェルを支える构造リブの実装など、いくつかの要素を考虑しなければならない。.
スナップフィットは、适切なシーリングのために适切な公差を持たなければなりません。ピーク応力を下げるには、根元からフックに向かって梁の厚みをテーパー状にし、端部の厚みを50%少なくすることが重要です。これにより、材料の使用量を减らし、応力を均等に分散させることができます。また、カンチレバーの根元にフィレットを追加し、応力集中を軽减します。.