前回は、プラスチックの二次加工を説明しました。今回から2回にわたり、プラスチック製品設計の進め方を取り上げます。今回は、プラスチック製品の設計手順の概要と、要求事項の抽出および分解を解説します。
第6回「プラスチック製品の設計手順」を解説していきます。
第6回もくじ
1. プラスチック製品の設計手順
プラスチック製品の設計手順は、要求事項の抽出、材料・成形法・二次加工・形状の決定、図面・仕様書の作成の3 ステップです（図1）。
製品設計というと、3D CAD でのモデリングや図面の作成をイメージするかもしれません。しかし、よい製品を設計するためには、モデリングや図面より先に、要求事項の抽出を行うことが大切です。要求事項がしっかり抽出できたら、その情報をベースにして、材料・成形法・二次加工・形状を決定します。そして、決定した製品の詳細な仕様を、図面・仕様書の作成により後工程に伝えます。
今回は、要求事項の抽出を解説します（次回は、材料・成形法・二次加工・形状の決定、図面・仕様書の作成を解説）。
2. 製品の要求事項抽出
製品に対する要求事項には、耐久性やコスト、納期など、さまざまな種類があります。表1 にその一例を示します。
要求事項に抜け・漏れがあると、どんなに優秀な設計者でも、満足できる製品に仕上げることはできません。実際、市場で起きる品質トラブルのかなりの割合が、要求事項の抜け・漏れが原因です。要求事項の抽出は製品設計において最も重要なプロセスといっても過言ではありません。
もちろん、これはプラスチック製品に限った話ではありません。しかしプラスチックの場合、材料の性能にあまり余裕がないことや、使用環境によって性能が大きく変化することから、要求事項抽出の重要性はより高いといえます。要求事項を抜け・漏れなく抽出するための考え方を２つ紹介します。
情報源から考える
要求事項は、社内外に点在する情報源から収集する必要があります。その情報源自体を明確にすることによって、要求事項の抜け・漏れを防止できます。表2 に代表的な要求事項の情報源を示します。
自社で企画する場合は、商品企画部門などが作成した商品企画書があります。顧客の仕様に基づき設計する場合は、購入仕様書に製品への要求事項が書かれています。これらは設計の方向性を決める最も重要な情報源です。また、これまで類似品を設計したことがあれば、過去の不具合情報や設計基準など、多くの自社保有情報があるはずです。長い歴史のある製品では、自社保有情報だけで高いレベルの設計を行うことができるでしょう。
法規制に関する情報源の確認を忘れた場合、リコールに直結する可能性が高くなります。決して忘れてはならない情報源です。情報源の確認忘れがないように、一覧表やチェックリストを作成するなどの対策をしておくとよいでしょう。
製品のライフサイクルから考える
製品の要求事項を抽出する場合、製品が実際に使用されるシーンばかりを想定しがちです。しかし、調達から使用、廃棄に至るまでのライフサイクル全体にわたり、さまざまな要求事項が存在します。ライフサイクル全体で考えることによって、要求事項の抜け・漏れを大きく減らすことができます。表3 にその一例を示します。
特に環境温度や薬品付着の可能性、製品に作用する荷重など、プラスチックの性能に大きな影響のある要因は、全ライフサイクルで確実に抽出するように心掛けます。また、製品安全に関わるところも、重大事故やリコールにつながるリスクがあるため、より入念にチェックすることが望まれます。
このような方法で要求事項を抽出していくと、部品1 つでも何十～何百項目になることもあります。全く新規の製品を設計する場合は大変です。しかし多くの場合、過去に類似品を設計したことがあるはずです。それらの設計資料を参考にしながら、要求事項を整理していくとよいでしょう。
3. 要求事項の分解
全8回で下記の内容を解説しています。
- 第1回 プラスチックとは？メリットとデメリットとは？
- 第2回 プラスチックの材料特性
- 第3回 プラスチック成形法と射出成形
- 第4回 押出成形とブロー成形
- 第5回 プラスチックの二次加工
- 第6回 プラスチック製品の設計手順
- 第7回 プラスチック製品の材料と成形法の選び方
- 第8回 プラスチック製品の不具合
