超音波溶着を考慮した製品設計・筐体設計

デザイン性・量産性・組立性を両立するプロダクトデザインをご提案します

超音波溶着は、樹脂部品を短時間で強固に接合できる工法として、自動車部品、医療機器、産業機器、家電製品、業務用機器など幅広い分野で採用されています。一方で、安定した接合品質を実現するためには、設備や加工条件だけではなく、製品設計の初期段階から超音波溶着を前提とした構造を計画することが重要です。

カツマタデザインでは、プロダクトデザインと筐体設計を一体で進め、超音波溶着に適した構造設計をご提案しています。意匠性だけではなく、成形性、組立性、量産性まで総合的に考慮し、試作から量産まで見据えた製品開発をサポートします。

超音波溶着は、高周波振動による摩擦熱を利用して熱可塑性樹脂を接合する技術です。ネジや接着剤を使用しないため、部品点数の削減や組立時間の短縮、美しい外観の実現、防水性・気密性の向上など、多くのメリットがあります。

現在では、電子機器、産業機械、医療機器、業務用機器、食品関連機器など、さまざまな製品で採用されており、量産性と品質を両立できる接合方法として広く利用されています。

超音波溶着は加工設備だけで品質が決まるものではありません。接合部の形状や肉厚、リブ構造、ボス配置、材料特性、成形精度など、設計段階での検討内容が接合強度や外観品質に大きく影響します。

設計が十分に考慮されていない場合、溶着ムラや変形、接合強度不足、外観不良、寸法誤差などが発生し、量産開始後の品質トラブルやコスト増加につながることがあります。

そのため、超音波溶着を採用する製品では、デザインと構造設計を並行して検討することが重要です。

超音波溶着を前提とした製品では、接合方法だけではなく、製品全体の構造を考慮した設計が求められます。

例えば、エナジーディレクタの形状や高さ、肉厚のバランス、リブ配置、ボス構造、樹脂材料の特性、収縮率、金型の抜き勾配などは、量産品質を左右する重要な要素です。

さらに、防水性や気密性が求められる製品では、接合ラインの設計や荷重の伝達経路なども考慮しなければなりません。

これらを設計初期から検討することで、設計変更や金型修正のリスクを抑え、開発期間の短縮やコスト削減にもつながります。

超音波溶着は、製品完成後に接合方法として追加するのではなく、企画・設計の初期段階から前提条件として検討することで、そのメリットを最大限に活かすことができます。

製品の外観デザインや部品分割、肉厚、リブ形状、ボス配置、材料選定などは、超音波溶着の品質や組立性に大きく影響します。これらを早い段階で考慮することで、後工程での設計変更や金型修正のリスクを抑え、開発期間の短縮やコスト削減につながります。

カツマタデザインでは、プロダクトデザインと筐体設計を並行して進めることで、意匠性と機能性、そして量産性を両立した製品開発をご提案しています。デザインだけでも、設計だけでもない、製品全体を見据えた開発支援を行っています。

蓋付き保冷ピッチャーのプロダクトデザインおよび筐体設計を担当しました。超音波溶着を前提とした構造設計により、美しい外観と組立性を両立し、量産を見据えた製品として開発されています。

業務用飲食店で使用される新保冷ピッチャーのプロダクトデザインおよび製品設計を担当しました。保冷性能や耐久性を確保しながら、超音波溶着を採用した筐体構造を設計し、量産時の品質安定と組立性の向上を実現しています。

製品開発では、美しいデザインや完成度の高い設計だけでは十分とはいえません。試作で問題がなくても、量産時には成形条件や組立方法、品質管理など、製造工程で新たな課題が発生することがあります。

カツマタデザインでは、長年連携している樹脂成形・量産の専門パートナーとの協力体制を活かし、設計段階から製造工程までを見据えた製品開発を行っています。

量産を意識した構造設計や成形性への配慮、超音波溶着に適した部品構成など、実際の製造現場の知見を踏まえたご提案が可能です。そのため、試作から量産への移行もスムーズに進めやすく、開発全体のリスク低減につながります。

新規製品だけでなく、既存製品の構造改善や量産性向上を目的とした設計にも対応しています。