すぐに使える！プラスチック製品の強度設計の基礎知識

　プラスチックは低コストで様々な特性を付与できるため、身の回りのたくさんの製品に使用されています。また、軽量化や原価低減の要求から、金属をプラスチックに代替する動きも非常に活発です。金属をプラスチックに代替する場合、しっかりとした強度設計を行うことが必要です。

　しかし、プラスチック製品の強度設計は思ったほど簡単ではありません。材料力学の知識に加えて、材料特性や成形・加工の影響に関する知識、製品設計上の実務的ノウハウを持っていなければ、精度の高い強度設計を行うことは困難だからです。それらの知識・ノウハウは広く浸透しておらず、ＫＫＤ（勘と経験と度胸）による強度設計にとどまっていることが多いのが実情です。

　本セミナーは、数多くのプラスチック製品の設計を手掛けてきた講師が担当します。実務で活用できることを前提として、プラスチック製品の強度設計を行うための基礎知識を解説します。

講師

田口宏之（たぐちひろゆき）：製品設計専門のコンサルタント　田口技術士事務所　所長

1976年生まれ
九州大学大学院総合理工学府　修士課程修了
大学院修了後、東陶機器（現TOTO）に入社
製品設計という天職を長く続けたいという思いと、革新的な製品を生み出すために中小製造業に関わっていきたいという思いが強くなり、両方を同時に行える、中小企業の製品設計コンサルタントになることを志す。２０１３年に技術コンサルタントの国家資格・技術士を取得。２０１５年春、製品設計専門のコンサルタントとして独立、現在に至る。

【セミナープログラム】

1.プラスチック製品の強度設計に必要な材料力学の知識
1-1　プラスチック材料の物性表
1-2　材料力学の基礎知識とプラスチック材料
　　1-2-1　SI単位系と重力単位系
　　1-2-2　荷重の種類
　　1-2-3　フックの法則とヤング率
　　1-2-4　応力－ひずみ曲線（S-S曲線）
　　1-2-5　材料の強さ
　　1-2-6　ポアソン比
　　1-2-7　疲労／S-N曲線
1-3　はりの強度設計
　　1-3-1　はりに発生する応力とたわみ
　　1-3-2　断面二次モーメント／断面係数
1-4　応力集中
1-5　ストレス・ストレングスモデルで考える安全率
2.強度設計において考慮すべきプラスチック材料の特性
2-1　材料特性の決定プロセス
2-2　結晶性プラスチックと非晶性プラスチック
2-3　温度特性
2-4　粘弾性特性
　　2-4-1　力学モデル
　　2-4-2　クリープ
　　2-4-3　応力緩和
2-5　疲労
2-6　劣化
　　2-6-1　様々な劣化要因（熱／水分／紫外線／その他）
　　2-6-2　アレニウスの式を使った寿命の推定
　　2-6-3　劣化スピードの経験則「10℃2倍則」
2-7　成形・加工の影響
　　2-7-1　ウェルドライン
　　2-7-2　ボイド
　　2-7-3　残留応力
3.実務における強度設計の進め方と事例
3-1　製品の使われ方の想定（正常使用と誤使用）
3-2　材料選定と物性評価
3-3　手計算、表計算ソフト、3DCAD、CAE等を使った形状設計
3-4　安全率の設定
【強度設計事例①】プラスチック製Lアングルの設計
【強度設計事例②】スナップフィットの設計