樹脂設計

昔のプラスチックは剛性や強度の面で金属に劣っていました。また、燃えやすい、経年劣化が早いなどが弱点とされてきました。しかし、近年の技術革新によって、プラスチックの性能は大幅に進歩し、弱点を克服することに成功。いまでは、多くの機械部品が金属からプラスチックに置き換えられています。

以下に、プラスチックが金属よりも優れている点をご紹介します。

以上のようなメリットがありますが、金属とプラスチックは力学的な特性の違いがあり、同じ用途の部品でも、安易に「同じ形状で素材だけを変える」というわけにはいきません。素材の肉厚や形状を変える必要があるのです。

もちろん、機械部品をすべて金属からプラスチックに置き換えることはできませんが、このようなプラスチック素材の進化から、機械部品に占めるプラスチックの割合は、年々高まっています。そこで注目されるようになったのが樹脂設計です。

樹脂設計の作業工程を大まかに分けると、以下の5工程となります。

①商品企画

②製品設計・金型設計

③金型制作

④試作・評価

⑤量産

プラスチックの最大の特徴は、自由自在に形を変えられるところです。その自由度の高さから幅広い場面で重宝されており、数多くの機械部品に使用され、金属部品に取って代わる存在となっています。しかし同時に、自由度が高いからこそ設計や加工の難易度も高まります。

そのため、樹脂特有の性質を理解すると同時に、金型での成型を見据えた製品設計を行うことが必要です。多角的な視点で方向性を探り、最善の設計を完成させることが、樹脂設計の仕事です。

たとえば、強度には「圧縮強度」「引張強度」「曲げ強度」などさまざまな種類がありますし、耐熱性や耐摩耗性、耐薬品性なども同時に考慮しなくてはなりません。

また、成形技術にも次のような選択肢があります。

また、プラスチックの汎用性の高さを見据えると、将来的に新たな活用方法や付加価値が見出され進化していくことも考えられますが、技術革新が進めばそれに適応するための知識や技術の習得が避けて通れません。その過程に楽しみを感じて積極的にスキルを吸収し、技術者としての成長を目指せる人材であれば、樹脂設計職として末永く活躍できるでしょう。

樹脂設計職は、大多数の人から認知されている仕事とは言い難いものです。しかし実際は、プラスチック部品なくしてモノづくりは成立しないといっても過言ではないほど、数々の製品にプラスチック部品が使用されています。決して脚光を浴びる華やかなポジションではないものの、人々の豊かで便利な生活に一役買っていることを実感できる魅力的な仕事です。また、困難な設計を実現し製品として形になった時にも大きなやりがいや達成感が得られるでしょう。

さまざまな人が関わっている以上、設計の完成は一筋縄とはいかないケースもあります。また製品特性上、設計に高度な知識や技術を要する場面もあるでしょう。それらのハードルを越えて完成を目の当たりにした時には、樹脂設計者として誇らしい気持ちが味わえるはずです。

機械部品の設計には寸法精度が重要ですが、プラスチックの熱膨張率は非常に高く、熱を加える加工の際には寸法の狂いが生じやすいという問題があります。また、プラスチックに配合された薬剤などによっても熱膨張率は微妙に変化するため、精密部品を作る際には作業場の気温も気にしなければなりません。さらには、経時変化によるプラスチックの変形や歪みなどが発生する場合もあるため、単純に「金型どおりの精度で部品を仕上げる」といったことができません。

樹脂設計ではこのようなさまざまな条件を念頭に置き、緻密な計算によって部品の仕上がり精度を高めていく必要があります。プラスチックという材料の特性を熟知したうえで仕様通りの部品を完成させる。さらに、加工時の工数を最小限にして作業時間とコストを圧縮する。樹脂設計には常にそういったことが要求されます。

樹脂設計者の年収に地域差が生じる背景には複合的な要因であると想像できますが、主に樹脂設計者の人数やプラスチック部品の市場規模が関係していると考えられます。

樹脂設計の仕事に就くうえでは、プラスチック設計の知識があることが大前提となります。たとえ金属設計の経験があっても、素材の性質がまったく異なるため、プラスチックならではの特性や扱い方を学ぶ必要があります。

樹脂設計は金属設計とは異なり、対象の部品を生産するために必要な金型の設計も担います。金型設計に狂いが生じるとプラスチック部品の仕上がりにも影響が及ぶため、部品・金型双方の知識をバランスよく習得することが重要です。

近年、設計図の作成にはCADが用いられています。2次元で表現される従来のCADに加え、3次元で立体的な表現を可能とする3DCADを取り扱うスキルも必要です。

樹脂設計は、多角的な視点から部品と金型の兼ね合いを見極め、設計を進める必要があります。ちょっとしたズレがやり直しや不良品を生み出すことにつながるため、細かい作業を地道に続けられる人に向いています。

設計者のため、自ら手を動かし整形作業をすることは基本的にありません。ただ、機械に馴染みがあったほうが自ら提案しやすく、想像力や機転を利かせた設計の作成にも役立ちます。そのため、機械いじりが好きな人にも向いているでしょう。

樹脂設計者はモノづくりの根幹を担う存在です。そのため、純粋にモノづくりが好きという人も樹脂設計者に向いています。人は自分が好きなものに多くの情熱や労力をかけることをいとわないものです。自ら率先して学び技術を習得し、成長を遂げられるでしょう。

樹脂設計職に転職する際に有利になるキャリアや資格をご紹介します。

樹脂設計の仕事に活かせる国家資格としては「プラスチック成形技能士」があります。3級・2級・1級・特級があり、3級は実務経験がなくても受験可能です。また、学歴などの受験資格も特に設けられていないため、原則として誰でも取得できる資格となっています。

「CAD利用技術者試験」は、樹脂設計図の作成で使用するCADシステムの取り扱い方法や製図方法などのスキルを証明する資格です。2次元と3次元の試験が複数階級別に設けられています。CAD未経験の場合は、最も難易度が優しい「2次元CAD利用技術者試験基礎」から目指すのがおすすめです。

樹脂設計者の代表的な転職先としては、プラスチック製品のメーカーが挙げられます。また、家電・玩具・自動車・自転車・精密機器・医療機器などの各メーカーにも樹脂設計者のニーズがあります。

樹脂設計の仕事は未経験から挑戦可能です。ただ、知識や技術を身につけ周囲から認められる樹脂設計者となるためには、資格取得を検討しても良いでしょう。

将来的には現場のスペシャリストを目指す人もいる一方、より製造業に精通しキャリアアップを目指すためにマネジメント職を目指す人もいます。いずれの道に進むにしても、知識や経験を地道に積む下積み時代をいかに有意義に過ごせるかが重要です。

また、職歴として経験はなくても、機械系や電気系学部出身者であれば、高い評価を得られる可能性があります。樹脂設計に関連する基礎知識があり業界に対する熱意が評価されれば、転職成功に近づくでしょう。