カスタムシリコンコーティングブラシ

製品	ベーキング用一体型シリコンコーティングブラシ
注文数量	初回注文数： 40,000個
材料	食品グレードの固体シリコーン
主な仕様	硬さ：ショアA40 公差：±0.15mm 耐熱温度範囲：-40℃～230℃
認定	GB 4806.11、RoHS、REACH、BPAフリー
リードタイム	DFM評価： 24時間モールド/T1サンプル： 8日間で稼働開始できました量産： 40日間で稼働開始できました

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プロジェクト詳細

家庭用食品グレードの調理器具を専門とするフランスの製菓用品ブランドが、油を塗ったりソースを広げたりするためのシリコンブラシの開発を希望した。試作品を作成した後、クライアントは、ブラシの毛の根元が折れやすく、毛先が欠けており、柄とブラシヘッドの接続部分が割れやすいことを発見した。

ZSRは、サンプル品の欠点を解消するため、 24時間以内にDFM（設計製造性）評価を完了し、ブラシの構造、接続部、金型の通気口を最適化することで、製品の耐久性を向上させつつ、柔らかな感触を維持しました。

DFM（設計製造性）の結果に基づき、プロジェクトは金型製作とサンプル生産へと進み、その後、量産前に最初のバッチの品質検証が行われた。

配送データ

初回トライアル注文： 5,000片
その後の大量生産： 35,000片
初回通過歩留まり： 96.7%
実際の配達時間： 45日。

エンジニアリングDFM評価

丸みを帯びた剛毛状の根元 + 徐々に間引いていく

ブラシの毛の曲げ耐性を向上させるため、ZSRはすべてのブラシの根元を直角から0.8mmの丸みを帯びた角に最適化し、根元を2.2mmに太くし、先端を徐々に1.2mmまで細くしました。ブラシの間隔は2.0mmに調整しました。

ブラシの毛の根元は直角になっているため、応力が集中し、繰り返し負荷がかかると白化や折れが生じやすくなります。丸みを帯びた角構造は、根元の全周にわたって応力を分散させ、毛の疲労耐久性を向上させます。また、毛先が細いため、油を滑らかに優しく塗布でき、調理器具への傷を防ぎます。

ハンドルとブラシヘッドの接続部が滑らかに繋がる構造 + 壁厚が均一

エンジニアリングチームは、ハンドルとブラシヘッドの接続部に2.5mmの丸みを帯びた移行部を追加し、ハンドルの本体壁の厚さを2.0mmに標準化することで、厚みの急激な変化によって生じる内部応力を軽減した。

ハンドルからブラシヘッドにかけて壁厚が急激に変化することに加え、成形速度や冷却速度が一定でないため、残留内部応力が発生します。この応力を解放するために繰り返し曲げ加工を行うと、厚み変化箇所に亀裂が生じます。滑らかで大きな弧を描く厚み変化と均一な壁厚を組み合わせることで、初期段階から亀裂発生のリスクを低減できます。

毛先の微細な通気溝

毛が密集しているため、成形時に空気が抜けにくく、材料不足や毛先に気泡が発生する原因となっていた。そこで、エンジニアたちは毛の成形型キャビティに深さ0.02mmの微細な通気溝を設けることで、材料の充填性を改善した。

細長いブラシの空洞は、材料充填時に空気を閉じ込めてしまい、材料不足や気泡の発生を容易に引き起こします。金型空洞に通気溝を設けることで、材料の流れとともに空気が排出され、各ブラシが損傷なく成形されます。

金型製作、サンプル製作、品質検証

金型加工

ZSRグループは、シリコーンコーティングブラシの金型製作用に、10台の最新鋭CNC加工センターと4台の放電加工機を保有しています。金型内部は鏡面研磨され、細いブラシ毛や吊り下げ穴などの高精度な部分は精密に加工されます。

シリコーン成形

生産は、 48台の固体成形機、12台の液体成形機、13台の射出成形シリコーン機によって支えられており、 20日以内に25,000本のシリコーンコーティングブラシを迅速に成形することが可能です。また、10以上の印刷・スプレー生産ラインにより、シリコーンブラシにロゴや模様を印刷することもできます。

二次加硫

成形後、シリコーンコーティングブラシは200℃で2時間二次加硫処理される。

二次硬化工程では、シリコーンから低分子揮発性物質を除去し、製品の臭いを低減するとともに、ブラシが食品接触安全基準を満たすことを保証します。

品質検査

ホイール試乗	状態	受け入れ基準	結果
毛羽立ち曲げ疲労試験	ブラシの毛を5,000回繰り返し曲げる	毛根にひび割れ、破損、明らかな白化はなく、毛は無傷のままです。	合格
毛先の温度耐性試験	-40℃と230℃の間で20回の高温・低温サイクルを実施	変形、亀裂、硬化、または明らかな性能変化は見られない。	合格
ハンドルジョイント曲げ試験	ハンドルとブラシヘッドの接合部を3,000回繰り返し曲げる	接続部にひび割れ、白化、構造的な緩みは見られない。	合格
吊り下げ穴引張試験	穴に2kgの重りを24時間吊るす	吊り下げ穴に破れ、変形、ひび割れはありません。	合格
ブラシ成形品の完全性検査	剛毛の先端と根元の顕微鏡観察	毛先は無傷で、材料不足、気泡、バリはありません。	合格
拡散性能テスト	油やソースを塗り続ける	均一なコーティング。柔らかい毛先で、抜け毛や変形が起こりにくい。	合格
寸法精度検査	全長、毛の長さ、柄の幅は、ノギスと画像測定機で測定した。	すべての主要寸法は±0.15mmの公差内に管理されています。	合格
外観検査	製品の100％目視検査	気泡、材料不足、傷、明らかなヒケはありません。	合格