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射出成形技術にはどのようなものがありますか？

9月 25, 2024

射出成形は、様々な技術を使って様々な仕様や要求のプラスチック部品を製造するもう一つの万能なアプローチです。射出成形の主な技術は以下の通りです：

多成分成形

このプロセスでは、複数の射出成形ユニットを使用して、1回の操作でさまざまな材料を1つのコンポーネントに成形します。歯ブラシのような柔らかい部分と硬い部分を持つ用途では、硬い材料と柔軟な材料を一体化して使用することができます。

材料:例えば、硬質熱可塑性プラスチックと軟質熱可塑性ゴムが一緒に部品に含まれています。
メリット:部品性能を向上させ、組立作業を最小限に抑えるため、特定分析可能層を削減した高集積部品が得られます。
課題:このためには、成形工程を非常に効果的かつ効率的に管理し、スケジューリングする必要があります。また、さまざまな材料を適切に接合・固定するための適切な設備も必要です。

ガスアシスト射出成形

窒素ガスや炭酸ガスを射出成形に利用し、成形品に空洞を作ります。ガスが内部から圧力をかけ、プラスチックの助けを借りて必要な中空構造の形状を形成します。これにより、材料の使用量と部品の重量が削減されます。

材料:これらのポリマー系企業は、一般的にABS、ポリカーボネート、ポリプロピレン、スチレン系ポリマーを使用しています。
メリット:構造強度と表面仕上げを向上させる中空セクションを組み込むことで、材料の使用を最小限に抑え、部品の重量を減らすことができます。
課題:このため、ガス射出成形のパラメータを綿密に制御し、シェル壁の厚さのばらつきやボイドの形成などの問題を防ぐ必要があります。

水アシスト射出成形

ガスアシストと似ていますが、ガスの代わりに水を使用します。水は溶融ポリマーの温度で気化するため、ガスに比べて圧力が低く、材料内部に空洞を形成します。また、蒸発する際に容易に識別できる化学元素を残しません。

材料:一般的に熱可塑性ポリマーに適用され、空洞を持つ構造体を作製します。
メリット:GA-成形と比較して、冷却とサイクルタイムを改善し、生産コストを節約し、効率を向上させます。
課題:水圧と流量を適切に調整し、欠陥の発生を防ぎながら高品質の製品を生産する工程。

発泡射出成形

これは、窒素のようなガスと化学薬剤を使用してプラスチックに射出成形し、発泡ベースの部品を作るというものです。これにより、構造体の中を空気が流れるようになり、意図的に設計された空隙を持つ、より軽くて硬い部品を作ることができます。さらに、発泡密度を高い精度で所望のレベルに維持することができます。

材料:熱可塑性ポリマーと発泡剤を組み合わせ、セルで構成された軽量部品を製造。
メリット:構造特性と絶縁性を維持しながら、部品の重量とコストを大幅に削減します。
課題:発泡剤とプロセスパラメーターを正確に制御することは、表面欠陥のない安定したセル構造を得るためには難しいことです。

カラーチェンジモールディング

金型キャビティ内に印刷加飾を施すことで、ほとんど工程を追加することなく、射出成形されたプラスチック部品にラベルを貼り付けることができます。これにより、傷や剥離のない長持ちするラベルを作成することも可能です。

材料:サーモクロミックポリマーやフォトクロミックポリマーを使用。
メリット:これにより、さまざまな条件によって色が変化する、ダイナミックで視覚的に印象的な製品が生まれます。これにより、利用者が商品と触れ合い、その良さを理解する方法がさらに広がります。
課題:また、特殊な材料を使用するため、製造コストが高くなります。

インモールドラベル

射出成形前に、金型キャビティ表面にある種のポリマーコーティングを施す処理の一種。塗布すると、プラスチック成形品に直接密着する密閉層が形成され、ワニス層を追加することなく、丈夫で傷のつきにくい仕上がりになります。

材料:ポリプロピレンやその他の適切な熱可塑性プラスチックで構成された印刷済みプラスチックラベルを使用するのが一般的です。
メリット:耐久性のある高品質なグラフィックを作成し、生産後のラベル付け工程を省くことで、時間と人手を節約しながら製品の見栄えを向上させます。
課題:射出成形工程とラベルの配置を完全に同期させる必要があるため、複雑さと設備コストが増加します。

射出圧縮成形

金型キャビティが完全に充填されると、溶融プラスチックに圧力が加えられ、金型キャビティに密着して充填されます。精密な測定が必要な医療機器、電子機器、コネクター部品に適しています。

材料:熱可塑性プラスチック（特にポリカーボネートやポリプロピレンなどの高性能ポリマー）。
メリット:優れた寸法精度と内部応力の低減により、高精度部品の製造に最適です。
課題:非常に正確な圧縮ステージと特別な装置が必要です。製造も複雑で、コストも高くなります。

マイクロ射出成形

ミクロン単位の精度が要求される重量1グラム以下のプラスチック部品の製造など、軽作業の用途に適しています。また、ミニチュアピン、ギア、医療部品など、肉眼では識別できない細部の成形も可能です。

材料:高性能の熱可塑性プラスチックやエンジニアリング樹脂を頻繁に使用し、最小で最も精度の高い部品を製造しています。
メリット:医療機器や電子機器用の小型部品を細部まで精密に生産することができます。
課題:このような微細な部品を作るには、ハイエンドの機械と細心の品質管理が必要です。

インサート成形

射出成形キャビティにより、あらかじめ成形された金属インサート部品をプラスチックで一発成形する方法。コネクター、ファスナー、ねじブッシュなど、プラスチックケーシングの中で成形される部品に便利です。

材料:インサート成形のプロセスでは、銅アルミニウム鋼やセラミックなどの材料がインサートとして使用されることがよくあります。これらはPEEKやUltemなどの熱可塑性プラスチックと組み合わされ、強度が高く長持ちする部品を鍛造します。
メリット:金属やプラスチックの破片を成形部品に編み込むことで、この技術は製品の機能を向上させます。この技術により、製品を組み立てる時間とコストが削減されると同時に、各部品の強度と信頼性が向上します。
課題:インサート成形は、いくつかの厄介な問題に取り組まなければなりません。インサートをちょうどいい位置に入れること。そして、異なる素材をどのように調和させるか。インサート成形は、いくつかの厄介な問題に取り組まなければなりません。

マルチショット成形

これにより、1段の射出ユニットを直列に並べただけでは不可能な、非常に複雑な形状が形成されます。射出された各材料は、次の材料が射出される前に固化し、1つの完成部品に溶け込みます。工具の滑らかなソフトグリップハンドルの作成に最適です。

材料:マルチショット成形は、熱可塑性プラスチックやエラストマーを含む様々なポリマーを組み合わせ、1つの製造工程で複数の素材を使用した部品を製造します。
メリット製造コストを削減し、加工時の生産性を向上させながら、製品の機能性を高め、組み立て時の設計の柔軟性を向上させます。
課題:異なるポリマー間の正確な材料接着と潜在的な相溶性の問題は、技術的に難しく、高度な専門知識を必要とします。

構造発泡成形

非混和性ガスがプラスチックに取り込まれることで、表面レベルでは識別できない内部セル構造が材料内部に形成されます。そのため、プラスチック内部の発泡セルが剛性と寸法安定性を向上させますが、完全な固形プラスチックに比べ軽量です。

材料:構造発泡成形では、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂を使用します。
メリット:このプロセスにより、軽量化、強度対重量比の向上、そして少ない材料によるコスト削減が可能になります。
課題:構造発泡成形は、一貫したセル構造、材料の流れ、表面仕上げの品質といった問題に直面することがあります。

高速ヒートサイクル成形

金型温度の変化とサイクルの高速化を利用して、生産速度と部品の品質を最適化します。洗練された温度制御装置により、金型表面に一定の熱流を供給し、確実な加熱/冷却サイクルを実現します。

材料:高速ヒートサイクル成形（RHCM）は、熱可塑性プラスチックに最も依存します。熱可塑性プラスチックは、劣化を最小限に抑えながら繰り返し溶融させることができ、数秒で成形することができます。これらの材料は、迅速な生産と卓越した品質の両立を可能にします。
メリット:RHCMは、より優れた表面品質、より速いサイクル時間、より剛性の高い製品を実現し、多くの産業で第一の選択肢となっています。
課題:RHCMでは、専用のフィーダーや、ドナーの臓器を保存するためには通常の機能性と温度管理から逸脱する必要があるため、洞血流と酸素供給を回復させるための順化設備に費用がかかります。このような法外なスタートアップ費用は、小規模な製造業者の意欲をそぐでしょう。

液状シリコーンゴム成形

液状のシリコーンポリマーを射出した後、架橋剤を射出する2ショット射出成形で、高温に耐える堅牢なシリコーン部品を製造します。シール、ガスケット、医療機器や機械部品の柔軟で伸縮性のある製品になります。

材料:液状シリコーンゴム(LSR)は、ベースポリマーと白金系触媒を組み合わせた2液系で、強度、柔軟性、生体適合性(人体へのインプラントが可能)に優れた材料です。
メリット:LSR成形は、低粘度、優れた耐熱性、耐薬品性、生体適合性により、形状精度と設計上の利点を提供し、医療機器などのハイエンド応用分野に最適です。
課題:LSRの成形工程では、正確な硬化、射出成形圧力、排気など、非常に細かい温度管理が必要です。また、この材料特有の性能特性に対応するための特殊な設備も必要です。

熱可塑性エラストマー成形

柔軟性のないポリマーと弾性材料を組み合わせることで、剛性がありながら伸縮や変形が可能な部品を作ることができます。これにより、ゴム代替射出成形部品を時間効率よく高生産性で成形することができます。運動靴の靴底、シール、グリップなどに有効です。

材料:熱可塑性エラストマー(TPE)成形は、プラスチックとゴムポリマーを組み合わせて、熱可塑性とエラストマーの両方の特性を持つ材料を作る成形です。このユニークな組み合わせにより、自動車部品、医療機器、消費財など幅広い用途が可能になります。
メリット:TPEの主な利点のひとつは、柔軟性と弾力性です。複雑な形状に成形しやすく、耐久性にも優れています。さらに、TPEは環境にやさしく、リサイクル可能です。そのため、環境への影響を最小限に抑えたい場合には、持続可能な選択肢となります。
課題:しかし、TPEには考慮しなければならない課題もあります。TPEは温度や湿度の変化に敏感で、材料の完全性を維持するために正確な管理が必要です。さらに、TPEの耐薬品性は特定のタイプによって異なることがあり、過酷な環境にさらされる環境での使用が制限される可能性があります。全体的に、TPE成形は、熱可塑性とエラストマー特性のユニークな組み合わせにより、さまざまな業界に汎用性の高いソリューションを提供します。耐熱性や耐薬品性に関連する問題を克服することで、TPEは多くの用途に効果的で効率的なソリューションを提供し続けることができます。

カラーマスターバッチ配合

顔料と添加剤を高配合したインテンシブ・ペレットを、基本的な射出成形樹脂に組み込むことで、カラー剤の分散とコーディングを強化しました。これによって、毛髪の一部に滲んだ筋ができるのを防ぐと同時に、毛髪に塗布される染料の量が少なくても、鮮やかな無孔質で強い色合いを実現します。

材料:カラーマスターバッチの配合は、プラスチック材料と明確な機能特性の均質な投与を確認するために測定された色の濃縮された組み合わせで構成されています。
メリット:カラーマスターバッチの配合は、次のような主な利点があります：バルクプラスチック製品の明るい色と均一性を確保するために、低価格で、粉塵汚染に対して貢献し、混合乾燥を避けることができます。
課題:カラーマスターバッチのコンパウンドにおける一般的な課題としては、顔料の分散性を良好に保つこと（「凝集」しないようにすること）、製造時の高トルクと金型圧力、機械的特性を維持するためのマスターバッチとベース樹脂の適合性などが挙げられます。

マイクロ波硬化技術

この場合、熱可塑性プラスチック基材に注入された構造化エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の二次樹脂を、加熱硬化を目的としたマイクロ波エネルギーに特に暴露します。これは、組成物を素早く硬化させると同時に、基材プラスチックの加熱・変形を避けるためです。

材料:マイクロ波硬化は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)や他の複合材料を使用することができます。
メリット:ナノ秒硬化技術は、硬化時間とエネルギー消費量を大幅に削減し、航空宇宙、自動車、電子機器などの産業にとって重要な優れた特性を合成します。
課題:様々な厚さの材料間の温度一貫性の問題を完全に防ぐことは不可能です。その代わりに、硬化過程でオーバーシュートや空洞が形成されるはずです。

高温成形

ポリカーボネート、ハイエンドの熱可塑性プラスチック、エンジニアリング樹脂のような射出成形の耐熱温度が230～350℃を超える強力なプレーヤーに、摩耗やコロジンを起こすことなく耐えます。成形に使用されるホットランナーシステムは、熱に敏感な材料が影響を受けるのを防ぎます。

材料:製造装置は通常、高い熱伝導率で知られるポリエーテルエーテルケトン（PEE）、ポリエーテルアミド（PEI）、ポリフタルアミド（PPA）などの高度な技術材料で作られています。
メリット:主な利点は、高温や過酷な環境条件にも劣化することなく耐えることができる成形部品の耐久性と耐久性であり、航空宇宙、自動車、医療機器などの産業における厳しい用途に適しています。
課題:材料の損傷を避けるための正確な温度管理、金型部品の熱膨張と収縮の維持、効率的な冷却システムの確保、工程に必要な材料や設備のコストなどが課題です。

薄肉成形

1mm壁より薄いプラスチックパネルを作成し、クラッディングや建築用途に最適です。高い射出成形圧力を供給し、複雑な形状にもフラッシングすることなく浸透し、射出時に部品の薄い壁にクラックを発生させません。ハウジング、コネクター、シールの分野に適しています。

材料:薄肉金型は一般的に、ポリプロピレン（PP）、ポリカーボネート（PC）、ナイロン（PA）、ポリエチレン（PE）などの高流動性材料を使用し、優れた水流と、壁が平らな金型の圧縮が観察されます。
メリット:薄肉製造は、材料の取り扱いと処理時間を大幅に削減し、コスト削減、生産性の向上、廃棄物やエネルギー消費の削減による環境への影響につながります。
課題:薄肉製織の課題には、肉厚のバランスをとること、バトル表面や形状の不規則性をなくすこと、弾丸のように短く滑らかな編み針などの欠陥を避けるために適切なアライメントを確保することなどがあります。

コールドランナー成形

一部のホットランナーはメルトチャンネルが加熱され、コールドランナーは部品が硬化するにつれて固化し、未使用のプラスチックはコールドスラグウェルに導かれます。これにより、無制限の形状や大きな流路を確保しながら、無駄を省くことができます。

材料:コールドランナー射出成形は、材料やエンジニアリング樹脂を含む様々なプラスチックポリマーを使用し、非常に汎用性があります。
メリット:コールドランナーテンプレートの主な利点は、設備コストとメンテナンスコストが低いこと、設計がシンプルであること、さまざまなポリマーを柔軟に組み込むことができることです。
課題:コールドランナー設計は、その長所にもかかわらず、ランナー切断の必要性による無駄の増加、ホットランナー設計に比べて長いサイクル時間、冷却変化による部品の品質や硬度への潜在的な問題などの短所があります。

オーバーモールディング技術

プラスチックベース上に様々な素材を順次成形し、重要な表面を保護し、ストレスポイントに選択的に積層されたゴム-エラストマー層によってトラクション、衝撃吸収性を提供する特定の一連のステップ。

材料:熱可塑性エラストマー(TPE)、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)などの材料を使用し、柔軟性、耐久性、耐薬品性などの特性を備えた多層複合部品を製造します。
メリット:オーバーモールドは、部品を組み合わせることで製品の性能を向上させ、その結果、人間工学、耐久性が改善され、追加の組み立て工程が不要になることでコスト削減が可能になります。
課題:オーバーマニュファクチャリングのプロセスでは、層間剥離を防ぐためのアライメントの確保、金型の複雑さによる製造コストの増加の管理、創造的な自由を制限する可能性のある構造的制約への対応などの課題があります。

ムセル・マイクロセルラー射出成形

このプロセスでは、超臨界ガスを使用してポリマーマトリックス内に微細気泡セルを形成するため、必ずしも密度を損なうことなく最大15％の軽量化を実現します。その他の利点としては、他の発泡方法と比較してコスト削減と寸法安定性が挙げられます。

材料:MuCellマイクロセル射出成形は、ポリプロピレン、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタンなどの熱可塑性プラスチック材料とCO2やN2などの超臨界液体を組み合わせて、軽量で発泡性のあるプラスチック部品を作ります。
メリット:この技術は、材料とエネルギーの大幅な節約、部品の軽量化、寸法安定性の向上を実現し、自動車、包装、消費財業界に最適です。
課題:これは、最終製品の機械的特性や表面仕上げに影響を与える可能性があります。

精密型開き

金型分離の公差は1/10000インチと厳しく、マイクロ流体チップやナノ構造体に適した最小射出成形圧力範囲を正確に調整することができます。監視された工程は、早い段階でフラッシングの原因となる開口部を防ぎます。

材料:精密金型開口部には通常、硬化鋼、アルミニウム、特殊ポリマーなどの高品質材料が使用され、耐久性、耐摩耗性、高圧成形工程への耐性を保証します。
メリット:精密成形の主な利点は、設計の精度が高く、洗練された部品が製造され、材料の効率的な使用とバックグラウンドで物事を行う必要性を減らすことによって、製造コストを削減することです。
課題:精密成形の課題には、高度な設計とエンジニアリングスキルの必要性、高い初期設備コスト、収縮や反りなどのデータを管理し、制御のための厳しい公差を維持するための慎重なシステム管理の必要性などがあります。

共射出成形

同時に、硬質プラスチックと軟質プラスチックを混合し、通常の射出成形では実現できない層状またはサンドイッチ状に積層することができます。これにより、2つ以上のパーツを別々に成形するよりもはるかに強固な接合で、異なる素材を統合することができます。

材料:共射出成形は通常、ポリプロピレン、ポリエチレン、ABSなどの熱可塑性材料を使用し、外皮層と内核層に異なる材料を組み合わせて性能を向上させます。
メリット:共射出成形の主な利点は、1つの部品に異なる材料を組み合わせることで、機械的特性が向上し、材料費が削減され、生産性が向上した部品を製造できることです。
課題:共射出成形の主な課題は、表皮と表皮の特性の正確な制御、最適な交換時間、コア表面の固定や完全なアンロードなどの欠陥を克服するための金型設計の複雑さです。

バリオサーマル成形技術

温度制御システムは、射出成形の加熱/冷却システムの金型表面温度を素早く変化させ、熱損失を最小限に抑えます。これにより、部品がゆがむ可能性が低くなり、寸法が安定し、次の射出精度が安定します。

材料:特に様々な缶詰技術では、高い質感と一貫性を実現するために、熱可塑性プラスチック、エンジニアリングポリマー、複合材料などの素材を特別に使用しています。
メリット:部品品質の向上、サイクルタイムの短縮、エネルギー効率の改善などの利点があり、生産性と保管能力の向上につながります。
課題:しかし、専用機器の初期費用が高額であることや、エラーを回避し、適切な動作を保証するために温度制御システムの使用に関する専門知識が必要であることなどが課題として挙げられます。

ガスカウンター加圧射出成形

金型キャビティ内に窒素を注入し、超臨界ニトロセルロースプラスチックの発泡や微細ボイドを抑制します。気泡の発生を安定させる物理的なメカニズムがいくつかありますが、気泡内へのガスの移動もそのひとつで、中空欠陥の発生を防ぎます。

材料:ガス圧反射出成形では、通常、ポリプロピレン、ポリエチレン、熱可塑性プラスチック、ポリウレタンなどの材料を使用します。
メリット:この技術により、表面品質が向上し、部品の厚みが減少し、耐疲労性が向上し、厚い部品や薄い部品を製造する際の制御性が改善されます。
課題:ガスの圧力とタイミングを正確に制御する必要性、機器のばらつきの可能性、異なる圧力下での材料の挙動をよりよく理解する必要性などのため、ガスカウンター圧射出成形の実施は困難な場合があります。

可溶性コア射出成形

低融点の熱可塑性プラスチックである仮のコア材を金型キャビティに挿入し、アンダーカットやネガティブフィーチャーを形成することで、型抜き前に部品をアセンブリとして固定します。コア材は、部品が固化する際に加熱されたマニホールドから排出されます。

材料:ガス圧反射出成形では、通常、ポリプロピレン、ポリエチレン、熱可塑性プラスチック、ポリウレタンなどの材料を使用します。
メリット:この技術により、表面品質が向上し、部品の厚みが減少し、耐疲労性が向上し、厚い部品や薄い部品を製造する際の制御性が改善されます。
課題:ガスの圧力とタイミングを正確に制御する必要性、機器のばらつきの可能性、異なる圧力下での材料の挙動をよりよく理解する必要性などのため、ガスカウンター圧射出成形の実施は困難な場合があります。

真空排気

サイクルタイムを犠牲にすることなく、表面の孔食を防ぐために、真空ベントを通して空気/水分を高速で吸引します。これにより、粘土体内への揮発性物質の封じ込めに起因する気孔率や寸法不良を低減します。

材料:真空ベントは通常、高品質な曲面部品に適しているため、ABS、アセタール、ナイロン、PEI、PEEK、ポリプロピレンなどの材料を使用します。
メリット:真空排気の主な利点は、処理中の粒子状物質や化学汚染物質を大幅に削減し、高度な生産における最高の清浄度と品質を保証することです。
課題:真空ベントの大きな課題のひとつは、最初の換気期間中に粒子の再浮遊や汚染をコントロールすることです。

省エネサーボポンプ

製造工程をスムーズにするため、固定油圧装置を制御可能なサーボモーターに置き換え、アイドル状態のポンプによるエネルギー浪費を削減します。自動需要監視制御により、不要な機器をすべて切り離し、電力消費を最小限に抑えます。

材料:サーボ駆動の省エネポンプは、永久磁石同期モータと固定容量ポンプを主体に構成され、従来の誘導モータに比べて高い効率と力率を確保しています。
メリット:ポンプ駆動の正確な制御と不要なモーター運転の削減により、最大30-50%の省エネを実現し、運転コストの削減と環境負荷の低減を実現します。
課題:サーボ駆動ポンプは、統合が難しく、システムの改造が必要で、初期設定にコストがかかります。

超音波溶接

熱可塑性プラスチック部品のパルス音響振動により微小摩擦熱は、部品が溶接される継手溶接線に沿って溶接されます。このプロセスでは溶剤や接着剤を使用せず、数秒以内に気密性の高い接合を形成します。

材料:超音波溶着は、熱可塑性プラスチック複合材から非鉄金属、さらには繊細な電子部品に至るまで、多種多様な材料を化学的特性を変化させることなく、汚染することなく溶着できることが実証されています。
メリット:接着剤やはんだのような消耗品は一切不要で、エネルギーによる廃棄物の発生も最小限に抑えられるため、環境にも優しいのです。
課題:超音波溶接では、加圧力、周波数、振幅の溶接パラメータを制御して一貫した品質を確保し、物性差の大きい材料の溶接の難しさを克服することが課題です。

MXY: 射出成形のエキスパート

MXYは射出成形部品製造のリーディングカンパニーの一つとして、最高の精度と短いサイクルタイムで最高の自動車プロジェクトを提供する夢を実現することに専念しています。

ベンツ、アウディ、GMC、トヨタ、ポルシェなどの自動車メーカーをはじめ、様々な企業のお客様にご利用いただいております。私たちは、業界で最も効果的かつ効率的な射出成形の方法を使用して、非常に競争力のある価格で高品質のプラスチック部品を製造しています。射出成形プロセスは複雑で高価ですが、複雑な形状や詳細な部品を非常に速いペースで製造することができます。しかし、高い金型費用や、大量生産で同じ品質を提供するために厳格な工程管理を維持することの難しさなど、大きな課題があります。

MXYがお客様のプロジェクトの成功にどのように貢献できるかをご説明いたします。さらに詳しい情報をお知りになりたい方はプラスチック射出成形および金属射出成形。