射出成形は、プラスチックペレットを溶かすプロセスです。射出成形メーカーは、溶融プラスチックを金型のキャビティに注入します。部品を冷却して固化させた後、圧力を加えて充填を完了します。最終段階では、金型を開いて完成した部品を取り出します。
今日、射出成形は欠かせないものとなっています。自動車、医療、消費財などの業界は大きな消費者です。次の記事では、プロセス、設計、材料など、プラスチック射出成形の基礎について説明します。
射出成形プロセスのステップバイステップ
射出成形プロセスは複雑です。ただし、正しいプロトコルを使用すれば、高品質のプラスチック部品が製造されます。手順を順を追って説明します。
クランプ
これは円筒状の金型で、部品に形を与えます。さらに、金型は 2 つの半分で構成されており、XNUMX つは固定部分、もう XNUMX つは可動部分です。金型は、溶融プラスチックを射出する前に、大きな力を加えるユニットによって完全に締め付けられます。
この方法により、このプロセス中に材料がデザインから漏れ出すのを防ぎます。 トン単位で測定されるクランプ力により、金型がしっかりと密閉されます。 ほんのわずかなずれでも最終製品に欠陥が生じる可能性があるため、これは非常に重要なステップです。
注射
熱硬化性ポリマー プラスチックペレットが機械のバレルに投入されます。バレル内では、スクリューまたはプランジャーのシステムによって熱が加えられます。これにより、要素がプラスチックに溶けます。溶融したプラスチックは、高圧下で金型のキャビティに注入されます。空気の制御が適切でないと、ボイドや不完全な部品などの欠陥が発生する可能性があります。
射出成形における冷却システム
射出成形プロセスを経て、プラスチックは金型内部のキャビティ内で冷却され、硬化し始めます。適切な冷却により均一な凝固が保証されます。部品の形状と形状が維持されます。
ただし、冷却が不均一になると、反りや収縮などの欠陥が発生する可能性があります。このステップは、材料の種類と成形部品の厚さに応じて異なる時間枠で実行されます。
排出
部品が完全に硬化したら、金型が開き、エジェクタ ピンまたはプレートが部品を押し出します。部品は損傷を防ぐために慎重に取り出されます。金型がリセットされ、サイクルが繰り返されます。
射出成形機の分類
油圧マシン
したがって、油圧射出成形機は、さまざまなプロセスに油圧操作を使用する機械です。これらの機械は、大型のプラスチック部品の製造によく使用されます。
これらは通常、自動車や重機製造業界などの高圧アプリケーションを扱うアプリケーションで使用されます。
電気機械
電気機械は、高い精度とエネルギー効率を提供します。油圧機械よりも速く動作します。小さくて複雑な部品を簡単に製造できます。動作音が静かでメンテナンスの手間がかからないため、複雑な設計に好まれることが多いです。
CAD は金型設計にどのように影響しますか?
金型は通常、エンジニアが頻繁に使用する CAD ソフトウェアを使用して設計されます。ドア 1 枚を製造する前に、CAD ツールで金型シミュレーションの正確なモデリングが提供されます。これらのシミュレーションを使用すると、フロー不足や冷却などの問題を早期に修正できます。
CAD を使用すると、コンピューター上で金型をテストできます。これにより、ミスが減り、時間が節約されます。
金型設計の重要性
高品質の金型を使用すれば、手順がスムーズに進み、部品の品質も最高になります。標準以下の金型設計は、欠陥、無駄、生産コストの増加につながる可能性があります。一貫性と信頼性のある製造を行うには、すべての金型を仕様に合わせて設計、テスト、構築する必要があります。
部品仕様の定義
すべては製品のニーズを正確に把握することから始まります。部品の寸法、表面仕上げ、機能上の許容誤差を確認するのはエンジニアの仕事です。たとえば、平歯車などの部品は、適切に機能するために通常、厳しい許容誤差範囲内でなければなりません。
しかし、設計は、部品が使用される環境によってもある程度左右されます。たとえば、化学物質や高温にさらされる部品には、特定の材料や特定の壁厚のみを使用する必要がある場合があります。
部品の3Dモデルを設計する
エンジニアは、CAD ソフトウェア (SolidWorks や Fusion 3 など) を使用して 360D モデルを作成します。CAD モデルは、ドラフト角度や均一な壁の厚さなど、必要なすべてのパラメータを備えたモデルです。
損傷なく取り出すには、1°～2°の抜き勾配が必要です。均一な壁厚により、内部応力や欠陥を回避できます。医療機器ケースなどでは、薄く均一な壁と複雑な輪郭が不可欠です。
金型キャビティとコアの設計
中空部分とコアは金型の中心です。製品の外面と内面を表します。これらはエンジニアによって 3D モデル上で開発されます。鋼鉄などの耐久性のある材料は大量生産用に設計されています。
しかし、試作品や少量生産の製品を作る場合は、アルミニウムの型が適しています。ポリプロピレンやナイロンなどのプラスチックは収縮率が異なるため、収縮率も考慮する必要があります。この変化は設計で考慮されます。
ランナー、ゲート、ベントを作成する
ランナーとゲートは、液体プラスチックをキャビティに導きます。その設計は、金型の充填の均一性とプラスチックのスムーズな流れに影響します。ランナーとゲートは、プラスチックを溶融状態に保つ必要があるか (ホット ランナー システム)、またはより安価にできるか (コールド ランナー) という点で異なります。
典型的な温度
- マニホールド 180-240°C
- ノズル 200～260°C
- 溶融温度: 220～300℃。
製品の形状とサイズに応じて、エンジニアは使用するゲートの種類 (ピン ゲートまたはエッジ ゲート) を選択します。射出中に金型から空気を排出できます。
駆動チャネルの設計
要点 冷却チャネルは、金型の熱制御において重要な役割を果たします。これらのチャネルは、溶融プラスチックの熱を吸収するために水または油を循環させます。複雑な金型の場合、コンフォーマル冷却チャネルは 3D プリントされることがよくあります。
排出システムの実装
部品が冷却された後、エジェクタ ピン/プレートが部品を金型から取り出します。部品の機能領域に跡が残らないように配置する必要があります。複雑なディテールを持つ製品には、空気排出システムや特定の表面仕上げを実現するコーティングが使用されます。
不適切な排出により部品が損傷し、生産中にさらに多くの廃棄物が発生する可能性があるため、これは非常に重要です。
金型のシミュレーションとテスト
エンジニアは、製造前に Autodesk Moldflow などのソフトウェアを使用して、アセンブリで使用されるコンポーネントをシミュレートし、製造用の金型を設計します。シミュレーションでは、溶融プラスチックが金型をどのように流れるかを調べ、欠陥を特定します。
たとえば、2 つのプラスチックの流れが合流するポイントは、弱点になる可能性があります。設計調整時にこれに対処する必要があります。仮想テストを使用して金型設計を作成するときに発生するエラーとコストを削減します。
金型の製造
最終設計は、機械加工に適した設計図に変換されます。金型は、CNC マシンと放電加工 (EDM) を使用して切断および成形されます。金型にわずかな欠陥があると、間違った部品が作られる可能性があるため、これらのプロセスには高い精度が求められます。金型は、その後、研磨またはテクスチャ加工されて、希望する表面仕上げが実現されます。
金型設計用ソフトウェア
現代の金型設計は、CAD とシミュレーション ツールに大きく依存しています。Siemens NX や SolidWorks などのプログラムを使用することで、エンジニアは極めて正確な設計を開発し、フロー パターンをモデル化することができます。たとえば、SolidWorks Plastics は、キャビティ内のプラスチックの流れを予測し、ショート ショットなどの潜在的な問題を特定します。
射出成形に使用される材料
射出成形: 使用されるプラスチックの種類は用途によって異なります。まず、主な種類は熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチックに分類されます。
熱可塑性プラスチック
熱可塑性プラスチックの例としては、PP、ABS、PE などがあります。これらのプラスチックはリサイクル可能で、耐久性があり、柔軟性があります。加熱すると溶け、冷却すると固まります。100% バージン材料を含むその他のプラスチックには、熱可塑性プラスチックがあります。熱可塑性プラスチックは、消費財や EV 部品に広く使用されています。
熱硬化性プラスチック
耐熱性は、カスタム射出成形部品の製造に重要です。エポキシ樹脂とフェノール樹脂は、耐熱性熱硬化性プラスチックです。一度硬化すると、再成形や再成形はできません。これらの材料は、電子部品に最適です。
射出成形の用途
さまざまな分野で使用される射出成形部品。これらの業界は、電気自動車から医療分野まで多岐にわたります。:
自動車産業
ダッシュボードパネル、バンパー、エンジンカバー、その他の自動車部品は、プラスチック射出成形で作られています。これらの部品は金属よりも軽量なので、自動車のガソリン消費量を削減できます。このプロセスでは複雑な形状を製造できます。自動車に搭載される部品の量が最小限に抑えられます。ABS とポリプロピレンは、熱的に安定しており、非常に耐久性のあるプラスチックです。
医療セクター
医療分野では、プラスチック射出成形は注射器、手術器具、医療機器のパッケージの製造に使用されています。ポリカーボネートは、このような製品の製造によく使用される材料です。
体内で使用しても安全で、滅菌も可能です。実際、射出成形により使い捨て製品の大量生産も可能になります。
消費者製品
プラスチック射出成形は家庭用品の製造にもよく使用されます。一般的な例としては、おもちゃ、台所用品、電子機器の筐体などがあります。これにより、メーカーはこれらの高品質の製品をより安価に製造できるようになります。
結論
カスタム射出成形 多くのメリットが得られますが、信頼できる会社に連絡する必要があります。なぜでしょうか? これは、高コストや設計上の不具合などの問題に対処するために重要です。
rjcmoldは中国を拠点とする大手射出成形会社です。エンドツーエンドの完全統合型射出成形サービスを提供しています。設計、金型設計、製造まで一貫して行っています。インサート成形とオーバーモールディングを専門としており、医療機器および医療機器分野に精通しています。 LSR成形.
よくあるご質問
プラスチック射出成形とは何ですか?
プラスチック射出成形機のオペレーターは、溶融プラスチックを金型に注入して部品を作成します。これは大量生産プロセスです。
カスタム射出成形金型のコストはいくらですか?
最低価格（金型費用約 1,000 ～ 5,000 ドル）。最高価格（金型費用 80,000 ドル以上）。金型の複雑さ、金型の材質、金型の設計、表面仕上げは、プラスチック金型の最終コストを決定する上位 3 つの要素です。
プラスチックの射出成形は難しいですか？
専門会社であれば難しくはありません。ただし、設計、ツール、処理に関する専門知識が必要になります。
射出成形に使用されるプラスチックは何ですか?
ABS、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレンなど、種類は多数あります。
プラスチックの押し出し成形と射出成形の違いは何ですか?
プラスチックの押し出し成形では連続した形状を作ることができますが、射出成形では個別の部品が作られます。
