2 ショット射出成形: プロセスと設計ガイド

2ショット射出成形入門

2 ショット射出成形は、ダブル射出成形、2 ファブリック 2 ショット成形、または XNUMXK 成形とも呼ばれ、XNUMX つの異なる材料または色を XNUMX 回の成形サイクルで組み合わせて部品を製造するプロセスです。この技術は、特に同じ部品の異なる領域で異なる材料特性を必要とする複雑な製品の場合、製造業界に革命をもたらします。

本質的に、2 ショット射出成形では、XNUMX つの異なる材料を金型に連続的に注入します。このプロセスにより、メーカーは機能性と美観が向上し、組み立てコストが削減された部品を作成できます。

2 ショット射出成形の仕組み

このプロセスは、最初の材料を金型に注入することから始まります。この材料が部分的にまたは完全に固まると、金型は回転または移動して 2 番目のキャビティと位置合わせされ、2 番目の材料が注入されます。この 2 番目のショットが最初のショットと結合し、1 つの統合された部品が完成します。

ステップ1：準備

2 ショット射出成形プロセスを開始する前に、徹底した準備が重要です。これには、原材料の選択、金型の設計と組み立て、および XNUMX セットの射出フレームワークを備えた射出成形機のセットアップが含まれます。

ステップ2: 最初のショット

最初の材料が金型に注入され、設計に従って特定の領域が充填されます。この材料は、硬質プラスチック、エラストマー、または意図された機能に適したその他の材料にすることができます。

ステップ3: 金型の回転とセカンドショットの射出

1 ショット目のコンポーネントが固まった後、金型が回転して 1 ショット目のコンポーネントを 2 番目のキャビティに露出します。ここで、異なる種類のプラスチックが 2 番目の注ぎ口から金型に注入され、1 ショット目のコンポーネントがオーバーモールドされます。1 ショット目の温度が 2 ショット目の初期条件として機能し、2 つの材料間の強力な結合が確保されます。

ステップ 4: 冷却と排出

金型は再び冷却され、オーバーモールドされた部品が固まります。冷却されると、金型が開き、完成品が取り出されます。射出、冷却、脱型を含むサイクル全体は、通常サイクル時間と呼ばれる所定の時間枠内で実行されます。

2ショット射出成形の利点

2 ショット射出成形の主な利点は次のとおりです。

1. 異なる素材と色を 1 つのパーツに組み合わせます。
2. 複数の材料を 1 つのサイクルに統合することで組み立てコストを削減します。
3. 材料間の結合を強化し、寸法を一定に保ちます。
4. ステップを統合し、リードタイムを短縮し、コストを削減します。
5. クリエイティブな色と質感の組み合わせを可能にします。
6. 他の方法では実現が難しい複雑なデザインを可能にします。
7. 単一の成形サイクルを使用することで材料の無駄を最小限に抑えます。

2ショット射出成形設計ガイド

2 ショット射出成形を設計する場合、プロセスの成功と最終製品の機能性を確保するために考慮すべき重要な要素がいくつかあります。

材料の選択

2 ショット射出成形に適した材料を選択することは重要です。考慮すべき要素には、適合性、耐薬品性、機械的特性、美観などがあります。ポリプロピレン、ABS、PC、ナイロンは、汎用性と加工のしやすさから、よく使用される材料です。

金型設計

金型設計では、2 つの異なる材料を連続的に注入することを考慮する必要があります。設計上の重要な考慮事項は次のとおりです。

• 均一な肉厚均一な壁厚を維持することで、均一な冷却と流れが確保され、ヒケ、ボイド、残留応力のリスクが軽減されます。
• 半径とフィレット: 鋭い角は応力集中を引き起こし、塑性流動に影響を与える可能性があるため、避けてください。材質と用途に応じて、最小半径 2.5 mm ～ 3.2 mm が推奨されます。
• リブとボス: リブは剛性と強度を高めるために使用されます。リブの高さと厚さは、ヒケやショートショットを防ぐために慎重に設計する必要があります。高さが 15 mm を超えるリブは、壁の厚さを均一に保つために中抜きする必要があります。
• パーティングラインとアンダーカット: パーティング ラインとアンダーカットに半径を追加することは通常必要ありませんが、金型設計が複雑になる可能性があります。

温度制御

2 ショット射出成形プロセスでは、温度が重要な役割を果たします。適切な流動と結合を確保するには、第 XNUMX ショットと第 XNUMX ショットの溶融温度を慎重に制御する必要があります。金型温度は冷却速度にも影響し、その結果、最終製品の品質にも影響します。

サイクルタイム

2 ショット射出成形のサイクル タイムには、射出、冷却、脱型、その他の補助操作にかかる時間が含まれます。サイクル タイムを最適化することは、生産効率を最大化するために不可欠です。サイクル タイムに影響を与える要因には、材料特性、金型設計、機械の能力などがあります。

分析とシミュレーション

FEM (有限要素法) 解析などの高度なシミュレーション ツールを使用して、2 ショット射出成形プロセスをシミュレートできます。これらのツールは、実際の成形プロセスを開始する前に、反り、ヒケ、流動の問題などの潜在的な問題を特定するのに役立ちます。

2ショット射出成形とオーバーモールディング

2ショット成形とオーバーモールドのどちらを選択するかは、お客様の特定のニーズによって異なります。複雑なマルチマテリアル機能と強化されたパフォーマンスを備えた部品が必要な場合は、2ショット成形が適している可能性があります。ただし、既存のコンポーネントに機能的または人間工学的な機能を追加する必要がある場合は、 オーバーモールド より費用対効果が高く実用的な選択肢となる可能性があります。

2 ショット成形とオーバーモールディングの違いをすぐに理解できるように、比較表を以下に示します。

側面	2ショット射出成形	オーバーモールディング
プロセス	2 つの異なる材料を同じ金型に連続的に注入します。	すでに成形された基板の上に 2 番目の材料を注入します。
金型設計	複雑で、回転や再配置のメカニズムが必要になることがよくあります。	よりシンプルで、ベース部分に既存の金型を使用することが多いです。
アプリケーション	統合されたマルチマテリアル機能を備えた部品の作成に最適です。	事前に成形された部品にグリップやシールなどの機能を追加するのに最適です。
Advantages	– 統合されたコンポーネントにより組み立ての必要性が軽減されます。 – 複合素材による機能性の向上。 – 複雑な部品の設計柔軟性が向上します。	– よりコスト効率の高いツール。 – パーツを組み合わせることで組み立てが簡単になります。 – 機能性を高める多彩な素材の組み合わせ。
デメリット	– 金型の複雑さによりツールコストが高くなります。 – 連続したステップによりサイクル時間が長くなります。	– 材料間の潜在的な結合の問題。 – 複雑なマルチマテリアル部品を作成するのではなく、機能の追加に限定されます。
費用	金型の設計とプロセスが複雑なため、通常は高くなります。	特に既存の金型を使用する場合は、通常は低くなります。
設計の複雑さ	複雑なマルチマテリアル設計と統合を処理できます。	機能が追加された、よりシンプルなアプリケーションに適しています。

2ショット射出成形アプリケーション

2 ショット射出成形は、自動車、家電、医療機器などの業界で広く使用されています。シール、グリップ、クッション機能が組み込まれた部品を作成する場合に特に便利です。

まとめ

2 ショット射出成形は、正しく実行すると製品の機能性、耐久性、美観を大幅に向上できる高度なプロセスです。材料の適合性、設計の複雑さ、プロセス パラメータを慎重に考慮することで、メーカーはこの技術を活用して、今日の競争の激しい市場の需要を満たす高品質の部品を生産できます。

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