アセタール プラスチックは、ポリオキシメチレン (POM) とも呼ばれ、優れた機械的特性、耐薬品性、寸法安定性を誇る半結晶性のエンジニアリング熱可塑性プラスチックです。その汎用性と耐久性により、自動車部品、ギア、ベアリング、家庭用電化製品など、さまざまな用途に最適な素材となっています。アセタール プラスチック部品の製造には、効率性とコスト効率に優れた製造プロセスである射出成形が一般的に使用されています。
この記事では、アセタールプラスチック射出成形プロセス、その利点、および成功裏に実装するための考慮事項について包括的な概要を説明します。
アセタールプラスチックの理解
アセタールプラスチックは、化学構造にホルムアルデヒド単位の繰り返しを含む熱可塑性ポリマーです。主な形態は、ホモポリマー (POM-H) とコポリマー (POM-C) の 2 つです。どちらのタイプも、優れた機械的強度、剛性、低吸湿性を備えています。ただし、ホモポリマーアセタールは一般に引張強度が高く、寸法安定性に優れていますが、コポリマーアセタールは耐衝撃性と耐薬品性が向上しています。
この表は、アセタールプラスチックの主な特性と、高品質の部品を製造するために必要な重要な射出成形パラメータの包括的な概要を示しています。
| プロパティ | 値 |
|---|---|
| 密度（g /cm³） | 1.41 – 1.43 |
| 融点（°C） | 175 – 180 |
| ガラス転移温度 (°C) | -60 |
| 吸水率（％） | <0.2 |
| 熱伝導率(W/m・K) | 0.3 |
| 絶縁耐力 (kV/mm) | 20 |
| 体積抵抗率(Ω・cm) | 10 ^ 15 |
| 引張強さ（MPa） | 60 – 75 |
| 曲げ強度（MPa） | 90 – 110 |
| 衝撃強さ (kJ/m²) | 4 – 6 |
| 硬度（ショアD） | 80 – 85 |
| 曲げ弾性率(MPa) | 2,500 – 3,500 |
| 圧縮強度(MPa) | 90 – 100 |
| ノッチ付きアイゾット衝撃強度（J/m） | 6 – 12 |
| 融点（℃） | 200 – 220 |
| 金型温度（℃） | 80 – 100 |
| 射出圧力(MPa) | 70 – 120 |
| 射出速度（mm/s） | 100 – 200 |
| サイクルタイム（秒） | 20 – 60 |
| 乾燥温度（℃） | 80 – 90 |
| 乾燥時間（時間） | 2 – 4 |
射出成形用アセタールグレードの比較分析
射出成形に適したアセタールのグレードの選択は、強度、剛性、耐衝撃性、温度条件など、用途の特定の要件によって異なります。Celcon M90 は一般的な用途に適したバランスを提供し、ガラス充填アセタール (RTP 800 GB 10 および 20) は、より要求の厳しい環境向けに強化された特性を提供します。
入手可能なアセタールのグレード
- セルコンM90
- RTP 800 GB 10 (10% ガラス充填アセタール)
- RTP 800 GB 20 (20% ガラス充填アセタール)
材料特性の比較
以下に、標準試験方法に従って測定された、これらのグレードのアセタールの主な材料特性の比較を示します。
| プロパティ | 試験方法 | セルコンM90 | RTP 800 GB 10 (10% ガラス充填アセタール) | RTP 800 GB 20 (20% ガラス充填アセタール) |
|---|---|---|---|---|
| 抗張力 | ASTM D648 | 9,570のプサイ | 11,500のプサイ | 14,000のプサイ |
| 曲げ弾性率 | ASTM D790 | 377ksi | 550ksi | 850ksi |
| 衝撃強度、アイゾット | ASTM D256 | 1.31フィートポンド/インチ | 1.0フィートポンド/インチ | 1.2フィートポンド/インチ |
| 熱たわみ | ASTM D648 | 230.0 F | 270.0 F | 310.0 F |
アセタール樹脂射出成形の利点
アセタールプラスチックの射出成形には、次のようないくつかの利点があります。
高い機械的強度
アセタール樹脂は、高い強度、剛性、耐摩耗性など、優れた機械的特性で知られています。射出成形されたアセタール部品は、大きな負荷や繰り返しの使用に耐えることができるため、耐久性と長寿命が求められる用途に最適です。
寸法安定性
アセタール樹脂は吸湿性が低いため、湿度による寸法変化が最小限に抑えられます。この特性と射出成形の精度が組み合わさることで、公差が狭く、寸法安定性に優れた部品が生まれます。
耐薬品性
アセタールプラスチックは多くの化学物質、溶剤、油に対して耐性があるため、過酷な環境への暴露が懸念される用途に適しています。 射出成形 これらの厳しい条件に耐えられる複雑な形状の製造が可能になります。
費用対効果
金型への初期投資は高額になる可能性がありますが、射出成形は部品あたりのコストが低く、 大量生産プロセスは高度に自動化されており、人件費が削減され、生産効率が向上します。
多才
射出成形により、複雑な形状や厳しい公差を高精度で製造できます。この汎用性により、アンダーカット、ねじ、リブなどの複雑な特徴を持つ複雑なアセタール プラスチック部品をすべて 1 回の操作で製造できます。
設計の柔軟性
射出成形により、複雑な形状や精巧なディテールを持つ部品の製造が可能になります。アセタール樹脂は流動性に優れているため、複雑な形状に成形しやすく、幅広いデザインの可能性が広がります。
アセタール樹脂射出成形を成功させるための考慮事項
アセタール樹脂の射出成形を成功させるには、高品質で精密かつ信頼性の高い部品を確保するために、いくつかの重要な要素に注意する必要があります。射出成形プロセスで最適な結果を達成するために考慮すべき重要な事項を以下に示します。
金型設計
射出成形プロセスの成功には、金型の設計が重要です。部品の効率的な充填、冷却、排出を確実に行うには、金型の材質、ゲートの位置、冷却チャネルなどの要素を慎重に考慮する必要があります。
材料の選択
アセタール プラスチックには多くの利点がありますが、特定の用途に適したグレードを選択することが重要です。アセタール プラスチックのグレードによって、衝撃強度、耐摩耗性、熱安定性などの特性が異なります。
プロセス制御
高品質の部品を製造するには、温度、圧力、タイミングなどの射出成形プロセス パラメータを正確に制御することが不可欠です。プロセスの安定性と一貫性を維持するには、これらのパラメータを定期的に監視および調整する必要があります。
品質検査
最終製品の定期的な品質検査は、製品が必要な仕様を満たしていることを確認するために不可欠です。検査方法には、目視検査、寸法測定、機械試験などがあります。
アセタール樹脂射出成形の用途
アセタールプラスチックは、その優れた特性により、さまざまな業界で利用されています。一般的な用途は次のとおりです。
- ギア
- ベアリング
- ブッシング
- スナップフィット
- ロック機構
- 電気コネクタ
- ファスナー
- 滑車
- 真空管
- ハウジング
- ガイド
- スペーサ
- スプロケット
- ハンドル
- クランプ
アセタールとナイロンの射出成形ではどちらが優れていますか?
高精度、滑らかな表面仕上げ、さまざまな条件下で寸法安定性を維持する部品が必要な場合は、アセタールを選択してください。低摩擦と高い機械的強度が求められる用途に最適です。
摩耗条件下でも優れた性能を発揮し、コスト効率に優れた、丈夫で耐衝撃性のある素材が必要な場合は、ナイロンを選択してください。吸湿による寸法変化が許容される用途に適しています。
アセタールとの比較表はこちら ナイロン射出成形: この表は、プロジェクトの特定の要件に基づいて決定できるように、各カテゴリでどの材料が優れているかをまとめたものです。
| プロパティ | アセタール（POM） | ナイロン（PA） |
|---|---|---|
| 高い機械的強度 | ✔<2ja> | ✔<2ja> |
| 低摩擦 | ✔<2ja> | ❌ |
| 寸法安定性 | ✔<2ja> | ❌ |
| 滑らかな表面仕上げ | ✔<2ja> | ❌ |
| 良好な機械加工性 | ✔<2ja> | ❌ |
| 耐衝撃性 | ❌ | ✔<2ja> |
| 耐摩耗性 | ✔<2ja> | ✔<2ja> |
| 自己潤滑 | ✔<2ja> | ✔<2ja> |
| 吸湿 | ❌ | ✔<2ja> |
| 費用対効果 | ❌ | ✔<2ja> |
| 低温でのパフォーマンス | ❌ | ✔<2ja> |
| 高湿度下でのパフォーマンス | ❌ | ✔<2ja> |
| 加工のしやすさ | ✔<2ja> | ❌ |
| 研磨条件への適合性 | ✔<2ja> | ✔<2ja> |
アセタールはデルリンと同じですか?
いいえ、アセタールとデルリンはまったく同じではありませんが、密接に関連しています。アセタールは、強度と低摩擦で知られるホモポリマーとコポリマーの両方を含む熱可塑性プラスチックのグループを指します。デュポンのブランド名であるデルリンは、一般的なアセタールコポリマーと比較してわずかに優れた機械的特性と寸法安定性を備えた特定のタイプのアセタールホモポリマーです。
デルリンは射出成形できますか?
はい、デルリンは射出成形が可能です。デルリンは加工が容易で、厳しい公差で精密部品を製造できるため、自動車、電子機器、消費者製品などの業界の幅広い用途に適しています。
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質疑応答
アセタールホモポリマーは強度と剛性が高く、アセタールコポリマーは耐薬品性と熱安定性に優れているため、熱水や化学物質にさらされる用途に適しています。
アセタールは摩擦係数が低く、耐摩耗性が高いという特徴があり、特に継続的な動きや摩擦を受ける部品においては、他の多くのプラスチックよりも耐久性に優れています。
アセタールは、溶融温度 190～230°C、金型温度 80～110°C、中～高射出圧力 (700～1500 psi) で加工する必要があります。材料を適切に乾燥 (80°C で 2～4 時間) することも重要です。
一般的な課題としては、材料が過熱した場合の熱劣化、アセタールの硬さによる離型性の難しさ、冷却プロセスが最適化されていない場合の潜在的な反りなどが挙げられます。
はい、アセタールは優れた寸法安定性と低収縮性により、厳しい公差で複雑な形状に成形できます。ただし、部品をスムーズに取り出すには、抜き勾配のある適切な金型設計が重要です。
この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
