ガラスのような透明度と優れた耐候性で知られるアクリルは、自動車から医療機器まで、さまざまな業界で人気の素材です。アクリル射出成形がなぜ特別なのか、そのプロセスはどのように機能するのか、そして最良の結果を得るために考慮すべき点について詳しく見ていきましょう。
アクリル射出成形とは何ですか?
アクリル射出成形は、アクリル樹脂を加熱して溶融液にする製造プロセスです。この液体は、高圧下で金型のキャビティに注入されます。冷却されると、アクリルは固まり、金型の形状になります。このプロセスにより、複雑で精巧な部品を高精度で作成できます。
なぜアクリルを選ぶのか？
ポリメチルメタクリレート (PMMA) としても知られるアクリルには、次のようないくつかの利点があります。
- アクリルは優れた光学的透明性を備えているため、透明な用途に最適です。
- 黄ばんだり劣化したりすることなく、紫外線や屋外環境に耐えます。
- ガラスよりも耐衝撃性に優れており、さまざまな用途で信頼性の高いパフォーマンスを発揮します。
- アクリルはガラスよりも軽いので、取り扱いや輸送が簡単です。
- 一般的にガラスやその他の透明素材よりも手頃な価格で、予算に優しい選択肢を提供します。
- 切断、成形、加工が簡単なので、設計と製造の柔軟性が向上します。
アクリル素材の特性
アクリル素材の特性を示す表を以下に示します。
| カテゴリー | プロパティ |
|---|---|
| 密度（g /cm³） | 1.13-1.19 |
| 収縮率（％） | 0.4-0.61 |
| ロックウェル硬度(R) | 71-102 |
| 降伏点引張強度（PSI） | 6,390-10,700 |
| 破断点伸び (%) | 3.0-12 |
| 曲げ弾性率 (PSI) | 247,000-509,000 |
| 曲げ強度（PSI） | 6,770-18,900 |
| 衝撃強度（アイゾット、kJ/m²） | 1.0-1.2 |
| 熱変形温度 (°C) | 85-95 |
| 熱伝導率(W/m・K) | 〜0.19 |
| 吸水率（％） | 〜0.3-0.5 |
| 乾燥温度（℃） | 75-91 |
| 乾燥時間（時間） | 3.4-5.1 |
| 融点（℃） | 225-272 |
| 金型温度（℃） | 59.4-81.1 |
アクリル射出成形のプロセス
アクリル射出成形の仕組みを段階的に説明します。
- 材料の準備: アクリル樹脂ペレットは慎重に選別され、最終製品の品質に影響を与える可能性のある水分を除去するために乾燥されます。水分は成形プロセス中に気泡や欠陥を引き起こす可能性があります。
- 溶解と射出乾燥したアクリルペレットは射出成形機に投入され、溶融状態になるまで加熱されます。その後、溶融したアクリルは高圧下でノズルから押し出され、精密に設計された金型のキャビティに送り込まれます。
- 冷却固化アクリルが金型の空洞に充填されると、急速に冷却されて固まります。
- 排出と後処理: アクリルが十分に冷却された後、金型を開き、成形された部品を取り出します。要件に応じて、希望の仕上がりを得るために、トリミング、研磨、塗装などの後処理手順が必要になる場合があります。
アクリル射出成形の重要な設計ガイドライン
ここにいくつかのキーがあります 射出成形設計 ガイドラインに従ってください。
- 壁の厚さ: 壁の厚さを 0.025 インチから 0.150 インチ (0.635 から 3.81 mm) に維持します。欠陥を避けるために、部品全体にわたって厚さが一定であることを確認します。
- 半径: 鋭角な角は避けてください。成形性を向上させ、応力を軽減するには、壁の厚さの少なくとも 25% の半径を使用してください。強度を高めるには、壁の厚さの 60% の半径を目指してください。
- ドラフト角度: 金型から簡単に取り出せるように、0.5° ～ 1° の抜き勾配を設定します。光学的に透明な部品の場合は、より滑らかな仕上がりにするために、より大きな抜き勾配が必要になる場合があります。
- 部品公差:
- 商業的許容範囲: 160 mm 未満の部品の場合、許容範囲は 0.1 ～ 0.325 mm です。
- 微細な公差: 100 mm 以下の部品の場合、許容誤差は 0.045 ～ 0.145 mm になります。
表面欠陥、寸法の不正確さ、熱劣化などの一般的な問題を回避するには、適切な処理が不可欠です。
- アクリルは水分を吸収するため、曇りや 射出成形の欠陥 適切に乾燥されていない場合は、加工前にアクリルペレットを 3.4 ～ 5.1 時間乾燥させてください。
- 熱分解による茶色や焦げ跡を防ぐため、アクリルの過熱は避けてください。
- アクリルの粘度のため、通常はより高い圧力が必要です。圧力が高すぎると部品が固着する可能性があり、圧力が低すぎると許容範囲外の部品が作られる可能性があります。
- 最適な速度により、焦げ付きや仕上がり不良などの問題を防ぐことができます。速度が速すぎると欠陥が発生する可能性があり、速度が遅すぎると金型の充填が不完全になる可能性があります。
- アクリルは冷却中に 0.4 ～ 0.61% 収縮します。寸法精度を確保するには、金型設計でこの点を考慮してください。収縮は圧力、温度、保持条件によって影響を受けます。
アクリル射出成形の利点
アクリル射出成形にはいくつかの魅力的な利点があり、透明で耐久性のあるプラスチック部品を製造するための人気のある選択肢となっています。
- アクリルは、特定のデザインや機能の要件に合わせて、簡単に着色、テクスチャ加工、コーティングすることができます。
- 処理温度が低いため必要なエネルギーが少なくなり、コストが削減されます。
- 日光や雨に耐え、屋外での使用に最適です。
- 大量生産でも正確な寸法を維持します。
- さまざまな化学物質に耐え、工業用途に適しています。
- 光透過率91%～93%の高い透明度を実現。
- 100% リサイクル可能で、ガラスに代わる環境に優しい代替品です。
アクリル射出成形の用途
アクリル射出成形は、以下を含む幅広い用途に使用されています。
- 光学レンズ
- ディスプレイパネル
- ライトカバー
- 自動車用テールライト
- 保護カバー
- 医療機器のケーシング
- 看板とディスプレイ
- 水族館
- 電話ケース
- 化粧品容器
- 照明器具
- ガラス交換パネル
アクリル成形の温度は何度ですか?
アクリル射出成形では、溶融温度は 225°C ～ 272°C (437°F ～ 522°F) の範囲で、金型温度は通常 59.4°C ～ 81.1°C (139°F ～ 178°F) です。高品質で欠陥のない部品を製造するには、適切な温度制御が不可欠です。
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Q＆A
アクリル射出成形に使用される主な材料は、アクリルガラスとしても知られるポリメチルメタクリレート (PMMA) です。これは、光学的透明性と耐候性に優れた、透明で耐久性のある熱可塑性プラスチックです。
アクリル射出成形は、透明性と耐久性で知られるアクリル樹脂を特に使用します。他のプラスチック成形方法とは異なり、材料特性と、反りや変色を防ぐための温度と圧力の制御など、アクリル成形に伴う特有の課題が異なります。
アクリルは、光学的透明性、耐久性、耐候性に優れているなどの利点があります。また、軽量で複雑な形状に簡単に成形できます。さらに、アクリルはリサイクル可能なので、環境に優しい選択肢です。
はい、アクリル射出成形部品は耐候性と耐久性に優れているため、屋外での使用に適しています。ただし、適切な材料の選択と設計を確実に行うには、特定の用途と環境を考慮することが重要です。
はい、アクリル射出成形部品は、成形プロセス中または後処理段階で、色、質感、コーティングなどをカスタマイズできます。これにより、幅広いデザイン オプションが可能になります。
カタログ： 射出成形ガイド
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。
