インサート成形プロセスの段階的な概要

インサート成形は、金属部品とプラスチック部品を組み合わせるための重要な技術です。インサート成形には他のプロセスと比較して多くの利点があります。金属とプラスチックの完璧な組み合わせを実現し、金属の強度と耐久性、プラスチックの軽さと柔軟性を製品に提供します。

では、インサート成形とは一体何なのでしょうか？どのように機能するのでしょうか?これらの質問に答え、インサート成形に関する詳細情報を提供しますので、読み続けてください。

インサート成形とは

インサート成形、インサートとも呼ばれる 射出成形は、プラスチック材料を射出する前に、インサートを射出成形金型内の特定の位置に事前に配置するプロセスです。プラスチック材料が金型に射出された後、インサートはカプセル化され、溶融プラスチックで囲まれます。プラスチックが冷却および固化すると、インサートはプラスチック内にしっかりと埋め込まれ、ねじ、電極、その他の埋め込みコンポーネントなどの機能を備えた完成品が得られます。

このプロセスにより、金属、ガラス、木材、繊維、紙、ゴム、または事前に成形されたプラスチック部品などのさまざまなインサートをプラスチック部品に統合することができます。最も一般的なインサートは金属です。

インサート成形の用途は広範囲に及ぶため、強力で耐久性があり、軽量なさまざまなプラスチック製品の製造が可能になります。この技術は、自動車部品、電子機器の筐体、家庭用品、スポーツ用品などの製造に使用されています。

インサート成形の手順

インサート成形プロセスは、プラスチックを溶かして金型に射出して部品を形成するという点で、従来の射出成形と似ています。ただし、インサート成形プロセスの独特な点は、プラスチックが溶融して射出される前に、事前に製造されたインサートを金型キャビティに正確に配置することにあります。

ステップ 1: インサートを金型に配置する

インサート成形用の金型の設計では、インサートを金型に正確に配置することが重要なステップです。このステップが成形中の製品の安定性と最終品質を直接決定するため、エンジニアは設計プロセス中に金型内のインサートの位置に特別な注意を払います。

インサートを金型に配置するには、自動挿入と手動挿入という 2 つの主な方法があります。

自動挿入

この戦略では高度な自動化技術が活用されており、高温に耐えることができるロボットや特定の機構を採用してインサートを金型に正確に配置します。自動挿入により、効率的、正確、かつ一貫したインサートの配置が保証されます。自動機械は高温環境でも継続的かつ安定して動作できるため、大規模な生産タスクを迅速に完了し、迅速な納期を実現できます。

手による挿入

自動挿入とは対照的に、手作業による挿入では、オペレーターがインサートを1つずつ金型に手動で配置する必要があります。オペレーターが直接関与するため、金型コンポーネントを慎重に検査、梱包、組み立てることができ、各ステップがプロセス要件を満たしていることを確認できます。さらに、手作業による挿入は比較的低コストで、 少量射出成形 生産または特定のカスタムニーズ。

ステップ 2: 溶融プラスチックを金型に射出する

インサート成形の第 2 ステップは、射出装置を使用して、溶融したプラスチックを高圧下で金型に正確に注入することです。高圧下では、溶融したプラスチックが金型の隅々や隙間を素早く満たし、同時に空気を追い出し、製品内の気泡や欠陥を防ぎます。

ステップ 3: 金型を開いて成形部品を取り外す

この段階では、溶融プラスチックが金型キャビティに均一に充填された後、金型温度を事前に設定した範囲内に維持することが重要です。これにより、プラスチックが予想通りの速度で固化することが保証され、急激な温度変化によって引き起こされる内部応力や欠陥が防止されます。

金型内のプラスチックが完全に凝固し、適切な温度まで冷却されると、金型が開かれ、オペレーターは成形されたインサート部品を取り外します。

ステップ 4: 成形品をゲートから分離する

成形プロセスが完了すると、通常、成形部品はゲートにしっかりと接続されます。その後の使用や処理のために、この接続を正確に切断する必要があります。

成形品をゲートから効果的に分離するには、通常、特殊なツールと技術が使用されます。これらのツールには、ブレード、はさみ、ホット カッター、およびその他の同様のデバイスが含まれます。

ステップ 5: 細かい後処理

インサート成形品の形成後、その機能性や外観を向上させるために一連の後処理ステップが必要です。一般的な後処理手順は次のとおりです。

バリ取り： 成形プロセス中に発生する可能性のある小さなエッジやバリは、部品の外観や機能に影響を与える可能性があります。専用のバリ取り工具またはマニュアル バリ取り これらの不要な部品を除去するために使用され、部品が滑らかで洗練されたものになります。

応力緩和： 成形プロセス中に発生する可能性のある内部応力を除去するには、部品に熱処理を施す必要があります。この処理は通常、部品の使用温度よりわずかに高い温度 (摂氏 10 ～ 20 度など) で行われますが、変形温度を超えない温度で行われます。

表面の仕上げ： 製品の設計要件や用途に応じて、さまざまな表面仕上げ技術を選択できます。これらの技術には、部品の美観、耐摩耗性、またはその他の物理的特性を向上させることを目的とした印刷、研磨、電気めっきなどが含まれますが、これらに限定されません。

湿度バランス: 寸法安定性を維持し、酸化を防ぐために、成形部品を摂氏 80 ～ 100 度の熱湯に浸し、吸湿プロセスを促進します。これにより、保管中および使用中に部品が良好な性能を維持できるようになります。

インサート成形のメリット

インサート成形技術は、プラスチックの成形性、柔軟性、復元力と、金属の剛性、強度、耐熱性をシームレスに組み合わせます。複雑な設計の金属とプラスチックの一体化製品を効率的に製造し、重量を軽減し、電気製品の機能要件を満たし、製品の強度を高めます。

この技術は製品設計に新たな可能性をもたらし、二次加工の必要性を排除し、組み立て時間を短縮し、 射出成形コストさらに、多様なインサート材料を揃えているため、さまざまなシナリオに適用できます。特に、垂直射出成形機やロボットアームなどの機器と統合することで、自動化生産が可能になり、製品の信頼性と製造効率が向上します。

インサート成形のデメリット

しかし インサート成形 インサート成形には多くの利点があるが、いくつかの顕著な欠点もある。インサートの導入により金型構造が複雑になり、製造コストとサイクルタイムが増加し、自動化生産がより困難になる。さらに、インサートとプラスチックの熱膨張係数の不一致により、製品内に内部応力が生じ、製品の破損や変形につながる可能性があり、特にねじ付きインサートを使用する場合に顕著である。インサート成形中に、 射出成形の欠陥、インサートが欠落していたり​​、位置が間違っていたりすると、製品全体を廃棄しなければならなくなり、大きな損失が発生する可能性があります。

インサート成形の応用

インサート成形部品は、複数の業界にわたって幅広い用途に使用されています。彼らは次のように機能します 金属部品の代替品 ねじ付きファスナー、ギア、電気センサー、デジタル制御パネル、器具ノブ、ゴム製外被付きワイヤー、歯科用器具、パイプ、医療機器コンポーネント、補綴物、医療用ケーシング、医療用ノブ、外科用器具など、さまざまな用途に使用されます。これらのアプリケーションは、製品の性能と耐久性を向上させるだけでなく、製造コストと重量を削減します。

インサート成形の設計ガイドライン:

インサート成形の設計を行う場合は、プロセスの特性を考慮し、製造のための設計 (DFM) を実行することが重要です。

1) 材料の選択: 銅、アルミニウム、スチール、硬質プラスチック、セラミックス、ガラス、プラスチックなどのさまざまな材料をインサートとして使用できます。中でも、耐食性に優れ、加工が容易で、価格も手頃な真鍮がよく使われます。

2) 形状の考慮: インサートの形状は可能な限り円形または軸対称である必要があります。均一な収縮を促進し、局所的な応力や応力集中を防ぐために、鋭い角や角度を避けてください。

3) インサートのDFM: 金属インサートは通常、機械加工または打ち抜き加工されるため、インサートの形状はこれらの製造プロセスに適したものでなければなりません。

4) 配置に合わせたデザイン: 金型は円形の穴に簡単に対応できるため、金型内での配置と位置決めを容易にするために、インサートの突出部分 (つまり、金型に配置される部分) を円筒状に設計する必要があります。

5) 上司との統合: インサートをボスに組み込む場合、プラスチックマトリックスの安定した結合と強度を確保するために、インサートをボスの底部まで延長し(最小限の底厚を確保し)、インサートの頭部を丸くする必要があります。

オーバーモールディングとインサートモールディングの違いは何ですか?

オーバーモールディングとインサートモールディングの主な違いは、プロセスと使用される材料ショットの数にあります。

In オーバーモールド、既存のコンポーネントまたは基板が最初に金型内に配置されます。次に、溶融プラスチックまたは別の材料の 2 回目のショットが基板上に射出され、基板を封入または結合します。これにより、オーバーモールド材料が元の基板を封入または接着する結合部品が生成されます。

In インサート成形、金属インサートまたは他のタイプのインサートが最初に金型キャビティ内に配置されます。次に、溶融プラスチックが 1 ショットで金型に射出され、インサートの周囲の空間が満たされます。プラスチックが冷えて固まると、インサートと結合して複合部品が形成されます。

したがって、要約すると：

• オーバーモールディング この作業には、材料の 2 つのショットが含まれます。1 つは基板の作成で、もう 1 つは基板のオーバーモールドです。
• インサート成形では、溶融プラスチックを 1 ショットで事前に配置された金属または他のタイプのインサートと結合します。

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カタログ： 射出成形ガイド