ゴム射出成形：プロセス、タイプ、材料、用途

ゴム射出成形は、複雑なデザインと厳しい公差を持つゴム部品や製品の製造に広く使用されている製造プロセスです。この方法は非常に効率的で、大量の部品を迅速かつ一貫して製造できます。この記事では、詳細なプロセス、ゴム射出成形のさまざまなタイプ、およびこの多用途技術のさまざまな用途について詳しく説明します。

ゴム射出成形入門

ゴム成形品 ゴム成形は、ゴム材料を特定の形状とサイズの部品または製品に加工する製造プロセスです。このプロセスでは、未加硫ゴム混合物を金型に入れ、熱と圧力を加えて流動させて金型の空洞を満たし、最後に加硫反応を起こして強くて耐久性のある完成品を形成します。ゴム成形技術は、自動車、医療、消費財、産業機器など、さまざまな産業分野で広く使用されています。以下は、ゴム成形プロセスの詳細な紹介です。

ゴム部品の作成手順

ゴム部品の作成には、最終製品が設計仕様と性能要件を満たすようにするための一連の正確な手順が含まれます。

ゴム型設計

ゴム射出成形では金型設計が非常に重要です。主な考慮事項は次のとおりです。

• コンポーネント設計: 部品の形状、サイズ、許容誤差の要件を明確に定義します。設計上の考慮事項には、ゴムの流動特性と収縮率が含まれます。
• 材料の選択部品の用途や性能要件に応じて、天然ゴム、シリコン、合成ゴムなどの適切なゴム材料を選択します。
• 金型材料: 金型材料は、通常、鋼鉄またはアルミニウムを使用し、高い強度と耐熱性を備えている必要があります。材料が異なると、金型の寿命と成形品質に影響します。

ゴム型の製造

高品質のゴム型の製造プロセスには、通常、次の手順が含まれます。

金型加工:

• 鋳造金型耐熱材料（鋳鉄やアルミニウムなど）を使用し、大型サイズや単純な形状に適した鋳造プロセスで金型を作成します。
• CNC加工: CNC 工作機械を利用して、高精度で複雑な形状に適した金型キャビティとコア部品を正確に加工します。
• EDM加工放電加工（EDM）により複雑な形状や微細構造を加工します。特に硬化鋼やチタン合金などの硬い金型材料に効果的です。

組み立てとテスト:

金型処理が完了したら、金型部品が適切に位置合わせされていることを確認するために、組み立てて初期テストを実施します。その後、試作生産を実行して、設計要件を満たす部品を製造できる金型の能力を確認します。

加硫

加硫は、ゴムを加硫剤（硫黄など）で加熱することで、ゴムの弾力性と強度を高めます。このプロセスには、次の内容が含まれます。

• ゴムの予熱: 射出前にゴム化合物を加熱して流動性を改善し、射出中に金型キャビティが完全に充填されるようにします。
• 射出成形: 予熱したゴムを加熱した金型キャビティに高圧で注入し、金型を完全に満たして希望の形状を形成します。
• 加硫: 射出成形後、金型を高圧・高温に保ち、ゴムの加硫を促進して物理的特性を高めます。
• 冷却と脱型: 加硫が完了したら、金型を冷却し、完成した部品を金型から取り出し、余分なバリを切り取ります。

なぜゴム射出成形を行うのですか?

• 大量の部品を迅速に生産できるため、大量生産の要件に応じて生産効率が向上します。
• 多様な設計要件を満たす、複雑な形状と詳細を持つ部品の製造が可能です。
• 金型の高精度と一貫性を保証し、各部品の品質と寸法精度を維持します。
• さまざまな種類のゴム材料を使用でき、特定の用途要件に基づいて最適な材料を選択できます。
• 金型の初期コストは高くなりますが、大量生産時の単価は低いため、大量生産に適しています。

ゴム射出成形の種類

ゴム射出成形は、使用される特定の技術と材料に基づいていくつかのタイプに分類できます。

1.射出成形

ラバー 射出成形 以下のタイプに分けられます。

有機ゴム注入

有機ゴム射出成形は、射出成形機を使用して予め混合されたゴム材料を加熱して可塑化し、溶融したゴム材料を高圧で金型キャビティに注入する高度なゴム成形技術です。金型内で、ゴム材料は一定時間加硫反応を経て、最終的に目的のゴム製品に固化します。

Advantages:

• プロセスの簡素化: 従来のゴム成形プロセスと比較して、有機ゴム射出成形は製造工程を大幅に簡素化します。射出成形機は高度な自動化機能を備えているため、面倒な手動操作が削減され、生産効率が向上します。
• エネルギー消費の削減: 有機ゴム射出成形機には通常、温度を正確に制御できる精密加熱および冷却システムが装備されており、加熱および冷却プロセスがより速く、効率的になります。これにより、エネルギー効率が向上し、生産コストが削減されます。
• 生産効率の向上：射出成形機はゴム材料を素早く加熱・冷却できるため、生産サイクル全体が大幅に短縮されます。また、射出成形機は連続生産も実現できるため、生産効率がさらに向上します。
• 均一性が良く、安定性が高い：射出成形機の温度と圧力を制御することで、ゴム材料を金型キャビティ内に均一に分散させ、均一性が良く、安定性が高いゴム製品を得ることができます。これは、製品品質の向上とスクラップ率の削減に非常に重要です。

短所：

• 高い生産コスト：有機ゴム注入は特別な 射出成形機 金型が必要となり、これらの設備の製造コストが高くなります。また、生産工程において原材料、設備、金型などに対する要求が高いため、生産コストも高くなります。
• 高い加工技術要件：有機ゴムの射出成形には、オペレーターの高いスキルが必要です。オペレーターは、射出成形機の操作スキルを習得し、ゴムの特性と加硫プロセスを理解して、生産プロセスの円滑な進行を確保する必要があります。また、金型の寿命と製品の品質を確保するために、金型の定期的なメンテナンスと保守も必要です。

アプリケーション：

有機ゴム射出成形技術は、自動車、電子機器、電力設備、通信設備、医療機器などの高級ゴム製品の製造に広く使用されています。具体的には、自動車用シール、電子部品ガスケット、電気機器絶縁部品など、さまざまなシール、ショックアブソーバー、保護部品などのゴム製品の製造に使用できます。これらの製品は、さまざまな使用分野のニーズを満たすために、優れたシール性、耐油性、耐高温性などの特性を備えている必要があります。

液体射出成形 (LIM)

液状シリコーンゴム（LSR）射出成形は、LSR の優れた流動性と加硫特性を利用した射出成形方法です。LSR は低粘度の液体材料で、射出前に金型の複雑な部分に容易に流れ込み、金型内で加硫反応を起こして最終製品に固まります。

Advantages:

• 製品の圧縮および永久変形が少ない：LSR は優れた弾性回復能力を備えており、完成品は長期使用後も良好な形状と性能を維持できます。
• 極端な温度に対する強い耐性: LSR は、広い温度範囲 (-50°C ～ +200°C 以上) にわたって安定したパフォーマンスを維持でき、さまざまな極端な環境に適しています。
• 優れた耐薬品性：酸、アルカリ、脂肪などのさまざまな化学物質に対して耐性があり、さまざまな用途シナリオで安定した性能を維持できます。

短所：

• 利用可能なシリコンのグレードが限られている: LSR にはさまざまなタイプがありますが、他のゴム材料と比較すると利用可能なシリコンのグレードはまだ限られており、特定の用途での使用が制限される可能性があります。
• 生産時間とコストが高い: LSR の特殊な特性により、特定の処理温度と加硫時間が必要であるため、生産サイクルが長くなる可能性があります。同時に、LSR の原材料価格と加工設備コストも比較的高く、生産コストが増加します。

アプリケーション：

LSR 射出成形技術は、高精度、高品質のゴム製品を必要とする多くの分野で広く使用されています。これには以下が含まれますが、これらに限定されません。

• 民生用電子機器: 携帯電話のケース、キー、シールなど、LSR の優れた性能と外観により、民生用電子機器製品に最適です。
• 自動車分野：自動車用シール、ショックアブソーバー、パイプジョイントなど。LSR は耐高温性、耐化学腐食性などの特性を備えているため、自動車産業の重要な材料となっています。
• 医療分野: 医療機器、手術器具、赤ちゃんのおしゃぶりなど、LSR は生理学的に無害で生体適合性に優れているため、医療業界で好まれる素材です。

熱可塑性ゴム射出成形

熱可塑性ゴム射出成形は、熱可塑性ゴム (TPE) の熱可塑性特性を利用した射出成形方法です。TPE はゴム弾性プラスチック材料であり、その独特の熱可塑性により、加熱および冷却プロセスを通じて迅速に成形できます。

Advantages:

• 成形速度が速い: 熱可塑性ゴムは、射出成形機によって急速に加熱されて溶融状態になり、金型キャビティに素早く注入されます。冷却後、製品を型から取り出すことができるため、生産サイクルが大幅に短縮されます。
• 廃棄物はリサイクル可能：従来のゴム材料と比較して、熱可塑性ゴムはリサイクル性に優れています。生産工程で発生する廃棄物やスクラップは再処理により再利用できるため、生産コストが削減され、環境要件も満たすことができます。
• 優れた弾力性と耐摩耗性：熱可塑性ゴム製品は優れた弾力性と耐摩耗性を備えており、さまざまな使用ニーズを満たすことができます。これらの特性により、熱可塑性ゴム製品はケーブルシース、シールなどの分野で広く使用されています。

短所：

• 一部の熱可塑性ゴムは耐熱性が限られています: 熱可塑性ゴムの耐熱性は比較的良好ですが、一部の品種の耐熱性は依然として限られています。このため、自動車のエンジン周辺などの高温環境での用途が制限されます。

アプリケーション：

熱可塑性ゴム射出成形は、ケーブルシースやシールなど、迅速な試作とリサイクルが必要なゴム製品の製造によく使用されます。熱可塑性ゴム射出成形技術は、成形速度が速く、廃棄物がリサイクル可能で、弾力性と耐摩耗性に優れているなどの利点があるため、これらの分野で広く使用されています。

カスタムゴム射出成形

カスタマイズされたゴム射出成形は、顧客の特定のニーズに応じて、特定の形状と特性を持つゴム製品を生産するために金型と射出成形プロセスをカスタマイズする方法です。

Advantages:

• 顧客の個々のニーズを満たすことができます：カスタムゴム射出成形により、顧客は特定のニーズに応じてゴム製品を設計および製造できます。つまり、製品の形、サイズ、色、硬度、弾性などの特性を顧客のニーズに合わせてカスタマイズし、顧客の個々のニーズを満たすことができます。
• 柔軟な生産: カスタムゴム射出成形は顧客の特定のニーズに応じて実行されるため、生産者は市場の需要に応じて生産計画と製品仕様を迅速に調整できます。この柔軟性により、生産者は市場の変化に迅速に対応し、顧客の多様なニーズを満たすことができます。

短所：

• 金型開発のコストが高い: カスタムゴム射出成形の最初のステップは、顧客のニーズを満たす金型を設計および製造することです。金型の設計と製造には高度な専門知識とスキルが必要なため、プロセスには多大な時間と費用の投資が必要です。金型の複雑さと精度の要件が高くなるほど、設計と製造のコストが高くなります。
• 生産サイクルが長くなる可能性があります。金型の設計と製造からゴム製品の製造まで、カスタマイズされたゴム射出成形の全プロセスは複数のリンクを通過する必要があります。これらのステップは順番に実行する必要があり、各ステップが完了するには一定の時間が必要です。したがって、標準的なゴム製品の生産と比較して、カスタマイズされたゴム射出成形の生産サイクルは長くなる可能性があります。

アプリケーション：

カスタムゴム射出成形は、特殊な形状、特性、または機能を必要とするゴム製品の製造に広く使用されています。たとえば、自動車業界では、カスタムゴム射出成形を使用して、特殊なシール、サスペンションシステム部品などを製造できます。ヘルスケアの分野では、医療機器、手袋、ボトルキャップなどを製造できます。電子機器の分野では、耐衝撃性、滑り止め、シーリングなどの電子材料部品を製造できます。

2. トランスファーモールド

In トランスファーモールディングゴム化合物をチャンバー内に配置し、プランジャーを使用して金型キャビティに移します。このプロセスは、インサート成形やオーバーモールディング用途の部品成形に最適です。トランスファー成形では、材料の流れをうまく制御でき、空気が閉じ込められるリスクを最小限に抑えることができます。

Advantages:

• 均一な硬化：ゴムトランスファー成形は均一な硬化プロセスを実現できるため、製品の密度と硬度の一貫性が維持され、製品の品質が向上します。
• 短い生産サイクル: 従来の金型成形と比較して、ゴムトランスファー成形は生産サイクルが短く、生産効率が向上します。
• 高い寸法精度：金型ゲートとランナーの設計により、製品の寸法精度が保証され、フラッシュ修正が比較的容易で、インサートとコアが変形しにくいです。
• インレイの製造に適しています: ゴムトランスファー成形は、金属インレイやプラスチックインレイを備えたゴム製品など、インレイを備えた製品の製造に特に適しています。

短所：

• 金型コストが高い：ゴムトランスファー成形では特殊な金型を使用する必要があるため、金型の製造コストが高く、初期投資コストが増加します。
• 原材料の単回消費量がわずかに増加します: ゴムトランスファー成形のプロセスでは、金型キャビティ、ゲート、ランナーに一部の材料が残りますが、通常はリサイクルできないため、原材料の単回消費量がわずかに増加します。

アプリケーション：

ゴムトランスファー成形は、以下の分野で広く使用されています。

• 自動車用シール：自動車製造には、ドアシール、ウィンドウシールなど、多数のシールが必要です。これらのシールには通常、優れたシール性能と耐候性が求められ、ゴムトランスファー成形はこれらの要件を満たすことができます。
• 電子部品のシール：電子部品は作業工程中にほこりや湿気などの外部環境による侵食から保護する必要があり、ゴムトランスファー成形により優れたシール性能を持つ電子部品シールを製造できます。
• ゴム管：ゴムトランスファー成形は、水道管、石油パイプラインなどのゴム管の製造にも広く使用されています。これらのゴム管には、優れた耐圧性と耐腐食性が求められます。

3. 圧縮成形

圧縮成形では、あらかじめ計量した量のゴム化合物を金型のキャビティに直接入れます。次に金型を閉じ、圧力をかけて材料を成形します。この方法は、大型で単純な部品に適していますが、大量生産には射出成形に比べて効率が悪くなることがあります。

Advantages:

• シンプルな設備：圧縮成形に必要な設備は比較的シンプルで、操作もより便利で、小規模生産環境に適しています。
• 低コスト：設備がシンプルで操作が簡単なため、圧縮成形の生産コストは比較的低く、形状がシンプルで精度要件が低いゴム製品の製造に適しています。
• 小規模生産に適しています: 圧縮成形設備への投資が少なく、操作が簡単なため、小規模生産に適しており、特に新興企業や小規模工場にとって、より経済的な選択肢となります。

短所：

• 生産効率が低い: より自動化された成形方法と比較すると、圧縮成形の生産効率は比較的低くなります。これは、成形プロセス全体に手作業が必要であり、加硫時間が長くなるためです。
• 製品の寸法精度と表面品質は人的要因に大きく影響されます。圧縮成形工程では、供給、閉じる、開くなどの手動操作が必要なため、製品の寸法精度と表面品質は人的要因の影響を受け、製品品質が不安定になります。

アプリケーション：

ゴム圧縮成形は、ゴムマット、ゴム板、ゴム底など、形状が単純で精度要求が高くないゴム製品の製造によく使用されます。これらの製品は、滑り止めパッド、クッションパッド、遮音パッドなど、日常生活で幅広い用途があります。同時に、工業生産では、ゴム圧縮成形は、いくつかの簡単なシール、ガスケットなどを製造するためにも使用されます。

ゴム射出成形に使用される材料

ゴム射出成形プロセスでは、最終製品の性能と品質を確保するために材料の選択が重要です。さまざまな用途要件に応じて、メーカーはさまざまなゴム材料を選択できます。以下は、一般的に使用されるいくつかのゴム材料とその特性および用途です。

ゴム射出成形に使用される材料

ゴムの射出成形では、さまざまな材料が使用されます。それぞれの材料は、特定の用途要件を満たすために、その固有の特性に基づいて選択されます。材料の選択は、最終製品の性能、耐久性、およびさまざまな環境条件への適合性に影響します。

天然ゴム（NR）

天然ゴムは、その高い弾力性と強度で知られており、高い柔軟性と耐久性が求められる用途に最適です。優れた耐摩耗性と耐引裂性により、自動車や自転車のタイヤ、各種シールやガスケットなど、摩耗の激しい環境に適しています。この素材の弾力性により、構造的完全性を失うことなく、大きな機械的ストレスに耐えることができます。

スチレンブタジエンゴム(SBR)

スチレンブタジエンゴムは、優れた耐摩耗性とコスト効率で高く評価されています。特に自動車のタイヤや履物の製造では、天然ゴムのより手頃な代替品として広く使用されています。SBR は摩耗の激しい条件でも優れた性能を発揮するため、耐久性が求められるもののコストも重視される製品によく選ばれています。

ニトリルゴム(NBR)

ニトリルゴムは油や燃料に対する耐性が非常に高いため、そのような物質にさらされる用途に適しています。また、耐摩耗性や耐引裂性などの機械的特性も優れています。NBR は、自動車や工業分野で、オイルシール、O リング、燃料ホースの製造に広く使用されています。油の多い環境でも性能を維持できるため、これらの用途には欠かせない素材です。

フッ素エラストマー（FKM）

フルオロエラストマーは、高温および耐薬品性が求められる環境で使用されます。これらの材料は過酷な条件に耐えることができるため、航空宇宙および自動車用途、特に強力な化学物質や高温にさらされるシールやガスケットに適しています。このような条件下での FKM の耐久性により、長期にわたる性能と信頼性が保証されます。

水素化ニトリルブタジエンゴム (HNBR)

水素化ニトリルブタジエンゴムは、標準 NBR に比べて耐熱性と耐オゾン性に優れています。また、引張強度と伸び率も高く、自動車のベルトやシール、油田部品などの厳しい用途に適しています。過酷な条件でも堅牢な HNBR は、高性能用途に最適です。

塩素化ポリエチレン（CM）

塩素化ポリエチレンは、耐候性、耐オゾン性、耐薬品性に​​優れているため選ばれています。これらの特性により、工業用および自動車用のホースやケーブルジャケットに適しています。CM はさまざまな環境条件に耐え、劣化しないため、CM で作られた製品の寿命が長くなります。

クロロプレンゴム（CR）

クロロプレンゴムは耐候性と耐オゾン性に優れていることで知られており、屋外での使用に最適です。また、難燃性も備えているため、難燃性を必要とする用途にも適しています。クロロプレンゴムは、厳しい気象条件にさらされ、火災安全性が最優先されるダイビングやサーフィン用のシール、ガスケット、ウェットスーツに広く使用されています。

ブチルゴム（IIR）

ブチルゴムはガス透過性が低いため、空気やガスの封じ込めに最適です。優れた耐薬品性と柔軟性により、さまざまなシーリング用途に適しています。IIR は、効果的な封じ込め特性と耐久性を備えているため、タイヤのインナーチューブや医薬品のクロージャーによく使用されます。

熱可塑性加硫物（TPV）

熱可塑性加硫物は、熱可塑性プラスチックとエラストマーの特性を兼ね備えており、耐久性と柔軟性を備えています。また、これらの材料はリサイクル可能なため、環境に優しく、コスト効率に優れています。TPV は、ウェザーシールや内装部品などの自動車部品に使用され、強度と柔軟性の両方を備えています。

熱可塑性エラストマー（TPE）

熱可塑性エラストマーは、ゴムとプラスチックの特性を兼ね備えた多用途の材料です。加工が容易で、射出成形や押し出し成形に適しています。TPE は、工具や器具のソフトタッチグリップから医療機器のフレキシブル部品まで、幅広い製品に使用されています。

ポリウレタン（PU）

ポリウレタンは、優れた耐摩耗性と高い引裂強度で知られており、摩耗の激しい用途に最適です。耐久性が極めて重要な産業用ホイール、ローラー、およびさまざまなシーリング用途で広く使用されています。PU は機械的ストレスに耐える能力があるため、PU で作られた製品の寿命と信頼性が保証されます。

エチレンプロピレンジエンモノマー（EPDM）

エチレンプロピレンジエンモノマーは、優れた耐候性と耐オゾン性、そして良好な電気絶縁性を備えているため選ばれています。これらの特性により、EPDM は自動車のシール、屋根膜、その他の屋外用途に適しています。さまざまな気象条件に対する弾力性により、製品の耐久性が保証されます。

シリコンゴム（SI）

シリコーンゴムは、高温安定性と生体適合性が高く評価されています。幅広い温度範囲で特性を維持できるため、人体や食品との接触が安全で、極端な温度に耐える材料が求められる医療機器や食品産業の用途に適しています。

フルオロシリコーンゴム（FVMQ）

フルオロシリコーンゴムは、シリコーンとフルオロエラストマーの特性を兼ね備えており、柔軟性を維持しながら優れた耐熱性と耐薬品性を備えています。燃料やオイルにさらされる航空宇宙や自動車のシール、および高い耐薬品性が求められる産業用途で使用されています。FVMQ は汎用性が高く、要求の厳しい環境に最適です。

イソブチレンイソプレンゴム（IIR）

イソブチレンイソプレンゴムは、ガス透過性が低く、柔軟性に優れているため、タイヤのチューブ、スポーツ用具のブラダー、医薬品のストッパーなどに使用されています。気密性を維持できるため、効果的なガスと空気の封じ込めを必要とする用途には欠かせません。

材料選択の考慮事項

ゴム射出成形用の材料を選択する際には、いくつかの要素を考慮する必要があります。柔軟性、強度、耐熱性など、用途の特定の性能要件は非常に重要です。さらに、化学物質、油、天候への暴露などの環境条件を評価して、材料がこれらの要因に耐えられることを確認する必要があります。材料が意図した成形プロセスと装置に適していること、コスト効率と大規模生産での可用性も重要です。以下は比較表です。特定の用途のニーズに応じて適切な材料を選択できます。

ゴム射出成形によるゴム製品

ゴム射出成形は、さまざまな業界で不可欠な幅広いゴム部品を生産する多目的製造プロセスです。これらの部品は、柔軟性、耐久性、さまざまな環境条件への耐性が高く評価されています。

ゴム製Oリング

ゴム製 O リングは、2 つ以上の部品間の液体やガスの漏れを防ぐために使用される小さな円形シールです。自動車のエンジン、油圧システム、産業機械などの用途では不可欠です。ゴムの高弾性により、O リングはさまざまな圧力条件下でも密閉性を維持し、機器の信頼性と効率を確保します。

ゴムシール

ゴムシールは、漏れを防ぎ、ほこりや湿気などの汚染物質から部品を保護するように設計されています。これらのシールは、自動車のエンジン、油圧システム、空気圧装置で使用され、流体が指定された領域内に留まるようにします。ゴムシールは、幅広い温度と圧力に耐える必要があるため、その材料構成が性能と寿命にとって重要です。

ゴム製ガスケット

ゴム製ガスケットは、2 つ以上の接合面の間の空間を埋めるために使用され、圧縮時の液体やガスの漏れを防ぎます。これらのガスケットは、自動車のエンジン、航空宇宙部品、産業機械によく使用されています。ゴムの圧縮性により、ガスケットは不規則な表面に適合し、システムの整合性を維持する信頼性の高いシールを形成します。

ゴムチューブ

ゴムチューブは、自動車の冷却システム、医療機器、産業機械などの用途で、液体やガスを輸送するために使用されます。ゴムチューブは柔軟性と耐久性に優れているため、折れることなく曲げたり伸ばしたりすることができ、高い柔軟性と動きが求められる環境に適しています。さらに、ゴムチューブは化学薬品や極端な温度にも耐えるため、長期にわたる性能が保証されます。

ゴムベアリング

ゴムベアリング、またはエラストマーベアリングは、構造物を支え、振動を吸収するように設計された円筒形の部品です。橋や建物などの構造物の動きや負荷の影響を軽減する上で重要な役割を果たします。ゴムベアリングは柔軟性があり、構造物がわずかに動いても他の部分に過度のストレスが伝わらないため、構造の完全性と耐久性が向上します。

ゴムブッシュ

ゴムブッシングは、機械システムの振動と騒音を低減するように設計された円筒形の部品です。自動車のサスペンション システム、産業機械、電気機器で広く使用されています。ゴムブッシングは衝撃を吸収し、部品間の動きを最小限に抑えることで、機械部品の寿命を延ばし、システム全体のパフォーマンスを向上させます。

ゴム栓

ゴム栓は、実験室や医療用途で試験管、ボトル、その他の容器を密閉するために使用されます。ゴム栓は安全で気密性の高いシールを提供し、汚染を防ぎ、内容物の完全性を保ちます。工業用途でも、ゴム栓は気密性を確保するために使用され、製品の品質と安全性の維持に不可欠です。

ゴム製ダイヤフラム

ゴム製ダイヤフラムは、圧力の変化に反応して、ポンプ、バルブ、センサー内の流体とガスの流れを制御および調整する柔軟な膜です。ゴム製ダイヤフラムは弾力性があるため、圧力を受けても曲がることができ、動きに対応しながら密閉性を維持します。そのため、応答性と精度が極めて重要な精密制御アプリケーションに最適です。

ゴムワッシャー

ゴム製ワッシャーは、ねじ留め具の負荷を分散し、配管、自動車、電気用途での漏れを防止するために使用されます。ゴム製ワッシャーは圧縮性があるため、しっかりと密閉でき、漏れの可能性を減らし、締結ジョイントをさらにサポートします。ゴム製ワッシャーは、さまざまなシステムで信頼性が高く漏れのない接続を確保するために不可欠です。

ゴム製アイソレーター

ゴム製アイソレータは、機械システムの振動を吸収して減衰させ、騒音を減らして敏感な機器を保護するために使用されます。ゴム製アイソレータは自動車のエンジン、産業機械、電子機器に不可欠であり、振動による損傷を防ぐのに役立ちます。ゴム製アイソレータは振動を遮断することで、機器の寿命と性能を向上させます。

ラバーバンパー

ゴム製バンパーは衝撃を吸収し、自動車、産業、消費者向けアプリケーションで表面を損傷から保護します。これらは、車両のバンパー ガード、家具プロテクター、産業機械でよく使用されます。ゴム製バンパーの衝撃吸収能力は、バンパーとバンパーが接触する物体の両方の損傷を防ぐのに役立ち、衝撃保護に不可欠です。

ゴム製吸盤

ゴム製の吸盤は、滑らかな表面に真空シールを作成し、一時的な取り付けを可能にします。これらは、産業オートメーション、マテリアル ハンドリング、および消費者向け製品で使用されます。ゴムの柔軟性により、吸盤は表面に適合し、簡単に取り外して再利用できる強力な保持力を実現します。そのため、一時的かつ調整可能な取り付けソリューションを必要とする用途に最適です。

ゴム射出成形のメリットとデメリット

ゴム射出成形は、多くの利点がある一方で、特定の欠点も伴う、広く使用されている製造プロセスです。これらの利点と欠点を理解することで、メーカーは、このプロセスをいつ、どのように使用するかについて、十分な情報に基づいた決定を下すことができます。

ゴム射出成形のメリット

• 高い生産効率：ゴム射出成形は大量生産に最適です。このプロセスでは、比較的短時間で大量の部品を生産できるため、高い需要に対応し、ユニットあたりのコストを削減するのに役立ちます。 射出成形コスト.
• 精度と一貫性: このプロセスにより、非常に正確で一貫性のある部品を生産できます。これは、自動車、航空宇宙、医療機器製造など、正確な仕様と厳しい許容差が重要な業界では特に重要です。
• 複雑な形状: ゴム射出成形では、他の成形方法では実現が困難または不可能な複雑な形状や精緻なディテールを持つ部品を作成できます。この機能により、エンジニアや設計者の設計の可能性が広がります。
• 材料の多様性: 射出成形では、天然ゴム、合成ゴム、特殊エラストマーなど、さまざまなゴム材料を使用できます。この多様性により、メーカーは特定の用途に最適な材料を選択し、最適な性能と耐久性を確保できます。
• 廃棄物の削減: 射出成形では、必要な材料の正確な量が金型に注入されるため、他の成形プロセスと比較して廃棄物が少なくなります。これにより、材料コストが削減されるだけでなく、生産による環境への影響も最小限に抑えられます。
• 自動化と統合: 射出成形プロセスは高度に自動化できるため、人件費が削減され、効率が向上します。自動化システムは、材料の供給から部品の排出まで、プロセス全体を最小限の人的介入で処理できます。

ゴム射出成形のデメリット

• 初期コストが高い: ゴム射出成形の初期設定コストは、特殊な機械とカスタム金型が必要なため、高額になる可能性があります。金型の設計と製造には多額の投資が必要であり、小規模生産やスタートアップにとっては障壁となる可能性があります。
• 金型の長いリードタイム: カスタム金型の作成には時間がかかり、生産を開始するまでのリードタイムが長くなります。これは、迅速な試作や迅速な市場参入が必要な場合に不利になる可能性があります。
• 材料の制限: さまざまな種類のゴムを使用できますが、すべてのゴム材料が射出成形に適しているわけではありません。材料によっては、流れが悪かったり、プロセスで使用される高温や高圧下で劣化したりする可能性があるため、材料の選択肢が制限されます。
• 設計上の制約: ゴム射出成形は複雑な部品を製造できるにもかかわらず、設計上の制約がいくつかあります。たとえば、均一な壁厚を実現し、アンダーカットを回避することは難しいため、慎重な設計上の考慮が必要です。
• サイクル タイム: 射出成形は効率的ですが、スタンピングや押し出しなどの他の大量生産方法と比較すると、各部品のサイクル タイムが比較的長くなる可能性があります。これは、非常に大量の要件がある場合、全体的な生産速度に影響を与える可能性があります。
• 後処理: 一部のゴム射出成形部品では、バリを除去したり、希望の表面仕上げを実現するために、トリミングや二次加工などの追加の後処理が必要になる場合があります。これにより、全体的な製造時間とコストが増加します。

ゴム射出成形のプロセス

ゴム射出成形プロセスにはさまざまな成形方法が含まれます。

射出成形プロセス

射出成形は、ゴム部品の製造によく使用される高精度の製造プロセスです。このプロセスには、いくつかの重要なステップが含まれます。

1. 供給：射出成形の初期段階では、予熱されたゴムが一定量（または一定量）に従って射出成形機のシリンダーに追加されます。操作の継続性と製品品質の一貫性を維持するために、供給を定量化する必要があります。
2. コンパウンドの軟化と予熱：シリンダー内でコンパウンドは高温で加熱され、徐々に軟化して射出に適した溶融状態に達します。同時に、コンパウンドの品質を確保するために温度を制御します。通常、コンパウンドの完全な可塑化を確保するには、プラスチックの融点よりも高い温度にする必要があります。
3. 射出圧力（射出）：接着剤が設定された溶融状態に達すると、射出成形機が作動し始めます。高圧下で、スクリューは溶融接着剤をノズルから押し出し、金型キャビティに素早く入ります。コンパウンドが金型キャビティに素早く均一に充填され、 射出成形の欠陥 泡など。
4. 加硫と硬化：金型内で熱と圧力を加え、一定時間（30～60分など）でゴムを加硫させて硬化させます。加硫により、ゴムを溶融状態から固体状態にすることができ、製品に必要な物理的および化学的特性を与えることができます。
5. 冷却硬化：硬化後、製品は金型内でさらに冷却され、硬化する必要があります。このプロセスでは、金型内の冷却システムが冷却水、冷却油、空気などの冷却媒体を通過して金型を冷却し、製品が徐々に冷却されて固まります。
6. 製品を取り出す：製品が完全に冷却され硬化したら、金型を開いて成形品を取り出します。同時に、次の射出成形に備えて金型の洗浄とメンテナンスも行う必要があります。

トランスファー成形プロセス

トランスファー成形は、射出成形と圧縮成形の両方の要素を組み合わせたもので、インサート付きの複雑な部品の製造に適しています。このプロセスには、次のものが含まれます。

1. 準備段階: 混合され、形状が単純で、数が限られた半完成ゴムストリップまたはゴムブロックが準備されます。これらの半完成化合物は、硬化温度に達する前に高い流動性を持ち、硬化温度に達した後はより速い硬化速度を持つ必要があります。この要件を満たすことができる材料には、フェノールアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、エポキシ樹脂などがあります。
2. 供給段階：準備したゴムストリップまたはゴムブロックの半製品をダイカスト金型の材料キャビティに入れます。コンパウンドが金型キャビティにスムーズに入ることができるように、チャンバーの容量と形状はコンパウンドの量と形状に一致する必要があります。
3. 押し出しおよび充填段階: ダイカスト プラグ (プランジャー) の圧力により、チャンバー内のゴム材料が圧縮され、注入システム (ゲートとランナーを含む) を介して金型キャビティに押し出されます。このプロセスでは、気泡や未充填領域を回避するために、化合物が金型キャビティ全体に均一かつ迅速に充填されるようにする必要があります。
4. 加硫硬化段階：金型内で加熱し、一定の圧力を維持することにより、熱と圧力の作用下で加硫反応が起こり、粘性流動状態から固体状態に変化します。加硫時間と温度は、ゴムの種類と製品の要件に応じて決定する必要があります。加硫プロセス中、金型の保温および圧力保持システムは、ゴム材料が均一かつ完全に加硫されることを保証する必要があります。
5. 製品取り出し段階：ゴム材料が金型内で完全に加硫され、一定の温度まで冷却された後、金型を開いて製品を取り出します。製品の損傷や変形を防ぐために、製品を取り出すときは慎重な操作が必要です。

圧縮成形プロセス

圧縮成形は、大型または比較的単純なゴム部品を製造するために使用される、より単純なプロセスです。必要な手順は次のとおりです。

1. ゴム材料の準備：混合されたゴム材料を製品の要件に応じて計量し、金型キャビティに適した形状に加工します。そして、製品に合った金型を選択し、金型が正常に動作できるように取り付けてデバッグします。
2. 供給段階：加工したゴム材料を準備した金型キャビティに入れます。接着剤の配置と量に注意し、金型内で接着剤が均一に分散されるようにします。
3. 圧縮段階: 金型が閉じられ、圧縮成形の準備が整います。金型はプレート加硫機に送られ、金型は加圧され、加熱されます。ゴムの種類と製品の要件、圧力と加熱のパラメータに応じて、たとえば、一部のゴムは完全な加硫を達成するためにより高い温度と圧力を必要とする場合がありますが、一部の製品は安定した性能を確保するためにより長い加硫時間を必要とする場合があります。
4. 加硫・硬化段階：加硫機内で一定時間維持し、熱と圧力の作用によりゴムが完全に加硫・硬化されるようにします。加硫時間の長さは、ゴムの種類、製品の厚さと複雑さ、その他の要因によって異なります。
5. 製品の取り出し：ゴム材料が金型内で完全に加硫され、一定の温度まで冷却された後、金型を開いて製品を取り出します。
6. 後処理：バリ取り、品質チェックなど、取り外された製品の必要な後処理。これらの後処理手順により、製品の品質と性能をさらに向上させることができます。

バリ取り

バリ取り バリ取りは、成形されたゴム部品からバリと呼ばれる余分な材料を取り除く成形後のプロセスです。バリ取りは、成形中に金型の半分の間にゴムが漏れたときに発生します。バリ取りの手法には次のものがあります。

1. 手動トリミング: 作業員はナイフやハサミを使って部品から余分なゴムを切り取ります。この方法は労働集約的ですが、正確です。
2. 極低温バリ取り: 部品は液体窒素を使用して非常に低い温度まで冷却され、バリが脆くなります。次に、部品をタンブリングするか、メディアでブラストしてバリを除去します。
3. 機械的バリ取り: 研磨剤を入れたバレルまたは振動容器内で部品を転がしてバリを除去します。この方法は、小さな部品を大量に製造する場合に効果的です。
4. レーザーフラッシュ除去: レーザーを使用してフラッシュを正確に除去します。この技術は精度が高く、複雑な形状に適しています。

ゴム射出成形における一般的な欠陥

ゴムの射出成形は、さまざまな欠陥が発生する可能性のある高度なプロセスです。これらの欠陥とその原因を理解することで、効果的な解決策を考案し、高品質の生産を確保することができます。

フラッシュ

フラッシュバリまたは余剰材料とも呼ばれるこの現象は、通常、可動側と固定側の分割線、インサートの周囲、またはエジェクタ ピンの近くなど、金型の分割線で発生します。

目的:

• 機械の締め付け力が不十分です。
• 金型キャビティの分布が不均一であるか、平行性に欠けている。
• 金型部品またはスライディングコアにかかる不均衡な力。
• カビの排出が悪い。
• ゴム材料の流動性が高すぎるか、潤滑剤が多すぎる。
• 温度、圧力、速度などの処理パラメータが正しくありません。

ソリューション:

• 適切な締め付け力を持つ機械を使用してください。
• 金型構造を調整して、力のバランスを確保します。
• 金型の排気システムを改善します。
• ゴム材料の流動性を低下させ、潤滑剤の使用を減らします。
• 温度、圧力、速度などの処理パラメータを最適化します。

ショートショット（アンダーフィル）

A ショートショット 金型のキャビティが完全に充填されず、部品が不完全な場合に発生します。

目的:

• ショット量が不足しています。
• バレル温度が低い。
• 射出圧力または射出速度が低い。
• 注入時間が不十分です。
• 金型温度が低い。
• ノズルと金型ゲートのフィットが不良です。

ソリューション:

• ショットの音量を適切に調整します。
• バレルの温度を上げます。
• 射出圧力と速度を上げます。
• 注入時間を延長してください。
• 金型温度を上げるか、金型の冷却チャネルを再設計します。
• ノズルと金型ゲート間の適切なフィット感を確認します。

汚染

汚染とは、製品の内部または表面上に望ましくない物質が存在することを指します。

目的:

• 原材料中の汚染物質。
• 外部汚染物質またはスクリューの炭化。
• 金型や設備からの油汚れ。

ソリューション:

• 高品質の原材料を調達します。
• クリーンな生産環境を維持します。
• 金型や設備を定期的に点検し、メンテナンスします。

ゆがみ

ゆがみ 部品が冷却されて固まった後に変形したりねじれたりすること。

目的:

• 異なる方向での収縮差。
• 残留内部応力。

ソリューション:

• ゲートの位置や数などの金型設計を最適化し、冷却システムを強化します。
• 射出圧力と速度を下げ、金型温度を上げるなど、プロセス パラメータを調整します。
• 収縮と内部応力が低い適切なゴム材料を選択します。

ボイド

ボイドとは、部品内の内部の気泡または空洞のことです。

目的:

• 原材料に過剰な水分または揮発性物質が含まれている。
• 射出圧力が低い、または射出速度が速い。
• 金型ゲートの位置が正しくないか、金型の通気不良です。

ソリューション:

• 原材料を事前に乾燥させ、微粉を取り除きます。
• 注入圧力と速度を調整します。
• ゲート位置やベントシステムなどの金型設計パラメータを変更します。

ゴム射出成形の用途

ゴム射出成形は、その汎用性と複雑で高品質な部品を生産する能力により、幅広い業界で使用されています。主な用途には次のものがあります。

1.自動車産業

ゴム射出成形は、自動車業界でシール、ガスケット、O リング、ブッシング、振動減衰部品などの部品の製造に広く使用されています。これらの部品は、過酷な条件に耐え、車両の性能と安全性を確保するために、高い精度と耐久性が求められます。

2. 医療・ヘルスケア

医療分野では、ゴム射出成形は医療機器、シール、注射器、チューブの製造に使用されています。このプロセスにより、医療用途に求められる厳格な衛生基準と品質基準を部品が満たすことが保証されます。

3. 消費財

キッチン用品、おもちゃ、電子機器部品など、多くの消費財はゴム射出成形を使用して製造されています。このプロセスにより、複雑な形状、鮮やかな色、さまざまな質感を持つ部品の製造が可能になり、消費財の機能性と美観が向上します。

4。 産業用アプリケーション

工業分野では、ゴム射出成形は機械、装置、工具の部品の製造に使用されています。これらの部品には、高い強度と耐摩耗性が求められるガスケット、シール、振動絶縁部品などが含まれることがよくあります。

5 航空宇宙と防衛

航空宇宙および防衛産業では、ゴム射出成形を利用して、過酷な条件や厳しい性能要件に耐えられる部品を製造しています。シール、グロメット、振動減衰部品などのコンポーネントは、航空宇宙および防衛機器の信頼性と安全性にとって不可欠です。

BOYI – カスタムゴム射出成形サービス

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Q＆A

カタログ： 射出成形ガイド

陳福泉

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。