TPE 射出成形ガイド: 柔軟で耐久性のある部品の作成

熱可塑性エラストマー (TPE) は、射出成形で使用される最も汎用性の高い材料の 1 つです。製造業に従事している場合や、柔軟性と耐久性を必要とする製品の開発を検討している場合は、TPE 射出成形について詳しく知りたいと思うでしょう。しかし、TPE とは正確には何であり、この材料の射出成形はどのように機能するのでしょうか。詳しく見ていきましょう。

TPEとは何ですか？

まず最初に、TPE はプラスチックとゴムの両方の特性を持つ特殊なポリマーです。従来の熱可塑性プラスチックのように加熱して成形できますが、冷却しても弾力性を維持します。このユニークな組み合わせにより、TPE は柔軟性、耐久性、そして時にはコスト効率が重要となる幅広い用途に最適です。ガスケット、シール、ホース、医療機器、さらには携帯電話ケースやおもちゃなどの消費財も考えてみてください。

TPE には、スチレンブロック共重合体 (SBC)、ポリウレタン (TPU)、熱可塑性オレフィン (TPO) などさまざまな配合があり、それぞれ特定の用途に合わせて異なる特性を備えています。

TPE 比較表 (クイックリファレンス用)

TPEタイプ	商品名	耐薬品性	寸法安定性	密度	抗張力	ショア硬度範囲	温度制限	アプリケーション
SBC	K-レジン、クレイトン	限定的	グッド	ロー	低～中程度	15Aから50D	110℃	ソフトタッチのハンドル、ノブ、ジェルインサート
TPU	テキシン、エラストラン	素晴らしい	グッド	ハイ	はい	75Aから80D	120℃	保護ケース、履物、医療機器
TPO	ポリトロープ、ホスタコム	グッド	グッド	ロー	はい	75Aから80D	120℃	ダッシュボード、バンパー、ルーフ
TPV	ジオラスト、サントプレン	グッド	グッド	ハイ	穏健派	40Aから50D	135℃	シール、ブーツ、グロメット、ボンネット下のアプリケーション
COPE	ハイトレル、ピビフレックス	グッド	グッド	ハイ	はい	90Aから80D	140℃	自動車用ブーツ、バンパー、義肢
PEBA	ベスタミド、ペバックス	グッド	グッド	ロー	はい	80Aから75D	170℃	スポーツ用品、電子機器、医療機器

適切なTPEの選択

どのような決定でも、状況が重要です。高熱にさらされますか? 光沢のある表面が必要ですか、それともマット仕上げが必要ですか? これらの質問に答えることで、材料の選択を導き、部品が意図した環境で確実に機能することを確認できます。屋外の要素に耐えられる材料が必要ですか、それとも柔軟性が最優先事項ですか? 「悪魔は細部に宿る」と言われていますが、TPE の場合、これらの細部がパフォーマンスとコストに大きな違いをもたらす可能性があります。TPV は過酷な用途に最適ですが、透明性が必要な場合には適していません。TPU は比類のない耐久性を提供しますが、価格が高くなります。

TPE 射出成形を選択する理由

では、なぜTPEは射出成形? まず、TPE は驚くほど多用途です。製品のニーズに応じて、柔らかくしたり硬くしたりできます。さらに、再利用も可能です。TPE は特性を失うことなく再溶解して再加工できるため、従来のゴムに比べてより持続可能な選択肢となります。

TPE は生体適合性も備えているため、チューブ、シール、グリップなどの医療用途に最適です。柔軟性と耐久性も備えているため、自動車部品や屋外機器のシールやガスケットなど、曲げたり伸ばしたり、過酷な環境に耐える必要がある製品にも最適です。

TPE 射出成形はどのように機能しますか?

TPE 射出成形プロセスは、TPE 材料を顆粒またはペレットの形で準備することから始まります。次に、これらをホッパーに投入し、重力またはオーガーで射出成形機のバレルに送り込みます。バレル内では、加熱されたスクリューが回転し、TPE ペレットを溶かして粘性のある液体にします。

次に、溶融した TPE が高圧下でノズルから精密に設計された金型キャビティに注入されます。金型は通常、スチールまたはアルミニウムで作られており、加熱または冷却することで冷却速度と部品の収縮を制御できます。材料が金型に充填されると、均一に分散され、ボイドがなくなるように圧力がかけられます。

冷却後、金型が開き、部品が取り出されます。射出から取り出しまでのこのサイクル全体は、部品の複雑さとサイズに応じて、わずか数秒から数分しかかかりません。

TPE射出成形の一般的な用途

TPE 射出成形は、柔軟性、耐久性、快適性を必要とする業界で広く使用されています。一般的な用途には次のようなものがあります。

シールとガスケット
グリップとハンドル
医療用チューブ
注射器プランジャー
自動車用ウェザーストリップ
電話ケース
ソフトタッチのボタンとノブ
スポーツ用品
履物底
電気ケーブル絶縁

TPE射出成形のメリット

射出成形に TPE を使用すると、次のようなさまざまな利点があります。

プラスチックとゴムの特性を組み合わせ、柔軟性と強度を実現します。
廃材を再利用することで、廃棄物とコストを削減できます。
自動車、医療、消費財などの業界に適しています。
見た目の美しさと、ゴムのような快適な感触を実現します。
摩耗、化学薬品、紫外線、極端な温度に耐性があります。
リサイクルと再利用が可能で、持続可能な生産に貢献します。
反りを最小限に抑え、寸法安定性を確保します。
TPE 配合は特定のニーズに合わせてカスタマイズできます。
医療機器にも安全に使用できます。
複雑な形状やオーバーモールディング用途に最適です。

TPE射出成形における課題

TPE は優れた素材ですが、取り扱いにはいくつかの課題があります。まず、成形時に吸湿による問題が発生する可能性があり、完成品に欠陥が生じる可能性があります。そのため、適切な乾燥と水分管理が非常に重要です。

さらに、TPE は粘着性があるため、金型からの取り出しが困難になる場合があります。スムーズな生産を確保するには、特殊な金型コーティングやエジェクタピンが必要になる場合があります。

TPE 射出成形の専門家と提携する理由

経験豊富なTPEと協力射出成形会社プロジェクトの成功には大きな違いが生まれます。経験豊富なチームが、部品設計の微調整、適切なグレードの TPE の選択、パフォーマンスとコストの両方の目標を満たす効率的な生産の確保をお手伝いします。

BOYIは包括的な射出成形とオーバーモールディングサービスは、さまざまな業界向けに高品質で精密な製造ソリューションを提供しています。最先端の設備と専門家チームにより、プロトタイプの開発から本格的な生産まで、各プロジェクトが精度と耐久性の最も厳しい基準を満たすことが保証されます。

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質疑応答

柔軟性と耐久性の点で、TPE はシリコンと比べてどうですか?

TPE は一般にシリコンよりも手頃な価格で、優れた柔軟性と耐久性を備えていますが、極端な温度環境ではシリコンが TPE よりも優れている場合があります。

TPE はリサイクル可能ですか?

はい、多くの種類の TPE はリサイクル可能なので、持続可能性を重視する企業にとって環境に優しい選択肢となります。

TPE はオーバーモールディングに使用できますか?

はい、TPE は、金属や硬質プラスチックなどの別の基板の上に成形してマルチマテリアル製品を作成するオーバーモールディングでよく使用されます。

TPE は医療用途で滅菌できますか?

はい、TPE はガンマ線、エチレンオキシド (EtO)、オートクレーブなどの一般的な方法で滅菌できるため、医療機器に適しています。

TPE 成形部品の設計上の重要な考慮事項は何ですか?

最終製品が性能と美観のニーズを満たすように、設計では TPE の収縮、柔軟性、部品の形状を考慮する必要があります。

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。