プラスチック成形は、消費財から自動車部品、医療機器、電子機器に至るまで、幅広い製品の製造に革命をもたらした重要な製造プロセスです。さまざまな成形技術を使用して、プラスチック材料を希望の形状に成形します。この記事では、プロセス、設計上の考慮事項、さまざまな用途など、プラスチック成形の複雑さについて詳しく説明します。
プラスチック金型とは何ですか？
プラスチック金型、または射出成形金型は、プラスチック射出成形で使用されるツールです。溶融プラスチックを成形するためのキャビティを作成するために組み立てられた鋼板とコンポーネントで構成されています。金型は射出成形機に取り付けられ、プラスチックを特定の形状に成形し、熱を伝達して、完成した部品を排出します。金型は、正確で一貫性のあるプラスチック製品の製造に不可欠です。
プラスチック製品が金型からどのように取り出されるかを確認するには、次の YouTube ビデオをご覧ください。
射出成形金型の構造とは？
射出成形金型は、金型ベース、金型キャビティ、コア、ゲート システム、冷却システム、排出システム、スライド、リフターなど、いくつかの主要コンポーネントで構成されています。各部品は、正確で高品質の成形部品を製造するために不可欠です。
プラスチック成形プロセスの種類
プラスチック成形プロセスは多様で、それぞれ特定の用途や材料特性に適しています。これらのプロセスにより、メーカーはさまざまなレベルの複雑さ、サイズ、材料特性を持つ多種多様なプラスチック製品を作成できます。
射出成形
射出成形 最も広く使用されているプラスチック成形プロセスです。溶融プラスチックを高圧下で金型キャビティに注入し、冷却して固化させて金型の形状にします。このプロセスは高度に自動化されており、大量生産に費用対効果が高く、厳しい許容誤差で複雑な形状を生産できます。
中空成形、吹込み成形
中空成形、吹込み成形 ブロー成形は主に、ボトル、容器、タンクなどの中空のプラスチック部品を作成するために使用されます。このプロセスでは、加熱されたプラスチックチューブ（パリソンと呼ばれる）を金型に配置し、空気を吹き込むことでプラスチックを膨張させ、金型の形状に適合させます。ブロー成形は、主に 3 つのタイプに分類できます。
- ストレッチブロー成形: PETボトルに使用され、パリソンの延伸とブローを同時に行うことで強度を高めます。
- 押出ブロー成形パリソンは、吹き成形される前に押し出し成形されます。
- 射出ブロー成形: パリソンは射出成形によって予備成形され、その後ブロー成形されます。
圧縮成形
In 圧縮成形顆粒またはプリフォームの形のプラスチック材料を開いた金型キャビティに配置します。次に金型を閉じ、熱と圧力を加えてプラスチックを成形します。このプロセスは、自動車産業や航空宇宙産業でよく使用される、壁が厚い大型で複雑な部品の大量生産に最適です。
回転成形
回転成形、またはロトモールディングは、大型で中空の継ぎ目のないプラスチック部品を作成するのに最適です。このプロセスでは、粉末プラスチック樹脂を中空の金型内に入れ、加熱して 2 つの垂直軸に沿って回転させます。遠心力により、溶融プラスチックが金型の内部に沿って均等に分散され、目的の形状が形成されます。ロトモールディングは、貯蔵タンク、カヤック、遊具などの製品の製造によく使用されます。
熱成形
熱成形では、プラスチックシートを加熱して柔軟な状態にし、型に押し当てて成形します。このプロセスは、真空アシスト、圧力アシスト、またはその両方の組み合わせで行うことができます。熱成形は汎用性が高く、単純な形状から複雑な形状まで製造できるため、パッケージ、標識、自動車の内装部品などによく使用されます。
トランスファー成形
トランスファー成形 圧縮成形に似たプロセスですが、追加のステップがあります。プラスチック材料を加熱してトランスファーポットに入れ、閉じた金型キャビティに押し込みます。このプロセスにより、ワイヤや電子部品などのコンポーネントをプラスチック内に封入できるため、電気および電子部品の製造に役立ちます。
プラスチック成形に使用される主な材料
一般的な材料には次のものがあります。
- ポリエチレン（PE）
- ポリプロピレン（PP）
- アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）
- ポリカーボネート（PC）
- ポリ塩化ビニル（PVC）
- ポリスチレン（PS）
- ナイロン（PA）
- ポリエチレンテレフタレート（PET）
- ポリウレタン（PU）
- ポリアミド（PA）
- 熱可塑性エラストマー（TPE）
- フェノール樹脂（PF）
- エポキシ樹脂（EP）
- シリコン（SI）
- ポリフェニレンオキサイド (PPO)
プラスチック型の作り方は？
プラスチック金型の作成は、精度と品質を確保するためにいくつかの重要なステップを含む詳細なプロセスです。最初のステップは金型の設計です。これには、詳細なCAD（コンピュータ支援設計最終的なプラスチック部品の形状と寸法を概説する 3D CAD モデルを作成します。設計が完了したら、次のステップは金型自体を製造することです。通常、これには CNC (コンピュータ数値制御) マシンを使用して、鋼鉄やアルミニウムなどの金属から金型を加工することが含まれます。次に、金型を組み立てて精度をテストします。金型が意図したとおりに機能することを確認した後、射出成形または別のプラスチック成形プロセスで使用して、最終的なプラスチック部品を製造します。
BOYI は、プラスチック金型製造を含む精密部品加工を専門としており、さまざまな用途に対応する高品質で正確な金型を確保しています。
射出成形金型にはどのような種類がありますか?
射出成形用金型は、主に2プレート金型と3プレート金型の2種類に分類されます。3プレート金型はスプルーゲート金型とも呼ばれ、スプルーが成形品の一部であり、手動で取り外す必要があるというシンプルな構造が特徴です。一方、3プレート金型はピンポイントゲートと追加のランナープレートを備えており、ランナーの自動取り外しが可能で、自動化と高品質の仕上げに適しています。主な違いは、XNUMXプレート金型にはランナープレートが追加されていることです。
プラスチック成形における金型設計の役割
金型設計は、プラスチック成形プロセスの重要な側面です。金型を適切に設計することで、寸法精度、表面仕上げ、構造的完全性など、プラスチック部品がすべての仕様を満たすことが保証されます。金型設計で考慮すべき主な事項は次のとおりです。
キャビティとコアの設計
キャビティは部品の外部形状を形成し、コアは内部の特徴を形成します。正確な寸法を確保するには、冷却中の材料の収縮を考慮して設計する必要があります。
冷却システム
効率的な冷却は、サイクルタイムの短縮と欠陥の防止に不可欠です。金型内の冷却チャネルは均一な温度を維持し、最終製品の反りやヒケを防止します。
排出システム
プラスチック部品が冷却されて固まったら、金型から取り出す必要があります。部品を損傷することなく取り出すために、エジェクタ ピンやその他の機構が金型設計に慎重に組み込まれています。
プラスチック成形の利点は何ですか?
プラスチック成形には、厳しい公差と再現性を保証する高度な金型設計により、高精度と一貫性など、いくつかの利点があります。また、自動化により人件費が削減されるため、特に大規模生産ではコスト効率に優れています。さらに、プラスチック成形は材料の汎用性が高く、さまざまな用途のニーズを満たすためにさまざまなプラスチックを使用できるほか、他の製造方法では実現が難しい複雑な形状を製造できます。
プラスチック成形は有毒ですか?
プラスチック成形自体は本質的に有毒ではありませんが、そのプロセスでは、適切に管理しないと健康リスクをもたらす可能性のある材料や化学物質を取り扱うことになります。成形中は、溶けたプラスチックから煙や蒸気が放出される可能性があり、これらにさらされると有害となる可能性があります。これらのリスクを最小限に抑えるには、適切な換気、安全装置、および安全ガイドラインの順守が不可欠です。
プラスチック金型は高価ですか?
プラスチック金型は、特に複雑な設計や高精度の要件の場合、コストが高くなることがあります。費用は、金型の複雑さ、サイズ、材料、製造プロセスなどの要因によって左右されます。初期コストは高額になることもありますが、プラスチック金型は耐久性があり、製造プロセスに効率をもたらすため、大規模生産では一般的にコスト効率が高くなります。
プラスチック型の寿命はどれくらいですか?
プラスチック金型の寿命は、材質、設計、メンテナンスなどの要因によって異なります。一般的に、高品質の鋼で作られた良質の金型は、500,000 万サイクルから 1 万サイクル以上使用できます。要求の厳しい用途で使用したり、適切なメンテナンスを行ったりした金型は、さらに長く使用できます。
プラスチックは何度の温度で成形されますか?
プラスチック成形時の温度は、使用するプラスチックの種類によって異なります。一般的な熱可塑性プラスチックの場合:
- ポリエチレン（PE）: 金型は通常、約 170 ～ 220°C (338 ～ 428°F) で成形されます。
- ポリプロピレン（PP）: 約200～250°C（392～482°F）で成形します。
- アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）: 約210〜250°C（410〜482°F）で成形します。
- ポリカーボネート（PC）: 約250〜300°C（482〜572°F）で成形します。
これらの温度により、プラスチックが十分に溶けて金型に充填され、適切に冷却されて最終部品が形成されることが保証されます。
プラスチックの型はどのように洗浄しますか?
プラスチック製の型を洗浄するには、まずブラシまたはエアブロワーで残っているプラスチックを取り除きます。適切な溶剤または洗浄液を使用して、布またはブラシで型を洗浄します。水または溶剤ですすぎ、錆びを防ぐために完全に乾燥させます。定期的なメンテナンスと検査も不可欠です。
シリコン型とプラスチック型のどちらが良いですか?
シリコン型とプラスチック型のどちらを選択するかは、用途によって異なります。 シリコーン型 柔軟性があり、耐熱性があり、複雑なデザインや少量生産に最適です。一方、プラスチック製の型は耐久性があり、大量生産に適しており、複雑な部品の精度と一貫性を実現します。大規模な製造には、一般的にプラスチック製の型の方が適していますが、シリコン製の型は、より小さく詳細な用途に優れています。
まとめ：
プラスチック成形技術は、材料、金型設計、プロセス自動化の進歩により進化し続けています。産業界はより複雑で高性能なプラスチック部品を求めており、プラスチック成形は現代の製造業において依然として重要なプロセスです。
BOYIでは、高品質の製品をお届けすることに特化しています プラスチック金型ソリューション お客様の特定のニーズに合わせてカスタマイズします。精密部品加工と高度な成形技術に関する当社の専門知識により、最も厳しい要件にも対応でき、幅広い業界に信頼性が高くコスト効率の高い製品を提供できます。
質疑応答
プラスチック金型には、2プレート金型、3プレート金型、ホットランナー金型、コールドランナー金型、スタック金型、インサート金型など、いくつかの種類があります。
プラスチック金型を使用するには、まず金型を射出成形機に取り付けます。次に、プラスチック樹脂を溶かし、圧力をかけながら金型のキャビティに注入します。金型内でプラスチックを冷却して固化させます。固化したら、金型を開いて完成した部品を取り出します。
プラスチック金型は、いくつかの要因により高価になることがあります。コストは、金型設計の複雑さ、使用される材料の品質 (高級鋼など)、および製造に求められる精度によって発生します。
プラスチック成形は、プラスチック樹脂を溶かして金型に注入することで行われます。プラスチックは金型内で冷却されて硬化し、その後金型を開いて完成した部品を取り出します。
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。
