成形とは、金型と呼ばれる硬いフレームを使用して原材料を成形する製造プロセスです。原材料（通常はポリマーまたは金属）は金型に注入または押し込まれ、そこで硬化または固まり、金型の空洞の形状を形成します。この方法は、自動車、航空宇宙、医療、消費財など、さまざまな業界のさまざまな部品や製品の製造に広く使用されています。
造形とは何ですか?
モールディング（アメリカ英語）は、モールディング（イギリス英語）とも綴られ、型を使って物質を特定の形に成形するプロセスを指します。型は、最終製品の型やモデルから作られることが多く、プラスチック、ガラス、金属、セラミックなどの材料が充填されます。材料が硬化または固まると、目的の形状になります。 モールド.
成形プロセスの種類は何ですか?
成形プロセスにはいくつかの種類があり、それぞれ異なる用途や材料に適しています。主な種類は次のとおりです。
| 成形の種類 | 説明 | 一般的なアプリケーション |
|---|---|---|
| 射出成形 | 高圧下で溶融材料を使用して複雑な形状を大量生産するのに最適です。 | 自動車部品、消費財 |
| 中空成形、吹込み成形 | 溶かしたプラスチックを型に入れて膨らませ、中空の物体を作ります。 | ボトル、自動車燃料タンク |
| 圧縮成形 | 熱と圧力を利用して、加熱された金型キャビティ内で材料を成形します。 | 電気部品、自動車部品 |
| 押出成形 | 材料を金型に押し込むことで連続的に成形します。 | PVC配管、窓枠 |
| 回転成形 | 加熱した金型を回転させて、大きな中空のアイテムを製造します。 | 貯蔵タンク、レジャー用品 |
| トランスファー成形 | 圧縮成形と射出成形を組み合わせて細かい部品を製造します。 | 電子部品、自動車部品 |
| 熱成形 | プラスチックシートを加熱して、大きく複雑なデザインを形成します。 | 包装資材、自動車パネル |
| 真空成形 | 真空を使用して加熱したプラスチックシートを成形する、簡素化された熱成形。 | 製品包装、自動車部品 |
適切な成形プロセスを選択するには？
適切な成形プロセスの選択は、いくつかの要因によって決まります。
- 材料： 部品に必要な材料の種類（プラスチック、金属、複合材など）を考慮してください。
- 複雑： 部品の設計と形状の複雑さを評価します。
- ボリューム： 必要な生産量（低、中、高）を決定します。
- 費用： ツールやセットアップのコストを含む予算の制約を評価します。
- プロパティ： 強度、柔軟性、耐熱性など、必要な特定の材料特性を考慮してください。
射出成形、ブロー成形、圧縮成形などの各成形方法には、さまざまな用途に適した長所があります。これらの要素を理解することで、プロジェクトに最も適した成形プロセスを選択するのに役立ちます。
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成形プロセスは複合材料の特性にどのような影響を与えますか?
成形プロセスは、次のような要因に影響を与え、複合材料の特性に大きな影響を与えます。
- 繊維方向: 強度と剛性を決定します。
- 樹脂の分布: 耐久性と均一性に影響します。
- 硬化条件: 衝撃強度と耐薬品性。
- 金型設計: 最終的な形状と表面仕上げを形成します。
- 圧力と温度: 材料の流れと統合を制御します。
これらの変数を最適化することで、複合材料が航空宇宙、自動車、建設業界のアプリケーションにおける特定のパフォーマンス基準を満たすことが保証されます。
ブロー成形は連続プロセスですか?
ブロー成形は、従来の意味での連続プロセスではありません。プラスチックを溶かしてパリソンに成形し、それを型に固定します。パリソンに空気を吹き込んで成形するため、ボトルや容器などの中空の物体の製造に最適です。ただし、材料がシステム内を連続的に流れる連続プロセスとは異なり、ブロー成形では、成形される物体ごとに個別のステップが実行されます。
射出成形は耐久性のあるプロセスですか?
射出成形 は耐久性のある部品を製造することで有名です。溶融材料を高圧で金型に注入することで、構造的完全性に優れた堅牢な製品が作られます。このプロセスは、長持ちする部品を効率的かつ経済的に製造できるため、自動車、消費財、電子機器などの業界で広く使用されています。
成形プロセスと成型プロセスの違いは何ですか?
成形と成型の主な違いは、その技術と結果にあります。
| プロセスタイプ | 説明 | 例 | 理想的な |
|---|---|---|---|
| 成形プロセス | 曲げや圧延などの機械的な力を使用して材料を成形し、圧力や熱によって材料の特性を変更します。 | 鍛造、圧延、押し出し | 金属、プラスチック、複合材料 |
| 成形プロセス | 金型を使用して材料を特定の形状に成形します。溶融材料を注ぎ、圧力をかけて注入し、加熱して成形します。 | 鋳造、射出成形、熱成形 | 複雑な形状、大きなボリューム |
これらの違いを理解することは、金属からプラスチック、複合材料まで、さまざまな製品を製造するのに適した方法を選択するのに役立ちます。
成形と鋳造
成形と鋳造は、異なる材料と用途に適した異なる製造プロセスです。成形はプラスチックやゴムに最適で、成形の精度と汎用性を提供します。一方、鋳造は金属に適しており、必要な機械的特性を備えた複雑な金属部品を柔軟に製造できます。
| 側面 | Molding | 鋳造 |
|---|---|---|
| プロセス | 型を使って柔軟な材料を成形する | 溶融金属を金型の空洞に注ぐ |
| 材料 | プラスチック、ゴム、および類似の可鍛性材料 | アルミニウム、鋼、鉄、青銅などの金属および合金 |
| アプリケーション | プラスチック/ゴム部品、ボトルなどの製品、自動車部品の製造 | 小さな複雑な部品から大きな構造要素まで、金属部品の製造 |
| Advantages | 高精度、再現性、複雑なデザイン | 良好な表面仕上げ、優れた機械的特性、形状とサイズの多様性 |
成形に使用される材料は何ですか?
成形に使用されるさまざまな材料は次のとおりです。
1。 プラスチック
プラスチックは、耐久性があり、複雑な形状に成形しやすいため、成形プロセスで使用される最も一般的な多用途の材料です。主な種類は次のとおりです。
- ABS（アクリロニトリルブタジエンスチレン）
- PVC（ポリ塩化ビニル）
- ポリエチレン（PE）とポリプロピレン（PP）
- ポリカーボネート（PC）
2 金属
金属は主にダイカストや 金属射出成形 (MIM) さまざまな金属が、幅広い機械的特性と成形能力を提供します。
- アルミ
- マグネシウム
- 亜鉛
- ステンレス鋼
3. ゴムとエラストマー
ゴムとエラストマーは、圧縮成形やゴム射出成形などのプロセスを使用して成形され、優れた弾力性と耐摩耗性を備えています。主な材料は次のとおりです。
- シリコーン
- EPDM（エチレンプロピレンジエンモノマー）
- 天然ゴム
4 セラミックス
セラミック材料は、耐高温性、電気絶縁性、耐腐食性があるため、特殊な成形プロセスで使用されます。
- アルミナ
- ジルコニア
5. 複合材
複合材料は、強度、軽量性、耐熱性などの特定の性能要件を満たすために材料を組み合わせます。
- ガラス繊維強化プラスチック (GRP)
- 炭素繊維複合材料
各材料は、消費財から工業用部品、医療機器に至るまで、特定の成形技術や最終用途に適した独自の特性を備えています。
成形の用途は何ですか?
成形プロセスは、その汎用性と、複雑な形状や部品を高精度で製造する能力により、さまざまな業界で幅広い用途に使用されています。一般的な用途には次のようなものがあります。
- 部品の製造成形は、自動車、航空宇宙、電子機器、消費財産業向けの部品を製造する製造業で広く使用されています。
- 医療機器射出成形は、医療機器に使用される複雑な部品を製造するために不可欠であり、高い精度と信頼性を保証します。
- 梱包ブロー成形と射出成形は、均一な製品を効率的に製造できるため、ボトル、容器、包装材料の製造に使用されます。
- 建設業成形プロセスは、パイプ、継手、構造要素など、建設に使用される部品の製造に使用されます。
- 消費者製品おもちゃから台所用品まで、多くの日用品は、コスト効率と生産規模の拡大の可能性から、成形プロセスを使用して製造されています。
- 電子: 成形は、電子機器のケースやハウジングの製造に使用され、保護機能と美観を提供します。
- 自動車産業射出成形は自動車の内外装部品の製造に不可欠であり、軽量化と設計の柔軟性に貢献しています。
- 家具および電化製品成形プロセスは、家具、電化製品、その他の家庭用品の部品の製造に使用されます。
- スポーツとレジャーヘルメット、スポーツ用品、レクリエーション用具などのアイテムは、その製造に成形がよく利用されます。
- カスタム製造: 成形により、カスタム部品やプロトタイプを迅速かつコスト効率よく作成できるため、イノベーションと製品開発が促進されます。
これらのアプリケーションは、さまざまな分野にわたる現代の製造業における成形プロセスの汎用性と重要な役割を実証しています。
自動車業界ではどのような部品を成形で製造できるのでしょうか?
自動車業界では、射出成形技術がさまざまな重要部品の製造に広く使用されています。ダッシュボード、ヘッドランプ アセンブリ、ドア パネル、バンパーなどの内装および外装部品の製造に使用されています。さらに、エンジン部品、電子制御ユニット ハウジング、安全システムおよび座席部品の製造にも利用されており、自動車生産のための効率的で正確なソリューションを提供しています。
成形プロセスで金属部品を製造できますか?
「成形プロセス」という用語は通常、可鍛性材料であるプラスチックやゴムの加工に使用される方法を指します。これには、射出成形、ブロー成形、圧縮成形などの技術が含まれます。これらの方法は、金属部品を直接製造するのには適していません。金属部品を製造するには、鋳造、鍛造、スタンピング、フライス加工、旋削、穴あけなどのさまざまなプロセスが使用されます。これらの金属成形プロセスにより、さまざまな産業およびアプリケーションのニーズを満たすために必要な材料、形状、精度レベルを選択できます。
成形における設計上の重要な考慮事項は何ですか?
成形における重要な設計上の考慮事項は次のとおりです。
- 表面仕上げ: 美観と機能のバランスを取りながら、必要な表面仕上げを決定します。テクスチャのある表面は欠陥を隠すことができますが、金型の設計が複雑になる可能性があります。
- 材料の選択耐熱性や強度などの特性を考慮して、製品の用途に合った素材を選択してください。
- 部品の形状: 材料の流れと冷却を一定に保つために、壁の厚さが均一な部品を設計します。アンダーカットや鋭角な角を避けて、成形プロセスを簡素化します。
- 金型設計： 簡略化する 金型設計 製造コストを削減します。ドラフト、半径、フィレットなどの機能を組み込むことで、部品の取り外しが容易になります。
- 公差と収縮率: 部品の機能とフィットに基づいて許容差を指定します。寸法精度を維持するために、冷却中の材料の収縮を考慮します。
- 半径とフィレット: 半径とフィレットを使用して鋭角な角を排除し、応力集中を軽減して材料の流れを改善します。
- アンダーカット: アンダーカットを回避または最小限に抑えて、金型設計を簡素化し、ツールコストを削減します。
- リブリブを組み込むことで、重量を大幅に増加させることなく部品の強度と剛性を高めることができます。
これらの考慮事項は、効果的な成形プロセスと最終製品の品質の確保に不可欠なさまざまな側面をカバーしています。
成形パラメータ設定
成形プロセスのパラメータを設定するときは、次の重要な手順と推奨事項を考慮してください。
1.事前設定と準備:
- 材料が適切に乾燥し、金型温度とヒーターバレル温度が処理のために正しく設定されていることを確認します。
- 金型の開閉およびエジェクタの動作と距離の設定を確認します。
- 射出圧力を最大値の60%に設定します。
- 保持圧力を最大値の30%に維持します。
- 射出速度を最大の40%に設定します。
- スクリュー速度を約60 RPMに調整します。
- 背圧を10kg/cm²程度に設定します。
- 引き込みを約3mmに調整します。
- ホールドスイッチの位置をネジ径の30%に設定します。
2.手動操作パラメータ調整:
- 高圧上昇を確認（金型をロック）
- 停止位置に注意しながら、スクリューが完全に停止するまで手動で注入します。
- 送り用のネジを引っ込めます。
- 冷却後、金型を開いて成形品を取り出し、ショートショット、バリ、白化、ひび割れがないことを確認します。
3.半自動操作パラメータ調整:
- 計量ストロークを調整し、注入圧力を徐々に 99% まで上げます。
- 射出速度を調整して、ショートショットやフラッシュを回避するための適切な速度を見つけます。
- 保持圧力を調整して、ヒケやフラッシュを回避するための適切な圧力を見つけます。
- 成形品の重量が安定するまで徐々に保圧時間を延ばします。
- 冷却時間を調整して、成形された製品が白化、ストレスマーク、変形なしに排出、トリミング、パッケージングされるようにします。
バレル温度チャート
| 材料 | 適切な温度範囲 | 非融解温度 | 成形収縮率 | 射出圧力 |
|---|---|---|---|---|
| PA | 40-60℃ | 160-260℃ | 0.2-0.6％ | 500-1000kg /cm² |
| ABS | 50-70℃ | 190-260℃ | 0.4-0.8％ | 500-1500kg /cm² |
| AS | 50-70℃ | 170-290℃ | 0.3-0.8％ | 500-1500kg /cm² |
| PMMA | 59-80℃ | 160-250℃ | 0.2-0.5％ | 500-1500kg /cm² |
| LDPE | 35-65℃ | 150-300℃ | 1.5-5％ | 300-1000kg /cm² |
| HDPE | 40-70℃ | 150-300℃ | 1.5-5％ | 300-1000kg /cm² |
| PP | 40-70℃ | 150-300℃ | 1.2-5％ | 300-1000kg /cm² |
| ソフトPVC | 50-80℃ | 120-180℃ | 1.5-5％ | 500-1500kg /cm² |
| 硬質PVC | 50-80℃ | 150-200℃ | 1.2-2％ | 500-1500kg /cm² |
| EVA | 50-70℃ | 120-150℃ | 1.8-3％ | 500-1500kg /cm² |
| PC | 80-120℃ | 190-300℃ | 0.5-0.8％ | 500-1500kg /cm² |
| POM | 60-100℃ | 190-240℃ | 2.0-3.5％ | 500-1500kg /cm² |
| 修正PPO | 40-80℃ | 190-300℃ | 0.3-0.5％ | 1000-1300kg /cm² |
| PA | 40-60℃ | 160-260℃ | 0.2-0.6％ | 500-1000kg /cm² |
| PS | 40-70℃ | 180-250℃ | 0.3-0.6％ | 500-1500kg /cm² |
| PSF | 70-150℃ | 300-370℃ | 0.1-0.2％ | 1000-1500kg /cm² |
| ペット | 60-70℃ | 280-300℃ | 0.4-1.0％ | 300-1500kg /cm² |
| PBT | 60-70℃ | 230-270℃ | 0.5-2％ | 300-1500kg /cm² |
まとめ
成形は、幅広い製品の製造に使用される、多用途で不可欠な製造プロセスです。さまざまな成形タイプ、一般的なプロセスを理解し、設計ガイドラインに従うことで、高品質の成形部品を効率的かつコスト効率よく製造できます。シンプルな日用品から複雑な工業用部品まで、成形は現代の製造業の基盤であり続けています。
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Q＆A
射出成形と射出成形はどちらも正しい綴りですが、「moulding」はカナダやオーストラリアでも使用されている古いイギリス式綴りです。対照的に、「molding」はアメリカ式の綴りです。
業界で好まれる綴りは「moulding」で、Moulding & Millwork Producers Association などの組織で採用されています。「molding」は米国の特定の地域では今でも使用されていますが、業界では「moulding」が標準用語として広く認識されています。
成形の目的は、金型または母型を使用して、液体または柔軟な原材料を特定の形状に成形することです。成形は、プラスチック容器、自動車部品、医療機器などの製品を生産するためにさまざまな業界で広く使用されており、最終製品の高い精度と再現性を保証します。
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。
