今日、メーカー各社は技術革新の最前線に立ち、プラスチックを使って金属や他の素材と互換性を持たせ、さまざまな製品を生産している。この進歩の原動力となっている主な技術のひとつに、プラスチック射出成形の一般的な技術であるインサート射出成形がある。
この方法で、メーカーはエンジニアリングプラスチックと異なる材料で作られたインサートを組み合わせることができ、その結果、耐摩耗性、軽量、高い引張強度を持つ製品ができる。この記事では、インサート射出成形の包括的な詳細に焦点を当て、その長所と短所について説明します。さらに、インサート射出成形部品の用途を調べ、次のような成功を収めるための貴重なヒントや洞察を提供します。 インサート射出成形.
インサート射出成形：概要
インサート射出成形は、インサート成形とも呼ばれ、射出成形部品に金属インサートを組み込んだり、組み合わせたりするプラスチック射出成形プロセスの特定のタイプです。このプロセスは、キャビティに金型を挿入し、その周りに高圧下で溶融プラスチックを射出することです。その後、金型キャビティ内でプラスチックとインサートが一緒に冷えると、それらが結合して頑丈で凝集性のある部品が形成される。
金属部品を追加することで、この方法は、強度、耐久性、軽量性に優れたプラスチック製品を製造します。金属インサート成形は、多機能で効率的な技術であり、その互換性と高品質な部品を生産する有効性から、多くの産業で広く使用されています。
インサート射出成形のワークフロー
インサート成形射出は、様々な最終製品を製造するための従来の成形プロセスであり、制御された条件下で金型またはダイキャビティに溶融プラスチックを注入する。金型に射出成形用ネジ付きインサートを追加することで、他の伝統的な射出成形技術とは一線を画しています。インサート射出成形プロセスには、以下のステップが含まれます。
ステップ1：金型への装填
設計エンジニアは、インサート射出成形用の金型を綿密に設計し、射出成形用金型インサートが金型キャビティ内に正確に配置されるようにします。金型の正しい向きと配置は、成形段階において最も重要です。この技術により、インサートはしっかりと固定され、成形品の望ましい方向と位置を維持することができます。
金型に部品を挿入する方法は主に2つある：
- 自動挿入：
自動挿入では、ロボット工学と自動化システムを使用して部品を金型に挿入する。この方法には、安定した挿入位置、効率の向上、高精度といった利点がある。自動化された機械は高温環境にも対応できるため、1時間あたりの部品生産量が増え、生産が迅速になります。しかし、自動化システムに必要な初期投資は高く、生産コストの上昇につながる。
- 手動挿入：
手挿入は、手で部品を金型に入れる工程である。この方法は少量生産に適している。詳細な部品検査が必要な作業や、包装や組み立てのようなコストのかからない作業に適している。とはいえ、手作業による挿入には、自動化システムのような精度と再現性はない。また、高温になるため、オペレーターの手先の器用さに問題が生じることもあり、手袋の使用が必要になることもある。
ステップ2：溶かしたプラスチックを型に押し込む。
射出装置は、インサート射出成形の第2工程で、エンジングレードのプラスチック樹脂を金型キャビティに射出する。高い圧力で射出が行われ、プラスチックが金型のあらゆる部分を満たすように押し出される。この圧力は、金型内の空気の通気を促し、プラスチックがインサートに完全に密着することを保証します。射出温度、射出圧力、射出温度を許容範囲内に最適に保つことは、均一な充填と欠陥のない最終使用成形品のために最も重要である。
ステップ3：金型を外し、成形品を得る。
その後、金型は冷却され、開きます。エジェクターシステムは、溶融プラスチックを冷却して固化させた後、最終成形品を金型から丁寧に取り出します。冷却中に圧力を保持することで、収縮の影響を防ぎ、射出バレルへの逆流がないことを確認します。冷却時間と温度を注意深く監視し、成形品が均一に固化し、反りや歪みが生じないようにします。このようなサイクルを繰り返すことで、継続的な生産を可能にしています。
ステップ4：成形品をランナーから取り外します。
スプルーやランナーは、金型のキャビティに液状のプラスチックが出入りする流路で、成形品の複数のキャビティをつないでいます。成形を行う前に、成形品をスプルーやランナーから切り離さなければなりません。この分離は、主にハサミやナイフのような簡単な道具を使って手作業で行う。成形品の損傷や紛失を防ぐため、成形工程を注意深く監視する必要があります。
金型がサブゲート設計を採用している場合は、この手順を実行する必要はありません。この設計では、金型が開くとランナーと成形品が自動的に分割されます。しかし、すべての部品がサブゲート設計を利用できるわけではありません。
ステップ5：後処理
成形とスプルーからの部品の排出は、最終使用前にインサート成形された部品を完成させるために、他の後処理工程に続いて行われることもある。
一般的な後処理には次のようなものがある：
バリ取り： バリ取りとは、成形品の外観や性能に影響を及ぼす余分な材料やバリを取り除くことである。一般的に、バリ取りは手作業で行われ、工具を使ってバリを取り除きます。一般的に高品質な金型にはバリがありません、
熱処理： 成形部品は、内部応力を除去するために、アニールや応力除去などの工程を経ることがある。さらに、熱処理は部品の強度と寸法精度を高めることができます。
表面仕上げ： 最終段階には、印刷、塗装、電気メッキなど、いくつかの方法がある。仕上げ加工は、部品を美しく耐久性のあるものにするだけでなく、耐食性などの特別な機能を持たせることさえできる。
湿度管理：これは環境中の水分を管理するプロセスであり、物体の収縮、酸化防止、吸水率に影響する。通常、対象物を温水浴槽に浸したり、スチームチャンバーにさらすことで、湿度の高い環境を作り出します。
インサート成形前の留意点
インサート成形の前に考慮すべきことはたくさんある。記憶を呼び覚ますために、以下はあなたが集中すべき分野です：
- インサートの種類
インサート成形工程で使用されるインサートは、工程の成功につながる最も重要な要素の一つです。成形につきものの温度や圧力の変化に耐えられるインサートを見極めましょう。
- 挿入位置
金型内でのインサートの位置決めは、将来の金型の耐久性やメンテナンスのことを考えると、最も重要なことの一つです。インサートに作用する力を想像し、インサートの下と周囲に十分なプラスチックがあることを確認してください。
- 金属インサートの隙間幅：
金属インサートと液体材料との間の隙間を安全な距離に保つことは、最終製品への悪影響を避けるために重要です。金型と成形品との隙間を閉じることで、成形品が確実に結合し、信頼性の高い成形品が完成します。
- 樹脂の選択と成形条件：
複雑な部品（電子部品、ガラス）を成形するためには、適切な樹脂の種類と成形条件を選択することが重要です。樹脂は、インサートをしっかりと封止し、適切に固定するのに十分な強度が必要です。
- 金型のデザイン：
金型は材料を成形するだけでなく、成形工程でインサートを動かないようにします。製造されたインサートを金型に使用することで、製造段階を通してその固さを維持することができます。
- コストを考慮する：
合計価格は、インサート費用、オペレーターの費用（手作業による挿入の場合）、インサートを入れたために発生する可能性のある価格上昇をカバーするものでなければならない。意思決定プロセスに費用便益分析を加え、事実に基づいたものにする。
- 生産量：
生産量に応じて、手動または自動のローディングオプションを選択します。生産要件を分析し、あらゆるローディング方法のメリットとデメリットを評価して、可能な限り最高レベルの効率と費用対効果を達成する。
射出成形用ねじインサート
インサート射出成形時の考慮事項
インサート射出成形プロセスの精度は、最高品質の性能を保証する重要なポイントです。これらは、あなたが心に留めておくべき本質的なポイントです。
- 金型のデザイン：
金型の設計は、多くの場合、高温や高圧によって引き起こされる損傷からインサートを保護する上で重要な役割を果たします。成功裏に完成させるために金型が必要とする安全性と安定性の程度が、その設計を決定する重要な要因となる。
- 確実なインサート配置：
インサートの配置と安定性は、成形工程でインサートがうまく作動するために大きく貢献する重要なポイントです。わずかな揺れや動きが、最終製品に欠陥をもたらしてしまうのです。成形時にインサートを完璧に保持するためのさまざまな方法をご覧ください。
- アンダーカットの特徴
射出成形インサートは、部品に美的価値を与えるだけでなく、その構造的完全性と強度を向上させます。射出成形インサートが結合することで、部品の結合力を維持することができます。
- パートナー選び：
インサート成形は、信頼できる経験豊富なパートナーを選ぶのが賢明です。企業との協力により、部品組立における最新の技術革新とスキルを活用する機会が得られ、優れた品質の一体型部品を生産することができます。
インサート射出成形の利点と限界
射出成形インサート は、多くの利点があるため、製造工程でよく選ばれている。
コスト効率： インサート射出成形は、成形後の組み立てを省くことで、組み立てコストと人件費を削減し、全体的なコスト削減につながる。
軽量化： インサートは、成形品の質量や体積を減らし、持ち運びや取り扱いを容易にする方法である。
設計の柔軟性： インサートは、デザイナーが製品をより複雑でユニークなものにすることで、群衆から際立たせるために使うデザイン装置である。
強化された部品の強度： 成形工程に金属インサートを組み込むことで、成形品の機械的特性が通常のものより強くなり、耐久性と性能が向上する。
このような利点がある一方で、射出成形インサートには欠点もある。
複雑さとコスト： インサート金型の設計は、通常の成形工程に比べてはるかに複雑でコストがかかるため、追加的な要素を考慮し、リソースを割り当てる必要がある。
材料の互換性：熱膨張率の違いにより、インサート材料によっては成形に適さず、生産に問題が生じる場合があります。
ポジショニングの精度： 射出成形用インサートが金型内で適切に位置決めされていないと、成形品に誤差が生じることがあり、最終製品に欠陥が生じる可能性がある。
サイクルタイムの増加： インサートは、成形工程に入る前に金型内で慎重に位置決めする必要があり、生産効率に影響を与える可能性がある。
インサート射出成形とオーバーモールド成形の比較
インサート射出成形とオーバーモールド成形は、ユニークな特徴を持つ成形部品を製造する2つの異なる射出成形プロセスです。目的は似ていますが、その達成方法と最終製品に大きな違いがあります。
オーバーモールディング
インサート射出成形は、金型内であらかじめ成形されたインサートの周りにプラスチック材料を成形するユニークな方法です。プラスチック材料はインサートにしっかりと密着し、一体化した部品を形成します。インサート成形は、スピードと費用対効果に優れ、材料を経済的に使用できる利点がある一発射出成形技術です。
主に オーバーモールディング は ツーショット成形 これは、プラスチック基材の上にゴム状プラスチックを成形することを意味する。この二重射出成形プロセスの複雑さとコストは、一重射出成形プロセスと比べて高く、その主な原因は、材料の追加層と追加の金型コストである。
インサート射出成形プロセスの主な目的は、初期の設計段階でインサートを追加することによって成形部品を強化することです。前者は製品に快適さ、美しさ、保護層を追加し、機能性と外観を高め、後者とは一線を画します。
したがって、インサート成形の主な目的は強度と材料効率を向上させることであるのに対し、オーバーモールド成形は機能的な多様性と美観に重点を置いており、それぞれの技術は特定の用途や設計要件に適している。
要約すると、インサート射出成形では金型費用は1つ（オーバーモールド）しか必要ないが、オーバーモールド工程では2つの金型投資が必要である：1つ目の金型である基材金型と2つ目の金型であるオーバーモールドである。
様々な産業におけるインサート射出成形用途。
今日の成形は、その多様性と効率性により、広く求められている製造工程です。インサート射出成形を利用する主な産業と、各産業における具体的な用途について説明しよう。
航空宇宙産業：
航空宇宙産業では、航空機のシート、収納箱のラッチ、化粧室、ハンドル、ユーザー・インターフェース・スイッチなどの重要な部品を製造するための最も一般的な技術は射出成形である。これらの部品は、強度、耐久性、軽量設計を兼ね備えていなければなりません。これらの特性はすべて射出成形で対応できます。インサート成形により、宇宙産業は航空機の軽量化、高強度部品、製造・組立時間の短縮、設計の改善を手に入れることができる。
自動車部門
自動車業界では、インサート射出成形の工程で、金属部品をより耐久性のあるプラスチック部品に置き換える。
この変革の結果、軽量な自動車部品が製造され、燃費が向上し、組み立てコストが削減される。自動車業界では一般的に、内装パネル、ノブ、ハンドル、電子コネクター、構造部品などの製造工程にインサート成形が用いられている。さらに、インサート成形技術は柔軟性と信頼性の両方を提供するため、自動車メーカーは革新的な新しいデザインや機能性を生み出すことができる。
医療機器製造：
医療機器製造業界では、最高レベルの精度、生体適合性、信頼性が要求される成形インサートが広く使用されています。インサート射出成形技術は、シンプルな工具から高度なインプラントや手術器具まで、幅広い医療機器の製造を可能にします。例えば、チューブ、医療機器の部品、歯科器具、補綴物、手術用ブレード、医療機器用エンクロージャーなどがあります。インサート成形工程は、異なる材料のスムーズな移行を保証し、医療業界の高い品質と安全基準を満たします。
家電業界：
家電業界では、インサート射出成形技術は、ファスナーやはんだ付けの必要性をなくし、組立工程に革命をもたらした。その インサート成形 この業界は、ネジインサート、ワイヤープラグの封止、家電製品のデジタル制御パネル、アセンブリ、ノブの製造など、幅広い用途を網羅しています。そのほか、インサート成形は、軍事機器、ネジ留めファスナー、家電製品に使用されるさまざまな電子部品など、幅広い用途がある。
防衛部門
防衛産業において、インサート射出成形は、費用対効果に優れ、効率的で軽量な軍用装備品の製造を可能にする重要な技術である。携帯型通信機器、武器部品、バッテリーパック、軍需品、双眼鏡や単眼鏡のような光学機器の筐体は、すべてこの技術を使用しています。射出成形インサートは、複雑なデザインと機能性を持ち、防衛用途に要求される高い基準を満たす、堅牢で信頼性の高い構造の部品を作ることができるという利点があります。
インサート射出成形は、異なる材料を一体化し、製品の耐久性を高め、製造コストを削減し、製品全体の性能を向上させることができるため、これらの産業では、幅広い用途に適した製造方法として利用されている。
よくある質問
Q1.射出成形におけるインサートの目的は何ですか？
インサートは、プラスチック成形品の強度と耐久性を高める重要な要素であり、しかも金属製である。
Q2.インサート射出成形で大きな部品はできますか？
インサート成形は、小型・中型部品の生産に最適です。大きな部品を扱うと、金型費用が高くなったり、インサートの配置が複雑になるなどの課題があります。
Q3.インサート射出成形でよく使われるインサートは？
メーカーは通常、成形部品の強度と性能を高めるためにインサートを使用します。スタッドやネジのような金属部品、コネクター、端子、スイッチ、ボタンのような電子部品、プラスチック部品からインサートを作ります。
まとめ
挿入 射出成形プラスチックと非プラスチック材料を混合する製造工程であるプラスチック成形は、多くの利点があるため、航空宇宙、防衛、自動車、医療機器などの産業で人気を博している。これには、コスト削減、部品の信頼性向上、設計の柔軟性向上などが含まれる。